劉恩顯

摘 要：在旋轉(zhuǎn)的軋輥間改變鋼錠，鋼坯形狀的壓力加工過(guò)程叫軋鋼。軋鋼的目的與其他壓力加工一樣，一方面是為了得到需要的形狀，例如：鋼板，帶鋼，線材以及各種型鋼等;另一方面是為了改善鋼的內(nèi)部質(zhì)量，我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板包括火車輪都是通過(guò)軋鋼工藝加工出來(lái)的。本文提出冶金軋鋼工藝的創(chuàng)新思路，并分析冶金軋鋼生產(chǎn)新工藝新技術(shù)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：冶金軋鋼;生產(chǎn);新工藝;新技術(shù);應(yīng)用

一、冶金軋鋼工藝流程

鋼錠或鋼坯軋制成具有一定形狀、尺寸和性能的鋼材所需的一系列工序的組合和順序。軋制產(chǎn)品不同，生產(chǎn)工藝流程也不一樣。軋鋼生產(chǎn)工藝流程的制定是軋鋼車間設(shè)計(jì)的重要項(xiàng)目之一。軋鋼生產(chǎn)工藝流程可歸納為三種基本圖式，即碳素鋼（低合金鋼）熱軋生產(chǎn)工藝流程圖式、合金鋼熱軋生產(chǎn)工藝流程圖式和冷加工生產(chǎn)工藝流程圖式。

生產(chǎn)同一種鋼材，可能采用不同的工藝流程，但它們能得到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果是不同的。因此，在制訂產(chǎn)品工藝流程時(shí)，要正確選擇所需的工序、工序排列的順序、每個(gè)工序的具體內(nèi)容及其參數(shù)，這樣才能達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的目的。制訂工藝流程時(shí)必須遵守下列原則：（1）產(chǎn)品必須達(dá)到技術(shù)條件的要求;（2）材料的塑性加工容易進(jìn)行;（3）生產(chǎn)規(guī)模能夠?qū)崿F(xiàn);（4）產(chǎn)品成本低;（5）工人的勞動(dòng)條件好，安全有保障。

二、冶金軋鋼工藝的創(chuàng)新思路

隨著全球工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)應(yīng)緊跟世界工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，積極研發(fā)更多先進(jìn)的、節(jié)能性的新型軋鋼技術(shù)和工藝。筆者認(rèn)為我國(guó)軋鋼生產(chǎn)中工藝創(chuàng)新應(yīng)向以下幾個(gè)方向發(fā)展： a.開發(fā)具有前沿性的軋鋼工藝，加大新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)，建立完善的學(xué)、研產(chǎn)相結(jié)合的技術(shù)體系，不斷地學(xué)習(xí)世界先進(jìn)軋鋼工藝技術(shù)，對(duì)先進(jìn)軋鋼技術(shù)成果進(jìn)行消化，結(jié)合我國(guó)軋鋼工業(yè)發(fā)展實(shí)際，對(duì)軋鋼技術(shù)工藝進(jìn)行不斷的優(yōu)化和改進(jìn)，探索出適合我國(guó)軋鋼工業(yè)發(fā)展的技術(shù)理論體系;b.加大對(duì)智能化軋鋼技術(shù)工藝的研發(fā)。隨著全球鋼鐵經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，為了能夠提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，我國(guó)應(yīng)加大對(duì)智能化軋鋼技術(shù)及工藝的研究開發(fā)力度，不斷地提升軋鋼生產(chǎn)工藝水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);c.加大對(duì)軋鋼節(jié)能減排新生產(chǎn)技術(shù)工藝技術(shù)的研究開發(fā)，實(shí)現(xiàn)軋鋼工業(yè)向綠色化方向發(fā)展。

三、冶金軋鋼生產(chǎn)新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

1、TMCP軋鋼控制技術(shù)及其應(yīng)用

TMCP技術(shù)以電子計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的軟件為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軋鋼生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制技術(shù)。TMCP技術(shù)的核心設(shè)備除了高性能的電子計(jì)算機(jī)和傳感器之外，還包括鋼材的成分設(shè)計(jì)和調(diào)整、軋制溫度、軋制程序、軋制變形量的控制、冷卻速度的控制等子系統(tǒng)，并輔以高剛度、大功率的軋機(jī)，以及高效的快速冷卻系統(tǒng)和相關(guān)的額控制數(shù)學(xué)模型等，基本上涵蓋了軋鋼生產(chǎn)所涉及到的基本工藝流程。為了有效地提高鋼材的內(nèi)部組織性能和韌性、硬度、延展性等力學(xué)性能，必須在軋制過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼材組織類型、形態(tài)和分布的高精度控制，但在實(shí)際的軋制生產(chǎn)中，利用產(chǎn)業(yè)工人實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)是非常困難的，因此TMCP技術(shù)得到了實(shí)際應(yīng)用。本技術(shù)借助于安裝在扎鋼設(shè)備內(nèi)部的一些溫度傳感和控制器，并依靠強(qiáng)大的中央言息處理系統(tǒng)，精確控制軋制溫度和軋后冷卻速度、冷卻的開始溫度和終止溫度，進(jìn)而優(yōu)化了鋼材高溫的奧氏體組織形態(tài)以及控制相變過(guò)程，最終生產(chǎn)出所需要的一些高性能鋼材。與此同時(shí)，由于本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼材軋制各個(gè)階段的工作溫度溫度的精確控制，而且利用鋼材余熱可進(jìn)行在線淬火一回火（離線）處理，節(jié)省了大量的能源，有效的降低了特種鋼材的軋制成本。

