棒线材能减排降成本轧制技术.pdf

NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 1 棒线材节能棒线材节能减排降成本轧制技术减排降成本轧制技术 东北大学 刘相华 2015年年6月月25日日 湖北宜昌湖北宜昌 节能减排轧制新技术讲座节能减排轧制新技术讲座 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 2 内容提要内容提要 1.1. 技术背景和发展趋势技术背景和发展趋势 2.2. 全线温度制度优化全线温度制度优化向轧件温度要效益向轧件温度要效益 -提高铸坯提高铸坯温度温度 -降温轧制降温轧制 3. 3. 化学成分优化化学成分优化向合金元素要效益向合金元素要效益 4. 4. 棒线材棒线材免免加热加热直接轧制技术直接轧制技术 5 5. . 结束语结束语 关键词：关键词： 几几粒粒芝麻（铸坯提温、低温轧制）芝麻（铸坯提温、低温轧制） 一个西瓜（免加热直接轧制）一个西瓜（免加热直接轧制） NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 3 1 技术背景和发展趋势技术背景和发展趋势 钢铁钢铁产产能已严重过剩，钢材价格一路下跌，竞争越来越激烈能已严重过剩，钢材价格一路下跌，竞争越来越激烈 通过节能减排来降成本成为企业走出困境的必由之路通过节能减排来降成本成为企业走出困境的必由之路 现场现场调研发现：调研发现： 钢厂节能钢厂节能降耗降耗，就像海绵里的水，只要去挤，总是有的，就像海绵里的水，只要去挤，总是有的 从能耗物耗的重点部位入手，节能减排大有可为从能耗物耗的重点部位入手，节能减排大有可为 能耗能耗-重点部位：耗能大户加热炉重点部位：耗能大户加热炉 物耗物耗-重点部位：减少合金元素添加量重点部位：减少合金元素添加量 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 4 现有轧钢生产工艺存在的问题：现有轧钢生产工艺存在的问题： 能量陷阱（高温坯料冷却下来再加热，带来能量损失）能量陷阱（高温坯料冷却下来再加热，带来能量损失） 解决问题的思路：利用好钢水、钢坯中的解决问题的思路：利用好钢水、钢坯中的余热余热 2 全线温度制度优化全线温度制度优化问题与解决方法问题与解决方法 温温 度度 时间时间 铸坯的温度履历铸坯的温度履历 连铸机连铸机 加热炉加热炉 轧机轧机 能量能量 陷阱陷阱 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 5 用用Ni表示各种工艺需要加热炉补充的表示各种工艺需要加热炉补充的热量，热量， N1N2N3, N4=0 N1：冷装炉需补热：冷装炉需补热40kg标煤标煤/吨吨钢，钢， N2：常规热送热装：常规热送热装20kg标煤标煤/吨钢吨钢 N3：高温热送降温轧：高温热送降温轧15kg标煤标煤/吨吨钢，钢， 2 全线温度制度优化全线温度制度优化问题与解决方法问题与解决方法 温温 度度 时间时间 N3 N1 T1 N2 T2 余热利用示意图余热利用示意图 N4 1 3 4 2 1 冷装炉热轧冷装炉热轧 2 常规热送热装常规热送热装 3 高温热送降温轧高温热送降温轧 4 免加热直接轧制免加热直接轧制 介绍二个值得关注的数据：介绍二个值得关注的数据： T1：铸坯提温：铸坯提温100 ( 3.3kg标煤标煤/吨钢吨钢) T2：降温轧制：降温轧制 50 ( 1.7kg标煤标煤/吨钢吨钢) NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 6 2 全线温度制度优化全线温度制度优化加热炉节能加热炉节能 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 7 提高提高 铸坯铸坯 温度温度 技术措施技术措施1 提高热装炉温度提高热装炉温度 现场经验表明，现场经验表明， 切断点处的温切断点处的温 度可提高度可提高200 由由900提高到提高到 1100，不发，不发 生漏钢事故。生漏钢事故。 