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1 背景
CRC廠每年將生產(chǎn) 120 萬(wàn)t熱軋鋼卷，供 OMK 集團(tuán)位于維克薩和阿爾梅季耶夫斯克的生產(chǎn)廠用于生產(chǎn)直徑21 mm～530 mm的鋼管。
這是在俄羅斯安裝的第一套薄板坯連鑄連軋?jiān)O(shè)備，同時(shí)也是世界上第一套利用薄板坯工藝路線生產(chǎn)北極高寒地區(qū)用 API 管線鋼的生產(chǎn)設(shè)備。
除生產(chǎn)輕型鋼外，CRC廠的設(shè)備還可以將目前緊湊型鋼鐵廠的產(chǎn)品范圍大幅擴(kuò)展至高附加值鋼種，如 API X65 和 X70，二者可在低至 –60℃的溫度下以及腐蝕性環(huán)境中使用。
2 工藝布局
俄羅斯 OMK 集團(tuán)CRC廠設(shè)備由以下部分組成。
達(dá)涅利單流 FTSC（靈活型薄板坯連鑄機(jī)）采用動(dòng)態(tài)輕壓下工藝，可在連鑄機(jī)出口處鑄造厚度達(dá) 90 mm 的板坯。
在連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)特性方面（即板坯厚度選擇、動(dòng)態(tài)輕壓下策略及二次冷卻設(shè)計(jì)）給予了特別關(guān)注，以滿足產(chǎn)品大綱的要求。
在工廠設(shè)計(jì)中，預(yù)留了第二流，以便將來進(jìn)行擴(kuò)建。
集成在連鑄機(jī)中的在線高壓除鱗機(jī)。該設(shè)備與薄板坯連鑄機(jī)的抽出裝置結(jié)合，包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)除鱗機(jī)，通過使用高壓 - 低流量噴霧裝置在板坯進(jìn)入隧道爐前對(duì)其進(jìn)行除鱗。
除鱗機(jī)旋轉(zhuǎn)臂上安裝有 8 個(gè)噴嘴（4 個(gè)上噴嘴和 4 個(gè)下噴嘴）。相比普通的除鱗機(jī)（如在機(jī)架 R1 和 F1前安裝的除鱗機(jī)），噴嘴的數(shù)量約減少了80%。通過這種設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)較高的除鱗效率，以及較低的溫度損失(約 5℃)。進(jìn)行處理之后，板坯上將不含氧化鐵皮，可以進(jìn)入隧道爐中。這種方法可避免對(duì)爐輥造成損壞，而且便于在隧道爐內(nèi)從氧化鐵皮層厚度和成分方面對(duì)氧化鐵皮增長(zhǎng)進(jìn)行控制。板坯表面上的氧化鐵皮厚度和成分也將更加均勻。
軋機(jī)通過一個(gè)輥式隧道爐與連鑄機(jī)（CCM）相連，形成一體。隧道爐的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為 200m。隧道爐最多能夠容納 5 塊最大長(zhǎng)度為 37.5m的板坯。這一出色的緩沖能力使得即使在更換工作輥或自動(dòng)化故障造成的軋機(jī)停工時(shí)，也不會(huì)使連鑄作業(yè)中斷，從而不會(huì)影響連鑄機(jī)的工作。
3 隧道爐后安裝的軋機(jī)設(shè)備
（1）2 號(hào)除鱗箱
2號(hào)高壓除鱗裝置（常規(guī)箱式）位于隧道爐的出口處，用于使板坯表面盡量保持整潔，并從板坯表面除去隧道爐內(nèi)板坯加熱過程中產(chǎn)生的氧化鐵皮。該除鱗箱配有4個(gè)除鱗集管（2 個(gè)在上，2 個(gè)在下），工作壓力為 220 巴。
（2）立輥軋機(jī) E1
