轧钢生产技术的进步与发展

轧钢生产技术的进步与发展

1.中国的特钢生产技术取得了很大进步。近年来,我国轧钢领域有了长足的发展,可谓硕果累累,成绩喜人。轧钢技术取得的显著进步已经成为我国向钢铁强国迈进的重要基石。这些进步主要表现在以下几个方面。1.1钢材品种结构调整基本满足了国民经济发展的需要近几年,我国轧钢生产进入了前所未有的又快又好的发展期,钢材产量由2002年的19250万t,增长至2007年的56460.81万t(未扣除重复材统计),平均年增长38.66%,从2006年起我国成为钢材净出口国。在此期间,板管带产品的产量大幅增长,板管比在2007年已达50.43%,这是符合当前我国钢材消费需求的,估计今后几年随着板材在建产能的投入,板管比还会进一步提高。近年来我国板管比变化见表1。品种结构调整的结果是钢材的进口量显著减少,出口量显著增加。X80、X100管线钢,100m长高速铁路用钢轨,H型钢,一般的不锈钢、电工钢等高档产品已经全部可以立足国内。同时,板带进口量逐年减少,而出口量持续增加,逐渐成为我国钢材出口的主要品种。例如:2007年板管带材合计出口3765.68万t,占钢材出口总量的60.1%,其中板带2831.8万t,同比增加39.0%,占45.2%;管材933.8万t,同比增加45.8%,占14.9%。我国的钢铁产品已经能够满足经济快速发展的需要,各种钢材品种的国内市场占有率均呈上升趋势。2007年,长材的国内市场占有率达99.4%,板带材达93.7%,管材为97.8%;但冷轧薄宽带钢、镀层板和高级电工钢的国内市场占有率还待进一步提高,见表2。1.2轧钢装备现代化和国产化工作的重大突破为提高产能、提升品种及质量创造了良好的基本条件近几年,我国冷热轧板带轧机、中厚板轧机、大中型轧机、涂镀机组等一大批世界先进装备的投产,大大提高了我国轧钢装备的总体水平和生产能力,尤其是高档产品的生产能力。表3和表4部分反映了这个情况。从技术观点看,这些设备采用的工艺参数、产品尺寸精度的控制手段达到了国际水平。国内部分先进企业热连轧的精轧温度、卷取温度分别控制在±10℃、±15℃以内,带钢凸度控制在±20μm之内,带钢楔形不大于15μm,均达到了国际先进水平。1.3技术经济指标进一步完善由于轧钢装备的大型化、自动化、高效化,以及工艺技术的进步,近几年我国轧钢企业整体技术经济指标都有明显改善,这也从另一个侧面反映了轧钢技术的进步。在此仅以典型生产线的实际数据加以说明。1.3.1成材率表5所示数据反映了近几年轧制产品成材率的变化。1.3.2工序能耗轧钢工序能耗从2002年的101.32kgce/t降至2006年的66.31kgce/t,降幅为34.55%。但2007年1~10月的统计结果显示,轧钢工序能耗同比上升了1.11%,其中冷轧宽带钢和冷轧窄带钢的工序能耗上升了10%。产品规格的减薄和高附加值中厚板等热处理材的增加使轧钢工序能耗增加。例如:某中厚板厂2005年工序能耗为71.53kgce/t,2006年增长至74.56kgce/t,主要原因是品种板比例增加了11%。表6和表7的数据分别从工序能耗和工序综合能耗说明这种变化。为降低工序能耗所研发和采取的技术措施,同时也为CO2的减排、清洁生产提供了有利条件。1.3.3日历作业率和实物劳动生产率随着装备水平和控制水平的提高及高速钢和碳化钨轧辊等重要消耗工件的应用,相同品种的作业率有了持续提高,但冷轧板带作业率的降低与薄规格产品比例的增加有关,而涂层板作业率下降则主要是因普通涂层板产能的严重过剩所致,见表8。实物劳动生产率的变化也部分说明了这一趋势,见表9。1.4轧钢技术自主创新取得一批重要成果在科学发展观的指导下,遵循可持续发展的原则,近年来我国轧钢技术自主创新工作出现了前所未有的大好形势。产、学、研创新战略联盟的研发团队在其中发挥了重大作用,一系列重大科研成果的问世、对引进技术的消化吸收及再创新,使轧钢整体技术水平得到空前的提升,在向轧钢强国迈进的征途中又走出了坚实的一步。2005~2007年度轧钢及相关领域的获奖情况见表10。它从一个侧面反映了行业和国家对轧钢科技成果的认可。