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 8 提高连铸坯温度的三个措施：提高连铸坯温度的三个措施： 提高拉速（提高拉速（POSCO薄板坯拉速已达薄板坯拉速已达7m/s以上）以上） 减少冷却水减少冷却水 加保温罩加保温罩 前提：前提： 不能出现漏钢事故和裂纹等缺陷不能出现漏钢事故和裂纹等缺陷 炼钢炼钢与与轧钢产量匹配、距离适当轧钢产量匹配、距离适当 技术支撑：技术支撑： 对凝固过程的数值模拟对凝固过程的数值模拟 凝固终点与坯壳厚度预报凝固终点与坯壳厚度预报 技术措施技术措施1 提高铸坯温度提高铸坯温度 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 9 二冷区凝固壳厚度变化与切断处温度分布的数值模拟结果二冷区凝固壳厚度变化与切断处温度分布的数值模拟结果 技术措施技术措施1 提高铸坯温度提高铸坯温度 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 10 二冷区配水参数优化二冷区配水参数优化 建立二冷配水与坯壳厚度关系模型建立二冷配水与坯壳厚度关系模型 h(x)=2h0-（Q0，x）+（Qw，x）+ （Qa，x） （Q0）、）、（x）和和（x）分别为分别为各各区水冷强度和对坯壳厚度的影响项区水冷强度和对坯壳厚度的影响项 按照数学模型调整二冷水阀门组态按照数学模型调整二冷水阀门组态 开关开关 开口度开口度 技术措施技术措施1 提高铸坯温度提高铸坯温度 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 11 连铸坯温度的反馈控制连铸坯温度的反馈控制 为了保证切断点处的连铸坯温度，进行温度闭环控制为了保证切断点处的连铸坯温度，进行温度闭环控制 根据表面温度根据表面温度来控制二冷区冷却水阀门来控制二冷区冷却水阀门组态组态 表面温度的软测量：表面温度的软测量：根据相关实测值预报，用实测温度矫正根据相关实测值预报，用实测温度矫正 温度偏差上限值，增水 温度偏差下限值，减水 温度控制策略温度控制策略 设定温度控制上下限设定温度控制上下限 温度高于上限温度高于上限-加水加水 温度低于下限温度低于下限-减水减水 温度在上下限之间，温度在上下限之间， 维持现有状态不变维持现有状态不变 实测 温度 阀门组态控制量阀门组态控制量 钢坯温度实测值钢坯温度实测值 2 钢坯温度设定值钢坯温度设定值 冷却水阀门组态初始值冷却水阀门组态初始值 控制算法控制算法 4 3 1 5 6 7 8 9 连铸坯温度闭环控制原理图连铸坯温度闭环控制原理图 1 结晶器；结晶器； 2 冷却冷却1区；区； 3 冷却冷却i区；区； 4 冷却冷却n区；区； 5 坯壳；坯壳； 6 液芯；液芯； 7 测温仪；测温仪； 8 可编程控制器（可编程控制器（PLC）；）； 9 工控机工控机 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 12 连铸坯温度的反馈控制连铸坯温度的反馈控制 二个漏钢危险点：二个漏钢危险点：1 结晶器出口；结晶器出口；2 切断处切断处 防止漏钢的措施：防止漏钢的措施： 结晶器出口结晶器出口 -根据数学模型根据数学模型 控制坯壳厚度控制坯壳厚度 切断点切断点 -设定安全距离设定安全距离 L 保证切断点之前保证切断点之前 已经完全凝固已经完全凝固 1 3 4 5 6 2 7 8 9 L 10 连铸过程坯壳厚度与安全距离示意图连铸过程坯壳厚度与安全距离示意图 1 中间包；中间包； 2钢水；钢水； 3 浇注水口；浇注水口； 4 保护渣；保护渣； 5 结晶器；结晶器； 6 二冷区；二冷区； 7 坯壳；坯壳；8 液芯；液芯；9 凝固终点；凝固终点； 10 切断点；切断点；11 切断后铸坯切断后铸坯 防止漏钢的措施防止漏钢的措施 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 13 连铸坯温度的反馈控制连铸坯温度的反馈控制 根据上述技术思路，开发了嵌入式铸坯温度控制系统，其特点是：根据上述技术思路，开发了嵌入式铸坯温度控制系统，其特点是： 构建基于构建基于工控工控机和控制箱的简易独立硬件结构机和控制箱的简易独立硬件结构 基于数值模拟的模型嵌入式软件固化在工控机基于数值模拟的模型嵌入式软件固化在工控机 与现有铸机控制控制系统联网通讯与现有铸机控制控制系统联网通讯 可设定安全距离、目标温度上下限等可设定安全距离、目标温度上下限等 目前有二个版本：目前有二个版本： 为铸坯提温提供了一个简单实用的解决方案！