帶卷箱

帶卷箱是指粗軋後的熱帶坯精軋前在熱卷取保溫箱中進行減少溫降的措施。粗軋後的熱軋帶坯，經帶卷箱入口、導向輥、彎曲輥和成形輥將帶坯捲成卷，防止帶坯中的熱量往外散失和使帶坯頭尾溫度均勻化， 以後藉助剝頭器將帶坯的尾部先送入精軋機中進行軋制。世界上第一台帶卷箱是1978年在澳大利亞布羅肯·希爾公司的西港廠問世的，到1987年世界上已建立了13套。

基本介紹

• 中文名：帶卷箱
• 外文名：Coil box
• 時間： 1978年
• 類型：卷箱
• 地區：澳大利亞
• 學科：冶金工程

簡介

粗軋後的熱帶坯精軋前在熱卷取保溫箱中進行減少溫降的措施。粗軋後的熱軋帶坯，經帶卷箱入口、導向輥、彎曲輥和成形輥將帶坯捲成卷，防止帶坯中的熱量往外散失和使帶坯頭尾溫度均勻化， 以後藉助剝頭器將帶坯的尾部先送入精軋機中進行軋制。世界上第一台帶卷箱是1978年在澳大利亞布羅肯·希爾公司的西港廠問世的，到1987年世界上已建立了13套。

優點

(1)保存熱量，減少溫度降，例如在中 間輥道上坯厚為25mm時，一般溫降為1.7℃/s，而在 帶卷箱中的溫降只為0.6℃/s，即減少了96.5%；

(2)它能均化帶坯頭尾溫度，可以不用升速軋制(見帶 鋼升速軋制)而能顯著均化沿帶材長度方向的厚度精 度，還可以節省升速軋制時多消耗的30%~40%電 能；

(3)它能起到儲料的作用，因而可以增大卷重，提 高產量；

(4)它可以使事故處理時間延長約8~9min，從而可以減少廢品及氧化鐵皮損失，提高成材率；

(5) 可以使中間輥道長度縮短約30%~40%，因而可節省 廠房和基建投資。所以在熱軋帶鋼生產中採用熱卷取 箱是發展的方向。

帶卷箱的構造

帶卷箱是一台安裝在熱帶軋機粗軋機組和精軋機組之間的無芯卷取機。它通常由引入導向輥、彎曲成型輥、帶卷座輥(托卷輥)、剝離臂(開卷器)、傳遞設備(移卷機)、液壓系統和自動控制系統組成。引入導向輥由引入輥、導向輥和導衛板構成，用來引導帶卷進入彎曲成形輥；彎曲成型輥由兩個上輥可升降的三輥彎曲輥、位置可做水平擺動的成形輥和成形輥與彎曲輥之間的導衛組成，將帶坯彎曲空心卷取成帶卷；帶卷座輥(托卷輥)有兩組，可升降的第一組座輥輔助帶坯卷取成型和托住帶卷。用第二組座輥托起巳開卷進入精軋機軋的帶卷。剝離臂將帶卷頭部“剝開”、矯直，以便帶坯送入夾送輥和精軋機；傳遞設備(移卷機)帶有兩根可作垂直軋制線伸縮的芯軸，並可帶動芯軸沿水平面做180度的往復迴轉，將帶卷由1號座輥移到2號座輥上。

帶卷箱的操作

由粗軋機出來的帶坯經導向輥道引入三輥彎曲輥後，兩個上彎曲輥壓下將帶坯彎曲，此段彎曲帶坯的前端在擺動成形輥和導衛板的作用下，形成帶卷的內圈，帶坯繼續送進、彎曲，繞內圈捲成帶卷，第一組座輥升起托住帶卷，並在卷取中逐漸回落。

當帶坯尾端接近帶卷箱時，卷取速度逐漸放慢直到停止，帶坯末端被壓緊在托卷輥上；此時傳遞設備的兩根芯軸從兩端插入帶卷的膛孔，成型輥退開，剝離臂(開卷器)下降並壓緊帶坯末端，第一組托卷輥反轉將帶坯送入夾送輥，夾送輥上輥壓下並轉動，將帶坯送入切頭剪下頭，此時剝離臂抬起、帶坯進入精軋機後，傳遞設備(移卷機)開始正轉，將帶卷移送到第二組托卷輥上，第一組托卷輥反轉停止。

