金鼎高線提速降耗高效生產的實踐

王建軍 肖為站 裴曉東 耿偉領

1.前言

金鼎重工有限公司現有兩條仿摩根五代高速線材生產線，全線28架軋機，平立交替布置，設計產品規格：光面盤條Ф5.5mm～Ф20.0mm，螺紋盤條Ф6mm～Ф16mm，雙線設計年生產能力120萬噸，主要生產鋼種為Q195、Q235、HPB300、HRB400E、ML08Al、SWRCH35K、10B21等。近年來，隨著線材盤條市場競爭的加劇，生產高質量、低成本、綠色低碳的產品成為企業發展的方向。因此，挖掘現有軋機裝備的潛能，加強生產組織協調，通過優化工藝設計，強化設備管理，進一步提高產量、降低消耗，勢在必行。

2.軋線主要設備

（1）加熱爐：雙蓄熱步進式加熱爐，有效長19.2m，有效寬12.8m，額定加熱能力（冷坯）120t/h。

（2）粗軋機組：Φ600×4＋Φ450×2六機架平立交替布置。

（3）中軋機組：Φ450×3＋Φ350×3六機架平立交替布置。

（4）預精軋機組：Φ350×2＋Φ285×4六機架平立交替布置。

（5）精軋機組：Φ230×5＋Φ170×5仿摩根五代10機架頂交45°重型無扭機組。第10架出口速度：設計速度115m/s，保證實際運行速度90m/s。

（6）水冷箱：精軋機前2段，精軋機后4段。

（7）吐絲機：15°臥式吐絲機，最大設計吐絲速度115m/s，保證速度95m/s。

（8）散冷輥道：延遲型，114m。

（9）P-F線及打包、卸卷設備。

3.工藝技術

3.1 提高加熱爐的加熱能力

金鼎高線加熱爐的冷坯加熱能力只有120t/h，嚴重制約著軋鋼的生產。為此，采用連鑄坯熱送熱裝工藝，通過加強連鑄與軋鋼間的工序協調、調度、溝通，不斷提高連鑄坯的熱裝率，提高連鑄坯的入爐溫度。熱裝率由2018年的68.6%提高到2020年的83.38%，鑄坯平均入爐溫度由2018年的400℃左右提高到2020年的650℃左右。

加熱爐采用高爐煤氣、空氣雙蓄熱及智能燃燒控制技術。該技術由加熱爐爐溫串級調節模塊、采用前饋+反饋的控制方式進行調節的爐膛壓力控制模塊、PLC控制換向系統定時自動換向和定溫（排煙溫度）自動換向模塊、智能化煙氣分析系統取樣煙氣分析殘氧情況模塊、一級空燃比調節優化模型控制模塊、二級空燃比自學習控制模型模塊等六大模塊組成，實現爐溫、爐壓、空燃比的自動控制，提高能源利用率，提高加熱爐加熱能力，提高加熱質量。

3.2 優化軋制工藝

摩根五代高線原設計是軋制工藝，無論生產何種規格的盤條，粗中軋及預精軋機組的機架都全部利用，通過改變精軋機組的軋制道次生產不同的規格。金鼎重工突破傳統工藝設計，通過計算分析，重新設計預精軋、精軋的孔型，在生產Φ10、Φ12、Φ13、Φ16等規格時，把原來工藝使用的預精軋15#～18#四個機架，改為使用其中兩個機架，空過兩個機架，增加使用精軋機的兩架軋機，提高成品出口軋制速度。

通過優化改進軋制工藝，生產Q195、Q235、HPB300時Φ10的軋制速度由54m/s提高到76m/s，Φ12的軋制速度由36m/s提高到53.5m/s，Φ13的軋制速度由36m/s提高到45m/s，Φ16的軋制速度由22.5m/s提高到30m/s。

采用此優化工藝的另外一個優點，就是當預精軋機組的15#～18#機架中的任何一個機架設備出現故障時，就可以甩開空過該機架，進行正常生產，也提高了軋制作業率。

3.3 優化軋線輥徑配置

優化軋線軋機的輥徑配置，避免工藝輥徑相差較大，其中某架軋機輥徑過小而影響整條軋線的軋制速度。通過加強工藝管理，保持上線軋輥輥徑的合理一致性，目前生產Φ14、Φ18、Φ20、Φ22規格的軋制速度分別可達到39.1m/s、23.3m/s、19.5m/s、16m/s。

3.4 強化精軋機的維護和保養

軋制速度的提高，對精軋機組的維護保養提出了更高的要求。金鼎重工定期對精軋機的輥箱進行下線維護檢修，提高裝配精度和質量，保證軋機轉速提高后運行穩定，上線設備運行監護分析診斷系統，對精軋機的運行噪音和振動值進行實時監控，為精軋機的運行、維修保駕護航。

3.5 增大鑄坯斷面

金鼎高線生產初期，連鑄坯斷面采用的是150mm×150mm，鑄坯單重2040Kg。為提高純軋時間，減少間隙時間，減少切頭切尾，減少軋制事故率，把鑄坯斷面改為165mm×165mm，鑄坯單重增加到2445Kg，成材率提高了0.23%。

3.6 優化控冷工藝

軋制速度的提高，會造成進精軋機溫度和吐絲溫度提高，為保證工藝溫度的要求，調整優化精軋機組前后穿水箱的水量、水壓等參數，保證各規格品種需要的吐絲溫度。

4.實施成效

自從2018年陸續采取以上一系列工藝技術措施，生產各規格的機時產量均有較大幅度提升（見表1）。

表1 各規格機時產量提速前后對比表

2020年產量與2018年相比提高了35%以上。在產量提高同時，各項消耗指標不斷下降，與2018年相比，成材率提高了0.23%，電耗下降了16.82KWh/t，煤氣消耗下降了19.62m3/t，取得了良好的經濟效益。