对轧钢技术发展的研究与探讨

马 锋，邢津铭，徐立家

（鞍钢股份有限公司，辽宁 营口 115007）

轧钢技术是决定钢铁产业发展的重要因素，由于轧钢技术处于不断发展状态，有必要对轧钢技术进行探索。轧钢技术类型较多，在分析常见轧钢技术的基础上，对轧钢技术的未来发展方向进行探索。

1 轧钢技术发展分析

（1）短流程技术。轧钢技术近年来处于快速发展阶段，近终形连铸技术就是其中之一，实现轧钢生产领域的短流程效应。短流程理念的应用，也是轧钢生产体系发展步入新台阶的重要标志。在短流程技术的指导下，轧钢生产流程得以进一步简化，生产工序的执行效率显著提升，起到简化生产工序的作用。传统轧钢体系中包括初轧环节，通过全连铸技术实现初轧环节的精简效果，轧钢生产效率明显提升。在诸多轧钢生产体系中，短流程技术已经发挥重要的作用，为优化轧钢生产模式、提升生产效率奠定基础。当前我国在连铸连轧技术领域取得较为明显的突破，也为技术优化升级奠定基础；例如直接轧制技术的出现，与连铸连轧技术关系密切。轧钢生产工序的革新还可以关注到生产热能供应方面，传统轧钢生产过程需要足够的热能支撑，在推出低热能工序的基础上，降低轧钢生产过程对热能的依赖程度，甚至于在生产过程中无需进行单独补热，轧钢生产流程更加顺畅，有效控制生产消耗，进一步加强短流程技术储备，体现短流程技术的作用。

（2）无头、连续轧制技术。无头轧制技术是我国轧钢技术发展的重要见证，在无头轧制技术的支撑下，线材生产实现无头轧制效应，同时为冷轧、热轧技术的研究与发展奠定基础。另一类轧制技术则是连续轧制技术，奠定平整全连续生产的基础。这两种轧钢技术自身处于不断成熟稳定的状态，长坯料轧制阶段也表现出无头轧制的特征。轧钢技术革新的重要目的之一在于控制材料使用规模、降低轧钢生产成本，最大限度控制单位产量的材料消耗量。无头轧制技术在降低切割损耗方面的作用十分明显，轧钢生产过程中产生的废品明显减少；与此同时提升轧钢产品的成型率和精度。连续轧制技术的应用有助于提升生产规格的标准性；例如在应用冷轧机过程中实现分工效应和连续效应，小规格产品基本实现连续化生产效应。连续化生产模式的引入，意味着钢材轧制的质量和效率明显提升，目前已经实现钢材轧制的全部成材、零出错效果。

（3）组合生产方式。关于轧钢的组合生产方式，关注到轧钢的技术工艺、钢材本身的性能，还要关注到铸坯的厚度。通过对现有薄板坯产品的分析，不难看出仍有较大的质量提升潜力，进一步凸显薄板坯产品的整体性。当前对于轧钢生产方式的研究处于不断推进阶段，对现有轧制工序进行创新处理，注重生产工序与连铸坯的连接，不断提升连铸坯产品的性能和质量，实现技术工艺、厚度系数与性能的组合效果，凸显组合生产方式的积极效应。

（4）板带技术的优化。钢材应用范围相对广泛，虽然全社会钢材需求量处于不断上升的阶段，但是并不意味着放松对钢材质量的要求。由此对板带技术提出更高要求，通过对板带技术的优化，发挥板带技术的正向效应，在钢材生产体系中占据更高的分量；与此同时逐步控制或者降低无缝钢管的产量份额，不断提升钢材产品的性价比。

（5）控轧控冷技术。这项技术的核心在于对轧制和冷却过程的控制，轧制过程的关键在于原材料化学成分的调整，控制轧制过程中的温度以及材料变形度，进而保证钢材产品的性能。控制冷却的核心在于冷却条件的控制，在钢材热轧后控制相变条件以及钢材的组织性能，保证钢材产品的质量。

