軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

劉武斌

（河北唐銀鋼鐵有限公司，河北 唐山 063000）

我國(guó)在鋼鐵生產(chǎn)方面有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，鋼鐵常量也是在世界排名中占領(lǐng)第一位的，每年從我國(guó)生產(chǎn)出來的鋼鐵量遠(yuǎn)高于100000 萬(wàn)噸，盡管產(chǎn)量有限，但是在軋鋼技術(shù)方面還是比較落后的。相對(duì)一些技術(shù)發(fā)展成熟的發(fā)展國(guó)家來說，我國(guó)在軋鋼生產(chǎn)過程中所使用的技術(shù)還比較傳統(tǒng)，缺失一定的新型創(chuàng)新技術(shù)，無法生產(chǎn)出一些具有特殊性能的鋼材，這些特殊類型的鋼材還需要從國(guó)外購(gòu)置，這極不利于我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展。針對(duì)這一現(xiàn)象，我國(guó)需要順應(yīng)科技發(fā)展的潮流，在軋鋼生產(chǎn)過程中利用合適的生產(chǎn)技術(shù)，盡快研究出生產(chǎn)特殊鋼鐵材料的方法，減少?gòu)膰?guó)外的進(jìn)口數(shù)量?？傊覈?guó)在軋鋼生產(chǎn)方面要發(fā)動(dòng)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)原有的軋鋼生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新改革，讓軋鋼生產(chǎn)建立在新工藝和新技術(shù)的基礎(chǔ)上，提高我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的效率及其生產(chǎn)質(zhì)量。

1 現(xiàn)階段我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的現(xiàn)狀

1.1 軋鋼裝備的發(fā)展?fàn)顩r

如果想要生產(chǎn)出來比較優(yōu)質(zhì)的軋鋼，就需要在軋鋼生產(chǎn)過程中投入比較先進(jìn)的軋鋼生產(chǎn)設(shè)備，通過高品質(zhì)的軋鋼生產(chǎn)設(shè)備來進(jìn)一步提高我國(guó)軋鋼的生產(chǎn)效率。從我國(guó)現(xiàn)代科技的發(fā)展情況來看，我國(guó)在技術(shù)開發(fā)方面已經(jīng)取得了可觀的進(jìn)步，軋鋼生產(chǎn)設(shè)備也進(jìn)行了一定的改良，部分軋鋼生產(chǎn)新技術(shù)已經(jīng)在國(guó)際領(lǐng)域中處于領(lǐng)先水平，這一結(jié)論可以從以下三個(gè)方面得出。

第一，現(xiàn)代化熱軋寬帶軋鋼生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的產(chǎn)生地是我國(guó)鞍鋼，通過鞍鋼相關(guān)軋鋼生產(chǎn)部門的不斷探索與研究，研發(fā)了更加符合我國(guó)軋鋼生產(chǎn)使用的現(xiàn)代化熱軋寬帶軋鋼生產(chǎn)線，這項(xiàng)發(fā)明是基于原先的博板坯連鑄連軋技術(shù)來進(jìn)行發(fā)展的，能夠彌補(bǔ)原先軋鋼生產(chǎn)線中的漏洞與不足，進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。熱軋寬帶軋鋼生產(chǎn)線的整個(gè)工作流程更加完整，能夠有效提高鋼鐵生產(chǎn)的效率，并且在原料、人工以及資金方面節(jié)約了一大筆開銷，此外，還能大大提高鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的緊湊性，尤其是在連鑄和軋鋼工序環(huán)節(jié)，能夠?qū)⑦@兩個(gè)環(huán)節(jié)更好地融合，讓我國(guó)的軋鋼生產(chǎn)更具工業(yè)化特征，大大擴(kuò)大了鋼鐵生產(chǎn)的規(guī)模，有利于我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的發(fā)展。

第二，集成寬厚板扎制生產(chǎn)線技術(shù)。該生產(chǎn)線的建立基礎(chǔ)是國(guó)外一些先進(jìn)的技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)國(guó)外軋鋼生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行研究和總結(jié)，對(duì)其生產(chǎn)方法進(jìn)行改良，根據(jù)我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)整與創(chuàng)新，以此來研發(fā)出適合我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的新型工藝技術(shù)，將此生產(chǎn)線投入到實(shí)際的軋鋼生產(chǎn)過程中，有效提高了鋼鐵的生產(chǎn)與生產(chǎn)效率。比如說，管線鋼板、石油儲(chǔ)備用鋼以及結(jié)構(gòu)鋼板這些生產(chǎn)都是依賴國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)裝備來對(duì)我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，將國(guó)外技術(shù)與國(guó)內(nèi)技術(shù)進(jìn)行融合，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)軋鋼生產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展。