为铸坯提温提供了一个简单实用的解决方案！ 嵌入式铸坯温度控制系统嵌入式铸坯温度控制系统 铸坯铸坯温度温度 控制系统控制系统 V.2.0（闭环）（闭环） 温度温度控制系统控制系统 V.1.0（开环）（开环） 操作指导系统操作指导系统 屏幕屏幕 控制器控制器 信号信号 输出输出 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 14 降低出炉温度，势必影响开轧温度，普碳钢现行的开轧温度：降低出炉温度，势必影响开轧温度，普碳钢现行的开轧温度： 中厚板和热连轧：中厚板和热连轧：11501150- -12001200 热轧普通螺纹钢：热轧普通螺纹钢：10501050- -11001100 低温轧高速线材：低温轧高速线材： 750750- - 950950 思考和回答（思考和回答（4 4个不一定）：个不一定）： 现行的不一定都是合理的；习惯的不一定都是不变的；现行的不一定都是合理的；习惯的不一定都是不变的； 学来的学来的不一定都是先进的；可行的不一定都是优化的。不一定都是先进的；可行的不一定都是优化的。 随着时间、地点、条件的变化需要重新审视，随着时间、地点、条件的变化需要重新审视， 需要对开轧温度进行优化需要对开轧温度进行优化 技术措施技术措施2 降低出炉温度降低出炉温度 引起思考的问题：引起思考的问题： 钢种成分都差不多，钢种成分都差不多， 温度差别怎么那么大呢？温度差别怎么那么大呢？ NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 15 近近3030年轧制技术发生了哪些重大变化：年轧制技术发生了哪些重大变化： 炼钢的手段大幅度提升，炉外精炼（炼钢的手段大幅度提升，炉外精炼（LFLF、RHRH等）普遍采用等）普遍采用 -钢水质量明显改善，窄成分控制、有害杂质控制钢水质量明显改善，窄成分控制、有害杂质控制 轧钢的能力大幅度提升轧钢的能力大幅度提升 -普遍采用大功率强力轧机（轧制力：普遍采用大功率强力轧机（轧制力：20kN/mm20kN/mm，功率：，功率：2kW/mm)2kW/mm) -普遍配备了大流量加速冷却装置，具备较强的控轧控冷能力普遍配备了大流量加速冷却装置，具备较强的控轧控冷能力 -已经从根本上改变了设备落后面貌已经从根本上改变了设备落后面貌 -多项指标达到了国际先进多项指标达到了国际先进水平水平 加热炉的控制水平提高加热炉的控制水平提高 -轧件头中尾的温差减小轧件头中尾的温差减小 -出炉温度的命中率提高出炉温度的命中率提高 技术措施技术措施2 降低出炉温度降低出炉温度 这就为降温轧这就为降温轧 制提供了良好制提供了良好 的外部条件的外部条件 ！ NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 16 对出炉温度进行优化的方向，从节能减排的角度来看，就是要降低出炉温度对出炉温度进行优化的方向，从节能减排的角度来看，就是要降低出炉温度 即使即使3030年前开轧温度年前开轧温度11501150- -12001200是合理的，现在看来它不是最优的是合理的，现在看来它不是最优的 降温轧制需要考虑的几个主要因素：降温轧制需要考虑的几个主要因素： 降温幅度有多大？降温幅度有多大？ 变形抗力增加，轧机能力够不够？变形抗力增加，轧机能力够不够？ 轧机电耗增加，总账合不合算？轧机电耗增加，总账合不合算？ 对产品性能有什么影响？能不能满足要求？对产品性能有什么影响？能不能满足要求？ 有没有在哪个现场应用的实践经验？有没有在哪个现场应用的实践经验？ 技术措施技术措施2 降低出炉温度降低出炉温度 要往下降！要往下降！ 1200 1100 1200 1100 ？ NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 17 降温幅度：降温幅度： 中厚板和热连轧：中厚板和热连轧：5050- -100100 （由（由1150-1200 ，降到，降到1080-1150 ） 热轧普通螺纹钢：热轧普通螺纹钢：5050- -150150 （由（由10501050-11001100，降到，降到 900-1000 ） 降温降温5050- -100100 将导致变形抗力增加将导致变形抗力增加15-30%，这将导致：，这将导致： 轧制力、力矩同比例增加轧制力、力矩同比例增加 轧制电耗相应增加轧制电耗相应增加 需要进行校核需要进行校核 - - 轧制力轧制力- -传动系统（轧辊、接轴、齿轮箱）传动系统（轧辊、接轴、齿轮箱） - - 电机过载情况（瞬时过载和发热校核）电机过载情况（瞬时过载和发热校核） - - 必要时重新进行各个道次的负荷分配必要时重新进行各个道次的负荷分配 技术措施技术措施2 降低出炉温度降低出炉温度 温度影响函数与温度之间的函数关系温度影响函数与温度之间的函数关系 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 18 技术背景：技术背景： 人们的思维定势：宁可保守，绝不冒险人们的思维定势：宁可保守，绝不冒险 过渡安全：造成资源、能源、能力的浪费过渡安全：造成资源、能源、能力的浪费 -举例：举例：7000t7000t轧制力，限幅在轧制力，限幅在4000t4000t -只有个别道次能接近，大多数达不到只有个别道次能接近，大多数达不到 目前轧机负荷分配不均匀是常态，有潜力可挖目前轧机负荷分配不均匀是常态，有潜力可挖 负荷裕量优化分配的学术思想：负荷裕量优化分配的学术思想： 减轻危险道次负荷，分配到低负荷道次减轻危险道次负荷，分配到低负荷道次 使各个道次的负荷裕量尽可能接近均匀使各个道次的负荷裕量尽可能接近均匀 保证降温轧制后，仍能满足允许的过载条件保证降温轧制后，仍能满足允许的过载条件 优化后强力轧机一般都能够满足降温轧制要求优化后强力轧机一般都能够满足降温轧制要求 技术措施技术措施2 降温轧制降温轧制 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 K16 K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 开轧温度960、调辊缝 开轧温度960、调辊缝、降速 开轧温度940、调辊缝、降速 开轧温度920、调辊缝、降速 负荷率 / % 0 20 40 60 80 100 120 140 K16 K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 开轧温度1050 开轧温度1000 开轧温度980 开轧温度960 瞬时峰值电流占额定电流百分比 / % 咬入时瞬时峰值电流咬入时瞬时峰值电流 稳定轧制时的各个机架的电流稳定轧制时的各个机架的电流 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 19 降温轧制氧化皮减少，钢材的表面质量好降温轧制氧化皮减少，钢材的表面质量好 有利于避免出现魏氏组织，影响产品性能有利于避免出现魏氏组织，影响产品性能 可提高产品强度可提高产品强度 1030MPa，改善性能，改善性能 有减少合金元素添加量的前景有减少合金元素添加量的前景 C-Mn钢产品强度与开轧温度的关系钢产品强度与开轧温度的关系 开轧温度开轧温度 ， 1150 1000 提高幅度提高幅度 900 提高幅度提高幅度 屈服强度屈服强度MPa 420 430 10 445 35 抗拉强度抗拉强度MPa 605 615 10 635 30 降温轧制对产品质量的影响降温轧制对产品质量的影响 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 20 采用降温轧制时加热炉节能与轧机电耗增加的关系：采用降温轧制时加热炉节能与轧机电耗增加的关系： 查查到的统计数据表明：加热温度降低到的统计数据表明：加热温度降低200，轧机电耗增加约，轧机电耗增加约20% 约为加热炉节能的四分之一约为加热炉节能的四分之一 吨吨钢综合节能可达钢综合节能可达60kWh 技术措施技术措施2 降温轧制降温轧制 项项 目目 加热温度，加热温度， 节节 能能 1150 950 加热炉能耗加热炉能耗, kWh/t 400 320 80 轧机电耗，轧机电耗，kWh/t 90 110 -20 综合节能，综合节能，kWh/t 60 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 21 2 全线温度制度优化全线温度制度优化效益核算效益核算 看似蝇头小利，累计到年产量就非常可观！