論軋鋼實(shí)際生產(chǎn)中新工藝、新技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

牟 凱

（五礦營口中板有限責(zé)任公司，遼寧 營口 115005）

伴隨我國近些年工業(yè)水平的不斷提升，也相應(yīng)增加了鋼鐵總產(chǎn)量。誠然就鋼鐵產(chǎn)量而言，我國屬于典型的鋼鐵生產(chǎn)大國，但實(shí)際上鋼鐵工業(yè)質(zhì)量相較于西方一些發(fā)達(dá)國家仍有差距，并且，在當(dāng)前市場形勢(shì)下也需要有規(guī)格更高、品種更多的熱軋鋼帶。在我們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中，鋼材應(yīng)用范圍極廣，大到橋梁、建筑，小到自行車、家電等，鋼材的質(zhì)量與社會(huì)大眾的日常生活、生產(chǎn)息息相關(guān)。此外，作為我國支柱產(chǎn)業(yè)的鋼鐵工業(yè)制作出的產(chǎn)量質(zhì)量優(yōu)劣，也能夠直接反應(yīng)出社會(huì)的發(fā)展程度，故此，如何實(shí)現(xiàn)鋼材質(zhì)量的不斷提升，是業(yè)界的一項(xiàng)重要課題。

就實(shí)際情況而言，我國在軋鋼實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)較為傳統(tǒng)，與部分技術(shù)發(fā)展成熟的國家具有一定差距，新型創(chuàng)新技術(shù)缺乏，難以生產(chǎn)出擁有特殊性能的鋼材。因此，多從外國購置來滿足特殊類型鋼材的需求，這顯然對(duì)我國鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展形成不利影響。為了改善這一情況，需要我們緊跟科技發(fā)展腳步，將合理的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用到軋鋼生產(chǎn)中，加強(qiáng)特殊鋼鐵材料生產(chǎn)方法的研究，降低對(duì)外國進(jìn)口的依賴。所以，軋鋼生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)人員，要加大力度研究、革新軋鋼生產(chǎn)工藝及技術(shù)，在新工藝與新技術(shù)的輔助下，實(shí)現(xiàn)我國軋鋼生產(chǎn)效率及質(zhì)量的穩(wěn)步提升。

1 軋鋼生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 軋鋼裝備發(fā)展情況

軋鋼裝備的優(yōu)良，會(huì)較大程度影響到軋鋼產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量。在我國科技水平的穩(wěn)步提升下，軋鋼設(shè)備進(jìn)步也較為顯著，部分技術(shù)在國際上甚至已然處于領(lǐng)先水準(zhǔn)，大致可歸結(jié)于如下幾點(diǎn)：第一，現(xiàn)代化熱軋寬帶軋鋼生產(chǎn)線，這是對(duì)中博板坯連鑄連軋技術(shù)的改良、優(yōu)化，由我國自主研發(fā)，其特點(diǎn)顯著，如工業(yè)化、規(guī)模化，且具有較高的緊湊性、節(jié)能性、高效性及完整性，特別是緊湊性的特點(diǎn)，能夠?qū)④堜摴ば蚺c連鑄有機(jī)結(jié)合；第二，集成寬厚板軋制生產(chǎn)線技術(shù)，該技術(shù)是通過從國外引入先進(jìn)的裝備，融合國內(nèi)外的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，完成國內(nèi)技術(shù)的良好集成，如管線鋼板、結(jié)構(gòu)鋼板等；第三，大型冷連軋生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線配置有六輥四輥軋機(jī)，同時(shí)與多項(xiàng)技術(shù)配合，完成了軋鋼生產(chǎn)，如紊流鹽酸酸洗技術(shù)與酸洗冷軋聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出的鍍鋅原板、轎車板均擁有更高的品質(zhì)[1]。

1.2 軋鋼工藝技術(shù)發(fā)展情況

近年來，國內(nèi)軋鋼生產(chǎn)工藝與技術(shù)的改造、研發(fā)重點(diǎn)，多放在了軋制控冷新裝備、高性能和高質(zhì)量的新產(chǎn)品上，以下為相對(duì)突出的新軋制技術(shù)：第一，長尺鋼軌軋制在線處理生產(chǎn)線技術(shù)，能夠通過噴風(fēng)的方式，使軋后高溫鋼軌得到強(qiáng)制冷卻；第二，半無頭軋制技術(shù)；第三，超薄規(guī)格軋制技術(shù)，以熱代冷是其主要特點(diǎn)；第四，控制冷卻技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能快速冷卻熱軋帶鋼，主要是通過布置壓力噴射式超快速冷卻系統(tǒng)于傳統(tǒng)集管層流冷卻系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)；第五，板形控制技術(shù)，能夠更好保障高等級(jí)帶鋼表面質(zhì)量；第六，軋制數(shù)學(xué)模型優(yōu)化技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)鋼冷連軋機(jī)柔性軋制。

2 軋鋼實(shí)際生產(chǎn)中新工藝、新技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

2.1 節(jié)能降耗軋鋼生產(chǎn)中新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用

2.1.1蓄熱節(jié)能爐技術(shù)

