梁 毅

(二重(德陽)重型裝備有限公司，四川618000)

《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》為鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了全面的政策基礎(chǔ)?！墩摺分赋觯窈蟀l(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整。作為我國熱軋帶鋼產(chǎn)能主要力量的常規(guī)熱連軋尤其是熱軋中寬帶如何通過技術(shù)升級、結(jié)構(gòu)調(diào)整、工藝改進(jìn)達(dá)到節(jié)約資源、降低能耗。結(jié)合熱軋卷板發(fā)展趨勢及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，對產(chǎn)能占比達(dá)1/3左右的熱軋中寬帶鋼提出可持續(xù)發(fā)展設(shè)想和發(fā)展建議。

1 熱軋中寬帶現(xiàn)狀

1.1 熱軋中寬帶市場環(huán)境

21世紀(jì)以來，由于我國大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、住宅建設(shè)和制造業(yè)領(lǐng)域的需求，造成窄帶鋼(產(chǎn)品寬度≤600 mm)、中寬帶鋼(產(chǎn)品寬度介于600 mm～1100 mm之間)需要量增大；同時(shí)中寬帶鋼項(xiàng)目具有建設(shè)周期短、投資規(guī)模小、達(dá)產(chǎn)快、投資回收期短等優(yōu)勢，被各企業(yè)看好，造成了較多的重復(fù)建設(shè)。這些項(xiàng)目的建設(shè)投產(chǎn)豐富了國內(nèi)熱軋帶鋼的規(guī)格，但真正高技術(shù)水平的項(xiàng)目并不多，大多數(shù)生產(chǎn)普通用途的中厚帶鋼，產(chǎn)品大同小異、缺乏特色，導(dǎo)致了產(chǎn)能無序擴(kuò)張。

1.2 熱軋中寬帶競爭環(huán)境

根據(jù)Mytseel統(tǒng)計(jì)，2019年底，國內(nèi)擁有熱軋帶鋼生產(chǎn)線151條，實(shí)際熱軋帶鋼產(chǎn)量合計(jì)19 875萬噸。根據(jù)近五年帶鋼產(chǎn)量分析，熱軋中寬帶占比呈現(xiàn)逐年上漲趨勢，詳見表1。

表1 近五年帶鋼產(chǎn)量分析Table 1 Analysis on strip steel production in resent five years

另外，預(yù)計(jì)2020年新增熱軋帶鋼產(chǎn)能超過2000萬噸，其中42%屬于熱軋中寬帶。在需求放緩，供大于求的大環(huán)境下，熱軋中寬帶產(chǎn)品的利潤空間持續(xù)下降，競爭加劇。

1.3 熱軋中寬帶需求環(huán)境

我國的國情決定了國內(nèi)市場對熱軋帶鋼的需求是多層次、多方面的，既有高質(zhì)量的寬幅汽車用板，又有制造精度要求較低的窄帶、中寬帶產(chǎn)品。同時(shí)我國又有眾多的小、中型焊管機(jī)組、冷彎機(jī)組需要以熱軋中寬帶作為原料，代替價(jià)格相對較貴的熱軋縱切寬帶鋼。所以，在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，熱軋中寬帶作為窄帶鋼和寬帶鋼的過渡產(chǎn)品和補(bǔ)充產(chǎn)品，具有不可替代的作用。

根據(jù)冶金工業(yè)規(guī)劃預(yù)測和市場調(diào)研分析，“十四五”期間，熱軋中寬帶需求量基本與當(dāng)前持平，但普碳低端產(chǎn)品需求明顯下降，高品質(zhì)普碳和品種鋼需求會不斷增多。

2 熱軋中寬帶發(fā)展展望

綜合分析，熱軋中寬帶市場既存在挑戰(zhàn)，也存在發(fā)展機(jī)遇。熱軋中寬帶的發(fā)展應(yīng)提前布局，與時(shí)俱進(jìn)，通過產(chǎn)品差異化來提升競爭力。

