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淺談軋鋼機與軋鋼技術的發展

更新時間:2018-01-06 08:20 來源:神工機械 點擊數:
摘要:本文分別就軋鋼工業發展的歷史進行概述,然后針對我國軋鋼機以及軋鋼技術現狀和發展趨勢進行了概述,并對未來軋鋼技術發展的重點和方向進行了分析和預測。 關鍵詞:軋鋼機,軋鋼技術,技術進步 在21世紀的前20年,我國經濟建設已經制定了走新型工業化發展道路的戰略,作為國民經濟支柱之一的鋼鐵材料產業的發展,必須符合新型工業化的要求,即要符合可持續發展、環境友好、技術創新和信息化的要求,并針對我國人口眾多,就業需求大的特點,適當發展勞動密集型產業,這是我國新型工業化發展道路和戰略對鋼鐵材料產業的具體要求,現僅就鋼鐵工業中所占比重最大的軋鋼工藝、技術創新方向予以展望。 一、軋鋼工業和技術發展歷史 改革開放以來,我國的軋鋼工業和技術發展充滿了活力,鋼材產量從1985年的3692萬t,發展到1998年的10518萬t,居世界軋材產量第一位,已基本滿足國內需求。裝備水平不斷提高,引進了一批熱連軋機、冷連軋機、連軋管機、小型連軋機、高速線材軋機等,使我國鋼材的連軋比大幅度提高,特別是新建的一批鋼鐵生產短流程小鋼廠投產,薄板坯連鑄連軋板帶廠也即將投產,大型和中型H型鋼廠已投入生產,這些都成為我國軋鋼生產的主力和樣板。取得一批科技成果。代表性的如武鋼1700 m m熱連軋機自動化改造及其在太鋼、梅山熱軋機上的推廣應用、寶鋼生產系統優化技術、高效連鑄技術、連續式小型軋機和高線軋機的國產豪运国际大厅首页程等。科技進步對軋鋼經濟增長的貢獻率不斷增大。百余年來冶金工業的發展中,高效的軋鋼工業和技術使軋鋼始終是鋼鐵工業中鋼材成型的主要方式。軋制技術的進步,在鋼鐵工業中也始終是名列前茅,如計算機的應用、連續化生產的實現等,預計在高新技術改造鋼鐵傳統產業中,信息化和智能化管理和控制的軋鋼工廠將很快出現。 二、軋鋼機的發展 1.初軋機的發展 初軋機的發展經過了3個階段, 到20世紀70年代初, 初軋機的軋輥直徑已增大到了1500mm。我國從1959 年開始自行設計制造開坯機, 目前已制700mm,750m m,850m m,1150m m初軋機。20世紀80年代以來,連鑄技術得到較大的發展,連鑄比達到80%甚至更高,連鑄連軋工藝和設備也日趨完善,初軋機的職能將逐步轉變為配合連鑄,彌補連鑄在鋼種和規格方面的不足。 2.帶鋼連軋機的發展 在所有市場需求的鋼材中,板帶材占有相當大的比重。我國于1981年從日本引進1700m m熱連軋機的全套設備。隨后,一大批具有先進生產工藝的熱連軋和冷連軋板帶廠迅速崛起,至2007年,我國的熱軋寬板帶材年生產能力將達到5500萬噸,冷軋寬板帶材年生產能力也將達到3000萬噸。熱連軋機發展的主要特點有:加大帶卷和坯料重量,減少切頭切尾的損耗,提高產品收得率;采用加速軋制,提高鋼材產量,帶鋼熱連軋機精軋機組的出口速度已從20世紀50年代的10m/s~12m/s提高到現在的35m/s;產品規格增加,精度提高;采用計算機控制,提高了自動化水平等。冷軋鋼板的生產成本、投資費用雖然比熱軋鋼板高,但由于冷軋鋼板的性能和質量比熱軋好,在同樣用途下,可以節約金屬材料達30%,故冷軋板生產得到迅速發展。某些工業發達國家(如美國)使用的薄板,幾乎100%是冷軋的。熱軋板只作為冷軋板、焊管、冷彎型鋼的坯料。我國于1965年末制成300 mm五機架試驗性窄帶鋼冷連軋機,20世紀80年代又從原西德引進1700m m五機架帶鋼冷連軋機成套機組,90年代后又有六輥H C軋機、C V C軋機也先后投入生產。帶鋼冷連軋機正在向大型化、高速化、高精度和自動化方向發展。 3.鋼管軋機的發展 鋼管有焊接和軋制兩種生產方式。建國前,我國不能生產熱軋鋼管。建國后,我國不僅能生產大直徑的螺旋焊管,以滿足石油、煤氣等長距離輸送的需要,而且廣泛采用周期式冷軋管機生產冷軋鋼管,20世紀90年代還建成了大直徑熱軋無縫鋼管廠。現擁有各種熱軋鋼管設備50余套,產品品種達1000多種。 