對軋鋼技術(shù)發(fā)展的研究與探討

馬 鋒，邢津銘，徐立家

（鞍鋼股份有限公司，遼寧 營口 115007）

軋鋼技術(shù)是決定鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，由于軋鋼技術(shù)處于不斷發(fā)展?fàn)顟B(tài)，有必要對軋鋼技術(shù)進(jìn)行探索。軋鋼技術(shù)類型較多，在分析常見軋鋼技術(shù)的基礎(chǔ)上，對軋鋼技術(shù)的未來發(fā)展方向進(jìn)行探索。

1 軋鋼技術(shù)發(fā)展分析

（1）短流程技術(shù)。軋鋼技術(shù)近年來處于快速發(fā)展階段，近終形連鑄技術(shù)就是其中之一，實(shí)現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)領(lǐng)域的短流程效應(yīng)。短流程理念的應(yīng)用，也是軋鋼生產(chǎn)體系發(fā)展步入新臺階的重要標(biāo)志。在短流程技術(shù)的指導(dǎo)下，軋鋼生產(chǎn)流程得以進(jìn)一步簡化，生產(chǎn)工序的執(zhí)行效率顯著提升，起到簡化生產(chǎn)工序的作用。傳統(tǒng)軋鋼體系中包括初軋環(huán)節(jié)，通過全連鑄技術(shù)實(shí)現(xiàn)初軋環(huán)節(jié)的精簡效果，軋鋼生產(chǎn)效率明顯提升。在諸多軋鋼生產(chǎn)體系中，短流程技術(shù)已經(jīng)發(fā)揮重要的作用，為優(yōu)化軋鋼生產(chǎn)模式、提升生產(chǎn)效率奠定基礎(chǔ)。當(dāng)前我國在連鑄連軋技術(shù)領(lǐng)域取得較為明顯的突破，也為技術(shù)優(yōu)化升級奠定基礎(chǔ)；例如直接軋制技術(shù)的出現(xiàn)，與連鑄連軋技術(shù)關(guān)系密切。軋鋼生產(chǎn)工序的革新還可以關(guān)注到生產(chǎn)熱能供應(yīng)方面，傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)過程需要足夠的熱能支撐，在推出低熱能工序的基礎(chǔ)上，降低軋鋼生產(chǎn)過程對熱能的依賴程度，甚至于在生產(chǎn)過程中無需進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)熱，軋鋼生產(chǎn)流程更加順暢，有效控制生產(chǎn)消耗，進(jìn)一步加強(qiáng)短流程技術(shù)儲備，體現(xiàn)短流程技術(shù)的作用。

（2）無頭、連續(xù)軋制技術(shù)。無頭軋制技術(shù)是我國軋鋼技術(shù)發(fā)展的重要見證，在無頭軋制技術(shù)的支撐下，線材生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)無頭軋制效應(yīng)，同時為冷軋、熱軋技術(shù)的研究與發(fā)展奠定基礎(chǔ)。另一類軋制技術(shù)則是連續(xù)軋制技術(shù)，奠定平整全連續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。這兩種軋鋼技術(shù)自身處于不斷成熟穩(wěn)定的狀態(tài)，長坯料軋制階段也表現(xiàn)出無頭軋制的特征。軋鋼技術(shù)革新的重要目的之一在于控制材料使用規(guī)模、降低軋鋼生產(chǎn)成本，最大限度控制單位產(chǎn)量的材料消耗量。無頭軋制技術(shù)在降低切割損耗方面的作用十分明顯，軋鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢品明顯減少；與此同時提升軋鋼產(chǎn)品的成型率和精度。連續(xù)軋制技術(shù)的應(yīng)用有助于提升生產(chǎn)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)性；例如在應(yīng)用冷軋機(jī)過程中實(shí)現(xiàn)分工效應(yīng)和連續(xù)效應(yīng)，小規(guī)格產(chǎn)品基本實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)效應(yīng)。連續(xù)化生產(chǎn)模式的引入，意味著鋼材軋制的質(zhì)量和效率明顯提升，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)鋼材軋制的全部成材、零出錯效果。

（3）組合生產(chǎn)方式。關(guān)于軋鋼的組合生產(chǎn)方式，關(guān)注到軋鋼的技術(shù)工藝、鋼材本身的性能，還要關(guān)注到鑄坯的厚度。通過對現(xiàn)有薄板坯產(chǎn)品的分析，不難看出仍有較大的質(zhì)量提升潛力，進(jìn)一步凸顯薄板坯產(chǎn)品的整體性。當(dāng)前對于軋鋼生產(chǎn)方式的研究處于不斷推進(jìn)階段，對現(xiàn)有軋制工序進(jìn)行創(chuàng)新處理，注重生產(chǎn)工序與連鑄坯的連接，不斷提升連鑄坯產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)技術(shù)工藝、厚度系數(shù)與性能的組合效果，凸顯組合生產(chǎn)方式的積極效應(yīng)。

