1国内外带钢热连轧卷取温度控制系统的发展现状及意义
1.1带钢热连轧的国内外发展状况
1.1.1国外发展状况
从1924年阿斯兰1470 mm和1926年巴特勒1070 mm带钢热连轧机计算起，带钢热连轧机已经有八十多年的发展历史了。它具有综合技术性强、生产效率高、经济效益大、发展迅速、自动化程度高、新技术使用广泛等特点。可以作为衡量国家工业发展水平的一个重要标志。现在，我国已经具备设计和制造带钢热连轧机的能力了。带钢热连轧卷取温度控制系统也有将近五十年的发展历史了。1958年以前，实现了模拟AGC（自动厚度控制）；1960年以前，实现了轧机调速、压下、活套控制的电动自动化；1962年，美国在麦克劳斯（Mclouth）钢铁公司1525 mm热轧机上实现了计算机控制；1964年，日本在新日铁堺厂1420 mm热轧上实现了计算机控制；1971年11月日本新日铁大分厂2235 mm热轧计算机控制系统投入运行，该热轧计算机控制系统作为当时的设计典范。1980年以后，带钢热连轧计算机控制系统发展得更加迅速，趋向成熟。
图1.1 鞍钢2150钢厂带钢热连轧2150mm层流冷却生产现场图片
80年代末期开始，国外许多热轧带钢厂对现有冷却设备进行改造，目的是提高冷却能力及温度控制精度。为了提高温度控制精度，避免因控制阀门开闭引起的冷却水量波动，造成温度控制精度波动，国外热轧带钢厂的冷却设备均设置高位水箱，有些工厂具有水箱液面高度恒定控制技术。为了提高带钢宽度方向上水量分布的均匀性
和提高下部冷却能力，对喷水装置进行了改造。为了提高卷取温度的控制精度，每个控制阀门所控制的水量减少，即控制单元呈细分化趋势。日本众多热轧带钢厂在层流冷却段内设置测温仪表，检测带钢中间温度，为控制模型实现前馈控制功能及提高设定计算精度服务。有些工厂在冷却段中间设置带钢相变过程检测仪，为模型计算带钢相变热服务。微合金高强度钢板的开发，对卷取温度控制精度提出了更高的要求。国外许多热轧带钢厂对现有的过程机控制系统进行改造，有些工厂单独设置一台过程机来控制卷取温度，以提高模型计算速度、缩短再设定计算周期，提高控制精度。
随着冷却设备的更新、改造，控制模型功能的扩展及模型的进一步理论化，国外众多热轧带钢厂的卷取温度控制精度日益提高，带钢全长卷取温度±20℃的命中率大于94％，控制技术的优化满足了新钢种开发的需要，使热轧带钢的使用领域进一步扩大。
1.1.2国内发展状况
1978年12月投产的武汉钢铁（集团）公司的1700mm热连轧机控制系统是我国引进的第一套带钢热连轧计算机控制系统。这个系统基本是按照日本新日铁大分厂的模式设计的。
1993年11月，在武汉钢铁（集团）公司、重庆钢铁设计研究院、北京科技大学的共同合作下，完成了武汉钢铁（集团）公司1700 mm热连轧机计算机系统的更新改造工程。在国内首次采用“硬件引进，软件立足国内”的方针，新系统在不停产的情况下顺利投入使用，并获得了比原有系统更好的控制效果。该系统已正常运行至今，产品的控制精度得到提高，该项目获得了冶金部科技进步特等奖，获得了国家科技进步一等奖。
随后，在1995年5月，武汉钢铁（集团）公司、北京科技大学、冶金自动化研究院、北京钢铁设计研究院等单位又共同完成了太原钢铁（集团）公司1549mm热连轧机控制系统的建立和开发。
这两个项目的实施，标志着我国已经有能力依靠自己的力量设计和开发像热连轧这样过程控制系统。
为了提高冷却效果，曾提出过各种冷却方式。实验表明，低压大水量的冷却系统的冷却效果比较好。20世纪60年代以来，所建的热轧带钢轧机，绝大部分都采用低压大水量的层流冷却。图1.1为卷取温度控制系统结构图。
图1 卷取温度控制系统结构图F7—精轧机；—精轧后测温仪；—卷取前测温仪；CL —卷取机
下集管、下喷管、侧吹装置
T h T c 图1.2 卷取温度控制系统结构图
在输出辊道的上部为分组封闭式冷却水箱，装有一定数量的虹吸管，下部则为带压力的喷嘴式冷却系统。层流冷却几乎使钢板泡在水中，并且通过辊道两侧装置的侧喷嘴不断地吹动钢板表面的水按一定方向流动，使得带钢表面上的水不断的更新，大大提高了冷却效率（比喷水式提高了30%～40%）。
卷取温度控制的目的，就是通过层流冷却水段长度的动态调节，将不同情况（温度、厚度、速度）的带钢从比较高的终轧温度迅速冷却到所要求的卷取温度，使带钢获得良好的组织性能和力学性能。
1.2 课题意义及背景
1.2.1 课题背景
热轧带钢一部分是以钢卷状态提供给冷轧带钢的生产作为原料，其余则是以横切钢板或钢卷状态，提供给机械制造、建筑、造船工业、汽车制造业、压力容器、输油气管道、冷弯型钢等行业使用。由于产品用途的差异，对热轧带钢机械性能的要求也不同。带钢轧后冷却过程是调整产品性能的重要手段，其中卷取温度控制是影响成品带钢性能的关键工艺参数之一。
卷取温度控制的目的，就是通过层流冷却段长度的动态调节，将不同工况(温度、厚度、速度)的带钢从比较高的终轧温度迅速冷却到所要求的卷取温度，使带钢获得良好的组织性能和力学性能。控制带钢最终的卷取温度和冷却过程中的降温速度是卷取温度控制的主要内容。
热轧带钢的实际卷取温度是否能控制在要求的范围内，主要取决于带钢冷却系统的控制精度。当实际卷取温度超出要求的范围，钢卷的组织性能会变差，所以卷取温度控制系统必须能够满足多品种带来的多种冷却模式及控制要求的需要。
1.2.2课题意义
近年来，我国带钢热连轧机的产能和技术水平取得了迅猛的发展，宽带钢热连轧技术的发展为我国钢铁行业的发展带来了新的活力，为经济发展做出了重要贡献。由于带钢热连轧生产的高效率，高经济性，因而在轧钢生产中发展的最为迅速，而且也是各种新技术使用最为广泛的一个新领域。
在带钢热连轧中，卷取温度和终轧温度一样，对成品带钢的全相组织影响很大。是决定成品带钢加工性能、力学性能、物理性能的主要工艺参数。因此，卷取温度控制精度的提高具有十分重要的意义，它能给企业带来巨大的经济效益。
板带轧后的卷取温度控制是在精轧机与卷取机之间增加一段冷却装置，将板带从终轧后的温度冷却到相变后的卷取温度。这一加工技术是60年代初形成的，旨在提高钢板机械强度的新工艺技术，并首先在带钢生产中得到了实现。它不但能大大缩短板带的冷却时间，大幅度提高产量，而且更重要的是它能够通过控制冷却速度，改变钢的金属组织结构，在不降低韧性的情况下，提高钢材的强度，同时减少板带的不平整度和残余应力，从而明显地提高钢材的质量，为生产厂家带来显著的经济效益。
带钢精轧温度一般约为800～900℃，而高取向硅钢的终轧温度为980℃。通常，带钢在100m左右的输出辊道上运行时间为5～15秒。为了在这么短的时间内使带钢温度降低200～350℃，仅靠带钢在输出辊道上的辐射散热和向辊道传热等自然冷却是不可能的。因而在输出辊道的很长一段距离上，需要设置高效的冷却装置，对带钢上下表面进行强制冷却，并对水量进行准确控制，可以满足卷取温度的要求。
