高线风冷线技术改进实践

李刚 杨颖 周建勋

（武昆股份轧钢厂）

1 概况

昆钢轧钢厂高二线是一条全连续式高速线材生产线，年设计生产能力45 万吨，主要生产Φ6 ～Φ20 mm 建筑用材和各类工业线材，2022年高二线开发生产了Φ12.5 mmSWRH82B 预应力钢绞线用盘条，检验发现盘条抗拉强度均匀性不好，同圈性能见表1 差异较大，影响用户使用。

表1 同圈抗拉强度对比表

2 SWRH82 盘条同圈性能差异分析

2.1 化学成分的影响

高二线吐丝圈径设置为1 850 mm，计算得知Φ12.5 mmSWRH82B 一圈的长度约为5.8 m，对应铸坯的长度为2.6 cm，2.6 cm 长几乎等同为在钢坯上的位置相同，不会出现成分偏析，因此判断化学成分偏析不是影响同圈抗拉强度差异大的原因。

2.2 风冷工艺的影响

分析表1 中同圈抗拉强度最大值和最小值对应盘条位置，发现处于风冷辊道边部搭接点和中部非搭接点。测量盘条在辊道边部搭接点和中部非搭接点的温度，搭接点温度高于非搭接点49—77 ℃，测量2#风机的风速，结果如表2 所示。

表2 2#风机风速测试表

从2#风机的风速测试结果来看，相同频率下，风冷辊道边部风速低于辊道中间风速，而盘条经吐丝机吐出后散布在风冷线时，呈中间疏、两边密的状态，加之两边密的搭接点处风速反而低，导致此时同圈盘条中部与边部的冷却速度不同，这也就是SWRH82B 盘条同圈性能差异大的原因。

3 技术改进研究

根据牛顿冷却定律Φ=qA=AhΔt=Δt/（1/hA），流体与固体表面之间的换热能力，与换热过程中流体的物理性质、换热表面的形状、部位以及流体的流速等都有密切关系，物体表面附近的流体的流速愈大，其表面对流换热系数也愈大[1]。

分别测量风冷线10 台风机的出风口尺寸，如图1 所示，测量结果见表3。

图1 风机出风口尺寸示意图

表3 风口尺寸测量表

高二线风冷辊道因出风面积过大，实测平均风速较慢，导致换热系数处在范围内低限值，造成换热效果特别是边缘部位不好，考虑对风冷线进行改进见图2，拟通过提高风速来改善SWRH82B 盘条同圈性能差异[2]。

图2 风冷线改进方案示意图

改进方案是用45×45 的角铁对出风口进行焊接封堵，缩小出风口面积到1.15 m2，给予系统阻力的同时使压力提升，提高风速，提升风冷线边部冷却效果。

4 改进效果

通过对高二线风冷辊道进行改进，1—10#风机风速，特别是边缘部位风速明显提升，盘条边部搭接点与中部非搭接点的平均温度差异缩小到36 ℃，冷却速度差异变小，SWRH82B 盘条同圈抗拉强度差异控制在40 MPa 以内，风冷线改进取得较好效果见表4、表5。

表4 2#风机改进后风速测试表

表5 改进后同圈抗拉强度对比表

5 结语

（1）对Φ12.5 mmSWRH82B 盘条的同圈性能差异进行分析研究，发现盘条搭接点和非搭接点的风速存在较大差异，导致冷却速度不同，造成同圈性能差偏大。

（2）通过改进风冷线，缩窄风机出风口面积，使得风压提升，提高了风速，特别是边缘部位的风速，改进后，风机风速提高20—30 m/s，盘条边部搭接点与中部非搭接点的平均温度差异缩小到36 ℃，减少了盘条边缘部位和中间部位的冷却速度。

（3）风冷线改进后，SWRH82B 盘条同圈抗拉强度差异控制在30 MPa 以内，同圈性能差异改善效果显著。