軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術的應用

徐城亮

摘? 要：隨著現(xiàn)代化社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)中的工藝和技術對軋鋼生產(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，而軋制工藝技術和生產(chǎn)線設備技術以及高性能鋼材的研發(fā)等也都有了明顯的進步，因為軋鋼生產(chǎn)在我國國民經(jīng)濟建設中具有非常重要的作用，所以軋鋼生產(chǎn)新工藝新技術的創(chuàng)新研究仍然需要不斷的完善和發(fā)展?；诖?，該文對軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術的應用進行了分析和研討，希望可以為保證新型技術的應用質(zhì)量，推動我國軋鋼生產(chǎn)的進一步發(fā)展提出一些參考建議。

關鍵詞：軋鋼生產(chǎn);新工藝;新技術

中圖分類號：TG333? ? ? ? 文獻標志碼：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)達國家的軋鋼技術相比，我國的軋鋼技術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，所以應該以科學技術為基礎，對軋鋼生產(chǎn)工藝和技術進行不斷的創(chuàng)新，研發(fā)新工藝新技術，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，隨著我國科學技術水平的不斷提升，軋鋼設備方面也有了明顯的進步，一些先進的技術可以說已經(jīng)在國際上處于領先水平，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，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合。2）集成寬厚板軋制生產(chǎn)線技術;寬厚板軋制生產(chǎn)線把國內(nèi)外設計的優(yōu)勢進行了融合，通過國外先進的裝備來對國內(nèi)的技術進行了集成，如管線鋼板、石油儲備用鋼、結構鋼板等。3）大型冷連軋生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線是由我國技術總負責設計的鞍鋼1780大型寬帶鋼冷軋生產(chǎn)線，其配置了六輥四輥軋機，并通過酸洗冷軋聯(lián)合生產(chǎn)技術和紊流鹽酸酸洗技術來進行軋鋼的生產(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)線和三輥連軋管機組生產(chǎn)線也被研發(fā)出來并投入到相關的軋鋼生產(chǎn)中。

1.2 軋鋼工藝技術的發(fā)展情況

近些年，我國軋鋼生產(chǎn)工藝和技術的研發(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包括6種。1）半無頭軋制技術。2）超薄規(guī)格軋制技術，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，可以實現(xiàn)噴風強制冷卻軋后高溫鋼軌。4）控制冷卻技術;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。5）軋制數(shù)學模型優(yōu)化技術;此項技術的研發(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)鋼冷連軋機柔性軋制。6）板形控制技術;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)中的新工藝新技術應用

2.1 蓄熱節(jié)能爐技術

蓄熱節(jié)能爐技術主要是在軋鋼加入爐中應用蓄熱燃燒技術，這種燃燒技術是一種新型的技術，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）對換向設備的重新改造，對控制技術進行完善，新型的蓄熱室可以有效的降低排出煙氣溫度，其熱效率可以達到75%以上。新型的蓄熱節(jié)能爐技術可以把煙氣中的熱量進行回收，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)絕熱技術和涂料技術

爐內(nèi)絕熱技術和涂料技術主要是加熱爐內(nèi)部的應用，新工藝技術中采用的是爐內(nèi)窯襯材料，耐火澆鑄的莫來石和高鋁，提高了防燒結料圈的性能，現(xiàn)階段這種技術可以實現(xiàn)節(jié)約涂料，并且節(jié)能的效果達到了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

連鑄坯熱送熱裝技術主要是通過400 ℃以上的高溫在連鑄和軋鋼生產(chǎn)后，裝入到燃燒爐中。此項技術的應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的應用還需要依靠穩(wěn)定的協(xié)調(diào)工序、高質(zhì)量的連鑄板坯、相關的技術設備以及計算機管理系統(tǒng)的應用。

連鑄坯熱送熱裝技術包括了通用高溫坯生產(chǎn)技術;主要是對CC-HCR、CC-DHCR、CC-DR工藝都適用的技術，如高速澆筑技術，此項技術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和凝固末點控制技術;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的末端。同時還包括了輸送過程中的保溫及快速運送技術;主要采用絕熱錕道和保溫罩，高保溫運輸臺車和緩沖保溫坑，并且要盡可能地減少連鑄坯運送到加熱爐和熱軋機前的時間，這樣就可以通過縮短連鑄機到熱軋之間的距離來實現(xiàn)快速的輸送技術[4]。

