冶金軋鋼工藝的創(chuàng)新及應用前景

陳國軍++孫瑞雪

摘 要：闡述了我國鋼鐵工業(yè)現狀，分析了幾種冶金軋鋼生產的新技術。只有降低冶金成本，提高金屬質量和產量，研發(fā)冶金軋鋼領域新技術，才能跟得上時代潮流，增加市場競爭力。

關鍵詞：冶金 軋鋼 工業(yè)新技術

我國粗鋼出口雖然居世界頭名，但在鋼鐵質量生產上卻屬于全球偏后的位置，2007年至今出口量年復合增長率29.2%。2016年1-11月，國內累計出口鋼材12475萬t，同比增幅25%，預計2017年全年出口鋼材13510萬t。但2012年出口年均價持續(xù)下降，至今累計降幅46.2%。2015年1-11月，出口均價556美元，較2011年的出口均價1057美元/t下降到501美元/t，降幅近一半。此外，自從世界金融危機爆發(fā)以來，我國鋼鐵產業(yè)高成本，高能耗，高污染這“三高”的存在限制了我國鋼鐵產業(yè)的發(fā)展。

1、節(jié)能降耗的生產新技術

軋鋼是鋼材制造過程中重要的部分，但軋鋼過程通常會伴隨著電力的耗能，燃料耗能以及氧化設備耗損。鑒于在軋鋼工藝中對能量資源損耗，軋鋼節(jié)能和降耗相關技術在近些年也得到了大力發(fā)展，一些新技術運用使得原本的鋼鐵能耗降低了幾個百分點。蓄熱節(jié)能爐技術，顧名思義蓄熱節(jié)能爐是在軋鋼過程的加熱爐中運用了蓄熱的燃燒技術。蓄熱燃燒指對回收熱量的有效利用，蓄熱技術中，首先要確保能量傳導過程中不會有過多損耗，這里就需要對蓄熱體做出改善，因為鋼制和鐵質導體對熱能損耗太大，所以采用陶瓷作為蓄熱體，一個是提高了蓄熱工作效率，另一個對體積也有很大的優(yōu)化；此外，降低能源排出也是蓄熱技術，鋼鐵廠煙霧排出熱能會達到幾百度，這不僅是對環(huán)境的污染也大大浪費了能源，在蓄熱新技術中，煙霧排出熱度被嚴格控制在100℃左右，對熱能的回收利用率達到65%。爐內絕熱相關涂料技術，這項技術一般處理在鋼鐵加熱爐的內部，摒棄了以往，內爐材料采用了新式的特殊鋁合金以及莫來石耐熱加熱而成，降低了爐內溫度傳導和損失使得節(jié)能涂料的高度節(jié)能效率提升到了26%，與傳統(tǒng)的節(jié)能內爐涂料相比，這項技術顯得更有效率。

連鑄胚熱送熱裝技術。此項技術運用會大幅度降低爐內損耗，具體操作時在高達500℃以上的環(huán)境里進行裝爐，配合連鑄技術和軋鋼生產周期。不僅可以縮短成材生產周期也可以提升一定成材效率。

2、提高鋼材質量的新技術

熱機械控制軋鋼生產技術。這種技術運用是在車L鋼生產環(huán)節(jié)中在控制基礎上同時冷卻或加速冷卻。對于新一代的熱軋帶鋼控制冷卻系統(tǒng)是軋鋼冷卻技術中的新應用，這種技術的主要改革是對于噴嘴的壓力處理，在水壓噴射方面對鋼材有一個沖擊力，同時設計對于傾斜方向以及垂直方向噴嘴實施動力控制，可以高強度的進行超高速冷卻困。此外，傳統(tǒng)噴嘴在冷卻時達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障礙。中厚板是鋼材中產量占據10%的重要鋼板材料，在建筑業(yè)、造橋造船等大型設施建設及大型工程設計、機械制造中常常會作為原材料出現。改革開放后大量組織單位從國外引進先進機械，后來在中國自主研發(fā)之下，逐漸掌握高級中厚板熱處理以及生產技術。

