摘  要：介绍了本钢浦项冷轧薄板有限公司连续退火机组的的工艺流程、设备组成及其主要性能参数，该机组投产以来存在的问题和改进措施。

关键词：连续退火机组；冷轧板；工艺；装备

1  前言

    本钢浦项冷轧薄板有限公司的连续退火机组是继宝钢1800 mm连续退火机组之后，我国已建成投产的第2套连续退火机组。该机组于2006年7月6日开始热负荷试车，设计产量为90万t／a。机组由日本JFE公司总设计，关键设备从日本引进，其他设备由JFE公司设计、监造，国内合作制造。电气控制系统由日本TME—IC公司设计制造。半年来的试生产实践表明，该机组基本达到设计要求，但也存在一些问题。

2连续退火机组的工艺流程和特点

该机组工艺流程为：上料系统→双开卷→双平头机→双飞剪→窄搭接焊机→碱液／电解清洗段→入口活套→预热段→加热段→均热段→缓冷段→快冷段(GJC+RC) →过时效段→终冷段→出口活套→平整机→出口检查活套→圆盘剪→静电涂油机→飞剪→双卷取机→下料系统。其主要工艺技术参数见表1。

 该连续退火机组具有以下特点：

    (1)采用双开卷机、双卷取机、自动拆捆带机、自动打捆带机、入口双飞剪等设备，机组自动化水平高。   

    (2)采用立式浸洗、电解清洗、漂洗、烘干和卧式刷洗、漂洗相结合的清洗方式；清洗整流器电流大，结构紧凑，长度短。

    (3)采用入口、出El、出VI检查3组立式活套，可保证机组全连续生产。

    (4)采用加速喷气冷却+辊冷的快冷方式，带钢板形质量和温度均匀性大大提高。

    (5)退火炉采用连续比例控制、“鼓一抽”式烧嘴和W型辐射管，燃烧效果好。炉内采用高张力控制，设有张力辊、张力测量辊、控偏辊、稳定辊，以及辊型设计和辊凸度控制系统，可有效避免带钢炉内跑偏，保证带钢板形质量。

    (6)采用单机架六辊UCM平整机，并配备出口板形仪，可实现板形的闭环控制。

    该机组的产品宽度与宝钢1800mm连续退火机组相同，但宝钢的产品厚度为0．45～2．0

mm；该机组设计钢种(HSS)最高强度级别为780MPa，宝钢为590 MPa；该机组设计速度稍低于宝钢机组，其设计年产量为940500 t。

3  主要设备

3．1  焊机

    本钢连续退火机组选用日本三菱电机公司的全自动窄搭接焊机，具有搭接量小、焊接周期短、焊接强度高、焊缝厚度增加小等优点。其主要功能有：人、出口活套的自动形成，带头带尾自动对中，剪切，冲孔，废料处理，上下焊轮调整等。该焊机性能见表2。与宝钢1800mm机组的焊机基本相同，仅因产品大纲不同而参数略有不同。

3．2  清洗段

    本钢连续退火机组清洗段的流程为：立式碱浸洗一卧式碱刷洗一立式电解清洗一卧式热水刷洗一立式漂洗一立式挤干一立式烘干。清洗段的特点是长度较短，高度较高，结构紧凑，占地少。另外，采用紊流、多道次清洗，大电流密度电解清洗和多级漂洗，清洗效果好。但与宝钢1800 mm机组相比，电解整流器功率和电极尺寸较小，电解清洗能力稍弱。该清洗段的性能如下：

    (1)碱浸洗槽：采用立式碳钢槽，碱液浓度为2％～3％，温度为70℃，配有1套沉没辊(传动)、2套转向辊(传动)和1套压辊(传动)。

    (2)刷洗槽：共2套，分别位于电解槽前后，1^#刷洗槽为卧式碳钢槽，2^#刷洗槽为SUS 304

不锈钢槽，各配有4套刷辊、4套支持辊、4套挤干辊和1套喷梁。1^#刷洗槽碱液浓度为2％～3％．温度为70℃，2^#刷洗槽脱盐水温度为80℃。

    (3)电解槽：采用立式碳钢槽(衬胶)，碱液浓度为2％～3％，温度为70℃，配有l套沉没辊、2套转向辊、4套电极(规格为2．2 mL×2．15 MW)和2套电解整流器(100A×30 V)，整流器间距150 mm，电流密度为12．3 A/dm²。

