位于巴西里約熱內(nèi)盧州Resende的Votorantim Metais鋼廠(chǎng)是一家以電爐為基礎(chǔ)的新的棒線(xiàn)材廠(chǎng)，生產(chǎn)市場(chǎng)十分暢銷(xiāo)的盤(pán)條。新鋼廠(chǎng)與電器和自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商Russula密切配合，2008年9月投產(chǎn)一個(gè)月便生產(chǎn)出盤(pán)條而未出現(xiàn)廢品。由Russula提供的水處理設(shè)備使鋼廠(chǎng)生產(chǎn)用水的循環(huán)使用率達(dá)到了98%。
1 軋機(jī)
軋鋼廠(chǎng)目前有一條線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)（計(jì)劃建第二條生產(chǎn)線(xiàn)），兩條生產(chǎn)線(xiàn)共用一套粗軋機(jī)和加熱爐。
軋機(jī)有28機(jī)架，分成三部分：粗軋機(jī)（所有產(chǎn)品通用），中軋機(jī)和精軋機(jī)。
工廠(chǎng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是每年生產(chǎn)100萬(wàn)t小方坯和50萬(wàn)t鋼材。軋機(jī)的軋制速度根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格而定。
Russula公司提供全套電器和軋機(jī)運(yùn)行的基本控制系統(tǒng)，同時(shí)全面負(fù)責(zé)電器設(shè)備工程設(shè)計(jì)。公司提供的自動(dòng)化裝置和控制系統(tǒng)是*********的，可以用于任何長(zhǎng)材軋機(jī)，實(shí)現(xiàn)工藝的全面自動(dòng)控制。
粗軋機(jī)由6機(jī)架組成，粗軋后分成兩條軋制線(xiàn)。粗軋后有一臺(tái)頭、尾剪切機(jī)。由于軋制材料尺寸和速度原因，粗軋機(jī)采用張力控制，用張力控制系統(tǒng)確保棒材在最小張力狀態(tài)下完成變形。
粗軋機(jī)和其它兩軋機(jī)區(qū)域產(chǎn)生的軋制速度基準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)測(cè)量每機(jī)架前后橫斷縮小比，即R-因子，予以控制。用R-因子控制軋制比其它方法更簡(jiǎn)便，因?yàn)槭褂肦-因子，操作者不需同時(shí)控制多個(gè)軋機(jī)參數(shù)，如軋制速度、馬達(dá)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)等。只需控制一個(gè)參數(shù)即每機(jī)架的壓縮量。
粗軋機(jī)末端的950mm剪切機(jī)、中軋機(jī)和精軋機(jī)各自配備的頭、尾剪切機(jī)均使用相同的剪切控制原理以剪切軋制后的棒材頭、尾。每臺(tái)機(jī)組軋制后，棒材頭部冷卻且變形，所以進(jìn)入下一個(gè)軋制道次時(shí)必須切去棒材的頭部和尾部。
950mm剪切機(jī)后，分成兩條線(xiàn)，第二條線(xiàn)尚未建成。第二條線(xiàn)建成后，成品鋼材的軋制能力將提高到年產(chǎn)100萬(wàn)t。采用兩條線(xiàn)是為了獲得理想的控制穩(wěn)定性，粗軋后安裝一臺(tái)大型活套，利用這些配置可以穩(wěn)定控制精軋出口速度和吐絲速度，簡(jiǎn)化操作、優(yōu)化卷取。
