國內(nèi)外熱軋鋼材軋制技術(shù)的發(fā)展

康永林 曹樹衛(wèi),2

(1.北京科技大學(xué); 2.安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司)

國內(nèi)外熱軋鋼材軋制技術(shù)的發(fā)展

康永林1曹樹衛(wèi)1,2

(1.北京科技大學(xué); 2.安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司)

介紹了國內(nèi)外近年來熱軋鋼材軋制技術(shù)的最新發(fā)展情況,其中包括:熱軋帶鋼、中厚板、型棒線、管材、鋼軌及環(huán)形軋制技術(shù)等方面不斷取得的新進(jìn)展,為國內(nèi)鋼鐵行業(yè)采用先進(jìn)軋制工藝及進(jìn)一步開發(fā)高性能、高附加值新鋼種提供了有益的參考。

熱軋鋼材 軋制技術(shù) 最新發(fā)展

0 前言

21世紀(jì)軋鋼技術(shù)進(jìn)步將集中于生產(chǎn)工藝流程的連續(xù)化、緊湊化,過程控制將實(shí)現(xiàn)軋材性能的高品質(zhì)化、品種規(guī)格多樣化及控制和管理的計(jì)算機(jī)化和信息化[1]。軋制技術(shù)作為冶金工程技術(shù)中的重要組成部分,近年來隨著中國和國際鋼鐵工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,為了適應(yīng)資源、能源和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求,以及汽車、家電、建筑等行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量、性能和精度需求的不斷提高,在相關(guān)理論和工藝技術(shù)方面不斷取得新的進(jìn)展。

1 熱軋帶鋼生產(chǎn)新技術(shù)

連鑄坯熱送熱裝軋制技術(shù)在熱軋帶鋼生產(chǎn)中已經(jīng)普遍采用,日本、韓國的熱軋帶鋼軋機(jī)鑄坯熱裝比達(dá)到 60%以上,最多可達(dá) 80%,熱裝溫度達(dá) 600℃以上。目前我國平均熱裝率為 40%,先進(jìn)生產(chǎn)線能夠達(dá)到 75%以上,平均熱裝溫度為 500℃～600℃,最高可到 900℃。

直接熱裝和直接軋制是當(dāng)代熱軋帶鋼軋制技術(shù)的發(fā)展方向,可以進(jìn)一步提高節(jié)能效果,縮短生產(chǎn)周期,使連鑄機(jī)和熱軋機(jī)更緊密地聯(lián)系在一起。國外新建的熱軋帶鋼軋機(jī)一般優(yōu)先考慮熱裝爐和直接熱裝爐工藝的實(shí)現(xiàn),預(yù)留直接軋制工藝余地。為了提高能源的利用效率,減少二氧化碳的排放,保護(hù)環(huán)境,日本的板坯熱裝爐技術(shù)普遍采用蓄熱加熱技術(shù)。我國一些板坯加熱爐也開始采用蓄熱式加熱爐。

無頭軋制和半無頭軋制技術(shù)是近年來發(fā)展的新技術(shù)。無頭軋制主要應(yīng)用在熱軋帶鋼和棒線材生產(chǎn)中,半無頭軋制主要用于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。無頭軋制技術(shù)可使板帶全長的質(zhì)量均勻穩(wěn)定,它由軋機(jī)追尾控制技術(shù)、頭尾焊接技術(shù)、高精度成品軋制技術(shù)和高速通板卷取技術(shù)等組成。

目前,中國的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線在數(shù)量、產(chǎn)能及軋機(jī)裝備水平方面都居世界前列[2]。開發(fā)薄規(guī)格板材并實(shí)現(xiàn)部分以熱代冷是薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的主要目標(biāo)之一。在薄規(guī)格軋制 (小于等于2 mm)、半無頭軋制、冷軋?jiān)嫌娩?、?xì)晶和微合金化高強(qiáng)鋼產(chǎn)品開發(fā)、以及針對薄板坯連鑄連軋工藝特征的軋制及冷卻過程、以及產(chǎn)品的組織性能控制等都取得了長足的進(jìn)步[3]。

