淺談軋鋼生產中新工藝新技術的應用

江東

摘 要：在世界范圍內在生產鋼鐵的技術方面目前我國還處于比較落后的位置，我國鋼鐵的產量與質量在很大程度上受到了影響，相關的工藝和技術還不夠成熟。國內的這種發展狀況在第二次工業革命就開始興起鋼鐵工業，國外早經過多年發展，技術和生產工藝現在已經取得的大幅度領先。就目前而言，我國的工業生產尤其是鋼鐵生產的方面，不管是產量、技術，還是施工工藝，相較于國外發達國家來說都是相對落后的。因此對軋鋼生產工藝的提高與改良是很有必要的。本文現對軋鋼生產工藝和其發展與創新進行分析與討論。

關鍵詞：軋鋼生產；工藝技術；應用

我國經濟發展中軋鋼領域發揮了不可替代作用，因而相關工作人員不斷加強對于軋鋼技術和工藝的研發力度，完善軋鋼技術和新工藝的應用，保證我國軋鋼領域的進一步發展和壯大。

1 軋鋼工藝簡介及生產能耗現狀

軋鋼工藝是重工業中廣泛應用的技術，生產各類機械零件都用到軋鋼技術。軋鋼技術可根據不同企業的要求，對原材料進行加工與整合，實現由原材料到成品的過渡過程。在實際中，應用較為廣泛的是冷軋、熱軋這兩種技術。軋鋼工藝是通過機械來改變鋼原料的物理性質及部分特性，這種高強度、高消耗的機械，大多數均以電能為能源。此外，有些鋼材的加工需在高溫度下進行，甚至需要高溫加熱后迅速冷卻，這就造成了軋鋼工藝具有能源消耗量大的特點。綜上所述，分析在軋鋼工藝中能源消耗的原因，一是利用機械對原材料的塑性加工，二是高溫加熱以及低溫冷卻鋼材。

鋼鐵工業的消耗占據了我國能源總消耗的13%。并且這個數據還在持續增長。軋鋼工序消耗資源占到了總能耗的15%～20%左右。若將多余的能耗應用在軋鋼工藝中，則產量將多出70%左右。從軋鋼行業和企業發展現狀來看，2015年我國粗鋼產量為8.04億噸，同比下降2.3%，鋼材實際消費量為6.64億噸，同比下降5.4%。在“十二五”期間，我國重點統計鋼鐵企業噸鋼綜合能耗下降了5.28%，技術和裝備水平大幅提高，主要能耗指標逐漸降低，管理水平也有了大幅度的提高。如今，我國已進入“十三五”計劃期間，雖然在軋鋼工藝中取得了重大進展，但仍存在許多問題。

2 新工藝新技術的應用

2.1 棒材生產及其控制技術

隨著鋼材市場的持續低迷，企業的產品想要鞏固拓展或躋身競爭激烈的鋼材市場，其產品必須有良好的整體質量，其中外觀質量是最重要的環節。

為了更有效地控制棒材軌跡，將小棒軋線分成5個軌跡控制區，即：1段穿水輥道前、4#飛剪前、5飛剪夾送輥前、2段穿水輥道前、3段穿水輥道前、6#飛剪前。這樣可以分段控制棒材軌跡。通過原設計現場的使用情況得出結論，棒材只能隨著軋機輸出方向運動，每段軌跡無法參與控制。為了解決這一難題，技術人員在每段區域前方輥道框架上設計了兩側附帶檔距調整功能立導輪的輥道組。可以調整輥子高度控制棒材輸出高度、同時可以通過對立導輪的調整控制其左右軌跡，從而使棒材在小棒軋機5段區域始終在輥道的中心線行進，降低與輥道底板、護板產生接觸，避免不必要的摩擦，降低棒材表面產生劃傷現象。

