趙如意

﹙南京鋼鐵聯(lián)合公司棒材廠，江蘇南京210000﹚

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，社會的不斷進步，人們生活質(zhì)量也日益提升，再加上市場的激烈競爭，對鋼材的需求已經(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，特別是進入21世紀以來，中國鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展，為中國社會進步和經(jīng)濟騰飛做出了巨大貢獻。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)負著生產(chǎn)鋼材的重要任務(wù)，我國近年來，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步。軋鋼技術(shù)的成果也在建設(shè)現(xiàn)代化國民經(jīng)濟中的作用越來越重要，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)乎整個國民經(jīng)濟的大事。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)軋鋼的工作實踐，對我國軋鋼生產(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，我國軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)進步取得了長足發(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。

以計算機技術(shù)為中心的高科技的使用給軋鋼的制造技術(shù)帶來了很大程度的創(chuàng)新。金屬變形的程序已經(jīng)改變到使用計算機技術(shù)和模型進行配合，在很大程度上轉(zhuǎn)變了軋鋼制造的方式；使用計算機技術(shù)對型鋼、鋼管軋制以及板帶材進行立體的解析以及模擬，提升了模型的精準(zhǔn)度，對系數(shù)的變革、產(chǎn)品品質(zhì)的預(yù)測、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；在判別變形過程中使用計算機進行虛擬的模擬取代了以往進行真實的物理實驗，同時經(jīng)過幾何狀態(tài)預(yù)測以及掌控，深入到合金結(jié)構(gòu)能力預(yù)測以及掌控。

軋機的計算機技術(shù)掌控從模型改變到專家體系以及人工進行掌控，例如對加熱爐的掌控以及改善、調(diào)節(jié)動態(tài)輥縫、掌握張力、有關(guān)掌控的配合、事故判斷等。在同一時間，高精確度、多系數(shù)的在線全面檢查措施和強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，推動軋鋼制造進行改革。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一毫米左右，線形材料直徑的差異在零點零五毫米左右，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 我國軋鋼生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著我國鋼鐵產(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，我國的軋鋼工序與國外先進國家相比，無論是冷軋還是熱軋在能耗上都與先進水平存在著一定的差距。二者在能耗的百分比上，我國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相對高出國外較大的比例?，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)中對能源消耗較大的則是軋鋼加熱爐，其對能源的消耗占整個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，整個世界都在提倡節(jié)能環(huán)保，自從哥本哈根會議以后，全球各國都開始重視環(huán)保節(jié)能問題，人民的節(jié)能環(huán)保意識也越來越強。在我國，鋼鐵行業(yè)能耗占我國總能耗高達 12%，而軋鋼能耗又是我國鋼鐵行業(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，要著重加強軋鋼生產(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、寬、厚度）對軋機的生產(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，長度盡可能接近坯料的最大允許長度。坯料在加熱前，要對其表面缺陷進行清理，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效率，鋼不過熱、過燒、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、精軋三個階段。除鱗是利用某種方法將坯料在加熱時產(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，同時進行大壓縮延伸。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)識分類等。冷卻方式有自然冷卻、強化冷卻、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有所增加。

開發(fā)大型冷連軋生產(chǎn)線。第一次由我國技術(shù)總負責(zé)設(shè)計的鞍鋼1780大型寬帶鋼冷軋生產(chǎn)線于2005年成功投入運行，混合配置六輥四輥軋機，采用先進關(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、三輥連軋管機組生產(chǎn)線等。

近年來，我國軋鋼工藝技術(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)：一是半無頭軋制技術(shù)，集成創(chuàng)新了半無頭軋制配套技術(shù)。二是長尺鋼軌軋制及在線熱處理生產(chǎn)線技術(shù)，實現(xiàn)了噴風(fēng)強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)軋制過程中，鋼冷連軋機柔性軋制得到最大程度的實現(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。

實驗方法：將已經(jīng)收集好的石蠟包埋的組織標(biāo)本，逐個放置于切片機上，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組織切片中均含有瘤巢。免疫組化的操作步驟按照說明書進行烤片脫水、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——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)的加熱爐中通常會采用蓄熱式燃燒技術(shù)，由于其對爐內(nèi)煙氣進行充分的回收，從而大幅度的降低了對燃料的消耗，這樣在節(jié)約燃料的同時也有效的降低了成本，同時還能使?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，對保護環(huán)境起到了積極的作用，所以在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)進行廣泛的推廣應(yīng)用，相信對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)能涂料來提升爐子的生產(chǎn)率和經(jīng)濟效果。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，并應(yīng)用于加熱爐中，節(jié)能效果顯著，最高能達到節(jié)約能耗的百分之二十左右，對爐子的生產(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，能大大縮短加熱時間，提高生產(chǎn)率，節(jié)約能源，降低氧化燒損，成為 20世紀 90年代以來發(fā)達國家開始普遍推廣應(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，許多軋制生產(chǎn)的實踐經(jīng)驗已經(jīng)證明降低燃耗的節(jié)能效果更顯著，當(dāng)溫度問1100℃出鍋時，降溫節(jié)約的能耗達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，完全能抵消并超過提高軋制功率所增加的成本。對許多軋機而言，采用工藝潤滑技術(shù)能降低軋制的能耗，特別是對鋼板軋機尤為重要。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 450℃～550℃ ，因此 ，需要用大量的水冷卻軋輥。通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，采用熱軋工藝潤滑，由于軋制力的降低，軋制動力的消耗約下降8%。

3 我國軋鋼生產(chǎn)節(jié)能降耗的建議

我國在軋鋼生產(chǎn)節(jié)能降耗中，需要加強以下幾點工作。

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)合整合進程，及時淘汰落后生產(chǎn)能力，按照等量置換原則，淘汰國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)有市場份額，實行專業(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)實現(xiàn)由“大”變“強”，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)對降低能源消耗起著重要作用。提高煉鐵噴煤比、增加球團配比、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。煉鐵工序要實行精料，配加一定比例的球團礦。多用球團礦，少用燒結(jié)礦就可節(jié)能。同時球團礦含鐵品位高于燒結(jié)礦，又可以實現(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。市場經(jīng)濟發(fā)展是這一趨勢的客觀需要，要想在市場競爭中脫穎而出，必須要憑借軋鋼生產(chǎn)技術(shù)的先進性。因此，對生產(chǎn)過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，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。

近年來基于對固液共存狀態(tài)下液態(tài)金屬流動、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Χ嘟M元計算相圖、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)報等研究成果，熱軋對金相組織性能的調(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，對于軋鋼生產(chǎn)技術(shù)而言，也有了一個較大的突破，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。在冷軋方面，帶鋼酸軋機把酸洗和軋制工序連成一體。帶鋼全連續(xù)聯(lián)合機組把酸洗、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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