目标卷取温度随钢种的不同而变化，即使同一种钢种，合金元素的含量不同，卷取温度也应作相应的改变。过高的卷取温度，将会因卷取后的再结晶和缓慢冷却而产生粗晶组织及碳化物的积聚，导致力学性能变坏以及产生坚硬的氧化铁皮，使酸洗困难。过低的卷取温度，一方面使卷取困难且有残余应力存在，容易松卷，影响成品带卷的质量；另一方面，卷取后没有足够的温度使过饱和的碳氢（氮）化合物析出，影响钢材性能。
影响卷取温度的因素多而复杂，难以从在线控制数学模型中全部计算和精确描述。目前，在对层流冷却控制系统的研究中，使用了预测控制和自适应调节器的基本思想，但并没有使用任何很具体的理论研究成果。其原因是预测控制和自适应控制中现有的一些比较成熟的算法，均要求比较严格的条件。以提高卷取温度控制精度，是一个有现实意义的课题。
1.3控制冷却简介
控制冷却是利用钢板热轧后的余热，进行在线控制冷却，在保证板材要求的板形尺寸规格的同时，可控制和提高板材的综合力学性能。
目前在生产中所采用的控制冷却方式主要有三种：气水混合冷却，幕状层流冷却和柱状层流冷却。
当控制冷却中使用的冷却介质为气水时为气水混合冷却。当以水为冷却介质时依据其冲击钢板的流态方式不同，可分为两大类：一类是层流冷却，另一类是紊流冷却。由于层流水冲击钢板后围绕冲击区形成层流扩展区，冷却水飞溅少，冷却能力高，与非层流冷却相比，可节省水30%。所以，现代生产线上都采用层流控制冷却方式，层流又分为柱状层流和幕状层流。
柱状层流又分为直管式和U型管式两种。一个喷头上可设一排、两排、四排或更多的喷嘴。喷嘴数量的增加使柱状层流的冷却能力得到提高，也可改善钢板的冷却均匀程度。实践证明，层流冷却的冷却效果比较好。
幕状层流冷却方式是从喷嘴喷出一种幕墙式水流，水流在钢板表面上形成一细条冲击区，冲击区前后为层流扩展区。冷却介质与钢板间的热交换主要发生在冲击区和层流扩展区。
目前世界上绝大多数带钢热连轧的卷取温度控制采用的都是层流冷却 (Laminar Cooling)方式，即采用循环使用的低压大水量的冷却系统。层流冷却的基本原理是以大量的虹吸管从水箱中吸出冷却水，在无压力情况下流向带钢。其特点是冷却水以流股状与带钢表面平稳接触，冷却水不反溅，紧贴在带钢表面上平稳地向四周流动，扩大了冷却水与带钢的有效接触面积。层流冷却几乎使钢板泡在水中，并通过辊道两侧装设的侧喷嘴不断的将钢板表面的水汽层吹开，使钢板表面的水按一定方向流动，新的冷却水流不断接触钢板，大大提高了冷却效率。
层流冷却的工作原理是使带钢表面覆盖一层处于层流状态下流动的最佳厚度的水，利用热交换原理使带钢冷却至卷取温度，所使用的具体方法是使大流量的低压水平稳地贴附于带钢上表面，形成薄薄的一层水膜。且随着带钢的前进，由侧向喷出的中压水吹动水膜，使冷却水不断更新，从而带走大量的热，达到冷却的目的。
层流冷却的基本控制思想：控制计算机将整个生产范围内的带钢按厚度、目标卷取温度（一般相差 10℃为同一级）、带钢材质的冷却特性、冷却要求等分很多级别，将冷却速度相近的钢归类，进行分等级控制，对不同的级别使用不同的策略数据和模型数据。
层流冷却过程的控制主要分为四个部分，见表1.1。
表1.1 层流冷却过程控制
1）冷却策略
因为预设定模型只有一个方程，故不能得到唯一解。用它来完成喷头个数的设定，必须对其它相关量（如上、下起始阀门，临界温度，最大冷却能力等）进行计算，才可通过预设定模型确定喷水长度。
2）预设定模型
根据精轧机提供的带钢信息，使用预设定模型对各控制量进行预计算，将计算后得到的控制量设定值送基础自动化系统执行，这样可以有效地消除整个控冷系统动作滞后的影响。预设定模型每隔一段时间启动一次，重新计算各控制量后送基础自动化系统（下位机）执行，即相当于将带钢沿长度方向分段控制，以消除带钢长度方向的温度、厚度及速度的波动。
3）前馈补偿模型
带钢进入层流冷却前的实际温度、带钢速度和厚度与预估值（带钢离开精轧机时的速度、厚度和温度）存在偏差，该偏差由前馈补偿模型予以消除。预计算模型与此前馈补偿模型相当于一个完整的前馈控制器。
4）反馈控制模型
反馈控制是通过比较实测的卷取温度和目标卷取温度来调整精调区集管的开或关，使得实测的卷取温度在目标卷取温度附近振荡趋近，保证同板温差处于目标范围内。
5）模型参数自适应
一段带钢冷却结束后，利用卷取温度点的信息对计算模型（包括前馈模型）进行自适应参数修正，修正后的模型用于下一段（短时自适应）或下一次带钢（长时自适应）的控制。参数自适应模型实现了整个带钢层流冷却过程的闭环控制。控制方案结构图见图1.3。
图1.3 卷取温度控制方案结构图
1.4本章小结
本章主要介绍了以下几点：
1 带钢热连轧卷取温度的国内外背景意义及其发展趋势。
2 卷取温度控制精度的要求。
3 影响卷取温度的因素以及解决的途径。
4 控制冷却工艺
2.PLC系统构成、网络通讯
2.1PLC的工作原理
2.1.1 PLC的等效工作电路
P LC是一种微机控制系统，其工作原理也与微机相同，但在使用时，可不必用计算机的概念去做深入的了解，只需将它看成是由普通的继电器、定时器、计数器、移位器等组成的装置，从而把PLC等效成输入、输出或内部控制电路三部分。
1)输入部分
这部分的作用是接受被控设备的信息或操作命令等外部输入信息。输入接线端是PLC与外部的开关、按钮、传感器转换信号等连接的端口。
2)内部控制电路
这部分的作用是运算和处理由输入部分得到的信息，并判断应产生哪些输出。内部控制电路实际上也就是用户根据控制要求编制的程序。
3)输出部分
这部分的作用是驱动外部负载。在PLC内部，有若干能与外部设备直接相连的输出继电器，它也有无限多软件实现的动合、动断触点，可在PLC内部控制电路中使用；但对应每一个输出端只有一个硬件的动合触点与之相连，用以驱动需要操作的外部负载。
2.1.2输入部分
这部分的作用是接受被控设备的信息或操作命令等外部输入信息。输入接线端是PLC与外部的开关、按钮、传感器等输入设备连接的端口。每个端子可等效为一个内部继电器线圈，线圈号（输入触点号）。这个线圈由接到的输入端的外部信号来驱动，其驱动电源可由PLC的电源部件提供（如直流24V），也可由独立的交流电源（如交流110V）供给。每个输入继电器可以有无穷多个内部的触点（常开、常闭形式均可），供设计PLC的内部控制电路（即编制PLC控制程序）时使用。
2.1.3内部控制电路
这部分的作用是运算和处理由输入部分得到的信息，判断应该产生哪些输出。内部控制电路实际上也就是用户根据控制要求编制的程序。PLC程序一般用梯形图形式表示。而梯形图是从继电器控制的电气原理图演变而来的，PLC程序中的常开触点、常闭触点、线圈等概念均与继电器控制电路相同。
2.1.4输出部分
这部分的作用是驱动外部负载。在PLC内部，有若干能与外部设备直接相连的输出继电器（有继电器、双向硅、晶体管三种形式），它也有无限多软件实现的常开、常闭触点，可在PLC内部控制电路中使用；但对应每一个输出端只有一个硬件的动合触点与之相连，用以驱动需要操作的外部负载。外部负载的驱动电源接在输出公共端（COM）上。
