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高速棒材上钢系统及热机轧制技术的研发与实践|上钢|控冷|棒材|轧机

 xywbs 2023-02-23 发布于陕西

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高速棒材生产线最早由西马克、达涅利等欧洲厂家提出并在国外投产,主要是采用高速上钢系统生产6-20mm小规格直条棒材,轧制速度30-40m/s,最高到45m/s。国内早期引进了几条西马克的单高速棒材生产线,产品表面质量好,但因产能低,电耗稍高,未大面积兴建。但随着中国螺纹钢新国标的实施及双高速棒材的引进,双高速棒材产能具备超过普通切分棒材产能的能力,更适应新国标,热机轧制效果好,生产小规格螺纹钢具有速度高、产量大、负偏差控制好、表面质量好等优势,最近几年双高速棒材生产线成为国内新建棒材生产线的主流。

近几年国内高速棒材上钢系统也得到了快速发展,国产化的上钢系统可保证轧制速度35-42m/s之间。中钢设备有限公司(简称中钢设备)凭借国内最早总承包建设双高速棒材的机会在双高速棒材上钢系统研发上走在前列。中钢设备2015年承建的阿尔及利亚项目为中国企业海外总承包建设的最大的炼铁、炼钢、轧钢综合性钢厂项目,该项目包含两条双高速棒材生产线。中钢设备基于此项目最早开始双高速棒材生产线的工艺及设备的研究,发现双高棒具备年产150万-180万吨棒材的能力,具备热机轧制的条件。随着新国标的实施,原有穿水冷却工艺不能继续使用,而双高速棒材具有负差控制精准、热机轧制工艺领先、成品表面质量好等优点,为此,中钢设备开始在国内推广双高速棒材生产线并逐步得到钢厂的认同。中钢设备集中优势团队,完成了双高速棒材国产化的研究开发,结合中钢自主开发的热机轧制工艺技术,推出了高速棒材热机轧制工艺技术(精轧机组6架连轧改为4+2布置),并成功在国内多条高速棒材生产线上得到应用。中钢设备在线棒材热机轧制工艺技术研发上走在国内前列,最早在国内实现普通切分棒材和线材热机轧制工艺,实现了低温轧制,降低了合金添加量。结合双高棒生产工艺特点,中钢设备自主开发了核心设备模块轧机及水冷装置,集成了一整套具有中钢设备特色的高速棒材生产技术。采用系列化的230mm、265mm、320mm高刚度模块轧机及单传减定径机组、智能控冷设备,实现了柔性控制冷却和大规格低温轧制,结合直接轧制以及双热机轧制工艺技术可生产500MPa钢筋,降低了生产成本,提高钢厂核心竞争力。

1阿尔及利亚双高速棒材生产线

中钢设备是中国首家双高棒设计方及总包方,早在2015年就率先在阿尔及利亚设计总承包建设两条双高速棒材,一条双高棒设计年产量75万吨,主要生产8-12mm小规格棒材。另一条双高棒设计年产量120万吨,生产12-32mm规格棒材,生产线为三通道设计,两条小规格高棒通道生产12-20mm小规格,中间辊道裙板上钢通道生产22-32mm的大规格棒材。坯料为180mm×180mm×12000mm方坯,最高设计速度50m/s,实际轧制速度45m/s。投产后实际产能远高于设计产能,在坯料单重增加解决加热炉出钢周期问题后,双高速棒材可以大幅提高轧线小时产量,基于此中钢设备认为双高棒有超越国内普通切分棒材产能的潜力,针对双高棒高速上钢系统的自主研究开发也由此展开。双高棒生产线具备年产150万-180万吨棒材的能力,而当时国内只有单高速棒材生产线,年产能80-100万吨。

阿尔及利亚项目作为国内首条双高棒总承包项目,中钢设备结合企业当地市场和产品定位,利用为国内众多钢厂生产运营及后期服务的优势,最终确定相关环保、节能、高效、低成本的综合方案。采用双高速棒材生产小规格直条棒材,提高产量的同时降低成本,本项目设计前面两切分,后面四通道高速上冷床的双高速棒材。采用高速切分轧制可以充分利用轧机生产能力、加热炉生产能力及辅助设备的利用率,降低生产成本。双高棒生产工艺的改进也带来了一系列生产工艺设计上的难点,对电气控制、下游的高速飞剪、夹尾制动装置以及步进冷床的移钢节奏等提出了更高的要求。中钢设备的技术团队最终完成了项目的建设并顺利投产。目前为止这两条高速棒材生产线均已连续运行多年,设备运行稳定、各项技术经济指标良好,为业主创造了良好的经济效益。业主也给予了高度评价和充分肯定,填补了中钢设备在高速棒材领域的空白,增强了中钢设备在国外长材市场的领先地位。