帶坯進入精軋機後．上夾送輥抬起，套在芯軸上的帶卷跟隨精軋機工作完成開卷功能。從帶坯成卷後第一組托卷輥停止到帶坯送入精軋機開始軋制的全過程稱為開卷過程。通常約需10～15s。開卷過程完畢後，第二根帶坯又可由粗軋機進入帶卷箱。

帶卷箱的上述操作過程全由一台可程式機自動控制。

帶卷箱技術的優越性

減小軋制功率

採用帶卷箱後，由於基本消除了粗軋帶坯在中間輥道上的溫降，因而在精軋機組上可採用最佳速度軋制。而不必象常規軋制那樣，為抵償頭尾溫差需採取升速軋制。就第二代熱帶鋼軋機而言，軋制功率的大小主要取決於軋件的溫度和厚度因素。一般來說，在常規軋制過程中溫度每降低55℃，導致軋制功率增加25%。例如當粗軋帶坯厚度為25毫米，精軋出口厚度1.5毫米，單位卷重18公斤/毫米，中間輥道冷卻速度為95℃/分，線上時間約150秒時，由此導致頭尾溫差120℃左右，大大增加了軋制功率。採用帶卷箱後溫降約減少100℃，且精軋溫度幾乎為恆定，因此大大減少了軋制功率。

西德特·伍佩曼公司採用熱卷取箱對中寬度熱帶鋼軋機進行改造後，精軋機組的功率負荷有所降低，能量節約占總變形能耗的5%左右。由於不需要升速軋制的電能，又進一步節約了能耗。節能和降低爐溫使軋機能力在軋制較寬頻鋼的產卜品範圍中有一定的提高。

由於採用卷取箱技術而解放出來的軋制功率，可以用來作為提高產量的手段，或用來軋制更薄規格和變形抗力較大的板卷，突破原產品方案的限制。

降低燃料消耗

通常，經過粗軋以乓的中間帶坯以直條狀經由中間輥道運向精軋機，.其溫降與帶坯的厚度和通過時間密切相關。對於第二代熱軋機而言，當帶坯溫度為1000℃左右，厚度為25毫米時，測得的溫降速度是1.7℃/秒，且當通過時間約60秒時，帶坯頭尾就要產生約100℃的溫差，為此經常要提高板坯出爐溫度和增加在爐保溫時聞而加大了燃料消耗。

在中間輥道上設定卷取箱後，可將帶坯適時地捲起來，空心卷狀的帶坯可以做到1.06℃/秒的溫降速度，相當午原來的三十分之一，熱損失量減少50%上，而且帶坯頭、尾，上下表面溫度均甸廠這些使得板坯出爐溫度可以降低。出爐溫度降低30-50℃後，燃料節約了5-10%。

最佳化的軋製程序

如果軋機節奏由粗軋機或精軋機所限制，則通過使用帶卷箱可使壓下制度吏容易最佳化。如粗軋機是生產中的卡脖子問題，那么用帶卷箱可通過加天粗軋機出口厚度的辦法來提高粗軋機的能力。如精軋機組是限制因素的話，則採用帶卷箱可獲得較薄規格的軋件。因為帶卷箱可將軋件從並卷台餵入精軋機組，同時卷取來自粗軋機的另一個軋件，因而能用最小的間歇時間進行軋制。帶卷箱對軋機操作沒有限制。

提高成材率

採用帶卷箱操作可以相應地增大板坯重量，從而意味著提高熱軋帶鋼軋機的產量和成材率。帶卷箱技術還能減少因故障而造成的廢品損失。在普通熱軋帶鋼軋機中，精軋機組或地下卷取機出現較小的故障，則常常造成在軋制中的軋件或後續軋件的報廢，而採用帶卷箱操作時，第二個軋件可在帶卷箱中卷取和儲存，直到精軋機排除故障後再繼續軋制。當精軋機的故障時間長達8分鐘或9分鐘時，可將帶卷箱中成卷軋件的外圈切掉報廢，其餘部分不報廢繼續軋制，成材率損失只有5-10%，而普通熱帶軋機則要損失100%。如果故障時間太長，帶卷箱中的軋件必須吊走，成卷軋件加工成長條軋件比較容易，成卷形式的軋件為利用廢品(作板卷用)提供了機會或在一小型線外加熱爐中再加熱，而後進一步軋制。

