高線風冷線技術改進實踐

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式高速線材生產線，年設計生產能力45 萬噸，主要生產Φ6 ～Φ20 mm 建筑用材和各類工業線材，2022年高二線開發生產了Φ12.5 mmSWRH82B 預應力鋼絞線用盤條，檢驗發現盤條抗拉強度均勻性不好，同圈性能見表1 差異較大，影響用戶使用。

表1 同圈抗拉強度對比表

2 SWRH82 盤條同圈性能差異分析

2.1 化學成分的影響

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

2.2 風冷工藝的影響

分析表1 中同圈抗拉強度最大值和最小值對應盤條位置，發現處于風冷輥道邊部搭接點和中部非搭接點。測量盤條在輥道邊部搭接點和中部非搭接點的溫度，搭接點溫度高于非搭接點49—77 ℃，測量2#風機的風速，結果如表2 所示。

表2 2#風機風速測試表

從2#風機的風速測試結果來看，相同頻率下，風冷輥道邊部風速低于輥道中間風速，而盤條經吐絲機吐出后散布在風冷線時，呈中間疏、兩邊密的狀態，加之兩邊密的搭接點處風速反而低，導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 技術改進研究

根據牛頓冷卻定律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、換熱表面的形狀、部位以及流體的流速等都有密切關系，物體表面附近的流體的流速愈大，其表面對流換熱系數也愈大[1]。

分別測量風冷線10 臺風機的出風口尺寸，如圖1 所示，測量結果見表3。

圖1 風機出風口尺寸示意圖

表3 風口尺寸測量表

高二線風冷輥道因出風面積過大，實測平均風速較慢，導致換熱系數處在范圍內低限值，造成換熱效果特別是邊緣部位不好，考慮對風冷線進行改進見圖2，擬通過提高風速來改善SWRH82B 盤條同圈性能差異[2]。

圖2 風冷線改進方案示意圖

改進方案是用45×45 的角鐵對出風口進行焊接封堵，縮小出風口面積到1.15 m2，給予系統阻力的同時使壓力提升，提高風速，提升風冷線邊部冷卻效果。

4 改進效果

通過對高二線風冷輥道進行改進，1—10#風機風速，特別是邊緣部位風速明顯提升，盤條邊部搭接點與中部非搭接點的平均溫度差異縮小到36 ℃，冷卻速度差異變小，SWRH82B 盤條同圈抗拉強度差異控制在40 MPa 以內，風冷線改進取得較好效果見表4、表5。

表4 2#風機改進后風速測試表

表5 改進后同圈抗拉強度對比表

5 結語

（1）對Φ12.5 mmSWRH82B 盤條的同圈性能差異進行分析研究，發現盤條搭接點和非搭接點的風速存在較大差異，導致冷卻速度不同，造成同圈性能差偏大。

（2）通過改進風冷線，縮窄風機出風口面積，使得風壓提升，提高了風速，特別是邊緣部位的風速，改進后，風機風速提高20—30 m/s，盤條邊部搭接點與中部非搭接點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）風冷線改進后，SWRH82B 盤條同圈抗拉強度差異控制在30 MPa 以內，同圈性能差異改善效果顯著。