冶金軋鋼生產(chǎn)新技術(shù)分析
吳靜，陳俊東
（唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北唐山063000)
摘要: 闡述了我國(guó)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(shí)代潮流，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞: 冶金；軋鋼；工業(yè)新技術(shù)
0 前言
我國(guó)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(zhǎng)率29．2%。2016年1～11 月，國(guó)內(nèi)累計(jì)出口鋼材12 475萬(wàn)t，同比增幅25%，預(yù)計(jì)2017年全年出口鋼材13510萬(wàn)t。但2012 年出口年均價(jià)持續(xù)下降，至今累計(jì)降幅46．2%。2015年1～11月，出口均價(jià)556美元/t，較2011年的出口均價(jià)1057美元/t下降到501美元/t，降幅近一半［1］。此外，自從世界金融危機(jī)爆發(fā)以來(lái)，我國(guó)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(guó)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(guò)程中重要的部分，但軋鋼過(guò)程通常會(huì)伴隨著電力的耗能，燃料耗能以及氧化設(shè)備耗損［2］。鑒于在軋鋼工藝中對(duì)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(yùn)用使得原本的鋼鐵能耗降低了幾個(gè)百分點(diǎn)。蓄熱節(jié)能爐技術(shù)，顧名思義蓄熱節(jié)能爐是在軋鋼過(guò)程的加熱爐中運(yùn)用了蓄熱的燃燒技術(shù)［3］。蓄熱燃燒指對(duì)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(guò)程中不會(huì)有過(guò)多損耗，這里就需要對(duì)蓄熱體做出改善，因?yàn)殇撝坪丸F質(zhì)導(dǎo)體對(duì)熱能損耗太大，所以采用陶瓷作為蓄熱體，一個(gè)是提高了蓄熱工作效率，另一個(gè)對(duì)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(chǎng)煙霧排出熱能會(huì)達(dá)到幾百度，這不僅是對(duì)環(huán)境的污染也大大浪費(fèi)了能源，在蓄熱新技術(shù)中，煙霧排出熱度被嚴(yán)格控制在100℃左右，對(duì)熱能的回收利用率達(dá)到65%。
爐內(nèi)絕熱相關(guān)涂料技術(shù)，這項(xiàng)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(lái)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(xiàng)技術(shù)顯得更有效率［4］。
連鑄胚熱送熱裝技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用會(huì)大幅度降低爐內(nèi)損耗，具體操作時(shí)在高達(dá)500℃以上的環(huán)境里進(jìn)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(jī)械控制軋鋼生產(chǎn)技術(shù)。這種技術(shù)運(yùn)用是在軋鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)中在控制基礎(chǔ)上同時(shí)冷卻或加速冷卻。對(duì)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(duì)于噴嘴的壓力處理，在水壓噴射方面對(duì)鋼材有一個(gè)沖擊力，同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)于傾斜方向以及垂直方向噴嘴實(shí)施動(dòng)力控制，可以高強(qiáng)度的進(jìn)行超高速冷卻［5］。此外，傳統(tǒng)噴嘴在冷卻時(shí)達(dá)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(gè)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(jì)、機(jī)械制造中常常會(huì)作為原材料出現(xiàn)。改革開(kāi)放后大量組織單位從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)機(jī)械，后來(lái)在中國(guó)自主研發(fā)之下，逐漸掌握高級(jí)中厚板熱處理以及生產(chǎn)技術(shù)［6］。