总之，在使用PLC时，可以把输入端等效为一个继电器线圈，其相应的继电器触点（常开或常闭）可在内部控制电路中使用，而输出端可以等效为内部输出继电器的一个常开触点，驱动外部设备。
2.1.5PLC的工作过程
PLC一般采用循环扫描方式工作。当PLC加电后，首先进行初始化处理，包括检查I/O及内部辅助继电器、复位所有定时器、检查I/O单元的连接等。开始运行之后，串行地执行存储器中的程序，这个过程可以分为如下四个阶段：
1)公共处理阶段；
2)执行外围设备命令阶段；
3)程序执行阶段；
4)输入、输出更新阶段。
图2.1 S7-200 PLC
2.2PLC的组成
2.2.1中央处理单元（CPU）
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。CPU主要由运算器、控制器、寄存
器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，I/O 数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
CPU主要完成的任务有：
1)从存储器中读取指令；
2)执行指令；
3)准备取下一条指令；
4)处理中断。
图2.2CX-P编程软件启动界面
2.2.2贮存器
存储器是具有记忆功能的半导体电路。PLC的存储器包括系统程序存储器和用户程序存储器。所谓系统程序，是指控制和完成PLC各种功能的程序，这些程序是由PLC的制造厂厂家用微机的指令系统编写的，并固化到只读存储器（ROM）；所谓用户程序，就是使用者根据工程现场生产过程和工艺要求编写的控制程序。用户程序由使用者通过编程器输入到PLC的读写存储器（RAM）中，允许修改，由用户启动运行。
1)只读存储器ROM
在ROM中，存放着PLC制造厂家编写的系统程序，一般包括以下内容：检查程序、键盘输入处理程序、翻译程序、信息传递程序、监控程序。
2)读写存储器RAM
RAM一般用来存放用户程序(有时也放在EPROM中)，为了防止失电后程序丢失，一般采用电池或电容保持电路。RAM中一般存放以下内容：用户程序、逻辑变量。
图2.3 “改变PLC”窗口
2.2.3I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA，0-20mA）、电压型（0-10V，0-5V，-10-10V）等，按精度分，有12bit，14bit，16bit等。
除了上述通用I/O外，还有特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。
输入/输出接口电路用来连接PLC主机与外部设备。为了提高抗干扰能力，一般的输入、输出接口均有光电隔离装置，使用最广泛的是由发光二极管和光电三极管组成的光电耦合器。
由PLC产生的各种输出控制信号经输出接口去控制和驱动负载，如指示灯的亮灭、电动机的起停和正反转、设备的转动、平移、升降、阀门的开闭等。
2.2.4执行装置
PLC的控制对象是各种各样的，有电动的、气动的和液压的，负载的大小和种类各不相同。但是对PLC本身而言，它的输出模块基本上也只有3种形式：继电器、双向晶闸管型和晶体管型，并用承受能力也是有限的，那么PLC是怎样带
动这些庞大的机械电气设备的呢？这就是说在PLC与这些被控对象之间还需要
一个中间环节，也就是执行装置。典型的情况是：PLC通过继电器、接触器去带动电动机转动。
2.2.5其它接口电路
除了I/O接口电路外，许多PLC还配置了其它一些接口，使PLC能满足更多的需要。主要有以下几种：
1)I/O扩展接口；
2)智能I/O接口；
3)通讯接口。
2.2.6PLC的其他设备
1)编程设备：编程器是PLC开发使用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。它经过编程器接口与CPU联系，完成人—机对话。编程器可分为简易编程器和图形编程器两种。2)人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端使用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
3)输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。
2.3PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出“网络就是控制器”的观点说法。
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。
2.3.1PLC的编程语言
PLC与微机一样，是以指令程序的形式进行工作的，各种型号的PLC一般均以梯形图语言为主，同时也兼顾一些其他形式的编程语言。
1)梯形图
梯形图是一种图形编程语言，是面向控制过程的一种“自然语言”，它沿用继电器的触电、线圈、串并联等术语和图形符号，同时也增加了一些继电器控制系统中没有的特殊符号，以便扩充PLC的控制功能。
2)指令语句表
指令语句就是用助记符来表达PLC的各种控制功能，一般与梯形图形式一一对应。它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言通俗易懂，因此也是使用很广泛的一种编程语言。
3)逻辑功能图
这种编程语言基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑方块图形式。对于每一种功能都使用一个运算方块，其运算功能由方块内的符号确定。采用这种编程语言对于熟悉逻辑电路和具有逻辑代数基础的技术人员来说，是非常方便的。
4)流程图
流程图编程方式采用画工艺流程图的方法编程，只要在每个工艺方框的输入
和输出端标上特定的符号即可。对于在工厂中搞工艺的人来说，用这种方法编程，不需要很多的电气知识，非常方便。
5)高级语言
在一些大型PLC中，为了完成一些较为复杂的控制，采用功能很强的微处理器和大容量存储器，将逻辑控制、模拟控制、数值计算与通讯功能结合在一起，配备BASIC、PASCAL、C等计算机语言，使PLC具有更强的功能。
2.4 本章小结
本章主要介绍了西门子S7-300系列PLC及其网络，为后续章节的设计研究做好铺垫。
