趙如意

﹙南京鋼鐵聯(lián)合公司棒材廠，江蘇南京210000﹚

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們生活質(zhì)量也日益提升，再加上市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)鋼材的需求已經(jīng)不再固定在數(shù)量上了，而是追求其品質(zhì)以及種類。改革開放以來(lái)，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展，為中國(guó)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)騰飛做出了巨大貢獻(xiàn)。軋鋼生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)，是鋼鐵生產(chǎn)的一種重要加工方法。軋鋼企業(yè)擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)鋼材的重要任務(wù)，我國(guó)近年來(lái)，軋鋼領(lǐng)域在軋制工藝控制技術(shù)和生產(chǎn)線成套裝備技術(shù)，以及高性能鋼材品種的研發(fā)方面都取得了顯著的進(jìn)步。軋鋼技術(shù)的成果也在建設(shè)現(xiàn)代化國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用越來(lái)越重要，因此，軋鋼生產(chǎn)技術(shù)的研究與應(yīng)用就不僅僅是軋鋼領(lǐng)域的事情，而是關(guān)乎整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大事。我們南京鋼鐵聯(lián)合公司棒材廠，一直主要從事軋鋼生產(chǎn)，在軋鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展方面取得了顯著成果，現(xiàn)結(jié)合我廠多年生產(chǎn)軋鋼的工作實(shí)踐，對(duì)我國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展提出研究。

1 軋鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的特征

近年來(lái)，我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步取得了長(zhǎng)足發(fā)展。在型鋼生產(chǎn)方面，H型鋼自由尺寸軋制、型鋼的多線切分軋制、三輥Y型軋制技術(shù)得到了應(yīng)用和發(fā)展；在板帶材生產(chǎn)方面，板厚和板形控制技術(shù)已趨與成熟，中厚板平面形狀控制技術(shù)和無(wú)切邊技術(shù)的應(yīng)用，大幅度提高了成材率和產(chǎn)品的質(zhì)量檔次；在鋼管生產(chǎn)方面，限動(dòng)芯棒連軋管技術(shù)，ACCUROLL成形技術(shù)，UOD、CBR和復(fù)合成形技術(shù)等，都是高新技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用結(jié)出的成果。高新技術(shù)的應(yīng)用是軋鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的顯著特征。

以計(jì)算機(jī)技術(shù)為中心的高科技的使用給軋鋼的制造技術(shù)帶來(lái)了很大程度的創(chuàng)新。金屬變形的程序已經(jīng)改變到使用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模型進(jìn)行配合，在很大程度上轉(zhuǎn)變了軋鋼制造的方式；使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)型鋼、鋼管軋制以及板帶材進(jìn)行立體的解析以及模擬，提升了模型的精準(zhǔn)度，對(duì)系數(shù)的變革、產(chǎn)品品質(zhì)的預(yù)測(cè)、技術(shù)系數(shù)的改善以及設(shè)施的策劃都有著很大的幫助；在判別變形過(guò)程中使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬的模擬取代了以往進(jìn)行真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)，同時(shí)經(jīng)過(guò)幾何狀態(tài)預(yù)測(cè)以及掌控，深入到合金結(jié)構(gòu)能力預(yù)測(cè)以及掌控。

軋機(jī)的計(jì)算機(jī)技術(shù)掌控從模型改變到專家體系以及人工進(jìn)行掌控，例如對(duì)加熱爐的掌控以及改善、調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)輥縫、掌握張力、有關(guān)掌控的配合、事故判斷等。在同一時(shí)間，高精確度、多系數(shù)的在線全面檢查措施和強(qiáng)靈敏性的掌控體系配合，確保了軋鋼制造的高精確度、高品質(zhì)、高效率，推動(dòng)軋鋼制造進(jìn)行改革。如，在形狀精準(zhǔn)度上，熱軋帶鋼其厚度差異在三十毫米左右，冷軋帶鋼其厚度差異在二到五毫米左右，板形不平整度能夠控制在5-10I，棒形材料直徑的差異在零點(diǎn)一毫米左右，線形材料直徑的差異在零點(diǎn)零五毫米左右，隨著高新科學(xué)技術(shù)的使用，軋鋼制造也在改頭換面，軋制產(chǎn)品代表著高新科技的方向。

