汉钢双高速线材生产线的工艺特点

摘要:介绍双高速线材生产线的工艺特点、主要设备性能及平面布置等，与同类型生产线相比具有投资省、运行成本低等优点。

1、概况

陕钢集团汉中钢铁有限责任公司双高速线材生产线于 2012 年 8 月正式投产，是汉钢公司产品结构调整的重点工程，设计生产 Φ 5．5 ～Φ16 mm 的光面线材盘卷及 Φ 6.0 ～ Φ12 mm 的螺纹钢线材盘卷，年产量100万吨。产品主要为普通建筑用盘卷和一般优质盘卷，主要钢种有普碳钢、低合金钢、优碳钢、焊条钢、冷镦钢等。本生产线采用高架平台式布置，粗轧机组采用 6 架平立交替布置的短应力轧机，中轧机组采用 8 架全水平布置的短应力轧机，轧线出中轧机组后的高速区分 A 线和 B 线。高速区的预精轧机组采用平立交替布置的 4 架悬臂辊环轧机，精轧机组采用 10 架顶交 45° 超重型 “V”型机组。全线共 42 架轧机，最高轧制速度 90 m /s。工艺布置见图 1。

2、主要技术参数

1)钢坯提升机。提升高度约 3.5 m，提升速度约 0.3 m /s，链条间距 1500 mm。

2)加热炉。采用高炉煤气双蓄热燃烧、辊道侧进侧出的步进梁式小方坯加热炉。加热坯料规格: 150 mm × 150mm ×12 000mm 和 160mm×160 mm× 12 000 mm。额定生产能力: 200 t / h( 碳钢、冷装) ，钢坯出炉温度 1 000 ～ 1 150 ℃ ，加热炉有效长度约31 m。

3)轧机主要组成。粗轧机组平立交替 6 架短应力线轧机，610 /520 × 4 架和 480 /420 × 2 架。中轧机组全水平 8 架短应力线轧机，610 /520 × 2 架，480 / 420 × 4 架，380 /330 × 2 架。中轧后分两线，各设置 4架预精轧机和 10 架精轧机。预精轧机组采用平立交替布置的“悬臂式轧机”，精轧机组采用10 架顶交 45°超重型“V”型机组。

4)风冷线。带有“佳灵”系统的辊式 Stelmor 标准型和延迟冷却型，分 11 段，总长 93 m，保温罩长 75 m，风冷辊道线速度为 0. 1 ～ 2. 0 m / s。冷却风机 12 台，采用离心式风机，每台风量 154 000 m3 / h，静压力 3 kPa。在其中 3 个风冷辊道段的交接处设跌落段，用以改变线圈的搭接位置，将“热点”的影响 减到最小。入口段辊道可升降，使生产范围内线材的成圈型式最佳化。设有保温罩，实现对特定钢种的延迟冷却。为改善空气流量分布和气量，采用了 “空气分流”技术和风门调节装置，以保证线圈的均匀冷却［1］。

5)立式卷芯架收集系统。卷芯架收集从集卷筒下来的线卷，当收集满一卷后，通过布置在卷芯架下的辊床朝 P － F 线方向输送，同时，第 2 个卷芯架移送至集卷筒下方。当卷芯架移送至 P － F 线取卷位时，通过90°旋转机构将卷芯架旋转到水平卸卷位置。由运卷小车将线卷挂至 P － F 线 C 型钩上。采用立式卷芯架来运输、收集线圈的卷形更好。

6)P － F 运输线。将运卷小车上的线卷运送至打捆机、称重站、卸卷站等，可依次完成取卷、修剪取样、打捆、称重、贴标签、卸卷等动作，并在运输中将线卷进一步冷却。全长 560 m，钩子 80 个，C 形钩最大承载能力 2 500 kg，运行速度 0. 25 m / s。

7)线材打包机。SUNDS 卧式，压紧力最大 400 kN，压后卷高最大 2 000 mm，打捆周期 32 s，捆扎材料为钢丝，捆扎 4 道。

3、工艺特点

根据产品定位和工程选址，车间平面布置采用热装热送工艺，与连铸车间紧密衔接，连铸出坯跨和高线原料跨共用，同时双高线和随后修建的单高线在公辅、机修设施上考虑共用，成品跨分开，确保 2 条高线生产线的物流顺畅和公用设施的充分共用。