高精度軋制技術(shù)是項(xiàng)對(duì)產(chǎn)品厚度、精度等數(shù)據(jù)嚴(yán)格要求的技術(shù)，從原料選取，工藝選擇，控制精準(zhǔn)的工作。主要技術(shù)分熱軋板帶技術(shù)，冷軋板帶技術(shù)，無(wú)縫管軋技術(shù)等等［7］。無(wú)縫管軋技術(shù)是一個(gè)正例，1954 年之前我國(guó)沒(méi)有能力生產(chǎn)出無(wú)縫鋼管。改革開(kāi)放之前從國(guó)外進(jìn)口了一大批無(wú)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(chǎng)家。在那時(shí)看來(lái)，技術(shù)相對(duì)比較薄弱，對(duì)于高等鋼材需要長(zhǎng)期從國(guó)外進(jìn)口。1980 年開(kāi)始，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使全國(guó)各地的生產(chǎn)建筑對(duì)無(wú)縫鋼管的需求逐年提高，于是國(guó)家開(kāi)始自主研發(fā)無(wú)縫鋼管技術(shù)，特別是天津和達(dá)涅利的技術(shù)合作研發(fā)，終于成功的掌握了鋼管的無(wú)縫軋制技術(shù)。如今中國(guó)，幾乎有上千家的無(wú)縫鋼管生產(chǎn)廠(chǎng)家。
3 自動(dòng)連續(xù)智能化的軋鋼生產(chǎn)新技術(shù)
我國(guó)已經(jīng)突破自動(dòng)化技術(shù)的研究瓶頸，控制了軋制過(guò)程智能化、自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以應(yīng)用到生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，同時(shí)可以自主開(kāi)發(fā)新技術(shù)運(yùn)用。但對(duì)軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)仍有很大的問(wèn)題。我國(guó)使用的檢測(cè)設(shè)備是從國(guó)外進(jìn)口，傳感器、處理器、數(shù)據(jù)分析儀等設(shè)備無(wú)法自主生產(chǎn)是限制我國(guó)自動(dòng)化研制處理方面的問(wèn)題。熱軋帶鋼和棒線(xiàn)的生產(chǎn)流程中，一般會(huì)用到全無(wú)頭軋鋼生產(chǎn)技術(shù)；在薄板胚連鑄生產(chǎn)中，使用半無(wú)頭生產(chǎn)技術(shù)。無(wú)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(huì)大量節(jié)省人力和物力。具體過(guò)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(dòng)連續(xù)的進(jìn)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(guò)程中，嚴(yán)格的3個(gè)環(huán)節(jié)次序是從煉鋼到連鑄到熱軋。按照制造節(jié)奏運(yùn)行這3個(gè)層次才能有效率的使得物流，資源、能量、時(shí)間等都到達(dá)一個(gè)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(jì)算機(jī)控制的。新引進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理技術(shù)使得鋼鐵的生產(chǎn)管理運(yùn)行有序，鋼鐵質(zhì)量大幅度提升。
4 我國(guó)鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀
中國(guó)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(guó)。但與此同時(shí)，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量雖然大，部分特殊領(lǐng)域其實(shí)并不強(qiáng)，這主要是因?yàn)槲覈?guó)鋼鐵行業(yè)較為分散，惡性競(jìng)爭(zhēng)在量產(chǎn)方面較為嚴(yán)重，同時(shí)大量特種鋼材依賴(lài)進(jìn)口［8］。中國(guó)、日本、印度為全球前3生產(chǎn)粗鋼的國(guó)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(jī)發(fā)生以來(lái)的第1次下降。近年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量世界占比情況如圖1所示［9］。
但與此同時(shí)，我國(guó)對(duì)特種鋼材的進(jìn)口數(shù)量占比一直較低，且呈下降趨勢(shì)如圖2 所示［10］。2015 年我國(guó)進(jìn)口鋼材1278．24 萬(wàn)t，同比下降11．43%，進(jìn)口量遠(yuǎn)低于我國(guó)鋼材產(chǎn)量11．23 億t。
5 結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)對(duì)于鋼鐵產(chǎn)業(yè)要求從產(chǎn)量慢慢將會(huì)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(duì)于冶金制鋼鐵的企業(yè)來(lái)說(shuō)，只有自主開(kāi)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(guó)際市場(chǎng)上占據(jù)一席之地，冶金軋鋼是一條需要在競(jìng)爭(zhēng)中自主創(chuàng)新才能殺出來(lái)的道路，只有在激烈的競(jìng)爭(zhēng)同時(shí)謹(jǐn)記信奉科學(xué)，信奉人民，才能做出一番成績(jī)。
參 考 文 獻(xiàn):
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