經過長周期的運行，進口韌磨板逐步消耗完畢，國產備件開始上線使用，運行結果顯示國產備件使用壽命不足進口備件1/10。這種情況備件更換周期無法滿足現場使用條件，一旦掌控不到位，棒材表面就會與韌磨板出現不正常摩擦，出現劃傷現象。技術人員對現場國產備件進行了材質化驗發現與外方提供圖紙資料的化學元素基本相符，最終在技術部分的幫助下確定問題出現備件的熱處理工藝達不到外方提供的技術要求。經過長期和多個國內制造廠商的技術交流、試驗，這一問題也得到解決，最終該區域由于群板、韌磨板產生的劃傷得到了有效的控制。

2.2 機械生產工藝技術

（1）熱機械控制工藝。對于機械生產工藝技術中，熱機機械控制工藝主要針對金屬中各項組織進行控制，將其分布情況和各項性能保證其相變過程，例如在對金屬馬氏體組織獲取過程中，首先需要通過將過冷奧氏體進行初步冷卻，然后通過TMCP技術將其冷卻速度進行調整和控制，最大限度避免其中擦還說呢和能夠其他組織，比如索氏體以及珠光體的形成，將需要獲得的組織進行控制，通過熱機控制工藝將奧氏體晶粒進行細致劃分，通過一定的加工工藝將組織可能發生的相變情況進行控制，提升金屬最終的強度，通過這項工藝技術的應用將低合金鋼中一些微含量元素進行降低，也從成本角度上實現了降低效果，應用過程中需要注意這項工藝與其他技術之間的配合，以及對控制模型選擇，目前國內外比較先進的冷卻裝置都是采用高密度管層流冷卻，配備高精度的溫控軟件。

（2）柔性軋制技術。柔性軋制技術是在鋼材軋制過程中，通過將組織性能線應用與其中，這種技術最終能夠實現將同一種性能的材料生產出具備不同性能的材料，通過整個生產工藝和過程進行了簡化，通過柔性的控制技術實現了軋鋼的制造，它可分為組織性能柔性軋制技術和外形尺寸柔性軋制技術兩個方面，通過將技術應用與軋制工藝中，實現了更大轉變，提升了生產效果，將一些復雜問題通過組織管理的方式進行了解決，為我國軋鋼技術的發展提供了支撐。

2.3 無頭軋制技術

在國內資源匱乏、大宗原材料依靠進口的條件下，鋼鐵行業高耗能、高污染嚴重，縮短工藝流程，降低能源消耗和生產成本，提高產品性能是鋼鐵行業的必然抉擇。全無頭產線很好地解決了上述問題，其優勢主要體現在以下幾個方面。（1）流程短，低能耗；設備緊湊，節省廠房投資。（2）極限規格?。?.8mm），替代部分冷軋產品，常規軋制無法超越。（3）穿帶、拋尾次數少，故障率低，頭尾板型好。（4）產品的厚度、寬度精度均優于常規軋機。（5）同一規格恒速軋制，全長產品的溫度、組織、性能均勻。（6）不存在明顯的頭尾鐮刀彎，板型、卷型好。（7）燒損、切損少，成材率高（從鋼水到帶卷的綜合收得率可達98%）。2016年以來，國內多家企業針對現有CEM和ESP等產線的不足，不斷改進，更優化型的無頭產線應運而生，并在未來一段時間內發揮其優勢和效能。

2.4 節能施工技術

1）優化爐燒嘴設計

目前許多企業應用的燃料是焦爐煤氣，但爐燒嘴的材質仍然是按照燃油混合煤氣來進行設計的。此種爐燒嘴型號偏大，在實際生產中只能調節其中的20%調節性能差，且燃燒效果不明顯?？赏ㄟ^先進的科學技術重新設計爐燒嘴，使其可靈活調節爐內溫度，提高火焰剛度。

2）減少冷卻水消耗量，回收利用冷卻水介質余熱

可以適當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。經相關測算，若在現有基礎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余熱，不僅節約用水量，并且可減少爐內熱損失，回收利用余熱蒸汽，提高成品的質量。

綜上所述，我國經濟發展中鋼鐵行業是其重要發展之一，通過將軋鋼技術進行提升，具備非常強的意義好作用，因此加強軋鋼技術和工藝的研究，是之后發展軋鋼技術的重要趨勢。

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