冶金軋鋼工藝的創(chuàng)新及應(yīng)用前景

陳國軍++孫瑞雪

摘 要：闡述了我國鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀，分析了幾種冶金軋鋼生產(chǎn)的新技術(shù)。只有降低冶金成本，提高金屬質(zhì)量和產(chǎn)量，研發(fā)冶金軋鋼領(lǐng)域新技術(shù)，才能跟得上時代潮流，增加市場競爭力。

關(guān)鍵詞：冶金 軋鋼 工業(yè)新技術(shù)

我國粗鋼出口雖然居世界頭名，但在鋼鐵質(zhì)量生產(chǎn)上卻屬于全球偏后的位置，2007年至今出口量年復(fù)合增長率29.2%。2016年1-11月，國內(nèi)累計出口鋼材12475萬t，同比增幅25%，預(yù)計2017年全年出口鋼材13510萬t。但2012年出口年均價持續(xù)下降，至今累計降幅46.2%。2015年1-11月，出口均價556美元，較2011年的出口均價1057美元/t下降到501美元/t，降幅近一半。此外，自從世界金融危機爆發(fā)以來，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)高成本，高能耗，高污染這“三高”的存在限制了我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1、節(jié)能降耗的生產(chǎn)新技術(shù)

軋鋼是鋼材制造過程中重要的部分，但軋鋼過程通常會伴隨著電力的耗能，燃料耗能以及氧化設(shè)備耗損。鑒于在軋鋼工藝中對能量資源損耗，軋鋼節(jié)能和降耗相關(guān)技術(shù)在近些年也得到了大力發(fā)展，一些新技術(shù)運用使得原本的鋼鐵能耗降低了幾個百分點。蓄熱節(jié)能爐技術(shù)，顧名思義蓄熱節(jié)能爐是在軋鋼過程的加熱爐中運用了蓄熱的燃燒技術(shù)。蓄熱燃燒指對回收熱量的有效利用，蓄熱技術(shù)中，首先要確保能量傳導(dǎo)過程中不會有過多損耗，這里就需要對蓄熱體做出改善，因為鋼制和鐵質(zhì)導(dǎo)體對熱能損耗太大，所以采用陶瓷作為蓄熱體，一個是提高了蓄熱工作效率，另一個對體積也有很大的優(yōu)化；此外，降低能源排出也是蓄熱技術(shù)，鋼鐵廠煙霧排出熱能會達到幾百度，這不僅是對環(huán)境的污染也大大浪費了能源，在蓄熱新技術(shù)中，煙霧排出熱度被嚴格控制在100℃左右，對熱能的回收利用率達到65%。爐內(nèi)絕熱相關(guān)涂料技術(shù)，這項技術(shù)一般處理在鋼鐵加熱爐的內(nèi)部，摒棄了以往，內(nèi)爐材料采用了新式的特殊鋁合金以及莫來石耐熱加熱而成，降低了爐內(nèi)溫度傳導(dǎo)和損失使得節(jié)能涂料的高度節(jié)能效率提升到了26%，與傳統(tǒng)的節(jié)能內(nèi)爐涂料相比，這項技術(shù)顯得更有效率。

連鑄胚熱送熱裝技術(shù)。此項技術(shù)運用會大幅度降低爐內(nèi)損耗，具體操作時在高達500℃以上的環(huán)境里進行裝爐，配合連鑄技術(shù)和軋鋼生產(chǎn)周期。不僅可以縮短成材生產(chǎn)周期也可以提升一定成材效率。

2、提高鋼材質(zhì)量的新技術(shù)

熱機械控制軋鋼生產(chǎn)技術(shù)。這種技術(shù)運用是在車L鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)中在控制基礎(chǔ)上同時冷卻或加速冷卻。對于新一代的熱軋帶鋼控制冷卻系統(tǒng)是軋鋼冷卻技術(shù)中的新應(yīng)用，這種技術(shù)的主要改革是對于噴嘴的壓力處理，在水壓噴射方面對鋼材有一個沖擊力，同時設(shè)計對于傾斜方向以及垂直方向噴嘴實施動力控制，可以高強度的進行超高速冷卻困。此外，傳統(tǒng)噴嘴在冷卻時達不到鋼材的表面均勻處理，熱軋帶鋼控制冷卻可以突破這個障礙。中厚板是鋼材中產(chǎn)量占據(jù)10%的重要鋼板材料，在建筑業(yè)、造橋造船等大型設(shè)施建設(shè)及大型工程設(shè)計、機械制造中常常會作為原材料出現(xiàn)。改革開放后大量組織單位從國外引進先進機械，后來在中國自主研發(fā)之下，逐漸掌握高級中厚板熱處理以及生產(chǎn)技術(shù)。

