吳 靜，陳俊東

(唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063000)

材 料

冶金軋鋼生產(chǎn)新技術(shù)分析

吳 靜，陳俊東

(唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063000)

闡述了我國(guó)鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀，分析了幾種冶金軋鋼生產(chǎn)的新技術(shù)。只有降低冶金成本，提高金屬質(zhì)量和產(chǎn)量，研發(fā)冶金軋鋼領(lǐng)域新技術(shù)，才能跟得上時(shí)代潮流，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

冶金；軋鋼；工業(yè)新技術(shù)

0 前 言

我國(guó)粗鋼出口雖然居世界頭名，但在鋼鐵質(zhì)量生產(chǎn)上卻屬于全球偏后的位置，2007年至今出口量年復(fù)合增長(zhǎng)率29.2%。2016年1～11月，國(guó)內(nèi)累計(jì)出口鋼材12 475萬(wàn)t，同比增幅25%，預(yù)計(jì)2017年全年出口鋼材13 510萬(wàn)t。但2012年出口年均價(jià)持續(xù)下降，至今累計(jì)降幅46.2%。2015年1～11月，出口均價(jià)556美元/t，較2011年的出口均價(jià)1 057美元/t下降到501美元/t，降幅近一半[1]。此外，自從世界金融危機(jī)爆發(fā)以來(lái)，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)高成本，高能耗，高污染這“三高”的存在限制了我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 節(jié)能降耗的生產(chǎn)新技術(shù)

軋鋼是鋼材制造過(guò)程中重要的部分，但軋鋼過(guò)程通常會(huì)伴隨著電力的耗能，燃料耗能以及氧化設(shè)備耗損[2]。鑒于在軋鋼工藝中對(duì)能量資源損耗，軋鋼節(jié)能和降耗相關(guān)技術(shù)在近些年也得到了大力發(fā)展，一些新技術(shù)運(yùn)用使得原本的鋼鐵能耗降低了幾個(gè)百分點(diǎn)。蓄熱節(jié)能爐技術(shù)，顧名思義蓄熱節(jié)能爐是在軋鋼過(guò)程的加熱爐中運(yùn)用了蓄熱的燃燒技術(shù)[3]。蓄熱燃燒指對(duì)回收熱量的有效利用，蓄熱技術(shù)中，首先要確保能量傳導(dǎo)過(guò)程中不會(huì)有過(guò)多損耗，這里就需要對(duì)蓄熱體做出改善，因?yàn)殇撝坪丸F質(zhì)導(dǎo)體對(duì)熱能損耗太大，所以采用陶瓷作為蓄熱體，一個(gè)是提高了蓄熱工作效率，另一個(gè)對(duì)體積也有很大的優(yōu)化；此外，降低能源排出也是蓄熱技術(shù)，鋼鐵廠煙霧排出熱能會(huì)達(dá)到幾百度，這不僅是對(duì)環(huán)境的污染也大大浪費(fèi)了能源，在蓄熱新技術(shù)中，煙霧排出熱度被嚴(yán)格控制在100℃左右，對(duì)熱能的回收利用率達(dá)到65%。

爐內(nèi)絕熱相關(guān)涂料技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)一般處理在鋼鐵加熱爐的內(nèi)部，摒棄了以往，內(nèi)爐材料采用了新式的特殊鋁合金以及莫來(lái)石耐熱加熱而成，降低了爐內(nèi)溫度傳導(dǎo)和損失使得節(jié)能涂料的高度節(jié)能效率提升到了26%，與傳統(tǒng)的節(jié)能內(nèi)爐涂料相比，這項(xiàng)技術(shù)顯得更有效率[4]。

連鑄胚熱送熱裝技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用會(huì)大幅度降低爐內(nèi)損耗，具體操作時(shí)在高達(dá)500℃以上的環(huán)境里進(jìn)行裝爐，配合連鑄技術(shù)和軋鋼生產(chǎn)周期。不僅可以縮短成材生產(chǎn)周期也可以提升一定成材效率。

2 提高鋼材質(zhì)量的新技術(shù)