看似蝇头小利，累计到年产量就非常可观！ NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 22 优化温度制度可产生的经济效益，优化温度制度可产生的经济效益，万元 2 全线温度制度优化全线温度制度优化效益核算效益核算 方案方案 技术措施技术措施 年产量年产量 提高入炉 温度， 降低出炉 温度， 100万吨 200万吨 400万吨 1 50 0 150 300 600 2 100 0 300 600 1200 3 100 50 450 900 1800 4 150 50 600 1200 2400 5 150 100 750 1500 3000 6 200 100 900 1800 3600 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 23 年产年产100万吨轧钢厂优化温度制度可产生的环境效益：万吨轧钢厂优化温度制度可产生的环境效益： 2 全线温度制度优化全线温度制度优化效益核算效益核算 方案方案 提高入炉提高入炉 温度，温度， 降低出炉降低出炉 温度，温度， 节省能源节省能源 107GJ 节省标煤节省标煤 万吨万吨 减排减排CO2 万吨万吨 1 50 0 4.8 0.16 0.43 2 100 0 9.6 0.33 0.86 3 100 50 15.4 0.49 1.29 4 150 50 19.2 0.66 1.72 5 150 100 24.0 0.83 2.15 6 200 100 28.8 0.99 2.58 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 24 连铸坯温度的反馈控制连铸坯温度的反馈控制 邯钢邯钢2250热连轧机组，产品：热连轧机组，产品：SS400 等等 节能减排措施：节能减排措施： 厚度厚度规格规格大于大于6mm 的加热炉出炉温度的加热炉出炉温度降低降低20 把把热送热送热装（热装（600 ）比例提高）比例提高40%以上以上 效果：效果： 年生产年生产140万吨万吨6mm以上规格产品，经济效益以上规格产品，经济效益700万元万元 吨吨钢经济效益钢经济效益5元元 应用实例（应用实例（1） NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 25 连铸坯温度的反馈控制连铸坯温度的反馈控制 我国某特大型钢铁企业，在多个主打品种中，大面积使用降温轧制我国某特大型钢铁企业，在多个主打品种中，大面积使用降温轧制 在未采取措施提高铸坯装炉温度的情况下，仅由降低出炉在未采取措施提高铸坯装炉温度的情况下，仅由降低出炉温度温度实现节能实现节能 降温范围：根据钢种不同，一般在降温范围：根据钢种不同，一般在50-70 用于年生产数百万吨钢，经济效益数千万元用于年生产数百万吨钢，经济效益数千万元 已经已经通过省级科技成果鉴定通过省级科技成果鉴定 应用实例（应用实例（2） 小 花 絮 过去曾被称为“低温轧制”（有多篇论文）过去曾被称为“低温轧制”（有多篇论文） 温度在温度在800-900以上说“低温”受到置疑以上说“低温”受到置疑 曾有人提出折中方案用“中温轧制”曾有人提出折中方案用“中温轧制” 不如用“降温轧制”更为贴切不如用“降温轧制”更为贴切 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 26 钢材的化学成分是影响产品成本的重要因素钢材的化学成分是影响产品成本的重要因素 强韧强韧性越高的产品对化学成分的依赖性越大性越高的产品对化学成分的依赖性越大 常用的昂贵元素：钼、镍、铬、稀土常用的昂贵元素：钼、镍、铬、稀土 比较昂贵的元素：铌、钒、钛、锰比较昂贵的元素：铌、钒、钛、锰 便宜的强化元素：碳、硅、硼便宜的强化元素：碳、硅、硼 