高線風(fēng)冷線技術(shù)改進(jìn)實(shí)踐

李剛 楊穎 周建勛

（武昆股份軋鋼廠）

1 概況

昆鋼軋鋼廠高二線是一條全連續(xù)式高速線材生產(chǎn)線，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45 萬噸，主要生產(chǎn)Φ6 ～Φ20 mm 建筑用材和各類工業(yè)線材，2022年高二線開發(fā)生產(chǎn)了Φ12.5 mmSWRH82B 預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)盤條抗拉強(qiáng)度均勻性不好，同圈性能見表1 差異較大，影響用戶使用。

表1 同圈抗拉強(qiáng)度對比表

2 SWRH82 盤條同圈性能差異分析

2.1 化學(xué)成分的影響

高二線吐絲圈徑設(shè)置為1 850 mm，計(jì)算得知Φ12.5 mmSWRH82B 一圈的長度約為5.8 m，對應(yīng)鑄坯的長度為2.6 cm，2.6 cm 長幾乎等同為在鋼坯上的位置相同，不會出現(xiàn)成分偏析，因此判斷化學(xué)成分偏析不是影響同圈抗拉強(qiáng)度差異大的原因。

2.2 風(fēng)冷工藝的影響

分析表1 中同圈抗拉強(qiáng)度最大值和最小值對應(yīng)盤條位置，發(fā)現(xiàn)處于風(fēng)冷輥道邊部搭接點(diǎn)和中部非搭接點(diǎn)。測量盤條在輥道邊部搭接點(diǎn)和中部非搭接點(diǎn)的溫度，搭接點(diǎn)溫度高于非搭接點(diǎn)49—77 ℃，測量2#風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，結(jié)果如表2 所示。

表2 2#風(fēng)機(jī)風(fēng)速測試表

從2#風(fēng)機(jī)的風(fēng)速測試結(jié)果來看，相同頻率下，風(fēng)冷輥道邊部風(fēng)速低于輥道中間風(fēng)速，而盤條經(jīng)吐絲機(jī)吐出后散布在風(fēng)冷線時，呈中間疏、兩邊密的狀態(tài)，加之兩邊密的搭接點(diǎn)處風(fēng)速反而低，導(dǎo)致此時同圈盤條中部與邊部的冷卻速度不同，這也就是SWRH82B 盤條同圈性能差異大的原因。

3 技術(shù)改進(jìn)研究

根據(jù)牛頓冷卻定律Φ=qA=AhΔt=Δt/（1/hA），流體與固體表面之間的換熱能力，與換熱過程中流體的物理性質(zhì)、換熱表面的形狀、部位以及流體的流速等都有密切關(guān)系，物體表面附近的流體的流速愈大，其表面對流換熱系數(shù)也愈大[1]。

分別測量風(fēng)冷線10 臺風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口尺寸，如圖1 所示，測量結(jié)果見表3。

圖1 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口尺寸示意圖

表3 風(fēng)口尺寸測量表

高二線風(fēng)冷輥道因出風(fēng)面積過大，實(shí)測平均風(fēng)速較慢，導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)處在范圍內(nèi)低限值，造成換熱效果特別是邊緣部位不好，考慮對風(fēng)冷線進(jìn)行改進(jìn)見圖2，擬通過提高風(fēng)速來改善SWRH82B 盤條同圈性能差異[2]。

圖2 風(fēng)冷線改進(jìn)方案示意圖

改進(jìn)方案是用45×45 的角鐵對出風(fēng)口進(jìn)行焊接封堵，縮小出風(fēng)口面積到1.15 m2，給予系統(tǒng)阻力的同時使壓力提升，提高風(fēng)速，提升風(fēng)冷線邊部冷卻效果。

4 改進(jìn)效果

通過對高二線風(fēng)冷輥道進(jìn)行改進(jìn)，1—10#風(fēng)機(jī)風(fēng)速，特別是邊緣部位風(fēng)速明顯提升，盤條邊部搭接點(diǎn)與中部非搭接點(diǎn)的平均溫度差異縮小到36 ℃，冷卻速度差異變小，SWRH82B 盤條同圈抗拉強(qiáng)度差異控制在40 MPa 以內(nèi)，風(fēng)冷線改進(jìn)取得較好效果見表4、表5。

表4 2#風(fēng)機(jī)改進(jìn)后風(fēng)速測試表

表5 改進(jìn)后同圈抗拉強(qiáng)度對比表

5 結(jié)語

（1）對Φ12.5 mmSWRH82B 盤條的同圈性能差異進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)盤條搭接點(diǎn)和非搭接點(diǎn)的風(fēng)速存在較大差異，導(dǎo)致冷卻速度不同，造成同圈性能差偏大。

（2）通過改進(jìn)風(fēng)冷線，縮窄風(fēng)機(jī)出風(fēng)口面積，使得風(fēng)壓提升，提高了風(fēng)速，特別是邊緣部位的風(fēng)速，改進(jìn)后，風(fēng)機(jī)風(fēng)速提高20—30 m/s，盤條邊部搭接點(diǎn)與中部非搭接點(diǎn)的平均溫度差異縮小到36 ℃，減少了盤條邊緣部位和中間部位的冷卻速度。

（3）風(fēng)冷線改進(jìn)后，SWRH82B 盤條同圈抗拉強(qiáng)度差異控制在30 MPa 以內(nèi)，同圈性能差異改善效果顯著。