轧钢生产中新工艺新技术的应用

2020-10-20 06:04徐城亮
中国新技术新产品 2020年14期
关键词:新工艺新技术

徐城亮

摘  要:随着现代化社会经济的快速发展,轧钢生产中的工艺和技术对轧钢生产效率的提升是非常重要的。近年来,轧钢生产实现了快速的发展,而轧制工艺技术和生产线设备技术以及高性能钢材的研发等也都有了明显的进步,因为轧钢生产在我国国民经济建设中具有非常重要的作用,所以轧钢生产新工艺新技术的创新研究仍然需要不断的完善和发展。基于此,该文对轧钢生产中新工艺新技术的应用进行了分析和研讨,希望可以为保证新型技术的应用质量,推动我国轧钢生产的进一步发展提出一些参考建议。

关键词:轧钢生产;新工艺;新技术

中图分类号:TG333        文献标志码:A

0 引言

我国是世界上钢铁产量最大的国家,我国每年钢铁的产量超过了100 000余万t ,但是和一些发达国家的轧钢技术相比,我国的轧钢技术水平仍然处在比较落后的阶段,对于一些特殊类型的钢材,仍然没有生产出来,需要从国外进口,而这种现象和我国钢材生产大国的称号是不符的,所以应该以科学技术为基础,对轧钢生产工艺和技术进行不断的创新,研发新工艺新技术,从而提升轧钢生产效率,保证轧钢产生质量。

1 轧钢生产的发展现状

1.1 轧钢装备的发展情况

轧钢装备的好坏会直接对轧钢产品的产生质量产生影响。近些年,随着我国科学技术水平的不断提升,轧钢设备方面也有了明显的进步,一些先进的技术可以说已经在国际上处于领先水平,具体来说有3点。1)现代化热轧宽带轧钢生产线;此条生产线主要是由我国鞍钢自主研发的,完善了中博板坯连铸连轧技术,热轧宽带轧钢生产线流程的有着高度完整性、高效性、节能性、紧凑性以及规模化和工业化的特点,其中紧凑性是其最为突出的优势,可以实现连铸和轧钢工序的完美结合。2)集成宽厚板轧制生产线技术;宽厚板轧制生产线把国内外设计的优势进行了融合,通过国外先进的装备来对国内的技术进行了集成,如管线钢板、石油储备用钢、结构钢板等。3)大型冷连轧生产线。该生产线是由我国技术总负责设计的鞍钢1780大型宽带钢冷轧生产线,其配置了六辊四辊轧机,并通过酸洗冷轧联合生产技术和紊流盐酸酸洗技术来进行轧钢的生产,可以生产出高品质轿车板和高品质的镀锌原板等[1]。同时薄板坯连铸连轧生产线和三辊连轧管机组生产线也被研发出来并投入到相关的轧钢生产中。

1.2 轧钢工艺技术的发展情况

近些年,我国轧钢生产工艺和技术的研发、改造主要是针对轧制控冷新装备和高质量、高性能新产品为主,其中比较突出的是新轧制技术包括6种。1)半无头轧制技术。2)超薄规格轧制技术,主要是以热代冷来实现的。3)长尺钢轨轧制、在线处理生产线技术,可以实现喷风强制冷却轧后高温钢轨。4)控制冷却技术;主要是在传统的集管层流冷却系统、混合配置喷嘴倾斜布置压力喷射式超快速冷却系统来实现的热轧带钢的快速冷却技术。5)轧制数学模型优化技术;此项技术的研发可以实现在连续性的轧制过程中,最大程度地实现钢冷连轧机柔性轧制。6)板形控制技术;对高等级带钢表面的质量实现了有效的控制[2]。