应用控轧控冷技术时需要关注轧制温度的状态，还包括轧后的工艺参数，目的在于获取相变组织，进而保证钢材产品的强度、韧性性能。控轧控冷技术注重水资源的应用，降低合金元素的应用规模，凸显生产过程的环保效应并降低成本。相比于常规的生产模式，控轧控冷技术有助于提升钢材产品的抗拉强度和屈服度，同时降低对合金元素的依赖程度，兼顾产品质量和生产节能效应。控轧控冷技术的应用还可以起到优化工序、节能减排的作用，为企业和社会带来显著的效益。

（6）单驱动技术。单驱动技术的核心在于单驱动器的应用，将单驱动器引入到线材加工体系之中，为企业带来更显著的经营优势，辊环管理模式更加简便，效率进一步提升，同时降低后续维护工作的负担。单驱动技术相对于多驱动技术实现质的飞跃，能够深入挖掘辊环的使用价值，降低生产过程对传统能源的依赖；同时提升设备控制的精度，进一步提升冶金产品的质量。

（7）厚度液压自动控制。钢材生产的关键环节之一在于厚度控制，应用液压自动控制模式可以有效控制钢材厚度。自动控制模式的应用关注到精轧机环节，对于精轧机内的轧件系数进行综合分析，尤其是轧件的板厚、变形抗力等参数，为控制板厚提供重要依据。基于提升自动控制效果的目的，开发了控制板材厚度的软件，采用程序控制方式提升板材厚度控制效果，进一步提升板厚控制精度。

2 轧钢技术发展特征

（1）高新技术参与越来越多。近年来轧钢生产呈现出质量、数量齐头并进的局面，对于轧钢技术的发展创造了良好的行业环境。高新技术的应用则是推动轧钢技术发展的重要动力，带来的不仅仅是生产技术领域的革新，对于生产过程和产品质量的提升也是显而易见。例如在板带材生产流程中应用到中厚板控制技术，实现板带材生产的形状控制效应，有助于控制板带材的形状控制效果，板带材产品板型更加规整，钢铁成材率大幅度提升。无切边技术的应用同样起到控制形状的作用，板厚版型的控制效果更胜一筹，最终产成品质量明显提升。自由尺寸轧制技术的应用，提升型钢生产的质量和效率；例如在H型钢轧制的过程中应用自由尺寸轧制技术，显著优化型钢的生产效果。影响轧钢产品质量的因素包括板型、温度等多项指标，高新技术的应用则有助于提升板型控制效果以及温度控制效果，有利于轧钢产品质量的提升。

（2）计算机技术。计算机技术队轧钢生产体系的提升起到至关重要的作用，也是轧钢技术纵深发展的重要动力。在轧钢生产体系中应用计算机和模型相结合的方式，根据设定的金属变形程序对制造工艺进行优化，有效去除传统轧钢生产工艺中的不足之处。例如在钢管轧制体系中，通过计算机模型手段，对钢管轧制体系进行更新处理，提升轧钢制造的技术水平和精细化程度，同时有助于技术系数的革新。轧钢生产的关键环节在于质量控制和检查，利用计算机技术可以优化轧钢生产的质量控制体系。在轧钢制造过程中实现更高的效率。轧钢生产工艺仍处于不断优化的阶段，计算机技术在其中的作用仍然是不可替代的。

（3）品种不断开发。轧钢技术的提升还体现在产品升级领域，例如冷轧领域的产品革新引人注目。利用冷轧技术开发的产品呈现出更宽、更薄的特征，也为轧钢产品的革新指明方向。轧钢领域推出的高强度管线钢则属于热轧技术的代表产品，高压输气管线钢型号种类众多，同样体现热轧技术的优势。由此可见轧钢生产领域处于品种不断开发的阶段，在大量推出高技术新型产品、争取广泛市场份额的同时，对于轧钢生产的研究起到反哺和促进作用，也为钢铁轧制技术的发展开辟更广阔的空间。