(1)發(fā)揮自身優(yōu)勢，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

發(fā)揮熱軋中寬帶生產(chǎn)組織靈活、成本低、品種多、應(yīng)用領(lǐng)域小而全的優(yōu)勢，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低普碳低端產(chǎn)品產(chǎn)量，開發(fā)高品質(zhì)普碳板和品種鋼；同時(shí)在擴(kuò)展品種的基礎(chǔ)上，將小家電、小五金、家具和自行車零件等深加工企業(yè)所需的優(yōu)質(zhì)低合金鋼、不銹鋼等高質(zhì)量帶鋼作為主導(dǎo)產(chǎn)品，改變以焊管為主要競爭方向的局面[1]，開拓應(yīng)用新領(lǐng)域，提高差異化競爭能力。

(2)致力技術(shù)升級，產(chǎn)品向薄和寬方向發(fā)展

熱軋中寬帶的發(fā)展應(yīng)在響應(yīng)政策引導(dǎo)和滿足市場需求的前提下，加快、加大思維升級、工藝升級和設(shè)備升級，促使產(chǎn)品向著高質(zhì)量薄板方向發(fā)展，滿足薄壁焊管提高成材率和降低生產(chǎn)成本，同時(shí)推動以薄規(guī)格熱軋中寬帶代替冷軋產(chǎn)品，減少冷軋軋程，節(jié)約終端產(chǎn)品全流程成本；促使產(chǎn)品向著寬帶鋼下限發(fā)展，以代替熱軋縱切寬帶鋼市場，推動全行業(yè)向低成本和低能耗發(fā)展。

(3)優(yōu)化工藝裝備，提升產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)比

我國熱軋帶鋼經(jīng)過60余年的發(fā)展，已經(jīng)逐步掌握了熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)，并且在跟蹤吸收先進(jìn)帶鋼生產(chǎn)技術(shù)方面卓有成效。中寬帶鋼應(yīng)在保留自身優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，有針對性地移植熱軋寬帶鋼的成熟技術(shù)，借鑒薄板坯連鑄和鑄軋等工藝技術(shù)，完善工藝裝備能力，提高裝備穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量，提升技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高產(chǎn)品附加值和技術(shù)含量，達(dá)到節(jié)約資源和降低能耗的目的。

3 工藝裝備升級原則

(1)順應(yīng)買方市場，策劃工藝提升

我國鋼鐵產(chǎn)品，尤其是熱軋帶鋼產(chǎn)品經(jīng)過“產(chǎn)能最大化”的追求后，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。熱軋帶鋼產(chǎn)品的最終用戶對產(chǎn)品的使用越來越熟練，很多產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定已經(jīng)轉(zhuǎn)移到終端用戶手中，同樣牌號鋼種的差異化有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢；另外每個終端使用用戶的標(biāo)準(zhǔn)有差異，必然會出現(xiàn)差異化的產(chǎn)品訂單。熱軋中寬帶的升級應(yīng)以市場需求為準(zhǔn)則，做好市場調(diào)研，策劃工藝設(shè)備的升級改造，提升市場競爭力。

(2)在高附加值上尋求突破，策劃設(shè)備能力提升

熱軋中寬帶企業(yè)95%以上為民營，就需要在有限的生產(chǎn)線上拓展盡可能多的鋼種，在高端品種上進(jìn)行嘗試和努力，在精尖品種市場上實(shí)現(xiàn)突破。應(yīng)結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀，改造陳舊裝備，解決設(shè)備精度缺失等問題，以高附加值產(chǎn)品為突破方向提升工藝設(shè)備能力。

