冶金軋制標準及生產新技術研究

石 峰

（中鋼石家莊工程設計研究院有限公司，河北 石家莊 050021）

1 標準與數據

當冶金軋制設備出現振動故障時，應用的判斷指標主要3個要點：相關故障，類比和故障量化。由于振動失敗的原因多種多樣，因此僅依靠物理現象分析會更加困難。從實際經驗可以知道，機械設備故障的干擾因素包括設備的工作狀態，軸承類型，實際速度，檢測裝置等，這些都會影響機械設備。因此，應該建立一套比以往更具科學性、適應性更強的振動失效判斷指標，而這項工作并不容易完成。這需要在同一時間段內對相同工作方式、工作狀態和位置環境的設備再次開展定量測試，之后將此次獲得的數據以及設備正常狀態下的數據比較分析。分析是否存在故障，并對故障嚴重程度進行判斷。另外，冶金設備運行過程中，齒輪與軸承的連接處很容易出現振動故障，所產生的振動信息會以多種形式進行傳遞。設備的速度以及工作狀態會對信號的傳播造成影響。所以，在收集振動條件下的數據時，必須消除復雜信號中的噪聲。與此同時，有必要完成常規頻譜的采集與處理，這對分析和處理冶金機械設備振動具有非常重要的意義[1]。

2 冶金軋制生產新技術

2.1 自動化連續技術

2.1.1 計算機一體化管理技術

軋制生產的主要環節有：冶金環節、熱軋環節以及連鑄環節，三個環節密不可分，在實際施工管理控制時，要確保各要素的平衡，例如時間、能量以及物流等，需依據相關工藝逐一進行連鑄施工，施工管理。將三個環節融為一體，要進行統一管理，調度以及計劃。在計算機管理技術的支持下，將切實執行綜合管理策略，從而可以促進整個生產過程的科學管理。

2.1.2 無頭軋制技術

該技術通常用于棒線材以及熱軋合金加工中，而半無頭軋制技術則用于薄板坯連鑄連軋生產中。在該技術的應用過程中，粗軋制后帶坯和前一根帶坯尾部將通過焊接連接，與此同時合金板厚度將通過反復精軋機方式進行控制。通常對此種技術進行應用，生產出來的產品具有厚度精度高以及板型波動少等優勢，以往軋制加工速度不會對其有所束縛，能高效提升生產率，同時產品強度相對較高。

2.2 高精度技術

2.2.1 無縫管軋制技術

該技術發展迅速，與此同時已被更早地使用，再加上IT的融入，取得了質的飛躍，并已廣泛用于冶金生產過程中。該技術的成功應用促進了連鑄坯生產的標準化。與此同時，與軋管坯相比，其質量公差和尺寸更好，它可以同時提高金屬效率和對坯料成本進行控制，受到各行業追捧。

2.2.2 板帶軋制技術

本技術運用時間長，但因為控制技術和機械水平的影響，并未全面呈現出應用優勢。歷經多年的磨煉，我國機械生產和軋制控制技術獲得了不小的成就，為更好地運用板帶軋制技術奠定了良好的基礎條件。例如，在應用過程中，熱軋板坯在線寬度調節技術將在軋制過程中加入重型壓力機和定寬壓力機，并將使用計算機自動化控制技術對軋制寬度進行準確掌控，從而提高軋制效率，保障該產品完全滿足有關指標要求。同時，使用該技術可以對合金板材的厚度進行進一步控制，厚度將由中央計算機處理系統的租用下的厚度控制程序控制，新型板式和卷取式控制器的應用可以實現合金軋制生產的高效控制。

2.3 機械生產技術

2.3.1 熱機械控制技術

對于機械生產過程，機械控制技術將依靠金屬各種組織的有機控制來保證其變相過程的質量。比如，在生產金屬馬氏體組織時，要以冷卻方式處理冷奧氏體，在使用TMCP技術控制以及調整冷卻速度，防止其產生結構異常情況，保障所需組織獲取質量。并能對熱機控制技術進行運用，精細化劃分索氏體晶粒，保障組織出現相變能夠得到準確控制，切實提升金屬強度。在低合金生產中應用本技術，能合理管控微含量元素，為最后金屬產品質量提供強有力保障。