熱帶粗軋機(jī)組普遍采用了調(diào)寬與控寬技術(shù),例如西馬克 -德馬格公司新開發(fā)的無鐮刀彎軋制CFR技術(shù),通過粗軋機(jī)前的強(qiáng)力側(cè)導(dǎo)機(jī)構(gòu)、增強(qiáng)的粗軋能力和液壓壓下以及自動化控制系統(tǒng)有效防止了中間坯強(qiáng)力軋制后鐮刀彎的產(chǎn)生。全液壓的立輥調(diào)寬控寬技術(shù),包括自動調(diào)寬的液壓 AWC和短行程 SSC控制技術(shù),顯著提高了中間坯和板坯頭尾的寬度控制精度,減少了頭尾切損。機(jī)架本身,也由過去的立式除鱗機(jī),發(fā)展為附著式立輥。板坯定寬壓力機(jī)調(diào)寬是極為有效的調(diào)寬手段,已經(jīng)有 S MS,I H I公司開發(fā)出來,我國已經(jīng)有一些軋機(jī)采用了定寬壓力機(jī),一道次最大的側(cè)壓量可以達(dá)到 350 mm。

為了解決熱軋板的板厚、板形和板凸度控制問題 ,板形控制技術(shù)如 HAGC、CVC、PC、WRS等得到了很大的發(fā)展。西馬克 -德馬格公司新建的熱連軋機(jī)組均采用了液壓壓下厚度控制 (HAGC)和連續(xù)可變凸度 CVC技術(shù),日本三菱、日立熱連軋機(jī)組除了采用 HAGC厚度控制技術(shù)外,還采用 PC軋機(jī) (交叉角 0°～15°)技術(shù)。在精軋機(jī)組的前部機(jī)架,采用CVC或 PC軋機(jī),控制坯料的板凸度,為后部機(jī)架的板形和板凸度控制提供需要的斷面形狀,在精軋機(jī)組的后部機(jī)架,則主要采用WRS軋機(jī),通過軋輥的軸向往返移動,分散熱凸度和磨損,實(shí)現(xiàn)自由程序軋制。為了提高活套系統(tǒng)的控制水平,提高系統(tǒng)的響應(yīng)性和控制精度,近年開始采用液壓活套技術(shù)。為了抑制熱軋帶鋼精軋機(jī)組的軋機(jī)振動,日本三菱在PC軋機(jī)開發(fā)的基礎(chǔ)上,提出了高壓軋制振動抑制技術(shù),應(yīng)用于熱連軋生產(chǎn)線,取得了良好的效果。

為了減少熱帶坯在精軋機(jī)組前的溫降,減少頭尾溫差,保證帶鋼的溫度均勻性,一些熱帶軋機(jī)在精軋機(jī)組前配備熱卷箱或補(bǔ)熱裝置,新型的“雙工位無芯卷取”熱卷箱用于滿足帶鋼無頭軋制的需要,熱卷箱和無頭軋制技術(shù)對于 500萬 t以上規(guī)模的熱帶鋼軋機(jī)較為合適。有的采用中間坯保溫和邊部感應(yīng)加熱技術(shù),改善了中間坯溫度的均勻性,減少了頭尾溫差,改善了鋼坯斷面溫度分布和金相組織,防止薄帶鋼、硅鋼、不銹鋼等特殊品種的邊部裂紋,減少軋輥的不均勻磨損。為了控制精軋溫度以及實(shí)現(xiàn)高升速軋制,熱軋帶鋼精軋機(jī)組普遍采用機(jī)架間冷卻技術(shù)。新建的熱連軋機(jī)組層流冷卻線一般分為主冷區(qū)和精冷區(qū),可以精確控制帶鋼的冷卻強(qiáng)度和速率、冷卻的均勻性和卷取溫度。西馬克 -德馬格公司還開發(fā)了邊部遮擋技術(shù),以降低帶鋼冷卻后的熱應(yīng)力,有效防止邊浪的發(fā)生,保證了橫向組織和性能的均一性。

