淺談軋鋼生產(chǎn)中的新技術(shù)應(yīng)用

畢德強(qiáng) 田維利 韓剛 高鑫渤

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，我國(guó)的軋鋼領(lǐng)域不斷引進(jìn)新的生產(chǎn)設(shè)備以及工藝控制技術(shù)，從而研發(fā)出性能更高的鋼材產(chǎn)品。因此，在軋鋼生產(chǎn)中要加強(qiáng)新工藝新技術(shù)的研究與應(yīng)用，從而為提高鋼材生產(chǎn)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文簡(jiǎn)單分析了我國(guó)的軋鋼裝備現(xiàn)狀，并探討了軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：軋鋼；無頭軋制技術(shù)；鋼鐵工業(yè)

1 軋鋼技術(shù)概述

軋鋼技術(shù)主要包括冷軋、熱軋和中厚板型操控技能，比如，使用控扎控冷技能來進(jìn)行棒材，經(jīng)過特殊設(shè)置的制冷器來進(jìn)行設(shè)置，就能夠在很大程度上增強(qiáng)棒材的強(qiáng)度與耐性。在熱軋窄帶鋼出產(chǎn)過程中，這種技術(shù)依據(jù)不一樣的請(qǐng)求能夠有效地實(shí)現(xiàn)鋼材的外形改變，經(jīng)過這種技術(shù)出產(chǎn)的零件高度比較高，能夠用來進(jìn)行特殊資料的制作。在社會(huì)的發(fā)展中，軋鋼機(jī)技術(shù)逐漸向大型化、高速化、連續(xù)化、節(jié)能化、高精度方向發(fā)展。

鋼鐵工業(yè)的消耗占據(jù)了我國(guó)能源總消耗的13%。并且這個(gè)數(shù)據(jù)還在持續(xù)增長(zhǎng)。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(guó)粗鋼產(chǎn)量為8.04億噸，同比下降2.3%，鋼材實(shí)際消費(fèi)量為6.64億噸，同比下降5.4%。在“十二五”期間，我國(guó)重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)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(guó)已進(jìn)入“十三五”計(jì)劃期間，雖然在軋鋼工藝中取得了重大進(jìn)展，但仍存在許多問題。

2 軋鋼裝備的發(fā)展?fàn)顩r

軋鋼裝備的好壞直接影響軋鋼產(chǎn)品的好壞。近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)綜合實(shí)力的不斷提升，在軋鋼裝備方面也有了顯著的進(jìn)步，相關(guān)技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）開發(fā)的現(xiàn)代化熱軋寬帶軋鋼生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線主要是由我國(guó)鞍鋼等自主集成開發(fā)的，通過不懈努力，逐步開發(fā)，不斷完善了中薄板坯連鑄連軋技術(shù)。該熱軋帶鋼生產(chǎn)線流程的主要特點(diǎn)是完整、高效、節(jié)能、工業(yè)化、規(guī)?；?，而流程緊湊則是其最為凸顯的優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)了連鑄與軋鋼工序完美的連接。

2）集成寬厚板軋制生產(chǎn)線技術(shù)。寬厚板軋制生產(chǎn)線主要是采取國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)或者聯(lián)合設(shè)計(jì)的方式，引進(jìn)關(guān)鍵裝備，針對(duì)國(guó)內(nèi)的技術(shù)進(jìn)行總和集成。主要產(chǎn)品有管線鋼板、結(jié)構(gòu)鋼板、石油儲(chǔ)備用鋼等。

3）開發(fā)大型冷連軋生產(chǎn)線。主要產(chǎn)品有高品質(zhì)轎車板、高檔次鍍鋅原板等。此外，還發(fā)展了薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線、三輥連軋管機(jī)組生產(chǎn)線等。

3 軋鋼生產(chǎn)中的新技術(shù)應(yīng)用

3.1 連鑄坯熱送熱裝技術(shù)

鋼鐵加熱工藝一般分為預(yù)熱、加熱和均熱三個(gè)步驟，連鑄坯熱送熱裝技術(shù)就是直接省去預(yù)熱和加熱（依熱裝溫度而定）流程的技術(shù)。它大大降低了生成周期，使得生產(chǎn)過程緊湊，高效和節(jié)能環(huán)保，省去預(yù)熱和加熱過程減少了燃料的燃燒，降低了成本。要實(shí)現(xiàn)熱送熱裝技術(shù)，就必須加快熱坯件的運(yùn)送速度，減少運(yùn)送時(shí)間，降低輸送過程中的能量流失，使得坯件進(jìn)入熱爐的溫度不低于爐溫，即，熱送熱裝技術(shù)的關(guān)鍵是煉鋼與連鑄生產(chǎn)過程中的銜接問題。要解決這個(gè)問題不僅要求工作人員要根據(jù)機(jī)器的生產(chǎn)能力合理的控制生產(chǎn)計(jì)劃，還要采取相關(guān)連鑄坯緩沖措施并建立相關(guān)設(shè)施，例如，為保證坯件的溫度建立坯件保溫罩；建立雙步進(jìn)梁式加熱爐；在工藝方面采用熱坯件中裝，冷坯件尾裝的措施來提高能量的利用率等。在實(shí)際鋼材生產(chǎn)過程中，鑄坯件在冷卻過程中，尤其是六百到七百的相變溫度下，會(huì)因?yàn)檫^冷度大等原因產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，造成坯件產(chǎn)生裂紋情況的發(fā)生，而連鑄坯熱送熱裝技術(shù)能大大減小這類情況的發(fā)生率。據(jù)資料顯示，連鑄坯熱送熱裝技術(shù)使得金屬成材率提高了0.3%到0.8%，加熱爐的燃耗降低了40%。連鑄坯熱送熱裝技術(shù)廣泛應(yīng)用在棒料和線材軋機(jī)上。

