轧钢生产中新工艺新技术的应用探究

发表时间:2020/11/4   来源:《工程管理前沿》2020年第21期   作者:付龙刚、高非非、巴俊杰
[导读] 我国社会发展迅速,推动了钢铁生产行业的发展,生产工艺越来越先进。轧钢技术以及产品
        付龙刚、高非非、巴俊杰
        山东莱钢永锋钢铁有限公司 251100

        摘要:我国社会发展迅速,推动了钢铁生产行业的发展,生产工艺越来越先进。轧钢技术以及产品性能也有较大程度提升。轧钢生产对于社会经济发展具有直接影响。本文对于轧钢生产环节新技术和工艺的发展现状做出阐述,并对其在加工生产环节实践应用深度剖析。
        关键词:轧钢生产;新工艺;技术应用

        引言:在社会各领域的发展过程,需要消耗大量钢材,对于轧钢生产品质以及技术应用要求更高。以往轧钢生产工艺及技术的应用,生产出产品可能和现实需求不相符。因此,需要结合市场需求,探索轧钢生产全新工艺和技术的应用思路,不断提高轧钢品质,提高生产企业核心竞争力。
一、轧钢生产期间设备和工艺的发展
(一)设备方面
        我国轧钢生产设备的应用方面主要有如下几种:第一,热轧生产线,能够实现连续生产,并且生产过程节能性良好,生产流程紧凑,能够保证连铸、轧钢各工序无缝衔接。第二,集成宽厚板的轧制生产线,需要使用国内外联合设计生产工艺,引进国外设备,才能完成生产;第三,大型冷轧生产线,像酸洗冷轧就是其中之一,该生产线的运用,对于轧钢工艺以及生产技术多方面发展有直接影响。
(二)技术方面
        轧钢生产期间,新技术的应用包括节能均温炉,能够实现多元化生产棒线材,既可生产带肋钢筋,还能生产特殊的钢棒与线材,需要将生产期间环境温差考虑其中,确保铸钢环节和轧制工艺运用衔接顺利。利用DROF生产线,能够有效缩短生产距离,并将产品向缓冲区送入,通过无坯之后,将产品放入轧制机器内,若此环节温度和要求不符,即可自动剔除,确保轧钢品质[1]。
二、轧钢生产中新工艺和新技术的应用
(一)品质保证工艺
        1.TCMP技术
        在轧钢生产环节,PMCP技术的应用也称机械热控制,具体来讲即指对于金属的奥氏体转化全程加以控制,最终对于金属内部形态以及组织分布综合控制。轧钢生产时,可按照钢材C曲线,对于温度和加热速率全面控制。通过“炉、水、空”等不同冷却技术的不同速率控制,获得轧钢终组织。比如:为获取马氏体组织,需要将托氏体和珠光体等相关组织生成进行减少。对于热机械控制的应用,重点在于钢材组织要成分设计,并对奥氏体的转化温度精准控制,合理掌握冷却速度。在生产设备方面,优先选择高强度、大功率的设备,这样在奥氏体温度转化过程的控制以及冷却速度的控制方面,能够建立控制模型,通过数学模型的形式,对于轧钢全程各项数据、参数等准确记录。
        与此同时,该技术应用关键点为,需要配置合适的冷却装置。当前,轧钢生产期间,使用PMCP技术主要配合高密度的合金管冷却装置,此装置不但精度高,而且具有良好的实时性能,能够利用控制软件对温度自动化控制。除此之外,利用PMCP技术,还可将合金内部铬、锰、钛等金属元素含量降低,有利于合金品质的提高,还能实现生产过程能耗的降低。该技术的运用,轧钢产品合格率更高,对比常规生产技术,产品合格率约可提高2~5%[2]。
        2.DROF工艺
        DROF工业也称棒线材工艺,但是应用此工艺可能受到多种因素影响。现场生产具备诸多限制条件,如果重新建立生产线,生产单根铸坯中,长度为10cm量级,生产期间,可将其向轧机当中送入,缩短送入距离,从原来100m距离,能够缩短60m,还能对不同类型铸坯展开轧制,将其向缓冲区内送入。待铸坯通过无坯以后,还可将其向轧机内送入,实现连续轧制。在此环节,若存在异常信息,温度不能达标。此时,生产线即可利用过剔坯台将其剔除,这样就能确保轧钢环节工艺运用的规范性和完整性。