(3)以穩(wěn)定薄、寬帶生產(chǎn)為目的，升級工藝設(shè)備

熱軋中寬帶產(chǎn)品理論最薄厚度可達(dá)1.2 mm，或者1.0 mm，但此規(guī)格產(chǎn)品大多數(shù)是試生產(chǎn)或極小批量生產(chǎn)，大批量薄規(guī)格的穩(wěn)定生產(chǎn)仍存在很大制約因素，加上薄規(guī)格的生產(chǎn)導(dǎo)致設(shè)備磨損加劇，特別是高強(qiáng)度薄規(guī)格帶鋼的生產(chǎn)，產(chǎn)品板形和內(nèi)在質(zhì)量穩(wěn)定性更達(dá)不到批量穩(wěn)定生產(chǎn)要求。熱軋中寬帶的工藝技術(shù)升級，應(yīng)在軋制工藝設(shè)備和冷卻設(shè)備方面進(jìn)一步優(yōu)化，提高軋機(jī)系統(tǒng)剛性和傳動系統(tǒng)剛性，從而帶動薄、寬、高強(qiáng)度帶材的生產(chǎn)。

(4)消除設(shè)備同質(zhì)化制約，完善工藝裝備能力

隨著技術(shù)引進(jìn)和國產(chǎn)化進(jìn)程的加快，我國寬帶鋼工藝裝備水平和生產(chǎn)能力整體上達(dá)到國際水平。但熱軋中寬帶生產(chǎn)線的部分核心工藝設(shè)備缺失，部分關(guān)鍵工藝設(shè)備沒有發(fā)揮作用，導(dǎo)致熱軋中寬帶同質(zhì)化非常嚴(yán)重，市場競爭力欠缺。熱軋中寬帶的發(fā)展應(yīng)結(jié)合企業(yè)定位，以設(shè)定的產(chǎn)品大綱為基準(zhǔn)，完善工藝裝備能力。

4 工藝裝備升級策略

熱軋中寬帶工藝裝備應(yīng)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下的要求，消化分析熱軋寬帶鋼工藝裝備技術(shù)特點(diǎn)，有針對性地移植到熱軋中寬帶項(xiàng)目中，以提高產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量和產(chǎn)品的附加值，降低能源消耗，控制環(huán)境污染。

4.1 全連軋粗軋機(jī)組設(shè)備升級

按照工藝思路，熱軋中寬帶鋼生產(chǎn)線粗軋機(jī)組可分為：(1)配置1架粗軋機(jī)，進(jìn)行可逆(5道次或者7道次)軋制；(2)配置兩架粗軋機(jī)，1架進(jìn)行可逆軋制，另1架不可逆軋制；(3)配置4架或5架粗軋機(jī)連續(xù)式生產(chǎn)，不可逆軋制。其中采用多架粗軋機(jī)進(jìn)行全連續(xù)式生產(chǎn)的項(xiàng)目較多。

全連續(xù)式粗軋機(jī)組由于鋼坯較厚，溫度較高，軋制節(jié)奏較快，相鄰軋機(jī)之間沒有厚度檢測系統(tǒng)，中間坯的溫度控制精度和板形控制精度制約著下游工序的質(zhì)量。

熱軋中寬帶全連軋粗軋機(jī)組的升級應(yīng)以精確的工藝模型開發(fā)為主，根據(jù)計(jì)算模型提升中間坯的厚度精度；根據(jù)成品寬度控制精度要求，設(shè)定立輥軋機(jī)數(shù)量，有效控制中間坯寬度量，同時(shí)優(yōu)化提升粗軋機(jī)能力，提高中間坯厚度控制精度和凸度控制精度；通過模型升級、工藝設(shè)備組配以協(xié)調(diào)匹配精軋機(jī)組，充分發(fā)揮機(jī)組能力，提升產(chǎn)品市場競爭力。

近年來，新上熱軋中寬帶全連軋項(xiàng)目，經(jīng)過對粗軋機(jī)組工藝優(yōu)化和工藝裝備提升，在生產(chǎn)線產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量和能源消耗等方面均有大幅提升，市場競爭力進(jìn)一步增強(qiáng)。以國內(nèi)新上850 mm全連軋項(xiàng)目為例，2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2。

表2 850 mm全連軋項(xiàng)目產(chǎn)量Table 2 Production of 850 mm whole continuous rolling project