    (4)漂洗槽：采用SUS304不锈钢立式槽，盐水温度为80℃，配有1套沉没辊(沟槽式)、2套转向辊、6套喷梁(每个梁装5个不锈钢扁平喷嘴)。

3．3连续退火炉

连续退火机组的退火炉由日本三菱  日立公司设计，炉子总长131.6 m。炉子高温段炉辊、烧嘴、助燃风机等关键设备由日本引进，其他设备合作制造，其基本参数见表3。与宝钢1800 mm机组退火炉相比，辐射管和烧嘴数量较少，炉子总加热能力稍低，炉子总长度稍短，带钢在炉内的道次数较少，因此采用最大机组速度时本钢连续退火机组的带钢保温时间较短。两个炉子最大的区别是冷却方式不同，宝钢采用保护气体循环高速喷吹冷却技术，带钢与冷却设备无接触，无带钢划伤现象，冷却均匀，冷却速度易调节，结构简单，维修方便。另外，两个炉子均采用陶瓷纤维和隔热板轻型材料作为炉内隔热材料，外衬薄耐热不锈钢板，可提高炉子的热响应能力；加热控制方式也均采用比例控制调节方式。

3．3．1  预热段

    带钢进炉子入口密封装置后，经4个垂直道次，由预热后的保护气体(氮氢混合气体)预热到170～220℃后进入加热段。预热气体是由加热段和保温段辐射管中的废气通过2台换热器加热到430℃(最高)，再由循环风机抽取预热后的保护气体，通过4个带圆形喷嘴的气体喷射箱强制喷射到带钢上。该段设有1个张力测量辊和1台工业电视。

3．3．2  加热段

    带钢经预热段与加热段之间的炉喉进入加热段，加热段共22个道次，分8个温度控制区，采用辐射管加热，出口处设有高温计，利用其测量值可反馈控制各温度控制区的温度，该段最高炉温为940℃。燃烧系统由主烧嘴(带有助燃空气换热器)、点火烧嘴(点火装置一点火电极和火焰检测器)、点火助燃风机、助燃风机、W型辐射管(306套)和热交换器等组成。烧嘴采用“抽一鼓”式烧嘴，燃烧控制精确，燃烧效率好。为减少辐射管对炉辊的直接热辐射，减小带钢的热瓢曲，该段装有遮热挡板；该段前5套炉顶辊的炉辊室内还装有一套辊凸度控制装置；并对加热段入口处5个炉顶辊边部喷射氮氢保护气体，以减少因入口处带钢温度与炉内温度温差较大而造成的炉辊辊凸度变化，从而减少带钢跑偏和热瓢曲倾向。另外，加热段设有2套双辊纠偏装置、1个张力测量辊和2台工业电视。

3．3．3保温段(均热段)

    保温段的设计和加热段相同，带钢被W型辐射管烧嘴(39套)加热并保持在保温温度。保温段共9个道次，分2个温度控制区，出口处设有高温计，利用其测量值可反馈控制各温度控制区的温度。燃烧系统与加热段相同，并与加热段共用废气排放风机。该段设有1个张力测量辊和1台工业电视，并与缓冷段共用一套双纠偏辊。

3．3．4  缓冷段

    缓冷段共5个道次，分4个温度控制区，出口处设辐射高温计，用于反馈控制各温度区温度。采用气体喷射冷却，即循环风机把经过冷却器冷却的保护气体由4个冷却气体喷箱通过扁平喷嘴喷射到带钢上。并装有电加热器，用于预热(开炉时)和冷却速度过快时进行辅助加热以保证缓冷段出口带钢温度。为减少带钢通过炉顶辊时的变形，在缓冷段上炉辊室设置了辊凸度控制系统和炉辊遮热板，以保证炉辊辊型，减少带钢瓢曲倾向。缓冷段与保温段共用1套双纠偏辊，设有1个张力测量辊和1台工业电视。

