關于棒材強力穿水冷卻項目的技術經濟分析

摘 要：穿水冷卻是成品從精軋機軋出后立即穿過水冷裝置進行強行冷卻的型鋼控制冷卻。文章經過比較和計算，將國內普通冷卻設備改進后，給鋼鐵行業帶來巨大的經濟效益。

關鍵詞：棒材；穿水冷卻；技術；經濟

1 項目背景與應用簡介

目前弱穿水冷卻是軋件從，精軋機軋出后立即穿過水冷裝置進行強行冷卻的棒材控制冷卻。經過控制軋制的鋼材軋后的控制冷卻一般分為一次冷卻、二次冷卻及最后空冷三個階段。連續式小型棒材軋機上應用最廣泛的是棒材軋后余熱淬火及自回火工藝，又稱為QTB及QTR工藝。該工藝是利用終軋后軋件自身的熱量，使之通過專門設定的穿水冷卻水箱，準確控制軋件的冷卻速度，從而獲得所需要的組織和性能的一種方法。

強力穿水冷卻只需在最后一架精軋機和3#飛剪之間安裝一組水箱，長度為13-18m，部分鋼廠已經對20MnSi連鑄坯軋后進行強力穿水控制冷卻（見圖1）改造工程，引進國外技術生產出460MPa的英國標準鋼筋。目前國內相關廠家合作實現了國外穿水冷卻設備的國產化轉化。以下就強力穿水相關技術及經濟效益粗淺分析。

圖1

穿水冷卻用的水冷裝置有單層套管冷卻器、雙層套管冷卻器、噴射式冷卻器、旋流式湍流管冷卻器、箱式冷卻器、層流冷卻器及定向環形噴射式冷卻器等多種形式。其中，旋流式湍流管冷卻器的冷卻能力強、應用最廣，強力穿水冷卻設備使用的是大流量、大壓力快速冷卻，具有均勻性好，色差均勻，生產穩定性好等優特點。

2 技術優勢

使用強力穿水冷卻設備與原國內普通冷卻設備的優勢如下：降低合金成份（具體成本分析見附表）；原先的成品表面斑點現象較嚴重，現在基本消除斑點現象；原先成品溫差落差較大，現在成品溫差落差已經控制在合理范圍內；原先成品在冷床上易彎曲，現在成品在冷床上彎曲現象已經消除；原來國內穿水會產生很大蒸汽，現在基本沒有蒸汽；原來冷卻能力不足，需降速生產，現在基本保持原先正常生產速度，保證產量。

3 新型設備改造產生的效益

其中：僅僅按照HRB400E中的V含量計算：（0.00028/0.95<利用率>/0.77<釩氮合金品味>）×108000元/噸=41元/噸。

以上為直接效益，此穿水能保證成品線速度，從而產生了間接效益。

強力穿水冷卻設備的穿水冷卻能力強大，保持原先正常生產速度，保證產量。解決先前冷卻設備冷卻能力不足，導致線速度降速15%，從而產生間接效益。（以兩切分螺紋鋼20成品線速度12m/s為例：12m/s<線速度>×0.15<折扣率>×2<兩切分>×3600s<一小時>×7<一個班>×3<三個班>×2.47kg/m<每米重量>=672噸/天）。按照目前噸鋼產生100元效益計算，如全月生產∮20螺，則672×100×28天=188.16萬元/月。

通過以上對比和試驗，HRB400E鋼種可以下降大于40元/噸，460B鋼種可以下降大于60元/噸，B500B鋼種可以下降大于80元/噸，同時間接提高了產量。

4 強力穿水冷卻項目投資的成本與效益

因強力穿水冷卻設備的基本原理為大流量大壓力，故對原有的水系統需進行改造，從而滿足水量1000-1200m3/h，壓力1.8-2.0Mpa的水系統要求。需投資三臺泵和三臺電機及水路改造，總成本約為150萬（視具體情況而定），冷卻設備總價為480萬，合計630萬元整。

以一條年產80萬噸的棒線為例：合金方面效益：40元/噸×800000噸=3200萬元，間接效益800000噸×0.15×100元/噸（生產商利潤隨市場波動）=1200萬元，一年總效益為4400萬。

通過以上分析：此冷卻設備屬于低投資高回報產品，給鋼鐵行業將帶來巨大的經濟效益。

5 結束語

此技術市場潛力大，投資小、見效快，技改后帶來可觀效益。

參考文獻

[1]李曼云，孫本榮.鋼的控制軋制和控制冷卻技術手冊[M].冶金工業出版社，1998.

作者簡介：劉慶祖（1970-），男，漢族，江蘇南京人，本科，高級工程師，冶金軋鋼設備設計高級工程師，主要從事冶金軋鋼設備研發工作。