一種熱軋板柸保溫裝置的應(yīng)用

王志慧

（廣東廣青金屬壓延有限公司，廣東 陽江 529533）

1 工藝概述

廣東廣青金屬壓延廠（以下簡稱本廠）包括一條1 780 mm 熱軋帶鋼生產(chǎn)線，生產(chǎn)的產(chǎn)品包括200 系，300 系和400 系不銹鋼帶鋼產(chǎn)品及少量的普碳鋼帶鋼產(chǎn)品。原料板坯主要由本公司煉鋼廠提供，一煉鋼連鑄車間和熱軋板坯庫僅一路之隔，連鑄車間生產(chǎn)的熱送板坯通過裝有保溫罩的過跨地平車運(yùn)送至熱軋板坯庫，熱軋板坯庫行車吊卸板坯進(jìn)行堆垛存放[1-2]。生產(chǎn)時(shí)，由行車吊運(yùn)板坯到上料輥道，經(jīng)加熱爐加熱到工藝溫度后送到軋機(jī)進(jìn)行軋制。

2 保溫裝置的作用

在沒有投用板坯保溫裝置之前，堆垛的熱板坯在原料庫空地上敞開存放，熱板坯和外界空氣直接對流換熱，造成板坯溫度下降。發(fā)生以下情況時(shí)，會較長時(shí)間的影響板坯入爐時(shí)間：

1）產(chǎn)線設(shè)備故障，造成較長時(shí)間停機(jī)；

2）熱軋產(chǎn)量壓力大時(shí)，鋼種系列切換頻繁，由于集中排產(chǎn)的要求，未排產(chǎn)的鋼種需要在板坯庫存放較長時(shí)間；

3）遇到計(jì)劃停機(jī)或者大檢修時(shí)。

以上情況嚴(yán)重地降低了板坯入爐時(shí)的溫度，加熱到生產(chǎn)工藝溫度需要消耗更多的能量，造成噸鋼能耗和成本的增加。保溫裝置投用后，對不能及時(shí)排產(chǎn)的熱板坯進(jìn)行保溫，確保板坯能以較高的溫度入爐，提高了熱裝率，降低了噸鋼能耗[3-4]。

熱裝率的提升，降低了板坯的在爐時(shí)間，對產(chǎn)量的提升也有顯著作用。

保溫裝置的投用對板坯的質(zhì)量也有改善的作用。一些鋼種對板坯入爐溫度有較高的要求，比如200系，需集中排產(chǎn)，冷坯入爐板坯在爐時(shí)間長，二類脫皮發(fā)生率高，脫皮風(fēng)險(xiǎn)大。板坯放入保溫裝置后，前后來料可以減少溫差，提高入爐溫度，減少在爐時(shí)間，降低了脫皮的風(fēng)險(xiǎn)。

3 保溫裝置的組成結(jié)構(gòu)

該保溫裝置主要由保溫坑、內(nèi)保溫罩、外保溫罩、軌道系統(tǒng)和電動控制系統(tǒng)幾部分組成（見圖1）。

圖1 保溫裝置的組成結(jié)構(gòu)（單位：mm）

3.1 保溫坑

保溫坑作為儲存板坯的場地，既要滿足長寬的尺寸要求，又要滿足高度的尺寸要求，以便盡量的存儲較多的板坯。本廠保溫坑長27 m，寬15 m，長度上橫跨整個(gè)原料跨，接近兩端的行車梁，充分利用了場地。通過計(jì)算，高度上正常需擺放14 層板坯，理論板坯厚度為200 mm，總高為0.2 m×14=2.8 m，加上安全余量，保溫坑加上軌道梁總高度設(shè)計(jì)為4 m。受行車起升高度限位影響，為了不影響行車吊裝板坯，需要減少保溫裝置的總高度，具體辦法是保溫坑從地面水平面開始下挖0.6 m。

為防止高溫板坯對地面造成損壞，在保溫坑底面鋪墊了約100 mm 厚的鎂砂。保溫坑四周是混凝土澆筑的墻體，為了有效保溫，在墻體上固定了50 mm 厚的石棉毯，石棉毯可承受1 000 ℃以上的高溫，且具有良好的保溫效果。

長度方向的保溫墻頂上安裝了550 mm 寬的軌道梁，軌道梁上固定了規(guī)格為43 kg 的軌道，保溫罩底部的車輪可沿著軌道前后運(yùn)動。

3.2 保溫罩

保溫罩系統(tǒng)由內(nèi)保溫罩和外保溫罩組成，內(nèi)外罩底部均配置2 個(gè)主動輪和4 個(gè)被動輪。內(nèi)保溫罩的車輪，在內(nèi)軌道上運(yùn)行；外保溫罩高，在外軌道上運(yùn)行，內(nèi)保溫罩可在外保溫罩內(nèi)側(cè)運(yùn)行。保溫罩系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖見圖2。

