热轧中宽带生产线的现状分析及发展策略

梁 毅

(二重(德阳)重型装备有限公司，四川618000)

《钢铁产业发展政策》为钢铁产业发展奠定了全面的政策基础。《政策》指出，今后发展重点是技术升级和结构调整。作为我国热轧带钢产能主要力量的常规热连轧尤其是热轧中宽带如何通过技术升级、结构调整、工艺改进达到节约资源、降低能耗。结合热轧卷板发展趋势及产品结构调整，对产能占比达1/3左右的热轧中宽带钢提出可持续发展设想和发展建议。

1 热轧中宽带现状

1.1 热轧中宽带市场环境

21世纪以来，由于我国大规模基础设施建设、住宅建设和制造业领域的需求，造成窄带钢(产品宽度≤600 mm)、中宽带钢(产品宽度介于600 mm～1100 mm之间)需要量增大；同时中宽带钢项目具有建设周期短、投资规模小、达产快、投资回收期短等优势，被各企业看好，造成了较多的重复建设。这些项目的建设投产丰富了国内热轧带钢的规格，但真正高技术水平的项目并不多，大多数生产普通用途的中厚带钢，产品大同小异、缺乏特色，导致了产能无序扩张。

1.2 热轧中宽带竞争环境

根据Mytseel统计，2019年底，国内拥有热轧带钢生产线151条，实际热轧带钢产量合计19 875万吨。根据近五年带钢产量分析，热轧中宽带占比呈现逐年上涨趋势，详见表1。

表1 近五年带钢产量分析Table 1 Analysis on strip steel production in resent five years

另外，预计2020年新增热轧带钢产能超过2000万吨，其中42%属于热轧中宽带。在需求放缓，供大于求的大环境下，热轧中宽带产品的利润空间持续下降，竞争加剧。

1.3 热轧中宽带需求环境

我国的国情决定了国内市场对热轧带钢的需求是多层次、多方面的，既有高质量的宽幅汽车用板，又有制造精度要求较低的窄带、中宽带产品。同时我国又有众多的小、中型焊管机组、冷弯机组需要以热轧中宽带作为原料，代替价格相对较贵的热轧纵切宽带钢。所以，在相当长的一段时期内，热轧中宽带作为窄带钢和宽带钢的过渡产品和补充产品，具有不可替代的作用。

根据冶金工业规划预测和市场调研分析，“十四五”期间，热轧中宽带需求量基本与当前持平，但普碳低端产品需求明显下降，高品质普碳和品种钢需求会不断增多。

2 热轧中宽带发展展望

综合分析，热轧中宽带市场既存在挑战，也存在发展机遇。热轧中宽带的发展应提前布局，与时俱进，通过产品差异化来提升竞争力。

(1)发挥自身优势，调整产品结构

发挥热轧中宽带生产组织灵活、成本低、品种多、应用领域小而全的优势，合理调整产品结构，降低普碳低端产品产量，开发高品质普碳板和品种钢；同时在扩展品种的基础上，将小家电、小五金、家具和自行车零件等深加工企业所需的优质低合金钢、不锈钢等高质量带钢作为主导产品，改变以焊管为主要竞争方向的局面[1]，开拓应用新领域，提高差异化竞争能力。

(2)致力技术升级，产品向薄和宽方向发展

热轧中宽带的发展应在响应政策引导和满足市场需求的前提下，加快、加大思维升级、工艺升级和设备升级，促使产品向着高质量薄板方向发展，满足薄壁焊管提高成材率和降低生产成本，同时推动以薄规格热轧中宽带代替冷轧产品，减少冷轧轧程，节约终端产品全流程成本；促使产品向着宽带钢下限发展，以代替热轧纵切宽带钢市场，推动全行业向低成本和低能耗发展。

(3)优化工艺装备，提升产品优质比

我国热轧带钢经过60余年的发展，已经逐步掌握了热轧带钢生产工艺技术，并且在跟踪吸收先进带钢生产技术方面卓有成效。中宽带钢应在保留自身优势的基础上，有针对性地移植热轧宽带钢的成熟技术，借鉴薄板坯连铸和铸轧等工艺技术，完善工艺装备能力，提高装备稳定性，提高产品实物质量，提升技术经济指标，提高产品附加值和技术含量，达到节约资源和降低能耗的目的。