高精度軋制技術(shù)是項對產(chǎn)品厚度、精度等數(shù)據(jù)嚴格要求的技術(shù)，從原料選取，工藝選擇，控制精準的工作。主要技術(shù)分熱軋板帶技術(shù)，冷軋板帶技術(shù)，無縫管軋技術(shù)等等。無縫管軋技術(shù)是一個正例，1954年之前我國沒有能力生產(chǎn)出無縫鋼管。改革開放之前從國外進口了一大批無縫鋼管的軋制設(shè)施并在馬鞍山、成都、包頭等地建立了很多代表性的生產(chǎn)廠家。在那時看來，技術(shù)相對比較薄弱，對于高等鋼材需要長期從國外進口。1980年開始，經(jīng)濟的發(fā)展使全國各地的生產(chǎn)建筑對無縫鋼管的需求逐年提高，于是國家開始自主研發(fā)無縫鋼管技術(shù)，特別是天津和達涅利的技術(shù)合作研發(fā)，終于成功的掌握了鋼管的無縫軋制技術(shù)。如今中國，幾乎有上千家的無縫鋼管生產(chǎn)廠家。

3、自動連續(xù)智能化的軋鋼生產(chǎn)新技術(shù)

我國已經(jīng)突破自動化技術(shù)的研究瓶頸，控制了車L制過程智能化、自動化技術(shù)，不僅可以應(yīng)用到生產(chǎn)過程當中，同時可以自主開發(fā)新技術(shù)運用。但對軋鋼生產(chǎn)過程中的各項數(shù)據(jù)監(jiān)測仍有很大的問題。我國使用的檢測設(shè)備是從國外進口，傳感器、處理器、數(shù)據(jù)分析儀等設(shè)備無法自主生產(chǎn)是限制我國自動化研制處理方面的問題。熱軋帶鋼和棒線的生產(chǎn)流程中，一般會用到全無頭軋鋼生產(chǎn)技術(shù)；在薄板胚連鑄生產(chǎn)中，使用半無頭生產(chǎn)技術(shù)。無頭軋鋼生產(chǎn)技術(shù)可以提供連續(xù)不斷的精鋼生產(chǎn)，這會大量節(jié)省人力和物力。具體過程是將粗胚連續(xù)不斷的塞入精胚處理器中，將后一條的頭部焊接在前一條的尾部自動連續(xù)的進行處理軋制。與傳統(tǒng)的軋制不同，這種處理方式?jīng)]有速度的限制，提高了大約22%的生產(chǎn)效率，既提升了精鋼產(chǎn)量，也提升了精鋼質(zhì)量。鋼鐵生產(chǎn)過程中，嚴格的3個環(huán)節(jié)次序是從煉鋼到連鑄到熱軋。按照制造節(jié)奏運行這3個層次才能有效率的使得物流，資源、能量、時間等都到達一個優(yōu)化平衡狀態(tài)，這就需要一體化管理。在現(xiàn)代工程中，這種管理通常都是由計算機控制的。新引進的計算機管理技術(shù)使得鋼鐵的生產(chǎn)管理運行有序，鋼鐵質(zhì)量大幅度提升。

4、未來應(yīng)用前景

中國粗鋼產(chǎn)量占世界的比重逐年提高，是全球鋼鐵生產(chǎn)大國。但與此同時，我國粗鋼產(chǎn)量雖然大，部分特殊領(lǐng)域其實并不強，這主要是因為我國鋼鐵行業(yè)較為分散，惡性競爭在量產(chǎn)方面較為嚴重，同時大量特種鋼材依賴進口。中國、日本、印度為全球前3生產(chǎn)粗鋼的國家，2015年占比分別為50.16%、6.59%、5.61%。

2015年全球粗鋼產(chǎn)量15.96億t，同比下降1.93%，是自從2009年金融危機發(fā)生以來的第1次下降。與此同時，我國對特種鋼材的進口數(shù)量占比一直較低，且呈下降趨勢。2015年我國進口鋼材1278.24萬t，同比下降11.43%，進口量遠低于我國鋼材產(chǎn)量11.23億。

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，我國對于鋼鐵產(chǎn)業(yè)要求從產(chǎn)量慢慢將會轉(zhuǎn)到質(zhì)量方面。諸多新技術(shù)發(fā)明也是基于節(jié)能，環(huán)保，提高生產(chǎn)率，提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量為主。對于冶金制鋼鐵的企業(yè)來說，只有自主開發(fā)鋼鐵產(chǎn)業(yè)新產(chǎn)品，將傳統(tǒng)技術(shù)工藝和設(shè)備丟棄，才能在國際市場上占據(jù)一席之地，冶金軋鋼是一條需要在競爭中自主創(chuàng)新才能殺出來的道路，只有在激烈的競爭同時謹記信奉科學(xué)，信奉人民，才能做出一番成績。

參考文獻

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作者簡介

第一作者：陳國軍，（1984-），男，河北唐山市豐潤區(qū)，河北理工大學(xué)，主要研究方向：軋鋼工藝。

第二作者：孫瑞雪，（1980-），男，河北唐山市豐南區(qū)，河北聯(lián)合大學(xué)，主要研究方向：軋鋼工藝。