2柳钢集团防城港两条双高速棒材生产线

柳钢集团防城港两条双高速棒材生产线是中钢设备首次在国内总承包的双高棒生产线。该产线采用了中钢设备研究开发的高速上钢系统,该系统在吸收阿尔及利亚双高速棒材设计的基础上,大部分设备在国内制造,只有部分核心件在国外生产。柳钢防城港新建两条双高棒生产10-20mm小规格棒材,最高设计速度50m/s,保证稳定轧制速度40m/s。该项目采用中钢设备最新的直接轧制技术,以及高温热送、智能控冷设备、热机轧制工艺技术,实现柔性控制冷却。轧机布置为6+6+6+4(模块)×两线+2(单传减定径机组)×两线。模块轧机及减定径前后布置有中钢设备自主开发的水冷装置,采用中钢设备具有自主知识产权的水冷模型设计水冷及恢复段的长度,实现热机轧制,并得到实践验证。

3#双高速棒材8月初热负荷试车成功,轧制16mm规格已经达产,原设计轧制速度20m/s,现实际轧制速度最高可达24m/s,相关设备稳定可靠。近期正在调试高速轧制12mm小规格。4#双高棒正在安装调试中,预计9月中旬热负荷试车。

该项目的顺利投产,是柳钢集团和中钢设备相互信任的延续,柳钢本部加防城港长材基地十几条轧钢生产线都是中钢总承包建设的。中钢设备最新热机轧制工艺技术也在柳钢本部得到验证后再次在防城港实施,为柳钢未来企业竞争打下了坚实的基础,助力柳钢集团实现高质量的发展。

3华菱涟源钢铁有限公司双高速棒材生产线

华菱涟源钢铁有限公司(简称涟钢)双高速棒材是继柳钢双高棒后中钢设备新承包的双高棒生产线。该项目全部采用国产化设备,设计年产10-20mm小规格棒材140万吨,最高设计速度50m/s,保证稳定轧制速度40m/s,轧机布置为6+4+6+4(265mm模块)×两线+2(265mm模块单传减定径机组)×两线。

该项目为首条国产双高棒生产线,采用直接轧制、双热机轧制技术,采用单传265mm顶交重载模块轧机及减定径机组、智能控冷设备,实现柔性控制冷却。该项目建设工期创国内同类项目最短纪录,同时也创下世界工程建设速度最快纪录。2019年12月30日签合同,6月18日双高棒热负荷成功。

该项目是国内首条已投产的国产化双高棒生产线,工期短,成本低。该项目的投产对双方意义重大,标志着中钢设备技术实力及综合项目管理能力已跻身于国内长材轧制领域前列;填补了涟钢高速轧制长材生产线的空白,先进的热机轧制工艺技术将给涟钢带来可观的经济效益。

4广西盛隆冶金有限公司两条单高速棒材生产线

2020年8月初,广西盛隆冶金有限公司(简称盛隆)2条单高速棒材生产线B线成功投产,该项目工艺先进,采用全新双热机轧制工艺,全线采用控轧控冷、智能控冷设备,实现柔性控制冷却和大规格低温轧制。产品规格16-25mm,预留轧制12mm规格能力,最大轧制速度40m/s。18mm规格最大轧制速度28m/s,25mm规格最大轧制速度21m/s,轧制速度为国内单高棒最高,实际年产量可达140万吨以上,全线高速上钢装置采用中钢设备研发的国产高速棒材上钢系统,双夹尾制动。该项目1月签订合同,8月投产,总工期7半个月。

该项目的顺利投产,是盛隆和中钢设备再次合作的结晶,盛隆拥有了工艺领先的全国首条大规格单高速棒材生产线,见证了中钢设备在长材轧制领域的技术实力,项目投产后将进一步助力企业实现高质量发展。

5未来展望

中钢设备总承包的钦州单高棒和柳钢防城港4#双高棒项目预计2020年9月底投产,加上在建及新签约的项目,中钢设备总承包建设的高速棒材生产线达十几条。随着设计优化和电控的提升,未来高速棒材稳定轧制速度将从40m/s逐步提升到45m/s甚至50m/s。中钢设备双高棒孔型可以实现切分断面单一孔型,减少轧机更换,进一步提高作业率。未来年产180万吨以上双高速棒材生产线有望在国内实现。中钢设备持续研发新设备、新工艺,引领国产双高棒工艺技术不断提升。未来,中钢设备将牢牢把握国内切分线向高速棒材转型这一历史机遇,勇挑重担,努力实现从国外引进到吸收转化提升,再输出到海外的中国梦。

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