关于棒材强力穿水冷却项目的技术经济分析

摘 要：穿水冷却是成品从精轧机轧出后立即穿过水冷装置进行强行冷却的型钢控制冷却。文章经过比较和计算，将国内普通冷却设备改进后，给钢铁行业带来巨大的经济效益。

关键词：棒材；穿水冷却；技术；经济

1 项目背景与应用简介

目前弱穿水冷却是轧件从，精轧机轧出后立即穿过水冷装置进行强行冷却的棒材控制冷却。经过控制轧制的钢材轧后的控制冷却一般分为一次冷却、二次冷却及最后空冷三个阶段。连续式小型棒材轧机上应用最广泛的是棒材轧后余热淬火及自回火工艺，又称为QTB及QTR工艺。该工艺是利用终轧后轧件自身的热量，使之通过专门设定的穿水冷却水箱，准确控制轧件的冷却速度，从而获得所需要的组织和性能的一种方法。

强力穿水冷却只需在最后一架精轧机和3#飞剪之间安装一组水箱，长度为13-18m，部分钢厂已经对20MnSi连铸坯轧后进行强力穿水控制冷却（见图1）改造工程，引进国外技术生产出460MPa的英国标准钢筋。目前国内相关厂家合作实现了国外穿水冷却设备的国产化转化。以下就强力穿水相关技术及经济效益粗浅分析。

图1

穿水冷却用的水冷装置有单层套管冷却器、双层套管冷却器、喷射式冷却器、旋流式湍流管冷却器、箱式冷却器、层流冷却器及定向环形喷射式冷却器等多种形式。其中，旋流式湍流管冷却器的冷却能力强、应用最广，强力穿水冷却设备使用的是大流量、大压力快速冷却，具有均匀性好，色差均匀，生产稳定性好等优特点。

2 技术优势

使用强力穿水冷却设备与原国内普通冷却设备的优势如下：降低合金成份（具体成本分析见附表）；原先的成品表面斑点现象较严重，现在基本消除斑点现象；原先成品温差落差较大，现在成品温差落差已经控制在合理范围内；原先成品在冷床上易弯曲，现在成品在冷床上弯曲现象已经消除；原来国内穿水会产生很大蒸汽，现在基本没有蒸汽；原来冷却能力不足，需降速生产，现在基本保持原先正常生产速度，保证产量。

3 新型设备改造产生的效益

其中：仅仅按照HRB400E中的V含量计算：（0.00028/0.95<利用率>/0.77<钒氮合金品味>）×108000元/吨=41元/吨。

以上为直接效益，此穿水能保证成品线速度，从而产生了间接效益。

强力穿水冷却设备的穿水冷却能力强大，保持原先正常生产速度，保证产量。解决先前冷却设备冷却能力不足，导致线速度降速15%，从而产生间接效益。（以两切分螺纹钢20成品线速度12m/s为例：12m/s<线速度>×0.15<折扣率>×2<两切分>×3600s<一小时>×7<一个班>×3<三个班>×2.47kg/m<每米重量>=672吨/天）。按照目前吨钢产生100元效益计算，如全月生产∮20螺，则672×100×28天=188.16万元/月。

通过以上对比和试验，HRB400E钢种可以下降大于40元/吨，460B钢种可以下降大于60元/吨，B500B钢种可以下降大于80元/吨，同时间接提高了产量。

4 强力穿水冷却项目投资的成本与效益

因强力穿水冷却设备的基本原理为大流量大压力，故对原有的水系统需进行改造，从而满足水量1000-1200m3/h，压力1.8-2.0Mpa的水系统要求。需投资三台泵和三台电机及水路改造，总成本约为150万（视具体情况而定），冷却设备总价为480万，合计630万元整。

以一条年产80万吨的棒线为例：合金方面效益：40元/吨×800000吨=3200万元，间接效益800000吨×0.15×100元/吨（生产商利润随市场波动）=1200万元，一年总效益为4400万。

通過以上分析：此冷却设备属于低投资高回报产品，给钢铁行业将带来巨大的经济效益。

5 结束语

此技术市场潜力大，投资小、见效快，技改后带来可观效益。

参考文献

[1]李曼云，孙本荣.钢的控制轧制和控制冷却技术手册[M].冶金工业出版社，1998.

作者简介：刘庆祖（1970-），男，汉族，江苏南京人，本科，高级工程师，冶金轧钢设备设计高级工程师，主要从事冶金轧钢设备研发工作。