這一技術(shù)是指，將蓄熱燃燒技術(shù)應(yīng)用到軋鋼加入爐中，是較為新型的一種技術(shù)，具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下：能實(shí)現(xiàn)陶瓷磚蓄熱體的有效調(diào)整，進(jìn)而使蓄熱體傳熱效果得到更好保證，避免蓄熱中出現(xiàn)熱量阻塞的情況；對(duì)換向設(shè)備進(jìn)行改造，使控制技術(shù)得以改良，新型蓄熱室能夠排出溫度更低的煙氣，能夠達(dá)到超過75%的熱效率。依托該技術(shù)，能避免過多損失熱耗，實(shí)現(xiàn)煙氣中熱量的有效回收，從而降低成本、節(jié)約能源。并且，能夠?qū)O2與CO2排放量做有效控制，更好保護(hù)自然環(huán)境[2]。

2.1.2連鑄坯熱送熱裝技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)是在超過400℃的高溫下軋鋼生產(chǎn)與連鑄后，裝入燃燒爐。通過應(yīng)用該技術(shù)，能夠使燒損量有效減少，是吸納熱爐消耗降低，并且有助于生產(chǎn)周期、時(shí)間的縮短。同時(shí)，在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的過程中為了保證應(yīng)用效果，還要配備高質(zhì)量連鑄板坯、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)及穩(wěn)定的協(xié)調(diào)工序。高溫坯生產(chǎn)技術(shù)也包含在這項(xiàng)技術(shù)類，適用于CC-DR、CC-DHCR、CC-HCR等工藝，例如高速澆筑技術(shù)，這一技術(shù)是通過對(duì)鑄速的提升，完成鋼坯溫度的升高[3]。并且，還包含了二次若冷卻技術(shù)、凝固末點(diǎn)控制技術(shù)，通過氣霧冷卻與降低二冷噴水密度的方式，實(shí)現(xiàn)連鑄坯溫度的提升。另外，包括了輸送過程中的快速運(yùn)送和保溫技術(shù)，重點(diǎn)是借助保溫罩、絕熱錕道、緩沖保溫坑、高保溫運(yùn)輸臺(tái)車，以顯著縮短連鑄坯運(yùn)送到熱軋機(jī)與加熱爐的時(shí)間，如此一來，則能使輸送效率大大提升。

2.2 提升質(zhì)量性能的軋鋼生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1熱機(jī)械控制工藝

這項(xiàng)工藝是熱軋期間，工作人員在做好加熱溫度、壓下量、軋制溫度控制的前提下，完成空冷或冷卻速率的良好控制。通常，在金屬奧氏體相變中較多用到這項(xiàng)工藝，旨在實(shí)現(xiàn)金屬組織的良好分布，控制金屬自身力學(xué)性。例如，為獲得一定的金屬馬氏體組織，工作人員按一定程序冷卻過冷奧氏體，并依托TMGP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)過冷度與冷卻速度的有效控制，避免珠光體、托氏體的出現(xiàn)，保證獲取的金屬組織能夠達(dá)到預(yù)期。通過對(duì)該項(xiàng)工藝的合理應(yīng)用，能有效細(xì)化奧氏體晶粒，同時(shí)通過控制加工應(yīng)變，實(shí)現(xiàn)相變管理，從而使金屬韌性和強(qiáng)度得以根本提升。另外，借助這項(xiàng)工藝，對(duì)于節(jié)約冶金成本有著較大裨益，這是因?yàn)槠淠軌蚪档透邚?qiáng)度低合金鋼內(nèi)的釩含量、錳含量等。

2.2.2PLC系統(tǒng)的應(yīng)用

飛剪在軋鋼生產(chǎn)中扮演著十分重要的角色，要實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)中線鋼的整理及加工，就需要通過飛剪，確保鋼頭和鋼尾平齊，進(jìn)而為后續(xù)環(huán)節(jié)的加工與處理提供便利[4]。在設(shè)計(jì)飛剪控制系統(tǒng)時(shí)，圍繞PLC來設(shè)計(jì)，則能取得更理想的效果。如圖1，由基礎(chǔ)自動(dòng)化PLC、直流傳動(dòng)系統(tǒng)、檢測(cè)設(shè)備組，組成的飛剪控制系統(tǒng)。傳動(dòng)部分控制重點(diǎn)是能夠遠(yuǎn)程控制電機(jī)，調(diào)節(jié)回路的核心采用直流調(diào)速裝置，完成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)建。檢測(cè)部分主要含有兩個(gè)回路，其中一個(gè)回路的組成是，將PLC高速計(jì)數(shù)器、編碼盤裝在剪刃軸，還有一個(gè)回路組成為，在上游機(jī)架上安裝編碼盤、高速計(jì)數(shù)器及HMD，重點(diǎn)是檢測(cè)軋件頭尾從熱金屬檢測(cè)器至飛剪的距離。控制剪刃位置借助位置環(huán)，以使精度得到保障。飛剪剪刃位置的檢測(cè)，是依托增量編碼盤角度檢測(cè)。采用Profi Bus-DP網(wǎng)絡(luò)完成PLC和調(diào)速傳動(dòng)之間的通信，進(jìn)而結(jié)合PLC輸出控制命令，控制剪切長度、速度以及飛剪剪刃的定位。