2 我國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在產(chǎn)品的質(zhì)量和品種上都快速的提升，目前在鋼鐵行業(yè)深加工不斷的增加，從而也導(dǎo)致了軋鋼工序能耗的增加。由于技術(shù)水平及工藝方面的原因，我國(guó)的軋鋼工序與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，無(wú)論是冷軋還是熱軋?jiān)谀芎纳隙寂c先進(jìn)水平存在著一定的差距。二者在能耗的百分比上，我國(guó)的軋鋼工序能耗要高出百分之二十左右，這樣每噸鋼的能耗則都會(huì)相對(duì)高出國(guó)外較大的比例?，F(xiàn)在由于鋼鐵企業(yè)在裝備、技術(shù)和管理等方面存在著很多不完善的地方，所以導(dǎo)致能耗的增加，但在軋鋼系統(tǒng)中對(duì)能源消耗較大的則是軋鋼加熱爐，其對(duì)能源的消耗占整個(gè)軋鋼能源消耗的百分之六七十，所以在當(dāng)前我的鋼鐵行業(yè)中，節(jié)能的潛力還是很大的。

目前，整個(gè)世界都在提倡節(jié)能環(huán)保，自從哥本哈根會(huì)議以后，全球各國(guó)都開始重視環(huán)保節(jié)能問(wèn)題，人民的節(jié)能環(huán)保意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)。在我國(guó)，鋼鐵行業(yè)能耗占我國(guó)總能耗高達(dá) 12%，而軋鋼能耗又是我國(guó)鋼鐵行業(yè)能耗的“大頭”，因此，開發(fā)研制軋鋼生產(chǎn)的新技術(shù)的同時(shí)，要著重加強(qiáng)軋鋼生產(chǎn)中的節(jié)能技術(shù)。

2.1 板帶熱軋的技術(shù)

板帶熱軋的生產(chǎn)工藝流程，一般包括坯料準(zhǔn)備、加熱、軋制、精整。熱軋帶鋼坯料有扁鋼錠、初軋板坯、連鑄板坯和鍛坯。優(yōu)選連鑄板坯。坯料尺寸（長(zhǎng)、寬、厚度）對(duì)軋機(jī)的生產(chǎn)率、坯料的成材率和鋼板的力學(xué)性能有直接影響。坯料尺寸選擇的原則是厚度在保證壓縮比的前提下，應(yīng)盡可能小，寬度盡可能大，長(zhǎng)度盡可能接近坯料的最大允許長(zhǎng)度。坯料在加熱前，要對(duì)其表面缺陷進(jìn)行清理，如坯料熱狀態(tài)下的火焰清理、冷狀態(tài)下的火焰清理、機(jī)械加工清理、風(fēng)鏟鏟銷、電弧清理和砂輪研磨等。

加熱坯料的目的提高軋件塑性，降低炸就愛(ài)你變形抗力。此外加熱高合金鋼可以使鋼中的化學(xué)成分得到均勻擴(kuò)散，加熱溫度一般在1150~1300℃，視鋼種不同、控制軋制要求不同而異。合理的加熱工藝制度能保證軋機(jī)效率，鋼不過(guò)熱、過(guò)燒、脫碳，防止軋低溫度鋼造成材料缺陷和斷輥事故等。加熱板帶鋼所使用的加熱爐有連續(xù)爐、室式爐和均熱爐。