2.3.2 柔性軋制技術

在運用本技術時，會通過對本技術的合理運用以及優化升級，而進行高質量加工某些含合金成分坯料。本技術的成功運用，不但簡單化了冶金工藝流程，促使軋制生產規模越來越大，而且還為材料組織性能以及外形尺寸軋制質量提供了強有力的保障。由于客戶對金屬強度要求存在很大差異，因此為符合市場實際需求，應科學、合理地調整金屬合成比例和成分。對金屬合成比例以及成分的調整，會將生產成本增加，還會復雜化生產工藝流程，在此時可應用本技術，促使同樣成分原材料在軋制過程中產生性能差異，妥善處理組織管理問題，從而為實現大規模生產提供越來越多的可能性。

2.4 節能降耗技術

2.4.1 蓄熱節能爐技術

將蓄熱式燃燒技術應用于冶金高爐中，即蓄熱節能爐技術，這種燃燒技術屬于新型技術之一，其新穎性主要體現在兩個方面。①借助儲熱體調整以及改進陶瓷儲熱體，以提升儲熱體的傳熱效果，減少儲熱過程中的熱阻。②改進和優化換向設備以及控制技術，新型的蓄熱室對廢氣的溫度能夠有效降低，其熱效率能夠超過75%。新的蓄熱式節能爐技術可以回收煙氣中的熱量，減少熱量的損失，達到節約能源以及成本的效果。與此同時，它能對CO2以及二氧化氮的排放進行有效控制，降低對自然環境的污染。

2.4.2 連鑄坯熱送熱裝技術

在高于400℃的高溫情況下進行連鑄后，裝入燃燒爐，即連鑄坯熱送熱裝技術。該技術的應用能對加熱爐的消耗進行高效降低，將燃燒損失減少，將生產時間及周期減少，達到高產量。此外，連鑄板坯熱送熱裝技術的應用還需要穩定協調的程序、優質的連鑄板坯、計算機管理系統和相關技術設備作為有力支撐。一般連鑄坯熱送熱裝技術包含合金高溫坯料生產技術；連鑄坯熱送熱裝技術主要適用于CCHCR，CCDHCR，CC-DR等工藝的高速澆注技術，該技術主要用于提升鑄造速度以及提升合金坯料的溫度；另外，還包含二次冷卻技術以及凝固終點控制技術；通過降低二冷噴水密度和氣溶膠冷卻方式，提高連鑄坯溫度，控制連鑄機端部凝固點。與此同時，還包含了輸送期間的保溫和快速運輸技術；對保溫罩和絕熱錕道、高保溫運輸臺車以及緩沖保溫坑進行應用，將連鑄坯到加熱爐以及熱軋機的輸送時間盡量縮短，以此來通過縮短熱軋機以及連鑄機之間的距離來實現快速輸送技術。

2.4.3 薄板坯連鑄連軋技術

ISP，CSP，FTSR和CONROLL四種技術是薄板坯連鑄連軋技術的主要類型，但是，從當前不同類型的生產線的角度講，CSP技術使用頻率最高，適用范圍最廣。CSP技術中最早的鑄坯相對較薄，通常為4cm到5cm，與此同時不需要使用液芯下壓，后端裝有輥底隧道爐，作為均勻加熱或緩沖鑄坯的裝置，除此之外，通常使用的是5～6臺精軋機，精軋板的厚度只有1mm到2mm。在應用凝固穿熱度強以及連鑄速度高的CSP技術的過程中，對于澆鑄溫度必須進行嚴格控制，在對邊緣位置進行快速加熱時必須應用輕壓技術和電磁攪拌技術，以此來對邊緣位置進行均勻加熱，進行反復高壓除鱗；在此之后，對精軋機技術進行全面運用，以此來提升軋制質量。

2.5 軋制油分級凈化技術

在冷軋不銹鋼的生產環節，軋制油起著不可替代的作用，軋制油表現出良好的極壓性和潤滑性，這就使得經由在相應的軋制過程中，完全可以在鋼帶和軋輥表面形成耐壓、耐熱的潤滑膜，大大降低摩擦系數，提高軋制力，使得鋼帶形狀、厚度、平整度和光亮度均能夠達到相應的標準。在軋制過程中，為提升軋制油的循環利用次數，大多數的專業設備中都配備有污油反沖洗過濾系統。但在生產過程中，反沖洗過濾系統自身的凈油能力十分有限，無法保持油泥分離的良好效果，大量污泥會在此條件下進入到凈油箱內，在下一循環工作開展時，這些污泥在濾網上大量堆積，大大縮短了濾網使用壽命。而每次的濾芯更換時的成本投資非常高，可能會導致企業存在巨大的經濟損失。

