本钢连续退火机组简介

2007 年第 2 期 本钢技术 27 本钢连续退火机组简介 王德顺 (本钢浦项冷轧厂) 摘 要：通过对比宝钢 1800 连退机组，简介本钢连退机组的工艺流程和设备组成及关键设备的主要性能参数，得出本钢连退 机组的装备位于国内领先水平。同时介绍了该机组投产以来暴露的问题和改进措施。 关键词：连续退火机组；装备水平；存在问题；展望 A Brief Introduction of the Continuous Annealing Line of BENXI Iron & Steel Co. WANG De-shun (BXSTEEL POSCO Cold Rolling Mill) Abstract: Introduction of the process and equipment of continuous annealing line of Benxi by comparing with the CAL (1800) of Bao Steel , And Introduction of the main function and parameter of the key equipments , Analysis of the equipments level of the line , At the same time , Introduction of the problems exposed during production , And the improvement measures are put forward. Keywords: continuous annealing line ; equipment level ; existed problems ; prospect 本钢连退机组是继宝钢 1800 连退机组之后， 我国已建成投产的第二大连续退火机组。该机组于 2006 年 7 月 6 日开始热负荷试车， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 产量为 90 万 t。机组由日本 JFE 公司总设计，主体关键设备 从日本引进，其它设备由 JFE 公司设计、监造，国 内合作制造。电气控制系统由日本 TMEIC 公司设 计制造。半年来的试生产实践表明，该机组基本达 到设计要求，但也存在少量问题。对此，仅就该机 组的装备水平进行分析，供今后新建厂和设备改造 时参考。 1 本钢连续退火机组的工艺流程和 装备水平 1.1 机组工艺流程简介 上料系统→双开卷→双平头机→双飞剪→窄 搭接焊机→碱液/电解清洗段→入口活套→预热段 →加热段→均热段→缓冷段→快冷段（GJC+RC） →过时效段→终冷段→出口活套→平整机→出口 检查活套→园盘剪→静电涂油机→飞剪→双卷取 机→下料系统。 1.2 机组特点 本钢连续退火机组的特点： (1)机组采用双开卷机、双卷取机、自动拆捆带 机、自动打捆带机、入口双飞剪等设备，极大地提 高了机组的自动化水平。 (2)机组采用立式浸洗、电解、漂洗、烘干和卧 式刷洗、漂洗相结合的清洗方式；采用大电流的清 洗整流器，结构紧凑，长度短，又保证了带钢的清 洗效果。 (3)机组采用入口、出口、出口检查三组立式活 套，保证机组全连续生产。 (4)采用加速喷气冷却加辊冷的快冷方式，带钢 板形质量和温度的均匀性大大提高，保证了带钢的 冷却效率。 (5)退火炉采用连续比例控制；采用“鼓-抽” 式烧嘴；W 型辐射管，燃烧效果好。炉内采用高张 力控制，设有张力辊、张力测量辊、控偏辊、稳定 辊及辊形设计和辊凸度控制系统，有效地避免带钢 炉内跑偏，保证带钢板形质量。 (6)采用单机架六辊 UCM 平整机并配备出口板 型仪，实现板形闭环控制，控制板形能力强。 1.3 机组主要工艺技术参数 机组主要工艺技术参数见表 1。 作者简介：王德顺（1964-），机械高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师，1987 年毕业于沈阳 工业大学机械工程系； E-mail: wangdeshun9168@126.com 本钢技术 2007 年第 2 期 28 表 1 本钢连退机组的主要技术参数 Tab.1 The main technical data of BENXI steel CAL 项 目 参数值 原料带钢厚度/mm 0.3~2.5 原料带钢宽度范围/mm 800~1870 原料最大卷重/t 48 钢卷内径/mm Φ610/508 产品品种 CQ 、DQ、DDQ、EDDQ、SE-DDQ、HSS、 TRIP 等。 成品带钢厚度范围/mm 0.3～2.5 成品带钢宽度范围/mm 800～1850 机组最大速度/mpm 入口/出口：650；工艺：450 年设计产量/t /a 907800 宝钢 1800 连退机组产品宽度范围和本钢相同， 但设计产品厚度范围为 0.45～2.0mm 。本钢连退机 组设计钢种（HSS）最高强度级别为 780MPa，宝 钢为 590MPa。1800 连退机组速度稍高于本钢机组， 设计年产量为 940500t/a。 1.4 机械设备装备水平 连退机组的关键设备有：焊机、清洗段设备、 立式连续退火炉、平整机、切边剪等。 1.4.1 焊机 本钢连退机组选用的是日本三菱电机公司的 全自动窄搭接焊机，该焊机具有搭接量小、焊接周 期短、焊接强度高、焊缝厚度增加小等优点。其主 要功能有：入、出口活套的自动形成；带头带尾自 动对中；剪切；冲孔；废料处理；上下焊轮调整装 置等，见表 2。 表 2 本钢连退焊机性能表 Tab. 2 The main technical data of the welder of BENXI steel CAL 项 目 参数值 最大焊接能力/mm 3×1870 搭接量/mm 0.6～3.5 焊接速度/ m/min 15 焊轮尺寸/mm Φ280～320×15 厚度/mm 0.3～2.5 宽度/mm 800～1870 焊接带钢的厚度差 1/1.5 焊轮寿命/次 2000 宝钢 1800 连退机组焊机与本钢连退机组焊机 性能基本相同，不同之处是由于产品大纲不同而相 应部分的参数略有不同。 1.4.2 清洗段 本钢连退机组清洗段采用的清洗方式如下： 立式碱浸洗 → 卧式碱刷洗 → 立式电解清 洗 → 卧式热水刷洗 → 立式漂洗 → 立式挤 干装置 → 立式烘干装置。 特点是长度较短，高度较高，结构紧凑，节省 占地面积。另外采用紊流、多道次清洗；大电流密 度电解清洗；多级漂洗，清洗效果好，见表 3。 表 3 清洗段性能表 Tab..3 The main technical data of the cleaning section of BENXI steel CAL 项 目 参 数 值 碱浸洗槽（1 套） 立式碳钢槽 碱液浓度：2%～3％ ；碱液温度：70℃ 沉没辊：1 套 （传动）；转向辊：2 套 （传动） 压辊：1 套 （传动） 刷洗槽（2 套，分别位于电解槽前后） 卧式碳钢槽 （2 号槽为 SUS304 不锈钢） （1 号、2 号刷洗槽分别位于电解槽前后） 碱液温度：70℃（1 号）；碱液浓度：2%～3％ 脱盐水温度：80℃（2 号） 刷辊：1 号、2 号槽各 4 套 ；支持辊：1 号、2 号槽各 4 套； 挤干辊：1 号、2 号槽各 4 套 喷梁数量：1 号、2 号槽各 1 套 电解槽 （1 套） 立式碳钢槽（衬胶） 