3 轧钢技术发展趋势

（1）科技化成分提升。轧钢技术的发展呈现出科技因素增多的特征，通过轧钢技术与科技技术的融合，提升轧钢环境的科技属性。另一方面，自动化理念与轧钢技术的结合，提升轧钢体系的工作效率，有助于企业产量和产值的提升。当前计算机技术广泛应用在轧钢生产体系中，轧钢生产工艺的技术含量进一步提升，轧钢生产过程更加精准。技术人员利用计算机技术，对轧钢生产过程进行全面模拟，分析轧钢生产过程中可能存在的问题，提升轧钢生产产品的质量和可靠性。由此可见，以计算机技术为代表的科技技术在轧钢生产体系中发挥更重要的作用，在诸多企业的生产体系中已经有所应用。轧钢生产体系的每个环节都可以体现在电脑中，技术人员通过计算机就可以掌握各个生产阶段的具体情况，生产效率和质量显著提升。人工智能技术的应用也是突出特征之一，在传统轧钢生产体系中存在较多的危险环节和高难度环节；应用人工智能技术则实现上述环节的自动化效应，降低对企业人力的依赖程度，轧钢生产环境安全系数进一步提升，为轧钢技术的良性发展奠定基础。

（2）生产过程一体化。完整的轧钢生产体系包括上游、下游等多个环节，各个环节之间联系密切；轧钢技术的发展目标之一就在于将上下游环节真正串为一体，实现轧钢生产体系的联动效应。当前传统工业领域已经进入到高质量发展阶段，对于轧钢生产技术和效率的要求更高，传统粗放的生产模式已经不符合时代要求，也不能满足轧钢技术自身发展的需求。以轧钢技术中的热轧和冷轧为例，热轧技术范畴内的连铸连轧技术应用前景更加广阔，对于组织的控制与调节能力进一步提升。冷轧技术范畴内的轧制、平整等环节也可以实现一体化效应；在轧钢生产体系中应用到带钢全连续联合机组有助于提升生产效率，生产流程的运作质量同样明显提升。由此可见生产过程一体化的价值和作用，也为轧钢技术发展指明方向，轧钢技术体系更加规范合理。

（3）产品类型更加丰富。轧钢产品丰富度的提升，也是轧钢技术发展的重要方向之一。在保证轧钢产品质量的基础上不断扩充轧钢产品的种类，同时降低轧钢产品的生产成品，从多方面扩充轧钢生产领域的效益。因此在轧钢生产中要注意深挖细耕，在注重轧钢生产工艺的同时，最大限度减少轧钢生产的原材料消耗规模；与此同时加大对轧钢产品品质的控制力度，体现轧钢产品的性能优势。轧钢产品的使用范围相对广泛，部分轧钢产品可能应用在相对特殊的场景中。高层建筑的建设对于轧钢产品提出较高要求，轧钢产品应当满足高层建筑在抗震、抗腐蚀等方面的要求，也为提升轧钢产品性能确定了方向。在丰富产品类型的过程中注意强化机制的应用，例如相变强化、挛晶强化等等，提升轧钢产品的性能。

（4）绿色效应增强。近年来伴随着供给侧改革、基建需求压缩等要求的不断落实，对于轧钢产业造成严峻考验，也为轧钢产业的绿色发展指明了方向。传统轧钢生产体系中存在技术落后、能耗偏大等问题，轧钢产成品也存有结构不合理的现象。进入高质量发展时代后，在轧钢生产体系中需要强调控制资源消耗、优化生产规模。企业在落实轧钢生产任务时，应当根据生产规模确定最大资源消耗量，发挥优化产业结构的带动效应，同时体现产业集中的优势。当前工业化改革已经进入到关键阶段，在轧钢生产中需要时刻秉承节约资源、保护环境的理念，真正实现绿色效应与轧钢生产的融合。轧钢生产的重要发展方向就是绿色化与生态化，不断提升轧钢制造体系的绿色属性，实现轧钢生产模式的持久发展效应。

（5）深入挖掘钢材性能。形变热处理技术成为轧钢技术体系的重要组成部分，实现钢材在线热处理效果。在生产微合金钢材的过程中需要充分利用钢材的韧性，与此同时加强温度控制力度，实现生产温度的精准控制效果。采用模型方式监测钢材性能，提升钢材性能的控制效果。

4 结束语

轧钢技术的作用和意义不言而喻，高质量发展背景对钢铁产业提出新的要求，也对轧钢技术的革新和发展带来新的机遇和挑战。在落实钢铁生产任务的同时积极探索轧钢技术发展的新思路和新方法，认识到轧钢技术的生产力效应，不断激发轧钢技术的潜力，为钢铁产业的长效发展注入不竭动力。