漆小虎 何奕平

(二重(德陽)重型裝備有限公司，四川618013)

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展步入速度變化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動力轉(zhuǎn)換的新常態(tài)，鋼鐵工業(yè)迎來了加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和需求升級、生產(chǎn)線技術(shù)升級和節(jié)能減排的新要求和發(fā)展機遇。ESP作為新一代無頭軋制生產(chǎn)線新技術(shù)和新工藝運用的案例之一，因其軋線長度短、一次投資較少、連續(xù)不間斷生產(chǎn)模式，并適用于經(jīng)濟生產(chǎn)超薄寬帶鋼的特性成為部分鋼廠投資的一個新的發(fā)展方向。而常規(guī)熱連軋也在近10年中伴隨著各主機設(shè)備的功能不斷完善和優(yōu)化，計算機控制技術(shù)的不斷提高，核心配套件制造水平的不斷提升，真正實現(xiàn)了對熱軋帶鋼產(chǎn)品從規(guī)格到品種的全覆蓋，因此始終保持著穩(wěn)定的投資需求。鑒于上述兩種生產(chǎn)工藝方式都是目前國內(nèi)鋼鐵行業(yè)主要的投資方向，因此本文將對上述兩種熱連軋生產(chǎn)線技術(shù)進行對比分析，為不同需求的鋼廠提供選擇參考。

1 ESP生產(chǎn)線的技術(shù)發(fā)展歷程

ESP(Endless Strip Production)是在ISP(Inline Strip Production)工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來，屬于薄板坯連鑄連軋工藝之一。德馬克公司早期開發(fā)的ISP使用傳統(tǒng)的平行板型結(jié)晶器，澆出厚60 mm左右的鑄坯，經(jīng)液芯壓下，厚度由60 mm降低至40 mm，經(jīng)3機架粗軋機將40 mm厚度軋成15 mm～25 mm，鑄坯經(jīng)克雷莫納爐(Cremona)卷取、開卷，送至4機架精軋機，終軋成3 mm或更薄的帶卷。

意大利阿維迪鋼廠與合作伙伴普銳特冶金技術(shù)(原西門子奧鋼聯(lián))，對廠內(nèi)的ISP軋線進行了持續(xù)性改進。經(jīng)過多年的改進工作，包括對連鑄機、結(jié)晶器、大壓下量軋機、感應(yīng)加熱器、精軋機彎竄輥系統(tǒng)及工作輥系、高速飛剪和高速卷取機等的改進，最終發(fā)展建成新一代薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線(ESP)。ISP軋線逐步升級為ESP軋線的技術(shù)發(fā)展歷程如圖1所示。

一般情況下，ESP生產(chǎn)線分為6個區(qū)：連鑄區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、層流冷卻區(qū)、卷取區(qū)、運輸區(qū)。各個區(qū)緊湊連接，產(chǎn)品全連續(xù)單向流通，具體如圖1所示。

ESP生產(chǎn)線具有如下工藝特點：

(1)全連續(xù)無頭軋制帶鋼生產(chǎn)，單條連鑄線即可達到出色的生產(chǎn)能力；

(2)生產(chǎn)線工藝布置緊湊，連鑄和軋制工藝直接串聯(lián)，顯著降低熱能消耗；

(3)高溫粗軋及鑄坯特殊的溫度分布；

(4)精軋前電磁感應(yīng)加熱，實現(xiàn)對中間坯補溫；

(5)大規(guī)模生產(chǎn)高品質(zhì)薄帶和超薄帶普碳鋼，在許多用途中替代冷軋帶鋼，即以熱代冷；

圖1 薄板坯連鑄連軋技術(shù)發(fā)展歷程示意圖

1—連鑄機 2—橫移段 3—加熱爐 4—粗除鱗裝置 5—定寬壓力機 6—立輥軋機 7—二輥粗軋機 8—四輥可逆粗軋機 9—熱卷箱 10—飛剪 11—精軋機組 12—新一代快冷裝置 13—常規(guī)層冷裝置 14—卷取機圖2 新一代常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線布置圖Figure 2 Layout of new generation conventional hot strip continuous rolling line

