趙富強， 喇思蘭， 李凌宇

（中冶沈勘秦皇島工程設計研究總院有限公司， 河北 秦皇島 066000）

河鋼集團舞鋼公司二軋廠目前正在新建一條年產10 萬t 寬厚板熱處理線。產品規格：鋼板厚度6～120 mm，鋼板寬度1 400～3 700 mm，鋼板長度5 000～18 000 mm，鋼板最大質量25 t，鋼板最大單位質量2 900 kg/m。產品品種：耐大氣腐蝕板、橋梁板、海洋結構板、高強結構板、造船鋼板、管線鋼板、鍋爐鋼板、容器鋼板、耐磨鋼板等。熱處理爐由中冶賽迪工業爐公司總承包，東北大學負責淬火機設備供應，拋丸機引進英國Wheelabrator 設備，中冶沈勘秦皇島院負責工廠設計。

1 生產工藝流程

鋼板在軋制后，為均勻組織、細化晶粒，消除軋制影響，得到所要求的組織和性能，一般要進行正火、調質等熱處理[1]。為此新建的熱處理線工藝流程見圖1。

圖1 熱處理工藝流程圖

為了保證鋼板熱處理的質量，對需要進行正火、淬火及回火的鋼板在進入熱處理爐之前先要進行表面拋丸處理，除去鋼板表面的氧化鐵皮和污物。鋼板在爐內按相應的熱處理制度加熱、保溫，根據相應工藝制度加熱到目標溫度，經保溫后由爐輥運送出爐。正火、淬火鋼板出爐后，根據鋼種生產工藝要求，可先在淬火機/NAC 冷卻裝置處通過NAC 冷卻段進行冷卻，將鋼板按照規定的冷卻速度冷卻到工藝目標溫度。回火鋼板將淬火鋼板重新送入熱處理爐內進行加熱、保溫。熱處理后的鋼板在冷床上冷卻后進行檢查，標印，進入成品庫堆存，等待發貨。

2 主要設備的配置參數

2.1 熱處理爐

2.1.1 爐體

該熱處理爐采用輻射管供熱N2保護輥底爐，有效長度65 560 mm，有效布料寬度3 700 mm。在入口段和出口段長度約1.5 m 內分別設有：密封門、密封簾、帶水冷的爐門框。密封門在入口和出口各設1個，型鋼和鋼板焊接結構，配有電動升降機構，爐門密封采用自壓緊。密封簾在每個爐門設置2 道，采用耐火纖維布10 層內襯，Cr25Ni20 材質網鏈結構，耐高溫柔性抗輻射，可有效阻隔爐內外氣體交換，減少熱損失。氣封裝置安裝在兩道密封簾間，鋼板運行線的上部和下部，爐門打開時N2通過噴嘴上下自動噴出形成氣簾正壓區域，最大限度的減少爐外空氣進入爐內，造成鋼板氧化，同時降低氮氣消耗量。爐子鋼結構內側襯有復合耐火材料層，以避免外部爐體鋼結構過熱并且減少熱損失。鋼板通過線以上的爐墻和爐頂設計為陶瓷纖維模塊復合層，鋼板通過線以下爐墻設計為隔熱磚復合層，以減少由于鋼板在爐內事故運行時對爐內襯的損害，密封件采用陶瓷纖維板和陶瓷纖維毯，使爐底輥周圍區域內的熱散降低為最小。爐子砌體耐火材料的組成具有絕熱性能好、熱惰性小、使用壽命長等特點。

2.1.2 燃燒系統

熱處理爐燒嘴分別布置在爐輥的上部和下部，沿爐長方向設置10 個供熱段，共20 個溫度控制區，可根據生產需要靈活調節分區，分別對爐溫進行自動控制，保證爐溫均勻性。燒嘴采用自身預熱式，輻射管在爐寬方向采用長短支交錯布置，上下加熱，沿爐長方向兩側布置，各區燒嘴交錯布置。保溫段設計降低單個燒嘴功率，減小保溫段燒嘴間距，保證保溫段爐溫均勻性。