2 节能降耗轧钢生产中的新工艺新技术应用

2.1 蓄热节能炉技术

蓄热节能炉技术主要是在轧钢加入炉中应用蓄热燃烧技术,这种燃烧技术是一种新型的技术,其新主要体现在2个方面。1)通过蓄热体来对陶瓷质的蓄热体进行调整和更改,从而提升蓄热体传热的效果,减少蓄热过程中的热量阻塞。2)对换向设备的重新改造,对控制技术进行完善,新型的蓄热室可以有效的降低排出烟气温度,其热效率可以达到75%以上。新型的蓄热节能炉技术可以把烟气中的热量进行回收,降底热耗的损失,实现节约能源和成本的效果[3]。同时还可以有效地控制二氧化碳和二氧化氮的排放量,减少对自然环境的污染。

2.2 炉内绝热技术和涂料技术

炉内绝热技术和涂料技术主要是加热炉内部的应用,新工艺技术中采用的是炉内窑衬材料,耐火浇铸的莫来石和高铝,提高了防烧结料圈的性能,现阶段这种技术可以实现节约涂料,并且节能的效果达到了25%以上,在实现节能的同时还提高了生产效率。

2.3  连铸坯热送热装技术

连铸坯热送热装技术主要是通过400 ℃以上的高温在连铸和轧钢生产后,装入到燃烧炉中。此项技术的应用可以有效地减少加热炉消耗,减少烧损量,减少生产时间和周期,实现高成材。此外,连铸坯热送热装技术的应用还需要依靠稳定的协调工序、高质量的连铸板坯、相關的技术设备以及计算机管理系统的应用。

连铸坯热送热装技术包括了通用高温坯生产技术;主要是对CC-HCR、CC-DHCR、CC-DR工艺都适用的技术,如高速浇筑技术,此项技术主要是为了提高铸速来实现提高钢坯的温度;此外还包括了二次若冷却技术和凝固末点控制技术;通过对降低二冷的喷水密度和气雾冷却的方法来提高连铸坯的温度,把凝固末点控制在连铸机的末端。同时还包括了输送过程中的保温及快速运送技术;主要采用绝热錕道和保温罩,高保温运输台车和缓冲保温坑,并且要尽可能地减少连铸坯运送到加热炉和热轧机前的时间,这样就可以通过缩短连铸机到热轧之间的距离来实现快速的输送技术[4]。

2.4 薄板坯连铸连轧技术

薄板坯连铸连轧技术按照主要的类型可以分为ISP、CSP、FTSR以及CONROLL  4种技术,但是从现阶段不同类型的生产线来看,CSP技术使用的频率和范围最多,最广。CSP技术还被称为是紧凑式板带生产工艺技术,CSP技术的主要工艺流程是:电炉(AD或DC)→钢包精炼炉→薄板皮连铸机→均热保温→热连轧机→层流冷却→地下卷取等。CSP技术最早的铸坯非常薄,一般在4 cm~5 cm,不用采用液心下压,后端设锟底式隧道炉当做是铸坯的加热均匀热或者是缓冲的装置,此处一般情况下采取的是5~6架精轧机,而生产出成品的带钢厚度仅为1 mm~2 mm。

此项技术具有凝固穿热度强、连铸速度高的特点,在应用的过程中需要对浇铸的温度进行严格的控制,通过电磁搅拌技术和轻压技术来进行边缘位置的快速加热、均匀加热以及多道次的高压水除鳞;然后再通过精轧机组技术来提升轧制质量。薄板坯连铸连轧技术在轧钢生产中的应用主要是为了实现低碳、超低碳深冲钢的生产和高牌号管线钢生产以及高强度的生产。

3 提高性能质量的轧钢生产新工艺新技术的应用

3.1 热机械控制轧钢生产技术

热机控制轧钢生产工艺主要是指在进行轧钢生产的过程中,对轧制进行控制的基础上进行空冷或者是控制冷却和加速冷却的技术。此技术操作比较简单,并不需要进行后续的热处理工作,就可以实现高强度、高韧性的钢材,可以说是一种节约合金和能源的新工艺技术。而近些年,针对此项工艺技术的研究主要是在控制冷却方面。目前,我国在轧钢生产中控轧控冷工艺技术得到了一定的发展。

