軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

徐城亮

摘? 要：隨著現(xiàn)代化社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)中的工藝和技術(shù)對軋鋼生產(chǎn)效率的提升是非常重要的。近年來，軋鋼生產(chǎn)實現(xiàn)了快速的發(fā)展，而軋制工藝技術(shù)和生產(chǎn)線設(shè)備技術(shù)以及高性能鋼材的研發(fā)等也都有了明顯的進(jìn)步，因為軋鋼生產(chǎn)在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有非常重要的作用，所以軋鋼生產(chǎn)新工藝新技術(shù)的創(chuàng)新研究仍然需要不斷的完善和發(fā)展?；诖耍撐膶堜撋a(chǎn)中新工藝新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研討，希望可以為保證新型技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，推動我國軋鋼生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展提出一些參考建議。

關(guān)鍵詞：軋鋼生產(chǎn);新工藝;新技術(shù)

中圖分類號：TG333? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

我國是世界上鋼鐵產(chǎn)量最大的國家，我國每年鋼鐵的產(chǎn)量超過了100 000余萬t ，但是和一些發(fā)達(dá)國家的軋鋼技術(shù)相比，我國的軋鋼技術(shù)水平仍然處在比較落后的階段，對于一些特殊類型的鋼材，仍然沒有生產(chǎn)出來，需要從國外進(jìn)口，而這種現(xiàn)象和我國鋼材生產(chǎn)大國的稱號是不符的，所以應(yīng)該以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，對軋鋼生產(chǎn)工藝和技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，研發(fā)新工藝新技術(shù)，從而提升軋鋼生產(chǎn)效率，保證軋鋼產(chǎn)生質(zhì)量。

1 軋鋼生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 軋鋼裝備的發(fā)展情況

軋鋼裝備的好壞會直接對軋鋼產(chǎn)品的產(chǎn)生質(zhì)量產(chǎn)生影響。近些年，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，軋鋼設(shè)備方面也有了明顯的進(jìn)步，一些先進(jìn)的技術(shù)可以說已經(jīng)在國際上處于領(lǐng)先水平，具體來說有3點。1）現(xiàn)代化熱軋寬帶軋鋼生產(chǎn)線;此條生產(chǎn)線主要是由我國鞍鋼自主研發(fā)的，完善了中博板坯連鑄連軋技術(shù)，熱軋寬帶軋鋼生產(chǎn)線流程的有著高度完整性、高效性、節(jié)能性、緊湊性以及規(guī)?；凸I(yè)化的特點，其中緊湊性是其最為突出的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)連鑄和軋鋼工序的完美結(jié)合。2）集成寬厚板軋制生產(chǎn)線技術(shù);寬厚板軋制生產(chǎn)線把國內(nèi)外設(shè)計的優(yōu)勢進(jìn)行了融合，通過國外先進(jìn)的裝備來對國內(nèi)的技術(shù)進(jìn)行了集成，如管線鋼板、石油儲備用鋼、結(jié)構(gòu)鋼板等。3）大型冷連軋生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線是由我國技術(shù)總負(fù)責(zé)設(shè)計的鞍鋼1780大型寬帶鋼冷軋生產(chǎn)線，其配置了六輥四輥軋機(jī)，并通過酸洗冷軋聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)和紊流鹽酸酸洗技術(shù)來進(jìn)行軋鋼的生產(chǎn)，可以生產(chǎn)出高品質(zhì)轎車板和高品質(zhì)的鍍鋅原板等[1]。同時薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線和三輥連軋管機(jī)組生產(chǎn)線也被研發(fā)出來并投入到相關(guān)的軋鋼生產(chǎn)中。

1.2 軋鋼工藝技術(shù)的發(fā)展情況

近些年，我國軋鋼生產(chǎn)工藝和技術(shù)的研發(fā)、改造主要是針對軋制控冷新裝備和高質(zhì)量、高性能新產(chǎn)品為主，其中比較突出的是新軋制技術(shù)包括6種。1）半無頭軋制技術(shù)。2）超薄規(guī)格軋制技術(shù)，主要是以熱代冷來實現(xiàn)的。3）長尺鋼軌軋制、在線處理生產(chǎn)線技術(shù)，可以實現(xiàn)噴風(fēng)強(qiáng)制冷卻軋后高溫鋼軌。4）控制冷卻技術(shù);主要是在傳統(tǒng)的集管層流冷卻系統(tǒng)、混合配置噴嘴傾斜布置壓力噴射式超快速冷卻系統(tǒng)來實現(xiàn)的熱軋帶鋼的快速冷卻技術(shù)。5）軋制數(shù)學(xué)模型優(yōu)化技術(shù);此項技術(shù)的研發(fā)可以實現(xiàn)在連續(xù)性的軋制過程中，最大程度地實現(xiàn)鋼冷連軋機(jī)柔性軋制。6）板形控制技術(shù);對高等級帶鋼表面的質(zhì)量實現(xiàn)了有效的控制[2]。

