冷轧窄带钢生产工艺设备的发展

浅谈冷轧窄带钢生产、设备的发展李期琇周建明刘岳华摘要：简述冷轧窄带钢的形势，分析冷轧窄带钢的设备工艺改进和发展方向。关键词：冷轧窄带钢生产工艺设备发展1、冷轧窄带钢面临的机遇与挑战近几年，随着我国加入WTO组织，工业化进程速度的大大加快。因我国劳动力相对廉价及富余情况下，劳动力密集型行业如五金、汽车零部件、家电等以带钢为原料的企业，纷纷投资到我国办厂。这样带动了其原材料（特别是优质窄钢带）生产企业的大发展。几年来全国各地的中小型冷轧优质窄带钢生产厂产能不断扩大或新增，其生产能力大的年产5~6万吨、小的也超过万吨，仍未有过剩的迹象。这就是冷轧窄带钢大发展的机遇。但同时也应看到冷轧窄带钢将面临的挑战，据有关资料统计，我国窄带钢在钢带中所占比例明显高于发达国家。随着我国宽带钢生产线的不断扩建和新建，产能的不断释放，带钢行业的供求状况将得到明显改变，并随之将给宽带市场带来激烈的竞争。当宽带钢市场出现饱和时，宽带钢生产企业为了寻求更大的发展间，必将利用期技术优势转而生产优质及合金钢带，再经剪切进入窄带刚市场。经宽带裁剪钢产品与窄带钢比，尽管宽带钢生产成本高于直接用窄热带生产的冷轧钢带，但是因宽带钢大部分采用如二十辊森吉米尔轧机等先进设备生产其质量具有一定优势，特别是断面公差的优势更明显。因此，它将冲击以优质钢带为主的窄带钢市场，窄带钢生产厂的传统的优势将失去，其竞争力也大大降低，窄带钢将面临新的威胁和挑战。所以，从长远来看，窄带钢生产将走一条扬长避短、填平补齐、共同发展进步的道路，即“广合作、多品种、多钢种、深加工”的方向发展，如何使窄带钢企业，在市场竞争中立于不败之地，给冷轧窄带钢企业的生产设备改进和发展带来了新的要求。2、冷轧窄带钢的生产工艺设备的发展冷轧带钢生产传统工艺都是由酸洗、轧制、退火、裁剪、淬火、成品包装几个工序组成。在目前的冷轧窄带钢行业中各工序的装备水平参差不齐，有优有劣，但总的说来与宽带钢生产装备水平相差较大。但是冷轧窄带钢的生产特点又决定其装备水平不需要与宽带钢生产装备一样高。如何保证冷轧窄带钢的生产装备水平与当今的环保、质量相对配套有其一定的特点。2.1酸洗生产工艺设备过去，冷轧优质窄带钢的生产中，广泛使用框式硫酸酸洗法。经过这几年的发展，连续酸洗线已经在各冷轧窄带钢生产厂广泛使用，但装备水平普遍落后，现行的生产线需解决以下问题。（1）、酸雾及废酸的处理。酸雾不仅增加了酸耗，腐蚀厂房和设备，同时腐蚀未及时运走的钢带表面，而且给环保带来很大压力。（2）酸洗的加热装置。多数厂家考虑其投资成本以蒸汽为热源直接或间接加热酸液，缺少酸液温度控制系统，影响酸洗质量的稳定和生产能力的发挥及浪费能源，建议采用酸洗温度控制设备。（3）酸洗速度。在酸洗线中采用可调速，随着酸洗的延长，酸度下降，亚铁离子的升高，酸洗的时间必须延长，为避免钢带表面出现过酸或欠酸、浪费酸液，建议在生产线中采用变频技术，使连续酸洗速变成可调速。对于今后的发展，应在热轧热带生产线之后，采取多方资本合作新建一条工艺先进的与宽带水平相等的塔式连续酸洗线，并对废酸液采用盐酸再生技术进行还原，以取代目前装备水平普遍落后，点多面广、污染范围大、又相对集中的连续酸洗线。冷轧带钢厂直接使用经酸洗后表面光洁的防锈的带钢，从而彻底解决冷轧带钢厂对环保的苦恼，也降低生产成本，使其生产环境真正达到清洁生产。2.2轧制生产工艺设备目前，我国优质窄带钢行业中以电动压下、人工控制的四辊可逆轧机为主，部分企业仍有四辊不可逆轧机，这些轧机的轧制速度普遍偏低、检测手段、控制系统落后，无法满足目前市场对优质、合金钢带高越来越高的精度要求。因此，近年来部分窄带钢冷轧企业纷纷采用液压四辊可逆轧机、MSC六棍轧机等轧机，虽然取得了一定的效果但仍然存在轧制速度低（均小于3米/秒）、检测手段（射线测厚）、控制系统相对落后，仍无法达到满意效果。因此，有的优质窄带钢行业，正在寻求更好的轧机和控制手段如：十二辊、十八辊、二十辊等多辊轧机来为本企业服务。多辊轧机由于其工作辊直径小，在相同压下量的情况下大大降低了轧制力从而达到减少断面公差，有效发挥钢带的极限加工率，减少退火次数降低能耗、提高钢带的精度等优点，但同时存在生产运行费用高的弱点。不少窄带钢冷轧企业企业，也采用了一些新工艺新技术如异步轧制、弯辊轧制等，并在检测控制手段上大做文章，采用辊缝仪和位移传感器等检测手段与AGC相结合来提高钢带的精度。经过生产实践，多辊轧机虽然优势明显，但其投资大，在窄带钢行业中生产效率无法充分发挥，其运转成本非常高，大大降低了企业的竞争力。