中国全连续棒材轧机的发展和进步

1、1、概述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300mm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

2、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,

3、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t50万t，现在提高到80万t100万t;2）品种显著增加。过去一般生产规格为 10mm35mm,现可 生产规格 10mm60mm，并且可生产直径为 50mm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（80mm300mm），由于年产能力不需过大 （已达80万t100万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、

4、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1520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t80万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

5、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1000C,煤气也可进行预热，排烟温度可低于150C,热效率可达到70%以上，节能效果 达2030，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?h600kg/m2?h提高到850kg/m2?h900kg/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

6、进入加热炉进行加热和均热， 热 装温度可达600C以上，其效益非常明显。（1）钢坯入炉温度每提 高100C,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。500C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370mm三辊五机架减定径机

7、。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

8、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950C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

9、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14mm以下棒材时进 行四切分轧制， 16mm、18mm时进行二切分轧制，25mm时单 线轧制。现已在我国新建棒材轧机上广泛使用。 江西萍乡钢铁公司二 轧厂生产 10mm螺纹钢筋时成功地采用五切分轧制。2.8较大直径棒材成卷收集运输（大盘卷）过去一般均在线材轧机上生产直径至25mm钢材成卷收集称为盘条。现在棒材轧机上也装设工字轮盘卷作业线，可将直径至50mm棒材成卷收集外运。如天津钢铁集团棒材轧机，华菱湘潭钢 铁公司棒材轧机， 包头钢铁公司棒材

10、轧机等， 其中天铁和包钢均采用 达涅利公司开发的工字轮棒材卷取作业线。2.9优化的自动控制系统一般采用二级自动控制系统， 实现数字控制， 可用编程序控制器 进行轧机设定参数高速程序控制和微张力活套控制、物料跟踪控制 等。生产管理级可实现轧制程序、工艺参数优化管理、生产信息和生 产报表管理，整个生产线采用自动化操作生产。3无头轧制国际上棒材无头轧制已有三种形式， 一是连铸坯焊接棒材无头轧 制；二是中间坯焊接无头轧制；三是铸轧型无头轧制。应用比较多的 是连铸坯焊接型无头轧制。 我国唐山钢铁公司曾引进了该项技术和设 备，其工艺是合格连铸坯经加热炉加热后在出炉辊道上将前一块尾部 和后一块头部焊接后直送轧机无间隙的轧制棒材。它的优点是：1）减少去头去尾废钢，减少短尺产品，提高了成材率；2）由于无间隙生产提高了生产率；3）减少了维修成本；4）如生产大盘条，盘卷单重不受坯重影响。但该工艺未得到广泛使用和推广，其原因是：1）提供无缺陷连铸坯是运用此项技术的前提条件；2）钢坯对焊成功率主要取决于对接钢