冶金轧钢生产新技术分析

江洪广

前言

随着我国经济高速发展，建筑行业、造船业、汽车制造业等所需钢铁行业的兴旺，给冶金轧钢行业带来了新的机遇，然而，矿石原材料、冶炼成本费用的提高却给我国钢铁行业带来了新的困难。结合我国基本国情，当前乃至今后轧钢生产要以围绕降低生产成本、节约能源、提高轧钢质量、保证产量、开发新产品所进行的新技术、新工艺开发为主。新技术、新工艺的研究、开发、推广和使用，可以提高产品质量和性能，增强冶金企业的市场竞争力。本文重点分析了以节能降耗、提高产品性能质量、生产自动化连续化为目标的冶金轧钢生产新技术。

虽然我国的粗钢产量位居世界榜首，但是精钢生产技术和产量仍处于世界落后水平，很多钢铁企业仍停留在重产量轻質量的发展瓶颈上，中国冶金轧钢业要振兴，路仍然艰辛漫长，必须要走精细化道路。在2008年世界金融危机的爆发，也暴露出我国钢铁企业的一些问题，高成本、高耗能、高污染、低附加值，严重制约了我国钢铁企业的发展。因此，开发探究轧钢新技术、新工艺是突破发展瓶颈的唯一手段，是钢铁企业降低成本、节约能源、提高质量、提高性能，提高产品竞争力的主要方法。

一、节能降耗的轧钢生产新技术

轧钢生产过程中能耗主要包括电力设备能耗、燃料能耗和氧化烧损三个方面。在轧钢生产工序中影响能耗因素较多，其中采用节能降耗的轧钢生产技术也比较多。

1.加热、蓄热节能炉技术。这种技术就是在轧钢加热炉中采用蓄热燃烧技术，是一种先进的燃烧技术。加热、蓄热节能炉技术，主要有两个技术方面的突破：一个是将蓄热体更改为陶瓷质蓄热体，此蓄热体传热效率高，减少了蓄热室体积。另一个是换向设备重新改造，提高了控制技术。新型蓄热室能降低烟气排出温度100℃，热效率可达70%。新型蓄热式式炉技术能最大限度回收烟气中的热量，较少热能损失，提高加热炉产量，节约燃料成本，同时减少二氧化碳和二氧化氮的排放量，降低污染，在轧钢生产过程中保护了自然环境。

2.炉内绝热技术和涂料技术。这项技术是加热炉内部技术，新技术炉内窑衬材料采用高铝、莫来石质耐火浇铸，开发高性能防烧结料圈为发展趋势。目前使用的节能涂料能有效节能达25%，在节能基础上提高生产效率。

3.连铸坯热送热装技术。就是在400℃以上的温度装炉，协调连铸与轧钢生产节奏后，待机装入燃烧炉。此技术能大幅度降低加热炉燃耗，减少烧损量，缩短生产周期，提高成材率。此技术的实现需要四个条件。合格的连铸板坯，工序协调稳定，相关技术设备和计算机管理系统。

4.薄板坯连铸连轧技术。薄板坯连铸速度高、凝固传热强度大，需要控制系统的浇铸温度，运用电磁搅拌技术、轻压下技术，再快速边部加热、均热，多道次高压水除鳞，加上精轧机组的技术装备，使轧制质量高于传统热轧质量。此技术，目前发展工作主要集中在低碳、超低碳深冲钢的生产，高牌号管线钢生产和高强度的生产几个方面。

二、提高性能质量的轧钢生产新技术

1.热机械控制轧钢生产技术。热机械控制工艺是在轧钢热轧过程中，在控制轧制的基础上实施空冷或控制冷却及加速冷却的技术。这些技术不需要复杂的后续热处理，能生产出高强度的高韧性的钢材，是一种节约合金和能源，有利于环保的工艺。近年来，此工艺研究重点是放在如何控制冷却，加速冷却方面。加快轧制后钢铁冷却速度能有效抑制晶粒长大，获得高强度、高韧度所需的潮汐铁素体和贝氏体组织，甚至获得马氏体组织。

目前，国内研究已在中厚板、热连轧、H型等热轧钢铁材料新一代控轧控冷工艺开发技术领域取得创新性的科研成果，获得关键技术领域成果突破。一是研制出满足热轧钢铁材料，实现超快速冷却的高性能射流喷嘴，解决了热轧钢板高强度冷却过程中板材高冷却速率及高冷却均匀性难题。二是研制出多种钢铁产品热轧生产线的超快速冷却成套技术装备。解决了超快速冷却技术的工程技术难题，满足多种轧钢铁热轧控轧空冷技术的开发需要。三是研制出基于超快速冷却的工艺自动化控制系统。实现了中厚板、热轧板带等生产线超快冷却工艺的自动化连续稳定生产。

2.高精度轧制技术。轧制产品的高精度是轧制技术的发展主要趋势，高精度轧制技术最终反映在产品的尺寸精度上。要从原料、工艺、设备、控制、仪表检测、轧制理论以及生产管理诸多方面来提高产品精度。主要技术有热轧板带技术，型钢轧制技术、冷轧板带及涂镀技术、棒线材轧制技术和无缝管轧制技术。每种技术均以提高产品精度为目的进行的轧钢生产技术，这些技术的最大优点是节约钢材，提高钢材利用率1%-5%。目前，我国高精度轧制技术和设备相比国外发达国家技术还存在较大差距，是今后冶金轧钢技术发展的主要方向。

三、自动化连续化的轧钢生产新技术

1.无头轧钢生产技术。无头轧制主要应用在热轧带钢和棒线材生产中，半无头轧制主要应用在薄板坯连铸连轧生产中。无头轧制技术主要是粗轧制后的带坯在进入精轧制机前，与前一根带坯的尾部焊接在一起，连续不断地通过精轧机，这种技术可以生产0.8毫米的超薄带钢。这种技术轧制的带钢厚度精度高、板型波动少，不受传统轧制法的速度规范限制，提高15%生产率，提高钢带行走的稳定性，提高产品强度。

2.计算机一体化管理技术。在钢铁生产流程中必不可少的三大关键工序，炼钢-连铸-热轧，它们是顺序加工关系，在钢铁加工中要实现物流平衡、资源平衡、能量平衡、时间平衡，并按照一定节奏交连铸工序，三道工序视为一个整体，就需要一体化管理，统一计划、统一调度，一体化管理是钢铁企业追求的生产目标，其核心就是计算机在整个生产过程中的管理与控制。

结语

冶金轧钢生产新技术，都是基于以节能降耗，提高产品性能，提高生产率，使生产连续化、自动化为目的系列技术研发。近年来，我国钢产量迅猛发展，钢材需求接近饱和，冶金企业要想在激励的竞争中求科学发展，必须要研制开发新的冶金轧钢生产技术，淘汰落后的工艺与设备，提高产品质量和性能，降低生产成本，才能占领市场，立于不败之地。

（作者单位：山钢股份有限公司莱芜分公司运营管理部）