4.2 粗軋工藝裝備組合

粗軋工藝裝備組合實(shí)現(xiàn)中間坯鐮刀彎控制。中間坯的形狀決定最終產(chǎn)品切損率和生產(chǎn)線整體收得率。要提高產(chǎn)品精度，粗軋機(jī)組對中間坯的鐮刀彎和楔形必須加以控制。國外某企業(yè)開發(fā)的無鐮刀彎軋制技術(shù)通過在熱軋中寬帶的應(yīng)用，逐漸顯示出明顯的經(jīng)濟(jì)效益。其主要策略為：通過粗軋機(jī)前強(qiáng)力側(cè)導(dǎo)板和立輥軋機(jī)、水平粗軋機(jī)的動態(tài)組合，以及自動化控制系統(tǒng)有效防止中間坯強(qiáng)力軋制后產(chǎn)生鐮刀彎和楔形。熱軋中寬帶粗軋機(jī)組的建設(shè)和改造可借鑒該應(yīng)用成果：配置強(qiáng)力側(cè)導(dǎo)板，輔助進(jìn)行中間坯頭尾寬度控制；配置全液壓立輥軋機(jī)，進(jìn)行短行程軋法，減少切頭損失率；配置高剛性粗軋機(jī)，提高粗軋機(jī)壓下軋制能力，配置高剛性傳動系統(tǒng)以軋制較薄、厚度均勻的中間坯。通過自動化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中間坯寬度控制精度，改善中間坯頭尾形狀，減少鐮刀彎和楔形的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)與精軋機(jī)組能力匹配，提高成品帶鋼板形。

4.3 新型熱卷箱技術(shù)應(yīng)用

應(yīng)用新型熱卷箱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中間坯溫差控制。熱軋中寬帶中間坯相對窄而長，頭尾溫差較大，對下游精軋工序軋制穩(wěn)定性產(chǎn)生極大影響，穿帶困難、沖擊大、產(chǎn)品質(zhì)量均勻性差。要保證薄而寬的熱軋中寬帶競爭優(yōu)勢，新型熱卷箱技術(shù)的應(yīng)用尤為重要。熱卷箱技術(shù)主要對中間坯起到均溫、保溫作用，可使中間坯頭尾溫差大大下降，根據(jù)現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，溫降速度由1.7℃/s下降到0.06℃/s；采用熱卷箱技術(shù)，精軋機(jī)組不用升速軋制，可降低精軋機(jī)組電機(jī)功率約30%，電力消耗減少10%。在不提高精軋機(jī)機(jī)組裝機(jī)容量的情況下，可以擴(kuò)大生產(chǎn)線的產(chǎn)品種類和規(guī)格范圍，同時(shí)降低精軋機(jī)穿帶沖擊，減少備件消耗。采用熱卷箱技術(shù)，可起到“活套”作用，實(shí)現(xiàn)中間坯的物流緩沖。對于熱軋中寬帶生產(chǎn)線，從設(shè)備綜合投資、產(chǎn)品精度、市場競爭、投資回報(bào)等方面考慮，熱卷箱技術(shù)均是提高競爭力的最好選擇。

4.4 加快對新型彎竄輥技術(shù)應(yīng)用

加快對新型彎竄輥技術(shù)應(yīng)用，提升帶鋼板形。帶鋼板形質(zhì)量是衡量熱軋帶鋼，尤其是薄規(guī)格產(chǎn)品質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。熱軋中寬帶由于產(chǎn)品相對較窄，多年來板形問題未能引起足夠重視，隨著薄規(guī)格鋼帶的大量生產(chǎn)、“以熱帶冷”需求的不斷增加、產(chǎn)品質(zhì)量異議、降級品增加對企業(yè)競爭力產(chǎn)生巨大影響，熱軋中寬帶的板形問題日益凸顯。熱軋中寬帶板形的控制和改善牽扯因素較多，精軋機(jī)組軋制穩(wěn)定性、設(shè)備精度的維護(hù)、軋機(jī)傳動系統(tǒng)剛性等均對板形有一定影響。為更好地適應(yīng)市場，增強(qiáng)市場競爭力，采用工作輥彎竄輥系統(tǒng)來提高板形質(zhì)量。熱軋中寬帶應(yīng)加快對新型彎竄輥的應(yīng)用，同時(shí)在彎竄輥穩(wěn)定性方面進(jìn)一步優(yōu)化提升，以防止帶鋼產(chǎn)品出現(xiàn)浪形和甩尾現(xiàn)象，提升產(chǎn)品優(yōu)等品比例。

