1780 mm热连轧机组热送热装的可行性分析

陈冬至 高秋艳 刘社牛

(安阳钢铁集团有限责任公司)

1780 mm热连轧机组热送热装的可行性分析

陈冬至 高秋艳 刘社牛

(安阳钢铁集团有限责任公司)

针对安钢1780 mm热连轧机组的工艺布置和品种结构，分析了热送热装的可行性，并对热送热装的生产组织模式、板坯质量控制和加热工艺优化方面提出了一些具体的措施。

热送热装 板坯质量 生产计划 加热工艺

0 前言

安钢第二炼轧厂1780 mm热连轧机组于2007年6月投产，设计产能达到400万t。由于地理位置的限制，该生产线的板坯库设计能力较小。板坯的热送热装，可以提高板坯库的坯料周转，缓解库容压力;特别是热送直装可以实现板坯不用下线，直接装入加热炉中，既可以最大程度地缓解板坯库压力，又能大大降低能耗，是最经济和效率最高的生产组织模式。

1 生产线的概况

1.1 工艺布置

安钢1780 mm热连轧机组属于常规热连轧机组，炼钢区域主要有2座150 t转炉、2座LF炉外精炼、2座RH真空处理炉、2台常规双流板坯连铸机;轧钢区域主要有3座蓄热步进梁式加热炉、2架粗轧机组、7机架精轧连轧机组、3座地下卷取机。其工艺流程如下:

铁水→炼钢→LF精炼→2座双流板坯连铸→板坯切割→板坯库→3座加热炉→粗除磷→R1两棍粗轧→R2四辊粗轧→切头飞剪→精除鳞→精轧机组→层流冷却→3台卷取机→取样检验→喷号→入库。

1.2 产品的品种结构

1780 mm机组投产以后，根据市场需求，开发了一系列的钢种。目前，已形成了冷轧基料、汽车大梁钢、汽车车轴钢、汽车车轮钢、焊瓶钢、石油管线钢、低合金高强度钢、桥壳用钢、优质碳素结构钢等系列三十多个品种钢，约占该机组总产能的四分之一。

2 热送热装技术

连铸坯热送热装技术从二十世纪的七十年代初开始发展，国内武钢最早开始应用，至今该技术已日臻成熟，被各大钢厂广泛采用。按连铸与热轧之间的连接工艺可以将生产模式分为四种类型:

1)冷装工艺(CCR):连铸坯空冷后，装入加热炉中重新加热至高温，进行轧制，这是传统的生产模式，该模式的能耗最高，生产周期长，对坯库容量的压力也最大。

2)热装工艺(HCR):连铸和热轧可以独立的编制轧制计划，连铸坯暂时堆放在板坯库或保温坑中，入炉温度一般在400℃～700℃之间。

3)直接热装工艺(DHCR):连铸坯不需要下线，直接装入加热炉中。装炉温度一般在700℃～1100℃，该工艺节能效果显著，但需要连铸和轧制生产计划实现一体化，组织的难度较大。

4)连铸坯直接轧制工艺(DR):连铸坯在1100℃条件下不需要加热炉加热，仅通过边角补热装置或均热炉后直接送到轧机进行轧制。

热送热装工艺作为一项重要的节能措施，近年来在常规热连轧机组也得到了应用。梅钢2009年的热装比例达到了50%，马钢2250 mm热连轧的直接热送热装比例超过70%。

3 热送热装的可行性研究

DR生产模式一般适用于薄板坯连铸连轧生产线，对常规热连轧生产线来说，不具备实现的基本条件。安钢热连轧机组在工厂设计上，轧钢机组和连铸机组处在同一主体厂房中，这为实现HCR和DHCR热送热装方式提供了十分有利的条件。

3.1 铸坯的质量控制

连铸坯热装热送工艺实现的前提是连铸工序必须能够提供质量良好、稳定的连铸坯。如果连铸坯存在质量缺陷，就不得不将连铸坯冷却下来进行检查、处理。从安钢热连轧机组的品种结构来讲，除了优质碳素结构钢外，基本都是碳含量不大于0.20%的低碳钢种或低碳微合金化钢种。

低碳钢铸坯，特别是Nb微合金化的钢种，容易出现角横裂的缺陷。原因是氮化铝沿晶界析出，加剧了钢的脆性，当矫直点处于第三脆性区时，铸坯内弧就会产生角横裂。出现角横裂的板坯必须进行清角处理，否则将会使钢材产生边部缺陷。安钢的实践表明，微钛处理可以防止AlN的形成，改善板坯韧性，从而消除板坯角横裂的缺陷。铸坯质量问题的解决为热送热装提供了先决条件。

3.2 生产计划安排

热装热送工艺需要一个可使炼钢、轧钢工序间实现物流直接连接和高速化的生产计划和管理做支撑。这就要求必须实现炼钢、轧钢计划的同步化，物流管理顺畅，生产计划具有在操作、质量异常时的可以动态调整以及信息传递高效、快速等功能。

