國(guó)外某鋼廠年產(chǎn)5萬t螺紋鋼軋鋼工藝設(shè)計(jì)及分析

江艇

（北京中冶設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院有限公司，北京 100029）

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

國(guó)外某鋼廠年產(chǎn)5萬t螺紋鋼軋鋼工藝設(shè)計(jì)及分析

江艇

（北京中冶設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院有限公司，北京 100029）

在綜合考慮設(shè)備投資、生產(chǎn)規(guī)模、工藝技術(shù)以及產(chǎn)品質(zhì)量等因素的情況下，設(shè)計(jì)出一條采用半連軋軋制和切分軋制生產(chǎn)工藝的年產(chǎn)5萬t螺紋鋼的生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線軋機(jī)負(fù)荷率高，廠房長(zhǎng)度和面積、裝機(jī)容量、設(shè)備總重都較小，可以節(jié)約投資額和生產(chǎn)成本。

螺紋鋼 半連軋 切分軋制 工藝設(shè)計(jì)及分析

以碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼為主要鋼種，新建一條年產(chǎn)5萬t螺紋鋼軋制生產(chǎn)線，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)不符合當(dāng)前市場(chǎng)需要和形勢(shì)發(fā)展。為此，在以提高經(jīng)濟(jì)效益為中心，以技術(shù)可靠為前提，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本為目標(biāo)，以優(yōu)質(zhì)、低耗和高效益生產(chǎn)為原則，為國(guó)外某鋼廠設(shè)計(jì)一條年產(chǎn)5萬t螺紋鋼生產(chǎn)線，需要綜合考慮各方面因素。

目前，國(guó)內(nèi)各大鋼廠生產(chǎn)棒線材由于其產(chǎn)量大、品種多，大多數(shù)采用全連續(xù)軋制和切分軋制生產(chǎn)工藝。這樣既可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量，同時(shí)也能生產(chǎn)多規(guī)格、多品種的棒線材。對(duì)于年產(chǎn)5萬t螺紋鋼生產(chǎn)線建設(shè)工程，若采用全連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝，不但造成設(shè)備負(fù)荷率的極大降低（相同終軋速度，軋機(jī)負(fù)荷率不足20%，如表1所示），而且會(huì)造成由于增加軋線設(shè)備而增加生產(chǎn)成本，在項(xiàng)目投資上會(huì)造成較大的浪費(fèi)。因此，綜合考慮，可采用半連續(xù)式軋制和切分軋制生產(chǎn)工藝。

表1 全連軋與半連軋軋機(jī)負(fù)荷率比較

1 工藝設(shè)計(jì)

在滿足生產(chǎn)能力的前提下，設(shè)計(jì)出一條技術(shù)可靠、保證產(chǎn)品質(zhì)量、投資少的工藝方案對(duì)于投資者來說，能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)投資者提供的當(dāng)?shù)劁撹F企業(yè)產(chǎn)品資料，選用80 mm×80 mm×4 000 mm的合格連鑄坯作為原料。通過加熱爐加熱、粗軋、熱剪、精軋、穿水冷卻、倍尺飛剪、冷床、定尺冷剪、檢查、計(jì)數(shù)、收集、打捆、稱重、標(biāo)識(shí)等工藝過程，生產(chǎn)出Ф10～Ф16 mm的螺紋鋼。

將斷面為80 mm×80 mm的連鑄方坯軋制成Ф10～Ф16 mm的螺紋鋼，在工藝安全可靠、產(chǎn)能達(dá)到要求、設(shè)備投資少的要求下優(yōu)先選用切分軋制生產(chǎn)工藝。由于精軋機(jī)組采用連軋軋制工藝，根據(jù)切分軋制孔型設(shè)計(jì)相關(guān)特點(diǎn)［1］，精軋機(jī)組采用6道次全連軋軋制工藝。考慮到原料斷面尺寸和長(zhǎng)度以及生產(chǎn)規(guī)模，粗軋機(jī)軋制采用往復(fù)穿梭軋制，總軋制道次根據(jù)式（1）、（2）確定：