(二)节能工艺
        1.低氧燃烧
        使用传统技术,轧钢炉之内的温度超过600℃,烟气温度高于150℃,因此,热量转换效率80%,有20%的热量被浪费。若能将烟气内的热量进行回收,并加以利用,有助于轧钢生产节能减排。低氧燃烧技术的运用可有效解决这一问题,能够将燃料以及高低氧阻燃剂进行混合,使燃料充分燃烧。低氧燃烧的应用可将一氧化氮、一氧化碳等大气污染物产量降低,控制其生成速率,配合高温燃烧技术,充分利用炉内燃料的热量,降低有害气体排放量。
        在轧钢生产环节,该技术的运用特点为,将原有燃烧炉中的预热装置取消,并配置高强度的加热装置,能够有效将钢坯进炉温度提高,并使用蓄热转换器将烟囱替换,提高能量的转化效率。使用高温低氧这一技术可将锅炉改造,借助自动化控制,可保持炉内温度恒定,进而对生产成本有效控制,将轧钢产量提升。
        2.节能温炉
        在棒线材所有生产环节,除了生产肋钢筋之外,还可生产特殊类型棒线材。生产过程,需要将温度差异全面考虑,并且保证生产环境温度符合不同钢材组织需求,使得铸钢、轧制等工艺能够顺利衔接。此阶段对于炉内温度的均衡控制为重要内容,利用节能均温炉,可保证生产装置温度控制的均衡性,从开始生产到结束生产整个过程,铸坯首尾生产流程温度保持恒定。除此之外,还可在低温环境之下自动补热,实现节能生产。
        3.连铸坯热送与热装
        使用连铸坯的热送和热装工艺,能够有效降低轧钢生产对于能量的消耗。能够实现450℃环境之下的快送与快装,将预热、加热等流程省略,缩短轧钢生产周期,使得生产环节流程紧凑,节约能源。应用此工艺,需要保证毛坯件送入热炉时温度高于或等于炉内温度,因此,需要技术人员输送毛坯阶段,增设缓冲装置。比如:传送毛坯阶段,可使用保温装置,让冷却坯件最后进入炉内等,均可提高热能利用效率。对比于发达国家的此项工艺运用,我国轧钢生产运用该工艺时,还需注意如下要点:第一,配备先进计算机管理、控制系统;第二,使用高品质毛坯件;第三,对于加工工序合理安排,实现能量最大化转换;第四,优化生产设备,将热轧、连铸之间传送距离缩短,可在传送装置当中设置保温装置,以免发生热量损失。
(三)机械工艺
        1.热机械控制
        机械生产工艺运用阶段,热机机械的控制对象为金属内部各组织,使其分布情况以及相变以后性能得到保障。上文当中提到金属马氏体需要将过冷奥氏体冷却以后,借助TMCP技术,对其冷却速度加以调整和控制,才能获取。这种机械工艺的运用,能够有效避免其中掺杂其他类型组织。与此同时,在热机控制的运用之下,能够对组织细致划分,利用加工工艺实现相变过程的控制,将金属强度有效提升,控制合金钢内部微量元素含量,降低生产成本。需要注意,此技术的运用需要与其他技术之间紧密配合,并对控制模型科学选择。可优先选择先进冷却装置,配备高密度的管层流冷却以及温控软件,提高生产过程对于生产环境的控制精度。
        2.无头轧制
        使用无头轧制工艺,可将钢材处于带坯状态之下通过各个中间生产环节,完成焊接、缝合等工序,之后利用连续扎制工艺完成生产。对比于传统轧制工艺的运用,通常需要先穿带,后加速、降速和甩尾,才能实现顺利轧制,难以保障产品质地均匀。无头轧制的运用,能够保持力度恒定环境之下,完成连续轧制,生产流程更加平稳,能够确保轧钢品质[3]。
结束语:总之,轧钢生产过程,无论是生产设备,还是生产工艺都得到了不同程度的发展。生产企业需要从产品品质、生产节能、机械工艺多个角度对于新工艺以及新技术的应用进行挖掘,迎合市场需求,及时将落后设备加以淘汰,促使钢铁企业在轧钢生产方面应用新型工艺与设备,使企业不断发展。
参考文献:
[1]曹冠宇.浅谈轧钢生产中新工艺新技术的应用[J].科技经济导刊,2018,(14):93-94.
[2]黄军.浅谈轧钢生产中新工艺新技术的应用[J].山东工业技术,2018(16):21-22.
[3]紫建华.浅谈轧钢生产中新工艺新技术的应用[J].绿色环保建材,2017(09):138-139.
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