馬鋼高棒精軋及控冷改造工程簡介摘要：介紹了馬鋼公司二鋼軋總廠高速棒材生產線精軋機組及控冷裝置改造工程的技術特點和經濟評價。關鍵詞：高速棒材，精軋及控冷裝置，改造工程，特點，經濟評價1概述馬鋼公司二鋼軋高速棒材生產線位于現有煉鋼第二出坯跨和高線車間西側，主要利用原電爐車間場地新建主廠房。該生產線于2004年7月投產，主要生產①8?16mm普通光面圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋，幾年來，由于國內市場需求旺盛，產品一直供不應求，經濟效益顯著。但是隨著國家進一步關注節能降耗、提倡綠色鋼鐵，我國鋼鐵產業正從以量取勝轉入以質求發展的階段，生產能耗低、資源省、質量高的新產品正成為各鋼鐵廠的共識。近年來許多企業都在積極采用棒材控軋控冷技術降低合金元素的加入量，運用臨界奧氏體控軋控冷技術，發揮其獲得細化晶粒，提高鋼強韌性的特點，適當結合微合金化技術優勢，通過成份調整、工藝優化，減少合金元素的用量，可以大大降低生產高強鋼筋的生產成本，并可最終獲得穩定可行的生產工藝。二鋼軋總廠在這方面也做了積極的探索，但在實踐中遇到了幾個關鍵因素的制約，由于該生產線精軋機組為利舊設備，是按生產低碳鋼線材（含少部分的優質低合金鋼線材）設計的，已使用20年，要滿足現有生產工藝已經困難。自2004年投產以來，其運行就很不穩定。具體表現在以下幾個方面：（1）增速箱大齒輪開裂。目前精軋機增速箱大齒輪腹板有多處貫穿性裂紋，雖然已經進行了臨時焊接處理，但不能從根本上解決問題，存在二次開裂的風險。（2）傘齒輪箱軸系零部件使用壽命縮短，突發性故障多。如傘齒輪箱長軸軸承預期使用壽命在3年左右，但現在只有10個月左右，個別傘齒輪箱長軸軸承壽命只有6個月；（3）機架軸系承載能力不足。時常發生燒軸承、軋輥軸錐形段和錐套產生打滑現象，使機架損壞。由于精軋機組能力不足，使生產和設備運行都受到了限制，維修費大大高于正常維修費，據統計2006年僅精軋機組檢修費用就增加了320萬元左右。在此條件下生產微合金化HRB400、BSG460時因為精軋機負荷較大多次出現故障，難以實現大批量穩定生產；如果再采用以低溫軋制和大變形為主要特點的棒材控制軋制技術生產HRB400、BSG460鋼筋，精軋機將更加不能勝任。綜上所述，由于控軋控冷工藝的廣泛應用，具有節能降耗優點的HRB400高強度鋼筋替代HRB335鋼筋將是大勢所趨，而二鋼高棒依靠目前設備生產的產品在國內激烈市場競爭將很難生存下去，生產的BSG460、B500B出口產品生產成本很高，在國際市場上也無競爭力。因此，在盡量節省投資的前提下，更換掉生產線上部分關鍵設備（如精軋機組等）以降低成本，提升產品檔次結構，成為迫在眉睫的事情。2改造方案說明2.1二鋼軋棒材線現狀設計年產量：50萬噸主要產品規格為直條①8?16mm普通光面圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋，主要鋼種為碳素結構鋼和低合金鋼，其代表鋼號為HRB335、HRB400、BSG460。2.2改造后的產品方案設計年產量：71萬噸主要產品規格為④12、④14、④16mm熱軋帶肋鋼筋，產品規格、年產量分配見表2-1。產品主要鋼種代表鋼號及化學成分見表2-2。表2-1產品方案表序號代表鋼號年產量備注噸%1HRB33523500033.12HRB40042500059.93BSG460450006.34B500B50000.7合計710000100.0表2-2主要鋼種代表鋼號及化學成分序號代表鋼號C（%）Mn(%)Si(%)V(%)1HRB335W0.25W1.6W0.82HRB400W0.25W1.6W0.80.02?0.103BSG460W0.25W1.6W0.80.02?0.124B500BW0.22W1.6W0.80.02?0.152.3軋線工藝設備改造2.3.1工藝設備改造方案的選擇針對存在的問題，確定本次軋線設備改造的原則是：以控軋為主，控冷為輔，即以精軋機改造為主，適當改善水冷系統。本次改造選用的精軋機為6架8”軋機超重型頂交軋機，電機改為5500kW，采用達涅利“△”機型，其主電機布置在軋制線一側，有利于本次改造，改造后可通過控制開軋溫度和1號水冷段控冷使精軋溫度控制為800?850°C；常規下通過架間水冷及軋后控冷使上冷床溫度能控制到650C（具有550C控制能力）左右。2.3.3改造后工藝設備主要性能參數2.3.3.1產品規格精軋機入口軋件尺寸：④21.6、④22.5、④23.5、④25、④28mm；精軋機成品尺寸：④12、④14、④16mm；精軋機入口最低溫度：80OC；精軋機保證速度：38m/s；2.3.3.2軋機6架8〃超重型頂交45°無扭精軋機。8〃輥箱采用懸臂輥環，油膜軸承，偏心套調輥縫，軋輥箱可以互換，機架間設水冷導衛，

