浅谈轧钢生产中新工艺新技术的应用

江东

摘 要：在世界范围内在生产钢铁的技术方面目前我国还处于比较落后的位置，我国钢铁的产量与质量在很大程度上受到了影响，相关的工艺和技术还不够成熟。国内的这种发展状况在第二次工业革命就开始兴起钢铁工业，国外早经过多年发展，技术和生产工艺现在已经取得的大幅度领先。就目前而言，我国的工业生产尤其是钢铁生产的方面，不管是产量、技术，还是施工工艺，相较于国外发达国家来说都是相对落后的。因此对轧钢生产工艺的提高与改良是很有必要的。本文现对轧钢生产工艺和其发展与创新进行分析与讨论。

关键词：轧钢生产；工艺技术；应用

我国经济发展中轧钢领域发挥了不可替代作用，因而相关工作人员不断加强对于轧钢技术和工艺的研发力度，完善轧钢技术和新工艺的应用，保证我国轧钢领域的进一步发展和壮大。

1 轧钢工艺简介及生产能耗现状

轧钢工艺是重工业中广泛应用的技术，生产各类机械零件都用到轧钢技术。轧钢技术可根据不同企业的要求，对原材料进行加工与整合，实现由原材料到成品的过渡过程。在实际中，应用较为广泛的是冷轧、热轧这两种技术。轧钢工艺是通过机械来改变钢原料的物理性质及部分特性，这种高强度、高消耗的机械，大多数均以电能为能源。此外，有些钢材的加工需在高温度下进行，甚至需要高温加热后迅速冷却，这就造成了轧钢工艺具有能源消耗量大的特点。综上所述，分析在轧钢工艺中能源消耗的原因，一是利用机械对原材料的塑性加工，二是高温加热以及低温冷却钢材。

钢铁工业的消耗占据了我国能源总消耗的13%。并且这个数据还在持续增长。轧钢工序消耗资源占到了总能耗的15%～20%左右。若将多余的能耗应用在轧钢工艺中，则产量将多出70%左右。从轧钢行业和企业发展现状来看，2015年我国粗钢产量为8.04亿吨，同比下降2.3%，钢材实际消费量为6.64亿吨，同比下降5.4%。在“十二五”期间，我国重点统计钢铁企业吨钢综合能耗下降了5.28%，技术和装备水平大幅提高，主要能耗指标逐渐降低，管理水平也有了大幅度的提高。如今，我国已进入“十三五”计划期间，虽然在轧钢工艺中取得了重大进展，但仍存在许多问题。

2 新工艺新技术的应用

2.1 棒材生产及其控制技术

随着钢材市场的持续低迷，企业的产品想要巩固拓展或跻身竞争激烈的钢材市场，其产品必须有良好的整体质量，其中外观质量是最重要的环节。

为了更有效地控制棒材轨迹，將小棒轧线分成5个轨迹控制区，即：1段穿水辊道前、4#飞剪前、5飞剪夹送辊前、2段穿水辊道前、3段穿水辊道前、6#飞剪前。这样可以分段控制棒材轨迹。通过原设计现场的使用情况得出结论，棒材只能随着轧机输出方向运动，每段轨迹无法参与控制。为了解决这一难题，技术人员在每段区域前方辊道框架上设计了两侧附带档距调整功能立导轮的辊道组。可以调整辊子高度控制棒材输出高度、同时可以通过对立导轮的调整控制其左右轨迹，从而使棒材在小棒轧机5段区域始终在辊道的中心线行进，降低与辊道底板、护板产生接触，避免不必要的摩擦，降低棒材表面产生划伤现象。

经过长周期的运行，进口韧磨板逐步消耗完毕，国产备件开始上线使用，运行结果显示国产备件使用寿命不足进口备件1/10。这种情况备件更换周期无法满足现场使用条件，一旦掌控不到位，棒材表面就会与韧磨板出现不正常摩擦，出现划伤现象。技术人员对现场国产备件进行了材质化验发现与外方提供图纸资料的化学元素基本相符，最终在技术部分的帮助下确定问题出现备件的热处理工艺达不到外方提供的技术要求。经过长期和多个国内制造厂商的技术交流、试验，这一问题也得到解决，最终该区域由于群板、韧磨板产生的划伤得到了有效的控制。