1)粗轧机平立交替 6 架，单流轧制，在分钢辊道上实现脱头和分钢，双流进入全水平的 8 机架中轧机组，这种工艺布置能最大化提高共用轧机数量。相对其他双高线的粗轧 4 机架，中轧机组 8 架、预精轧机组 6 架、精轧机组 10 架，共 44 架轧机的布置能减少 4 架轧机数量。同时进中轧双流轧制的轧件断面更小，轧制更稳定。带来的变化是中间分钢辊道 需要加长十几米，但综合来看本工艺方案更节约投 资，轧制更稳定。

2)对中轧机组孔型设计和配辊做了优化，通常双线轧制中轧两条轧制中心线间距不变，本工程对 轧制中心线做了变化，解决了短应力线轧机辊身短， 双线轧制的时候受轧制中心线的制约，辊槽数量少， 轧棍利用不充分的问题。提高了双流轧制中轧棍的 利用率，降低了生产成本。

3) 设计兼顾150 mm × 150 mm 和160 mm × 160 mm 断面连铸坯。

4)加热炉采用侧装侧出料步进梁式加热炉，具有生产操作灵活，钢坯加热温度均匀，氧化烧损少和节能等优点。

5)预精轧后设 1 个水箱，精轧后设有 3 个水箱，每个水箱水压 0. 6 MPa，水量 150 m3 / h，反扑水水压 1. 2 MPa，最大温降 120 ℃ 。轧件控制冷却系统用于精确控制轧件温度，可使轧件在全长上的温度均匀，有效控制进入精轧机的温度和吐丝温度，提高产品质量和机械性能的均匀性。

6)在精轧机组前后设置了光学测径仪，利用光学测径仪在线连续检测线材尺寸，使精轧机组调整工能快速提供反馈信息，提高产品尺寸精度，减少超差产品。

7)除打包机引进，其余设备均由国内设计、供货。采用国内成熟、先进工艺技术，在保证产品质量的同时有效降低总投资。

8)采用立式卷芯架系统集卷，比传统双芯棒集卷，空间要求小，布置灵活，卷形好控制。

9)双线共用 P － F 线系统，设有在线追踪系统， 可分 A 线、B 线轧制和规格卸卷，避免卸卷混乱。

4、布置特点

本工程双高线和另一条单高线联合布置，两线共用水处理设施、旋流池、轧辊间、原料跨。

车间由原料一跨、原料二跨、加热炉跨、双高线 主轧跨、高线成品跨和轧辊间等跨间组成。双高线 原料跨与加热炉跨、主轧跨、成品跨、轧辊间呈“T” 型布置。车间全长 531 m，最大宽度 120 m，布置紧凑，总占地面积小。

1)双高线车间原料跨和连铸车间出坯跨间隔8 m，中间布置介质管道路由。高线原料跨设有翻钢冷床，连铸坯料可直接在高线原料跨下线或通过提升机直接热送。这种布置可以充分利用连铸出坯跨和原料跨的库容，满足 160 万 t / a 坯料的周转和存储。

2)全线 5 m 高架平台，平台下布置液压站等管线、桥架等，平台下布置有叉车通道，方便飞剪切头料框的运输。

3)高线主轧跨的起重机轨面标高 + 14. 5 m，因加热炉布置在主轧跨，轨面标高需控制在一定高度， 否则加热炉顶和吊车司机室容易干涉。

4)全线 42 架轧机，除中轧全水平外，其余全部平立布置，实行单线无扭轧制。粗、中轧机组采用新一代短应力线轧机。

5)本双高线轧机主轧跨的跨度为 30 m，双线区域操作侧空间大，满足两线同时操作和检修，中间摆放备件，平台下管线和叉车通道布置更方便，P － F布置也更紧凑。

5、结语

陕钢集团汉钢双高速线材生产线 A 线于 2012 年 8 月 6 日热负荷试车成功，B 线于 2012 年 9 月 5日热负荷试车成功。该生产线技术装备先进，工程设计合理，生产顺利，而且预留了进一步发展的空间，如出炉钢坯高压水除鳞装置等。双高线生产线产量高，一次投资低，在中低端线材生产领域具有一定竞争优势。