一臺(tái)立輥軋機(jī)安置在粗軋機(jī)架的入口處。軋機(jī)用于軋制板坯的側(cè)面，以便使其寬度保持在設(shè)定的公差值內(nèi)，同時(shí)提高棱邊質(zhì)量。軋制由一組液壓缸實(shí)施，液壓缸最高可達(dá)到 4000kN 的軋制力。2個(gè)帶槽軋輥有助于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的軋邊作業(yè)，從而避免發(fā)生邊折結(jié)果。
兩個(gè)4輥粗軋機(jī)架 R1 和 R2 在連續(xù)粗軋機(jī)組中。兩機(jī)架均擁有 46000kN 的軋制力，通過放置在軋機(jī)窗口頂部的2個(gè) HAGC（液壓自動(dòng)厚度控制）液壓缸實(shí)現(xiàn)，軋機(jī)窗口上裝有壓力和位置傳感器，用來保證軋輥定位和動(dòng)態(tài)間隙控制時(shí)的適當(dāng)反應(yīng)時(shí)間。上支撐輥的平衡通過放置在軋機(jī)機(jī)架頂部的橫梁實(shí)施并由2個(gè)液壓缸進(jìn)行調(diào)節(jié)，而上工作輥的平衡則通過放置于平衡塊（連接在軋機(jī)窗口上）上的液壓缸實(shí)現(xiàn)。
兩機(jī)架均配有1臺(tái)功率為 9000kW的交流電機(jī)，該電機(jī)通過齒輪軸連接到機(jī)架上，即通過變速箱和齒輪座單獨(dú)配置方式進(jìn)行工作。
此外，粗軋機(jī)架還安裝有一個(gè)工作輥快速更換系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括2個(gè)行沖程液壓缸（每機(jī)架一個(gè)），用于經(jīng)工作輥插入軋機(jī)機(jī)架或從其中抽出，以及一個(gè)液壓操控的可移動(dòng)平臺(tái)。
（3）中間層流冷卻
緊挨粗軋機(jī)組后安裝了一個(gè)用于中間坯的中間層流冷卻的部分，以便控制和實(shí)現(xiàn)中間坯最佳的溫度曲線，該部分對(duì)特殊鋼種尤其重要。其包括一套水幕層流冷卻系統(tǒng)。每根集管均配有一套比例閥和流量計(jì)，用以方便地控制和修正水量。此外，上集管可通過液壓缸進(jìn)行提升，以防在緊急情況下造成損壞，并確保為下方安置的輥道提供簡(jiǎn)便的維修條件。
（4）熱傳送輥道（HTT）
為了保證精軋熱傳送輥道開始前中間坯溫度完全均勻分布，軋機(jī)安裝了一個(gè)熱傳送輥道（HTT）。這一傳熱傳送輥道臺(tái)由一個(gè)帶有一套獨(dú)立加熱段的輥道組成，各加熱段均配有燒嘴。如遇緊急情況，每段均可通過液壓缸進(jìn)行提升。此外，在 HTT 段放置有一套推鋼機(jī)，如果需要將鋼材快速退出，則推鋼機(jī)可用于將中間坯移到生產(chǎn)線下。
（5）轉(zhuǎn)鼓式飛剪
在鋼材到達(dá)精軋機(jī)之前，一個(gè)轉(zhuǎn)鼓式飛剪將對(duì)中間坯進(jìn)行切頭切尾工作，剪切程度以將工件準(zhǔn)確送入后面的軋機(jī)機(jī)架為宜。飛剪剪切削尺寸可達(dá) 45mm，剪切速度可達(dá) 1.2m/min。飛剪采用箱式理念設(shè)計(jì)，并通過液壓缸夾緊在底架上。這樣一來，整個(gè)箱體，包括帶刀的轉(zhuǎn)鼓，都可以輕易地從飛剪底架中抽出，然后用備用箱代替，從而將在線維修時(shí)間縮至最短。轉(zhuǎn)鼓均配有一套4把刀具，其中2把直刀用于切尾， 2把異形刀具用于實(shí)現(xiàn)最佳的切頭效果。鼓式飛剪使用2臺(tái)交流電機(jī)供電。
（6）3 號(hào)除鱗箱
第三臺(tái)除鱗機(jī)置于精軋機(jī)前端，用于保證精軋開始前，中間坯具有最好的表面狀況。該除鱗機(jī)的技術(shù)特性與 2號(hào)除鱗箱相同。整個(gè)生產(chǎn)線中設(shè)置的三個(gè)除鱗點(diǎn)可幫助獲得極好的帶鋼表面質(zhì)量，從而保證整個(gè)產(chǎn)品組合都能具有上乘質(zhì)量。