Votorantim Metais鋼廠(chǎng)高線(xiàn)軋機(jī)中使用的活套與其它軋機(jī)的相同，使用自動(dòng)活套控制的主要目的是通過(guò)每臺(tái)機(jī)架間的一臺(tái)活套保持其無(wú)張力軋制。
2 活套控制
小方坯經(jīng)粗軋第6機(jī)架和大型活套后，進(jìn)入已分成兩條線(xiàn)的中軋機(jī)。
2.1 中軋機(jī)
中軋機(jī)由6機(jī)架和700mm頭、尾剪切機(jī)組成。根據(jù)軋制產(chǎn)品的質(zhì)量需求，機(jī)架可水平/垂直設(shè)置。
在7/8和8/9機(jī)架之間仍通過(guò)張力控制，但9/10和11/12機(jī)架之間則采用活套控制。
2.2 精軋機(jī)
精軋機(jī)始于700mm剪切機(jī)和V12機(jī)架后。精軋機(jī)的軋制速度較高，在第28軋制道次無(wú)扭終軋機(jī)后可達(dá)到120m/s。
在精軋機(jī)后，吐絲機(jī)將線(xiàn)材卷繞成圈，并通過(guò)由8段和6臺(tái)風(fēng)機(jī)組成的快速冷卻器（使用數(shù)目根據(jù)產(chǎn)品強(qiáng)度而定）和水平機(jī)械手（C形鉤子）送至盤(pán)卷出口。最后，線(xiàn)卷經(jīng)壓縮機(jī)壓實(shí)、稱(chēng)重送到成品發(fā)運(yùn)間貯存待售。
3 水處理設(shè)備
由于煉鋼、軋鋼以及環(huán)保用水量極大，將導(dǎo)致生產(chǎn)成本的大幅度升高。因此，Russula公司為Votorantim Metais鋼廠(chǎng)設(shè)計(jì)和提供的水處理設(shè)備的主要目標(biāo)是確保生產(chǎn)用水在一個(gè)閉合回路中高質(zhì)量地完成水的循環(huán)處理和最小水量補(bǔ)充，即水的循環(huán)使用率達(dá)到98%，蒸發(fā)和凈化水損失量為2%。
總承包合同規(guī)定，公司提供的水處理設(shè)備包括收集和處理取自Paraiba do Sul河的未軟化水。新的水處理廠(chǎng)處理的軟水既要保證供高線(xiàn)軋機(jī)，也要滿(mǎn)足電爐煉鋼需要。
水處理分為四步，每一步對(duì)處理后水的質(zhì)量具有同等的重要作用。實(shí)踐證明，軋鋼廠(chǎng)和煉鋼廠(chǎng)使用過(guò)的水有以下三種類(lèi)型的污染物需要從用過(guò)的水中去除。它們是氧化鐵皮、油/油脂以及泥渣。
第一步用氧化鐵皮坑去除氧化鐵皮。
在氧化鐵皮坑中加入絮凝體，使懸浮在廢水中的細(xì)氧化鐵皮顆粒凝結(jié)成塊，去除大于等于200μm的氧化鐵皮。使用絮凝體而不使用凝結(jié)劑是因?yàn)楹笳邥?huì)與水中的氯化物和硫酸鹽起化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備腐蝕而不得不加入抗腐蝕劑。此外，因?yàn)檫@種水處理設(shè)備使用的是環(huán)形過(guò)濾器而不是砂形過(guò)濾器，因而使用絮凝體去除氧化鐵皮的效果比使用凝結(jié)劑更好。
第二步用分離池去除油和油脂。
在氧化鐵皮坑去除200μm及其以上尺寸的氧化鐵皮后的水及尚未去除的200μm以下的懸浮粒子進(jìn)入分離池。由于水在分離池中停留時(shí)間較長(zhǎng)（超過(guò)一小時(shí)），所以，分離處理后的溢水中的氧化鐵皮含量已降至20-30ppm，可以返回到軋機(jī)使用。此外，在第二步通過(guò)雙功能橋式刮刀和撇油器去除了水中的油和油脂。將沉積在分離池底部的泥渣泵至泥渣濃縮槽，最后送到板式壓濾器。
第三步自動(dòng)環(huán)式過(guò)濾器阻止油和油脂回到軋機(jī)。
