淺談軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

江東

摘 要：在世界范圍內(nèi)在生產(chǎn)鋼鐵的技術(shù)方面目前我國還處于比較落后的位置，我國鋼鐵的產(chǎn)量與質(zhì)量在很大程度上受到了影響，相關(guān)的工藝和技術(shù)還不夠成熟。國內(nèi)的這種發(fā)展?fàn)顩r在第二次工業(yè)革命就開始興起鋼鐵工業(yè)，國外早經(jīng)過多年發(fā)展，技術(shù)和生產(chǎn)工藝現(xiàn)在已經(jīng)取得的大幅度領(lǐng)先。就目前而言，我國的工業(yè)生產(chǎn)尤其是鋼鐵生產(chǎn)的方面，不管是產(chǎn)量、技術(shù)，還是施工工藝，相較于國外發(fā)達國家來說都是相對落后的。因此對軋鋼生產(chǎn)工藝的提高與改良是很有必要的。本文現(xiàn)對軋鋼生產(chǎn)工藝和其發(fā)展與創(chuàng)新進行分析與討論。

關(guān)鍵詞：軋鋼生產(chǎn)；工藝技術(shù)；應(yīng)用

我國經(jīng)濟發(fā)展中軋鋼領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代作用，因而相關(guān)工作人員不斷加強對于軋鋼技術(shù)和工藝的研發(fā)力度，完善軋鋼技術(shù)和新工藝的應(yīng)用，保證我國軋鋼領(lǐng)域的進一步發(fā)展和壯大。

1 軋鋼工藝簡介及生產(chǎn)能耗現(xiàn)狀

軋鋼工藝是重工業(yè)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，生產(chǎn)各類機械零件都用到軋鋼技術(shù)。軋鋼技術(shù)可根據(jù)不同企業(yè)的要求，對原材料進行加工與整合，實現(xiàn)由原材料到成品的過渡過程。在實際中，應(yīng)用較為廣泛的是冷軋、熱軋這兩種技術(shù)。軋鋼工藝是通過機械來改變鋼原料的物理性質(zhì)及部分特性，這種高強度、高消耗的機械，大多數(shù)均以電能為能源。此外，有些鋼材的加工需在高溫度下進行，甚至需要高溫加熱后迅速冷卻，這就造成了軋鋼工藝具有能源消耗量大的特點。綜上所述，分析在軋鋼工藝中能源消耗的原因，一是利用機械對原材料的塑性加工，二是高溫加熱以及低溫冷卻鋼材。

鋼鐵工業(yè)的消耗占據(jù)了我國能源總消耗的13%。并且這個數(shù)據(jù)還在持續(xù)增長。軋鋼工序消耗資源占到了總能耗的15%～20%左右。若將多余的能耗應(yīng)用在軋鋼工藝中，則產(chǎn)量將多出70%左右。從軋鋼行業(yè)和企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，2015年我國粗鋼產(chǎn)量為8.04億噸，同比下降2.3%，鋼材實際消費量為6.64億噸，同比下降5.4%。在“十二五”期間，我國重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗下降了5.28%，技術(shù)和裝備水平大幅提高，主要能耗指標(biāo)逐漸降低，管理水平也有了大幅度的提高。如今，我國已進入“十三五”計劃期間，雖然在軋鋼工藝中取得了重大進展，但仍存在許多問題。

2 新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

2.1 棒材生產(chǎn)及其控制技術(shù)

隨著鋼材市場的持續(xù)低迷，企業(yè)的產(chǎn)品想要鞏固拓展或躋身競爭激烈的鋼材市場，其產(chǎn)品必須有良好的整體質(zhì)量，其中外觀質(zhì)量是最重要的環(huán)節(jié)。

為了更有效地控制棒材軌跡，將小棒軋線分成5個軌跡控制區(qū)，即：1段穿水輥道前、4#飛剪前、5飛剪夾送輥前、2段穿水輥道前、3段穿水輥道前、6#飛剪前。這樣可以分段控制棒材軌跡。通過原設(shè)計現(xiàn)場的使用情況得出結(jié)論，棒材只能隨著軋機輸出方向運動，每段軌跡無法參與控制。為了解決這一難題，技術(shù)人員在每段區(qū)域前方輥道框架上設(shè)計了兩側(cè)附帶檔距調(diào)整功能立導(dǎo)輪的輥道組。可以調(diào)整輥子高度控制棒材輸出高度、同時可以通過對立導(dǎo)輪的調(diào)整控制其左右軌跡，從而使棒材在小棒軋機5段區(qū)域始終在輥道的中心線行進，降低與輥道底板、護板產(chǎn)生接觸，避免不必要的摩擦，降低棒材表面產(chǎn)生劃傷現(xiàn)象。

經(jīng)過長周期的運行，進口韌磨板逐步消耗完畢，國產(chǎn)備件開始上線使用，運行結(jié)果顯示國產(chǎn)備件使用壽命不足進口備件1/10。這種情況備件更換周期無法滿足現(xiàn)場使用條件，一旦掌控不到位，棒材表面就會與韌磨板出現(xiàn)不正常摩擦，出現(xiàn)劃傷現(xiàn)象。技術(shù)人員對現(xiàn)場國產(chǎn)備件進行了材質(zhì)化驗發(fā)現(xiàn)與外方提供圖紙資料的化學(xué)元素基本相符，最終在技術(shù)部分的幫助下確定問題出現(xiàn)備件的熱處理工藝達不到外方提供的技術(shù)要求。經(jīng)過長期和多個國內(nèi)制造廠商的技術(shù)交流、試驗，這一問題也得到解決，最終該區(qū)域由于群板、韌磨板產(chǎn)生的劃傷得到了有效的控制。