目前,新型的熱軋卷取機(jī)主要是采用德國 S MS和日本 IH I新技術(shù)的全液壓三助卷輥地下卷取機(jī)。采用這種新型的全液壓卷取機(jī),鋼卷塔形可以控制在 40 mm以內(nèi),卷筒均可以在卷取 100萬 t后進(jìn)行更換。卷取溫度向低溫方向發(fā)展,以生產(chǎn)貝氏體鋼、雙相鋼、TR IP鋼等高級鋼材品種。

我國在熱軋帶鋼軋機(jī)的消化引進(jìn)和集成創(chuàng)新國產(chǎn)化方面有了明顯進(jìn)展,在寬帶鋼熱連軋機(jī)板形控制系統(tǒng)開發(fā)、提高板形質(zhì)量和降低軋輥消耗等方面取得了顯著效果。如鞍鋼等自主集成開發(fā)的中薄板坯連鑄連軋技術(shù)—ASP(鑄坯厚度 100 mm～170 mm),經(jīng)過不斷地開發(fā)與完善,形成了一整套效率高、節(jié)能、規(guī)?；?、品種全的工業(yè)化熱軋帶鋼生產(chǎn)新流程,由產(chǎn)能 240萬 t的 1700ASP到產(chǎn)能 500萬 t的 2150ASP[3]。此流程的突出特點(diǎn)是流程緊湊,連鑄工序與軋鋼工序直接相連,可以實(shí)現(xiàn)近 90%利用連鑄板坯熱能一次加熱,節(jié)約能耗。其關(guān)鍵技術(shù)包括:高效化煉鋼連鑄技術(shù)、四流合一技術(shù)、高效直軋及注中調(diào)寬技術(shù)、工作輥可變凸度控制、粗軋前后附立輥控寬技術(shù)及高效層流冷卻技術(shù)等[4]。

通過軋制和連續(xù)退火技術(shù),目前已經(jīng)可以生產(chǎn)440 MPa級的 BH鋼,用作汽車面板,具有良好的抗凹陷性。為了生產(chǎn)汽車用的 AHSS鋼,對軋制和冷卻過程進(jìn)行控制,開發(fā)了強(qiáng)度級別達(dá)到 1000MPa的高強(qiáng)熱軋 DP鋼和 TR IP鋼,一些強(qiáng)度達(dá)到 1000MPa～1470 MPa級的熱軋復(fù)相超高強(qiáng)鋼也已經(jīng)開發(fā)出來,并應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)件。

為了改善 IF鋼的深沖性能,減少精軋機(jī)組的軋機(jī)負(fù)荷,開發(fā)了 IF鋼的鐵素體區(qū)熱軋技術(shù)。在生產(chǎn)中應(yīng)用后,已經(jīng)取得了降低軋制力以及提高熱軋和冷軋深沖鋼板性能的良好效果。

近年來,隨著軋制工藝和技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)代熱帶軋機(jī)利用鐵素體軋制技術(shù),已能夠大規(guī)模生產(chǎn) 50%以上 0.9 mm～2.1 mm的熱軋帶鋼產(chǎn)品。鐵素體軋制能擴(kuò)大熱帶鋼軋機(jī)的產(chǎn)品品種,增大高附加值產(chǎn)品的比例,提高軋機(jī)生產(chǎn)的靈活性。低溫鐵素體軋制采用潤滑軋制工藝,能夠最大限度地降低軋制負(fù)荷、減少軋制負(fù)荷的不穩(wěn)定以及軋輥的磨損,鋼板內(nèi)部組織理想,帶鋼表面質(zhì)量高。鐵素體軋制時通過在最后一個精軋機(jī)架后、輸出輥道前添加了一個具有高速穿鋼能力的地下卷取機(jī)以及采用 Slug或Pony軋機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)薄規(guī)格產(chǎn)品軋制中恒定的秒流量控制和等溫軋制。