軋制是鋼板成形階段，分除鱗、粗軋、精軋三個(gè)階段。除鱗是利用某種方法將坯料在加熱時(shí)產(chǎn)生的鱗，即氧化鐵皮除掉，以免壓入鋼板表面形成表面缺陷。目前除鱗方法使用最多的是高壓水除鱗。粗軋是將除鱗后的坯料展寬到所需要的寬度，同時(shí)進(jìn)行大壓縮延伸。精軋除將粗軋后的軋件繼續(xù)延伸外，主要是控制質(zhì)量，包括厚度、板形、表面質(zhì)量、性能的控制。

精整工藝隨著鋼種不同而異，可大體分為兩類：一類是碳素鋼、低合金鋼精整工藝，通常有軋后冷卻、矯直、翻鋼、畫線標(biāo)識(shí)分類等。冷卻方式有自然冷卻、強(qiáng)化冷卻、緩慢冷卻等多種冷卻方式。

2.2 低溫軋制的技術(shù)

低溫軋制的技術(shù)，其節(jié)能技術(shù)措施主要是降低軋鋼系統(tǒng)工序能耗，并且加熱爐出鋼溫度的降低能夠有效減少燃料消耗，而且軋制功率和變形抗力在一定程度上都會(huì)有所增加。

開發(fā)大型冷連軋生產(chǎn)線。第一次由我國(guó)技術(shù)總負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的鞍鋼1780大型寬帶鋼冷軋生產(chǎn)線于2005年成功投入運(yùn)行，混合配置六輥四輥軋機(jī)，采用先進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)，酸洗冷軋聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)、紊流鹽酸酸洗技術(shù)等。主要產(chǎn)品有高品質(zhì)轎車板、高檔次鍍鋅原板等。此外，還發(fā)展了薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線、三輥連軋管機(jī)組生產(chǎn)線等。

近年來(lái)，我國(guó)軋鋼工藝技術(shù)主要是研發(fā)、改造軋制與控冷新裝備以及發(fā)展高質(zhì)量高性能新產(chǎn)品。主要有以下較為突出的軋制技術(shù)：一是半無(wú)頭軋制技術(shù)，集成創(chuàng)新了半無(wú)頭軋制配套技術(shù)。二是長(zhǎng)尺鋼軌軋制及在線熱處理生產(chǎn)線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了噴風(fēng)強(qiáng)制冷卻軋后高溫鋼軌。三是控制冷卻技術(shù)，基于傳統(tǒng)集管層流冷卻系統(tǒng)，混合配置噴嘴傾斜布置的壓力噴射式超快速冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了熱軋帶鋼的超快速冷卻。四是軋制數(shù)學(xué)模型優(yōu)化技術(shù)，研發(fā)了調(diào)優(yōu)寬帶鋼冷連軋數(shù)學(xué)模型系統(tǒng),連續(xù)軋制過(guò)程中，鋼冷連軋機(jī)柔性軋制得到最大程度的實(shí)現(xiàn)。

2.3 軋鋼生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)

軋鋼生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)主要有以下幾種。

實(shí)驗(yàn)方法：將已經(jīng)收集好的石蠟包埋的組織標(biāo)本，逐個(gè)放置于切片機(jī)上，將蠟塊與刀刃的位置和角度調(diào)好之后，制成5μm，邊緣整齊平整的組織切片2張，而且卵巢癌患者蠟塊要求每個(gè)組織切片中均含有瘤巢。免疫組化的操作步驟按照說(shuō)明書進(jìn)行烤片脫水、脫蠟、水化-高溫高壓抗原熱修復(fù)-滴加一抗-4°C冰箱中保存過(guò)夜-放入PBS緩沖液中清洗后滴加二抗-DBA染色-蘇木精復(fù)染、分化返藍(lán)——脫水、封片。其中一抗中抗EGR-1抗體稀釋濃度為1：100；抗HER-2抗體稀釋濃度為 1：150。