設有卡斷剪，油膜軸承溫度報警，堆鋼報警等保護裝置，全部齒輪為硬齒面磨削齒輪，精度6級。2.3.4改造后工藝設備能力驗算改造后精軋機組力能參數見表2-3?5。表2-3①12.0mm精軋機組力能參數計算表機組名稱機架號道次孔型形狀軋制力P(kN)軋制力矩M(kN?m)軋制速度V(m/s)軋輥轉速n(rpm)軋制功率N(kW)時間備注軋制(s)間隙(s)FSNo171橢234.75.212.261313.1626.064.35FSNo182圓154.04.315.151638.1654.3FSNo193橢209.34.319.022716.31069.9FSNo204圓131.52.823.553389.0893.8FSNo215橢131.52.529.734140.1977.0FSNo226圓70.31.538.005255.1759.24980.2表2-4①14.0mm精軋機組力能參數計算表機組名稱機架號道次孔型形狀軋制力P(kN)軋制力矩M(kN?m)軋制速度V(m/s)軋輥轉速n(rpm)軋制功率N(kW)時間備注軋制(s)間隙(s)FSNo171橢204.85.114.181509.5697.164.25FSNo182圓146.54.217.521891.7736.3FSNo193橢154.03.321.833076.9952.9FSNo204圓95.72.426.743904.4834.33220.7表2-5①16.0mm精軋機組力能參數計算表機組名稱機架號道次孔型形狀軋制力P(kN)軋制力矩M(kN?m)軋制速度V(m/s)軋輥轉速n(rpm)軋制功率N(kW)時間備注軋制(s)間隙(s)FSNo171橢218.25.810.981161.8626.164.35FSNo182圓161.44.313.501469.8590.2FSNo193橢164.43.717.152433.1842.2FSNo204圓112.12.720.403025.2762.7|||||2821.3||2.4電氣設備改造2.4.1電氣設備改造方案的選擇根據精軋機組力能參數的計算（見表6?8），精軋機在軋制O12mm產品時所需電機功率最高，約為：4980.2kW?，F有精軋機的交交變頻主電機的功率為3800kW,因此需對以下設備進行改造（見表2-6）。表2-6軋線設備改造表序號設備名稱改造內容1精軋機組交流電機轉速0/600/1000；功率5500kW2整流變壓器6700kVA；10Kv/1x3.3kV3精軋機組變頻器三電平前端中壓變頻器2.4.2交流主傳動裝置參數交流主傳動裝置參數見表2-7。表2-7交流主傳動裝置參數序號設備名稱設備數量工作制度電動機整流變壓器電機容量（kW）數量（臺）轉速(r/min)容量(kVA)接線組別1精軋機組交流電機1連續550010?600/10006700D\y112.4.3交流主傳動AC/DC/AC原來精軋機組采用的變頻裝置為全數字型負栽換相交直交變頻器（LCI），整流器的功率元件為可控硅，逆變器的功率元件也采用可控硅，通過矢量控制，使控制精度高，輸出電壓波形接近正弦波。2.5土建工程本工程主廠房、主電室、水處理等設施均可利舊，土建工程主要涉及原有精軋機組設備基礎的拆除及新設備基礎的澆注。2.6供水情況本項目控制水冷裝置的改造后所需濁環水380m3/h，原控冷系統供水量為400m3/h，可以滿足新系統的用量。2.7其它系統本項目壓縮空氣、液壓潤滑系統能力均能滿足新設備的要求，僅精軋機組的潤滑站需移位。3投資概算及經濟評價3.1投資概算馬鋼二鋼軋總廠高速棒材生產線技術改造內容主要為引進精軋機組及其電控系統；國內配套制造控冷系統、交流變頻主電機及相關配套設備；包括設備基礎、電纜及中間管線等，改造工程靜態投資為4794萬元。工程靜態投資全部為自有資金，沒有建設期利息。改造后不增

加流動資金。3.2經濟評價3.2.1原材料、主要輔助材料及燃料與動力3.2.1.1改造前后成本中原材料變化詳見表3-1。表3-1原材料變化表牌號合金元麥一％合金用量4冬合金成本年產量_萬噸降本萬元——Si—Mn———N^——V—硅鐵硅錳鈮鐵釩氮HRB335改造前0.33—1.35-019.800.000.00199.6923.5約1176改造后-0.28—-0.9—^01—14.110.000.00149.64對比-005-045^01—-569000000-5005HRB400改造前-^6-000340922300000403606042.5約4400改造后——045——135-0001—192214800001025708對比-015-005_Q-002-217-082000-030-10352BSG460改造前——06145_00053892312000071449564.5約426改造后0.55—1.4—-00.033.3022.300.000.40354.86對比-0.05-0.05-0-0.02-0.59-0.820.00-0.31-94.69B500B改造前-0.61,45-Q0?083?8923.120.001.00526.390.5約46改造后-0.55—-Q0.053.3022.300.000.70434.35襯W—005_——005_0—003—059—082000—030—9904_-合計-J-1-6048—3.2.1.2燃料及動力消耗控制軋制可降低］綜合能耗，減少