活套控制是保證穩(wěn)定可靠的板帶軋制過程的重要因素之一,活套控制的目的是使板帶在機(jī)架間平穩(wěn)運(yùn)行,控制板帶張力在理想的范圍內(nèi)。德國西馬克公司采用差壓活套和張力計(jì)活套控制技術(shù)來檢測板帶寬度方向的張力分布,自動調(diào)節(jié)軋機(jī)輥縫,改善活套板帶張力控制的穩(wěn)定性,擴(kuò)展了活套的控制功能。日本東芝公司采用 PI+ ILQ活套綜合控制,實(shí)現(xiàn)了活套角度與板帶張力同時閉環(huán),使板帶張力控制的穩(wěn)定性有了一定程度的改善。對薄規(guī)格板帶產(chǎn)品,產(chǎn)品厚度偏差小于 25μm,寬度偏差小于10 mm,PI+ ILQ綜合控制與單獨(dú)采用 PI控制相比,活套張力波動和高度波動分別只有后者 30%和20%左右。意大利 Danieli自動化部提出了一種基于摩擦補(bǔ)償?shù)幕瑒涌刂?(sliding mode,S M)模式,用于熱軋板帶機(jī)架間活套控制,通過在希臘 Sovel SA熱軋板廠精軋機(jī)組進(jìn)行測試,顯示出了比傳統(tǒng)的 PI活套控制更具優(yōu)勢和效率。

2 中厚板軋制技術(shù)

軋機(jī)的強(qiáng)力化是中厚板軋機(jī)的重要發(fā)展趨勢,軋機(jī)的單位寬軋制力達(dá)到 20 kN/mm,電機(jī)功率達(dá)到 4 kW/m,為軋機(jī)的 T MCP和板形板凸度控制提供了強(qiáng)有力的支撐。中厚板軋機(jī)的控制功能和精度水平有了很大發(fā)展,除了常規(guī)的液壓 AGC厚度控制、WRB板形控制技術(shù)外,還開發(fā)了多點(diǎn)動態(tài)厚度控制技術(shù)、平面形狀控制技術(shù)、CVC+板形控制技術(shù)等新一代高精度控制技術(shù),板材質(zhì)量有了很大提高。在后續(xù)的精整工序,采用強(qiáng)力式矯直機(jī)、矯直機(jī)的計(jì)算機(jī)自動設(shè)定、組坯剪切等新技術(shù),提高了產(chǎn)品的精度水平。通過軋制、冷卻、矯直、剪切的合理匹配,開發(fā)出了低殘余應(yīng)力鋼板的生產(chǎn)技術(shù),可以提供極低殘余應(yīng)力的鋼板,大大減輕了用戶的工作量。

高效率、高均勻性加速冷卻技術(shù)和相應(yīng)的自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)在各類中厚板軋機(jī)上普遍采用,我國已經(jīng)依據(jù)各工廠的具體情況,開發(fā)了 U形管層流、直管層流、水幕等不同的冷卻方式,有的工廠在冷卻系統(tǒng)的前部采用直接淬火系統(tǒng)。這些系統(tǒng)配以高精度的邊部遮蔽裝置、輥道速度控制系統(tǒng)和冷卻自動控制系統(tǒng),可以對中厚鋼板在長度、寬度和厚度方向上進(jìn)行高均勻性的控制冷卻。

關(guān)于粗軋和精軋之間的待溫過程,各廠采用不同的方式。有的采用交叉多坯軋制方法,有的在粗軋和精軋之間采用中間冷卻,有的在主輥道旁邊配置側(cè)輥道,均可得到較好的冷卻效果。日本近年開發(fā)出了高冷卻能力的新一代加速冷卻系統(tǒng),該系統(tǒng)由于采用核沸騰方式,可以將冷卻能力提高 2～5倍,通過將淬火系統(tǒng)與在線回火系統(tǒng)組合,實(shí)現(xiàn)在線DQ+T,生產(chǎn)過去難以得到的新性能中厚板。中厚板熱處理生產(chǎn)技術(shù)則仍以?；?、調(diào)質(zhì)等為主,國內(nèi)有的廠已經(jīng)進(jìn)行熱處理生產(chǎn),有的在籌劃建立熱處理生產(chǎn)線。