碱液浓度：2%～3％ ；碱液温度：70℃ 电流密度：12.3 A/dm2 电解整流器：5100A×30V ，2 套；间距：150mm 电极规格：2.2 mL×2.15MW 4 套 沉没辊：1 套 ；转向辊：2 套 漂洗槽（1 套） 立式槽（SUS304 不锈钢） 脱盐水温度：80℃ 沉没辊：（沟槽式）1 套 ；转向辊：2 套 喷梁数量：6 套，（每个梁 15 个不锈钢扁平喷嘴） 宝钢 1800 连退机组清洗段的电解整流器功率 和电极尺寸较大，电解清洗能力强于本钢连退机组 清洗段。 1.4.3 连续退火炉 本钢连退立式退火炉是由日本三菱—日立公 司设计，炉子总长为 131.6m。炉子高温段炉辊、烧 王德顺：本钢连续退火机组简介 29 嘴、助燃风机等关键设备由日本引进，其它设备采 用合作制造的方式。该退火炉工艺过程如下： (1)预热段 带钢进炉子入口密封装置后，经 4 个垂直道次， 由预热后的保护气体（氮氢混合气体）预热到 170～ 220℃后进入加热段。 该段保护气体由加热段和保温段辐射管中的 废气通过 2 台换热器加热到 430℃（最高），再由循 环风机抽取预热后的保护气体通过 4 个带圆形喷嘴 的气体喷射箱强制喷射到带钢上。 一个张力测量辊，一台工业电视监视在炉内 带钢运行情况。 (2)加热段 带钢经过预热段与加热段之间的炉喉进入加 热段，加热段共 22 个道次。该段采用辐射管加热， 分 8 个温度控制区，出口辐射高温计测量带钢温度， 反馈控制各温度控制区温度。该段最高炉温约 940 ℃。 燃烧系统由主烧嘴（带有助燃空气换热器）、 点火烧嘴（点火装置-点火电极和火焰检测器）、点 火助燃风机、助燃风机、W 型辐射管（306 套）和 热交换器等组成。烧嘴采用“抽-鼓”式烧嘴，燃 烧控制精确，燃烧效率好。 为减小辐射管对炉辊的直接热辐射，减小带钢 的热瓢曲，在该段安装遮热挡板，使带钢与炉辊温 度一致。 一套辊凸度控制装置安装在该段前 5 套炉顶辊 的炉辊室内。由于在加热段入口带钢温度较低，而 炉内温度较高，为了保证炉辊辊凸度，对加热段入 口 5 个炉顶辊边部喷射氮氢保护气体，减少带钢跑 偏和热瓢曲倾向。 加热段设二套双辊纠偏装置，一个张力测量 辊，2 台工业电视。 (3)保温段（均热段） 保温段的设计和加热段相同，带钢被 W 型辐 射管烧嘴（39 套）加热并保持在保温温度。加热段 共 9 个道次，分 2 个温度控制区。一台出口辐射高 温计测量带钢温度反馈控制各温度区温度。 燃烧系统与加热段相同，与加热段共用废气排 放风机，与缓冷段共用一套双纠偏辊，设一个张力 测量辊，一台工业电视。 (4)缓冷段 缓冷段共 5 个道次。该段采用气体喷射冷却， 循环风机把经过冷却器冷却的保护气体由 4 个冷却 气体喷箱通过扁平喷嘴喷射到带钢上。 缓冷段设 4 个温度控制区，从靠近出口的第四 冷却控制区开始逐区开始冷却。出口辐射高温计测 量带钢温度反馈控制各温度区温度。 电加热器用于预热（开炉时）和冷速过快时进 行辅助加热以保证缓冷段出口带钢温度。 为了尽量减小带钢通过炉顶辊时带钢变形，缓 冷段在上炉辊室设辊凸度控制系统和炉辊遮热板 保证炉辊辊形，减少带钢瓢曲倾向。 该段与保温段共用一套双纠偏辊，设一个张力 测量辊，一台工业电视。 (5)快冷段 快冷段介于 4 号和 5 号炉子张力辊之间，包括 辊冷辊系统、辅助气体喷射冷却装置和加速气体冷 却喷射装置。带钢在快冷段有 1 个道次。该段采用 气体喷射冷却+辊冷方式（GJC+RC），先进行气体 喷射冷却，后进行辊冷（辊冷带有辅助气体喷射冷 却）。 上述辊冷辊横向是可以移动的，以便于带钢穿 带。辊冷辊的辊筒内部有冷却水的循环通道，与传 统辊冷辊相比此辊冷辊有如下优点： ①特殊设计的冷却水循环管道紧靠于辊身表 面，凸度变化小。 ②带钢宽度方向上与辊冷辊紧密接触。 ③带钢与辊冷辊接触包角大时，不产生大的带 钢变形。 ④提高了冷却能力，减小了冷却风机的功率。 快冷段前后设炉内张力辊（4 号—5 根，5 号— 4 根），采用高张力运行，保证带钢运行的稳定性。 喷气冷却设有 3 个带钢稳定辊，防止带钢由于气体 喷射造成的抖动。 加速喷气冷却系统入口设一套密封辊装置，2 本钢技术 2007 年第 2 期 30 根密封辊防止冷的混合保护气体进入张力辊室。张 力辊室设有电加热器，保证炉辊凸度，减小带钢冷 飘曲现象。 快冷段入口设一个张力测量辊，一台工业电 视。 (5)过时效段 在炉子过时效段，通过电加热方式使带钢在一 定的过时效温度下，保持所需要的过时效时间。该 段分 2 个过时效温度控制区，35 个道次。 设一套双辊纠偏装置，一套单辊纠偏装置，2 个张力测量辊，一台工业电视。 (6)终冷段 带钢在终冷段经过带圆孔形喷嘴的喷气冷却 系统后冷却到 150℃左右。冷却系统由带有圆形喷 嘴的 2 套冷却喷箱（14 个喷箱）、8 台冷却气体循 环风机和 8 台循环气体冷却器等组成。 该段有 6 个道次，一个张力测量辊和一套密封 辊装置。经终冷段冷却后，带钢经气体密封装置后 进入水淬槽。水淬槽循环水被一台板式换热器冷 却，由循环泵进行循环以减少脱盐水的消耗。 在水淬槽之后，大部分水将被挤干辊挤干，剩 余的水分由一台热风干燥器喷嘴喷射出的热空气 吹干。在干燥器的出口，带钢温度在 45℃以下。 水淬槽系统有 2 个沉没辊和 1 个转向辊。 该段设一套双辊式纠偏辊和一个张力测量辊， 一台工业电视。 退火炉数据见表 4。 宝钢 1800 连退炉加热控制方式也采用比例控 制调节。但由于其辐射管和烧嘴数量多于本钢连退 机组，其炉子总加热能力稍高于本钢连退炉。宝钢 1800 连退炉总长度稍长于本钢连退炉，带钢在炉内 的道次数也多于本钢连退炉，因此最大机组速度时 的带钢保温时间也较长。两个炉子最大的区别是冷 却方式的不同，宝钢 1800 冷却采用的是保护气体 循环高速喷吹冷却技术，带钢与冷却设备无接触， 无带钢划伤现象发生，冷却均匀，冷却速度易于调 节，结构简单，维修方便。另外，两个炉子均采用 陶瓷纤维和隔热板轻型材料作为炉内隔热材料，外 衬薄耐热不锈钢板，提高了炉子的热响应能力。 表 4 退火炉数据 Tab. 4 The main technical data of annealing furnace of BENXI steel CAL 段 别 道次数 主要设备 温度控制区 预热段（PHS） 4 气体喷射设备 2 加热段 (HS) 22 辐射管 8 保温段（SS） 9 辐射管 2 缓冷段（SCS） 5 气体喷射设备 4 快冷段（RCS） 1 辊冷设备 气体喷射设备 2 个 6 辊 过时效段（OAS） 35 电加热 2 终冷段（FCS） 6 气体喷射设备 2 1.4.4 水整机 本钢连退平整机采用三菱日立的单机架六辊 UCM 平整机，其特点如下： (1)出口设置板形辊，板形控制采用闭环控制， 通过中间辊轴向窜动系统、中间辊正弯、工作辊正、 负弯辊来实现。 (2)平整方式为湿式 / 干式两用。 (3)轧制力用力马达阀控制，弯辊力用比例阀控 制。 (4)中间辊窜动距离大，可充分发挥弯辊能力控 制板形，对处理复合板形优势明显。 见表 5。 