1国内外带钢热连轧卷取温度控制系统的发展现状及意义 1.1带钢热连轧的国内外发展状况 1.1.1国外发展状况 从1924年阿斯兰1470 mm和1926年巴特勒1070 mm带钢热连轧机计算起，带钢热连轧机已经有八十多年的发展历史了。它具有综合技术性强、生产效率高、经济效益大、发展迅速、自动化程度高、新技术使用广泛等特点。可以作为衡量国家工业发展水平的一个重要标志。现在，我国已经具备设计和制造带钢热连轧机的能力了。带钢热连轧卷取温度控制系统也有将近五十年的发展历史了。1958年以前，实现了模拟AGC（自动厚度控制）；1960年以前，实现了轧机调速、压下、活套控制的电动自动化；1962年，美国在麦克劳斯（Mclouth）钢铁公司1525 mm热轧机上实现了计算机控制；1964年，日本在新日铁堺厂1420 mm热轧上实现了计算机控制；1971年11月日本新日铁大分厂2235 mm热轧计算机控制系统投入运行，该热轧计算机控制系统作为当时的设计典范。1980年以后，带钢热连轧计算机控制系统发展得更加迅速，趋向成熟。 图1.1 鞍钢2150钢厂带钢热连轧2150mm层流冷却生产现场图片 80年代末期开始，国外许多热轧带钢厂对现有冷却设备进行改造，目的是提高冷却能力及温度控制精度。为了提高温度控制精度，避免因控制阀门开闭引起的冷却水量波动，造成温度控制精度波动，国外热轧带钢厂的冷却设备均设置高位水箱，有些工厂具有水箱液面高度恒定控制技术。为了提高带钢宽度方向上水量分布的均匀性
和提高下部冷却能力，对喷水装置进行了改造。为了提高卷取温度的控制精度，每个控制阀门所控制的水量减少，即控制单元呈细分化趋势。日本众多热轧带钢厂在层流冷却段内设置测温仪表，检测带钢中间温度，为控制模型实现前馈控制功能及提高设定计算精度服务。有些工厂在冷却段中间设置带钢相变过程检测仪，为模型计算带钢相变热服务。微合金高强度钢板的开发，对卷取温度控制精度提出了更高的要求。国外许多热轧带钢厂对现有的过程机控制系统进行改造，有些工厂单独设置一台过程机来控制卷取温度，以提高模型计算速度、缩短再设定计算周期，提高控制精度。 随着冷却设备的更新、改造，控制模型功能的扩展及模型的进一步理论化，国外众多热轧带钢厂的卷取温度控制精度日益提高，带钢全长卷取温度±20℃的命中率大于94％，控制技术的优化满足了新钢种开发的需要，使热轧带钢的使用领域进一步扩大。 1.1.2国内发展状况 1978年12月投产的武汉钢铁（集团）公司的1700mm热连轧机控制系统是我国引进的第一套带钢热连轧计算机控制系统。这个系统基本是按照日本新日铁大分厂的模式设计的。 1993年11月，在武汉钢铁（集团）公司、重庆钢铁设计研究院、北京科技大学的共同合作下，完成了武汉钢铁（集团）公司1700 mm热连轧机计算机系统的更新改造工程。在国内首次采用“硬件引进，软件立足国内”的方针，新系统在不停产的情况下顺利投入使用，并获得了比原有系统更好的控制效果。该系统已正常运行至今，产品的控制精度得到提高，该项目获得了冶金部科技进步特等奖，获得了国家科技进步一等奖。 随后，在1995年5月，武汉钢铁（集团）公司、北京科技大学、冶金自动化研究院、北京钢铁设计研究院等单位又共同完成了太原钢铁（集团）公司1549mm热连轧机控制系统的建立和开发。 这两个项目的实施，标志着我国已经有能力依靠自己的力量设计和开发像热连轧这样过程控制系统。 为了提高冷却效果，曾提出过各种冷却方式。实验表明，低压大水量的冷却系统的冷却效果比较好。20世纪60年代以来，所建的热轧带钢轧机，绝大部分都采用低压大水量的层流冷却。图1.1为卷取温度控制系统结构图。
热轧带钢质量控制标准 1、范围 本标准规定了信钢公司碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带的质量控制标准。 本标准适用于厚度不大于8.0mm、宽度345mm～520mm的碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带。成分、尺寸、外形、力学性能、试验方法等规定 相关内容参考：GB/T 3524-2005 2、连铸坯化学成分范围及质量要求 2.1成分(依据国家标准：GB/T 700-2006、GB/T 1591—2008) Q195带钢一般均需要进一步冷轧，最高冷轧到0.35mm。炼钢工序要求脱氧彻底（小于60ppm），吹氩时间大于7分钟，中包满包浇注，严格控制夹杂物。 对连铸坯出现的凹陷、内裂、气泡、割痕等缺陷，要予挑出降级处理或切割回炉。 3、带钢尺寸、外形、重量及允许偏差
3.1 钢带厚度允许偏差：0～-0.15mm 注：不适用于卷带两端7m之内没有切头尾的钢带； 如果用户有具体要求，按用户要求执行。 3.2钢带宽度允许偏差：（不切边） 宽度＜450 0～+3mm 宽度﹥450～520 0～+4mm 注：不适用于卷带两端7m之内没有切头尾的钢带； 特别注意：对于专门做管子的352mm、432mm等钢带，宽度允许偏差要求更严格，务必控制到位。 3.3钢带的厚度应均匀，在同一横截面的中间部分和两边部分测量三点厚度，其最大差值（三点差）要求：0～0.15mm。 3.4供冷轧用的钢带，沿轧制方向的厚度应均匀，在同一直线上任意测定三点厚度，其最大差值（同条差）不大于0.16mm。 3.5钢带应严格控制镰刀弯，每米不大于2mm。 钢带边部不允许有波浪弯出现。 3.6 钢带的一边塔形高度不得超过30mm。 4、力学性能
热轧带钢外观缺陷 Visual Defects in Hot Rolled Strip 2.1 不规则表面夹杂（夹层）(Irregular Shells) 【定义与特征】 板带钢表面的薄层折叠，缺陷常呈灰白色，其大小、形状不一，不规则分布于板带钢表面。【产生原因】 板坯表面或皮下有非金属夹杂，这些夹杂在轧制过程中被破碎或暴露而形成夹层状折叠。【预防与纠正】 优化炼钢、精炼工艺，提高钢质纯净度。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有夹层。 2.2 带状表面夹杂（夹层）(Seams)
【定义与特征】 板带钢表面的夹杂呈线状或带状不规则地沿轧向分布，有时以点状或舌状逐渐消失。【产生原因】 板坯皮下的夹杂在轧制出现剧烈延伸、破裂而造成。 【预防与纠正】 优化炼钢、精炼工艺，提高钢质纯净度。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有夹层。 2.3 气泡(Blisters)
【定义与特征】 板带钢表面凸起内有气体，分布无规律，有闭口气泡和开口气泡之分。 【产生原因】 板坯由于大量气体在凝固过程中不能逸出，被封闭在内部而形成气体夹杂。在热轧时，空洞与孔穴被拉长，并随着轧材厚度减薄，被带至产品的表面或边部。最终，高的气体压力使产品表面或边部出现圆顶状的凸起物或挤出物。 【预防与纠正】 优化精炼工艺，保证吹氩时间，使钢水搅拌均匀，避免气体残留；保证中间包烘烤时间；保护渣要符合工艺要求，避免受潮。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有气泡。 2.4 结疤（重皮）(Scabs)
【定义与特征】 以不规则的舌状、鱼鳞状、条状或M状的金属薄片分布于带钢表面。一种与带钢基体相连；另一种与带钢基体不相连，但粘合到表面上，易于脱落，脱落后形成较光滑的凹坑。 【产生原因】 由于板坯表面有结疤、毛刺，轧后残留在带钢表面。或板坯经火焰清理后留有残渣，在轧制中压入表面。 【预防与纠正】 加强板坯切口熔渣的清理，合理调整中间坯的切头、切尾量，避免毛刺残留。 【鉴别与判定】 肉眼检查，钢板和钢带不得有结疤。 2.5 分层(Split layer)
