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移，改变工作辊与中间辊的接触长度，使得工作辊和支撑辊在板宽范围之外脱离接触，从而消除有害接触弯矩，由此工作辊弯辊的控制效果得到了大幅度增强。
图3.5 HC轧机
HC轧机通过中间辊的横移，可以适应轧制时板宽的变化，实现轧机较大横向刚度，使得板形控制能力得到很大的提高，具有以下优点：
（1）热凸度的有效补偿。HC轧机可以通过中间辊的横移使得工作辊的热凸度得到有效补偿，消除了新辊上机所带来的麻烦。
（2）大压下的轧制实现。HC轧机中间辊的横移设计，使其具有传统四辊轧机所不能达到的横向刚度，从而保证了轧机板形控制的稳定性，可以采用小辊颈的工作辊轧制，进而为大压下轧制的可能创造了条件。
（3）边部减薄现象的缓解。HC轧机通过中间辊的横移可以减小工作辊的挠曲变形和压扁变形，同时HC轧机可以使用较小的工作辊直径，从而显著的减小了边部减薄现象。
（4）边部裂纹缺陷的减轻。由于HC轧机可以实现大压下轧制，减少了轧制道次，从而可以在材料硬化且边部开裂之前轧到所设定的厚度，抑制了边裂缺陷。
综上所述，本设计粗轧机和精轧机均选用PC轧机。
3.1.2 轧机的布置形式
目前，世界上宽厚板轧机的布置主要有单机架和双机架两种形式。
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3.1.2.1 单机架布置
在宽厚板轧机生产线上，采用一架轧机完成全部的轧制道次。采用的机型有二辊可逆式、三辊劳特式和四辊可逆式轧机。如上所述，二辊及三辊劳特式轧机已经逐渐被淘汰，目前单机架布置采用的轧机主要机型为四辊可逆式轧机。
与双机架相比，单机架布置设备投资低，轧线长度短，车间面积小，相对同规格双机架轧机而言，轧机产量较低。此外，由于单机架轧机需要兼顾开坯及成品轧制作用，辊耗高，设备维护量相对较大。
当轧制大钢锭等特厚坯料时，容易对成品轧制的质量、精度造成影响，如大块氧化铁皮的影响，轧制冲击及压下机构长期的长行程运动对设备零部件间隙的影响等，同时轧制开口度较大，轧机上无法配置与弯辊、窜辊等现代化板形控制系统，较难兼顾薄板和厚板轧制[6]。 3.1.2.2 双机架布置
双机架布置是指在轧制线上设置有粗轧机和精轧机，分别完成粗轧和精轧阶段的轧制工序。双机架组合形式通常有二辊可逆+三辊劳特、三辊劳特+四辊可逆、二辊可逆+四辊可逆或粗轧和精轧均为四辊可逆轧机等多种形式。随着用户对产品内在及外形质量要求的不断提高，以及设备、控制技术的不断进步，目前最广泛使用的机型已经转变为双机架四辊可逆轧机。
在双机架布置形式中，开坯与成品轧制的任务有粗轧机和精轧机分别承担。在设备配置上，粗轧机以大开口度、大扭矩及低速大压下为特征，所轧制的中间坯厚度较厚，因此可不用配置弯辊、窜辊等板形控制机构。而精轧机需实现最终产品内在质量和精度，因此需要配置完善的板形控制机构。此外两架轧机在工作辊直径、机械压下机构、传动装置方面也有所不同。
与单机架相比，双机架轧机中每架轧机的功能相对单一，故障率也相对较低，同时也有利于达到和保持产品的精度。
从国内外各种轧机布置的使用效果来看，尤其是在轧机产能、产品质量的实现等方面，双机架轧机均比单机架轧机略胜一筹，因此目前双机架布置占据主导地位。但如场地或设备投资等受到限制，或预定的产品结构单一时，单机架布置也能够实现预定目标，因此国内外也有很多中厚板工厂根据自身的需要选择单机架轧机[6]。
本设计综合各方面考虑，选择双机架布置。 3.1.2.3 轧钢机的选择原则