在第三步采用了與前二步不同的技術(shù)，即應(yīng)用了環(huán)形過(guò)濾器。Votorantim Metais鋼廠(chǎng)使用8支環(huán)形過(guò)濾器且裝配成一組，每支過(guò)濾器配四支過(guò)濾器濾筒。與砂型過(guò)濾器相比，由于環(huán)形過(guò)濾器重量最適中（每組重約2000kg），能更加有效利用空間位置而不會(huì)增加土建工程量。環(huán)形過(guò)濾器由多個(gè)聚丙烯環(huán)形過(guò)濾筒組成，且一個(gè)置于另一個(gè)頂部，有利于提高過(guò)濾效率。這種過(guò)濾器能過(guò)濾20μm到400μm的細(xì)顆粒和油粒，具體適應(yīng)范圍根據(jù)技術(shù)要求和過(guò)濾粒子類(lèi)型而定。
實(shí)際使用證實(shí)，環(huán)形過(guò)濾器的壽命可以超過(guò)10年。所以在通常情況下運(yùn)行不需更換過(guò)濾筒。另外，環(huán)形過(guò)濾器不同于砂型過(guò)濾器，它能有效過(guò)濾油和油脂且不會(huì)因被污染而失去過(guò)濾功能。因此，環(huán)形過(guò)濾器使用效率高、壽命長(zhǎng)。
環(huán)形過(guò)濾器的反洗功能是完全自動(dòng)化的，而且能根據(jù)壓力、時(shí)間或其它技術(shù)參數(shù)制定反洗程序。反洗用水量也很少（不到砂型過(guò)濾器的1/10）。
Votorantim Metais鋼廠(chǎng)的環(huán)形過(guò)濾器反洗消耗清潔水為20m3，但砂型過(guò)濾器完成同樣的反洗，其消耗的清潔水量卻需要大約900m3。
第四步冷卻塔對(duì)水進(jìn)行冷卻。
最后一步是將過(guò)濾后僅有微量氧化鐵皮（約20ppm）的水泵至冷卻塔進(jìn)行冷卻，之后送回軋機(jī)重新使用。測(cè)試證明，水的總損失量為2%，即每100m3的廢水經(jīng)處理后98m3可以再使用。泵送水量超過(guò)10800m3/h時(shí)耗電約2.4MW/h。
4 預(yù)處理水站
因?yàn)樗幚韽S(chǎng)是新建的，所以，它必須從一條距軋鋼廠(chǎng)約2km的Paraiba do Sul河里取水（未經(jīng)處理硬水）。取水點(diǎn)與預(yù)處理站之間通過(guò)管道連接。
預(yù)處理水站的處理能力約400m3/h。預(yù)處理水站由化學(xué)藥品添加、混合、層狀分離和過(guò)濾等工藝組成。經(jīng)上述處理后再進(jìn)行脫Ca軟化，最后經(jīng)反滲透膜處理得到軟水。
由于只有高質(zhì)量的水才能保護(hù)軋機(jī)等設(shè)備，所以經(jīng)軟化后的軟水必須與過(guò)濾和冷卻后的工藝水相混合并返回到凈環(huán)水系統(tǒng)和濁環(huán)水系統(tǒng)。
5 投產(chǎn)
經(jīng)過(guò)仔細(xì)地安排和正確決策之后，軋機(jī)成功投產(chǎn)且在一個(gè)月內(nèi)順利軋出了第一卷盤(pán)卷，無(wú)任何廢品。這對(duì)于一套新軋機(jī)而言是困難的。
水處理設(shè)備設(shè)計(jì)、水質(zhì)量和環(huán)形過(guò)濾器等技術(shù)在先進(jìn)性方面超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。在投產(chǎn)后很短時(shí)間內(nèi)，軋機(jī)軋制5.5mm棒材時(shí)，第一機(jī)架每?jī)纱诬堉浦g的時(shí)間間隙是4s，吐絲機(jī)的速度達(dá)到105m/s，生產(chǎn)率超過(guò)了鋼廠(chǎng)的期望值。