第三，大型冷連軋生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線是給予六輥四輥軋機(jī)進(jìn)行工作的，與此同時(shí)，為了能夠進(jìn)一步提高實(shí)際軋鋼生產(chǎn)流程的效率，相關(guān)技術(shù)部門還在該生產(chǎn)線中加入了酸洗冷軋聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)及紊流鹽酸酸洗技術(shù)，通過這兩個(gè)技術(shù)的輔助，能夠使得生產(chǎn)出來的鋼鐵質(zhì)量更好，比如說，擁有較高品質(zhì)的轎車車板和鍍鋅原板等，某種程度上滿足了市場(chǎng)對(duì)這兩種鋼材的需求，有利于軋鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展。

1.2 軋鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

從近幾年我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的工藝及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展情況來看，需要對(duì)軋制控新裝備進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)，從而盡可能地提供我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，確保其基本性能，其中，新軋制工藝技術(shù)取得比較可觀的成績(jī)，其涵蓋的技術(shù)種類有六個(gè)。第一個(gè)是半無頭軋制技術(shù)；第二個(gè)是超薄規(guī)格的軋制技術(shù)，該技術(shù)的運(yùn)作原理將原來的冷制作用熱制作來替換；第三個(gè)是長(zhǎng)齒鋼軌軋制及在線處理生產(chǎn)線技術(shù)，這兩個(gè)工藝的融合合作能夠進(jìn)一步促進(jìn)軋鋼軌道的冷卻，使用噴風(fēng)過程來強(qiáng)制冷卻高溫鋼軌；第四個(gè)是控制冷卻的技術(shù)，該技術(shù)也是用來快速冷卻鋼軌溫度的，通過對(duì)傳統(tǒng)的集管層流冷卻系統(tǒng)來混合相關(guān)混合的噴射式超快冷卻系統(tǒng)來對(duì)鋼軌表面溫度進(jìn)行降溫處理；第五個(gè)是軋制數(shù)學(xué)模型優(yōu)化技術(shù)，該項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)明能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鋼冷連軋機(jī)的柔性軋制，盡管面對(duì)軋鋼生產(chǎn)過程中連續(xù)性的工作作業(yè)過程，也能夠確保軋制過程中鋼鐵的韌性；第六個(gè)是板型控制技術(shù)，顧名思義，該項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)明就是對(duì)鋼表面進(jìn)行處理，使得鋼產(chǎn)品表面的板型符合要求，確保鋼鐵的質(zhì)量及其光滑度。

2 軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術(shù)的主要類型

2.1 蓄熱節(jié)能爐技術(shù)

蓄熱節(jié)能爐技術(shù)的工作流程就是通過蓄熱的技術(shù)方法來對(duì)爐中的軋鋼進(jìn)行燃燒處理，之所以說蓄熱節(jié)能爐技術(shù)是一項(xiàng)軋鋼生產(chǎn)的新工藝，是因?yàn)樵擁?xiàng)技術(shù)是通過蓄熱體來調(diào)整和更改陶瓷質(zhì)的蓄熱體，這樣做的好處就是能夠大大提高蓄熱體的溫度及其傳熱效果，能夠減少蓄熱過程中熱量的流失與堵塞，提高了軋鋼生產(chǎn)中蓄熱環(huán)節(jié)的工作效率[1]。除此之外，該項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)明還對(duì)換向設(shè)備進(jìn)行了一定的改良，進(jìn)而有效完善了蓄熱過程中的相關(guān)控制技術(shù)，一定程度上降低了排出煙氣的溫度了，大大提高了原先的熱能效率，減少軋鋼生產(chǎn)中的能量損耗。

最重要的是，蓄熱節(jié)能爐技術(shù)還能將排出的煙氣進(jìn)行循環(huán)利用，盡可能地回收排出煙氣中的熱量，一定程度上降低了熱能的損失，真正達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的，從根本上實(shí)現(xiàn)能源與成本的節(jié)約，為軋鋼生產(chǎn)工藝減少經(jīng)濟(jì)損失。與此同時(shí)，煙氣的回收利用能夠減少二氧化碳和二氧化氮的排放，減緩空氣環(huán)境的污染。

