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摘要：随着热卷箱生产技术在热轧带钢厂的推广与应用，热卷箱生产技术也不断进行发展和完善，热卷箱从第一代的带芯轴热卷箱逐渐发展到第二代无芯轴热卷箱、第三代无芯轴、带隔热板热卷箱。
关键词：热卷箱；带钢；热连轧
一、热卷箱设备结构
热卷箱设备基本上由入口导槽、偏转辊、弯曲辊、成形辊、托卷辊、开卷器、推卷器、带卷稳定器组、侧导板、夹送辊等组成。第一代热卷箱采用一个（或成对）芯轴将钢卷从1号托卷辊站运输到2号托卷辊站，由于芯轴与钢卷内卷之间有热辐射，致使钢卷的内卷温降较大。第二代热卷箱采用推卷器、托卷辊组成的移送机构运输钢卷，从而取消了芯轴，使钢卷内卷的温降减少。通常，中间坯的边部温降比中间坯本体的温降快，致使轧制不稳定，为了减少中间坯边部与本体之间的温差，第三代热卷箱设置了边部遮挡装置，减少中间坯尾部的边部温度的损失。
二、热卷箱设备操作
卷心形成，粗轧机轧完最后一道次（带坯尾部还在粗轧机进行轧制），带坯头部经热卷箱前侧导板对中后进入热卷箱入口导槽；随后热卷箱入口导向辊和护板上升，使带坯向上弯曲并进入弯曲辊，上弯曲辊与下弯曲辊根据带坯的厚度、钢种等设成不同的辊缝，将带坯头部弯曲成设定的弧形；形成弧形的带坯头部向下移动接触到成形辊，施加到带坯上的力和带坯与成形辊表面摩擦力使带坯头部沿成形辊表面前进，与下弯曲辊护板接触后，带坯以其头部为枢轴随后续部分通过弯曲辊转动，并向成形辊护板滑动，直至带坯与1号托卷辊a辊相接触，完成带坯的二次弯曲。带坯与1号托卷辊a辊接触后继续转动，带坯头部与成形辊相接触进行弯曲，而后续部分的带坯向前拉，从而完成卷心成形。
卷取成钢卷，卷心形成后，钢卷靠在成形辊和1号托卷辊a辊上继续转动，随着钢卷体积的增大，1号托卷辊随之下降，钢卷中心也逐渐后移并超过1号托卷辊a辊中心，直至卷取完毕，将带尾准确停在开卷所需的位置。在卷取过程中，带卷稳定器用短行程拍打带卷，以防止带卷产生塔形并将其对中。
3.开卷和运输，钢卷卷取过程结束后，开卷器的回转臂和插入臂转动，使开卷刀沿带卷外圆滑动并锲入带头与带卷之间的间隙，托卷辊带动带坯卷反转，将带坯卷打开，开卷器抬升至初始准备位置（带坯头部进入精轧机轧制后）；随后推卷器与托辊连续配合，将钢卷移送到2号托卷辊。在移送过程中，2号托卷辊两侧的侧导板设定成规定的开口度，以防止移送过程中的带卷发生倾斜，并起一定的对中作用。同时推板上的隔热板可减小带卷边部温降；开尾销在带卷剩下最后几圈时插入其内孔中，将带尾展开；当带坯头部通过位于热卷箱后的夹送辊时，上下夹送辊将带坯夹送至精轧机轧制，位于夹送辊后的矫平辊与夹送辊配合，可对带坯起一定的矫平作用。
三、热卷箱的技术特点
1.缩短延伸辊道长度，当带坯在粗轧机最后一道次轧制未完时，其头部进入热卷箱开始进行卷取，并以带卷形式存放于热卷箱处，使带坯长度受延伸辊道长度的限制减少，即在单位宽度卷重相同条件下，使用热卷箱可缩短粗轧机后延伸辊道长度约25000mm，随着延伸辊道长度的减短，主轧跨、主电室等厂房相应减短，从而降低了建设投资。
2.提高带坯温度，降低带坯头、尾温差，由于热卷箱将带坯卷取成钢卷，带坯的热辐射面积大幅度减少，从而使带坯的温降速度大幅度下降；另外，在热卷箱的卷取和开卷过程中，带坯的头、尾调换了方向，使带坯在轧制过程中进一步减小了头尾温差。
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3.实现精轧机组等温恒速轧制，提高带钢质量和成材率，由于卷取后的中间带坯头尾温差小，不必要求精轧机为保证终轧温度所采用的升速轧制，即采用热卷箱后，精轧机可以采用恒速轧制。精轧机组采用恒速轧制和带坯温度的均匀性，保证了更为稳定的轧制条件，有助于沿带钢全长方向上保持恒定的带钢板形、改善沿带钢全长方向机械性能的均匀性、提高产品尺寸精度；另外，带坯的温度均匀性和恒速轧制允许带坯头部进入精轧机的温度较低，有利于改善产品表面质量。升速后带钢尾端的最大精轧速度是决定输出辊道长度的一个重要因素，采用恒速轧制就为缩短输出辊道的长度提供了可能性。使用热卷箱不仅减小了中间坯的头尾温差，同时对于精轧入口带钢的温差问题也得到了有效的缓解，这对于薄规格的稳定轧制带来了极大的方便，各机组的轧制较稳定，甩尾现象得到了有较的控制，废钢情况大幅度减少，成材率、有效作业率进一步提高。并且使用热卷箱后上下表面发生变化，其上下表面温差减小，轧制过程中产生的二次氧化铁皮剥落效果特别明显，其未剥落的氧化铁皮较疏松，经FSB除鳞，表面质量大为改观。