圖2 保溫罩系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

3.2.1 保溫罩框架

保溫罩主要用H 型鋼和工字鋼做框架，主梁用H400 的型鋼，支梁用300 mm 的工字鋼，保溫罩平面為方形結(jié)構(gòu)。罩內(nèi)型鋼底部和側(cè)面焊接鋼板，保溫材料陶瓷纖維通過焊接在鋼板上的螺栓，固定在鋼板上。

3.2.2 保溫罩三角拉梁

正常保溫工況下，保溫艙體內(nèi)溫度在400 ℃左右，碳鋼材料的框架結(jié)構(gòu)長時(shí)間在大于350 ℃的環(huán)境下，會發(fā)生較明顯的蠕變，鋼材屈服強(qiáng)度衰減約40%以上，極限強(qiáng)度衰減約20%以上，為了保證保溫罩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在框架頂部焊接三角拉梁，用HN175型鋼制作。保溫罩三角拉梁結(jié)構(gòu)圖見圖3。

圖3 保溫罩三角拉梁結(jié)構(gòu)圖

3.2.3 保溫材料

緊貼鋼板內(nèi)表面的保溫材料用的是厚度為300 mm 的硅酸鋁纖維塊，硅酸鋁纖維又叫陶瓷纖維，是一種新型輕質(zhì)耐火材料，該材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.34 W/（m·K），具有容重輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好，熱傳導(dǎo)率低、受熱膨脹小、隔熱性能好，使用壽命長，抗拉強(qiáng)度大，環(huán)保無毒等優(yōu)點(diǎn)，可以耐高溫1 000 ℃以上。

為方便固定，在保溫塊中間預(yù)留固定孔，可以直接穿入鋼板上焊接的螺栓，通過螺母牢固的固定在保溫罩鋼板上。

3.2.4 車輪結(jié)構(gòu)

內(nèi)外保溫罩各有2 個(gè)主動輪和4 個(gè)被動輪，車輪固定在端梁內(nèi)，端梁上部和保溫罩框架焊接固定，下部通過車輪支撐在墻體上的軌道上，帶動保溫罩在軌道上運(yùn)行，車輪直徑為400 mm。

3.3 電動控制系統(tǒng)

保溫罩車輪驅(qū)動采用2.2 kW 的軟啟動電機(jī)，電機(jī)通過20 m/min 的LD 型起重減速機(jī)和車輪連接。在軌道梁的下方設(shè)置貫穿保溫坑長度方向的鋼絲繩，電纜滑線通過吊環(huán)固定在鋼絲繩上，可隨著保溫罩的運(yùn)行一起動作，為保溫罩驅(qū)動電機(jī)提供電源。

為了方便人員的操作，保溫罩的開啟和關(guān)閉采用遠(yuǎn)程遙控的方式。在操作室內(nèi)同時(shí)安裝了集中監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控屏幕可以看到保溫罩的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，通過遙控器進(jìn)行遠(yuǎn)程開閉，方便操作的同時(shí)大大改善了作業(yè)人員的工作環(huán)境。

4 保溫裝置的動作過程

保溫狀態(tài)下，內(nèi)外保溫罩處于關(guān)閉的位置，對板坯進(jìn)行保溫。

入料時(shí)，根據(jù)保溫坑內(nèi)板坯的存放情況，操作工遙控大保溫罩向小保溫罩方向移動或者操作小保溫罩向大保溫罩方向移動，打開保溫坑內(nèi)空閑位置上方的保溫罩，行車吊裝板坯到保溫坑內(nèi)。入料完畢后，關(guān)閉打開的保溫罩進(jìn)行保溫。

出料時(shí)，根據(jù)保溫坑內(nèi)板坯的存放情況，操作工遙控大保溫罩或者小保溫罩移動，打開保溫坑內(nèi)有板坯位置上方的保溫罩，行車吊出保溫坑內(nèi)的板坯送到加熱爐上料輥道上。出料完畢后，關(guān)閉打開的保溫罩進(jìn)行保溫。

5 保溫裝置投用前后的效益對比

壓延廠保溫裝置投用至今，通過數(shù)據(jù)對比，熱裝率提升了約30%，噸鋼天然氣耗降低了約10%，日均產(chǎn)量提高了約7%，中等及以上脫皮缺陷的發(fā)生率降低了約40%，為壓延廠創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

本廠保溫裝置的投用對提升產(chǎn)量，降低能耗，改善不銹鋼帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量等方面均取得了顯著的效果，對同類鋼廠的板坯保溫裝置設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。