2、柔性軋制技術(shù)

柔性軋制技術(shù)是指將組織性能線優(yōu)化控制技術(shù)應(yīng)用于軋制過(guò)程，用同一種成分的坯料來(lái)生產(chǎn)不同性能的產(chǎn)品，簡(jiǎn)化煉鋼和連鑄的操作和管理，利用對(duì)鋼材性能柔性的控制實(shí)現(xiàn)軋制生產(chǎn)的大規(guī)模定制。它可分為外形尺寸柔性軋制技術(shù)和組織性能柔性軋制技術(shù)兩個(gè)方面?？蛻魧?duì)金屬?gòu)?qiáng)度有不一樣的要求，為滿足市場(chǎng)，往往需要調(diào)整金屬中的合金成分及比例，由此帶來(lái)軋制成本增高，生產(chǎn)過(guò)程管理復(fù)雜化的問(wèn)題，而柔性軋制技術(shù)可不同通過(guò)改變軋制工藝，使得金屬成分相同的原料軋制出不同的性能的產(chǎn)品，來(lái)解決組織管理上的復(fù)雜性問(wèn)題，為鋼鐵的大規(guī)模生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。把柔性軋制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，能大大簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

3、無(wú)頭軋制技術(shù)及其應(yīng)用

在國(guó)內(nèi)資源匱乏、大宗原材料依靠進(jìn)口的條件下，鋼鐵行業(yè)高耗能、高污染嚴(yán)重，縮短工藝流程，降低能源消耗和生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品性能是鋼鐵行業(yè)的必然抉擇。全無(wú)頭產(chǎn)線很好地解決了上述問(wèn)題，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）流程短，低能耗;設(shè)備緊湊，節(jié)省廠房投資。（2）極限規(guī)格薄（0.8mm），替代部分冷軋產(chǎn)品，常規(guī)軋制無(wú)法超越。（3）穿帶、拋尾次數(shù)少，故障率低，頭尾板型好。（4）產(chǎn)品的厚度、寬度精度均優(yōu)于常規(guī)軋機(jī)。（5）同一規(guī)格恒速軋制，全長(zhǎng)產(chǎn)品的溫度、組織、性能均勻。（6）不存在明顯的頭尾鐮刀彎，板型、卷型好。（7）燒損、切損少，成材率高（從鋼水到帶卷的綜合收得率可達(dá)98%）。2016年以來(lái)，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)針對(duì)現(xiàn)有CEM和ESP等產(chǎn)線的不足，不斷改進(jìn)，更優(yōu)化型的無(wú)頭產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)而生，并在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)和效能。

4、節(jié)能施工技術(shù)及其應(yīng)用

（1）優(yōu)化爐燒嘴設(shè)計(jì)

目前許多企業(yè)應(yīng)用的燃料是焦?fàn)t煤氣，但爐燒嘴的材質(zhì)仍然是按照燃油混合煤氣來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。此種爐燒嘴型號(hào)偏大，在實(shí)際生產(chǎn)中只能調(diào)節(jié)其中的20%調(diào)節(jié)性能差，且燃燒效果不明顯?？赏ㄟ^(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)重新設(shè)計(jì)爐燒嘴，使其可靈活調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，提高火焰剛度。

（2）減少冷卻水消耗量，回收利用冷卻水介質(zhì)余熱

水資源是軋鋼廠生產(chǎn)和開展任何工藝的保障，而現(xiàn)實(shí)是很多企業(yè)管理者并不重視水資源的節(jié)約，節(jié)約意識(shí)較為薄弱，使得軋鋼廠的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。在實(shí)際的冶金軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中，可以適當(dāng)提高冷卻水的出水口溫度，通過(guò)這種改變可大幅度的降低冷卻水需要量。經(jīng)相關(guān)測(cè)算，若在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將出入口溫度提高10℃，冷卻水的消耗量可減少40%左右。此外，可利用回收的冷卻介質(zhì)余熱，不僅節(jié)約用水量，并且可減少爐內(nèi)熱損失，回收利用余熱蒸汽，提高成品的質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)軋鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋼材質(zhì)量顯著提高，品種結(jié)構(gòu)也不斷豐富，在性能提高的同時(shí)，質(zhì)感和外觀也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，這主要源于軋鋼工藝的進(jìn)步。軋鋼生產(chǎn)工藝和技術(shù)直接決定鋼鐵生產(chǎn)的技術(shù)水平，冶金軋鋼生產(chǎn)新技術(shù)，都是基于以節(jié)能降耗，提高產(chǎn)品性能，提高生產(chǎn)率，使生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化為目的系列技術(shù)研發(fā)。近年來(lái)，我國(guó)鋼產(chǎn)量迅猛發(fā)展，鋼材需求接近飽和，冶金企業(yè)要想在激勵(lì)的競(jìng)爭(zhēng)中求科學(xué)發(fā)展，必須要研制開發(fā)新的冶金軋鋼生產(chǎn)技術(shù)，淘汰落后的工藝與設(shè)備，提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，降低生產(chǎn)成本，才能占領(lǐng)市場(chǎng)，立于不敗之地。

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