第４０卷第５期 有色金属加工 ＮＯＮＦＥＲＲｏＵＳ ＭＥＴＡＬＳ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．５ ２０１１年１Ｏ月 Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１ １ 镍及镍合金板带材生产线工艺及设备 周伟，刘岩 （中冶东方工程技术有限公司，内蒙古包头０１４０１０） 摘 要：介绍了镍及镍合金板带材生产线主要工艺参数和工艺装备。 关键词：镍及镍合金；热轧；冷轧；工艺装备 中图分类号：ＴＧ３３３．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—６７９５（２０１１）０５—００２５—０３ 镍作为重要的金属元素，广泛应用于钢铁及有色 金属领域。以镍为主元素的镍合金加工产品，由于其 特殊的机械物理性能，其应用领域也在不断扩大，主 要应用在电子电工、航空航天、机械制造等行业。 目前国内镍合金加工水平整体落后，体现在工艺 技术、装备水平、产品质量、生产规模等方面。国家急 需的电子电工行业镍合金板带材、工业建设镍合金板 材等大部分依赖国外进口且受到国外制约。镍合金 产能力； ２）品种全，规格范围大，以精密带为主，同时还包 括生产难度较大的高温合金，产品最大幅宽 达６１０ｍｍ； ３）大坯重，最大坯重达７５０ｋｇ，是国内其他厂家 的３～４倍，其优点是成材率提高，产品质量稳定段大 幅度提高。 １．３主要生产工艺流程 产品供需总体形势是：中低端用途镍合金产品国内供 需能力基本平衡，高端用途镍合金产品国内生产水平 较低，满足不了市场需求，进口量较大。因此，全面提 升镍合金加工水平，加快产品结构调整和技术进步显 得非常紧迫。 基于镍及镍合金产品市场需求，中冶东方工程技 术有限公司开发、设计了某“年产５０００ｔ／ａ镍及镍合金 板带材”项目。该项目已于２０１０年１２月底正式 投产。 感应熔炼一电渣重熔一锻造开坯一扁坯修磨一 热轧带坯一原料退火一连续酸洗一带坯修磨一冷轧 一光亮退火一冷轧一纵剪一成品带材。 以下重点介绍热轧及冷轧生产线工艺参数、设备 组成等。 ２热轧生产线 热轧生产线年产镍及镍合金板带材６０００吨。热 轧板材规格：４—２０×２００—６１０×１０００～３０００ｍｍ。热 １ 项目概况 １．１ 项目概况 轧带材规格：４～８ ｘ２００～６１０ｍｍ。 ２．１热轧工艺流程 合格锻坯由吊车吊运至上料辊道，由辊道向前输 送，经固定挡板定位后，由人炉装钢机送人加热炉内 加热。加热好的锻坯用取料机从加热炉内托出放到 出炉辊道上。 该生产线包括熔铸、锻造、热轧、冷轧车间以及相 关配套公辅设施。主要合金品种：纯镍、膨胀合金、软 磁合金、电阻电热合金、耐蚀合金、高温合金、耐热钢 等。设计生产规模为年产镍及镍合金板带５０００ｔ，主 要用于电子、航天、军工、化工、海洋环境、造船、机械 制造、生物工程、医药、食品等领域。 １．２项目特点 锻坯出炉后由辊道向前输送，进入高压水除鳞装 置进行除鳞，除鳞后的锻坯进入立辊轧机进行第一道 轧边，使锻坯边部得到修整，然后进入四辊可逆轧机 进行粗轧。轧制过程中，在轧件较厚时，可返回立辊 轧机进行轧边，以进一步控制轧件的宽展及边部 质量。 １）产量大，年产量为５０００吨，是国内其他同类企 业能力的２—３倍，同时预留今后发展到１００００吨的生 根据所轧制产品厚度的不同，对于部分高温合金 收稿Ｅｌ期：２０１１—０２—２５ 及耐热钢，由于轧制时温降导致合金冷作硬化和塑性 ２６ 有色金属加工 第４０卷 变差以及头尾温度差太大，将不能顺利轧制，需要进 行补温加热，确保在较短的时间内将降温的带材加热 到轧制温度。补温后的轧件经辊道送回至四辊可逆 轧机进行精轧。 