2.2 爐內(nèi)絕熱技術(shù)及其涂料技術(shù)

在加熱爐內(nèi)壁的改善過程中，最常見的手段就是爐內(nèi)絕熱技術(shù)和涂料技術(shù)，通過這樣兩個(gè)新工藝技術(shù)的投入能夠使得爐內(nèi)壁更加耐火耐高溫，得益于耐火澆鑄而成的莫來石和高鋁，防燒結(jié)料圈的整體性能得到了充分的改良，極大程度上促進(jìn)了我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的效率。許多軋鋼生產(chǎn)的企業(yè)會(huì)采用此項(xiàng)新工藝技術(shù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)約涂料的目標(biāo)，使得節(jié)能效果超過25%，進(jìn)而，在最大程度上實(shí)現(xiàn)軋鋼的高效生產(chǎn)[2]。

2.3 薄板坯連鑄連軋技術(shù)

薄板坯連鑄連軋技術(shù)可按照不同類型分為四種，分別是ISP、CSP、FTSR 和CONROLL，根據(jù)不同生產(chǎn)廠商的實(shí)際情況可知CSP 的使用范圍和使用頻率是最多最廣的，CSP 技術(shù)作為薄板坯連鑄連軋技術(shù)的重要組成成分之一，已經(jīng)是當(dāng)今冶金界的前沿技術(shù)，CSP 技術(shù)還被稱為緊湊式板帶生產(chǎn)工藝技術(shù)，CSP技術(shù)具有投資少、所需能耗低的特點(diǎn)，其主要的工藝流程為：電爐→鋼包精煉爐→薄板皮連鑄機(jī)→均熱保溫→熱連軋機(jī)→層流冷卻→地下卷取等等。其中電爐是將爐內(nèi)的電能轉(zhuǎn)化成為熱量對(duì)工件加熱的熱爐；鋼包精煉爐則是兼具煉鋼爐加熱和精煉功能的設(shè)備，通常用來對(duì)一些溶解的銅水進(jìn)行精煉，其他的設(shè)備不進(jìn)行一一講解[3]。

發(fā)展至今，該項(xiàng)技術(shù)的所具備的特征已經(jīng)十分明顯了，除了能夠承受較高的溫度之外，還能有效提升連鑄的速度，大大提高了軋鋼生產(chǎn)成的效率。值得注意的是，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中如果用到了該項(xiàng)新工藝技術(shù)，相關(guān)工作人員需要格外注意燒鑄溫度的控制，澆鑄過程中溫度出現(xiàn)絲毫偏差都會(huì)影響到生產(chǎn)質(zhì)量，因此還需要對(duì)電磁攪拌技術(shù)和輕壓技術(shù)進(jìn)行一定的改良，所涉及到的電磁攪拌技術(shù)是當(dāng)前我國(guó)在軋鋼生產(chǎn)過程中經(jīng)常用到的一種連鑄生產(chǎn)技術(shù)，其工作原理就是通過一些手段產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾姶帕Γ纳撇⑾Y(jié)晶器內(nèi)鋼水的過熱度，經(jīng)過這樣一系列的處理能夠大大提高鑄坯的等軸晶率，這對(duì)鑄坯環(huán)節(jié)有著莫大的好處，提高了我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，改善成品的性能。電磁攪拌的實(shí)質(zhì)其實(shí)就是在以鑄坯的液相穴內(nèi)感生的電磁力作為基礎(chǔ)，通過相關(guān)技術(shù)把控使得其內(nèi)部的鋼水運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)一步增強(qiáng)鋼水的對(duì)流、傳熱以及傳質(zhì)特性，加快了鑄坯的凝固速度；而輕壓技術(shù)則是通過對(duì)邊緣位置的快速加熱、均勻加熱以及多次的高壓水除鱗；接著再通過精軋機(jī)組技術(shù)來進(jìn)一步提升軋制質(zhì)量[4]。此外，薄板坯連鑄連軋技術(shù)在我國(guó)軋鋼生產(chǎn)過程中被廣泛利用，不僅進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了低碳環(huán)保的理念，還對(duì)超低碳深沖鋼的生產(chǎn)和高牌號(hào)管線鋼生產(chǎn)有顯著提升。