控轧控冷技术包括了控制轧制和控制冷却,控制轧制的要点是奥氏体状态下的控制,对晶粒的尺寸、硬化状态等进行控制;控制冷却的要点是通过奥氏体相变条件对开始的温度,即对过冷度、冷却速率和终止温度等进行控制。轧制空冷技术在形成相变之后,在奥氏体(γ)的基体上会形成密度比较大的铁素体(α)晶核,使钢材质的微观结构产生细化。铁素体的成核位置一般是奥氏体相界面和热变形以及变形区内引发的退火孪晶的内部界面。在一般大的热轧过程中,因为控制不会涉及任何的形式,所以按照产品的断面来进行轧制,轧制后的温度会在1 050 ℃~900 ℃,这时候奥氏体晶粒尺寸就比较大,而在一般的C-Mn钢生产的过程中,进行控制轧制的温度就可以在950 ℃~800 ℃的温度下实现。并且在奥氏体相变到铁氧体的再结晶过程中,钢奥氏体晶粒再次實现结晶时轧制就可以实现细化晶粒的目的[5]。

3.2 高精度轧制技术

高精度轧制技术主要反映在产品尺寸的精准度上,需要从工艺、设备、控制、仪表检测、原材料以及轧制理论和生产管理方面来进行产品精度的控制。主要的高精度轧制技术包括了型钢轧制技术、热轧板带技术、冷轧板带技术、棒线材轧制技术、涂镀技术和无缝管轧制技术等。其中无缝管扎技术的使用频率相对比较高,此项技术在使用的过程中需要注意。1)连铸管坯的之境范围可以控制在80 mm~560 mm,内部的质量和尺寸公差都要高于轧制管坯,一般是不需要进行修磨的,可以直接进行轧制,金属收得率在10%~15%,节能性也在40%~50%,这样管坯的成本可以降低20%~25%;另外,限动和半限动芯棒轧管机是微缝管生产设备中的主要设备,一般会在产量比较大的生产中使用,而其产品的直径可以达到426 mm,长度可以在50 m左右,此项技术的消耗比较低,钢管降温少,可以取消定径前的再加热炉,减少管端的增厚。这些高精度轧制技术都可以实现轧钢生产产品的精准度,同时还可以提高钢材的利用率[6]。现阶段我国高精度轧制技术和其他发达国家相比还存在着一定的差距,同时也是我国轧钢生产新工艺新技术研究发展的主要方向。

4 结语

随着科技强国、科技兴国理念的提出,新理论、新技术在各行各业中的应用已经成为提高我国生产技术的主要趋势。我国的钢铁工业是工业产业中所占比例最大的一部分,其对我国社会经济的发展具有非常重要的作用。现阶段我国轧钢生产技术并不成熟,相关的新工艺和新技术的发展空间还比较大,因此需要针对轧钢生产新工艺和新技术进行不断的研究和分析,更好地研发出新型的轧钢生产工艺和技术,为我国的钢铁行业发展提供重要的技术支持。

参考文献

[1]霍广超.冶金工业时代的轧钢工艺技术分析[J].中国金属通报,2018(7):8-9.

[2]左建强,朱恒斌.轧钢生产中的新技术应用分析[J].冶金与材料,2020,40(1):114,116.

[3]何杰.钢材轧制生产中新工艺新技术的探析[J].中国金属通报,2017(6):83-84.

[4]马加波.对轧钢技术发展的研究与探讨[J].中国金属通报,2019(10):6-7.

[5]马昊.浅谈轧钢生产中新工艺新技术的应用[J].中国金属通报,2019(4):111,113.

[6]紫建华.浅谈轧钢生产中新工艺新技术的应用[J].绿色环保建材,2017(9):138.

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