轧机是完成金属轧制变形的主要设备，是代表车间生产技术水平、区别于其他车间类型的关键。因此，轧钢车间选择的是否合理对车间生茶具有非常重要的作用。 轧机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，成品品种和规格，生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程。对轧钢车间工艺设计而言，轧机选择的内容
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是：确定轧机的结构形式，确定其主要参数，选用轧机机架数即布置形式。在选择轧机时，一般要注意，考虑一下原则[9]：
（1）在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑； （2）有较高的生产率和设备利用系数；
（3）保证获得良好的产品，并考虑到生产新产品的可能；
（4）有利于轧机的机械化，自动化的实现，有助于工人的劳动条件改善； （5）轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便； （6）备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化； （7）有良好的综合经济技术指标。
目前，由于机械制造业的发展，轧钢生产的日益进步，现在的主要轧机除去一些特殊用途外，基本上都已经趋于系列化、标准化了。为我们选用轧机进行生产提供了方便的条件。
3.2 宽厚板的加热设备及高压水除鳞系统
3.2.1 加热炉
宽厚板车间为钢材热加工车间，原料的加热工序必不可少，加热工序主要设备就是加热炉。加热炉热工操作直接关系到坯料加热的质量和产量。加热炉的热工操作应严格按照操作规程进行。如在轧机正常生产时。轧制节奏较快，要求提高加热炉的产量，炉温可按上限控制。当轧机生产不正常时，不仅要控制炉温，而且要注意保持炉压，避免过热过烧以及严重氧化。
加热原料时要保证烧透，即保证加热时间。为使加热炉内温度分布合理应注意调节炉膛压力，保证出料端炉膛压力为零或微正压，以使炉内气氛保持畅通。
加热的目的： （1）降低变形抗力，提高钢的塑形，便于塑形加工。
（2）使坯料内外温度均匀，避免在轧件内部出现温度应力。 （3）改善金属的内部组织。
宽厚板——作为一种比较独特的轧制产品，因原料品种、规格较多，所以对加热设备也有一定的特殊要求。根据不同产品的产品大纲可选加热炉炉型主要有4种：推钢式连续加热炉、步进梁式连续加热炉、均热炉和车底式加热炉。
宽厚板车间原料板坯长度较短，钢种较多，连续式加热炉的主要特点是：多为两排或三排布料，炉子较窄且长，沿炉长方向分多段控制以适应多种加热制度的需要等。
虽然均热炉与车底炉从结构和布置上有很大区别，但两者的加热制度比较接近，都为专设装出料设备的间歇性加热炉，均热炉对板坯的规格范围和形状限制的比较严格，烧嘴数量较少，温度均匀性较差。
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3.2.1.1 炉型的比较
（1）对板坯尺寸、形状的要求
步进梁式连续加热炉对板坯的最短长度要求一般不小于1700mm，相应板坯的最大长度也比较长。
推钢式连续加热炉有一个推钢比限制，即推钢长度/板坯厚度小于200～250 mm，如果推钢长度要核算允许的板坯最小厚度。推钢式连续加热炉对板坯最小长度要求可以短到1600 mm，相应板坯最大长度也比较短。此外，在板坯厚度较厚、推钢长度较长时板坯侧面形状尽量呈凸状。
车底式加热炉对板坯尺寸、形状没有特殊要求。 （2）加热质量
步进梁式连续加热炉如果选用拖入机装出料，那么板坯在装出料及炉内输送过程中板坯与支撑块之间没有滑动，板坯下表面很少产生划伤。活动梁和固定梁交替变位支撑板坯，可以是板坯的水管黑印减少到最小。此外，板坯在步进梁式连续加热炉内与垫片之间几乎没有滑动，垫块磨损较轻，寿命较长，可以保持长时间的较小黑印。 推钢式连续加热炉采用推钢机装料并输送炉子全长的板坯，即便使用拖出机出料，板坯在装料及炉内输送过程中板坯和支撑块之间是滑动的，板坯下表面产生划伤不可避免。由于炉底梁垫块和板坯之间始终接触，板坯的水管黑印相对较大，板坯和垫块之间始终发生滑动，垫块磨损较重，寿命较短。