近年来通过控轧控冷来控制产品组织，少用合金已成为共识近年来通过控轧控冷来控制产品组织，少用合金已成为共识 最重要的二个技术途径：最重要的二个技术途径： 细晶化细晶化 复复相化相化 3 优化合金成分降成本优化合金成分降成本 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 27 HallHall- -Patch Patch 公式公式： 0 0 + + k d k d 0.5 0.5 举例举例：晶粒尺寸由：晶粒尺寸由1616微米减小到微米减小到4 4微米，微米，强度可提高强度可提高1 1倍倍 细晶粒钢开发的细晶粒钢开发的基本原理和实验数据基本原理和实验数据 平均晶粒尺寸与屈服强度关系的现场实验结果平均晶粒尺寸与屈服强度关系的现场实验结果 前期前期开发细晶粒钢开发细晶粒钢的实践的实践表明：控制表明：控制晶粒晶粒尺寸可得不同尺寸可得不同强度级别的产品强度级别的产品 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 28 软相加硬相，软相加硬相， 获得复相钢。获得复相钢。 软相延伸好，软相延伸好， 硬相强度高。硬相强度高。 二者长补短，二者长补短， 提高了指标。提高了指标。 控制百分比，控制百分比， 性能还可调。性能还可调。 复相钢开发复相钢开发 基本思路基本思路 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 29 复复相化：相化：基本概念基本概念 常见软相组织常见软相组织： 铁素体：体心立方晶格，塑性好，强度低铁素体：体心立方晶格，塑性好，强度低 残余奥氏体：可提高塑性残余奥氏体：可提高塑性, 近年受到重视近年受到重视 常见硬相常见硬相组织：组织： 渗碳体渗碳体：FC3， ，硬相，通常起到强化作用 硬相，通常起到强化作用 马氏体：淬火获得，强度极高，塑性差马氏体：淬火获得，强度极高，塑性差 贝氏体贝氏体：中温转变产物，综合性能好：中温转变产物，综合性能好 第二第二相粒子：碳氮化物、氧化物（均匀弥散）相粒子：碳氮化物、氧化物（均匀弥散） 通过通过限制位错运动等机制，起到强化作用限制位错运动等机制，起到强化作用 (a) 马马-铁双相钢铁双相钢 马马-铁铁-残奥残奥trip钢钢 贝氏体钢贝氏体钢 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 30 复相钢的实验数据，相变强化潜力复相钢的实验数据，相变强化潜力 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 31 举例举例1：低成本：低成本Q345开发，开发， 措施措施：降低终冷温度：降低终冷温度 目标：把目标：把Mn由由1.45%降低到降低到0.6%，降成本效果：，降成本效果：50元元/吨钢吨钢 优点：不需要设备改造，优点：不需要设备改造， 只改变冷却工艺只改变冷却工艺 3 优化合金成分降成本优化合金成分降成本 数据来源：牛见数据来源：牛见青等青等. 低成本低成本系列厚钢板的控轧控系列厚钢板的控轧控冷工艺冷工艺.上海上海金属，金属，2013，2，36 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 32 低成本螺纹钢产品低成本螺纹钢产品 举例举例2 ：低成本螺纹钢：低成本螺纹钢 对对400MPa级普通螺纹钢来说，降低合金料消耗主要是降级普通螺纹钢来说，降低合金料消耗主要是降Mn、降、降V 根据根据控轧控冷工艺的不同，各厂家所用的控轧控冷工艺的不同，各厂家所用的Mn含量差别相当大，在含量差别相当大，在 0.6-1.6%之间之间。关键。