熱機(jī)械控制軋鋼生產(chǎn)技術(shù)。這種技術(shù)運(yùn)用是在軋鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)中在控制基礎(chǔ)上同時(shí)冷卻或加速冷卻。對(duì)于新一代的熱軋帶鋼控制冷卻系統(tǒng)是軋鋼冷卻技術(shù)中的新應(yīng)用，這種技術(shù)的主要改革是對(duì)于噴嘴的壓力處理，在水壓噴射方面對(duì)鋼材有一個(gè)沖擊力，同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)于傾斜方向以及垂直方向噴嘴實(shí)施動(dòng)力控制，可以高強(qiáng)度的進(jìn)行超高速冷卻[5]。此外，傳統(tǒng)噴嘴在冷卻時(shí)達(dá)不到鋼材的表面均勻處理，熱軋帶鋼控制冷卻可以突破這個(gè)障礙。中厚板是鋼材中產(chǎn)量占據(jù)10%的重要鋼板材料，在建筑業(yè)、造橋造船等大型設(shè)施建設(shè)及大型工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造中常常會(huì)作為原材料出現(xiàn)。改革開(kāi)放后大量組織單位從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)機(jī)械，后來(lái)在中國(guó)自主研發(fā)之下，逐漸掌握高級(jí)中厚板熱處理以及生產(chǎn)技術(shù)[6]。

高精度軋制技術(shù)是項(xiàng)對(duì)產(chǎn)品厚度、精度等數(shù)據(jù)嚴(yán)格要求的技術(shù)，從原料選取，工藝選擇，控制精準(zhǔn)的工作。主要技術(shù)分熱軋板帶技術(shù)，冷軋板帶技術(shù)，無(wú)縫管軋技術(shù)等等[7]。無(wú)縫管軋技術(shù)是一個(gè)正例，1954年之前我國(guó)沒(méi)有能力生產(chǎn)出無(wú)縫鋼管。改革開(kāi)放之前從國(guó)外進(jìn)口了一大批無(wú)縫鋼管的軋制設(shè)施并在馬鞍山、成都、包頭等地建立了很多代表性的生產(chǎn)廠家。在那時(shí)看來(lái)，技術(shù)相對(duì)比較薄弱，對(duì)于高等鋼材需要長(zhǎng)期從國(guó)外進(jìn)口。1980年開(kāi)始，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使全國(guó)各地的生產(chǎn)建筑對(duì)無(wú)縫鋼管的需求逐年提高，于是國(guó)家開(kāi)始自主研發(fā)無(wú)縫鋼管技術(shù)，特別是天津和達(dá)涅利的技術(shù)合作研發(fā)，終于成功的掌握了鋼管的無(wú)縫軋制技術(shù)。如今中國(guó)，幾乎有上千家的無(wú)縫鋼管生產(chǎn)廠家。

3 自動(dòng)連續(xù)智能化的軋鋼生產(chǎn)新技術(shù)

我國(guó)已經(jīng)突破自動(dòng)化技術(shù)的研究瓶頸，控制了軋制過(guò)程智能化、自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以應(yīng)用到生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，同時(shí)可以自主開(kāi)發(fā)新技術(shù)運(yùn)用。但對(duì)軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)仍有很大的問(wèn)題。我國(guó)使用的檢測(cè)設(shè)備是從國(guó)外進(jìn)口，傳感器、處理器、數(shù)據(jù)分析儀等設(shè)備無(wú)法自主生產(chǎn)是限制我國(guó)自動(dòng)化研制處理方面的問(wèn)題。熱軋帶鋼和棒線的生產(chǎn)流程中，一般會(huì)用到全無(wú)頭軋鋼生產(chǎn)技術(shù)；在薄板胚連鑄生產(chǎn)中，使用半無(wú)頭生產(chǎn)技術(shù)。無(wú)頭軋鋼生產(chǎn)技術(shù)可以提供連續(xù)不斷的精鋼生產(chǎn)，這會(huì)大量節(jié)省人力和物力。具體過(guò)程是將粗胚連續(xù)不斷的塞入精胚處理器中，將后一條的頭部焊接在前一條的尾部自動(dòng)連續(xù)的進(jìn)行處理軋制。與傳統(tǒng)的軋制不同，這種處理方式?jīng)]有速度的限制，提高了大約22%的生產(chǎn)效率，既提升了精鋼產(chǎn)量，也提升了精鋼質(zhì)量。

鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格的3個(gè)環(huán)節(jié)次序是從煉鋼到連鑄到熱軋。按照制造節(jié)奏運(yùn)行這3個(gè)層次才能有效率的使得物流，資源、能量、時(shí)間等都到達(dá)一個(gè)優(yōu)化平衡狀態(tài)，這就需要一體化管理。在現(xiàn)代工程中，這種管理通常都是由計(jì)算機(jī)控制的。新引進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理技術(shù)使得鋼鐵的生產(chǎn)管理運(yùn)行有序，鋼鐵質(zhì)量大幅度提升。

4 我國(guó)鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀

中國(guó)粗鋼產(chǎn)量占世界的比重逐年提高，是全球鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)。但與此同時(shí)，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量雖然大，部分特殊領(lǐng)域其實(shí)并不強(qiáng)，這主要是因?yàn)槲覈?guó)鋼鐵行業(yè)較為分散，惡性競(jìng)爭(zhēng)在量產(chǎn)方面較為嚴(yán)重，同時(shí)大量特種鋼材依賴(lài)進(jìn)口[8]。中國(guó)、日本、印度為全球前3生產(chǎn)粗鋼的國(guó)家，2015年占比分別為50.16%、6.59%、5.61%。2015年全球粗鋼產(chǎn)量15.96億t，同比下降1.93%，是自從2009年金融危機(jī)發(fā)生以來(lái)的第1次下降。近年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量世界占比情況如圖1所示[9]。

圖1 我國(guó)粗鋼產(chǎn)量世界占比

但與此同時(shí)，我國(guó)對(duì)特種鋼材的進(jìn)口數(shù)量占比一直較低，且呈下降趨勢(shì)如圖2所示[10]。2015年我國(guó)進(jìn)口鋼材1 278.24萬(wàn)t，同比下降11.43%，進(jìn)口量遠(yuǎn)低于我國(guó)鋼材產(chǎn)量11.23億t。

圖2 2003～2015年我國(guó)鋼材進(jìn)口數(shù)量

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)對(duì)于鋼鐵產(chǎn)業(yè)要求從產(chǎn)量慢慢將會(huì)轉(zhuǎn)到質(zhì)量方面。諸多新技術(shù)發(fā)明也是基于節(jié)能，環(huán)保，提高生產(chǎn)率，提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量為主。對(duì)于冶金制鋼鐵的企業(yè)來(lái)說(shuō)，只有自主開(kāi)發(fā)鋼鐵產(chǎn)業(yè)新產(chǎn)品，將傳統(tǒng)技術(shù)工藝和設(shè)備丟棄，才能在國(guó)際市場(chǎng)上占據(jù)一席之地，冶金軋鋼是一條需要在競(jìng)爭(zhēng)中自主創(chuàng)新才能殺出來(lái)的道路，只有在激烈的競(jìng)爭(zhēng)同時(shí)謹(jǐn)記信奉科學(xué)，信奉人民，才能做出一番成績(jī)。

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New Technology Analysis of Metallurgical Rolling

WU Jing, CHEN Jundong

(TangshanScienceandTechnologyVocationalandTechnicalCollege,Tangshan,Hebei063000,China)

With the development of social economy, the rapid metallurgy-tech keeps its advanced steps in aerospace field, including construction industry, shipbuilding industry and utomobile industry boom. China becomes gradually strong from the weak steel industry to a power level. The opportunity is often accompanied by the challenge. Ore raw stone prices increased year by year with the cost of metallurgy perennial high. Under the current national conditions, we should reduce the cost of metallurgy to improve the quality of metal and production in researching new technology to keep up with the trend of the times to increase the competitiveness of the market.

Metallurgy; Rolling steel; Industrial new technology

2017-02-28

吳靜(1979-)，女，河北唐山人，講師，研究方向：金屬壓力加工，手機(jī)：13811011825，E-mail：1911513335@qq.com.

TG335

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.028