冶金轧钢工艺的创新及应用前景

冶金轧钢工艺的创新及应用前景
摘要：钢铁行业是我国国民经济中的重要行业之一，轧钢技术的研究与开发意义重大。

轧钢生产新工艺新技术的研究与应用就不仅仅是轧钢领域的事情，而是关乎整个国民经济的大事，这就要求我们工作人员在工作过程中，不断总结工作经验，理论联系实际，不断在原有技术的基础上创新出更适合轧钢生产节能的技术，来推动我国轧钢生产的健康、持续稳定的发展。

关键词：冶金；轧钢工艺；创新；应用前景
1 轧钢工艺概述
轧钢是目前我国重工业发展过程中最关键的一项内容，同时也是耗能最大的一项生产活动。

利用轧钢技术可以将钢坯直接加工成用户所需要的各种规格，生活中很多的设备机械几乎都是由轧钢来完成的。

轧钢工艺主要是在机械的作用下将钢材料原先的物理特性与其他特性进行改变，像这种高消耗与高强度的机械，基本上都是将电能作为主要能源。

不仅如此，很多钢材在加工时必须要在高温下才可以进行，有时候甚至还需要在高温加热之后马上进行冷却，所以这也就导致该工艺需要消耗大量的能源。

另外，一般可以将轧钢依照不同的工艺要求分为多个工序，比如依据轧制过程中温度的差异，可以将其分为冷轧和热轧，或者根据产品轧制的主要特点将其分为特殊轧制与普通轧制。

但是受到目前市场要求以及技术条件的限制，其具体的轧钢技术变得越来越复杂，整体轧钢工艺流程也在不断增加，所以整体的耗能也在不断增加。

虽然我国的钢铁技术发展极为迅速，但是与国外发达国家相比较还存在较大的差异，在生产同一种产品的过程中，我国的吨钢单耗要高得多。

需要进一步加强对其工艺和工序的管理，积极使用节能技术，从而最大程度上减少能源的消耗，确保整个行业可以实现良性的可持续发展。

2 轧钢生产技术发展的现状分析
对于国内而言，在轧钢生产技术研究方面取得了很多的成果，研发的速度不断加快，各种不同类型的新产品得以研制出来，其中会运用到下述不同类型的轧制工艺，具体如下：（1）半无头轧制工艺。

融合了其中的众多先进技术。

（2）超薄规格轧制工艺。

将从热到冷作为主要的宗旨。

（3）钢轨、热处理轧制工艺的说明。

当发挥出喷风冷却作用后，能获得良好的成效。

（4）管控冷却工艺。

通过将集管层流冷却作为主要的工艺，并且还需要科学借助压力喷射冷却技术，可以达到良好的处理效果。

（5）基于数学模型下轧制工艺的说明。

通过研发有关调优宽带钢冷连轧数学模型系统之后，经过连续轧制处理，有效发挥出钢冷连轧机柔性轧制的良好作用。

（6）板形管控工艺。

既扩大了有关极限规格的范围，又加快了较高等级钢质量的管控工艺开发速度。

3 新工艺新技术的应用
3.1 棒材生产及其控制技术
随着钢材市场的持续低迷，企业的产品想要巩固拓展或跻身竞争激烈的钢材市场，其产品必须有良好的整体质量，其中外观质量是最重要的环节。

为了更有效地控制棒材轨迹，把轧钢生产线分成5 个轨迹控制区，即：1 段穿水辊道前、4#飞剪前、5 飞剪夹送辊前、2 段穿水辊道前、3 段穿水辊道前、6#飞剪前。

这样可以分段控制棒材轨迹。

通过原设计现场的使用情况得出结论，棒材只能随着轧机输出方向运动，每段轨迹无法参与控制。

为了解决这一难题，技术人员在每段区域前方辊道框架上设计了两侧附带档距调整功能立导轮的辊道组。

可以调整辊子高度控制棒材输出高度、同时可以通过对立导轮的调整控制
其左右轨迹，从而使棒材在小棒轧机5 段区域始终在辊道的中心线行进，降低与辊道底板、护板产生接触，避免不必要的摩擦，降低棒材表面产生划伤现象。