现从以下几方面对这些成绩加以说明。1.4.1核心技术的自主创新出现了可喜进展近几年我国轧钢核心技术的自主集成与创新,大大改变了过去高端产品生产技术和关键技术装备都需要从国外引进的局面。在高端产品方面,宝钢高等级汽车板品种、生产及使用技术的研究荣获2005年国家科技进步一等奖,宝钢冷轧汽车板生产的整体技术达到了国际先进水平,产品的内在性能和表面质量也达到了国际先进水平。其中O5板的成材率达95%,达到世界最高水平。产品已向上海大众、上海通用、一汽大众、东风日产、天津一汽、广州丰田、广州本田、吉利和奇瑞等汽车制造商批量供货,大大加快了我国冷轧、热镀锌及热镀锌铁合金化汽车板的国产化进程。此外,高级别管线钢,如X80管线钢的批量生产和将在西气东输二期中的实际应用,以及X100、X120级别管线钢的试制成功,标志着我国已具备了X52、X56、X60、X65、X70、X80、X100系列管线钢的生产能力;重轨生产技术中,双频感应加热、压缩空气欠速淬火、二次水冷控制钢轨变形等在线热处理技术及相应装备取得了突破,成功开发出高强、耐候、全珠光体的全长热处理钢轨,100m长应用于350km/h高速铁路的重轨已开始投入试用,产品质量达到国际先进水平。在重大关键技术装备方面,鞍钢1780mm大型宽带钢冷轧生产线工艺装备技术荣获2006年国家科技进步一等奖。这是我国第1次依靠自己的技术力量、通过自主研制、开发和集成建设的大型冷轧宽带钢生产线。投产后不仅陆续批量、稳定地生产出产品大纲中的所有产品,而且还开发出轿车外板、硅钢原板、家电板等产品,实物质量和技术经济指标均达到了国际先进水平。产品板形、厚度、表面质量、成材率、能耗、劳动生产率等指标均达到或超过国际先进水平。该生产线的建设投产表明,我国已经掌握了大型冷轧成套设备制造技术和工艺生产控制两大核心技术,对我国冶金重大装备国产化作出了重要贡献。此外,在技术装备方面,冷、热连轧机组的控制系统也在多条生产线上实现了自主集成式创新,改变了一直依靠国外技术的历史。3500mm强力中厚板轧机及轧后控冷技术和装备、大型热镀锌机组、PDF三辊连轧管生产线、先进的连轧棒材和线材生产线的国内自行设计、自主开发和国产化都取得了成功。这些生产线已经顺利投产并经受了长期运行的考验。拥有以高端或顶级产品和重大关键技术装备为代表的核心技术是钢铁强国的重要表征。近年来,我国轧钢技术实现了卓有成效的自主集成与创新和国产化,一改以仅对单个工序和装备进行技术革新为主的历史,是我国轧钢领域技术进步内涵出现的重要变化。这说明,自主创新能力的提升,在国内外都是引人瞩目的。1.4.2众多新产品与新技术的研发成功缩小了与国际先进水平的差距近几年来,轧钢新产品和新技术的研发成绩斐然。值得注意的是,在这些成绩中,许多是与国外先进企业同步的,而对国外成熟钢种牌号和成熟技术的跟踪所占的比重则在逐渐降低。例如,600MPa热轧双相钢,800、950MPa热轧TRIP钢,900~1000MPa热轧多相钢,铁素体轧制冷成形钢板,高级别汽车大梁板等都已研发、试制成功,有的已可批量生产。高强度船板、590MPa级以上的高强度工程机械用钢板、CORTEN耐候桥梁钢板、BHW35高压锅炉板等品种也有重大突破,与国外差距大大缩小。在轧后超快速冷却技术方面,先后在中厚板、薄板坯连铸连轧和棒线材生产线上研发成功,取得了预期的结果。薄板坯连铸连轧的薄规格产品生产技术有了突破性进展,某企业厚度不大于2.0mm薄板的比例为40%,其中厚度不大于1.6mm的比例超过24%;另一企业在CSP线上进行了半无头轧制试验,实现了269m长坯(切分7卷)生产0.8mm产品的历史性突破。在H型钢生产方面,实现了全线过程控制功能优化,研发了小变形矫直、在线防锈蚀技术,形成了包括高效优质H型钢洁净钢生产技术、高效异形坯连铸技术、万能轧机小张力连轧和控制轧制等完整的H型钢生产成套关键技术,属国际领先水平。以上重点论述了在核心技术和产品两方面取得的、具有代表性的成绩。这些成绩有力地拉动了装备国产化、高附加值产品的研发与生产,尤其是高新技术在轧钢技术中的应用水平的进步。它在