（7）立輥軋機(jī) E2
第二臺(tái)立輥軋邊機(jī)緊貼精軋機(jī)架 F1放置，用于在開始精軋前，對(duì)中間坯的寬度進(jìn)行優(yōu)化和控制。工作輥呈錐形，以便優(yōu)化厚度各異的中間坯的棱邊形狀。
（8）六機(jī)架四輥精軋機(jī)
熱軋機(jī)的核心是六機(jī)架精軋機(jī)，可生產(chǎn)各鋼種號(hào)的優(yōu)質(zhì)帶鋼，包括供北極高寒地區(qū)使用的高強(qiáng)度低合金（HSLA）鋼材，如X70。另外，該精軋機(jī)還可用于生產(chǎn)最小厚度僅為 1.0 mm的帶鋼。
機(jī)架尺寸有兩種。F1到F4機(jī)架采用達(dá)到 42000kN的軋制，而 F5和 F6機(jī)架則可達(dá)到最大 32000kN 的軋制力。
所有機(jī)架均擁有目前最先進(jìn)的控制技術(shù)。
HAGC（液壓自動(dòng)厚度控制）缸可實(shí)現(xiàn)對(duì)輥縫的動(dòng)態(tài)控制。Mae – West 彎形塊可施加正反彎輥效應(yīng)，以便通過一組液壓缸在軋制時(shí)對(duì)凸度進(jìn)行控制和糾正。軋輥凸度也可以通過軋輥熱凸度系統(tǒng)（RTC）進(jìn)行調(diào)節(jié)，該系統(tǒng)包括一組可調(diào)集管，用以控制軋輥上的冷卻效率從而控制凸度。工作竄輥可實(shí)現(xiàn)自由的軋制規(guī)程，液壓行程總計(jì)為300mm的行程。
另外，根據(jù)技術(shù)規(guī)格，機(jī)架還具有其它功能，如輥縫潤(rùn)滑和除塵集管，以便在所有條件下都能保證最佳的帶鋼質(zhì)量。
每臺(tái)機(jī)架均由一臺(tái)功率為7000kW的交流電機(jī)供電，并配以一組變速箱和齒輪。變速箱和齒輪可經(jīng)過多個(gè)齒輪軸來滿足軋機(jī)機(jī)架的動(dòng)力需求。
精軋機(jī)還配有一工作輥快速更換系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一組用于插入和抽出工作輥的長(zhǎng)行程液壓缸，以及一個(gè)液壓操控的可移動(dòng)平臺(tái)，可在不到30min時(shí)間內(nèi)完成換輥?zhàn)鳂I(yè)，進(jìn)而能夠?qū)④垯C(jī)停止時(shí)間縮至最短。
（9）層流冷卻段（WATERWALL.）
精軋機(jī)和地下卷取機(jī)之間設(shè)置有一個(gè)帶鋼層流冷卻段。冷卻段由用于主要冷卻區(qū)的 20 根集管（上+下）以及用于邊部的 3 根集管組成。
集管設(shè)計(jì)是達(dá)涅利在冷卻裝置領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，可用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)的層流水量，從而保證帶鋼中的冷卻均勻性達(dá)到最佳。所有集管均配有比例閥和流量計(jì)，以保證帶鋼都能達(dá)到所需的最佳冷卻模式。雖然如此，所有的上集管還可以在緊急情況下通過液壓缸進(jìn)行提升。
（10）地下卷取機(jī)
用于工廠的地下卷取機(jī)為可移動(dòng)式，配有3個(gè)助卷輥，均采用液壓操控方式。
帶有液壓旋轉(zhuǎn)判動(dòng)器的插入芯軸型式代表了現(xiàn)代化地下卷取機(jī)的最新技術(shù)，可用于卷取高強(qiáng)度材料和 API鋼種。芯軸由功率為 700kW的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，助卷輥由三臺(tái)功率各為 115kW的獨(dú)立電機(jī)控制，而且芯軸專為跳步控制技術(shù)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目在開發(fā)過程中也考慮了未來可能要安裝第二臺(tái)地下卷取機(jī)的需求。