圖1 飛剪控制系統(tǒng)原理框圖

2.2.3高精度軋制技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要是完成產(chǎn)品尺寸精準(zhǔn)度的控制，在控制產(chǎn)品精度時(shí)主要從儀表檢測(cè)、生產(chǎn)管理、軋制理論、原材料、控制、設(shè)備及工藝來開展。高精度軋制技術(shù)包含內(nèi)容較多，主要型鋼軋制、涂鍍、無縫管軋制等技術(shù)。使用頻率較高的技術(shù)是無縫管軋技術(shù)，在使用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)要留意如下方面：第一，做好連鑄管坯直徑范圍的有效控制，一般不超過560mm，不小于80mm，同時(shí)內(nèi)部的尺寸公差、質(zhì)量，都要高于軋制管，通常能直接軋制不用修磨，可以取得40%～50%的節(jié)能性，以及10%～15%的金屬收得率，從而有效降低管坯的成本；第二，微縫管生產(chǎn)設(shè)備的核心，即為半限動(dòng)和限動(dòng)芯棒軋管機(jī)，通常應(yīng)用在有著較大產(chǎn)量的生產(chǎn)中，而其產(chǎn)品長度能達(dá)到約50m，直徑為426mm，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)鋼管降溫少，不會(huì)產(chǎn)生較高消耗，不采用再加熱爐，以實(shí)現(xiàn)管端增厚的減少[5]。產(chǎn)品的精準(zhǔn)度在高精度軋制技術(shù)的輔助下，能夠得到良好保障，也有助于鋼材利用率的提升。但客觀來講，相較于其他發(fā)達(dá)國家，我國的高精度軋制技術(shù)還有待提升，因此，其也是國內(nèi)軋鋼生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)的主要研究方向。

3 軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 高性能低能耗技術(shù)應(yīng)用

伴隨技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，要想保證未來軋鋼生產(chǎn)中，產(chǎn)品綜合性能的不斷提升，就需要與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)新工藝、新技術(shù)展開深入研究，以達(dá)到能耗的持續(xù)減少。重視產(chǎn)品創(chuàng)新及研發(fā)，促進(jìn)產(chǎn)品綜合性能的不斷提升。并且，要注重前沿性軋鋼工藝技術(shù)和新鋼材產(chǎn)品的研發(fā)，竭力于自主研發(fā)創(chuàng)新，建立產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展體系，實(shí)現(xiàn)新技術(shù)與新工藝的盡快研發(fā)，從而推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)品綜合性能的不斷提升，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品能耗的有效降低，提高軋鋼產(chǎn)品綜合性能及軋鋼水平。

3.2 智能化技術(shù)應(yīng)用

在當(dāng)前信息化時(shí)代下，人工智能技術(shù)無疑是一個(gè)科技熱詞，為了實(shí)現(xiàn)行業(yè)的良性發(fā)展，有必要將這項(xiàng)技術(shù)融入實(shí)際生產(chǎn)。目前，智能化技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭良好，而鋼鐵企業(yè)與軋鋼面臨著愈加激烈的全球競爭。對(duì)此，為了實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)品生產(chǎn)效率及質(zhì)量的進(jìn)一步提升，就需要把握時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，合理應(yīng)用智能化技術(shù)。

3.3 綠色環(huán)保技術(shù)應(yīng)用

客觀來講，軋鋼行業(yè)帶來的環(huán)境污染較為嚴(yán)重。所以，為了減弱其對(duì)環(huán)境造成的污染，也須采用有效的技術(shù)措施。伴隨我國不斷關(guān)注環(huán)保、能源問題，強(qiáng)調(diào)綠色發(fā)展理念，軋鋼生產(chǎn)也應(yīng)圍繞這一發(fā)展理念，重視應(yīng)用綠色環(huán)保技術(shù)。立足長遠(yuǎn)，加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保，更多關(guān)注節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，進(jìn)而在保證生產(chǎn)效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染的降低，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品市場競爭力的不斷提升，能夠擁有更良好的綜合性能，從而能夠推動(dòng)軋鋼行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

4 結(jié)語

總之，在我國強(qiáng)調(diào)科技興國、綠色發(fā)展的背景下，為了實(shí)現(xiàn)我國工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就須加強(qiáng)新理論、新技術(shù)的應(yīng)用。作為工業(yè)產(chǎn)業(yè)中支柱，鋼鐵工業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了巨大推動(dòng)力。但客觀來講，當(dāng)前國內(nèi)的軋鋼生產(chǎn)技術(shù)有待完善，相關(guān)新工藝、新技術(shù)的發(fā)展空間巨大。所以，為了能有更多新工藝、新技術(shù)服務(wù)軋鋼生產(chǎn)，提高產(chǎn)品綜合性能，就需加強(qiáng)研究該領(lǐng)域的研究力度，從而提供給我國鋼鐵行業(yè)技術(shù)支撐，助力其可持續(xù)發(fā)展。