2 節(jié)能降耗軋鋼生產(chǎn)中的新工藝新技術(shù)應(yīng)用

2.1 蓄熱節(jié)能爐技術(shù)

蓄熱節(jié)能爐技術(shù)主要是在軋鋼加入爐中應(yīng)用蓄熱燃燒技術(shù)，這種燃燒技術(shù)是一種新型的技術(shù)，其新主要體現(xiàn)在2個方面。1）通過蓄熱體來對陶瓷質(zhì)的蓄熱體進(jìn)行調(diào)整和更改，從而提升蓄熱體傳熱的效果，減少蓄熱過程中的熱量阻塞。2）對換向設(shè)備的重新改造，對控制技術(shù)進(jìn)行完善，新型的蓄熱室可以有效的降低排出煙氣溫度，其熱效率可以達(dá)到75%以上。新型的蓄熱節(jié)能爐技術(shù)可以把煙氣中的熱量進(jìn)行回收，降底熱耗的損失，實現(xiàn)節(jié)約能源和成本的效果[3]。同時還可以有效地控制二氧化碳和二氧化氮的排放量，減少對自然環(huán)境的污染。

2.2 爐內(nèi)絕熱技術(shù)和涂料技術(shù)

爐內(nèi)絕熱技術(shù)和涂料技術(shù)主要是加熱爐內(nèi)部的應(yīng)用，新工藝技術(shù)中采用的是爐內(nèi)窯襯材料，耐火澆鑄的莫來石和高鋁，提高了防燒結(jié)料圈的性能，現(xiàn)階段這種技術(shù)可以實現(xiàn)節(jié)約涂料，并且節(jié)能的效果達(dá)到了25%以上，在實現(xiàn)節(jié)能的同時還提高了生產(chǎn)效率。

2.3? 連鑄坯熱送熱裝技術(shù)

連鑄坯熱送熱裝技術(shù)主要是通過400 ℃以上的高溫在連鑄和軋鋼生產(chǎn)后，裝入到燃燒爐中。此項技術(shù)的應(yīng)用可以有效地減少加熱爐消耗，減少燒損量，減少生產(chǎn)時間和周期，實現(xiàn)高成材。此外，連鑄坯熱送熱裝技術(shù)的應(yīng)用還需要依靠穩(wěn)定的協(xié)調(diào)工序、高質(zhì)量的連鑄板坯、相關(guān)的技術(shù)設(shè)備以及計算機(jī)管理系統(tǒng)的應(yīng)用。

連鑄坯熱送熱裝技術(shù)包括了通用高溫坯生產(chǎn)技術(shù);主要是對CC-HCR、CC-DHCR、CC-DR工藝都適用的技術(shù)，如高速澆筑技術(shù)，此項技術(shù)主要是為了提高鑄速來實現(xiàn)提高鋼坯的溫度;此外還包括了二次若冷卻技術(shù)和凝固末點控制技術(shù);通過對降低二冷的噴水密度和氣霧冷卻的方法來提高連鑄坯的溫度，把凝固末點控制在連鑄機(jī)的末端。同時還包括了輸送過程中的保溫及快速運(yùn)送技術(shù);主要采用絕熱錕道和保溫罩，高保溫運(yùn)輸臺車和緩沖保溫坑，并且要盡可能地減少連鑄坯運(yùn)送到加熱爐和熱軋機(jī)前的時間，這樣就可以通過縮短連鑄機(jī)到熱軋之間的距離來實現(xiàn)快速的輸送技術(shù)[4]。

2.4 薄板坯連鑄連軋技術(shù)

薄板坯連鑄連軋技術(shù)按照主要的類型可以分為ISP、CSP、FTSR以及CONROLL? 4種技術(shù)，但是從現(xiàn)階段不同類型的生產(chǎn)線來看，CSP技術(shù)使用的頻率和范圍最多，最廣。CSP技術(shù)還被稱為是緊湊式板帶生產(chǎn)工藝技術(shù)，CSP技術(shù)的主要工藝流程是：電爐（AD或DC）→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。CSP技術(shù)最早的鑄坯非常薄，一般在4 cm～5 cm，不用采用液心下壓，后端設(shè)錕底式隧道爐當(dāng)做是鑄坯的加熱均勻熱或者是緩沖的裝置，此處一般情況下采取的是5～6架精軋機(jī)，而生產(chǎn)出成品的帶鋼厚度僅為1 mm～2 mm。

此項技術(shù)具有凝固穿熱度強(qiáng)、連鑄速度高的特點，在應(yīng)用的過程中需要對澆鑄的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通過電磁攪拌技術(shù)和輕壓技術(shù)來進(jìn)行邊緣位置的快速加熱、均勻加熱以及多道次的高壓水除鱗;然后再通過精軋機(jī)組技術(shù)來提升軋制質(zhì)量。薄板坯連鑄連軋技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用主要是為了實現(xiàn)低碳、超低碳深沖鋼的生產(chǎn)和高牌號管線鋼生產(chǎn)以及高強(qiáng)度的生產(chǎn)。