在中厚板軋制中,T MCP、HTP和 RPC等軋制技術(shù)得到了進(jìn)一步的開發(fā)和應(yīng)用,取得了顯著進(jìn)展,尤其是在高強(qiáng)度高性能中厚板產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)方面。目前,國內(nèi)已經(jīng)可以生產(chǎn)建筑用 460 MPa級中厚板和耐火建筑用中厚板、X70～X100中厚板管線鋼、儲油罐用鋼、高級別橋梁用鋼、超低碳貝氏體鋼、高性能容器用鋼等。但是,我國中厚板的研發(fā)生產(chǎn)與國外相比仍有相當(dāng)差距,國外大線能量焊接厚板、表面細(xì)晶高止裂性能中厚板、LP鋼板等高級別高性能鋼板已經(jīng)開發(fā)出來并得到了廣泛應(yīng)用。

3 型棒線材軋制技術(shù)

型鋼軋制技術(shù)方面,H型鋼軋制技術(shù)取得較大進(jìn)展,國外已經(jīng)開發(fā)出了外形尺寸一定的 H型鋼的軋制技術(shù)和控制冷卻技術(shù)。隨著建筑結(jié)構(gòu)用鋼的大斷面化,建筑物的高層化和大型化,外形尺寸一定的H型鋼制造技術(shù)又有了新的發(fā)展和進(jìn)步。當(dāng)初開發(fā)的外形尺寸一定的 H型鋼僅指腹板高度一定,產(chǎn)品有 15個系列 95種尺寸,最大可制造的 H型鋼腹板高度為 900 mm。隨著用戶對翼板寬度一定和尺寸系列的要求越來越多,促進(jìn)了下一代外形尺寸一定的 H型鋼的研發(fā)。下一代外形尺寸一定的 H型鋼是指腹板高度、翼板寬度都與板厚無關(guān)的 H型鋼,通過開發(fā)出的利用偏心套筒調(diào)節(jié)孔型深度的可變軋邊機(jī),實(shí)現(xiàn)了翼板寬度的一定化。新一代外形尺寸一定的 H型鋼通過板坯的大型化和新粗成型法的開發(fā),制造了腹板高度達(dá) 1000 mm的大型外形尺寸一定的 H型鋼,產(chǎn)品范圍也擴(kuò)大到 42個系列 292種尺寸。我國近年來在 H型鋼生產(chǎn)方面,實(shí)現(xiàn)了全線過程控制的功能優(yōu)化,研發(fā)了小變形矯直、在線防銹蝕技術(shù),形成了包括高效優(yōu)質(zhì) H型鋼潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)、高效異形坯連鑄技術(shù)、萬能軋機(jī)小張力連軋和控制軋制等完整的 H型鋼生產(chǎn)成套關(guān)鍵技術(shù),處于國際領(lǐng)先水平。

在棒線材軋制方面,國際上開發(fā)了無頭軋制技術(shù),我國也引進(jìn)了該技術(shù),但是,應(yīng)用效果不理想。最近韓國和日本合作,開發(fā)了焊接型連接技術(shù)進(jìn)行無頭軋制,應(yīng)予關(guān)注。在棒線材高尺寸精度化軋制技術(shù)方面,除了連續(xù)無扭高速軋制技術(shù)之外,開發(fā)了自由尺寸軋制技術(shù)、高精度定徑機(jī)組,達(dá)到了良好的控制精度。切分軋制技術(shù)可以大幅度提高中小規(guī)格的生產(chǎn)量,在我國普遍采用,目前小規(guī)格已經(jīng)可以做到三切分軋制,個別企業(yè)已經(jīng)在試驗(yàn)四切分軋制。采用高冷卻速度的控制冷卻系統(tǒng),進(jìn)行棒線材的控制冷卻,可以較大幅度地全面提高鋼材的力學(xué)性能,已經(jīng)在帶肋鋼筋生產(chǎn)中應(yīng)用,取得良好效果。棒材和帶肋鋼筋的大盤卷生產(chǎn),適應(yīng)了建筑、機(jī)加工等行業(yè)節(jié)材、高效發(fā)展的需要,已經(jīng)在國內(nèi)得到應(yīng)用。此外,在高線生產(chǎn)中,通過對精軋溫度和軋后冷卻條件的控制進(jìn)行軋材在線軟化的技術(shù)倍受重視。棒材全連續(xù)無槽軋制技術(shù)已在我國試驗(yàn)成功并應(yīng)用,目前已推廣到高速線材粗軋、中軋、預(yù)精軋機(jī)組,對開發(fā)品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)效率等方面將產(chǎn)生積極影響。