式中：μi、μ∑、μ分別代表第i道次延伸系數(shù)、總的延伸系數(shù)、平均延伸系數(shù)；F0、Fn分別表示坯料、成品斷面面積；k=2、3、4，分別表示二切分、三切分、四切分軋制方式；n表示總的軋制道次。

根據(jù)式（1）、（2）以及坯料和成品規(guī)格，設(shè)計(jì)出如表2（見下頁(yè)）所示的軋制生產(chǎn)工藝。

表2 軋制生產(chǎn)工藝

2 主軋線設(shè)備選擇

根據(jù)上述工藝設(shè)計(jì)布局以及《小型型鋼軋鋼工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50410—2007和相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于粗軋機(jī)，選用Ф400 mm的三輥軋機(jī)。在粗軋機(jī)前配置翻鋼板，機(jī)后配置移鋼機(jī)和升降臺(tái)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)穿梭軋制。其中，粗軋機(jī)第一道和第二道孔型設(shè)計(jì)為共軛孔型，以節(jié)約輥身長(zhǎng)度。軋件經(jīng)粗軋后進(jìn)入精軋機(jī)組前，通過設(shè)置在精軋機(jī)前的熱剪切除軋件頭部，以實(shí)現(xiàn)良好的咬入條件。

精軋機(jī)組選用6架Ф300 mm平/立交替的短應(yīng)力二輥軋機(jī)，機(jī)組間設(shè)置立活套，可實(shí)現(xiàn)無張力活套軋制。軋件出精軋機(jī)后進(jìn)入穿水冷卻裝置。主軋線設(shè)備布置如圖1所示。

圖1 主軋線設(shè)備布置圖

3 經(jīng)濟(jì)能耗分析

本工藝設(shè)計(jì)本著能夠保證產(chǎn)品規(guī)模和質(zhì)量的原則，要求工藝技術(shù)可靠、投資少，采用如表2所示的軋制工藝設(shè)計(jì)方案。如果采用全連續(xù)式軋制工藝，則需要相應(yīng)增加軋線的軋機(jī)數(shù)量，將使廠房長(zhǎng)度和面積增加，同時(shí)也會(huì)增加裝機(jī)容量和設(shè)備總重，大大提高投資額，而且在日后的生產(chǎn)中，相比于半連軋軋制工藝來說，生產(chǎn)成本也會(huì)較高。

4 結(jié)論

1）在能滿足生產(chǎn)能力和規(guī)模的前提下，半連軋生產(chǎn)工藝比全連軋生產(chǎn)工藝的軋機(jī)負(fù)荷率高。

2）全生產(chǎn)線采用半連續(xù)軋制和切分軋制工藝。粗軋采用三輥軋機(jī)往復(fù)穿梭軋制，粗軋第一、第二道次孔型為共軛孔型。

3）相比較全連軋，半連軋生產(chǎn)工藝廠房長(zhǎng)度和面積、裝機(jī)容量、設(shè)備總重都較全連軋工藝小，可以節(jié)約投資額和生產(chǎn)成本。

［1］ 胡彬.型鋼孔型設(shè)計(jì)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2010：164-183.

（編輯：胡玉香）

Process Design and Analysis of Thread Steel Rolling of A Foreign Steel Plant with Annual Capacity of 50 000 Tons

Jiang Ting
（Beijing Metallurgical Equipment Research Design Institute Co.，Ltd.，Beijing 100029）

An annual capacity of 50 000 tons thread steel production line by semi-continuous rolling rolling and slit rolling production process is designed under the consideration of equipment investment，production scale，process technology，and product quality.The load rate of the mill in this production line is high.The length and area of the plant，the installed capacity，gross weight of equipment are smaller，which can save investment and production cost.

thread steel，semi-continuous rolling，slit rolling，process design and analysis

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2015.06.21

TG335

A

1672-1152（2015）06-0060-02

2015-09-15

江艇（1988—），男，碩士，從事金屬材料加工工藝研究、設(shè)計(jì)工作，助理工程師。E-mail:jiangting6981280@163.com