表 5 平整机主要性能参数 Tab.5 The main technical data of the Skin Pass Mill of BENXI steel CAL 项 目 参 数 最大轧制力 液压压上式 1000 t 轧辊直径 Φ510&Φ530&Φ1020 ㎜ 轧制速度 Max.650m/min 最大弯辊力 工作辊：正弯：490kN/侧 负弯：245kN/侧 中间辊：正弯：490kN/侧 平整机最大张力 入口：148.97kN， 出口：148.97kN 延伸率 能力：0～3％ 换辊时间 单换工作辊：95sec 工作辊与中间辊：160sec 宝钢 1800 连退平整机也采用日本三菱日立公 司的单机架六辊 UC 平整机 ，辊子直径分别为Φ 460/Φ480/Φ920mm，最大轧制力为 1200t，其它性 能与本钢连退平整机基本相同。 1.4.5 切边剪 本钢连退机组采用的是双刀回转式切边剪，设 备整体从国外引进。该设备的主要特点是 AC 矢量 电机驱动，离合器气动接断，具有防带钢弯曲辊。 王德顺：本钢连续退火机组简介 31 剪切宽度、剪刃间隙、重合量由伺服电机自动调整 （见表 6）。 表 6 切边剪主要性能参数 Tab.6 The main technical data of the side trimmer of BENXI steel CAL 项 目 参 数 剪切带钢的抗拉强度 最大 980MPa 剪切精度 0～+/-1 mm 剪刃重合量 0～0 .5 mm 剪刃规格 Φ305mm，8 套（带橡胶环） 切边宽度 8～20mm（单边） 2 本钢连退机组存在的问题及解决 办法 通过半年来的试生产，该机组也暴露出下列问 题： 2.1 废边卷球机设计存在问题 废边卷球机卷轴等系统设计不合理，经常出现 卡阻等故障，影响切边生产。现经重新改进设计， 使用效果良好。 2.2 火炉加热段炉体外表温度较高 由于退火炉外表温度较高导致该部分炉区环 境温度较高，对部分通讯电缆寿命造成影响，目前 采用改善该区域通风和更换耐热电缆的方式得到 了解决。 2.3 产品质量综合判定问题 该机组原设计没有自动带钢表面质量检查系 统，对产品质量判定有一定的影响，现在该套设备 已签合同，不久将到货投入使用。 3 结论 综上所述，本钢连退机组的装备水平与代表我 国连退机组最高装备水平的宝钢 1800 连退机组相 比不相上下，产品规格等部分指标超过宝钢 1800 连退机组。它是我国目前投产的最先进的连续退火 机组之一，其装备水平位居世界前列。值得一提的 是该机组在热负荷试车不久就生产出了合格的汽 车面板，目前已完成了二十五个规格牌号、一百八 十个汽车部件认证料在汽车制造厂的认证。近日， 国内某著名汽车制造厂出口欧洲的轿车 33 个部位 使用了本钢连退机组生产的汽车板。相信随着生产 实践经验的积累和连退一贯制技术的进一步掌握 及机组设备装备水平的不断完善，该机组将迅速成 为本钢新的经济增长点。 特钢 800/650 改造工程厂房及设备基础按期完工 〔本刊讯〕5 月末，特钢 800/650 重点改选工程厂房及设备基础已按期完工，进入设备安装阶段。 特钢 800/650 工程是本钢的重点工程之一，对本钢建设精品板材基地具有重要意义。 800/650 改造工程的厂房施工工共分三个跨度，仅基础柱混凝土量就达 1500 立方米，共有 153 根承台 柱，大棒区、小棒区预埋波纹管达万余根。轧机基础部分结构复杂，沟、槽、洞、台标高不一致，要求精 度高，底角螺栓内波纹管误差要求控制在 2 毫米之内。作为 800/650 工程土建部分的总承包单位，矿建公 司在建设指挥部的领导下，于 2005 年 10 月进入施工现场，并于 2006 年 6 月完成了厂房建设，7、8 两月 完成台柱基础建设，并于该年年底完成大棒区设备基础 3 万余立方米混凝土浇注。今年 3 月 1 日开始小棒 区基础建设，仅 2 个月时间，就完成了小棒区 1 万立方米混凝土浇注、800 吨钢筋绑扎。截至 4 月底完成 大棒区、小棒区、收集区全部基础工程，为工程按期完工打下了坚实基础。