為解決冷軋過程中所出現的這一問題，在當前的市場上逐步出現了軋制油分級凈化技術，經由這一技術的科學應用，使得軋制油潔凈度得以顯著提高。反沖洗過濾系統內存在有多個過濾缸的配置，且在每個過濾缸內都有4層濾網，每層濾網內都包含了很多的濾芯。在軋制工序實施中，污油箱內的油直接進入到了過濾缸內，在長達幾個小時的過濾處理后，過濾出來的清潔軋制油直接進入到了凈油箱內，借助于高壓氣體，也就可以對濾芯加以反復沖洗，隨后含油污泥陸續進入到了分級沉淀罐內，在強大的沉淀作用下，油泥分離效果相對良好，經由相應的調查，污泥凈化率相對較高。

3 軋鋼生產過程中存在的主要問題及解決措施

3.1 主要問題

3.1.1 設備問題

現如今，很多軋鋼企業不夠全面機械設備的管理工作，對管理體系構建的知識不足。結果，沒有“系統”可用于特定的管理工作，并且在軋鋼生產中使用的特定技術也未包含在管理文件中。近些年來，企業對軋鋼設備的管理非常松散，規章制度也不健全是經常能夠遇見的問題。新設備引進后，部分企業對新設備未注冊和使用，這也是引起軋鋼管理無秩序的重要原因之一。此次之外，還有部分企業因為人員流動性較高，配置不合理，相關管理人員在企業生產過程中未將自己的管理價值呈現出來，導致在進行相應的管理工作時，忽略了生產經營者的有效管理，導致對軋制機械設備管理的正確維護工作失敗，軋制管理混亂的問題越來越嚴峻。

此外，市場經濟的全面進步，所帶來的競爭也是越來越激烈。現如今，市場經濟主要集中在技術設備以及人才兩個層面。而在對此種發展局勢應接不暇時，相關軋鋼企業如果不能在第一時間更新老舊設備管理模式，同時提升自身水平，則會讓企業面臨巨大挑戰，其相關生產活動以及投標進展也被阻礙。所以，對于企業滯后的發展僵局，該如何改變，對于老舊機械管理模式，該如何更新，是企業迅速發展的重點。作為一名成就顯著的管理人員，應在高壓的工作環境下，對機械設備進行重點研究，對先進的設備進行適時引進，同時采用合理的管理方式對企業自身能力進行不斷強化。但依據當前企業設備的引進現狀可以看出，很多企業不能依據自身情況，以及自身的實情，對設備采購方案進行制定。

3.1.2 產品質量問題

在進行軋鋼生產過程中，在建設質量模型時是較為困難的，沒有辦法運用機理來對建模進行完成，需要根據差分方程或微分方程來進行計算，對于生產的過程需要開展精確的研究，在這方面是存在著一定的難度，因為它存在著許多的不確定因素。在開展軋鋼生產過程中，在進行控制輸入工作時，基本上都是把工序環節進行階段上的劃分，而輸出工作主要是根據產品質量的標準來得以實現。要想使得軋鋼生產質量控制工作達到強化的效果，就應該在實際生產時根據對標量進行輸入，使得輸出質量標準能夠起到較好作用，這需要根據許多工序來進行完成。對軋鋼產品生產質量的影響具有多方面的因素，其作用機理也存在著復雜性特點，一般情況下，對于軋鋼的生產需要進行煉鐵、煉鋼、連鑄和熱軋等環節，每一個環節都會對軋鋼的質量產生重要影響，因此我們為保障產品質量，必須采取可靠的措施控制這些影響因素。