3 工艺装备升级原则

(1)顺应买方市场，策划工艺提升

我国钢铁产品，尤其是热轧带钢产品经过“产能最大化”的追求后，产能严重过剩。热轧带钢产品的最终用户对产品的使用越来越熟练，很多产品的技术标准制定已经转移到终端用户手中，同样牌号钢种的差异化有进一步扩大的趋势；另外每个终端使用用户的标准有差异，必然会出现差异化的产品订单。热轧中宽带的升级应以市场需求为准则，做好市场调研，策划工艺设备的升级改造，提升市场竞争力。

(2)在高附加值上寻求突破，策划设备能力提升

热轧中宽带企业95%以上为民营，就需要在有限的生产线上拓展尽可能多的钢种，在高端品种上进行尝试和努力，在精尖品种市场上实现突破。应结合企业现状，改造陈旧装备，解决设备精度缺失等问题，以高附加值产品为突破方向提升工艺设备能力。

(3)以稳定薄、宽带生产为目的，升级工艺设备

热轧中宽带产品理论最薄厚度可达1.2 mm，或者1.0 mm，但此规格产品大多数是试生产或极小批量生产，大批量薄规格的稳定生产仍存在很大制约因素，加上薄规格的生产导致设备磨损加剧，特别是高强度薄规格带钢的生产，产品板形和内在质量稳定性更达不到批量稳定生产要求。热轧中宽带的工艺技术升级，应在轧制工艺设备和冷却设备方面进一步优化，提高轧机系统刚性和传动系统刚性，从而带动薄、宽、高强度带材的生产。

(4)消除设备同质化制约，完善工艺装备能力

随着技术引进和国产化进程的加快，我国宽带钢工艺装备水平和生产能力整体上达到国际水平。但热轧中宽带生产线的部分核心工艺设备缺失，部分关键工艺设备没有发挥作用，导致热轧中宽带同质化非常严重，市场竞争力欠缺。热轧中宽带的发展应结合企业定位，以设定的产品大纲为基准，完善工艺装备能力。

4 工艺装备升级策略

热轧中宽带工艺装备应在传统技术的基础上，适应经济新常态下的要求，消化分析热轧宽带钢工艺装备技术特点，有针对性地移植到热轧中宽带项目中，以提高产品实物质量和产品的附加值，降低能源消耗，控制环境污染。

4.1 全连轧粗轧机组设备升级

按照工艺思路，热轧中宽带钢生产线粗轧机组可分为：(1)配置1架粗轧机，进行可逆(5道次或者7道次)轧制；(2)配置两架粗轧机，1架进行可逆轧制，另1架不可逆轧制；(3)配置4架或5架粗轧机连续式生产，不可逆轧制。其中采用多架粗轧机进行全连续式生产的项目较多。

全连续式粗轧机组由于钢坯较厚，温度较高，轧制节奏较快，相邻轧机之间没有厚度检测系统，中间坯的温度控制精度和板形控制精度制约着下游工序的质量。

热轧中宽带全连轧粗轧机组的升级应以精确的工艺模型开发为主，根据计算模型提升中间坯的厚度精度；根据成品宽度控制精度要求，设定立辊轧机数量，有效控制中间坯宽度量，同时优化提升粗轧机能力，提高中间坯厚度控制精度和凸度控制精度；通过模型升级、工艺设备组配以协调匹配精轧机组，充分发挥机组能力，提升产品市场竞争力。

近年来，新上热轧中宽带全连轧项目，经过对粗轧机组工艺优化和工艺装备提升，在生产线产量、产品质量和能源消耗等方面均有大幅提升，市场竞争力进一步增强。以国内新上850 mm全连轧项目为例，2019年统计数据见表2。

表2 850 mm全连轧项目产量Table 2 Production of 850 mm whole continuous rolling project

4.2 粗轧工艺装备组合

粗轧工艺装备组合实现中间坯镰刀弯控制。中间坯的形状决定最终产品切损率和生产线整体收得率。要提高产品精度，粗轧机组对中间坯的镰刀弯和楔形必须加以控制。国外某企业开发的无镰刀弯轧制技术通过在热轧中宽带的应用，逐渐显示出明显的经济效益。其主要策略为：通过粗轧机前强力侧导板和立辊轧机、水平粗轧机的动态组合，以及自动化控制系统有效防止中间坯强力轧制后产生镰刀弯和楔形。热轧中宽带粗轧机组的建设和改造可借鉴该应用成果：配置强力侧导板，辅助进行中间坯头尾宽度控制；配置全液压立辊轧机，进行短行程轧法，减少切头损失率；配置高刚性粗轧机，提高粗轧机压下轧制能力，配置高刚性传动系统以轧制较薄、厚度均匀的中间坯。通过自动化控制系统实现中间坯宽度控制精度，改善中间坯头尾形状，减少镰刀弯和楔形的产生，实现与精轧机组能力匹配，提高成品带钢板形。