3.2 薄板坯連鑄連軋技術(shù)

薄板坯連鑄連軋是20世紀(jì)80年代末實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的新技術(shù)，是鋼鐵生產(chǎn)近年來最重要的技術(shù)進(jìn)步之一。目前薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線可以生產(chǎn)的品種主要有：低碳鋼、低合金鋼、普通管線鋼、可熱處理鋼、彈簧鋼、工具鋼、電工鋼、耐磨鋼和部分不銹鋼等。從工藝?yán)碚撋蟻矸治?，薄板坯連鑄速度高、凝固傳熱強(qiáng)度大，只要控制低的系統(tǒng)澆鑄溫度，加上電磁攪拌、輕壓等技術(shù)，鑄坯質(zhì)量就可以達(dá)到或接近傳統(tǒng)板坯連鑄的質(zhì)量?？焖龠叢考訜帷⒕鶡?，多道次高壓水除鱗，加上新流程的精軋機(jī)組配備了最新的技術(shù)裝備，軋制質(zhì)量可以優(yōu)于部分傳統(tǒng)熱軋機(jī)組的軋制質(zhì)量。

3.3 實(shí)現(xiàn)軋鋼連續(xù)生產(chǎn)的無頭軋制技術(shù)的應(yīng)用

無頭軋制技術(shù)是指將帶坯在中間輥道上焊合起來，并連續(xù)不斷地通過精軋機(jī)軋制的一種技術(shù)。傳統(tǒng)的軋制方法使得鋼材需要經(jīng)過軋機(jī)組的穿帶、加速、減速、拋鋼甩尾等一系列動(dòng)作，這就使得鋼材的尺寸精度以及力學(xué)性能的均勻性很難得到保證，而無頭軋制技術(shù)是解決這個(gè)問題的技術(shù)創(chuàng)新方案。無頭軋制技術(shù)將坯料進(jìn)行焊接縫合，使得中間坯料在恒定張力下進(jìn)行連續(xù)軋制，鋼材行走趨于穩(wěn)定，使得鋼材的厚度均勻，成才率提高了0.5%到1%，避免了軋制過程中跑偏現(xiàn)象的發(fā)生。盡管無頭軋制技術(shù)有相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，但是，在鋼材前端進(jìn)行精密軋制的條件下，其后端坯件焊接時(shí)間的控制是面臨的一個(gè)重大問題，還有，如何保證中間段鋼材的溫度，使其組織一致等也是不可忽視的問題。

3.4 高精度軋制技術(shù)及其應(yīng)用

3.4.1 型鋼軋制技術(shù)及其應(yīng)用

型鋼軋制技術(shù)具有很強(qiáng)的針對(duì)性，主要滿足某些鋼材自由尺寸、延伸道次無孔型、多輥萬能孔型等軋制而發(fā)展出來的。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)很高的加工精度，基本上滿足了一些客戶的特殊需求。不過由于其針對(duì)性比較強(qiáng)，因此它的應(yīng)用范圍相對(duì)較窄，適應(yīng)性也不是很強(qiáng)。

3.4.2 棒（線）材軋制技術(shù)及其應(yīng)用

現(xiàn)代社會(huì)的機(jī)械生產(chǎn)、船舶生產(chǎn)等需要規(guī)格繁多的軋制鋼，但是傳統(tǒng)的軋制技術(shù)并不能有效的滿足這種現(xiàn)實(shí)需求。因此，研究人員開發(fā)出了棒（線）材軋制技術(shù)，這種新技術(shù)使用了具備國(guó)際先進(jìn)水平的摩根第六代V字形精軋軋輥箱結(jié)構(gòu)組成的微型模塊式軋機(jī)，不僅極大地?cái)U(kuò)展了軋制鋼材的規(guī)格和型號(hào)，而且因其機(jī)型結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、控制方便而獲得了很高的生產(chǎn)效能，實(shí)現(xiàn)了多規(guī)格、高精度、多批次、大規(guī)模軋制鋼的生產(chǎn)。

3.5 節(jié)能施工技術(shù)

3.5.1 優(yōu)化爐燒嘴設(shè)計(jì)

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(jìn)行設(shè)計(jì)的。此種爐燒嘴型號(hào)偏大，在實(shí)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(jìn)的科學(xué)技術(shù)重新設(shè)計(jì)爐燒嘴，使其可靈活調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，提高火焰剛度。

3.5.2 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(cè)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。

4 結(jié)語

鋼鐵行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要行業(yè)之一，軋鋼技術(shù)的研究與開發(fā)意義重大。軋鋼生產(chǎn)新工藝新技術(shù)的研究與應(yīng)用就不僅僅是軋鋼領(lǐng)域的事情，而是關(guān)乎整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大事，這就要求我們工作人員在工作過程中，不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，理論聯(lián)系實(shí)際，不斷在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新出更適合軋鋼生產(chǎn)節(jié)能的技術(shù)，來推動(dòng)我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的健康、持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]李華強(qiáng)，李明海.淺談軋鋼生產(chǎn)中節(jié)能環(huán)保降耗新技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江冶金，2014，04（15）：12-13.

（作者單位：山東鋼鐵集團(tuán)永鋒淄博有限公司）