3．3．5快冷段

    快冷段介于4^#和5^#炉子张力辊之间，共1个道次，采用气体喷射冷却+辊冷方式(GJC+RC)，辊冷带有辅助气体喷射冷却系统。为便于带钢穿带，辊冷辊可横向移动，其辊筒内部设有冷却水循环通道，与传统辊冷辊相比，此辊冷辊有如下优点：

    (1)冷却水循环管道紧靠于辊身表面，凸度变化小。

    (2)带钢宽度方向上与辊冷辊紧密接触。

    (3)带钢与辊冷辊接触包角大时，也不易产生大的变形。

    (4)提高了冷却能力，减小了冷却风机功率。

    快冷段前后设炉内张力辊(4^#炉5根，5^#炉4根)，采用高张力操作，以保证带钢稳定运行。喷气冷却系统设有3个带钢稳定辊，以防止带钢因气体喷射引起抖动，其入口设1套密封辊装置，2个密封辊可防止冷的混合保护气体进入张力辊室。张力辊室设有电加热器，以保证炉辊凸度，减小带钢冷飘曲。快冷段人口设有1个张力测量辊和1台工业电视。

3．3．6  过时效段

    炉子过时效段采用电加热方式，共35个道次，分2个过时效温度控制区，设有1套双辊纠偏装置、1套单辊纠偏装置、2个张力测量辊和1台工业电视。

3．3．7  终冷段

    终冷段冷却系统由带有圆形喷嘴的2套喷气冷却喷箱(共14个喷箱)、8台冷却气体循环风机和8台循环气体冷却器等组成，共6个道次，设有1个张力测量辊和1套密封辊装置。带钢经终冷段冷却到150℃左右后，再经气体密封装置，进入水淬槽。水淬槽循环水由1台板式换热器冷却，经循环泵循环以减少脱盐水的消耗。水淬槽系统有2个沉没辊和1个转向辊。在水淬槽之后，大部分水被挤干辊挤干，剩余的水由1台热风干燥器喷嘴喷射出的热空气吹干，出口处带钢温度可至45℃以下。

    终冷段设有1套双辊式纠偏辊、1个张力测量辊和1台工业电视。   

 3．4  平整机

    平整机采用三菱日立的单机架六辊UCM平整机，其性能见表4，与宝钢1800 mm连续退火机组的平整机基本相同，但宝钢的轧辊直径为Φ460／Φ480／Φ920 mm，最大轧制力为12000N。这类平整机具有以下特点：

    (1)出口设置板形辊，板形控制采用闭环控制，通过中间辊轴向横移系统、中间辊正弯、工作辊正负弯辊来实现。

    (2)采用湿／干式两用平整方式。

    (3)轧制力用力马达阀控制，弯辊力用比例阀控制。

  (4)中间辊轴向横移距离大，控制板形能力强，处理复合板形优势明显。

3．5  切边剪

本钢连续退火机组选用引进的双刀回转式切边剪。该剪采用AC矢量电机驱动，离合器气动接断，设有带钢防弯曲辊，剪切宽度、剪刃间隙和重合量南伺服电机自动调整。主要性能参数见表5。

4本钢连续退火机组存在的问题

    通过半年来的试生产，该机组暴露出下列问题：

    (1)废边卷球机的卷轴等装置设计不合理，经常出现卡阻等故障，影响切边生产。经改进后问题已解决。

    (2)退火炉加热段炉体外表温度较高，影响该区域部分通讯电缆的寿命。经改善该区域的通风条件和更换耐热电缆后，问题得到了解决。

    (3)时常发生卷取溢出边问题，原因尚未查清。

    (4)该机组原设计无带钢表面质量自动检查系统，对产品质量的判定有一定影响。目前该设备已外购，不久将投入使用。

5  结语

    通过对本钢连续退火机组的介绍以及与宝钢1800 mm连续退火机组的比较可以看出，本钢连续退火机组的装备水平已位居世界前列，是我国目前投产的最先进的连续退火机组之一。该机组在热负荷试车不久就生产出合格的汽车面板，目前已完成了25个规格、180个汽车部件在汽车制造厂的认证，国内某著名汽车制造厂出口欧洲的轿车中33个部位使用了本钢连续退火机组生产的汽车板。