关键技术：技术：控制冷却控制冷却速度和上冷床速度和上冷床温度温度 轧轧后强冷却会导致产品更容易生锈和出现环状马氏体导致时效等后强冷却会导致产品更容易生锈和出现环状马氏体导致时效等 二个问题，经过长期的摸索，有些厂家已经基本解决这些问题，二个问题，经过长期的摸索，有些厂家已经基本解决这些问题， 用较低的用较低的Mn、V含量生产出合格的螺纹钢含量生产出合格的螺纹钢产品产品 例如例如柳钢柳钢（九钢（九钢）等）等采用添加微量采用添加微量B（N） 在在保证强度有较大裕量的情况下保证强度有较大裕量的情况下， 实现实现降降Mn、V，吨钢经济效益达到，吨钢经济效益达到20元元以上以上 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 33 4 棒棒线材免加热直接轧制工艺线材免加热直接轧制工艺 东北大学与鞍山光正公司合作东北大学与鞍山光正公司合作 发明了棒线材免加热直接轧制新发明了棒线材免加热直接轧制新工艺工艺 DROF（Direct Rolling of Free-heating for bar and rod mill 获得获得二项专利二项专利授权授权 实用新型专利：实用新型专利：ZL201020160403.X 发明专利：发明专利： 201010147815.4 成功用于多个厂家技术改造中成功用于多个厂家技术改造中 取得了显著取得了显著的节能减排效果的节能减排效果 铸坯提温和降温轧制二项技术铸坯提温和降温轧制二项技术 为实现免加热轧制提供了基础为实现免加热轧制提供了基础 1 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 34 免加热轧制技术的核心是坯料不经加热炉直接轧制，基本特征如下：免加热轧制技术的核心是坯料不经加热炉直接轧制，基本特征如下： 开轧温度在常规轧制和低温轧制之间，终轧温度与常规轧制相差不大开轧温度在常规轧制和低温轧制之间，终轧温度与常规轧制相差不大 提高铸坯温度，缩短连铸到轧制的时间，保证较好的开轧温度提高铸坯温度，缩短连铸到轧制的时间，保证较好的开轧温度 DROF免加热轧制工艺免加热轧制工艺特征特征 1 1常规轧制；常规轧制；2 2低温轧制；低温轧制；3 DROF3 DROF 粗轧入口粗轧入口 轧线位置轧线位置 精轧出口精轧出口 中心中心 表面表面 3 2 2 1 1 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 35 DROF的出坯温度高的出坯温度高 通过改造连铸机结晶器和二冷配水、提高钢坯表面温度和芯部温度通过改造连铸机结晶器和二冷配水、提高钢坯表面温度和芯部温度 钢坯前端温度低，后端温度钢坯前端温度低，后端温度高（与轧制加热炉出坯正相反）高（与轧制加热炉出坯正相反） 表面表面与中心温差大与中心温差大 钢坯未经加热，表面温度比常规轧制开轧温度低钢坯未经加热，表面温度比常规轧制开轧温度低 钢坯中心温度比表面温度高得多，有利于变形深透钢坯中心温度比表面温度高得多，有利于变形深透 有利于内部缺陷压合，改进内部质量有利于内部缺陷压合，改进内部质量 DROF工艺工艺特征研究特征研究 加热钢坯加热钢坯 DROF钢坯钢坯 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 36 DROF特别适合对现有生产线进行改造特别适合对现有生产线进行改造 连铸机改造要点：结晶器和二冷区改造，目的是提高铸坯温度，改善温度分布连铸机改造要点：结晶器和二冷区改造，目的是提高铸坯温度，改善温度分布 加热炉区改造要点：加热炉区改造要点： 延长加热炉辊道，使钢坯绕过加热炉延长加热炉辊道，使钢坯绕过加热炉 增加移钢机，把热钢坯送入轧制线增加移钢机，把热钢坯送入轧制线 4 5 3 2 3 1 连铸机 2 切断机 3 钢坯 4 辊道 5 移钢机 6 加热炉 7 粗轧机组 8 中轧机组 9 精轧机组 10 冷床 现有生产线现有生产线改造研究改造研究 NEU Northeastern University , Shenyang 110004, China 37 现场应用现场应用情况（情况（1） 该工艺于该工艺于2009年年9月在月在鞍山市兴华鞍山市兴华轧钢厂首次轧钢厂首次试验试验成功成功 典型的小电炉炼钢典型的小电炉炼钢-连铸连铸-连轧连轧-冷却螺纹钢生产线冷却螺纹钢生产线 产产能能20万万吨，连铸坯吨，连铸坯断面尺寸断面尺寸150150 免加热直轧率免加热直轧率93.2%，减少烧损，减少烧损1% 考虑考虑加热炉燃料消耗、加热炉燃料消耗、减少烧损等，吨钢效益减少烧损等，吨钢效益125元元 现已迅速现已迅速在周边中小钢铁企业推广在周边中小钢铁企业推广 在在辽宁省鞍山市和辽阳市，辽宁省鞍山市和辽阳市，有有10多家多家企业