一是蓄熱式燃燒技術(shù)，蓄熱式燃燒技術(shù)在軋鋼系統(tǒng)中應(yīng)用后，有效的降低了燃料的消耗指標(biāo)，目前在軋鋼系統(tǒng)的加熱爐中通常會(huì)采用蓄熱式燃燒技術(shù)，由于其對(duì)爐內(nèi)煙氣進(jìn)行充分的回收，從而大幅度的降低了對(duì)燃料的消耗，這樣在節(jié)約燃料的同時(shí)也有效的降低了成本，同時(shí)還能使?fàn)t子的產(chǎn)量得以提高，減少了二氧化碳和氮化物的排放量，對(duì)保護(hù)環(huán)境起到了積極的作用，所以在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)進(jìn)行廣泛的推廣應(yīng)用，相信對(duì)降低軋鋼工序的能耗具有積極的作用。

二是加熱爐絕熱技術(shù)與高溫節(jié)能涂料，目前在加熱爐上普遍使用節(jié)能涂料來(lái)提升爐子的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效果。節(jié)能涂料中主要成分為炭化硅粉，目前由于加大的了對(duì)節(jié)能涂料的研發(fā)力度，相繼有其他系統(tǒng)的節(jié)能涂料被開發(fā)出來(lái)，并應(yīng)用于加熱爐中，節(jié)能效果顯著，最高能達(dá)到節(jié)約能耗的百分之二十左右，對(duì)爐子的生產(chǎn)率也能提高百分之二十五左右，效果很明顯。

三是高溫低氧燃燒技術(shù)，采用高溫低氧燃燒技術(shù)，可回收大量的煙氣余熱，節(jié)約燃料約 50%左右，能大大縮短加熱時(shí)間，提高生產(chǎn)率，節(jié)約能源，降低氧化燒損，成為 20世紀(jì) 90年代以來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家開始普遍推廣應(yīng)用的一種全新節(jié)能燃燒技術(shù)。

低溫軋制與軋制工藝潤(rùn)滑技術(shù)低溫軋制技術(shù)是降低軋鋼系統(tǒng)工序能耗的重要節(jié)能措施。降低加熱爐出鋼溫度可以減少燃料消耗，但其變形抗力和軋制功率增加。近年來(lái)，許多軋制生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明降低燃耗的節(jié)能效果更顯著，當(dāng)溫度問(wèn)1100℃出鍋時(shí)，降溫節(jié)約的能耗達(dá)9.6%，且出鍋溫度降低則氧化鐵皮量顯著減小，低溫軋制在燃料消耗和氧化鐵量的降低上所獲得的效益，完全能抵消并超過(guò)提高軋制功率所增加的成本。對(duì)許多軋機(jī)而言，采用工藝潤(rùn)滑技術(shù)能降低軋制的能耗，特別是對(duì)鋼板軋機(jī)尤為重要。鋼的熱軋溫度一般在800℃～1250℃，在變形區(qū)軋輥表面的溫度可達(dá) 450℃～550℃ ，因此 ，需要用大量的水冷卻軋輥。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，采用熱軋工藝潤(rùn)滑，由于軋制力的降低，軋制動(dòng)力的消耗約下降8%。

3 我國(guó)軋鋼生產(chǎn)節(jié)能降耗的建議

我國(guó)在軋鋼生產(chǎn)節(jié)能降耗中，需要加強(qiáng)以下幾點(diǎn)工作。

一是提高裝備水平，淘汰落后生產(chǎn)能力鋼鐵企業(yè)必須結(jié)合整合進(jìn)程，及時(shí)淘汰落后生產(chǎn)能力，按照等量置換原則，淘汰國(guó)家公布的淘汰類落后生產(chǎn)能力（設(shè)備和工藝）。