（11）鋼卷裝卸設(shè)備
鋼卷從地下卷取機(jī)取出之后，將通過一個(gè)步進(jìn)梁輸送機(jī)移至一個(gè)升降/旋轉(zhuǎn)鞍座上，由鞍座再將鋼卷運(yùn)送至地面上。此時(shí)，可將鋼卷運(yùn)送至鋼卷檢查站進(jìn)行檢驗(yàn)，或?qū)⑵渌偷降诙_(tái)步進(jìn)梁輸送機(jī)中，由后者將鋼卷運(yùn)至鋼卷庫(kù)。在第二臺(tái)輸送機(jī)中放置有一臺(tái)圓周打捆機(jī)、一臺(tái)徑向打捆機(jī)，最后還有一臺(tái)打標(biāo)機(jī)。鋼卷隨后可通過起重機(jī)輸送到鋼卷庫(kù)進(jìn)行存放。
4 軋機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)
達(dá)涅利為工廠開發(fā)了一整套自動(dòng)化系統(tǒng)，并達(dá)到3級(jí)控制水平。這一軋機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)堪稱達(dá)涅利在熱軋和鋼卷領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)和在制造和調(diào)試鋼廠設(shè)備方面多年技術(shù)的結(jié)晶。
精確而靈活的數(shù)學(xué)模型有助于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)軋制參數(shù)，從而明確地優(yōu)化軋機(jī)所需的裝配，保證最優(yōu)的成品質(zhì)量、結(jié)果的可重復(fù)性，并盡量減少人為失誤所導(dǎo)致的錯(cuò)誤。
另外，2級(jí)模型可自動(dòng)校正，并且可與1級(jí)控制系統(tǒng)交換信息，如果發(fā)生與最初預(yù)計(jì)狀況有偏差時(shí)，在線修改軋機(jī)設(shè)定。
如果需要操作員支持，可使用簡(jiǎn)單易用的界面迅速干預(yù)設(shè)定情況。除此之外，快速數(shù)據(jù)分析儀以及翔實(shí)的生產(chǎn)報(bào)告還便于對(duì)生產(chǎn)和質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行持續(xù)而全面的監(jiān)控，從而能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線管理，并快速進(jìn)行計(jì)劃。
5 連鑄機(jī)的先進(jìn)技術(shù)要求和解決方案
在連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)特性選擇方面（即板坯厚度選擇、動(dòng)態(tài)輕壓下策略及二次冷卻設(shè)計(jì)）均給予了特別關(guān)注，以滿足產(chǎn)品大綱的要求。
冶金方面的主要挑戰(zhàn)如下：
.表面質(zhì)量要求極高，因?yàn)?API 鋼種對(duì)裂紋非常敏感。
.在薄板坯澆鑄工藝中，不能進(jìn)行任何修磨。這就意味著，必須在澆鑄造過程中避免板坯表面裂紋或凹陷。
.表面不得留下振痕。
.內(nèi)部質(zhì)量必須達(dá)到最高水平。
.必須盡量減小晶粒度以便控制韌性。
.中心偏析必須處于最低水平。
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