江東

摘 要：在世界范圍內(nèi)在生產(chǎn)鋼鐵的技術(shù)方面目前我國(guó)還處于比較落后的位置，我國(guó)鋼鐵的產(chǎn)量與質(zhì)量在很大程度上受到了影響，相關(guān)的工藝和技術(shù)還不夠成熟。國(guó)內(nèi)的這種發(fā)展?fàn)顩r在第二次工業(yè)革命就開(kāi)始興起鋼鐵工業(yè)，國(guó)外早經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，技術(shù)和生產(chǎn)工藝現(xiàn)在已經(jīng)取得的大幅度領(lǐng)先。就目前而言，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)尤其是鋼鐵生產(chǎn)的方面，不管是產(chǎn)量、技術(shù)，還是施工工藝，相較于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)都是相對(duì)落后的。因此對(duì)軋鋼生產(chǎn)工藝的提高與改良是很有必要的。本文現(xiàn)對(duì)軋鋼生產(chǎn)工藝和其發(fā)展與創(chuàng)新進(jìn)行分析與討論。

關(guān)鍵詞：軋鋼生產(chǎn)；工藝技術(shù)；應(yīng)用

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中軋鋼領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代作用，因而相關(guān)工作人員不斷加強(qiáng)對(duì)于軋鋼技術(shù)和工藝的研發(fā)力度，完善軋鋼技術(shù)和新工藝的應(yīng)用，保證我國(guó)軋鋼領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展和壯大。

1 軋鋼工藝簡(jiǎn)介及生產(chǎn)能耗現(xiàn)狀

軋鋼工藝是重工業(yè)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，生產(chǎn)各類(lèi)機(jī)械零件都用到軋鋼技術(shù)。軋鋼技術(shù)可根據(jù)不同企業(yè)的要求，對(duì)原材料進(jìn)行加工與整合，實(shí)現(xiàn)由原材料到成品的過(guò)渡過(guò)程。在實(shí)際中，應(yīng)用較為廣泛的是冷軋、熱軋這兩種技術(shù)。軋鋼工藝是通過(guò)機(jī)械來(lái)改變鋼原料的物理性質(zhì)及部分特性，這種高強(qiáng)度、高消耗的機(jī)械，大多數(shù)均以電能為能源。此外，有些鋼材的加工需在高溫度下進(jìn)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(diǎn)。綜上所述，分析在軋鋼工藝中能源消耗的原因，一是利用機(jī)械對(duì)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(yè)的消耗占據(jù)了我國(guó)能源總消耗的13%。并且這個(gè)數(shù)據(jù)還在持續(xù)增長(zhǎng)。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(yīng)用在軋鋼工藝中，則產(chǎn)量將多出70%左右。從軋鋼行業(yè)和企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，2015年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量為8.04億噸，同比下降2.3%，鋼材實(shí)際消費(fèi)量為6.64億噸，同比下降5.4%。在“十二五”期間，我國(guó)重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗下降了5.28%，技術(shù)和裝備水平大幅提高，主要能耗指標(biāo)逐漸降低，管理水平也有了大幅度的提高。如今，我國(guó)已進(jìn)入“十三五”計(jì)劃期間，雖然在軋鋼工藝中取得了重大進(jìn)展，但仍存在許多問(wèn)題。

2 新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

2.1 棒材生產(chǎn)及其控制技術(shù)

隨著鋼材市場(chǎng)的持續(xù)低迷，企業(yè)的產(chǎn)品想要鞏固拓展或躋身競(jìng)爭(zhēng)激烈的鋼材市場(chǎng)，其產(chǎn)品必須有良好的整體質(zhì)量，其中外觀質(zhì)量是最重要的環(huán)節(jié)。

為了更有效地控制棒材軌跡，將小棒軋線分成5個(gè)軌跡控制區(qū)，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(guò)原設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況得出結(jié)論，棒材只能隨著軋機(jī)輸出方向運(yùn)動(dòng)，每段軌跡無(wú)法參與控制。為了解決這一難題，技術(shù)人員在每段區(qū)域前方輥道框架上設(shè)計(jì)了兩側(cè)附帶檔距調(diào)整功能立導(dǎo)輪的輥道組?？梢哉{(diào)整輥?zhàn)痈叨瓤刂瓢舨妮敵龈叨取⑼瑫r(shí)可以通過(guò)對(duì)立導(dǎo)輪的調(diào)整控制其左右軌跡，從而使棒材在小棒軋機(jī)5段區(qū)域始終在輥道的中心線行進(jìn)，降低與輥道底板、護(hù)板產(chǎn)生接觸，避免不必要的摩擦，降低棒材表面產(chǎn)生劃傷現(xiàn)象。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期的運(yùn)行，進(jìn)口韌磨板逐步消耗完畢，國(guó)產(chǎn)備件開(kāi)始上線使用，運(yùn)行結(jié)果顯示國(guó)產(chǎn)備件使用壽命不足進(jìn)口備件1/10。這種情況備件更換周期無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)使用條件，一旦掌控不到位，棒材表面就會(huì)與韌磨板出現(xiàn)不正常摩擦，出現(xiàn)劃傷現(xiàn)象。技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)國(guó)產(chǎn)備件進(jìn)行了材質(zhì)化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與外方提供圖紙資料的化學(xué)元素基本相符，最終在技術(shù)部分的幫助下確定問(wèn)題出現(xiàn)備件的熱處理工藝達(dá)不到外方提供的技術(shù)要求。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期和多個(gè)國(guó)內(nèi)制造廠商的技術(shù)交流、試驗(yàn)，這一問(wèn)題也得到解決，最終該區(qū)域由于群板、韌磨板產(chǎn)生的劃傷得到了有效的控制。