质量控制篇 化验室的质量保证是贯穿检测全过程的质量保证体系，包括：人 员素质、监测分析方法的选定、采样、数据处理和报告、审核等一系 列质量保证措施和技术要求。 1. 实验室质量控制措施 采取质控措施 空白试验 查找原因 人员 设施、设备、环境 化验 标样、回收率 质控失控 质控受控 化验室负责人 数据处理给出分析结 果 审查结果 质控受控 报出结果
图6－1实验室质量控制措施流程图 6.1化验人员的要求 6.1.1化验人员应具备扎实的实验室化验基础理论和专业知识，正确、熟练的掌握化验项目的方法和操作，学习和了解污水处理工艺的基本常识。 6.1.2凡担任化验工作，报告化验数据的人员必须参加化验工的合格证考试（包括基本理论、基本操作技能和实际样品的分析三部分）。考核合格才具备上岗资格。 6.2仪器设备的管理和定期检查 6.2.1为保证化验数据的准确可靠，该化验室须认真执行计量法，对所用计量分析仪器进行鉴定，经鉴定合格方可使用。 6.2.2按计量法规定，定期送法定计量检定机构进行鉴定，合格方可使用。 6.2.3新购置的计量器具需经计量部门鉴定合格后方可使用。 6.3化验分析方法的选用和验证 6.3.1化验室进、出水化验项目BOD5、T-N、T-P、TSS、NH3-N、COD均采用国家标准方法进行化验。其他化验项目尽可能采用国家标准方法。 6.3.2被化验室采用的方法需经过方法验证方可采用。证明该方法可被采用的条件：准确度（标准样品测定、回收率测定等）；精密度（平行测定、重复测定等）；空白试验等。
6.4采样的质量保证 6.4.1采样工作应严格按照该手册5.1采样规定进行工作。 6.5实验室的基础条件 6.5.1实验室环境：应保持实验室整洁、安全的操作环境，通风良好，布局合理。相互干扰的化验项目不在同一实验室内操作。对产生刺激性、腐蚀性、有毒气体的实验操作应在通风橱内进行。分析天平设置专室，做到防尘、防震、防噪声，并保持一定的干燥度。 6.5.2实验室应保证充足的电力供应，应按仪器设备需要配齐火、地、零线，电缆线确保良好的绝缘性能。 6.5.3实验室应保证充足的自来水供应，并做到管线合理。 6.5.4化学试剂：应采用符合分析法所规定的等级化学试剂。配置一般试液，应不低于分析纯级。取用时，应遵循“量用为出，只出不进”的原则，取用后及时密塞，分类保存，严格防止试剂被污染。不应将固体试剂与液体试剂或试液混合储放。定期检查药品存放条件和随时更换超期或不合格的药品和试剂。 6.5.5实验用水：该化验室选用电导率小于3.0us/cm。实验用水须经化验室检定合格后方可采用，化验结果登记在实验室用水记录。6.5.6实验器皿：根据实验需要，选用合适材质的器皿，使用后及时清洗、晾干，防止灰尘等玷污。 6.5.7试液的配置和标准溶液的标定 6.5. 7.1试液，应根据使用情况适量配置。选用合适材质和溶剂的试剂瓶盛装，注意瓶塞的密合性。
600mm热轧带钢生产线工艺实施方案 （2005.5） 1. 产品方案 1.1. 生产规模 年产各种规格热轧钢卷60万吨。 1.2. 生产品种 普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、 低合金钢、不锈钢。 b. 原料规格 原料厚度：135～165毫米 原料宽度：150～420毫米 原料长度：5600～6100毫米或2600～3050毫米 最大坯重：3500公斤 选用矩形坯为佳，并且尽量不采用双排料入炉方式组织生产。 1.3. 带钢产品规格 带钢厚度：1.80～6.00毫米 带钢宽度：145～435毫米 钢卷内径：500毫米
钢卷外径：1400毫米(最大) 最大卷重：3500公斤 2. 轧钢生产工艺 2.1. 执行标准 热轧窄带钢是按国家标准组织生产、检验和交货，主要执行的国家标准有： GB/T13304—91 《钢分类》 GB/T699—88 《优质碳素结构钢技术条件》 GB/T700—88 《碳素结构钢》 GB/T1591—94 《低合金高强度结构钢》 GB/T1220—84 《不锈钢棒》 YB/T2011—83 《连续铸钢方坯和矩形坯》 YB/T001—91 《初轧坯尺寸、外形、重量及允许偏差》 YB/T002—91 《热轧钢坯尺寸、外形、重量及允许偏差》 GB/T8164—93 《焊接钢管用钢带》 GB/T3524—92 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带》 GB/T710—91 《优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带》 GB/T5090—93 《不锈钢热轧钢带》 GB/T228—87 《金属拉伸试验方法》 GB/T4230—84 《金属压缩试验方法》 GB/T6397—86 《金属拉伸试验试样》
热 轧 板 带 产 品 标 准.
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1、碳素结构钢板卷 注：1) Q235A、B级沸腾钢锰含量上限为0.60%。 2) 沸腾钢硅含量不大于0.07%;半镇静钢硅含量不大于0.17%;镇静钢硅含量下限值为0.12%。 3) D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素，例如钢中酸溶铝含量不小于0.015%或全铝含量不小于 0.020%。 4) 联系钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30%,氧气转炉钢的氮含量应不大于0.008%。如供方 能保证，均可不做分析。经需方同意，A级钢的铜含量可不大于0.35%。同时，供方需做铜含量的分析，并在质量证明书中注明其含量。 .
注：1）B为试样宽度，a为钢材厚度； 2）Q195的屈服强度只作参考，不作为交货条件； 3）拉伸、弯曲试验，钢板和钢带取横向试样，延伸率允许比规定降低1%（绝对值）； 4）各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行。当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不做交货条件。 11）优质碳素结构钢板卷 注：1）允许有游离渗碳体组织存在，按GB/T13299第一评级图评级，乙级的级别范围为0、1、2、3级； 2）镇静钢应进行低倍检验，一般疏松、中心疏松及偏析不大于3.0级； 3）根据需方要求，可检查钢中非金属夹杂物，其合格级别由供需双方协商规定； 4）根据需方要求，经供需双方协议可补充以下要求：修改化学成分；检验晶粒度；检验显微组织；加严力学性能指标；进行V型缺口冲击试验等； 5）厚度小于4mm .
3、低合金高强度结构钢板卷 .