（4）板帶技術(shù)的優(yōu)化。鋼材應(yīng)用范圍相對廣泛，雖然全社會鋼材需求量處于不斷上升的階段，但是并不意味著放松對鋼材質(zhì)量的要求。由此對板帶技術(shù)提出更高要求，通過對板帶技術(shù)的優(yōu)化，發(fā)揮板帶技術(shù)的正向效應(yīng)，在鋼材生產(chǎn)體系中占據(jù)更高的分量；與此同時逐步控制或者降低無縫鋼管的產(chǎn)量份額，不斷提升鋼材產(chǎn)品的性價比。

（5）控軋控冷技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的核心在于對軋制和冷卻過程的控制，軋制過程的關(guān)鍵在于原材料化學(xué)成分的調(diào)整，控制軋制過程中的溫度以及材料變形度，進(jìn)而保證鋼材產(chǎn)品的性能?？刂评鋮s的核心在于冷卻條件的控制，在鋼材熱軋后控制相變條件以及鋼材的組織性能，保證鋼材產(chǎn)品的質(zhì)量。

應(yīng)用控軋控冷技術(shù)時需要關(guān)注軋制溫度的狀態(tài)，還包括軋后的工藝參數(shù)，目的在于獲取相變組織，進(jìn)而保證鋼材產(chǎn)品的強(qiáng)度、韌性性能。控軋控冷技術(shù)注重水資源的應(yīng)用，降低合金元素的應(yīng)用規(guī)模，凸顯生產(chǎn)過程的環(huán)保效應(yīng)并降低成本。相比于常規(guī)的生產(chǎn)模式，控軋控冷技術(shù)有助于提升鋼材產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度和屈服度，同時降低對合金元素的依賴程度，兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)節(jié)能效應(yīng)?？剀埧乩浼夹g(shù)的應(yīng)用還可以起到優(yōu)化工序、節(jié)能減排的作用，為企業(yè)和社會帶來顯著的效益。

（6）單驅(qū)動技術(shù)。單驅(qū)動技術(shù)的核心在于單驅(qū)動器的應(yīng)用，將單驅(qū)動器引入到線材加工體系之中，為企業(yè)帶來更顯著的經(jīng)營優(yōu)勢，輥環(huán)管理模式更加簡便，效率進(jìn)一步提升，同時降低后續(xù)維護(hù)工作的負(fù)擔(dān)。單驅(qū)動技術(shù)相對于多驅(qū)動技術(shù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，能夠深入挖掘輥環(huán)的使用價值，降低生產(chǎn)過程對傳統(tǒng)能源的依賴；同時提升設(shè)備控制的精度，進(jìn)一步提升冶金產(chǎn)品的質(zhì)量。

（7）厚度液壓自動控制。鋼材生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一在于厚度控制，應(yīng)用液壓自動控制模式可以有效控制鋼材厚度。自動控制模式的應(yīng)用關(guān)注到精軋機(jī)環(huán)節(jié)，對于精軋機(jī)內(nèi)的軋件系數(shù)進(jìn)行綜合分析，尤其是軋件的板厚、變形抗力等參數(shù)，為控制板厚提供重要依據(jù)。基于提升自動控制效果的目的，開發(fā)了控制板材厚度的軟件，采用程序控制方式提升板材厚度控制效果，進(jìn)一步提升板厚控制精度。

2 軋鋼技術(shù)發(fā)展特征

（1）高新技術(shù)參與越來越多。近年來軋鋼生產(chǎn)呈現(xiàn)出質(zhì)量、數(shù)量齊頭并進(jìn)的局面，對于軋鋼技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的行業(yè)環(huán)境。高新技術(shù)的應(yīng)用則是推動軋鋼技術(shù)發(fā)展的重要動力，帶來的不僅僅是生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的革新，對于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的提升也是顯而易見。例如在板帶材生產(chǎn)流程中應(yīng)用到中厚板控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)板帶材生產(chǎn)的形狀控制效應(yīng)，有助于控制板帶材的形狀控制效果，板帶材產(chǎn)品板型更加規(guī)整，鋼鐵成材率大幅度提升。無切邊技術(shù)的應(yīng)用同樣起到控制形狀的作用，板厚版型的控制效果更勝一籌，最終產(chǎn)成品質(zhì)量明顯提升。自由尺寸軋制技術(shù)的應(yīng)用，提升型鋼生產(chǎn)的質(zhì)量和效率；例如在H型鋼軋制的過程中應(yīng)用自由尺寸軋制技術(shù)，顯著優(yōu)化型鋼的生產(chǎn)效果。影響軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量的因素包括板型、溫度等多項(xiàng)指標(biāo)，高新技術(shù)的應(yīng)用則有助于提升板型控制效果以及溫度控制效果，有利于軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