2.2 機(jī)械生產(chǎn)工藝技術(shù)

（1）熱機(jī)械控制工藝。對(duì)于機(jī)械生產(chǎn)工藝技術(shù)中，熱機(jī)機(jī)械控制工藝主要針對(duì)金屬中各項(xiàng)組織進(jìn)行控制，將其分布情況和各項(xiàng)性能保證其相變過(guò)程，例如在對(duì)金屬馬氏體組織獲取過(guò)程中，首先需要通過(guò)將過(guò)冷奧氏體進(jìn)行初步冷卻，然后通過(guò)TMCP技術(shù)將其冷卻速度進(jìn)行調(diào)整和控制，最大限度避免其中擦還說(shuō)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(jìn)行控制，通過(guò)熱機(jī)控制工藝將奧氏體晶粒進(jìn)行細(xì)致劃分，通過(guò)一定的加工工藝將組織可能發(fā)生的相變情況進(jìn)行控制，提升金屬最終的強(qiáng)度，通過(guò)這項(xiàng)工藝技術(shù)的應(yīng)用將低合金鋼中一些微含量元素進(jìn)行降低，也從成本角度上實(shí)現(xiàn)了降低效果，應(yīng)用過(guò)程中需要注意這項(xiàng)工藝與其他技術(shù)之間的配合，以及對(duì)控制模型選擇，目前國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)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(shù)。柔性軋制技術(shù)是在鋼材軋制過(guò)程中，通過(guò)將組織性能線應(yīng)用與其中，這種技術(shù)最終能夠?qū)崿F(xiàn)將同一種性能的材料生產(chǎn)出具備不同性能的材料，通過(guò)整個(gè)生產(chǎn)工藝和過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，通過(guò)柔性的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了軋鋼的制造，它可分為組織性能柔性軋制技術(shù)和外形尺寸柔性軋制技術(shù)兩個(gè)方面，通過(guò)將技術(shù)應(yīng)用與軋制工藝中，實(shí)現(xiàn)了更大轉(zhuǎn)變，提升了生產(chǎn)效果，將一些復(fù)雜問(wèn)題通過(guò)組織管理的方式進(jìn)行了解決，為我國(guó)軋鋼技術(shù)的發(fā)展提供了支撐。

2.3 無(wú)頭軋制技術(shù)

在國(guó)內(nèi)資源匱乏、大宗原材料依靠進(jìn)口的條件下，鋼鐵行業(yè)高耗能、高污染嚴(yán)重，縮短工藝流程，降低能源消耗和生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品性能是鋼鐵行業(yè)的必然抉擇。全無(wú)頭產(chǎn)線很好地解決了上述問(wèn)題，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）流程短，低能耗；設(shè)備緊湊，節(jié)省廠房投資。（2）極限規(guī)格?。?.8mm），替代部分冷軋產(chǎn)品，常規(guī)軋制無(wú)法超越。（3）穿帶、拋尾次數(shù)少，故障率低，頭尾板型好。（4）產(chǎn)品的厚度、寬度精度均優(yōu)于常規(guī)軋機(jī)。（5）同一規(guī)格恒速軋制，全長(zhǎng)產(chǎn)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(dá)98%）。2016年以來(lái)，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)針對(duì)現(xiàn)有CEM和ESP等產(chǎn)線的不足，不斷改進(jìn)，更優(yōu)化型的無(wú)頭產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)而生，并在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)和效能。

2.4 節(jié)能施工技術(shù)

1）優(yōu)化爐燒嘴設(shè)計(jì)

目前許多企業(yè)應(yīng)用的燃料是焦?fàn)t煤氣，但爐燒嘴的材質(zhì)仍然是按照燃油混合煤氣來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。此種爐燒嘴型號(hào)偏大，在實(shí)際生產(chǎn)中只能調(diào)節(jié)其中的20%調(diào)節(jié)性能差，且燃燒效果不明顯?？赏ㄟ^(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)重新設(shè)計(jì)爐燒嘴，使其可靈活調(diào)節(jié)爐內(nèi)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(zhì)余熱

可以適當(dāng)提高冷卻水的出水口溫度，通過(guò)這種改變可大幅度的降低冷卻水需要量。經(jīng)相關(guān)測(cè)算，若在現(xiàn)有基礎(chǔ)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(zhì)余熱，不僅節(jié)約用水量，并且可減少爐內(nèi)熱損失，回收利用余熱蒸汽，提高成品的質(zhì)量。

綜上所述，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中鋼鐵行業(yè)是其重要發(fā)展之一，通過(guò)將軋鋼技術(shù)進(jìn)行提升，具備非常強(qiáng)的意義好作用，因此加強(qiáng)軋鋼技術(shù)和工藝的研究，是之后發(fā)展軋鋼技術(shù)的重要趨勢(shì)。

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