4.3 新型热卷箱技术应用

应用新型热卷箱技术，实现中间坯温差控制。热轧中宽带中间坯相对窄而长，头尾温差较大，对下游精轧工序轧制稳定性产生极大影响，穿带困难、冲击大、产品质量均匀性差。要保证薄而宽的热轧中宽带竞争优势，新型热卷箱技术的应用尤为重要。热卷箱技术主要对中间坯起到均温、保温作用，可使中间坯头尾温差大大下降，根据现场测试数据，温降速度由1.7℃/s下降到0.06℃/s；采用热卷箱技术，精轧机组不用升速轧制，可降低精轧机组电机功率约30%，电力消耗减少10%。在不提高精轧机机组装机容量的情况下，可以扩大生产线的产品种类和规格范围，同时降低精轧机穿带冲击，减少备件消耗。采用热卷箱技术，可起到“活套”作用，实现中间坯的物流缓冲。对于热轧中宽带生产线，从设备综合投资、产品精度、市场竞争、投资回报等方面考虑，热卷箱技术均是提高竞争力的最好选择。

4.4 加快对新型弯窜辊技术应用

加快对新型弯窜辊技术应用，提升带钢板形。带钢板形质量是衡量热轧带钢，尤其是薄规格产品质量的主要指标之一。热轧中宽带由于产品相对较窄，多年来板形问题未能引起足够重视，随着薄规格钢带的大量生产、“以热带冷”需求的不断增加、产品质量异议、降级品增加对企业竞争力产生巨大影响，热轧中宽带的板形问题日益凸显。热轧中宽带板形的控制和改善牵扯因素较多，精轧机组轧制稳定性、设备精度的维护、轧机传动系统刚性等均对板形有一定影响。为更好地适应市场，增强市场竞争力，采用工作辊弯窜辊系统来提高板形质量。热轧中宽带应加快对新型弯窜辊的应用，同时在弯窜辊稳定性方面进一步优化提升，以防止带钢产品出现浪形和甩尾现象，提升产品优等品比例。

4.5 新一代快冷装置投入

新一代快冷装置投入以提高带钢性能。热轧中宽带受焊管、建材市场需求制约，产品主要以常规用途为主，有的生产线配置常规冷却装置，但实际控制效果不理想；有的仅设置简易冷却，达不到改善性能的目的。近年来，随着工业界对带钢产品质量的要求越来越高，为充分挖掘带钢终态产品机械加工性能，大量采用控冷技术，同时为降低生产成本，逐步开始开发运用“以水代合金”的冷却技术。热轧中宽带也需在此方面实现突破，根据工艺模型，精确控制带钢的冷却强度和速率、冷却均匀性和卷取温度，提高产品综合性能，降低生产成本。

4.6 液压卷取机和托盘运输系统

液压卷取机和托盘运输系统的应用，改善表面质量。全液压三助卷辊地下卷取机具有良好的偏导对中和自动踏步控制(AJC)功能，助卷辊采用液压缸驱动和高应答性能的自动跳跃控制系统，可以保证带卷头几圈卷取时不产生压痕，提高带钢表面质量。

托盘运输系统可以很好地解决运输节奏对生产能力的制约，解决运输温度过高造成设备的辐射变形问题，可以解决带卷表面的压痕问题。

已经证明这些技术和设备在热轧宽带钢生产线中是成熟的、先进的。热轧中宽带生产线可选择合适的先进技术对设备进行升级或者改造。

4.7 智能取样装置的投入

智能取样装置的投入以提高效率、满足取样需求。应用于热轧宽带钢上的开卷检查设备，随着终端客户对产品表面质量需求的不断提高、对产品内在质量的严苛要求以及高强度、高难度产品比例的不断上升，对带钢开卷检查取样提出了更高要求。智能取样装置的投入应用，提升了自动化操控水平，解决了取样二次划伤问题，改善了操作环境，缩短了取样周期，满足高强钢剪切要求。热轧中宽带生产中，同样存在类似问题，移植应用新技术、新装备，提高带钢质量控制关键装备能力，从而获得带钢数据作为基准数据库，提升产品质量，获得更大的竞争优势。

5 结语

随着国家产能政策的优化调整，供给改革的持续深入，热轧中宽带钢市场竞争也愈加激烈，需要通过技术升级、装备升级、结构调整实现工艺装备、市场定位、产品定位的动态匹配，实现产品质量、产品性能、生产成本的最优化匹配，提升核心竞争力。