（2）計算機(jī)技術(shù)。計算機(jī)技術(shù)隊(duì)軋鋼生產(chǎn)體系的提升起到至關(guān)重要的作用，也是軋鋼技術(shù)縱深發(fā)展的重要動力。在軋鋼生產(chǎn)體系中應(yīng)用計算機(jī)和模型相結(jié)合的方式，根據(jù)設(shè)定的金屬變形程序?qū)χ圃旃に囘M(jìn)行優(yōu)化，有效去除傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)工藝中的不足之處。例如在鋼管軋制體系中，通過計算機(jī)模型手段，對鋼管軋制體系進(jìn)行更新處理，提升軋鋼制造的技術(shù)水平和精細(xì)化程度，同時有助于技術(shù)系數(shù)的革新。軋鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于質(zhì)量控制和檢查，利用計算機(jī)技術(shù)可以優(yōu)化軋鋼生產(chǎn)的質(zhì)量控制體系。在軋鋼制造過程中實(shí)現(xiàn)更高的效率。軋鋼生產(chǎn)工藝仍處于不斷優(yōu)化的階段，計算機(jī)技術(shù)在其中的作用仍然是不可替代的。

（3）品種不斷開發(fā)。軋鋼技術(shù)的提升還體現(xiàn)在產(chǎn)品升級領(lǐng)域，例如冷軋領(lǐng)域的產(chǎn)品革新引人注目。利用冷軋技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)品呈現(xiàn)出更寬、更薄的特征，也為軋鋼產(chǎn)品的革新指明方向。軋鋼領(lǐng)域推出的高強(qiáng)度管線鋼則屬于熱軋技術(shù)的代表產(chǎn)品，高壓輸氣管線鋼型號種類眾多，同樣體現(xiàn)熱軋技術(shù)的優(yōu)勢。由此可見軋鋼生產(chǎn)領(lǐng)域處于品種不斷開發(fā)的階段，在大量推出高技術(shù)新型產(chǎn)品、爭取廣泛市場份額的同時，對于軋鋼生產(chǎn)的研究起到反哺和促進(jìn)作用，也為鋼鐵軋制技術(shù)的發(fā)展開辟更廣闊的空間。

3 軋鋼技術(shù)發(fā)展趨勢

（1）科技化成分提升。軋鋼技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出科技因素增多的特征，通過軋鋼技術(shù)與科技技術(shù)的融合，提升軋鋼環(huán)境的科技屬性。另一方面，自動化理念與軋鋼技術(shù)的結(jié)合，提升軋鋼體系的工作效率，有助于企業(yè)產(chǎn)量和產(chǎn)值的提升。當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用在軋鋼生產(chǎn)體系中，軋鋼生產(chǎn)工藝的技術(shù)含量進(jìn)一步提升，軋鋼生產(chǎn)過程更加精準(zhǔn)。技術(shù)人員利用計算機(jī)技術(shù)，對軋鋼生產(chǎn)過程進(jìn)行全面模擬，分析軋鋼生產(chǎn)過程中可能存在的問題，提升軋鋼生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。由此可見，以計算機(jī)技術(shù)為代表的科技技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)體系中發(fā)揮更重要的作用，在諸多企業(yè)的生產(chǎn)體系中已經(jīng)有所應(yīng)用。軋鋼生產(chǎn)體系的每個環(huán)節(jié)都可以體現(xiàn)在電腦中，技術(shù)人員通過計算機(jī)就可以掌握各個生產(chǎn)階段的具體情況，生產(chǎn)效率和質(zhì)量顯著提升。人工智能技術(shù)的應(yīng)用也是突出特征之一，在傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)體系中存在較多的危險環(huán)節(jié)和高難度環(huán)節(jié)；應(yīng)用人工智能技術(shù)則實(shí)現(xiàn)上述環(huán)節(jié)的自動化效應(yīng)，降低對企業(yè)人力的依賴程度，軋鋼生產(chǎn)環(huán)境安全系數(shù)進(jìn)一步提升，為軋鋼技術(shù)的良性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（2）生產(chǎn)過程一體化。完整的軋鋼生產(chǎn)體系包括上游、下游等多個環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)之間聯(lián)系密切；軋鋼技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)之一就在于將上下游環(huán)節(jié)真正串為一體，實(shí)現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)體系的聯(lián)動效應(yīng)。當(dāng)前傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入到高質(zhì)量發(fā)展階段，對于軋鋼生產(chǎn)技術(shù)和效率的要求更高，傳統(tǒng)粗放的生產(chǎn)模式已經(jīng)不符合時代要求，也不能滿足軋鋼技術(shù)自身發(fā)展的需求。以軋鋼技術(shù)中的熱軋和冷軋為例，熱軋技術(shù)范疇內(nèi)的連鑄連軋技術(shù)應(yīng)用前景更加廣闊，對于組織的控制與調(diào)節(jié)能力進(jìn)一步提升。冷軋技術(shù)范疇內(nèi)的軋制、平整等環(huán)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)一體化效應(yīng)；在軋鋼生產(chǎn)體系中應(yīng)用到帶鋼全連續(xù)聯(lián)合機(jī)組有助于提升生產(chǎn)效率，生產(chǎn)流程的運(yùn)作質(zhì)量同樣明顯提升。由此可見生產(chǎn)過程一體化的價值和作用，也為軋鋼技術(shù)發(fā)展指明方向，軋鋼技術(shù)體系更加規(guī)范合理。

