冶金轧钢工艺的创新及应用前景

陈国军++孙瑞雪

摘 要：阐述了我国钢铁工业现状，分析了几种冶金轧钢生产的新技术。只有降低冶金成本，提高金属质量和产量，研发冶金轧钢领域新技术，才能跟得上时代潮流，增加市场竞争力。

关键词：冶金 轧钢 工业新技术

我国粗钢出口虽然居世界头名，但在钢铁质量生产上却属于全球偏后的位置，2007年至今出口量年复合增长率29.2%。2016年1-11月，国内累计出口钢材12475万t，同比增幅25%，预计2017年全年出口钢材13510万t。但2012年出口年均价持续下降，至今累计降幅46.2%。2015年1-11月，出口均价556美元，较2011年的出口均价1057美元/t下降到501美元/t，降幅近一半。此外，自从世界金融危机爆发以来，我国钢铁产业高成本，高能耗，高污染这“三高”的存在限制了我国钢铁产业的发展。

1、节能降耗的生产新技术

轧钢是钢材制造过程中重要的部分，但轧钢过程通常会伴随着电力的耗能，燃料耗能以及氧化设备耗损。鉴于在轧钢工艺中对能量资源损耗，轧钢节能和降耗相关技术在近些年也得到了大力发展，一些新技术运用使得原本的钢铁能耗降低了几个百分点。蓄热节能炉技术，顾名思义蓄热节能炉是在轧钢过程的加热炉中运用了蓄热的燃烧技术。蓄热燃烧指对回收热量的有效利用，蓄热技术中，首先要确保能量传导过程中不会有过多损耗，这里就需要对蓄热体做出改善，因为钢制和铁质导体对热能损耗太大，所以采用陶瓷作为蓄热体，一个是提高了蓄热工作效率，另一个对体积也有很大的优化；此外，降低能源排出也是蓄热技术，钢铁厂烟雾排出热能会达到几百度，这不仅是对环境的污染也大大浪费了能源，在蓄热新技术中，烟雾排出热度被严格控制在100℃左右，对热能的回收利用率达到65%。炉内绝热相关涂料技术，这项技术一般处理在钢铁加热炉的内部，摒弃了以往，内炉材料采用了新式的特殊铝合金以及莫来石耐热加热而成，降低了炉内温度传导和损失使得节能涂料的高度节能效率提升到了26%，与传统的节能内炉涂料相比，这项技术显得更有效率。

连铸胚热送热装技术。此项技术运用会大幅度降低炉内损耗，具体操作时在高达500℃以上的环境里进行装炉，配合连铸技术和轧钢生产周期。不仅可以缩短成材生产周期也可以提升一定成材效率。

2、提高钢材质量的新技术

热机械控制轧钢生产技术。这种技术运用是在车L钢生产环节中在控制基础上同时冷却或加速冷却。对于新一代的热轧带钢控制冷却系统是轧钢冷却技术中的新应用，这种技术的主要改革是对于喷嘴的压力处理，在水压喷射方面对钢材有一个冲击力，同时设计对于倾斜方向以及垂直方向喷嘴实施动力控制，可以高强度的进行超高速冷却困。此外，传统喷嘴在冷却时达不到钢材的表面均匀处理，热轧带钢控制冷却可以突破这个障碍。中厚板是钢材中产量占据10%的重要钢板材料，在建筑业、造桥造船等大型设施建设及大型工程设计、机械制造中常常会作为原材料出现。改革开放后大量组织单位从国外引进先进机械，后来在中国自主研发之下，逐渐掌握高级中厚板热处理以及生产技术。

高精度轧制技术是项对产品厚度、精度等数据严格要求的技术，从原料选取，工艺选择，控制精准的工作。主要技术分热轧板带技术，冷轧板带技术，无缝管轧技术等等。无缝管轧技术是一个正例，1954年之前我国没有能力生产出无缝钢管。改革开放之前从国外进口了一大批无缝钢管的轧制设施并在马鞍山、成都、包头等地建立了很多代表性的生产厂家。在那时看来，技术相对比较薄弱，对于高等钢材需要长期从国外进口。1980年开始，经济的发展使全国各地的生产建筑对无缝钢管的需求逐年提高，于是国家开始自主研发无缝钢管技术，特别是天津和达涅利的技术合作研发，终于成功的掌握了钢管的无缝轧制技术。如今中国，几乎有上千家的无缝钢管生产厂家。

3、自动连续智能化的轧钢生产新技术

我国已经突破自动化技术的研究瓶颈，控制了车L制过程智能化、自动化技术，不仅可以应用到生产过程当中，同时可以自主开发新技术运用。但对轧钢生产过程中的各项数据监测仍有很大的问题。我国使用的检测设备是从国外进口，传感器、处理器、数据分析仪等设备无法自主生产是限制我国自动化研制处理方面的问题。热轧带钢和棒线的生产流程中，一般会用到全无头轧钢生产技术；在薄板胚连铸生产中，使用半无头生产技术。无头轧钢生产技术可以提供连续不断的精钢生产，这会大量节省人力和物力。具体过程是将粗胚连续不断的塞入精胚处理器中，将后一条的头部焊接在前一条的尾部自动连续的进行处理轧制。与传统的轧制不同，这种处理方式没有速度的限制，提高了大约22%的生产效率，既提升了精钢产量，也提升了精钢质量。钢铁生产过程中，严格的3个环节次序是从炼钢到连铸到热轧。按照制造节奏运行这3个层次才能有效率的使得物流，资源、能量、时间等都到达一个优化平衡状态，这就需要一体化管理。在现代工程中，这种管理通常都是由计算机控制的。新引进的计算机管理技术使得钢铁的生产管理运行有序，钢铁质量大幅度提升。

4、未来应用前景

中国粗钢产量占世界的比重逐年提高，是全球钢铁生产大国。但与此同时，我国粗钢产量虽然大，部分特殊领域其实并不强，这主要是因为我国钢铁行业较为分散，恶性竞争在量产方面较为严重，同时大量特种钢材依赖进口。中国、日本、印度为全球前3生产粗钢的国家，2015年占比分别为50.16%、6.59%、5.61%。

2015年全球粗钢产量15.96亿t，同比下降1.93%，是自从2009年金融危机发生以来的第1次下降。与此同时，我国对特种钢材的进口数量占比一直较低，且呈下降趋势。2015年我国进口钢材1278.24万t，同比下降11.43%，进口量远低于我国钢材产量11.23亿。

随着社会经济发展，我国对于钢铁产业要求从产量慢慢将会转到质量方面。诸多新技术发明也是基于节能，环保，提高生产率，提高钢铁产品质量为主。对于冶金制钢铁的企业来说，只有自主开发钢铁产业新产品，将传统技术工艺和设备丢弃，才能在国际市场上占据一席之地，冶金轧钢是一条需要在竞争中自主创新才能杀出来的道路，只有在激烈的競争同时谨记信奉科学，信奉人民，才能做出一番成绩。

参考文献

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作者简介

第一作者：陈国军，（1984-），男，河北唐山市丰润区，河北理工大学，主要研究方向：轧钢工艺。

第二作者：孙瑞雪，（1980-），男，河北唐山市丰南区，河北联合大学，主要研究方向：轧钢工艺。