意大利布雷西亞Alfa Acciai棒材無頭軋制作業(yè)線生產(chǎn)出第一批經(jīng)過工字輪卷取的棒材大盤卷,它是世界上第一條無頭軋制工字輪卷取作業(yè)線,將達(dá)涅利最新推出的兩種創(chuàng)新技術(shù)即 ERW無頭焊接軋制技術(shù)和工字輪卷取作業(yè)線有機(jī)融合在一起。ERW無頭焊接軋制技術(shù)通過方坯在線自動閃光焊接,使軋機(jī)實(shí)現(xiàn)不間斷生產(chǎn)。工字輪卷取線則是通過無扭卷取,可將螺紋鋼棒材卷取成超緊湊/超重棒材大盤卷,Alfa Acciai工字輪卷取作業(yè)線可以生產(chǎn)8 mm～16 mm直徑、經(jīng)過無扭卷取的超緊湊、超重螺紋鋼棒材大盤卷,最大卷重可達(dá) 3 t。

達(dá)涅利摩根沙瑪公司為 Stahl Gerlafingen提供了 PSP型鋼定徑軋制新技術(shù),這是工字鋼和型鋼生產(chǎn)領(lǐng)域中的一項(xiàng)最新技術(shù)。PSP技術(shù)將 UFR超靈活的可逆式預(yù)精軋機(jī)與一個獨(dú)立的單機(jī)架UF萬能精軋定徑機(jī)架結(jié)合起來,改善了產(chǎn)品質(zhì)量,提高了設(shè)備生產(chǎn)能力和效率,降低了生產(chǎn)成本。

高速軋制技術(shù),達(dá)涅利高速線材軋制的最新技術(shù),包括雙模塊技術(shù) (twin module block,T MB)、DWB預(yù)精軋機(jī)組前緊湊式切頭剪、低溫軋制工藝(LTR)、達(dá)涅利金相組織控制工藝 (DSC)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、最新一代吐絲機(jī)和集卷站等。達(dá)涅利高速線材軋制采用雙模塊軋制系統(tǒng)的創(chuàng)新概念,結(jié)合 T MB雙模塊機(jī)組和上游 DWB預(yù)精軋機(jī)組之間的微張力控制系統(tǒng),可以 115 m/s的高速度生產(chǎn)最小直徑為4.5 mm的產(chǎn)品,同時產(chǎn)品的尺寸公差可以控制在±0.1 mm范圍內(nèi)。

4 管材軋制技術(shù)

最近的無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步主要是由無縫鋼管用坯的連鑄化引起的。由于圓坯質(zhì)量的改善和制管技術(shù)的進(jìn)步,采用熱擠壓方法制造的 13Cr鋼和奧氏體不銹鋼管已經(jīng)替換為軋制方式生產(chǎn),最近開發(fā)了圓坯連鑄 -制管 -熱處理的直接化技術(shù)。管坯穿孔軋制引人注目的變化是圓錐形穿孔機(jī)和交叉輥穿孔機(jī)的發(fā)展。芯棒軋管機(jī)已向大型化 (最大425 mm)軋機(jī)或緊湊化發(fā)展。全浮動芯棒軋管機(jī)建立了軋制過程中芯棒保持在一定速度的芯棒保持技術(shù),芯棒軋機(jī)的緊湊化使得機(jī)架數(shù)從 7～9機(jī)架已降到 4～5機(jī)架,穿孔、軋管所需的總能耗可減少20%。