（3）產(chǎn)品類型更加豐富。軋鋼產(chǎn)品豐富度的提升，也是軋鋼技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。在保證軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上不斷擴(kuò)充軋鋼產(chǎn)品的種類，同時降低軋鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)成品，從多方面擴(kuò)充軋鋼生產(chǎn)領(lǐng)域的效益。因此在軋鋼生產(chǎn)中要注意深挖細(xì)耕，在注重軋鋼生產(chǎn)工藝的同時，最大限度減少軋鋼生產(chǎn)的原材料消耗規(guī)模；與此同時加大對軋鋼產(chǎn)品品質(zhì)的控制力度，體現(xiàn)軋鋼產(chǎn)品的性能優(yōu)勢。軋鋼產(chǎn)品的使用范圍相對廣泛，部分軋鋼產(chǎn)品可能應(yīng)用在相對特殊的場景中。高層建筑的建設(shè)對于軋鋼產(chǎn)品提出較高要求，軋鋼產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)滿足高層建筑在抗震、抗腐蝕等方面的要求，也為提升軋鋼產(chǎn)品性能確定了方向。在豐富產(chǎn)品類型的過程中注意強(qiáng)化機(jī)制的應(yīng)用，例如相變強(qiáng)化、攣晶強(qiáng)化等等，提升軋鋼產(chǎn)品的性能。

（4）綠色效應(yīng)增強(qiáng)。近年來伴隨著供給側(cè)改革、基建需求壓縮等要求的不斷落實(shí)，對于軋鋼產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)峻考驗(yàn)，也為軋鋼產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展指明了方向。傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)體系中存在技術(shù)落后、能耗偏大等問題，軋鋼產(chǎn)成品也存有結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)象。進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展時代后，在軋鋼生產(chǎn)體系中需要強(qiáng)調(diào)控制資源消耗、優(yōu)化生產(chǎn)規(guī)模。企業(yè)在落實(shí)軋鋼生產(chǎn)任務(wù)時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模確定最大資源消耗量，發(fā)揮優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的帶動效應(yīng)，同時體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集中的優(yōu)勢。當(dāng)前工業(yè)化改革已經(jīng)進(jìn)入到關(guān)鍵階段，在軋鋼生產(chǎn)中需要時刻秉承節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的理念，真正實(shí)現(xiàn)綠色效應(yīng)與軋鋼生產(chǎn)的融合。軋鋼生產(chǎn)的重要發(fā)展方向就是綠色化與生態(tài)化，不斷提升軋鋼制造體系的綠色屬性，實(shí)現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)模式的持久發(fā)展效應(yīng)。

（5）深入挖掘鋼材性能。形變熱處理技術(shù)成為軋鋼技術(shù)體系的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)鋼材在線熱處理效果。在生產(chǎn)微合金鋼材的過程中需要充分利用鋼材的韌性，與此同時加強(qiáng)溫度控制力度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)溫度的精準(zhǔn)控制效果。采用模型方式監(jiān)測鋼材性能，提升鋼材性能的控制效果。

4 結(jié)束語

軋鋼技術(shù)的作用和意義不言而喻，高質(zhì)量發(fā)展背景對鋼鐵產(chǎn)業(yè)提出新的要求，也對軋鋼技術(shù)的革新和發(fā)展帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在落實(shí)鋼鐵生產(chǎn)任務(wù)的同時積極探索軋鋼技術(shù)發(fā)展的新思路和新方法，認(rèn)識到軋鋼技術(shù)的生產(chǎn)力效應(yīng)，不斷激發(fā)軋鋼技術(shù)的潛力，為鋼鐵產(chǎn)業(yè)的長效發(fā)展注入不竭動力。