马钢192m连续退火炉快速冷却技术

马钢192m连续退火炉快速冷却技术

马鞍山钢铁有限公司新区的2130mm冷杉项目于2005年开始。其产品主要是高质量产品，如汽车板、家用电器板等。为了适应产品品种、规格灵活多变的需求,冷轧后的再结晶退火处理采用了连续退火生产线。1马钢3.2连续退线虫工艺方案整个工程由法国SIEMENS-VAI公司担任总体设计,Stein-Heurtey公司负责退火炉设计,德国SIEMENS公司提供全线的控制技术。所有设备设计均由外方承担,采用关键设备由国外引进,其他设备和相关配套件由国内合作制造的方案。图1为马钢2130mm冷轧连续退火线工艺布置简图。连续退火线工艺流程及其主要设备和仪表:合格原料钢卷→入口步进梁→梭车→1#、2#钢卷小车→1#、2#开卷机→1#、2#直头机→1#、2#入口剪→焊机→清洗段→入口活套→立式再结晶退火炉→出口活套→平整机(含板形仪)→拉矫机→粗糙度仪→表面质量检查仪→检查活套→切边剪/去毛刺机→出口测宽仪→垂直/水平检查台→喷印机→测厚仪→静电涂油机→出口转鼓剪→1#、2#卷取机→1#、2#钢卷小车→梭车→称重仪→自动打捆机→出口步进梁→产品库。2工艺设计的特点和评价2.1超清洁能力的清洁单元配置(1)洗过处理配置清洗段包括:2槽立式热浸碱洗+1#段水平刷洗+3槽立式电解洗+2#段水平刷洗+2槽立式低压喷淋漂洗+高压喷淋漂洗,如图2所示。(2)带钢清洗系统由于该条生产线机组运行速度快,产品质量要求高,所以在设计时充分考虑了要满足对清洗能力的要求。其主要特点是:①清洗段全长36m,带钢有效清洗长度近150m,可保证带钢有足够的清洗时间。②2槽热浸洗+3槽电解洗的清洗能力强,能有效去除来料卷表面残油残铁。③热碱洗和电解洗为2个分开的独立系统,而高压漂洗、低压漂洗、2#刷洗为从后至前的逆流串级清洗。这种设计既可防止初级清洗中的相互污染,也可对后段漂洗水进行二次利用(串级漂洗),从而节约了脱盐水的消耗。④热碱洗和电解洗采用大容量(各70m3)循环槽,使碱液浓度控制稳定,有利于对带钢表面清洗质量的控制和降低碱液消耗。2.2先进的预热炉功能设计(1)闪冷带钢的冷冷却技术退火炉是连续退火线的核心。马钢2130mm连续退火炉选用了法国Stein-Heurtey公司的工业退火炉,采用了该公司研制的快速冷却技术。该技术本身含有7项技术专利。技术的核心是通过控制炉内冷却气体中的H2含量(浓度)来提高带钢再结晶退火后的冷却速度,H2最高含量可达35%,从而使带钢(0.8mm厚)冷却速度高达160℃/s。闪冷技术的开发顺应了市场对新钢种、新退火工艺所需要的高冷却速率的要求。而且具有冶金成分变化方面的灵活性。例如,对于DQ级冲压钢,可采用此工艺使铝镇静钢达到IF钢的力学性能,从而取代IF钢,有效地节约了钢中的合金元素。所以该项技术的引进对马钢的新品种开发具有十分重要的意义。(2)双段过时效温度模糊控制为适应某些带钢要求有较长的过时效时间,或需足够的时间完成组织转变,其过时效时间不能低于130s,为此生产线引进时外方根据要求将OAS段设计成OAS1+OAS2两段,每段可实现炉温单独设定与控制,带钢在OAS段的总长度为954m,即使工艺段以最大设计速度420m/min运行,也能保证带钢过时效时间达到136s,这一设计不仅满足了对过时效时间的要求,也使得过时效温度得以灵活控制。(3)预测再加热段考虑未来对工艺变化的不同要求,在OAS段前预留了电感应再加热段,以适应将来新品种开发对工艺的新要求。2.3辊整地及拉矫整地通常冷轧薄板进行平整时有3种配置:单机架六辊平整,单机架四辊平整+拉矫以及单机架四辊平整。采用连续退火线的多数厂家通常用单机架四辊或六辊平整工艺,而马钢采用了单机架四辊平整+拉矫工艺,其布置见图3,具有如下特点:(1)单一架次压下延伸率过这种配置可将带钢的总延伸率在平整机和拉矫机之间进行合理分配,从而避免单一架次(道次)压下(延伸)率过大带来的某些表面缺陷和性能不良问题。另外,平整机可单独实现最大延伸率3%,拉矫机可单独实现最大延伸率2%,总延伸率最大可达到5%,从而可满足某些特殊材料或规格对大延伸率的要求。(2)拉矫机组合配置,克服带钢的板形冷轧带钢在连续退火炉内经过快速加热和快速冷却的再结晶退火后,由于热应力和弯曲应力的作用,往往使带钢产生较大变形而出现板形不良,如翘曲、瓢曲、横弯、纵弯、边皱、复合浪形等,这些缺陷有时单独存在,有时叠加出现,仅靠一道平整往往很难去除,而平整+拉矫的组合工艺配置对克服此类多种缺陷十分有效,可明显改善板形。(3)带钢操作模式分析平整+拉矫工艺布置可实现只平整不拉矫、只拉矫不平整和既平整又拉矫等灵活多变的操作模式。生产中可根据带钢的不同用途、对延伸率的不同需要及不同的表面质量要求来选择合适的操作模式。此外,在平整机或拉矫机其中之一出现故障的情况下,单独投入另一组设备仍可维持生产而无需停机。2.4采用中间活套、出口活套工艺多数带钢连续退火生产线只设入口活套和出口活套,而马钢2130mm连续退火线采用“入口活套+中间活套+出口活套”的三活套布置形式,其主要作用是:(1)入口活套入口活套位于炉子入口之前,最大有效套量约为1000m,即使在工艺段以最大速度运行的情况下,也能为入口区域各单体设备(包括清洗段)提供至少150s的故障缓冲和停线作业时间而无需工艺段降速。(2)中间活套中间活套位于炉子出口和平整机之间,最大有效套量约为1000m,其作用是为炉子出口下游区域提供一定的故障缓冲和停线作业时间(如换工作辊,切边剪换剪刃,表面质量检查、剪切、取样、分卷等)。(3)出口活套(检查活套)出口活套位于拉矫机之后,最大有效套量为456m。出口活套又称检查活套,主要是为检查段降速检查或短暂停机检查时提供必要的缓冲时间。三活套工艺与二活套工艺布置的最大区别是:二活套设计的处理线未考虑出口活套,出口活套的功能由中间活套代替。这样,每当平整机下游设备需临时停机,或表面质量需停机检查时,平整机必须停机,而平整机的反复停机/启动对带钢的表面质量和性能控制不利。三活套的工艺设计将平整/拉矫以后的区域用检查活套分隔开,平整机下游的短时停机对平整/拉矫的运行不产生影响,这是三活套设计的突出优点。其另一工艺优点是可将中间活套和出口活套结合起来,用于带钢表面质量检查或短时故障处理,这一操作大大增加了带钢缓冲时间,有利于产品质量和生产作业率的提高,生产也更加稳定。3设备配置选型马钢213