2.2 机械生产工艺技术

（1）热机械控制工艺。对于机械生产工艺技术中，热机机械控制工艺主要针对金属中各项组织进行控制，将其分布情况和各项性能保证其相变过程，例如在对金属马氏体组织获取过程中，首先需要通过将过冷奥氏体进行初步冷却，然后通过TMCP技术将其冷却速度进行调整和控制，最大限度避免其中擦还说呢和能够其他组织，比如索氏体以及珠光体的形成，将需要获得的组织进行控制，通过热机控制工艺将奥氏体晶粒进行细致划分，通过一定的加工工艺将组织可能发生的相变情况进行控制，提升金属最终的强度，通过这项工艺技术的应用将低合金钢中一些微含量元素进行降低，也从成本角度上实现了降低效果，应用过程中需要注意这项工艺与其他技术之间的配合，以及对控制模型选择，目前国内外比较先进的冷却装置都是采用高密度管层流冷却，配备高精度的温控软件。

（2）柔性轧制技术。柔性轧制技术是在钢材轧制过程中，通过将组织性能线应用与其中，这种技术最终能够实现将同一种性能的材料生产出具备不同性能的材料，通过整个生产工艺和过程进行了简化，通过柔性的控制技术实现了轧钢的制造，它可分为组织性能柔性轧制技术和外形尺寸柔性轧制技术两个方面，通过将技术应用与轧制工艺中，实现了更大转变，提升了生产效果，将一些复杂问题通过组织管理的方式进行了解决，为我国轧钢技术的发展提供了支撑。

2.3 无头轧制技术

在国内资源匮乏、大宗原材料依靠进口的条件下，钢铁行业高耗能、高污染严重，缩短工艺流程，降低能源消耗和生产成本，提高产品性能是钢铁行业的必然抉择。全无头产线很好地解决了上述问题，其优势主要体现在以下几个方面。（1）流程短，低能耗；设备紧凑，节省厂房投资。（2）极限规格薄（0.8mm），替代部分冷轧产品，常规轧制无法超越。（3）穿带、抛尾次数少，故障率低，头尾板型好。（4）产品的厚度、宽度精度均优于常规轧机。（5）同一规格恒速轧制，全长产品的温度、组织、性能均匀。（6）不存在明显的头尾镰刀弯，板型、卷型好。（7）烧损、切损少，成材率高（从钢水到带卷的综合收得率可达98%）。2016年以来，国内多家企业针对现有CEM和ESP等产线的不足，不断改进，更优化型的无头产线应运而生，并在未来一段时间内发挥其优势和效能。

2.4 节能施工技术

1）优化炉烧嘴设计

目前许多企业应用的燃料是焦炉煤气，但炉烧嘴的材质仍然是按照燃油混合煤气来进行设计的。此种炉烧嘴型号偏大，在实际生产中只能调节其中的20%调节性能差，且燃烧效果不明显。可通过先进的科学技术重新设计炉烧嘴，使其可灵活调节炉内温度，提高火焰刚度。

2）减少冷却水消耗量，回收利用冷却水介质余热

可以适当提高冷却水的出水口温度，通过这种改变可大幅度的降低冷却水需要量。经相关测算，若在现有基础上将出入口温度提高10℃，冷却水的消耗量可减少40%左右。此外，可利用回收的冷却介质余热，不仅节约用水量，并且可减少炉内热损失，回收利用余热蒸汽，提高成品的质量。

综上所述，我国经济发展中钢铁行业是其重要发展之一，通过将轧钢技术进行提升，具备非常强的意义好作用，因此加强轧钢技术和工艺的研究，是之后发展轧钢技术的重要趋势。

参考文献：

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