寶鋼作為世界上最后一條全浮動芯棒連軋管生產(chǎn)線,通過改善芯棒潤滑條件,自主開發(fā)張力減徑機(jī)非傳統(tǒng)孔型,開發(fā)大規(guī)格孔型和高鉻鋼產(chǎn)品,提高生產(chǎn)線工藝自動控制水平,使生產(chǎn)線繼續(xù)發(fā)揮能力,為用戶提供高精度、高鋼級的產(chǎn)品。

達(dá)涅利森特羅鋼管公司近幾年來開發(fā)出了先進(jìn)的 FQM型 3輥限定芯棒無縫鋼管軋制技術(shù)。FQM工藝是以連續(xù)軋制為基礎(chǔ),各軋制道次在恒定限速移動的芯棒上進(jìn)行。采用 FQM型 3輥軋制技術(shù)可以生產(chǎn)出管壁更薄、壁厚精度和鋼管表面光潔度更高的高質(zhì)量無縫鋼管。到目前為止,采用達(dá)涅利森特羅鋼管公司 FQM高質(zhì)量軋制技術(shù)的鋼管生產(chǎn)商有中國成都鋼鐵公司 (攀鋼集團(tuán))、俄羅斯 Nizhnie Sergi公司、沙特阿拉伯 JESCO公司和俄羅斯的T MK Seversky鋼管廠,攀鋼集團(tuán)在 2007年 9月 25日采用具有創(chuàng)新意義的 FQM高質(zhì)量軋制技術(shù)成功地生產(chǎn)出了第一批完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量無縫鋼管。

JFE公司知多廠成功開發(fā)了新一代電焊管生產(chǎn)技術(shù) H ISTORY工藝,生產(chǎn)出具有高強(qiáng)度、高加工性和高尺寸精度等優(yōu)良性能的 H ISTORY鋼管,成為世界上首例通過在線中溫?zé)崽幚砑夹g(shù)生產(chǎn)出的高性能電焊鋼管。該工藝將焊管坯用JFE自行開發(fā)的薄壁管成型焊接機(jī)制成母管后,再采用新開發(fā)的軋輥位相角為 11.25°的四輥型減徑軋機(jī)在 650℃～950℃中溫區(qū)進(jìn)行高壓下減徑。目前,H ISTORY鋼管已應(yīng)用于汽車部件如底盤減震器,節(jié)油效果顯著。

5 鋼軌軋制技術(shù)

S MSMeer作為鋼軌軋機(jī)的主供應(yīng)商在過去的幾年里為鋼軌軋機(jī)技術(shù)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn),滿足了現(xiàn)代高速鐵路交通的日益發(fā)展的需要。S MS鋼軌軋制的前沿技術(shù)主要包括:軋機(jī)數(shù)目最小化的緊湊式布置節(jié)省了投資和生產(chǎn)運(yùn)營成本;不需要獨(dú)立的精軋機(jī);適于生產(chǎn)鋼軌和其它產(chǎn)品的緊湊連軋機(jī)上的萬能軋制技術(shù);帶有液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 CCS(compact cartridge stand)軋機(jī)機(jī)架便于快速實(shí)現(xiàn)換輥更換產(chǎn)品規(guī)格以及減小偏差;RailCoolTM技術(shù)對鋼軌可以實(shí)現(xiàn)選擇冷卻保證了鋼軌均勻冷卻避免發(fā)生彎曲和最大程度上減小了鋼軌的殘余內(nèi)應(yīng)力。S MS開發(fā)了一種新的緊湊式鋼軌軋制技術(shù),這種技術(shù)采用縱列式可逆軋機(jī)進(jìn)行鋼軌的萬能軋制,并在韓國 IN I Steel公司浦項(xiàng)工廠第一次成功應(yīng)用,目前包括中國的鞍鋼、包鋼、武鋼和美國的 Steel Dynamics公司、印度的 Jindal Steel&Power公司和土耳其的 Kardemir鋼鐵公司都選用了此技術(shù)進(jìn)行鋼軌的生產(chǎn)。