. 注： 1)厚度≤6mm的钢板、带和厚度≤16mm的热连轧钢板、钢带，其Mn含量下限可降低0.20%; 2) V、Nb、Ti、Al用于细化晶粒，表中规定的数值并不意味每个元素都应该含有的量，而是当使用该 元素时该元素的含量。除A、B级钢外，其它各级钢应至少含有其中一种并达到规定含量，若这些元素同时使用，则至少应有一种元素的含量不低于规定的最小植； 3）钢中残余元素Cr、Ni、Cu的含量应不大于0.3%，供方如能保证可不作分析； 4）拉伸和弯曲试样取横向，宽度小于600mm的钢带取纵向试样； 5）当产品厚度不允许制备标准冲击试样而使用5×10×55mm×的小试样时，指标应不小于规定值的50%。 4、一般结构用钢板及钢卷 2）对SS330、SS400及SS490，若厚度或直径超过100mm时，其屈服点分别为不小于165Mpa、205Mpa 及245Mpa； 3）厚度大于90mm的钢板用4号试样所得伸长率，每增加25.0mm厚度就降低1%，最多可降低3%； 4）厚度小于5mm以下的弯曲试验也可采用3号试样； 5）拉伸试样的尺寸请参见附录。
2005年第6期宝 钢 技 术 热轧带钢表面质量检测系统的工程设计与实践 刘 钟1,吴 杰1,张 华2 (1.上海宝钢工程技术有限公司,上海 201900;2.宝钢股份公司,上海 200941) 摘要:由于受工艺条件、生产环境的制约,热轧带钢表面缺陷识别一直是困扰生产厂提高产品质量和生产率,减少用户质量异议的瓶颈问题。文章介绍了热轧带钢表面质量检测系统的原理与构成,并介绍了宝钢热轧厂两条生产线的带钢表面质量检测装置及其配套设施的工程设计。 关键词:热轧带钢;表面检测;缺陷;识别 中图分类号:TP216 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2005)06-0057-05 D esi gn and Practi ce of the Hot Str i p Surface Qua lity I n specti on Syste m L I U Zhong1 WU J ie1 ZHAN G H ua2 (1.Shangha i Baosteel Eng i n eer i n g&Equ i p m en t Co.,L td,Shangha i201900,Ch i n a; 2.Baoshan I ron&Steel Co.,L td.,Shangha i200941,Ch i n a) Abstract:The online recogniti on of the surface defects of a full coil of hot stri p has al w ays been a“bottleneck”p r oble m which puzzles manufacturers in i m p r ove ment of their p r oduct quality,in2 crease of p r oductivity and decrease of comp laints about p r oduct quality fr om cust omers due t o re2 strains of technol ogical conditi ons and p r oducti on envir on ment.The p rinci p le and compositi on of the hot stri p surface ins pecti on syste m are intr oduced,t ogether with hot stri p surface ins pecti on devices f or t w o p r oducti on lines of Baosteel B ranch Hot Rollin g Plant,and the engineering design f or auxilia2 ry facilities. Key W ords:hot stri p,surface ins pecti on,defect,recogniti on 1 前言 热轧带钢表面质量检测通常只对带钢尾部一段采用目视检查方式。一般情况下,从卷取机下线的热卷,通过检查线的开卷机打开带钢尾部,切取一段钢板,在输出辊道上人工检查带钢上下表面质量,如发现连续性质量缺陷则采取相应措施。这种只对带钢尾部很短的一段区域进行表面质量抽检的检测方式,不能及时反映带钢表面质量的全貌,给下道工序生产带来困难,造成用户质量异议。另外,由于缺乏有效的带钢表面质量检测手段,无法提供轧辊更换优化指导,不能进行准确的产品质量等级判定,造成不必要的产品降级。与冷轧线和镀锌线相比,热轧线上进行带钢表面质 刘 钟 博士 1968年生 1997年毕业于西北大学 现从事工业自动化专业 电话 66786678-2144量在线检测并非容易,因为其环境更为恶劣,主要表现为:带钢温度高,辐射热量大;表面状态复杂,缺陷类型多;下表面检测受辊缝宽度制约;轧制过程中水滴、灰尘影响缺陷识别;轧制速度变化大;带钢浪形和中心位置不断变化。 尽管如此,源于生产的需求,近年来国内外一些研究机构都致力于热轧带钢表面质量在线检测系统的研制,并成功推出各自的产品。以VA I SI A S为代表的线扫描摄像机检测系统和以Parsy2 tec为代表的面扫描摄像机检测系统都已在热轧线上成功应用。由于面扫描摄像机检测系统能克服带钢上下抖动和左右摆动给检测带来的影响,因此热轧带钢表面质量检测一般采用面扫描摄像技术,但相应设备安装难度大,投资较高。 宝钢分公司热轧厂为了保证热轧产品表面质量,满足下道工序生产和市场对高质量产品的需 75
迁安轧一钢铁集团有限公司企业标准 热连轧带钢 QN/QZY519—2014 1 范围 本标准规定了热连轧带钢的尺寸、外形、技术要求、检验和试验、包装、标志及质量证明书等。 本标准适用于迁安轧一钢铁集团有限公司生产的厚度不大于8毫米、宽度200-600毫米的热连轧带钢，以下简称带钢。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 222 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 GB/T 223 钢铁及合金化学分析方法 GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法 GB/T 232 金属材料弯曲试验方法 GB/T 229 金属夏比冲击试验方法 GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备 GB/T 8170 值修约规则 GB 247 热连轧钢板及钢带的包装、标志及质量证明书的一般规定 GB /T 3524 碳素结构钢和低合金结构钢热连轧钢带 3 分类和代号 3.1带钢的牌号、公称厚度、用途如表1所示。 表1
4带钢尺寸、外形允许偏差 4.1带钢厚度允许偏差应符合表2的规定。 表2 注:表中规定的数值不适用于卷带两端7米之内没有切头尾的带钢。 4.2带钢宽度允许偏差应符合表3的规定 表3
注:1)表中规定的数值不适用于卷带两端7米之内没有切头尾的带钢； 2）经协商同意，带钢可以只按正偏差订货，在这种情况下，表中（国标规定值）正偏差数值应增加一倍。 4.3带钢三点差允许偏差符合表4的规定。 表4 4.4 镰刀弯允许偏差应符合表5的规定。 表5 4.5热连轧带钢的牌号和化学成分：应符合GB/T700和GB/T1591的规定。 4.6热连轧带钢的力学性能：热连轧带钢的力学性能应符合GB/T700和GB/T1591的规定，见表6。 表6：碳素结构钢和低合金结构钢力学性能
热轧带钢生产工艺 热轧带钢生产工艺过程主要包括原料准备、加热、粗轧、精冷却及卷取、精整等工序。 1.原料选择 热连轧带钢所用的原料主要是初轧板坯和连铸板坯。由于连铸坯的性能均匀，形状规整，便于加大坯中来提高轧机产量，故它对热带连轧机更为合适，其所占比例也日趋增加，个别厂家采用连铸坯比例达到100%。 板坯宽度取决于热带连轧机的辊身长度，一般为1550—2300mm.板坯长度受加热炉炉膛宽度的限制，还受轧件温降和终轧温度的限制，一般为9—12m,最长达15m。 对于板坯宽度与带坯宽度相同的情况下，板坯长度与板坯厚度和单位卷重（即板卷单位宽度的质量）的关系如下： L=129W/H 式中 L----板坯长度,m; W------板卷单位宽度的质量,kg/mm; H------板坯厚度，mm。 板坯质量直接决定了带卷的单位卷重。增加卷重可以显著提高轧机的产量和收得率。但卷重增加，就必须考虑增加工作机架数量和机架间的距离，加大机械设备（如卷取机），同时为了避免轧件温降和头尾温差太大，就得提高轧制速度，从而需增加主电机功率。 2.加热
为降低能耗，提高加热效率，采用步进式加热炉。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。 与推钢式加热炉相比，步进式加热炉有下列优点： 1)加热的坯料不受断面形状和尺寸的限制，可以加热推钢式加热炉难以加热的大型板坯、异形坯以及细小和较薄的钢坯。 2)加热制度灵活，适应性较大。在炉长一定的情况下，可以通过改变钢料之间的距离即可改变炉内装料的数目，以适应轧机产量和钢种变化的需要。而调整步进周期，即可变化钢料在炉内的加热时间，从而适应不同钢种不同加热速度的需要。 3)加热质量较好，钢温比较均匀。因为在步进炉内钢料之间有一定距离，增加了钢料的受热面积，使钢料断面温差减小。另外，由于钢料的移动是靠炉底运动，不在炉底上直接滑动，因而钢坯的下表面不会有划伤。 4)炉子长度不受推钢比的限制，不仅不会发生拱钢、粘钢等事故，而且可以增加炉长，提高炉子生产能力。 5)与轧钢机配合比较灵活方便，可以根据需要将钢料退出炉外，以避免钢料长时间的停在炉内造成氧化和脱碳。也可以使钢料在炉内踏步不前，以适应轧机在产量上变化的需要。 现代化加热炉均为多段式，各段温度能单独调节，并将均热段沿炉宽方向分成两个控制区，使板坯后段温度稍高于前端，以补