3.2 解決措施

3.2.1 設備管理要點

（1）嚴把設備采購質量關。

軋鋼設備質量與鋼產品的生產質量、生產精度息息相關，因此，鋼鐵企業應當從設備采購源頭抓起，制訂科學嚴謹的采購計劃，明確設備采購招標的每一個細節，避免人為操控現象的發生。在采購過程中，應當指派專業技術人員對設備的各項運轉參數進行檢驗，對設備外觀以及各個元器件的緊固狀態進行細致檢查。在安裝調試階段，應當遵照安裝調試說明，并在生產廠家專業技術人員的正確指導下開展各項工作，確保軋鋼設備能夠正常運轉。

（2）組建高素質技術團隊。

軋鋼設備的管理與維護需要一個管理經驗豐富、技術水平高、綜合素質高的專業團隊，因此，鋼鐵企業針對現有的管理與技術人員的崗位職責權限，建立一個科學高效的內部培訓機制，并每年對相關人員至少進行兩次以上的專業技能培訓，為了驗證培訓效果，企業應對技術人員的工作流程進行巡視監督，查找出技術人員存在的不足與問題，并及時予以糾正[2]。比如在設備檢修過程中，是否遺漏了關鍵故障部位，檢修步驟是否正確，檢修效果是否理想，如果哪一個程序存在問題，專業技術顧問應當及時進行現場指導，以此夯實技術人員的專業技術根基，促進專業技術水平的大幅提升。

（3）加大設備管理與維護力度。

針對軋鋼設備，鋼鐵企業應當制訂科學完善的管理與維護機制，在制度當中，進一步明確各級管理人員的崗位職責權限，確定日常巡檢頻次以及檢查要點。為了規范各級管理人員的個人行為，避免人為失誤現象的發生，企業應當細化獎懲制度條款，一旦出現安全事故，應對直接責任人進行嚴肅處理。另外，設備的維護保養是設備管理工作的重中之重，設備檢修人員在日常巡檢過程中，如果發現跑冒滴漏或者連接件松動的情況，需要及時采取補救措施，以防止事態惡化，將故障隱患消滅在萌芽狀態。

3.2.2 質量控制措施

（1）規范裝配流程。

軋鋼生產時，通常會發生一些軋輥孔型不合格，軸承和軋機端蓋遭到摩擦，軋機壓下裝置的靈活性不強，對于島位的安裝達不到符合的標準，或是出現軋輥竄動等一系列的狀況，都有可能會對成品造成尺寸及質量方面的影響。為了防止此狀況的發生，從而導致產品質量下降，操作人員應該根據質量管理體系的標準來進行嚴格的作業，還要保證所有的員工都能夠嚴格地根據編制的規范來進行作業，這樣才能夠確保裝配的質量達到理想的效果。

（2）構建軋鋼生產過程質量模型。

為了能夠使軋鋼生產質量達到很好的水平，就需要對軋鋼生產進行有效的分析，從而了解到對軋鋼產品產生影響的原因，需要對產品質量控制措施進行深化，要注意對軋鋼生產過程質量模型進行建立，使得軋鋼生產質量能夠得到保障。

（3）加強對關鍵程序的控制。

在進行軋鋼生產的過程中，有一些較為關鍵的程序，比如對槽孔和軋輥的更換，許多發生的質量狀況都是出現在這些時間內，產品質量出現問題的主要原因是外形尺寸或外形質量沒有符合標準，因此，需要加強對生產關鍵程序的管理，這樣才能夠使得產品的質量得到更好地提升。

（4）做好軋鋼生產中質量記錄。

軋鋼生產要根據工藝流程來進行，要注意對軋鋼生產的質量進行有效地控制和管理，并做好質量的記錄。產線要配置關于質量的記錄員，對產線生產進行記錄，然后再把所記錄到的內容進行整理和分析。若是出現質量狀況，就需要采用調研的方式來對措施進行完善，更加嚴格地落實后續生產工作。對于一些較為典型的質量事故，要注意實行分類式的管理，分析發生事故的因素及應對措施。

4 結語

總之，就中國大多數冶金企業而言，現階段都停留在使用傳統的生產技術上，以致軋制產品在全球市場中欠缺巨大的競爭力。所以對全新的生產工藝進行不斷尋求是非常有必要的，這樣能保障中國冶金生產質量，還能保障軋制生產效率。為此，文章針對冶金軋制生產新技術這一話題，展開了詳細的討論，希望能夠為相關業界人士乃至相關行業提供有效的和有價值的參考。