6 環(huán)形軋制技術(shù)

近些年來人們對柔性成形技術(shù)的興趣一直在增長,然而環(huán)形軋制技術(shù)近一個世紀(jì)以來卻并沒有獲得很大進(jìn)展。T.F.Stanistreet等探討了“增量環(huán)形軋制 (incremental ring rolling)”的可能性,通過減少心軸與輥?zhàn)拥慕佑|以及心軸的軸向和徑向運(yùn)動獲得任意輪廓的環(huán)形截面。這種理念也被用來進(jìn)行環(huán)形軋制設(shè)計(jì)優(yōu)化,并設(shè)計(jì)出了一種新的柔性環(huán)形軋制機(jī)器模型。

J.M.Al lwood等對增量環(huán)形軋制工藝的技術(shù)可行性和商業(yè)潛力進(jìn)行了分析,通過物理模擬、有限元分析以及在工業(yè)環(huán)形軋制軋機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明經(jīng)過精心設(shè)計(jì)刀具的軌跡進(jìn)行環(huán)形軋制技術(shù)上是可行的。通過優(yōu)化軋制工藝,獲得了軋制過程有關(guān)工藝參數(shù)。A.K.Alfozan等在美國俄亥俄大學(xué)設(shè)計(jì)制造了一種實(shí)驗(yàn)室徑向環(huán)形軋制軋機(jī),并對軋制過程中的工藝參數(shù)如進(jìn)給量、擴(kuò)徑、壓力和溫度等進(jìn)行測量和控制。

7 結(jié)語

1)近年來軋制技術(shù)研究取得明顯進(jìn)步,主要體現(xiàn)在高精度軋制、高速軋制、無頭軋制、柔性軋制、現(xiàn)代軋制過程模擬分析、控制及應(yīng)用等。而重點(diǎn)和難點(diǎn)在于將微觀組織演變與宏觀工藝控制進(jìn)一步結(jié)合、將軋制過程中的形變、相變與析出模型進(jìn)一步系統(tǒng)化,并形成綜合控制理論與技術(shù)。

2)不斷開發(fā)高性能、高附加值新鋼種仍然是軋制技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)。圍繞國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的重大需求,新產(chǎn)品的開發(fā)重點(diǎn)在汽車、大型建筑結(jié)構(gòu)、核電建設(shè)、橋梁、海上運(yùn)輸與能源輸送等產(chǎn)品和設(shè)施的輕量化所需要的高性能、長壽命、超大線能量焊接、耐火耐候性強(qiáng)的高強(qiáng)與超高強(qiáng)鋼。

[1] 張樹堂.21世紀(jì)軋鋼技術(shù)的發(fā)展[J].軋鋼,2001,18(1):3-6.

[2] Yin Rui-yu.Progress and Development of Thin Slab Casting-Rolling in China[C]//2009 International Symposium on Thin Slab Casting and Rolling.Nanjing:2009.

[3] 翁宇慶,康永林.中國軋鋼近年來的技術(shù)進(jìn)步[J].鋼鐵,2010,45(9):1-13.

[4] Guan Ju,Ma Xiao-jun,Wang Peng,et al.Development and Technical Innovation of 2150 ASP 5MT[C]//2009 International Symposium on Thin Slab Casting and Rolling.Nanjing:2009.

DEVELOPM ENT ON ROLL ING TECHNOLOGY OF HOT ROLLED STEEL AT HOM E AND ABROAD

Kang Yonglin1Cao Shuwei1,2

(1.University of Science and TechnologyBeijing; 2.Anyang Iron&Steel Group Co.,Ltd)

The paper introduces the latest development situation on rolling technologyof hot rolled steel at home and abroad during recent years,which include hot rolled strip,medium and heavy plate,section and bar steel,tube,rail,as well as continuous development achieved in ring rolling technology. It provided the beneficial reference for the domestic steel industry to adopt the advanced rolling process and further develop the high-performance and high value-added new steel grades.

hot rolled steel rolling technology latest development

＊

:2010—12—6