2012年7月2日,东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(RAL)承担的南钢2800mm中板轧后ADCOS-PM系统成功进行热负荷试车并正式投入生产,经过2个月的运行,取得了显著的成果,得到了南钢的充分肯定。
南钢中板厂是国内极具特色的中厚板生产企业。近年来,以“建设国内一流的精品中厚板生产基地”为目标,南钢不断加大技术改造力度,加快结构调整步伐。2011年,面对复杂的市场环境,南钢决定对2800mm中板生产线轧后冷却系统进行全面系统的改造,拆除原层流冷却系统,新建一套具备ACC/UFC/DQ多项功能的控制冷却装置以及与之相配套的水处理系统,来满足“成分节约型、工艺减量化”中厚板产品的生产需求,进而降低生产成本,提升企业效益。2010年,在王国栋院士提出的新一代TMCP工艺思想指导下,东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(RAL)自主研发的中厚板超快速冷却技术先后在鞍钢4300mm中厚板生产线、首秦4300mm中厚板生产线成功进行工业化实践,并取得了良好的效果,在行业内引起了广泛关注。南钢领导和专家经过多方面考察、论证,最终决定采用由东北大学提出的ADCOS-PM系统,通过采用新一代TMCP工艺,满足企业需求。
整个项目由东北大学总负责,包括新建具备ACC/UFC/DQ多项功能的控制冷却装置ADCOS-PM系统、以及与之相配套的水处理系统,同时在冷却装置前增设预矫直机装置。
自2011年11月项目启动以来,课题组以冷却工艺需求为核心,围绕土建、供水系统、机械设备、电气自动化、液压、流体等多个专业进行系统性的研究。课题组借鉴鞍钢、首秦项目的宝贵经验,依据南钢2800mm中板生产线工艺特点,进行了全面系统的创新设计和工艺装备优化。课题组仍将倾斜射流冲击冷却技术作为核心冷却技术,并在模拟与实践的基础上,对喷嘴直径、喷嘴长度、射流角度、喷嘴阵列形式、集管内部结构等参数进行了深入优化,设计出冷却均匀性好、冷却效率高的缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴,并确定南钢2800mm新建ADCOS-PM系统全长18m,约为以往冷却区域长度的3倍;为了保障钢板冷却过程中的冷却均匀性和控制灵活性,系统采用了双集管耦合逆向冲击冷却技术、多区域冷却控制技术等多项创新技术。此外,钢板头尾比例流量遮蔽技术,钢板上下表面热流密度对称控制技术,供水压力分级调节技术,流量、水压高精度快速调节技术以及水锤、气锤冲击减震技术等多项新型技术的设计和研发,有效保障了该系统能够根据工艺要求进行冷却能力的大范围调整的同时实现钢板的冷却均匀性,满足传统TMCP工艺产品、新一代TMCP工艺产品以及DQ工艺产品的生产需求。
课题组从企业的实际需要出发,仅用7个月就完成了的系统研发、设计和制造,并在2012年6月中下旬利用中板厂中修时间的15天时间,完成了超快冷装备的本体设备和电气自动化系统的安装和基本功能调试。7月2日,超快速冷却系统成功进行热负荷试车并正式投入生产。此后,各项调试工作逐步展开,手动、半自动、自动等功能逐步进行测试并投入使用,常规冷却(ACC)功能、超快冷功能(UFC)以及直接淬火功能(DQ)相继投入。冷却产品规格逐步扩展,冷却强度逐步增强。截止8月底,厚度范围涵盖10mm至100mm,终冷温度涵盖750℃至450℃,包括低合金高强钢、容器板、船板、模具钢、管线钢等在内的所有采用TMCP工艺产品均恢复正常生产和供货。8月中旬,预矫直机进行测试并投入使用,来钢板形得到极大改善。超快冷装置冷却均匀性好的特点得到更好的发挥。板形合格率、性能合格率等主要指标均达到或超过系统改造前的水平,并且钢板表面质量也有明显改善。超快速冷却系统投入运行两个月以来,南钢2800mm中板生产线采用该系统生产的TMCP产品累计接近30万吨,取得了良好的使用效果。与此同时,基于超快速冷却系统的高品质产品的试制和研发工作也同步进行。X52抗酸管线钢、X70管线钢等高附加值产品已实现批量的生产和供货。传统工艺条件下的500MPa以上级特殊用钢,新一代TMCP工艺条件下的低成本Q460C、Q550、Q690等产品的生产试制和工艺探索正在有条不紊开展。
项目实施过程中,南钢各级领导十分重视和关心,并被列为南钢的重点改造工程,公司总经理吕鹏多次听取汇报并到现场调研,中板厂厂长朱金宝等领导主抓本项目,并参加项目审查;东北大学王国栋院士亲自指导,并参加项目的方案审查和设计,保证了本项目的各项工作顺利进行,取得了预期的效果。课题组成员紧密配合,精诚协作。在项目的方案设计过程中,施工和设备制造过程中,课题组骨干韩毅老师、王黎筠老师、王丙兴老师、张志福工程师、高俊国老师、袁国老师、宋国智工程师、曲武广工程师、郭克俊高工、谢谦博士研究生等忘我工作,发挥了重要的作用,保证了项目顺利进行。课题组用自身的努力和勤奋工作赢得了南钢对东大人的肯定和赞誉。

超快冷系统总貌 热负荷试车

钢板喷水冷却 冷后钢板

王国栋院士在现场指导工作并听取南钢中板厂领导介绍项目情况