宝钢1#热镀锌机组现代化改造

【摘要】宝钢1#热镀锌机组（简称C108机组）已投运多年，设备老化严重、产品结构不合理，现已不能满足宝钢发展的需要，急需进行现代化改造。本文结合宝钢热镀锌产品的发展需求，通过分析C108机组现状及存在的问题，提出了与其它机组形成互补的产品定位、充分利用现有厂房、场地，“量身定做”新建机组设备的改造方案，并通过适应性改造能源介质管线和公辅设施，力求方案最优、投资最省。C108机组的改造不仅可以改善宝钢产品的配置结构、降低产品能耗，而且可为高强钢连续热镀锌机组的自主集成和类似机组的原地改造提供一定的参考，确保宝钢在汽车板市场上的可持续发展。

【关键词】原地改造；高强钢；热镀锌；装备技术

1、宝钢1#热镀锌机组的现状

宝钢冷轧厂在1989年建设一条连续热镀锌机组（简称C108机组），该机组原设计产量38万t/a，产品规格0.3～3.0mmx900～1850mm，钢级为软钢，镀层为GI（纯锌镀层），投产至今已24年，目前仅供应低等级建筑彩涂产品的基板。机组设备布置见图1。[1]

机组在上世纪八十年代由美国维恩公司设计，设备能力已跟不上连续热镀锌板产品高强钢轻型化产品生产的发展要求，比如，清洗模式配置非常简单：高压水冲洗+刷洗，仅能去除部分残油，清洗效果良好；退火炉无均热段且废气直接排放，导致镀锌板的可镀性差，对环保节能也非常不利。

机组设备的严重老化，使原设计的机组工艺设备能力不能达标，比如，入出口立式活套钢结构已经严重变形，影响活套正常的冲套、拉套功能，并且带钢跑偏严重。现有C108机组设备老化，急需对其进行现代化改造。

2、改造的定位及难点

2.1机组定位

为了适应汽车工业的发展需要，宝钢一直把汽车板作为战略产品之一。经过多年的发展，宝钢已成为国内生产规模最大及品种最全的汽车板供应商。在热镀锌产品方面的供货能力如下表：

由上表可知，宝钢对抗拉强度大于800MP的汽车板、厚度大于3.0mm的热镀锌板还存在供货能力的缺口。

综合宝钢的汽车板规划及市场发展需求，将C108机组的产品定位为：以厚料、高强和超高强钢为特征的GI汽车板生产线，与其他机组在品种及规格上形成互补，满足不同层次、不同规格、不同品种的汽车用板的需求，使宝钢各条热镀锌机组的产能分配更经济、更合理。

对比改造后的机组定位，现有设计先天不足的机组生产能力远远不能满足需要，多方考虑后，对此机组进行整体拆除，原地重建1条连续热镀锌生产线。

2.2建设难点

（1）机组布置

C108机组与一条连退机组平行布置在一跨42m宽的老厂房，机组布置空间紧张，如下表：

（2）工程设计

限于总图布置，利旧改造厂房布置C108机组。机组位于冷轧厂中心区域，其附近布置前道工序―五机架连轧机及后道机组―彩涂机组，改造空间狭小，并对一些过路能介管道、电缆隧道及区域控制主机造成影响。能介接口改造和主机搬迁事项，需在拆除前或年修期间完成，在空间和时间上对设计形成很大的难度障碍。

3、改造方案

3.1产品方案

改造后的热镀锌机组主要生产以厚料、高强和超高强钢为特征的GI汽车板，设计产能42万t/a（成品量），如下表。

按照改造后的热镀锌机组成材率94.5%考虑，本机组需原料44.5万t/a，由宝钢股份综合考虑上道工序物流解决，其中酸洗机组供5万t/a，轧机供39.5万t/a。改造后的工艺流程见图2。

3.2工艺设备

为了适应改造后机组的高强钢、厚料的生产特点，配置相应工艺设备，机组主要设备配置特点如下：

（1）采用了多级强化清洗技术，包括碱浸洗、碱刷洗、电解碱清洗、热水刷清洗、热水漂洗及热风干燥。清洗强度大、清洗效果好。

（2）采用加热能力大、冷却速度高、温度控制精度高、炉辊辊形控制优良的立式连续直火退火炉，适应多品种、高质量的退火要求。

（3）采用感应加热陶瓷锌锅，带有锌液温度控制和锌锅液面探测系统。

（4）采用空气/氮气两用气刀，带有辅助喷嘴、边部挡板等设施。对板型和位置变化适应性强，可实现在高速下生产出均匀的薄镀层。

（5）采用辊涂式化学处理装置，辊隙及涂料辊和带钢压力可自动调整，以保证镀膜均匀和各种厚度涂层。

3.3机组布置

针对布置难点，作如下特殊考虑：

首先，为了减少对同跨的连退机组生产影响，需要尽量减少连退机组退火炉附近的深基坑开挖，因此，将入口卧式活套设计成半地下式，出口卧式活套则布置在车间地坪（GL=+/-0.00m）以上。

其次，主跨长度仅280m，为此清洗段、中间活套、平整段和后处理塔均采用高架式布置，退火炉也布置在+6.6m平台上，1#开卷机伸入到原料跨，2#卷取机尽可能靠近主跨山墙位置布置，最终机组长度控制在290m之内。主厂房高度制约厚规格带钢镀后冷却能力，为此在带钢出锌锅之后采用移动风箱设备，同时在带钢上行冷却段采用高效冷却技术，尽可能降低镀后塔高度满足厂房高度限制条件。改造后的设备布置见图3。

3.4工程设计

（1）为了减少C108机组设备基础施工对连退机组及老厂房柱基的影响，考虑在原有基础拆除前作基坑围护，并在柱基之间设计支撑。原有基础拆除后，进行回填平整场地，最后根据新老基础载荷的不同进行补桩。

（2）因冷轧厂主电缆地下隧道纵向穿越原电气室地下室，电气室和隧道均无桩基。新建需保留此电缆隧道，拆除电气室之前需在其与厂房柱基之间设置围护。新建电气室时在保留的主线电缆随道两侧补桩新做基础，通过植筋将隧道和基础连成整体，电缆隧道同样设置在新电气室地下室内。

（3）随着现有电气室的拆除，原放置在电气室中的整个2030冷轧厂有线对讲主机必须在拆除前搬迁。在排摸全厂现有几十个电气室情况后，将主机搬迁至相邻的酸洗机组电气室。在设计合理的电缆路由基础上，重新放线各路控制线至新主机。

4、结论

宝钢1#热镀锌机组的现代化改造工作具有很强的专业性，相信在采取上述解决方案之后其改造可以有很大的进步空间，同时也为高强钢连续热镀锌机组的自主集成以及类似机组的原地改造提供一定的参考，确保宝钢在汽车板市场上的强有力竞争力。

参考文献

[1]中国金属学会轧钢学会冷轧板带学术委员会.中国冷轧板带大全.冶金工业出版社，2005.