在热装热送的的三种生产工艺中，DR生产模式一般适用于薄板坯连铸连轧生产线，对常规热连轧生产线来说，不具备实现的基本条件。根据安钢1780 mm热连轧机组的工艺布置特点，应主要采用HCR和DHCR两种工艺的生产组织模式。连铸坯在板坯库堆放空冷，一般0 h～8 h内的装炉温度在500℃ ～600℃，8 h～16 h内的装炉温度为450℃左右，16 h～24 h内的装炉温度为350℃左右，24 h～32 h内装炉温度为300℃左右。一般热装温度≥400℃时节能效果比较明显［1］，因此HCR生产模式热装时间应控制在板坯下线的0 h～16 h内。

对于HCR的生产计划安排，由于炼钢连铸与热轧生产计划属于两个相对于独立的生产计划，它们之间有一定的时间间隔，作为缓冲，因此，在编排生产计划时需要炼钢和轧钢一体化考虑，轧钢的排程方式可采用见坯排程，也可采用计划排程［2］，为提高入炉板坯的温度，板坯在板坯库停留的时间应尽可能地短。

相对于HCR的生产计划，DHCR的生产计划安排要复杂得多。在直接热送热装生产模式下，轧制计划是根据连铸计划生成的。每一块板坯其关联到轧制计划的属性(如宽度、钢种)，在连铸计划制定的时候就已经明确了。由于在连铸计划完成以前，每一炉钢的出钢量等是不明确的，导致整个浇次的板坯实际数量与计划数量有一定的差别;个别板坯可能出现表面等质量问题需要下线处理，因此在计划上要允许进行动态的调整。

由于直接热送热装模式的复杂性，一个轧制计划可以只安排一台连铸机进行直接热送热装生产。由于一个轧制计划存在过渡材和主轧材，存在板坯宽度的变化，而一个连铸计划的宽度是固定不变的，轧制量也大于连铸计划数量。因此一个轧制计划不可能全部采用直接热送热装生产。过渡材由于宽度的不一致，可以采用HCR或CR方式的坯料，DHCR作为主轧材，不足部分可以采用HCR或CR方式的坯料补充。

3.3 加热工艺优化

在热装热送的工艺条件下，目前的加热和轧制工艺应该同时进行优化。若热装以后加热制度的加热炉制度不作调整，加热炉物料热装多带来的节能潜力不但得不到成分发挥，有时甚至于造成炉膛温度过高，增加炉内金属的氧化烧损、过热过烧等加热质量问题［3］。

铸坯装炉温度对加热有很大的影响，在700℃左右是不同热送温度的一个分界线［4］。微钛处理的钢，700℃以下铸坯组织均会发生奥氏体分解相变;700℃以上，热送后奥氏体则不发生相变。700℃以上加热后的奥氏体晶粒度较其700℃以下粗大，较高温度(850℃)热装温度加热后易出现魏氏体的不利组织，可能会导致在后续轧制中易产生缺陷。

对HCR和DHCR的生产模式，根据其装炉温度的不同，加热工艺也应该有所区别。为达到最佳的节能效果和加热质量，同一轧制计划的HCR和DHCR板坯应装入不同的加热炉中，分别执行加热工艺。

4 结语

随着安钢连铸技术水平的提高，已基本解决了各个品种的角横裂等板坯质量问题，为1780机组热送热装创造了先决条件。随着钢材市场竞争的加剧，对钢铁企业降本要求 越来越高，节能减排已成为一项关系到企业生存的重要工作，热送热装技术作为节能减排的重要手段，在热连轧机组有很大的提升空间。因此通过提高炼钢和热轧生产的连续性和稳定性，提升计划管理工作水平，实现热送热装工艺，并不断提高热送热装比例，结合加热和轧制工艺的优化，将进一步实现安钢1780 mm热连轧机组的低成本运营，为公司创造更大的经济效益。

［1］ 王洁，骆正荣.梅钢热送热装工艺.梅山科技，2010(1):63－64.

［2］ 赵勇，刘航.马钢2250 mm热轧热送热装生产模式研究.安徽冶金，2009(2):16 －20.

［3］ 李朝祥，李珊珊，李倩倩.热装加热炉热工制度的研究.工业加热，2008，37(6):32 －34.

［4］ 赵军，唐广波，刘正东，等.微合金化钢热送热装过程组织演变研究.热加工工艺，2010，39(12):17 －20.

FEASIBILITY ANALYSIS ON HOT CHARGING IN 1780 mm HOT STRIP MILL

Chen Dongzhi Gao Qiuyan Liu Shenin

(Anyang Iron and Steel Group Co.，Ltd)

Aiming at the process layout and product structure of 1780 mm hot strip mill in Anyang Steel，it analyzed the feasibility of hot charging and put forward some measures about production organization model of hot charging，slab quality control and slab heating process optimization.

hot charging slab quality production plan heating process

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:2011—9—8