轧钢生产中新工艺新技术的应用

刘武斌

（河北唐银钢铁有限公司，河北 唐山 063000）

我国在钢铁生产方面有着绝对优势，钢铁常量也是在世界排名中占领第一位的，每年从我国生产出来的钢铁量远高于100000 万吨，尽管产量有限，但是在轧钢技术方面还是比较落后的。相对一些技术发展成熟的发展国家来说，我国在轧钢生产过程中所使用的技术还比较传统，缺失一定的新型创新技术，无法生产出一些具有特殊性能的钢材，这些特殊类型的钢材还需要从国外购置，这极不利于我国钢铁生产的发展。针对这一现象，我国需要顺应科技发展的潮流，在轧钢生产过程中利用合适的生产技术，尽快研究出生产特殊钢铁材料的方法，减少从国外的进口数量。总之，我国在轧钢生产方面要发动相关技术人员对原有的轧钢生产工艺和生产技术进行创新改革，让轧钢生产建立在新工艺和新技术的基础上，提高我国轧钢生产的效率及其生产质量。

1 现阶段我国轧钢生产的现状

1.1 轧钢装备的发展状况

如果想要生产出来比较优质的轧钢，就需要在轧钢生产过程中投入比较先进的轧钢生产设备，通过高品质的轧钢生产设备来进一步提高我国轧钢的生产效率。从我国现代科技的发展情况来看，我国在技术开发方面已经取得了可观的进步，轧钢生产设备也进行了一定的改良，部分轧钢生产新技术已经在国际领域中处于领先水平，这一结论可以从以下三个方面得出。

第一，现代化热轧宽带轧钢生产线。该生产线的产生地是我国鞍钢，通过鞍钢相关轧钢生产部门的不断探索与研究，研发了更加符合我国轧钢生产使用的现代化热轧宽带轧钢生产线，这项发明是基于原先的博板坯连铸连轧技术来进行发展的，能够弥补原先轧钢生产线中的漏洞与不足，进一步发展我国轧钢生产的效率和质量。热轧宽带轧钢生产线的整个工作流程更加完整，能够有效提高钢铁生产的效率，并且在原料、人工以及资金方面节约了一大笔开销，此外，还能大大提高钢铁生产环节的紧凑性，尤其是在连铸和轧钢工序环节，能够将这两个环节更好地融合，让我国的轧钢生产更具工业化特征，大大扩大了钢铁生产的规模，有利于我国轧钢生产的发展。

第二，集成宽厚板扎制生产线技术。该生产线的建立基础是国外一些先进的技术，相关技术人员对国外轧钢生产技术进行研究和总结，对其生产方法进行改良，根据我国实际生产情况进行调整与创新，以此来研发出适合我国轧钢生产的新型工艺技术，将此生产线投入到实际的轧钢生产过程中，有效提高了钢铁的生产与生产效率。比如说，管线钢板、石油储备用钢以及结构钢板这些生产都是依赖国外先进技术和先进装备来对我国的钢铁生产技术进行创新，将国外技术与国内技术进行融合，进一步促进我国轧钢生产事业的发展。

第三，大型冷连轧生产线。该生产线是给予六辊四辊轧机进行工作的，与此同时，为了能够进一步提高实际轧钢生产流程的效率，相关技术部门还在该生产线中加入了酸洗冷轧联合生产技术及紊流盐酸酸洗技术，通过这两个技术的辅助，能够使得生产出来的钢铁质量更好，比如说，拥有较高品质的轿车车板和镀锌原板等，某种程度上满足了市场对这两种钢材的需求，有利于轧钢生产的稳定发展。