3 提高性能質(zhì)量的軋鋼生產(chǎn)新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

3.1 熱機(jī)械控制軋鋼生產(chǎn)技術(shù)

熱機(jī)控制軋鋼生產(chǎn)工藝主要是指在進(jìn)行軋鋼生產(chǎn)的過程中，對軋制進(jìn)行控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行空冷或者是控制冷卻和加速冷卻的技術(shù)。此技術(shù)操作比較簡單，并不需要進(jìn)行后續(xù)的熱處理工作，就可以實現(xiàn)高強(qiáng)度、高韌性的鋼材，可以說是一種節(jié)約合金和能源的新工藝技術(shù)。而近些年，針對此項工藝技術(shù)的研究主要是在控制冷卻方面。目前，我國在軋鋼生產(chǎn)中控軋控冷工藝技術(shù)得到了一定的發(fā)展。

控軋控冷技術(shù)包括了控制軋制和控制冷卻，控制軋制的要點是奧氏體狀態(tài)下的控制，對晶粒的尺寸、硬化狀態(tài)等進(jìn)行控制;控制冷卻的要點是通過奧氏體相變條件對開始的溫度，即對過冷度、冷卻速率和終止溫度等進(jìn)行控制。軋制空冷技術(shù)在形成相變之后，在奧氏體（γ）的基體上會形成密度比較大的鐵素體（α）晶核，使鋼材質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生細(xì)化。鐵素體的成核位置一般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。在一般大的熱軋過程中，因為控制不會涉及任何的形式，所以按照產(chǎn)品的斷面來進(jìn)行軋制，軋制后的溫度會在1 050 ℃～900 ℃，這時候奧氏體晶粒尺寸就比較大，而在一般的C-Mn鋼生產(chǎn)的過程中，進(jìn)行控制軋制的溫度就可以在950 ℃～800 ℃的溫度下實現(xiàn)。并且在奧氏體相變到鐵氧體的再結(jié)晶過程中，鋼奧氏體晶粒再次實現(xiàn)結(jié)晶時軋制就可以實現(xiàn)細(xì)化晶粒的目的[5]。

3.2 高精度軋制技術(shù)

高精度軋制技術(shù)主要反映在產(chǎn)品尺寸的精準(zhǔn)度上，需要從工藝、設(shè)備、控制、儀表檢測、原材料以及軋制理論和生產(chǎn)管理方面來進(jìn)行產(chǎn)品精度的控制。主要的高精度軋制技術(shù)包括了型鋼軋制技術(shù)、熱軋板帶技術(shù)、冷軋板帶技術(shù)、棒線材軋制技術(shù)、涂鍍技術(shù)和無縫管軋制技術(shù)等。其中無縫管扎技術(shù)的使用頻率相對比較高，此項技術(shù)在使用的過程中需要注意。1）連鑄管坯的之境范圍可以控制在80 mm～560 mm，內(nèi)部的質(zhì)量和尺寸公差都要高于軋制管坯，一般是不需要進(jìn)行修磨的，可以直接進(jìn)行軋制，金屬收得率在10%～15%，節(jié)能性也在40%～50%，這樣管坯的成本可以降低20%～25%;另外，限動和半限動芯棒軋管機(jī)是微縫管生產(chǎn)設(shè)備中的主要設(shè)備，一般會在產(chǎn)量比較大的生產(chǎn)中使用，而其產(chǎn)品的直徑可以達(dá)到426 mm，長度可以在50 m左右，此項技術(shù)的消耗比較低，鋼管降溫少，可以取消定徑前的再加熱爐，減少管端的增厚。這些高精度軋制技術(shù)都可以實現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，同時還可以提高鋼材的利用率[6]。現(xiàn)階段我國高精度軋制技術(shù)和其他發(fā)達(dá)國家相比還存在著一定的差距，同時也是我國軋鋼生產(chǎn)新工藝新技術(shù)研究發(fā)展的主要方向。

4 結(jié)語

隨著科技強(qiáng)國、科技興國理念的提出，新理論、新技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)成為提高我國生產(chǎn)技術(shù)的主要趨勢。我國的鋼鐵工業(yè)是工業(yè)產(chǎn)業(yè)中所占比例最大的一部分，其對我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有非常重要的作用?，F(xiàn)階段我國軋鋼生產(chǎn)技術(shù)并不成熟，相關(guān)的新工藝和新技術(shù)的發(fā)展空間還比較大，因此需要針對軋鋼生產(chǎn)新工藝和新技術(shù)進(jìn)行不斷的研究和分析，更好地研發(fā)出新型的軋鋼生產(chǎn)工藝和技術(shù)，為我國的鋼鐵行業(yè)發(fā)展提供重要的技術(shù)支持。

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