4.降低主电机功率和减少精轧机架数，中间带坯由热卷箱卷取后进行保温，开卷后进入精轧机的温度较高，金属变形抗力相对较小；精轧机采用恒速轧制，最大轧制速度相对较低（与不带热卷箱相比）。变形抗力和轧制速度是影响主电机功率最大的两个因素，因此在产品大致相同的条件下，采用热卷箱的精轧机主电机功率可以降低。由于采用热卷箱保温，中间坯厚度可以减薄，从而降低精轧机轧制负荷。以上两个因素为减少精轧机架数或生产不锈钢、高强度钢产品创造了条件。5.提高成材率，当精轧机、卷取机等后部工序出故障时，在粗轧机正在轧制的板坯可以继续进行，并在热卷箱卷取、存放，保温时间可以达到10 min，为后部故障工序的处理赢得了时间，避免了因后部工序微小故障而导致下一块带坯作废为了进一步提高成材率，可在轧线旁设置保温炉。当后部工序发生较大故障，处理时间较长时，可将卷取成钢卷的带坯装入保温炉内进行保温、加热，故障处理完毕后，再将钢卷吊至轧线进行开卷、轧制。生产实践证明在轧线旁设置了保温炉，对挽救带坯发挥了较大作用。
6.提高温度精度和产品质量，热卷箱实行等温恒速轧制过程中，精轧轧制力变化平稳，产品的厚度以及精轧终轧、卷取温度控制系统可以得到简化。生产表明使用热卷箱恒速轧制和无热卷箱升速轧制的工艺条件下进行比较，精轧终轧和卷取温度控制精度分别可提高一35％和一32％，产品的厚度变化率可下降一25％。不锈钢热轧精轧阶段时为保证高温轧制，中间坯一般在精轧前不采用高压水除鳞，而当中间坯经过热卷箱卷取和开卷后，表面氧化铁皮大面积脱落或疏松，经高温蒸汽除鳞后，不锈钢热轧带钢表面质量得到较大改善，有利于降低铁素体不锈钢的重洗率。
7.降低能耗，由于带坯经热卷箱卷取后的保温效果比较好，加热炉相应可以降低出炉温度，在节约燃料的同时，也减少了氧化铁皮的产生；带坯头尾温差小，精轧机采用恒速轧制，减少了轧机电机功率的付出，根据波鸿厂的计算和实际统计资料，采用热卷箱可节约精轧机电耗10%。
四、热卷箱技术在热连轧厂的应用和发展
增大产品卷重、扩大产品范围，适用于旧厂改造，例如攀钢1450 mm热轧改造等；缩短轧线长度，减少精轧机架数和降低主电机功率，从而降低建设投资，适用于新厂建设，例如德国Eko1800 mm热轧等；生产加工温度范围窄的产品（不锈钢、特殊钢等），例如上海一钢1780 mm热轧、太钢2250 mm热轧、德国波鸿1800 mm热轧等。热卷箱的技术基本上是围绕着提高带坯温度和温度均匀性进行完善和发展的：第二代无芯轴热卷箱与第一代带芯轴热卷箱相比，根据Stelco实验资料，2000 mm宽的带卷在卷取30s、开卷120 s条件下，带芯轴热卷箱内卷温度下降51.4℃，而无芯轴热卷箱内卷温度下降5.6℃，减少了90%；第三代无芯轴、带隔热板热卷箱与第二代热卷箱相比，进一步提高了带坯边部温度的均匀性。
热卷箱技术在近三十年代中得到不断的完善和发展，在热连轧厂生产中所起的作用也越来越大，逐渐成为改造和新建热连轧厂的一个重要选择。
参考文献
［1］李平，带钢热连轧中热卷箱的选用.2016.
［2］焦艳华，热卷箱技术在热连轧钢厂的应用 ．2016.
［3］张振宇，热轧钢材氧化铁皮控制技术的最新发展．2014.
论文作者:任超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/17
标签：轧机论文; 温度论文; 带钢论文; 弯曲论文; 头部论文; 温差论文; 道长论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;