我國軋鋼技術的進步和展望

1、我國軋鋼技術的進步和展望 張樹堂 周積智 （中國金屬學會軋鋼分會） 摘摘 要要: 近幾年來，中國軋鋼技術取得了很大進步，主要表現在：先進生產流程的逐步確立；軋鋼生產裝備、技術的現 代化；國產化比例日益增高，新技術得到應用推廣；軋鋼產品的品種調整已取得初步成效，質量有了較大幅度提高；一 些重大開發(fā)和研究項目取得了重大進展。并指出“十一五”期間重點開發(fā)的品種和技術發(fā)展目標 關鍵詞關鍵詞: 軋鋼技術 現代化 品種調整 PROGRESS AND PROSPECT OF STEEL ROLLING TECHNIQUE IN CHINA Zhang Shutang Zhou Jizhi CSM Insti

2、tute of Metalworking Abstract: The progress of steel rolling technique in China in recent years was obtained and has mainly been observed in following areas: gradual set-up of advanced production route; modernization of steel rolling equipment and technique; increase of domestic manufacturing ratio

3、for new and revamping projects, adoption of new technique; primary results of rolled product variety adjustment obtained, improvement of product quality; major progress of some R modernization; rolled product variety adjustment 進入新世紀以來，我國鋼鐵工業(yè)在國民經濟旺盛需求推動下，一直以年增長近 5000 萬噸的速度持 續(xù)增長，在 2005 年鋼材產量達到 37117

4、萬噸，2006 年鋼材產量估計將突破 43000 萬噸，鋼材結構調整 已初見成效，2006 年鋼材生產的板帶比將首次突破 40%，是歷年來板帶比增長最快的一年，總括近幾 年來的軋鋼技術進步，可以大致歸納為以下幾個方面： 1先進生產流程的建立和裝備的國產化 1.1 薄板坯連鑄連軋生產線建設速度和產能已經位居世界第一，已經投入生產的連鑄連軋生產線共 13 條，產能達 3500 萬噸，其中國產化的 ASP 連鑄連軋生產線 4 條，在這一流程的生產高效化、產品高 檔化、裝備與相關技術自主開發(fā)等方面取得了重大進展1，使得我國在這一高新技術領域躋身于先進和 世界領先地位。 1.2 連續(xù)式冷、熱連軋已經成為

5、板帶生產的主體，酸洗冷連軋聯合機組（CDCM）已成為我國冷軋 機建設的主流，成為增加冷軋板帶產能的主力，先后已經有近 10 條 CDCM 線投入生產，并且在鞍鋼 首先實現了 1780 酸洗冷連軋機組的國內獨立設計，實現了首條國產化的機組建設。 南京和安陽的爐卷中板軋機投入生產，使先進的連續(xù)中板生產流程在我國中板生產中發(fā)揮樣板作 用。首鋼國產 3500mm 中板軋機投入生產，大大增強了我國中厚板 TMCT 工藝和裝備的技術進步，寶 鋼和沙鋼的 5000mm 級寬厚板軋機的投產，填補了我國寬厚板生產的空白，提高了我國中厚板生產水 平。 1.3 連續(xù)式棒線材軋機已成為長型材生產的主體，落后的橫列式軋

6、機正在被淘汰，目前我國連續(xù)式和 半連續(xù)式棒材和高速線材軋機的數量已有顯著增加，其產品在全國鋼材總產量中已超過 50%，估計橫 列式軋機在 2006 年將會基本淘汰。連續(xù)式棒線材軋機已基本實現國產化，國產高速線材軋機的軋制速 度已可達 135M/S，并且已經投入工業(yè)生產。 2.微合金化技術和控軋控冷技術（TMCT）廣泛應用，促進了新品種的開發(fā) 通過 973 細晶粒鋼攻關，在我國實現了優(yōu)質、低耗、高效的超細晶粒鋼產業(yè)化生產，創(chuàng)造性應用 和優(yōu)化超高純凈度、均勻性和細晶化生產高強韌性鋼材理論，充分利用現有鋼鐵生產裝備開發(fā)出低成 本（低碳鋼）批量生產高強度韌性 400MPa 級鋼板和鋼筋，合理決定冷卻制