(6)通過大批量、同規(guī)格的生產(chǎn)組織，噸鋼投資降低，從鋼水到熱軋卷的轉(zhuǎn)換成本較低。

2 常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線的技術(shù)特點

常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線經(jīng)過近年來不斷的技術(shù)發(fā)展和改進，產(chǎn)生了大量的新技術(shù)應(yīng)用，主要包括：新型高壓水除鱗裝置、具備大范圍調(diào)寬功能的定寬壓力機、滿足不同生產(chǎn)工藝的吸附式分體式立輥軋機、第三代無芯移送式熱卷箱、高剛性全液壓壓下帶彎輥竄輥功能的四輥精軋機、高精度快速響應(yīng)活套系統(tǒng)、工作輥動態(tài)精密冷卻系統(tǒng)、軋制潤滑系統(tǒng)、環(huán)保除塵系統(tǒng)、適用于品種鋼生產(chǎn)的新一代快冷設(shè)備、適用于薄帶生產(chǎn)的壓帶裝置、更耐磨轉(zhuǎn)盤式側(cè)導(dǎo)裝置、適用于高強鋼成形的強力卷取機、高效智能化運輸?shù)耐斜P式鋼卷運輸系統(tǒng)等。伴隨上述技術(shù)不斷完善和國產(chǎn)化，大幅提升了常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線的市場適應(yīng)能力，并有效控制了一次性投資成本和后期維護成本。

一般情況下，常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線分為7個區(qū)：加熱爐區(qū)、粗軋區(qū)、熱卷箱飛剪區(qū)、精軋區(qū)、層流冷卻區(qū)、卷取區(qū)、運輸區(qū)。軋線功能配置更加全面，能夠覆蓋更廣泛的生產(chǎn)工藝要求，具體如圖2所示。

常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線通過上述新技術(shù)的應(yīng)用，具有如下工藝特點：

(1)半連續(xù)帶鋼生產(chǎn)，板坯熱裝率高，板坯調(diào)寬能力大，軋制節(jié)奏快、產(chǎn)量高；

表1 ESP生產(chǎn)線與常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線產(chǎn)品對比

表2 ESP生產(chǎn)線與常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線設(shè)備配置特點對比

(2)粗軋階段的往復(fù)、多道次軋制，大壓下量軋制，有效改善板材性能；

(3)精軋階段實現(xiàn)恒溫恒速軋制，中間坯溫度均勻、頭尾溫差??；

(4)優(yōu)異的冷卻處理方案，保證品種鋼性能的同時降低生產(chǎn)成本；

(5)帶鋼表面質(zhì)量、板形精度明顯提高，帶鋼全長性能均勻、穩(wěn)定；

(6)滿足對各類普碳鋼、品種鋼和高強鋼的靈活生產(chǎn)組織。

3 ESP生產(chǎn)線與常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線的綜合對比

下面以一條1750 mm規(guī)格的熱軋帶鋼生產(chǎn)線為對象，從產(chǎn)品范圍、產(chǎn)品特性和用途，設(shè)備配置特點，投資規(guī)模、生產(chǎn)成本和后期維護成本等方面進行對比分析。

ESP生產(chǎn)線與常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線產(chǎn)品對比如表1所示。

ESP生產(chǎn)線與常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線設(shè)備配置特點對比如表2所示。

表3 ESP生產(chǎn)線與常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線投資規(guī)模、使用和維護成本對比

ESP生產(chǎn)線與常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線投資規(guī)模、使用和維護成本對比如表3所示。

4 結(jié)束語

綜上所述，ESP生產(chǎn)線的帶鋼產(chǎn)品定位以普碳薄帶和超薄帶為主，且更適用于較少規(guī)格大批量的生產(chǎn)模式，達到降低噸鋼成本，利用熱代冷的特性提高產(chǎn)品定價的盈利方式。而制約ESP生產(chǎn)線擴大產(chǎn)品種類的最主要因素是中間坯的溫度不足和溫度均勻性問題，無法完全滿足品種鋼生產(chǎn)的工藝需求。

而經(jīng)過技術(shù)升級和新裝備應(yīng)用的新一代常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線更適用于滿足多規(guī)格、多鋼種的生產(chǎn)要求，滿足從普碳鋼到品種鋼的各種生產(chǎn)工藝要求，滿足年產(chǎn)量大且生產(chǎn)組織靈活，滿足國產(chǎn)化率高且控制容易的要求。