COGNEX ? Surface Inspection Systems Division Hot Strip Mill Defect Catalog
Index of contents General survey of Hot Strip Mill (3) Unique Features (Gray Bins) (4) Lamination (5) Edge cracks (8) Folded strip edge (10) Roll marks (12) Mould powder (13) Shell (15) Scale Grain similar to Red Scale (19) Rolled in secondary scale (21) Divot (Mechanical damage) (22) Gall (Other rolled - in extraneous matter) (24) Roll imprint (Bruise) (27) Hot Strip Scratch (29) Scale pits (31)
General survey of Hot Strip Mill Introduction: Below is a rough diagram of a conventional non-reversing Hot Strip Mill for reference. The rolling mill is the process, which reduces a hot slab into a coil of specified thickness; the whole processing is done at a relatively high temperature (when the steel is still "red"). Process: Furnace The furnace heats the steel “slab” and pushes it onto the roller line. Slabs are approximately 240mm thick and vary in width and length. Roughing Mill Once the slab reaches the roughing mill, it is reduced down to as much as 1/10th its original thickness and is called a “transfer bar”. Width is not changed. The process of reducing the slab to a transfer bar is achieved either through single passes of multiple roughing stands or by multiple passes on reversing roughing stands. Finishing Stands The finishing stands further reduce the transfer bar into a steel “strip” whose thickness ranges from app. 1mm to as much as 13mm. By the time the strip reaches the surface inspection point (for top inspection), the strip temperature can range anywhere upwards of 950°C. Cooling Section The cooling section uses water to cool the strip. By the time the strip reaches the surface inspection point (for bottom inspection), the strip temperature can range anywhere from 300°C to upwards of 700°C. Down Coilers Cooling Section Finishing Stands Roughing Mill Furnace Hot Strip Mill Example Bottom
热轧板带钢生产工艺分析 学生姓名：舒锐 学号：20122329 年级专业：2012级6班
所谓生产工艺流程就是把产品的生产工序按次序排列起来。正确制定工艺过程是轧钢车间工艺设计的重要内容。制定轧钢生产工艺过程的首要目的是为了获得质量符合要求的产品，其次要在保证质量的基础上追求轧机的高产量，并能做到降低各种原料、材料消耗，降低产品成本。因此，正确制定产品工艺过程，对于工艺过程合理化，对于充分发挥轧机作用具有重要意义。 根据已制定的生产方案，在充分完成产品产量质量要求的前提条件下，用最大可能的低消耗、最少的设备、最小的车间面积、最低的劳动成本，并有利于产品的质量的提高和发展，有较好的劳动条件，最好的经济效益，具体的原则包括：产品的技术条件，生产规模大小，产品成本和工人的劳动条件。 热轧板带生产的一般工艺流程是：原料的清理准备，坯料的加热，轧制，轧后冷却，精整和质量检查等工序，对于特殊要求的钢种，在加热后不需经过热处理等工序。本车间的生产工艺流程如下图所示。
生产工艺过程简述： 1.板坯的选择和轧前准备 板坯的选择主要是板坯的几何尺寸和重量的确定。板坯的厚度选择要根据产品厚度，考虑板坯连铸机和热轧带钢轧机的生产能力。一般板坯的厚度为150-250mm，最厚为 300-350mm。板坯的宽度选择决定于成品宽度，一般板坯宽度比成品宽度大50mm左右。目前板坯宽度可达到2300mm。 通常热连轧带钢的板卷重量为20-30t，最重为45t。板卷的单位宽度的重量不断提高，一般可达到15-25kg/mm,最终可达36kg/mm。 板坯的轧前准备包括板坯的清理和板坯加热工序。板坯加热的送坯方式有板坯冷装炉、板坯热装炉、直接热装炉、和直接轧制四种。板坯入炉前要进行检查，对板坯有表面缺陷的要进行处理，采用冷装炉。对无缺陷的板坯用后三种方
热轧板带产品标准
1、碳素结构钢板卷 注：1) Q235A、B级沸腾钢锰含量上限为0.60%。 2) 沸腾钢硅含量不大于0.07%;半镇静钢硅含量不大于0.17%;镇静钢硅含量下限值为0.12%。 3) D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素，例如钢中酸溶铝含量不小于0.015%或全铝含量不小于 0.020%。 4) 联系钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30%,氧气转炉钢的氮含量应不大于0.008%。如供方 能保证，均可不做分析。经需方同意，A级钢的铜含量可不大于0.35%。同时，供方需做铜含量的分析，并在质量证明书中注明其含量。
注：1）B为试样宽度，a为钢材厚度； 2）Q195的屈服强度只作参考，不作为交货条件； 3）拉伸、弯曲试验，钢板和钢带取横向试样，延伸率允许比规定降低1%（绝对值）； 4）各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行。当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不做交货条件。 11）优质碳素结构钢板卷 注：1）允许有游离渗碳体组织存在，按GB/T13299第一评级图评级，乙级的级别范围为0、1、2、3级； 2）镇静钢应进行低倍检验，一般疏松、中心疏松及偏析不大于3.0级； 3）根据需方要求，可检查钢中非金属夹杂物，其合格级别由供需双方协商规定； 4）根据需方要求，经供需双方协议可补充以下要求：修改化学成分；检验晶粒度；检验显微组织；加严力学性能指标；进行V型缺口冲击试验等； 5）厚度小于4mm
3、低合金高强度结构钢板卷 2) V、Nb、Ti、Al用于细化晶粒，表中规定的数值并不意味每个元素都应该含有的量，而是当使用该 元素时该元素的含量。除A、B级钢外，其它各级钢应至少含有其中一种并达到规定含量，若这些元素同时使用，则至少应有一种元素的含量不低于规定的最小植； 3）钢中残余元素Cr、Ni、Cu的含量应不大于0.3%，供方如能保证可不作分析；