2.2 機械生產(chǎn)工藝技術(shù)

（1）熱機械控制工藝。對于機械生產(chǎn)工藝技術(shù)中，熱機機械控制工藝主要針對金屬中各項組織進行控制，將其分布情況和各項性能保證其相變過程，例如在對金屬馬氏體組織獲取過程中，首先需要通過將過冷奧氏體進行初步冷卻，然后通過TMCP技術(shù)將其冷卻速度進行調(diào)整和控制，最大限度避免其中擦還說呢和能夠其他組織，比如索氏體以及珠光體的形成，將需要獲得的組織進行控制，通過熱機控制工藝將奧氏體晶粒進行細(xì)致劃分，通過一定的加工工藝將組織可能發(fā)生的相變情況進行控制，提升金屬最終的強度，通過這項工藝技術(shù)的應(yīng)用將低合金鋼中一些微含量元素進行降低，也從成本角度上實現(xiàn)了降低效果，應(yīng)用過程中需要注意這項工藝與其他技術(shù)之間的配合，以及對控制模型選擇，目前國內(nèi)外比較先進的冷卻裝置都是采用高密度管層流冷卻，配備高精度的溫控軟件。

（2）柔性軋制技術(shù)。柔性軋制技術(shù)是在鋼材軋制過程中，通過將組織性能線應(yīng)用與其中，這種技術(shù)最終能夠?qū)崿F(xiàn)將同一種性能的材料生產(chǎn)出具備不同性能的材料，通過整個生產(chǎn)工藝和過程進行了簡化，通過柔性的控制技術(shù)實現(xiàn)了軋鋼的制造，它可分為組織性能柔性軋制技術(shù)和外形尺寸柔性軋制技術(shù)兩個方面，通過將技術(shù)應(yīng)用與軋制工藝中，實現(xiàn)了更大轉(zhuǎn)變，提升了生產(chǎn)效果，將一些復(fù)雜問題通過組織管理的方式進行了解決，為我國軋鋼技術(shù)的發(fā)展提供了支撐。

2.3 無頭軋制技術(shù)

在國內(nèi)資源匱乏、大宗原材料依靠進口的條件下，鋼鐵行業(yè)高耗能、高污染嚴(yán)重，縮短工藝流程，降低能源消耗和生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品性能是鋼鐵行業(yè)的必然抉擇。全無頭產(chǎn)線很好地解決了上述問題，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。（1）流程短，低能耗；設(shè)備緊湊，節(jié)省廠房投資。（2）極限規(guī)格?。?.8mm），替代部分冷軋產(chǎn)品，常規(guī)軋制無法超越。（3）穿帶、拋尾次數(shù)少，故障率低，頭尾板型好。（4）產(chǎn)品的厚度、寬度精度均優(yōu)于常規(guī)軋機。（5）同一規(guī)格恒速軋制，全長產(chǎn)品的溫度、組織、性能均勻。（6）不存在明顯的頭尾鐮刀彎，板型、卷型好。（7）燒損、切損少，成材率高（從鋼水到帶卷的綜合收得率可達98%）。2016年以來，國內(nèi)多家企業(yè)針對現(xiàn)有CEM和ESP等產(chǎn)線的不足，不斷改進，更優(yōu)化型的無頭產(chǎn)線應(yīng)運而生，并在未來一段時間內(nèi)發(fā)揮其優(yōu)勢和效能。

2.4 節(jié)能施工技術(shù)

1）優(yōu)化爐燒嘴設(shè)計

目前許多企業(yè)應(yīng)用的燃料是焦?fàn)t煤氣，但爐燒嘴的材質(zhì)仍然是按照燃油混合煤氣來進行設(shè)計的。此種爐燒嘴型號偏大，在實際生產(chǎn)中只能調(diào)節(jié)其中的20%調(diào)節(jié)性能差，且燃燒效果不明顯。可通過先進的科學(xué)技術(shù)重新設(shè)計爐燒嘴，使其可靈活調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，提高火焰剛度。

2）減少冷卻水消耗量，回收利用冷卻水介質(zhì)余熱

可以適當(dāng)提高冷卻水的出水口溫度，通過這種改變可大幅度的降低冷卻水需要量。經(jīng)相關(guān)測算，若在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將出入口溫度提高10℃，冷卻水的消耗量可減少40%左右。此外，可利用回收的冷卻介質(zhì)余熱，不僅節(jié)約用水量，并且可減少爐內(nèi)熱損失，回收利用余熱蒸汽，提高成品的質(zhì)量。

綜上所述，我國經(jīng)濟發(fā)展中鋼鐵行業(yè)是其重要發(fā)展之一，通過將軋鋼技術(shù)進行提升，具備非常強的意義好作用，因此加強軋鋼技術(shù)和工藝的研究，是之后發(fā)展軋鋼技術(shù)的重要趨勢。

參考文獻：

[1] 徐細(xì)華，趙安明，肖鵬，陳小波，管興偉. 軋鋼技術(shù)和裝備化問題的分析與實現(xiàn)應(yīng)用[J]. 中國金屬通報，2016（09）：75+74.

[2] 李德松. 自動軋鋼技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)中的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 冶金動力，2015（03）：61-63.

[3] 王慶軍. 對軋鋼技術(shù)發(fā)展的研究與探討[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015，12（01）：55.