熱處理爐采用了固定周期與可變周期組合數字化脈沖控制技術和快速升降溫技術。

動態脈沖控制，自動線性升降溫，漸進式控制爐溫，可手動或自動控制升降溫速率。在不同溫度及不同負荷下，采用不同的脈沖組合控制策略，低溫時采用可變周期式控制方式，固定單個燒嘴燃燒時間，加大脈沖頻率，使爐內氣氛攪動劇烈，從而獲得較好的溫度均勻性。熱處理爐升降溫頻繁，升降溫所占用的時間多少直接影響到熱處理爐的實際使用效率。快速線性脈沖降溫采用空氣對爐膛進行冷卻，從而帶走爐膛熱量，達到快速降溫的目的。在冷卻時采用相應的脈沖控制策略，全爐降溫均勻，不會出現局部過冷的情況，有效保護設備安全。

2.1.3 熱處理工藝

熱處理溫度見表1，熱處理爐加熱及保溫時間見表2。

表1 熱處理溫度 ℃

表2 連續熱處理加熱及保溫時間

2.2 淬火機

淬火機設備滿足鋼板淬火和正火加速冷卻（NAC）兩種工藝要求。設備本體由高壓部分和低壓部分組成，總長22 120 mm，其中高壓段3 100 mm，低壓段17 520 mm。高低壓上框架可分別或同時升降。配備高低壓兩個獨立的冷卻系統，高壓段供水壓力1.0 MPa，水量6 000 m3/h，低壓段供水壓力0.5 MPa（NAC 0.2~0.3 MPa），水量7 500 m3/h，可滿足厚度為6~120 mm、寬度為1 400~3 700 mm 鋼板產品的淬火及正火后控制冷卻工藝需要。根據鋼種及鋼板規格，可實現連續淬火模式、正火控制冷卻、常化空過等工藝操作模式。

2.3 拋丸機

拋丸機采用輥道直通式，拋丸清理速度2~6 m/s變頻控制，除銹質量等級BSa2.0～BSa2.5，處理后鋼板表面粗糙度40～50 μm。

拋丸系統由前密封、拋丸室、拋丸室輥道、清掃室、后密封、丸料循環系統等組成。前、后密封室進出口上共懸掛不少于6 層耐磨橡膠簾，出口底部裝有雙層高彈性尼龍毛刷排。拋丸室上下面各布置4 臺拋丸器以完全覆蓋鋼板表面。拋丸器的軸向與鋼板行進方向形成合適角度，以產生最佳沖擊效果，并防止彈丸累積在處于拋射區的鋼板表面上，影響清理效果。清掃室作用是對鋼板上表面彈丸的清掃及上下表面灰塵的吹掃。首先，犁板用來刮掉鋼板上的大部分彈丸，其次，高強度尼龍滾刷將彈丸掃起，掃進收丸螺旋輸送器內，再由收丸螺旋輸送器將彈丸分運到室體內鋼板的側邊流下，由拋丸機底部螺旋送回丸料循環系統，之后通過兩道吹掃（一道高壓風機和一道壓縮空氣）裝置進行殘余丸料及灰塵清掃，確保在清掃后板面殘余丸料不大于5 顆/m2。丸料循環凈化系統由循環系統和丸料分離凈化系統構成，用于將合格彈丸與碎丸、氧化皮、鐵銹及污物有效分離。

3 結語

河鋼集團舞鋼公司二軋鋼廠現有4 條熱處理生產線，其產能中正火鋼占2/3，高附加值產品（調質類高強鋼、高附加值Cr-Mo 鋼）由于受產能限制僅占1/3。隨著該生產線的投產，高附加值鋼板供應能力得到進一步加強，優化了產品結構，增強了企業市場競爭力。