1.2 轧钢生产工艺技术的发展状况

从近几年我国轧钢生产的工艺及其相关技术发展情况来看，需要对轧制控新装备进行进一步的研发，从而尽可能地提供我国钢铁产品的质量，确保其基本性能，其中，新轧制工艺技术取得比较可观的成绩，其涵盖的技术种类有六个。第一个是半无头轧制技术；第二个是超薄规格的轧制技术，该技术的运作原理将原来的冷制作用热制作来替换；第三个是长齿钢轨轧制及在线处理生产线技术，这两个工艺的融合合作能够进一步促进轧钢轨道的冷却，使用喷风过程来强制冷却高温钢轨；第四个是控制冷却的技术，该技术也是用来快速冷却钢轨温度的，通过对传统的集管层流冷却系统来混合相关混合的喷射式超快冷却系统来对钢轨表面温度进行降温处理；第五个是轧制数学模型优化技术，该项新技术的发明能够进一步实现钢冷连轧机的柔性轧制，尽管面对轧钢生产过程中连续性的工作作业过程，也能够确保轧制过程中钢铁的韧性；第六个是板型控制技术，顾名思义，该项新技术的发明就是对钢表面进行处理，使得钢产品表面的板型符合要求，确保钢铁的质量及其光滑度。

2 轧钢生产中新工艺新技术的主要类型

2.1 蓄热节能炉技术

蓄热节能炉技术的工作流程就是通过蓄热的技术方法来对炉中的轧钢进行燃烧处理，之所以说蓄热节能炉技术是一项轧钢生产的新工艺，是因为该项技术是通过蓄热体来调整和更改陶瓷质的蓄热体，这样做的好处就是能够大大提高蓄热体的温度及其传热效果，能够减少蓄热过程中热量的流失与堵塞，提高了轧钢生产中蓄热环节的工作效率[1]。除此之外，该项新技术的发明还对换向设备进行了一定的改良，进而有效完善了蓄热过程中的相关控制技术，一定程度上降低了排出烟气的温度了，大大提高了原先的热能效率，减少轧钢生产中的能量损耗。

最重要的是，蓄热节能炉技术还能将排出的烟气进行循环利用，尽可能地回收排出烟气中的热量，一定程度上降低了热能的损失，真正达到可持续发展的目的，从根本上实现能源与成本的节约，为轧钢生产工艺减少经济损失。与此同时，烟气的回收利用能够减少二氧化碳和二氧化氮的排放，减缓空气环境的污染。

2.2 炉内绝热技术及其涂料技术

在加热炉内壁的改善过程中，最常见的手段就是炉内绝热技术和涂料技术，通过这样两个新工艺技术的投入能够使得炉内壁更加耐火耐高温，得益于耐火浇铸而成的莫来石和高铝，防烧结料圈的整体性能得到了充分的改良，极大程度上促进了我国轧钢生产的效率。许多轧钢生产的企业会采用此项新工艺技术来实现节约涂料的目标，使得节能效果超过25%，进而，在最大程度上实现轧钢的高效生产[2]。

2.3 薄板坯连铸连轧技术

薄板坯连铸连轧技术可按照不同类型分为四种，分别是ISP、CSP、FTSR 和CONROLL，根据不同生产厂商的实际情况可知CSP 的使用范围和使用频率是最多最广的，CSP 技术作为薄板坯连铸连轧技术的重要组成成分之一，已经是当今冶金界的前沿技术，CSP 技术还被称为紧凑式板带生产工艺技术，CSP技术具有投资少、所需能耗低的特点，其主要的工艺流程为：电炉→钢包精炼炉→薄板皮连铸机→均热保温→热连轧机→层流冷却→地下卷取等等。其中电炉是将炉内的电能转化成为热量对工件加热的热炉；钢包精炼炉则是兼具炼钢炉加热和精炼功能的设备，通常用来对一些溶解的铜水进行精炼，其他的设备不进行一一讲解[3]。