卷取厚度：４．０—８．０ｍｍ 卷取宽度：２００—６１０ｍｍ 带卷外径：ｍａｘ．￣１６００ｍｍ ⑦１１辊矫直机 矫直材料规格：４—２０ｍｍ×２００—６４０ｍｍ 矫直速度：１．５ｍ／ｓ 当生产成卷产品时，轧出的带坯通过输出辊道经 夹送辊送人无芯卷取机进行卷取。卷取后的卷材由 车间吊车吊走。 ⑧定尺剪 型式：浮动式液压剪 剪切厚度：４～２０ｒａｍ 定尺长度：１０００～３０００ｍｍ 剪切力：２５００ｋＮ 当生产板材时，轧出的板坯通过输出辊道直接送 到定尺剪处，按照用户要求尺寸进行定尺剪切，剪切 成定尺的板材进入冷床进行冷却，冷却后的板材由车 间吊车吊走堆存。 ２．２热轧生产线主要设备 ⑨冷床 型式：步进梁式 冷床尺寸：７ｍ×１８ｍ 步进梁间距：８００ｍｍ 步进梁步距：２００～６４０ｍｍ 热轧生产线主要设备：步进底式加热炉、除鳞装 置、补温炉、立辊轧机、四辊可逆轧机、无芯卷取机、矫 直机、定尺剪、冷床等。 ①步进底式加热炉 坯料入炉温度：常温 坯料出炉温度：１０００—１２２０￣ 装出料方式：端进侧出 加热方式：天然气加热 ３冷轧生产线 冷轧生产线年产镍及镍合金冷轧板带材４０００ｔ／ａ。 冷轧板材规格：１．５～４×２００—６１０×９００—３０００ ｍｍ。 冷轧带材规格：０．０５—３．０×１０—４５０ｍｍ。 ３．１冷轧工艺流程 ②高压水除鳞装置 集管数量：两组（共４根） 喷嘴数量：４８ 喷嘴倾角：１５。 合格热轧卷经原料退火后，接着通过酸洗机组除 去带卷表面氧化铁皮，再由修磨机组进一步改善带卷 表面质量。然后由各冷轧机组根据工艺及产品规格 承担冷轧变形：冷粗轧由４辊冷轧机完成，主要成品 及精密合金中间道次变形由６辊冷轧机完成，精密合 金带材由２Ｏ辊冷轧机完成。 ③补温炉 坯料入炉温度：ｍｉｎ．９００℃ 坯料出炉温度：ｍａｘ．１１５０ｏＣ 加热精度：≤．４－５℃ 装出料方式：端进端出 加热方式：电加热 ④立辊轧机 型式：闭式机架、上传动 轧辊辊径：ｑｂ５００／ｑｂ４５０ｍｍ 在轧制过程中，随着累计压下量的增加，带材加 工硬化越来越严重，导致无法进行后续变形，此时由 光亮退火炉对带材进行软化热处理消除加工硬化，之 后再通过各冷轧机组进行轧制。轧制后的带卷通过 清洗脱脂机组去除其表面轧制油，接着进入拉弯矫直 机组改善其板型，减小带材表面缺陷。然后由剪切机 组将带材剪切成用户需求宽度的成品卷，最后由包装 辊身长度：４６０ｍｍ 开口度：２００—８００ｍｍ ⑤四辊可逆轧机 入口厚度：ｍａｘ．１２０ｍｍ 机组对带卷进行检查、称重、打包等工序。 ３．２冷轧生产线主要设备 出口厚度：板材４～２０ｍｍ带材４～８ｍｍ 工作辊尺寸： ４８０／ ４３０ｍｍ×８００ｍｍ 支承辊尺寸：ｑｂ８００／ｄ￣７５０ｍｍ×８００ｍｍ 压下方式：电动压下＋液压ＡＧＣ 轧制压力：１２０００ｋＮ ⑥无芯卷取机 型式：无芯上卷取 冷轧生产线主要设备：固溶处理炉、罩式退火炉、 酸洗机组、修磨机组、四辊冷轧机、六辊冷轧机、二十 辊冷轧机、光亮退火炉、清洗脱脂机组、拉弯矫直机 组、纵切机组、横切机组等。 ①辊底式炉 热处理温度：８００～１２００℃ 第５期 有色金属加工 ２７ 加热方式：天然气加热 ⑧光亮退火炉 固溶冷却介质：水 型式：全氢保护卧式光亮退火炉 ②罩式退火炉 数量：３台 热处理最高温度：１０５０％ 热处理最高温度：１１５０％ 加热方式：电加热 冷却方式：喷氢冷却 ③酸洗机组 带卷出炉温度：＜６０ｃＣ 处理规格：０．０５～３．０ Ｘ２００～６７０ ｍｍ 高压水喷射压力：Ｍａｘ ３６ＭＰａ； ⑨清洗脱脂机组 喷嘴数量：６８个 型式：卧式连续 酸洗方式：混酸酸洗 功能；化学清洗除油 酸洗液：ＨＦ＋ＨＮＯ 机组速度：５—６０ ｍ／ｍｉｎ ④修磨机组 ⑩拉弯矫直机组 修磨速度：３～７ ｍ／ｍｉｎ 机组速度：ｍａｘ．