摘 要：穿水冷卻是成品從精軋機(jī)軋出后立即穿過(guò)水冷裝置進(jìn)行強(qiáng)行冷卻的型鋼控制冷卻。文章經(jīng)過(guò)比較和計(jì)算，將國(guó)內(nèi)普通冷卻設(shè)備改進(jìn)后，給鋼鐵行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：棒材；穿水冷卻；技術(shù)；經(jīng)濟(jì)

1 項(xiàng)目背景與應(yīng)用簡(jiǎn)介

目前弱穿水冷卻是軋件從，精軋機(jī)軋出后立即穿過(guò)水冷裝置進(jìn)行強(qiáng)行冷卻的棒材控制冷卻。經(jīng)過(guò)控制軋制的鋼材軋后的控制冷卻一般分為一次冷卻、二次冷卻及最后空冷三個(gè)階段。連續(xù)式小型棒材軋機(jī)上應(yīng)用最廣泛的是棒材軋后余熱淬火及自回火工藝，又稱(chēng)為QTB及QTR工藝。該工藝是利用終軋后軋件自身的熱量，使之通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)定的穿水冷卻水箱，準(zhǔn)確控制軋件的冷卻速度，從而獲得所需要的組織和性能的一種方法。

強(qiáng)力穿水冷卻只需在最后一架精軋機(jī)和3#飛剪之間安裝一組水箱，長(zhǎng)度為13-18m，部分鋼廠已經(jīng)對(duì)20MnSi連鑄坯軋后進(jìn)行強(qiáng)力穿水控制冷卻（見(jiàn)圖1）改造工程，引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)出460MPa的英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)鋼筋。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)廠家合作實(shí)現(xiàn)了國(guó)外穿水冷卻設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化轉(zhuǎn)化。以下就強(qiáng)力穿水相關(guān)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益粗淺分析。

圖1

穿水冷卻用的水冷裝置有單層套管冷卻器、雙層套管冷卻器、噴射式冷卻器、旋流式湍流管冷卻器、箱式冷卻器、層流冷卻器及定向環(huán)形噴射式冷卻器等多種形式。其中，旋流式湍流管冷卻器的冷卻能力強(qiáng)、應(yīng)用最廣，強(qiáng)力穿水冷卻設(shè)備使用的是大流量、大壓力快速冷卻，具有均勻性好，色差均勻，生產(chǎn)穩(wěn)定性好等優(yōu)特點(diǎn)。

2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

使用強(qiáng)力穿水冷卻設(shè)備與原國(guó)內(nèi)普通冷卻設(shè)備的優(yōu)勢(shì)如下：降低合金成份（具體成本分析見(jiàn)附表）；原先的成品表面斑點(diǎn)現(xiàn)象較嚴(yán)重，現(xiàn)在基本消除斑點(diǎn)現(xiàn)象；原先成品溫差落差較大，現(xiàn)在成品溫差落差已經(jīng)控制在合理范圍內(nèi)；原先成品在冷床上易彎曲，現(xiàn)在成品在冷床上彎曲現(xiàn)象已經(jīng)消除；原來(lái)國(guó)內(nèi)穿水會(huì)產(chǎn)生很大蒸汽，現(xiàn)在基本沒(méi)有蒸汽；原來(lái)冷卻能力不足，需降速生產(chǎn)，現(xiàn)在基本保持原先正常生產(chǎn)速度，保證產(chǎn)量。

3 新型設(shè)備改造產(chǎn)生的效益

其中：僅僅按照HRB400E中的V含量計(jì)算：（0.00028/0.95<利用率>/0.77<釩氮合金品味>）×108000元/噸=41元/噸。

以上為直接效益，此穿水能保證成品線(xiàn)速度，從而產(chǎn)生了間接效益。

強(qiáng)力穿水冷卻設(shè)備的穿水冷卻能力強(qiáng)大，保持原先正常生產(chǎn)速度，保證產(chǎn)量。解決先前冷卻設(shè)備冷卻能力不足，導(dǎo)致線(xiàn)速度降速15%，從而產(chǎn)生間接效益。（以?xún)汕蟹致菁y鋼20成品線(xiàn)速度12m/s為例：12m/s<線(xiàn)速度>×0.15<折扣率>×2<兩切分>×3600s<一小時(shí)>×7<一個(gè)班>×3<三個(gè)班>×2.47kg/m<每米重量>=672噸/天）。按照目前噸鋼產(chǎn)生100元效益計(jì)算，如全月生產(chǎn)∮20螺，則672×100×28天=188.16萬(wàn)元/月。

通過(guò)以上對(duì)比和試驗(yàn)，HRB400E鋼種可以下降大于40元/噸，460B鋼種可以下降大于60元/噸，B500B鋼種可以下降大于80元/噸，同時(shí)間接提高了產(chǎn)量。

4 強(qiáng)力穿水冷卻項(xiàng)目投資的成本與效益

因強(qiáng)力穿水冷卻設(shè)備的基本原理為大流量大壓力，故對(duì)原有的水系統(tǒng)需進(jìn)行改造，從而滿(mǎn)足水量1000-1200m3/h，壓力1.8-2.0Mpa的水系統(tǒng)要求。需投資三臺(tái)泵和三臺(tái)電機(jī)及水路改造，總成本約為150萬(wàn)（視具體情況而定），冷卻設(shè)備總價(jià)為480萬(wàn)，合計(jì)630萬(wàn)元整。

以一條年產(chǎn)80萬(wàn)噸的棒線(xiàn)為例：合金方面效益：40元/噸×800000噸=3200萬(wàn)元，間接效益800000噸×0.15×100元/噸（生產(chǎn)商利潤(rùn)隨市場(chǎng)波動(dòng)）=1200萬(wàn)元，一年總效益為4400萬(wàn)。

通過(guò)以上分析：此冷卻設(shè)備屬于低投資高回報(bào)產(chǎn)品，給鋼鐵行業(yè)將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

此技術(shù)市場(chǎng)潛力大，投資小、見(jiàn)效快，技改后帶來(lái)可觀效益。

參考文獻(xiàn)

[1]李曼云，孫本榮.鋼的控制軋制和控制冷卻技術(shù)手冊(cè)[M].冶金工業(yè)出版社，1998.

作者簡(jiǎn)介：劉慶祖（1970-），男，漢族，江蘇南京人，本科，高級(jí)工程師，冶金軋鋼設(shè)備設(shè)計(jì)高級(jí)工程師，主要從事冶金軋鋼設(shè)備研發(fā)工作。