经过长周期的运行，进口韧磨板逐步消耗完毕，国产备件开始上线使用，运行结果显示国产备件使用寿命不足进口备件1/10。

这种情况备件更换周期无法满足现场使用条件，一旦掌控不到位，棒材表面就会与韧磨板出现不正常摩擦，出现划伤现象。

技术人员对现场国产备件进行了材质化验发现与外方提供图纸资料的化学元素基本相符，最终在技术部分的帮助下确定问题出现备件的热处理工艺达不到外方提供的技术要求。

经过长期和多个国内制造厂商的技术交流、试验，这一问题也得到解决，最终该区域由于群板、韧磨板产生的划伤得到了有效的控制。

3.2 机械生产工艺技术
（1）热机械控制工艺。

对于机械生产工艺技术中，热机机械控制工艺主要针对金属中各项组织进行控制，将其分布情况和各项性能保证其相变过程，例如在对金属马氏体组织获取过程中，首先需要通过将过冷奥氏体进行初步冷却，然后通过TMCP 技术将其冷却速度进行调整和控制，最大限度避免其中擦还说呢和能够其他组织，比如索氏体以及珠光体的形成，将需要获得的组织进行控制，通过热机控制工艺将奥氏体晶粒进行细致划分，通过一定的加工工艺将组织可能发生的相变情况进行控制，提升金属最终的强度，通过这项工艺技术的应用将低合金钢中一些微含量元素进行降低，也从成本角度上实现了降低效果，应用过程中需要注意这项工艺与其他技术之间的配合，以及对控制模型选择，目前国内外比较先进的冷却装置都是采用高密度管层流冷却，配备高精度的温控软件。

（2）柔性轧制技术。

柔性轧制技术是在钢材轧制过程中，通过将组织性能线应用与其中，这种技术最终能够实现将同一种性能的材料生产出具备不同性能的材料，通过整个生产工艺和过程进行了简化，通过柔性的控制技术实现了轧钢的制造，它可分为组织性能柔性轧制技术和外形尺寸柔性轧制技术两个方面，通过将技术应用与轧制工艺中，实现了更大转变，提升了生产效果，将一些复杂问题通过组织管理的方式进行了解决，为我国轧钢技术的发展提供了支撑。

3.3 无头轧制技术
在国内资源匮乏、大宗原材料依靠进口的条件下，钢铁行业高耗能、高污染严重，缩短工艺流程，降低能源消耗和生产成本，提高产品性能是钢铁行业的必然抉择。

全无头产线很好地解决了上述问题，其优势主要体现在以下几个方面。

（1）流程短，低能耗；设备紧凑，节省厂房投资。

（2）极限规格薄（0.8mm），替代部分冷轧产品，常规轧制无法超越。

（3）穿带、抛尾次数少，故障率低，头尾板型好。

（4）产品的厚度、宽度精度均优于常规轧机。

（5）同一规格恒速轧制，全长产品的温度、组织、性能均匀。

（6）不存在明显的头尾镰刀弯，板型、卷型好。

（7）烧损、切损少，成材率高（从钢水到带卷的综合收得率可达98%）。

3.4 节能施工技术
1）优化炉烧嘴设计
目前许多企业应用的燃料是焦炉煤气，但炉烧嘴的材质仍然是按照燃油混合煤气来进行设计的。

此种炉烧嘴型号偏大，在实际生产中只能调节其中的20%
调节性能差，且燃烧效果不明显。

可通过先进的科学技术重新设计炉烧嘴，使其可灵活调节炉内温度，提高火焰刚度。

2）减少冷却水消耗量，回收利用冷却水介质余热
可以适当提高冷却水的出水口温度，通过这种改变可大幅度的降低冷却水需要量。

经相关测算，若在现有基础上将出入口温度提高10℃，冷却水的消耗量可减少40%左右。

此外，可利用回收的冷却介质余热，不仅节约用水量，并且可减少炉内热损失，回收利用余热蒸汽，提高成品的质量。

结语：
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。