2.4 薄板坯連鑄連軋技術

薄板坯連鑄連軋技術按照主要的類型可以分為ISP、CSP、FTSR以及CONROLL? 4種技術，但是從現(xiàn)階段不同類型的生產(chǎn)線來看，CSP技術使用的頻率和范圍最多，最廣。CSP技術還被稱為是緊湊式板帶生產(chǎn)工藝技術，CSP技術的主要工藝流程是：電爐（AD或DC）→鋼包精煉爐→薄板皮連鑄機→均熱保溫→熱連軋機→層流冷卻→地下卷取等。CSP技術最早的鑄坯非常薄，一般在4 cm～5 cm，不用采用液心下壓，后端設錕底式隧道爐當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，而生產(chǎn)出成品的帶鋼厚度僅為1 mm～2 mm。

此項技術具有凝固穿熱度強、連鑄速度高的特點，在應用的過程中需要對澆鑄的溫度進行嚴格的控制，通過電磁攪拌技術和輕壓技術來進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;然后再通過精軋機組技術來提升軋制質(zhì)量。薄板坯連鑄連軋技術在軋鋼生產(chǎn)中的應用主要是為了實現(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)新工藝新技術的應用

3.1 熱機械控制軋鋼生產(chǎn)技術

熱機控制軋鋼生產(chǎn)工藝主要是指在進行軋鋼生產(chǎn)的過程中，對軋制進行控制的基礎上進行空冷或者是控制冷卻和加速冷卻的技術。此技術操作比較簡單，并不需要進行后續(xù)的熱處理工作，就可以實現(xiàn)高強度、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。而近些年，針對此項工藝技術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得到了一定的發(fā)展。

控軋控冷技術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行控制。軋制空冷技術在形成相變之后，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)的微觀結構產(chǎn)生細化。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晶過程中，鋼奧氏體晶粒再次實現(xiàn)結晶時軋制就可以實現(xiàn)細化晶粒的目的[5]。

3.2 高精度軋制技術

高精度軋制技術主要反映在產(chǎn)品尺寸的精準度上，需要從工藝、設備、控制、儀表檢測、原材料以及軋制理論和生產(chǎn)管理方面來進行產(chǎn)品精度的控制。主要的高精度軋制技術包括了型鋼軋制技術、熱軋板帶技術、冷軋板帶技術、棒線材軋制技術、涂鍍技術和無縫管軋制技術等。其中無縫管扎技術的使用頻率相對比較高，此項技術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，一般是不需要進行修磨的，可以直接進行軋制，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是微縫管生產(chǎn)設備中的主要設備，一般會在產(chǎn)量比較大的生產(chǎn)中使用，而其產(chǎn)品的直徑可以達到426 mm，長度可以在50 m左右，此項技術的消耗比較低，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都可以實現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)產(chǎn)品的精準度，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和其他發(fā)達國家相比還存在著一定的差距，同時也是我國軋鋼生產(chǎn)新工藝新技術研究發(fā)展的主要方向。

4 結語

隨著科技強國、科技興國理念的提出，新理論、新技術在各行各業(yè)中的應用已經(jīng)成為提高我國生產(chǎn)技術的主要趨勢。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)技術并不成熟，相關的新工藝和新技術的發(fā)展空間還比較大，因此需要針對軋鋼生產(chǎn)新工藝和新技術進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，為我國的鋼鐵行業(yè)發(fā)展提供重要的技術支持。

參考文獻

[1]霍廣超.冶金工業(yè)時代的軋鋼工藝技術分析[J].中國金屬通報，2018（7）：8-9.

[2]左建強，朱恒斌.軋鋼生產(chǎn)中的新技術應用分析[J].冶金與材料，2020，40（1）：114，116.

[3]何杰.鋼材軋制生產(chǎn)中新工藝新技術的探析[J].中國金屬通報，2017（6）：83-84.

[4]馬加波.對軋鋼技術發(fā)展的研究與探討[J].中國金屬通報，2019（10）：6-7.

[5]馬昊.淺談軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術的應用[J].中國金屬通報，2019（4）：111，113.

[6]紫建華.淺談軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術的應用[J].綠色環(huán)保建材，2017（9）：138.