3 提升軋鋼性能的相關(guān)新工藝新技術(shù)

3.1 熱機(jī)械控制軋鋼生產(chǎn)技術(shù)

在軋鋼生產(chǎn)的過程中，需要對(duì)軋制進(jìn)行控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的冷卻和加速冷卻的技術(shù)，這種情況下一般采用熱機(jī)控制軋鋼生產(chǎn)工藝，其主要指在軋鋼生產(chǎn)的實(shí)際過程中，通過對(duì)軋鋼進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)鋼軌的冷卻。該項(xiàng)新工藝技術(shù)的操作步驟比較簡(jiǎn)單，比起傳統(tǒng)的冷卻工藝來說，它減少了后續(xù)的熱處理環(huán)節(jié)，但是依舊可以生產(chǎn)成強(qiáng)度較高、韌性較好的鋼材，與此同時(shí)，還能更好地降低能源的損耗，提高了原料的利用率，降低了軋鋼生產(chǎn)的成本。

控扎控冷技術(shù)中包含了控制軋制和控制冷卻兩種方法，控制軋制的關(guān)鍵在于奧氏體狀態(tài)下的控制，需要對(duì)晶體的尺寸和硬化狀態(tài)，換句話說就是將鋼加熱到奧氏體化溫度，然后進(jìn)行塑性變形，在變形過程中發(fā)生靜態(tài)或動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，繼而完成其再結(jié)晶的過程；控制冷卻的關(guān)鍵在于利用奧氏體相變條件對(duì)溫度的把控，即對(duì)過冷度、冷卻速率以及終止溫度進(jìn)行控制。軋制控冷技術(shù)的主要過程如下：在形成相變之后，即鋼坯加熱后粗大化了奧氏體的基體，導(dǎo)致其呈現(xiàn)加工硬化狀態(tài)，這種加工硬化之后的奧氏體上會(huì)出現(xiàn)密度相當(dāng)大的鐵素體晶核，這種晶核對(duì)于鋼材質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生細(xì)化。不僅如此，鐵素體的成核位置一般都是奧氏體相界面和熱變形以及變形區(qū)內(nèi)引發(fā)的退火孿晶的內(nèi)部界面。在一般的熱軋過程中，由于控制不會(huì)涉及其他任何形式，相對(duì)于傳統(tǒng)的軋鋼生產(chǎn)中的溫度來說，該項(xiàng)新型工藝技術(shù)所控制的溫度在1050℃～900℃，這樣能夠大大促進(jìn)軋制工序過程中斷面處理的效率，進(jìn)而大大提高了軋鋼生產(chǎn)的效率和質(zhì)量[5]。

3.2 高精度軋制技術(shù)

眾所周知，高精度軋制技術(shù)的控制主要是指對(duì)產(chǎn)品尺寸大小的把控，需要相關(guān)工作人員通過儀器設(shè)備對(duì)形成的鋼體進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。在此過程中，需要通過專業(yè)設(shè)備和相關(guān)新工藝技術(shù)在軋制理論和軋制過程中的生產(chǎn)管理方面更好地進(jìn)行選擇。各生產(chǎn)車間需根據(jù)自身的實(shí)際情況和生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行合理的選擇，使用合理的高精度軋制技術(shù)不僅對(duì)于生產(chǎn)效率有所幫助，同時(shí)也提升了鋼材的利用率，對(duì)我國(guó)的軋鋼生產(chǎn)新工藝技術(shù)的發(fā)展有重大意義[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新理論和新工藝技術(shù)都被研發(fā)并應(yīng)用到軋鋼生產(chǎn)過程中，從而提高我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。我國(guó)鋼鐵工業(yè)占我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的比例較大，一定程度上對(duì)我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著決定性作用。但是，我國(guó)現(xiàn)階段在軋鋼生產(chǎn)中還存在許多問題，許多新工藝技術(shù)的發(fā)展也不夠成熟，相關(guān)研發(fā)人員需要對(duì)研發(fā)出來的新工藝技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，在實(shí)踐過程中總結(jié)出生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，從而對(duì)新工藝技術(shù)進(jìn)行調(diào)整與完善，促進(jìn)我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。