4.5 新一代快冷裝置投入

新一代快冷裝置投入以提高帶鋼性能。熱軋中寬帶受焊管、建材市場需求制約，產(chǎn)品主要以常規(guī)用途為主，有的生產(chǎn)線配置常規(guī)冷卻裝置，但實(shí)際控制效果不理想；有的僅設(shè)置簡易冷卻，達(dá)不到改善性能的目的。近年來，隨著工業(yè)界對帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，為充分挖掘帶鋼終態(tài)產(chǎn)品機(jī)械加工性能，大量采用控冷技術(shù)，同時(shí)為降低生產(chǎn)成本，逐步開始開發(fā)運(yùn)用“以水代合金”的冷卻技術(shù)。熱軋中寬帶也需在此方面實(shí)現(xiàn)突破，根據(jù)工藝模型，精確控制帶鋼的冷卻強(qiáng)度和速率、冷卻均勻性和卷取溫度，提高產(chǎn)品綜合性能，降低生產(chǎn)成本。

4.6 液壓卷取機(jī)和托盤運(yùn)輸系統(tǒng)

液壓卷取機(jī)和托盤運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用，改善表面質(zhì)量。全液壓三助卷輥地下卷取機(jī)具有良好的偏導(dǎo)對中和自動踏步控制(AJC)功能，助卷輥采用液壓缸驅(qū)動和高應(yīng)答性能的自動跳躍控制系統(tǒng)，可以保證帶卷頭幾圈卷取時(shí)不產(chǎn)生壓痕，提高帶鋼表面質(zhì)量。

托盤運(yùn)輸系統(tǒng)可以很好地解決運(yùn)輸節(jié)奏對生產(chǎn)能力的制約，解決運(yùn)輸溫度過高造成設(shè)備的輻射變形問題，可以解決帶卷表面的壓痕問題。

已經(jīng)證明這些技術(shù)和設(shè)備在熱軋寬帶鋼生產(chǎn)線中是成熟的、先進(jìn)的。熱軋中寬帶生產(chǎn)線可選擇合適的先進(jìn)技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行升級或者改造。

4.7 智能取樣裝置的投入

智能取樣裝置的投入以提高效率、滿足取樣需求。應(yīng)用于熱軋寬帶鋼上的開卷檢查設(shè)備，隨著終端客戶對產(chǎn)品表面質(zhì)量需求的不斷提高、對產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的嚴(yán)苛要求以及高強(qiáng)度、高難度產(chǎn)品比例的不斷上升，對帶鋼開卷檢查取樣提出了更高要求。智能取樣裝置的投入應(yīng)用，提升了自動化操控水平，解決了取樣二次劃傷問題，改善了操作環(huán)境，縮短了取樣周期，滿足高強(qiáng)鋼剪切要求。熱軋中寬帶生產(chǎn)中，同樣存在類似問題，移植應(yīng)用新技術(shù)、新裝備，提高帶鋼質(zhì)量控制關(guān)鍵裝備能力，從而獲得帶鋼數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，提升產(chǎn)品質(zhì)量，獲得更大的競爭優(yōu)勢。

5 結(jié)語

隨著國家產(chǎn)能政策的優(yōu)化調(diào)整，供給改革的持續(xù)深入，熱軋中寬帶鋼市場競爭也愈加激烈，需要通過技術(shù)升級、裝備升級、結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)現(xiàn)工藝裝備、市場定位、產(chǎn)品定位的動態(tài)匹配，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品性能、生產(chǎn)成本的最優(yōu)化匹配，提升核心競爭力。