发展至今，该项技术的所具备的特征已经十分明显了，除了能够承受较高的温度之外，还能有效提升连铸的速度，大大提高了轧钢生产成的效率。值得注意的是，在实际的生产过程中如果用到了该项新工艺技术，相关工作人员需要格外注意烧铸温度的控制，浇铸过程中温度出现丝毫偏差都会影响到生产质量，因此还需要对电磁搅拌技术和轻压技术进行一定的改良，所涉及到的电磁搅拌技术是当前我国在轧钢生产过程中经常用到的一种连铸生产技术，其工作原理就是通过一些手段产生适当的电磁力，改善并消除结晶器内钢水的过热度，经过这样一系列的处理能够大大提高铸坯的等轴晶率，这对铸坯环节有着莫大的好处，提高了我国轧钢生产的质量和效率，改善成品的性能。电磁搅拌的实质其实就是在以铸坯的液相穴内感生的电磁力作为基础，通过相关技术把控使得其内部的钢水运动，从而进一步增强钢水的对流、传热以及传质特性，加快了铸坯的凝固速度；而轻压技术则是通过对边缘位置的快速加热、均匀加热以及多次的高压水除鳞；接着再通过精轧机组技术来进一步提升轧制质量[4]。此外，薄板坯连铸连轧技术在我国轧钢生产过程中被广泛利用，不仅进一步实现了低碳环保的理念，还对超低碳深冲钢的生产和高牌号管线钢生产有显著提升。

3 提升轧钢性能的相关新工艺新技术

3.1 热机械控制轧钢生产技术

在轧钢生产的过程中，需要对轧制进行控制的基础上进行一定的冷却和加速冷却的技术，这种情况下一般采用热机控制轧钢生产工艺，其主要指在轧钢生产的实际过程中，通过对轧钢进行控制来实现钢轨的冷却。该项新工艺技术的操作步骤比较简单，比起传统的冷却工艺来说，它减少了后续的热处理环节，但是依旧可以生产成强度较高、韧性较好的钢材，与此同时，还能更好地降低能源的损耗，提高了原料的利用率，降低了轧钢生产的成本。

控扎控冷技术中包含了控制轧制和控制冷却两种方法，控制轧制的关键在于奥氏体状态下的控制，需要对晶体的尺寸和硬化状态，换句话说就是将钢加热到奥氏体化温度，然后进行塑性变形，在变形过程中发生静态或动态再结晶，继而完成其再结晶的过程；控制冷却的关键在于利用奥氏体相变条件对温度的把控，即对过冷度、冷却速率以及终止温度进行控制。轧制控冷技术的主要过程如下：在形成相变之后，即钢坯加热后粗大化了奥氏体的基体，导致其呈现加工硬化状态，这种加工硬化之后的奥氏体上会出现密度相当大的铁素体晶核，这种晶核对于钢材质的微观结构产生细化。不仅如此，铁素体的成核位置一般都是奥氏体相界面和热变形以及变形区内引发的退火孪晶的内部界面。在一般的热轧过程中，由于控制不会涉及其他任何形式，相对于传统的轧钢生产中的温度来说，该项新型工艺技术所控制的温度在1050℃～900℃，这样能够大大促进轧制工序过程中断面处理的效率，进而大大提高了轧钢生产的效率和质量[5]。

3.2 高精度轧制技术

众所周知，高精度轧制技术的控制主要是指对产品尺寸大小的把控，需要相关工作人员通过仪器设备对形成的钢体进行进一步的调整。在此过程中，需要通过专业设备和相关新工艺技术在轧制理论和轧制过程中的生产管理方面更好地进行选择。各生产车间需根据自身的实际情况和生产目标进行合理的选择，使用合理的高精度轧制技术不仅对于生产效率有所帮助，同时也提升了钢材的利用率，对我国的轧钢生产新工艺技术的发展有重大意义[6]。

4 结束语

综上所述，由于我国科学技术的不断发展，许多新理论和新工艺技术都被研发并应用到轧钢生产过程中，从而提高我国轧钢生产的效率和质量。我国钢铁工业占我国工业产业中的比例较大，一定程度上对我国的社会经济发展起着决定性作用。但是，我国现阶段在轧钢生产中还存在许多问题，许多新工艺技术的发展也不够成熟，相关研发人员需要对研发出来的新工艺技术进行进一步的研究，在实践过程中总结出生产经验，从而对新工艺技术进行调整与完善，促进我国轧钢生产的进一步发展。