系统与装置 1780热轧卷取温度控制系统 王强 (宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司热轧厂,上海200431) [摘要]热轧带钢的卷取温度是热轧生产线的重要控制指标之一,卷取温度目标值及其控制精度直接影响着 成品的组织性能和机械性能,宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司1780热轧生产线的层流冷却系统从TMEIC引进,投产3年来取得了良好的控制效果,本文从设备情况、系统功能和冷却模型等几个方面对1780热轧的层流冷却系统进行了简要介绍。 [关键词]卷取温度控制;层流冷却;热轧模型;过程控制 [中图分类号]TG33419[文献标识码]B[文章编号]10002 7059(2007)05204 Coiltemperature(R,StainlessSteelBranchofBaoshanIron&SteelCoLtd,Shanghai200431C hina) Abstract:Coilingtemperatureofhotrolledstripisanimportantcontrolitemofhotrollingproduc t.Targetcoilingtemperatureanditscontrolaccuracyinfluencestructuralandmechanicalprope https://www.doczj.com/doc/22100995.html,minarcoolingsystemof1780mmhotrollinglineinStainlessSte elBranchofBaoshanIron&SteelCoLtdwasimportedfromTMEIC.Goodcontroleffectwasob tainedsincethesystemwasputintooper2ationthreeyearsago.Equipment,functionandcoolin gmodeloflaminarcoolingsystemfor1780mmhotmillaredescribed. Keywords:coilingtemperaturecontrol;laminarcooling;mathematicmodelofhotmill;proces scontrol 热连轧生产线带钢从精轧机组轧出后,须在 规定的卷取温度下进入卷取机卷取,从而确保其良好的组织性能和机械性能,不同的钢种根据其组织性能的需要采用不同的冷却模式和卷取温度。卷取温度的控制精度是反映带钢热轧生产线控制水平的重要指标之一,一般用带钢全长温度测量点的测量值命中指定温度区间的百分率表示。 宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司热轧生产线投产于2003年12月,是一条全新的热轧生产线,其产品以热轧不锈钢钢卷为主导产品,同时生产薄规格、高强度、高附加值的优质碳素结构钢、低合金钢等,不锈钢厚度范围为2～10mm,碳钢厚度范围为112～121
热轧产品基本知识及标准 1、热连轧钢板产品简介：热连轧钢板、带产品，是以板坯（主 要为连铸坯）为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷，冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。 由于热连轧钢板产品具有强度高，韧性好，易于加工成型及良好的可焊接性等优良性能，因而北广泛应用于船舶、汽车、桥梁、建筑、机械、压力容器等制造行业。 随着热轧尺寸精度、板形、表面质量等控制新技术的日益成熟以及新产品的不断问世，热连轧钢板、带产品得到了越来越广泛的应用并在市场上具有越来越强的竞争力。 一般说明 热连轧钢板产品，钢种规格品种繁多，用途广泛，从一般的工程结构至汽车、桥梁、船舶、锅炉压力容器等制造，都得到大量使用。各种不同用途，对钢板的材质性能、表面质量及尺
寸、外形精度等要求也各不相同，因此，必须对热轧钢板产品的品种、材质、特性及其用途有所了解，才能做到经济、合理利用。 2、力学性能考虑要点 力学性能名词术语 （1）力学性能：钢板的力学性能式指钢板在受力作用下所显示与弹性或非弹性反应相关或涉及应力——应变关系的性能。 抗拉强度、屈服点、伸长率及冲击吸收功是表示热轧钢板力学性能的主要指标。其大小表示钢材抵抗各种作用的能力的大小，是评定钢板材料质量的主要判据，也是钢板制件设计时选材和进行强度计算的主要依据。 （2）力学性能实验：测定热轧钢板力学性能的实验主要有拉伸试验及冲击试验等。 （3）屈服强度：试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而试样仍能继续伸长（变形）时的应力。钢材的屈服强度愈低，产生永久变形所需的力愈小，即愈容易成形加工。
热轧550带钢生产线简介 迁安市沪久管业有限公司550mm热带钢轧机于2011年初开始投产。机组采用半连续式布置，粗轧机为三辊可逆轧机，精轧区二立辊、八平辊，对来料进行连续轧制，带钢出精轧机组末机架后经过三岔区、平板链后进入立式卷取机进行卷取。精轧机组前四机架为短应力轧机，后四机架为全液压压下的四辊轧机，配置液压AGC技术，实现轧制过程中辊缝的动态调整以获取高厚度精度的优质窄带钢，如图1.1所示。 热轧厂钢坯原料规格为：150*150*6000;165*280*6000两种规格。产品分为145系列，183系列，232系列。 板坯经称重后进入推钢式加热炉加热，根据生产品种和工艺不同，板坯加热温度为1100~1270℃。加热好的板坯经出炉辊道送往三辊粗轧机轧制。板坯在三辊粗轧机上轧制5-7道，将板坯轧制成厚度为25mm左右的中间坯。用升降台将轧件由下轧制线送到上轧制线。 由三辊粗轧机轧出的合格中间坯，经过中间辊道进入精轧区。精轧机前四架平辊轧机为短应力线轧机，后四架平辊轧机为闭式四辊高刚度轧机。精轧区设置有两架立辊（含强力立辊1台），以实现控制宽度的功能。精轧机组设置有7个电动活套。如此中间坯在精轧机上进行8道次的连续轧制为成品。 精轧出口配置有X射线测厚仪，为了保证带钢具有良好的厚度精度，精轧机配有功能完备的液压厚度自动控制系统（AGC）。 从精轧机轧出的带钢通过送料辊、夹送辊、扭转导槽、平板运输链等出口设备进入到立式卷取机进行卷取。 整条生产线的设备布置如图1.2所示。
C2 C1 E1、E2：1＃和2＃立辊轧机；F1－F4：短应力线轧机；F5－F8：四辊精轧机；L1－L7: 1＃－7＃活套；P1－P3: 1＃－3＃号夹 送辊；CY1－2: 1＃－2＃平板运输链; C1－C2: 1＃－2＃号卷取；FK: 收卷选择器； SV:蛇形振荡器；HMD ：热金属检测器 图1.2沪久550mm 热连轧机组设备布置图 图1.2沪久550mm 热连轧机组生产工艺流程图
实用文档之"热连轧带钢生产现状及发展趋势" 摘要 本文介绍了最近十几年热连轧带钢生产的最新发展、技术进步和目前的状况，全面分析了热连轧带钢的先进技术、新装备。并针对现状，展望对未来发展的趋势。由于可控硅供电电气传动及计算机自动控制等新技术的发展，液压转动、升速轧制、层流冷却等新设备新工艺的利用，热连轧机的发展更为迅速。热轧带钢是通用性钢材，目前是我国急需的短线产品，被广泛用于国民经济各部门。热轧带钢按宽度尺寸分为宽带钢及窄带钢两类，宽度在700-2300mm者为宽带钢，由于宽度及卷重较大，所以在大型带钢厂连轧机上生产，其用途主要用于汽车、拖拉机、机械制造、船舶制造、桥梁、锅炉制造等。一般宽度在50-250mm为窄带钢，多作为焊管、冷弯型钢、冷轧带钢的原料和用于建筑、轻工、机电等部门。生产热轧带钢在我国目前有横列式、纵列式、连续式和行星式轧机等多种型式。目前世界约有140套宽带热连轧机，其中60%为1960年所建在发展的国家中，由连轧机生产的板带钢已达板带钢总产量80%以上，占总钢材产量的50%以上，产品已达到优，高产和低成本的要求，因此热连轧带钢生产已成为轧钢生产的主流。 关键词：热连轧带钢轧机、现状及趋势
Current situation and development trend of hot rolling strip production Abstract This paper introduces the latest development in recent years, hot rolling strip production technology and the present situation, a comprehensive analysis of the advanced technology, the new equipment of hot rolling strip. And in view of the present situation, prospect of the future development trend. Due to the development of new technology of thyristor power supply electric drive and computer automatic control, with hydraulic rotation, increasing speed rolling, laminar cooling of new equipment and new technology of hot rolling mill, the more rapid development. Hot rolled strip steel is universal, is currently China's much-needed short-term products, widely used in various sectors of the national economy. Hot rolled strip in width size as broadband and narrowband steel steel two, width in 700-2300mm for broadband steel, because the width and volume weight is bigger, so the production in large belt steel rolling mill, its use is mainly used for automobile, tractor, machinery manufacturing, shipbuilding, bridge, boiler manufacturing etc.. General width of 50-250mm strip steel, much as welded tube, cold-formed steel, cold-rolled strip steel material and used for building, light industry, mechanical and electrical department. The production of hot rolled strip in China have transverse, longitudinal, continuous