控制軋制

熱軋帶鋼軋機採用帶卷箱促進了高強度、高韌性鋼種的控制軋制。當精軋機在足以使軋件冷卻到再結晶溫度以下進行較慢恆速軋制時，也可保持恆定的精軋機組入口溫度。在較低的速度下軋制這些鋼種的產品也能減少所需的功率。由於這種型式的產品一般有較大的厚度範圍，因此不影響軋機的生產率(軋制寬1880毫米，厚9毫米的帶鋼，軋制速度為120米/分，產量為998噸/時)。

縮短中間棍道長度

採用帶卷箱後不僅可起到保熱和均熱的作用，並且由於帶坯不受中間輥道長度的制約，因而可以大大縮短粗軋至精軋之間的距離(最大可縮短75米)和增加板坯重量。

縮短精軋至卷取機之間的距離

輸出冷卻輥道長度主要取決於帶鋼的最大軋制速度。採用帶卷箱後，能實現恆速軋制，也即能降低終軋速度，故可以縮短輸出輥道長度30-40米。此外，還可簡化控制系統操作和顯著降低最大冷卻水流量。

控制一次氧化鐵皮

預先確定F1機架的軋件入口溫度，可控制通過精軋機組所產生的二次氧化鐵皮(有時指花椒狀的大塊氧化鐵皮)。例如，要求苛刻的冷彎成型和鍍層用的表面材料，必須在入口溫度高於1000℃(機械性能要求)和低於1040℃以下軋制，以減少二次氧化鐵皮的形成。採用帶卷箱提高了軋制這些材料的成材率。

適用於舊軋機的改造

帶卷箱不僅可用於新建熱帶軋機，而且也適用於舊軋機的改造。以加拿大鋼公司密爾頓廠的1430毫米熱軋帶鋼軋機為例，這套較老的軋機由一架功率為5250千瓦的可逆式粗軋機和一套額定功率為15300千瓦的6機架精軋機組組成。生產能力為220萬噸/年。在安裝帶卷箱之前，粕軋機控制了73%的軋機節奏時間。安裝帶卷箱以後，允許較重的軋件餵入精軋機組，僅此改變就可使生產率(小時產量)提高9%。由於採用帶卷箱，該軋機已有可能使用長板坯生產厚1.6毫米、寬1320毫米的帶鋼，而從前由於精軋機組功率不足，很難使用長板坯軋制厚度小於1.75毫米的帶鋼，其帶鋼寬度至少增加了10%。

西德特·伍佩曼公司在中寬度帶鋼軋機上採用熱卷取箱進行改造後，顯著改善了產品性能及尺寸公差並使帶鋼長度保持穩定。此外，還提高了板卷單重。由於在發生事故情況下能使中間坯保溫，從而提高了軋機的收得率。用於加熱的能耗降低4%，軋制電李毛降低5%。

克虜伯鋼公司採用帶卷箱後，匯帶鋼縱向的軋制速度發生了明顯變化。在無熱卷箱軋制時軋制速度要從8.74提高到12.07米7秒就是說軋制期間通過升速軋制把速度提高38%。採用熱卷箱軋制，帶鋼的軋制速度開始為8.82米/秒，終了為8.85米/秒這樣，帶鋼幾乎是以不變的速度進行軋制。

採用和不採用熱卷箱時，帶鋼尾部的軋制速度差為3.22米/秒。由於粗軋帶鋼進入精軋溫度幾乎是不變的，不需要升速軋制，每一機架的軋制力也幾乎是恆定的。與此相反，沒有熱卷箱時，按規格和鋼種不同，在單位卷重為15公斤/毫米寬頻鋼時，其軋制力要提高几百噸。並且為了保證終軋溫度，必須通過升速使軋速約提高30% 。

採用熱卷箱，電氣和機械設備的負荷有所減輕，精軋機主傳動所需的功率最多可降低40%。精軋機主傳動的電耗降低10%。

由於粗軋帶鋼的溫降很低，故軋製成品帶鋼厚度超過約2毫米時，爐溫可逐段降低。板坯出爐溫度約降低30℃，加熱爐可節省能耗5%。根據帶鋼厚度不同，出爐溫度降低50℃是完全可能的。這將節能8-10%左右。總之，熱卷箱可使加熱爐至少節能5%，精軋機主傳動約節能10%。

改進產品質量

帶卷箱使帶坯溫度均衡的特點可以消除由於加熱形成的水印，又可以在精軋機組上採取恆溫恆速軋制，從而能夠保證帶鋼全一長的機械性能和改善頭尾厚差及板形。