１００ｍ／ｍｉｎ 抛光速度：５—１５ ｍ／ｍｉｎ 延伸率：０．１—３％ 纵切机组 清洗速度：２０ｍ／ｍｉｎ 剪切规格：０．０３—４．０×１００—６７０ｍｍ ⑤四辊可逆冷轧机 数量：２条 入口厚度：３．０—６．５ｍｍ 剪切条数：ｍａｘ．２５ 出口厚度：０．５—３．０ｍｍ 切边宽度：５—１５ｍｍ 工作辊尺寸：＋３５０／＋２９０ Ｘ ８００ｍｍ 横切机组 支承辊尺寸：＋８００／＋７５０×８００ｍｍ 剪切规格：１—６ Ｘ２２０～７７０ｍｍ 叠料长度：５００—３０００ｍｍ 轧制压力：１１２００ｋＮ 机组速度：Ｏ～３０ｍ／ｒａｉｎ ⑥六辊可逆冷轧机 入口厚度：１．５～３．０ｍｍ ４ 结语 出口厚度：０．３～１．５ｍｍ 工作辊尺寸：６２４０／６２１０×７００ｍｍ 本条生产线是由中冶东方技术总负责，它集成了 中间辊尺寸：６２９０／６２６０×６５０ｍｍ 国内外先进设备，是目前国内装备水平最高、生产能 支承辊尺寸：６７００／＋６７０ Ｘ ６５０ｍｍ 力最大的镍及镍合金板带材生产线。设计借鉴采用 ⑦二十辊冷轧机 了现代钢铁行业成熟可靠的装备技术，工艺先进，自 轧机型号：ＺＲ３３Ｃ一１８森吉米尔轧机 动化程度高，相信未来会起到推动行业技术进步的 作用。 人口厚度：ｍａｘ．１．５ｍｍ 参考文献 出口厚度：ｍｉｎ．０．０３ｍｍ ［１］《重有色金属材料加工手册》编写组，重有色金属材料加工手册，北 工作辊尺寸：＋２８．６×４７０ｍｍ 京，冶金工业出版社，１９７９． ［２］付祖铸，有色金属板带材生产，长沙，中南大学出版社，２００９． 第１中间辊尺寸：＋５２．４ Ｘ４７０ｍｍ ［３］冶金工业部有色金属加工设计研究院，板带车间机械设备设计，北 第２中间辊尺寸：＋９１．４×４７０ｍｍ 京，冶金工业出版社，１９８３． 轧机轴承尺寸：＋１６０ｍｍ Ｘ ４７０ｍｍ ［４］潘纯久，二十辊轧机及高精度冷轧带钢生产，北京，冶金工业出版 社，２００３． 轧机轴承数量：３２ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕ ｉｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ Ｎｉｃｋｅｌ Ａｌｌｏｙ Ｓｔｒｉｐ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ＺＨＯＵ Ｗｅｉ，ＬＩＵ Ｙａｎ （ＢＥＲＩＳ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂａｏｔｏｕ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ，０１４０１０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ Ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｕ ｒｎｉｓｈｉｎｇ ｉｎ ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ ｎｉｃｋｅｌ ａｌｌｏｙ ｓｔｒｉｐ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ—ｌｉｎｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ ｎｉｃｋｅｌ ａｌｌｏｙ；ｈｏｔ—ｒｏｌｌｉｎｇ；ｃｏｌｄ—ｒｏｌｌｉｎｇ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｕｒｎｉｓｈｉｎｇ．