4.型鋼軋機的發展 型鋼主要是靠熱軋方式生產,用于熱軋型鋼的軋機按軋輥直徑和產品規格分為軌梁、大型、中型、小型和線材軋機。型鋼軋機近年來得到較大的發展,初、中軋采用萬能軋機,減少翻鋼次數,縮短間隔時間;精軋采用短應力線軋機和預應力軋機,以增加軋機剛性,保證產品有較小的公差范圍;改進導衛裝置及其裝拆方法,以延長導衛裝置的使用壽命及減少更換時的停車時間;采用自動壓下設定機構,以保證軋件的精確尺寸,縮短調整及試軋時間;采用輥系的組合換輥以縮短換輥的時間等。線材軋機用來生產5mm~12.7mm的圓形斷面軋材。20世紀40年代的線材軋機需要人工喂鋼,最高軋制速度限制在10m/s以下,盤重在800k N-900k N左右;60年代中期,出現了Y型高速無扭轉軋機,最高軋制速度達50m/s~70m/s,線材盤重達25000k N;70年代發展起來的懸臂式45°無扭精軋機組出口速度達到65m/s~80m/s,有的達120m/s。近30年來,線材軋機在高速、大盤重、高產量、高精度方面有了較大的發展。 三、軋鋼技術發展應用 世界軋鋼工業的技術進步主要集中在生產工藝流程的縮短和簡化上,最終形成軋材性能高品質化、品種規格多樣化、控制管理計算機化等。展望未來,軋鋼工藝和技術的發展主要體現在以下幾方面: 1.鑄軋一體化 利用軋輥進行鋼材生產,因其過程連續、高效、可控且便于計算機等高新技術的應用,在今后相當一段時間內,以輥軋為特征的連續軋鋼技術仍將是鋼鐵工業鋼材成型的主流技術,但軋鋼前后工序的銜接技術必將有長足的進步。在2O世紀,由于連鑄的發展,已經逐步淘汰初軋工序。而連鑄技術生產的薄帶鋼直接進行冷軋,又使連鑄與熱軋工序合二為一。鑄軋的一體化,將使軋制工藝流程更加緊湊。同時,低能耗、低成本的鑄軋一體化,也是棒、線、型材生產發展的方向。 2.軋制過程清潔化 在熱軋過程中,鋼的氧化不僅消耗鋼材與能源,同時也帶來環境的污染,并給深加工帶來困難。因此,低氧化燃燒技術和低成本氫的應用都成為無氧化加熱鋼坯的基本技術。酸洗除鱗是冷軋生產中最大的污染源,新開發的無酸清潔型(A F C)除鱗技術,可使帶鋼表面全無氧化物、光滑,并具有金屬光澤。無氧化(或低氧化)和無酸除鱗(氧化鐵皮)這兩項被稱為綠色工藝的新技術,將使軋鋼過程清潔化。 3.軋制過程柔性化 板帶熱連軋生產中壓力調寬技術和板形控制技術的應用,實現了板寬的自由規程軋制。棒、線材生產的粗、中軋平輥軋輥技術的應用,實現了部分規格產品的自由軋制。冷彎和焊管機也可實現自由規格生產。這些新技術使軋制過程柔性化。 4.高新技術的應用20世紀軋鋼技術取得重大進步的主要特征是信息技術的應用。板形自動控制,自由規程軋制,高精度、多參數在線綜合測試等高新技術的應用使軋鋼生產達到全新水平。軋機的控制已開始由計算機模型控制轉向人工智能控制,并隨著信息技術的發展,將實現生產過程的最優化,使庫存率降低,資金周轉加快,最終降低成本。 5.鋼材的延伸加工 在軋鋼生產過程中,除應不斷挖掘鋼材的性能潛力外,還要不斷擴大多種鋼材的延伸加工產業,如開發自潤滑鋼板用于各種沖壓件生產,減少沖壓廠潤滑油污染;開發建筑帶肋鋼筋焊網等,把鋼材材料生產、服務延伸到各個鋼材使用部門。隨著工業的發展和軋鋼技術的進步,軋鋼工藝的裝備水平和自動控制水平不斷提高,老式軋機也不斷被各種新型軋機所取代。按照我國走新型工業化道路的要求,軋鋼技術發展的重點也轉移到可持續發展上,在保證滿足環保要求的條件下,達到鋼材生產的高質量和低成本。 四、結語 進入新世紀以來,我國鋼鐵工業的鋼材產量始終保持在世界第一的地位,鋼材生產已整體開始供大于求的新階段,但是相當一段時間仍然存在以下結構性矛盾:先進產能與落后產能并存;高端產品產能不足與低端產品產能過剩;產業集中度很差,原材料和能源支撐矛盾突出等。這就要求鋼鐵工業在結構調整上加大淘汰落后工藝裝備產能的力度,轉變增長方式,加快技術升級和開發新品種,加快產業的并購、重組,在轉變增長方式方面要重視鋼鐵產業鏈的延伸,發展鋼材的深度加工。
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