高精度軋制技術是項對產品厚度、精度等數據嚴格要求的技術，從原料選取，工藝選擇，控制精準的工作。主要技術分熱軋板帶技術，冷軋板帶技術，無縫管軋技術等等。無縫管軋技術是一個正例，1954年之前我國沒有能力生產出無縫鋼管。改革開放之前從國外進口了一大批無縫鋼管的軋制設施并在馬鞍山、成都、包頭等地建立了很多代表性的生產廠家。在那時看來，技術相對比較薄弱，對于高等鋼材需要長期從國外進口。1980年開始，經濟的發(fā)展使全國各地的生產建筑對無縫鋼管的需求逐年提高，于是國家開始自主研發(fā)無縫鋼管技術，特別是天津和達涅利的技術合作研發(fā)，終于成功的掌握了鋼管的無縫軋制技術。如今中國，幾乎有上千家的無縫鋼管生產廠家。

3、自動連續(xù)智能化的軋鋼生產新技術

我國已經突破自動化技術的研究瓶頸，控制了車L制過程智能化、自動化技術，不僅可以應用到生產過程當中，同時可以自主開發(fā)新技術運用。但對軋鋼生產過程中的各項數據監(jiān)測仍有很大的問題。我國使用的檢測設備是從國外進口，傳感器、處理器、數據分析儀等設備無法自主生產是限制我國自動化研制處理方面的問題。熱軋帶鋼和棒線的生產流程中，一般會用到全無頭軋鋼生產技術；在薄板胚連鑄生產中，使用半無頭生產技術。無頭軋鋼生產技術可以提供連續(xù)不斷的精鋼生產，這會大量節(jié)省人力和物力。具體過程是將粗胚連續(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連續(xù)的進行處理軋制。與傳統(tǒng)的軋制不同，這種處理方式沒有速度的限制，提高了大約22%的生產效率，既提升了精鋼產量，也提升了精鋼質量。鋼鐵生產過程中，嚴格的3個環(huán)節(jié)次序是從煉鋼到連鑄到熱軋。按照制造節(jié)奏運行這3個層次才能有效率的使得物流，資源、能量、時間等都到達一個優(yōu)化平衡狀態(tài)，這就需要一體化管理。在現代工程中，這種管理通常都是由計算機控制的。新引進的計算機管理技術使得鋼鐵的生產管理運行有序，鋼鐵質量大幅度提升。

4、未來應用前景

中國粗鋼產量占世界的比重逐年提高，是全球鋼鐵生產大國。但與此同時，我國粗鋼產量雖然大，部分特殊領域其實并不強，這主要是因為我國鋼鐵行業(yè)較為分散，惡性競爭在量產方面較為嚴重，同時大量特種鋼材依賴進口。中國、日本、印度為全球前3生產粗鋼的國家，2015年占比分別為50.16%、6.59%、5.61%。

2015年全球粗鋼產量15.96億t，同比下降1.93%，是自從2009年金融危機發(fā)生以來的第1次下降。與此同時，我國對特種鋼材的進口數量占比一直較低，且呈下降趨勢。2015年我國進口鋼材1278.24萬t，同比下降11.43%，進口量遠低于我國鋼材產量11.23億。

隨著社會經濟發(fā)展，我國對于鋼鐵產業(yè)要求從產量慢慢將會轉到質量方面。諸多新技術發(fā)明也是基于節(jié)能，環(huán)保，提高生產率，提高鋼鐵產品質量為主。對于冶金制鋼鐵的企業(yè)來說，只有自主開發(fā)鋼鐵產業(yè)新產品，將傳統(tǒng)技術工藝和設備丟棄，才能在國際市場上占據一席之地，冶金軋鋼是一條需要在競爭中自主創(chuàng)新才能殺出來的道路，只有在激烈的競爭同時謹記信奉科學，信奉人民，才能做出一番成績。

參考文獻

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作者簡介

第一作者：陳國軍，（1984-），男，河北唐山市豐潤區(qū)，河北理工大學，主要研究方向：軋鋼工藝。

第二作者：孫瑞雪，（1980-），男，河北唐山市豐南區(qū)，河北聯(lián)合大學，主要研究方向：軋鋼工藝。