中钢设备有限公司控轧控冷技术及核心装备在长材领域的研发应用

中钢设备公司掌握了长材领域最新、最先进的轧制工艺、研发了具有自主知识产权的核心装备，并专门成立了中钢诺泰公司开展长材核心工艺和设备的研发。该公司提出了控轧控冷技术，并开发出一套与之配套的热轧机组及水冷装置。该成套设备于2017年在山西某厂高线实验投用，经过整个团队多次研发实验，终于实现了最初的研发目标。控冷装置采用最新喷嘴和控制系统，控温和控轧可以很好的结合，实现细化晶粒，取消钒、铌等微合金、减少硅-锰合金添加量，产品精度和性能满足国标要求。为确保技术领先，中钢设备公司已全面启动新国标的新一代500MPa级轧制工艺技术和超高速轧制新装备的技术研究，围绕满足新国标标准、提升产品性能、降低生产成本等核心要求，将全新推出新一代“5M”技术。

中钢设备公司在冶金工程建设领域不断发展壮大，技术实力大幅提升。经过多年研发融合，在长材领域组建了顶尖团队，以董红卫教授级高级工程师为首的技术团队拥有100多项专利，掌握了长材领域最新、最先进的轧制工艺，研发了具有自主知识产权的核心装备，并专门成立中钢诺泰公司开展长材核心工艺和设备的研发。

图1 减径机组现场轧钢照片

依托中钢设备公司优秀团队和企业平台，设备公司在冶金长材领域工艺及设备上取得了丰硕的研究成果，并在国内钢厂中得到了大工业生产的验证。其控轧控冷核心装备——线材单传减径机组于2017年首次成功投用，最高轧制速度达到105m/s，增加定径机组后最高速度可达110m/s，实现了105m/s低温轧制6mm盘螺。该设备不仅可以应用在高速线材生产线上，也可以应用在高速棒材生产线上，配合自主开发的水冷工艺及装备可实现控轧控冷工艺，从而可细化晶粒，提高产品性能，在少添加微合金元素的基础上，能够提高轧制速度，增加产量，并提高产品性能。

图2 减径机组三维图片

中钢设备公司提出了控轧控冷技术，并开发出一套与之配套的热轧机组及水冷装置。该成套设备从新国标准备实施前就开始研发，经过多年的研究开发，于2017年在山西某厂实验投用，在该线增设了公司自主研发制造的减径机组，更换了新的穿水冷却设备（图1和图2）。在投产之前，整个团队顶着巨大的压力，原因是国内高速线材单传减定径机组是从来没有过的，只有国外顶级公司有相关技术和设备，且对国内高度保密。轧速105m/s、速度稳定、两个轧机间张力的控制等都困难重重。在控轧控冷工艺上依靠钢材生产工艺和变形、冷却机理等新轧制工艺、少添加甚至不添加钒、铌等微合金元素以获得高性能钢材的学术研究较多，但真正在实际生产成功应用的案例较少。经过整个团队多次研发实验，成功地解决了相关问题，升级改造后的高线成功投产，并实现了最初的研发目标，可实现低温轧制，大轧制力，且轧制稳定性好，速度高，装备智能化程度高。控冷装置采用最新喷嘴和控制系统，控温和控轧可以很好的结合，实现细化晶粒，取消钒、铌等微合金、减少硅-锰合金添加量，产品精度和性能满足国标要求（图3）。

图3 Φ8mm盘螺金相照片（热机轧制工艺）

此技术在山西某钢厂高线成功应用，业主反应较好，使用新工艺和减径机后，设备运行正常，提高了产量 300吨/天，减少了合金添加量，降低了生产成本、改善了产品性能。据估计，该线改造可每年创造 5000万元的经济效益。国内同行也纷纷前往学习取经，为了保护其领先的技术和设备不外泄，钢厂现严格限制竞争对手到其生产现场考察。

该钢厂改造成功后随后开始了第二条高线的改造，第二条线材产线改造于2019年成功投产（原因是2018年效益好，停产改造推迟）。同时，大量国内用户了解到相关技术，考察后采用了中钢设备最新控轧控冷技术及核心装备，2020年将有7条装备中钢设备最新控轧控冷技术、热机轧制机组及新型控冷设备的生产线投产运行。

先进控轧控冷技术及工艺、设备、电气一体化热机轧制机组的使用，可将产品晶粒度等级提升2个等级，取消钒、铌、钛等昂贵微合金元素添加，吨钢锰合金用量从1.4%降低至0.6%，吨钢生产成本降低100元。棒线材生产线改造和新建预计市场空间约1500亿元。

中钢设备开发的控轧控冷成套技术，对于生产新国标（GB/T1499.2-2018《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》）的HRB400E，走在了行业前列。

为确保技术领先，中钢设备公司已全面启动满足新国标的新一代500MPa级轧制工艺技术和超高速轧制新装备的技术研究，围绕满足新国标标准、提升产品性能、降低生产成本等核心要求，将全新推出新一代轧线。中钢设备公司将其命名为“5M”技术。该技术属于公司核心机密级的技术。未来“5M”技术的研发成功，不仅将有力推进我国冶金行业的绿色、环保、高质量发展，而且可全面取代国外500MPa级钢筋采用的余热处理生产工艺，为保护人类生命和财产安全作出贡献。

目前，我国现有1000余条棒线材生产线，如能采用轧制新工艺、新设备，对现存的生产线进行更新改造，能够增速、增产，并提高成品性能，大幅降低微合金、合金元素的使用量，将能极大地降低成本，对钢厂极具吸引力。控轧控冷降低合金工艺可实现金属矿产行业节能减排，减少采矿等行业能耗以及环保压力，最终实现整个生产链的节能、降耗、环保。

（钢轧工程部 周丽娜 方针正）