中国全连续棒材轧机的发展和进步20101117

中国全连续棒材轧机的发展和进步
地域：国内 作者： 1、概述 信息类别：行业动态 行业类别：冶金装备制造 发布时间：2010-11-17 09:10:40.0 发布人：钢铁行业管理审核
我国第一台全连续棒材轧机是 1961 年在首都钢铁公司建成的 Φ300mm 小型轧机， 全套设备由前苏联引进。 原设计年 产能力为 30 万 t，后经多次技术改造和改进操作，实际年产能力达到 82 万 t。
改革开放以后，在 80 年代大多引进国外二手全连续棒材轧机，如 1988 年原上钢一厂引进了德国全连续棒材轧机， 此后，沙钢、涟源、承德、大连、无锡、陕西等厂均引进了国外二手全连续棒材轧机。
从 90 年代开始， 我国开始引进和合作制造当时最先进的全连续棒材轧机。 这有两类情况： 一种是全线引进国外设备， 如 1996 年唐山钢铁公司从意大利达涅利公司全线引进的轧机， 投产最大终轧速度达 18m/s， 设计年产能力为 60 万 t， 共设 18 台机架。随后韶关钢铁公司、淮阴钢铁公司、广州钢铁公司等也引进了达涅利或 Pomili 公司的全连续棒材 轧机。另一类是合作制造，由国内公司技术总负责，部分引进国外设备。到 90 年代后期国内设计制造的全连续棒材 轧机（少量引进）也陆续建成投产，并出口国外，如向阿曼提供 30 万 t/a 全连续棒材轧机，向莫桑比克提供 40 万 t/a 棒材轧机，最近又和巴西签订出口两套长材轧机合同。
我国 2009 年生产棒材 5565.4 万 t，钢筋 12150.55 万 t，合计约 17716 万 t，除了全连续棒材轧机生产了相当多部 分外，其中一部分系由半连续棒材轧机生产的。
经过多年努力，我国已建成或正在建设的全连续棒材轧机有 100 台以上，是世界上拥有该类轧机最多的国家，并且 有以下进展：
1）生产率大幅提高。过去一套棒材生产线年产能力约 30 万 t～50 万 t，现在提高到 80 万 t～100 万 t； 2）品种显著增加。过去一般生产规格为 Φ10mm～35mm，现可生产规格 Φ10mm～60mm，并且可生产直径为 Φ50mm 大盘卷； 此外，为生产特殊钢大直径棒材，兴澄特钢和首钢宝业均先后建设了大规格棒材轧机（Φ80mm～300mm），由于年产 能力不需过大（已达 80 万 t～100 万 t/a），故建成半连续轧机，包括 1 架可逆式粗轧机和 6 架精轧机； 3）由于增加减定径设备，产品精度显著增加，一般均可达到德国 DIN 标准允许公差的 1/4； 4）由于采用了多项先进技术，燃料、金属消耗显著降低，有害气体排放减少，成本降低。
2、全连续棒材轧机的技术进步
2.1 全连续无扭高速轧制
我国新建现代化棒材轧机全部采用 15～20 架轧机连续轧制，为避免轧制过程扭曲，粗、中、精轧均采用平、立交替 布置，精轧机终轧速度有很大提高，一般均在 18m/s 以上，个别工厂如包头钢铁公司于 2007 年投产的棒材轧机最大 终轧速度达 35m/s。
全连续无扭高速轧制带来的好处，一是生产率有很大提高，年产能力达 60 万 t～80 万 t，少数轧机如首钢宝业集团 由达涅利公司引进的棒材轧机， 沙钢新建 No.3 棒材轧机年产能力均为 100 万 t/a； 二是无扭轧制、 提高了产品质量； 三是免去往复轧制，来回输送，减少温度损失，节约能耗；四是连续轧制，有利于控温控轧，实行 TMCP 工艺。
2.2 新型蓄热式加热炉

采用新型蓄热式加热炉的优点： 一是可利用低热值煤气如纯高炉煤气； 二是预热温度高， 空气预热温度可达 1000℃， 煤气也可进行预热，排烟温度可低于 150℃，热效率可达到 70％以上，节能效果达 20％～30％，从而也减少 CO2 和 NO2 的排放量；三是提高加热炉生产率，炉底应力由以往的 500kg/m2?h～600kg/m2?h 提高到 850kg/m2?h～900 kg/m2?h，提高产量 15％～20％。
我国新建全连续棒材轧机在有低热值煤气如高炉煤气可提供作为燃料时一般均采用此项技术。
2.3 热装热送技术
合格连铸坯通过热装辊道，直接进入加热炉进行加热和均热，热装温度可达 600℃以上，其效益非常明显。（1）钢 坯入炉温度每提高 100℃，可降低燃耗 6％左右。（2）提高生产率。加热炉较冷装料时可提高 10％左右。（3）减 少烧损量、提高成材率。500℃热装可降低烧损量 0.5％～1.0％。
2.4 增加减、定径设备
在新建全连续棒材轧机时（特别是合金钢棒材轧机）多增加减定径设备，如江阴兴澄特钢于 2006 年夏投产的棒材轧 机即有 5 道次 Kocks/Danieli 减定径机；大冶特钢公司于 2005 年投产的棒材轧机也从达涅利公司引进减定径机组， 华菱集团湘潭钢铁公司 2006 年投产的棒材轧机从 Kocks 公司引进 Φ370mm 三辊五机架减定径机。 海南光原公司、 宁 夏电投钢铁公司、大连钢厂、河南济源公司、邯郸钢铁公司等都设有减定径机，对提高产品精度、解决棒材轧制过 程中温度控制问题都有明显的效果。
设置减定径机架数各厂有所不同，优质钢棒材轧机大多设置 5 架，也有设置 4 架的。
2.5 TMCP 技术
TMCP 技术的原理是通过控制轧制温度和轧制后冷却速度、冷却的开始温度和终止温度，最终控制钢材的组织类型、 形态和分布来提高钢材的力学性能，通过 TMCP 利用钢材余热可替代正火，淬火-回火（回火需离线）处理，改善钢 材的力学性能，减少热处理消耗。为实现该工艺，需要采用高刚度大功率的轧机以及高效的快速冷却系统和相关的 控制数学模型。
具备超细晶粒钢生产能力的棒材 TMCP 生产线所生产的钢材强度高， 可节约合金资源。 与一般工艺生产出来的钢筋相 比， 可大量节约钢材， 对资源利用、 环境保护都十分有益。 如抚顺新抚钢 80 万 t/a 棒材轧机采用 TMCP 工艺以 20MnSi 钢批量生产出 400MPa、500MPa 级高强度钢筋，以 Q235 成功生产出 355MPa、400MPa 级高强度钢筋。20MnSi 钢、Q235 钢生产超细晶粒钢筋（HRB400）代替强度低的 HRB335（20MnSi 钢）可节约钢材约 14％以上。
2.6 低温轧制
将开轧温度控制在 950℃左右，在选择轧机机架钢度和主电机容量时均适应此要求，以达到总体节能和减少金属烧 损的效果。
2.7 切分轧制
对小规格棒材进行切分轧制可以提高轧机生产率，并可使生产大、小规格时产量差别不大，以利于协调生产，增加 加热炉等设备利用率，沙钢三棒材轧机（2006 年投产）生产 Φ14mm 以下棒材时进行四切分轧制，Φ16mm、Φ18mm