二是優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。鋼鐵企業(yè)一方面要鞏固現(xiàn)有產(chǎn)品的現(xiàn)有市場(chǎng)份額，實(shí)行專業(yè)化、精品化生產(chǎn)；另一方面要大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)板帶類鋼材，提高中厚板、熱軋薄板、冷軋薄板和涂層板材產(chǎn)品質(zhì)量，開發(fā)優(yōu)質(zhì)船板、石油行業(yè)用板、汽車及家電用板等高檔板帶產(chǎn)品。優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和提高裝備水平是密切關(guān)聯(lián)的，都是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)由“大”變“強(qiáng)”，挖掘節(jié)能減排潛力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是降低單位產(chǎn)值能耗和單位工業(yè)增加值能耗的主要途徑。

三是調(diào)整工藝結(jié)構(gòu)和原料結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)。工藝結(jié)構(gòu)、爐料結(jié)構(gòu)與能源消耗水平有很大關(guān)系，合理的工藝結(jié)構(gòu)、爐料結(jié)構(gòu)對(duì)降低能源消耗起著重要作用。提高煉鐵噴煤比、增加球團(tuán)配比、采用連續(xù)鑄鋼工藝，采用薄板坯連鑄連軋工藝，軋鋼坯料熱裝工藝等技術(shù)均有比較明顯的節(jié)能減排效果。煉鐵工序要實(shí)行精料，配加一定比例的球團(tuán)礦。多用球團(tuán)礦，少用燒結(jié)礦就可節(jié)能。同時(shí)球團(tuán)礦含鐵品位高于燒結(jié)礦，又可以實(shí)現(xiàn)提高入爐礦品位的效果，還改善了高爐的透氣性。焦化工序通過(guò)多噴吹煤粉，可以改變高爐煉鐵能源結(jié)構(gòu)，少用焦炭可節(jié)能1.5%。這是高爐煉鐵工序結(jié)構(gòu)調(diào)整中心環(huán)節(jié)。

4 軋鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的方向

冶金生產(chǎn)的短流程與上下游生產(chǎn)工序集成一體化，是當(dāng)代軋鋼生產(chǎn)技術(shù)出現(xiàn)的發(fā)展總趨勢(shì)。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是這一趨勢(shì)的客觀需要，要想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，必須要憑借軋鋼生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性。因此，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各工序物理化學(xué)本質(zhì)的深入理解是在軋鋼生產(chǎn)技術(shù)中，必須要得到重視的。近年來(lái)，軋鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，在軋鋼生產(chǎn)當(dāng)中，技術(shù)已經(jīng)有了很大的改善，相較之前傳統(tǒng)的軋鋼技術(shù)而言，當(dāng)下在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量上已經(jīng)有了很大的提升。

近年來(lái)基于對(duì)固液共存狀態(tài)下液態(tài)金屬流動(dòng)、結(jié)晶、化學(xué)成分分布的固態(tài)金相組織特征，應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的解析等科研成果，出現(xiàn)了熔融金屬凝固與變形、鑄軋技術(shù)等?；趯?duì)多組元計(jì)算相圖、第二相粒子與晶界交互作用、相變、再結(jié)晶、結(jié)構(gòu)形成與發(fā)展、組織模擬與性能預(yù)報(bào)等研究成果，熱軋對(duì)金相組織性能的調(diào)節(jié)及有效控制能力大幅度增加，這樣不僅提高了軋鋼生產(chǎn)的質(zhì)量，對(duì)于軋鋼生產(chǎn)技術(shù)而言，也有了一個(gè)較大的突破，在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了諸如控制軋鋼、鋼軌在線全長(zhǎng)淬火、雙相及多相剛才生產(chǎn)技術(shù)等，把鋼材熱軋和金相熱處理結(jié)合起來(lái)。在冷軋方面，帶鋼酸軋機(jī)把酸洗和軋制工序連成一體。帶鋼全連續(xù)聯(lián)合機(jī)組把酸洗、軋制、退火、平整工序連成一體。可以看出，軋鋼的內(nèi)涵已經(jīng)突破了原有的界限，顯著地向著上、下工序拓展。

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