相对来讲液压带弯辊的AGC四辊可逆轧机或MSC-6的六辊液压轧机，由直接辊缝仪检测来参与AGC控制，足以保证窄带钢的生产精度。同时，为了保证钢带的表面质量和轧制速度及降低辊耗，在设计时必须配有工艺乳化液的净化和冷却装置，最好采用统一的大型工艺乳化液池进行集中净化和冷却，保证乳化液的合理温度和清洁度。为了保证该轧机的轧制时辊型的最佳效果，应采用轧辊磨床来对轧机辊系进行加工，有利于轧制板形控制和降低辊子消耗，特别是对MSC六辊轧机轧辊的消耗降低明显。只有这样才能保证企业生产出成本相对低、质量满足市场要求的产品，大大提高企业的市场竞争力。2.3热处理生产工艺设备传统的带钢砂封罩式退火炉、厢式退火炉已经淘汰，取而代之的是先进的强对流罩式炉在窄带钢生产中的广泛应用。强对流罩式炉具有炉温均匀、退火周期短、退火带钢性能均匀、节约能源等特点，其智能数字化仪表或计算机控温，控温准确，可控制升温和降温速度，设定保温时间，能较好地满足带钢退火工艺要求。强对流罩式炉虽然已经被各生产厂家认可和推广使用，但在使用强对流罩式炉时关键设备热流风机，故障率较高，底座变形大。尤其风机高速运转时，正常无故障运行周期难以超过2个月，严重限制了强对流罩式炉生产效率最大发挥。造成该问题的主要原因热流风机的风叶轮、电机加工精度以及风机使用的轴承精度不高。因此，尽管强对流罩式炉在当今仍是最先进的热处理退火设备，但在使用和维护过程中特别要注意热流风机的风叶轮的动态平衡和风机所选用的轴承，否则难以充分发挥其效率。强对流罩式退火炉多使用氨分解气体作保护气氛来实现带钢光亮退火，氢具有良好的还原性和导热性，全氢保护气氛还具有更节能、退火周期更短、钢带表面更光亮等优点，所以，在条件允许情况下，在强对流罩式退火炉中采用全氢保护。带钢淬火是为了提高冷轧钢带的机械性能，其生产线多用采用连续电加热厢式淬火、回火炉，其关键技术在于淬火压板的设计和冷却液的选用及其冷却速度的控制。目前，我国正常生产的淬火钢带生产线装备水平仍不高，多数生产线仍未实现恒速淬火，也未对冷却液的流量、温度进行有效控制，同时更缺乏钢带强度在线检测设备，少数生产线仍采用机械换档调速。因此，带钢淬火常常出现强度波动大，槽形值超标。为保证淬火钢带强度稳定、板形的平直，在对带钢淬火生产线增加在线速度检测、控制，以及冷却液的温度和流量控制，也可改变淬火液如采用铅浴等新工艺，进一步提高高强度钢带质量。2.4裁剪生产工艺设备冷轧窄带钢生产企业大都有装备水平不同的裁剪生产设备，主要用于满足用户对更窄钢带和切边钢带的需要。但大都数生产企业的裁剪宽度、厚度具有一定的局限性，无法完全满足用户的需求。因此，在裁剪工序中成立专业剪切队伍，装备有型号不同的纵剪机和平整、横剪定尺机，达到填补板材的不足，裁剪宽度更窄、厚度更厚的钢带，满足各个不同要求用户需求。2.5成品包装作为冷轧带钢与其它钢材的标志性区别是成品的防护、包装和光亮的外表，其要求就是防锈和外观整齐。在当今的冷轧窄带钢生产企业大都采用整卷浸油（防锈油）自然晾干方式上油，再人工包用包装纸和编织带对钢带进行打包的落后方式方法。这样既耗油、外观也难以整齐美观，用户在使用产品时，产品上有一层厚厚的油非常反感。与当前提倡的发展节约型社会不相称。因此，成品防护包装应采用宽带中重新松卷均匀涂油、重新卷取、机械包装的先进方法。这样既减轻了劳动强度、减少油耗，又可以达到防锈效果，且外观整齐，还可以满足用户对不同单重要求。3、工厂的信息化管理由于优质合金窄钢带生产面临的用户小而多、品种繁、技术要求不一致，在今天以市场为中心用户是上帝的时代，就必须采用更先进的管理手段，来实现合同的兑现、质量合乎要求，使用户满意。因此，在企业中应逐步采用网络及信息技术，运用分布式控制系统，实现“管、控”一体化。运用这一技术可对钢带的生产、营销、成本、质量、资金、技术及设备等全方位的动态控制管理，选择最佳的方式组织生产，以最低的成本生产出最优产品，应用这一技术可减少管理人员、降低运行成本、提高产品质量、加快合同兑现。冷轧窄钢带厂的设备改造也应适应这一潮流，电控系统应数字化、计算机化，应具备足够的通信接口，便于今后升级互联。在条件未成熟的企业信息化可分步实施，先实现设备基础自动化，满足目前生产需要，自动化水平要求更高的设备如冷轧机可一次性完成两极控制，待资金和技术充分时，可升为三级、四级，最终完成全厂技术和管理的升级。总之，窄带钢生产企业在当今市场中，既面临着大发展的机遇，同时也伴随着严重挑战。必须用审慎的态度对待这次难得的发展机遇，根据企业的自身力量，量力而行采用适合本企业发展的设备和生产工艺，才能立于市场不败之地。李期琇：1965.11新余新钢特钢公司冷带厂生产技术副厂长、轧钢高级工程师