车底式加热炉中板坯有无水冷垫块支撑，几乎没有黑印产生，板坯温度均匀性最好。
（3）加热能力
在步进梁式连续加热炉和推钢式连续加热炉中，板坯的装出料及炉内输送都是连续的，无论是平均小时产量能力还是瞬时能力都较大。但推钢式连续加热炉为了减小黑印需要适当延长均热时间，另外受推钢比限制，炉长也不能太长，故在相同的坯料情况下，两种炉型的产能差距是明显的。
车底式连续加热炉为间歇性生产，其装炉和加热过程比较缓慢，所以其平均小时产量相对较少。但加热完成后，如车间出料设备能力足够，就可以连续出炉，其瞬时能力比较大。
（4）机械化和自动化程度
相比而言步进梁式连续加热炉的机械化和自动化程度最高，板坯的装出料、炉内运送均可以实现正反自动控制；推钢式连续加热炉的退料操作比较困难；车底式连续加热炉的装出料难实现自动化。
（5）单位热耗
步进梁式连续加热炉和推钢式连续加热炉单位热耗相近，车底式连续加热炉的单位热耗较高。
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3.2.1.2 炉型选择
宽厚板车间一般设两座或两座以上加热炉。
在板坯规格范围不大的情况下，建议采用步进梁式连续加热炉。因规格、品种范围不大，选用性能优越的步进梁式连续加热炉就能满足所有规格和品种的要求，几座炉子炉型、性能一样便于配合和调度。
如板坯规格范围较大，可同时采用步进梁式炉和推钢式炉。因坯料规格范围大，一种炉型很难满足坯料的加热要求，选择两座炉型是可以考虑的。但由于炉型要适应各种的坯料规格，在实际生产中可能会出现一些单一的炉型为轧机供料的情况，将影响轧机产能的发挥。
在板坯范围较大、又有少量小单重坯料或钢锭时，可同时采用步进梁式和车底式炉。原则上，凡是步进梁式炉不能加热的坯料，都可以在车底式炉上加热。两种炉型的配合一般不会影响轧机产能[6]。
综上所述，本设计采用步进梁式连续加热炉。
3.2.2 高压水除鳞系统
3.2.2.1 概述
板坯在高温下，其表面的铁元素会和空气中的氧气发生化学反应生成氧化物，即氧化铁皮。氧化物有三种，从内到外依次为氧化亚铁、四氧化三铁和三氧化二铁。
板坯表面的氧化铁皮如果不去除，在轧制过程中就会被轧辊压入产品的表面，直接影响产品的表面质量。随着中厚板轧制技术的发展和应用，先后开发了多种方法来去除板坯表面的氧化铁皮，其中以高压水除鳞效果最佳。目前宽厚板生产都采用高压水除鳞。
3.2.2.2 高压水除鳞机理
高温板坯通过除鳞机时，高压泵站产生的高压水经喷嘴形成高速射流，在水流冲蚀和剥离及热爆效应作用下，钢坯表面的鳞皮迅速从其表面脱落下来。高压水清除板坯表面氧化铁皮的过程中，主要经历了以下几个联合作用：冷却效应、破裂效应、爆破效应及冲刷效应。
3.2.2.3 高压水除鳞装置
宽厚板轧钢车间的高压水除鳞装置一般位于加热炉出口侧，安装在除鳞辊道区。高压水除鳞装置（如图3.4所示）为封闭机构，其箱体为焊接结构件。上箱体可快速拆装，下箱体固定安装在除鳞滚到的辊道架上。下箱体内侧设置导向板，用于板坯通过除鳞装置时的导向，防止板坯因跑偏而装机除鳞装置。除鳞装置的入出口都装有可快速拆装的挡水幕，以防止除鳞水外溅。除鳞装置设置两对除鳞集管，即可同时工作又可以单独工作。每对集管包括一个上集管和一个下集管。下集管固定安装在除鳞辊道的辊子之间。上集管的高度可调，以保证喷嘴与板坯表面的距离不变，即除鳞水对板坯表面的打击力保持恒定[6]。
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