7、度，選擇適度細晶（35 m），使我國在超細晶粒鋼工業(yè)生產方面在國際上領先，同時在新產品開發(fā)上取得一系列成果： 2.1 汽車用鋼從 2002 年開始已可整車供鋼，但是在當時僅寶鋼一個企業(yè)。到 2005 年以后已有多家企 業(yè)分別向國 內幾個主要汽車生產廠供應包括面板、內板、高強度大梁鋼等在內的幾乎全部鋼材， 尤其是各類轎車用鋼基本上均可采用國產鋼材，這是近幾年來的重大進步。寶鋼汽車用鋼項目成果被 評為 2005 年國家科技進步一等獎。 2.2 高強度石油管線鋼（X60X80）、石油套管鋼、鉆桿用鋼已均可國內供貨，改變了過去幾乎全部 進口的局面，性能達到了國際先進水平。另外 2004 年無縫鋼管已由

8、純進口轉為純出口，說明這一領域 生產技術的優(yōu)化與進步。 2.3 鐵道用鋼基本滿足要求，水平國際一流。高速鐵路（時速 200300 公里）用鋼國內開發(fā)成功可立 足于國內。國產 100 米長軌已用于鋪軌，滿足了我國高速鐵軌建設的需要，其他鐵路用鋼也已配套完 成?！笆晃濉备咚勹F道用鋼攻關項目已接近驗收。 2.4 H 型鋼生產系統工藝技術躋身世界先進行列 我國對引進異型坯連鑄萬能軋機生產線進行技術再創(chuàng)新取得提高生產效率，擴大用戶市場等多 方面的成績，尤其是近兩年來，在特種 H 型鋼產品開發(fā)、軋輥長壽及一輥多孔型技術開發(fā)、標準規(guī)范 制定，發(fā)展 H 型鋼應用技術等方面取得了進展。馬鋼 H 型鋼高效化生產

9、技術獲得 2006 年科技進步特 等獎，使我國 H 型鋼生產技術步入了全面配套和良性發(fā)展的新時期。 2.5 冷軋電工鋼的開發(fā)進展迅速 一方面是由過去只有武鋼一家企業(yè)能生產冷軋硅鋼到 2002 年以后又有太鋼、寶鋼、鞍鋼能過批量 生產冷軋無取向硅鋼。武鋼自主開發(fā)高牌號冷軋無取向、取向硅鋼的公關也取得了新成果。近 2 年來， 一些薄板坯連鑄連軋生產線試生產冷軋無取向硅鋼的技術又有突破，而且與高等學校聯合研究開發(fā)取 向硅鋼在薄板坯連鑄連軋生產的工作還在順利進行。武鋼一煉鋼今年已開始建設專業(yè)化的薄板坯連鑄 連軋硅鋼生產線，規(guī)模將達到 80 萬噸/年的創(chuàng)紀錄水平。 軋制學科在控軋控冷，尤其是一些品種的超

10、高速冷卻技術開發(fā)方面也有進展。新一代爐卷軋 機的裝備和技術已在韶關、南京等廠進行完善和再開發(fā)。 3. 一批先進裝備的投產，大大提高我國軋制產品的尺寸精度和產品質量 我國寶鋼、武鋼、鞍鋼等一批重點企業(yè)先進裝備的投產，在自動控制和檢測儀表上都達到了國際 先進水平，在產品尺寸精度上，熱連軋板帶材生產的厚度精度在帶鋼全長 98%以上達到3040m， 板形精度達到 3040IU。冷軋板帶厚度精度達到46m, 板形精度達到 67IU, 無取向硅鋼厚度 精度達到3.5m, 板形精度達到 6IU。 在冷軋板帶表面缺陷在線檢測上，北京科技大學高效軋制國家工程研究中心與國外合作已經開發(fā) 出基于圖象分析的冷軋板在線

11、表面缺陷檢測儀，并已成功應用于武鋼海南冷軋廠的可逆式冷軋機上。 寶鋼、武鋼和鞍鋼等企業(yè)的板帶生產線都已安裝了板帶表面質量在線監(jiān)測系統。 4. 節(jié)能技術與裝備迅速推廣應用 除連鑄坯熱裝熱送比不斷提高以外，蓄熱式加熱與汽化冷卻等節(jié)能技術與裝備迅速推廣應用，取 得了顯著降低軋鋼工序能耗的良好效果。但與先進國家相比，仍有一定的差距，主要表現在高附加值 產品種類及其質量與國際先進水平仍然有較大差距或尚不能生產，需要進口；先進鋼鐵材料產品所占 的比例偏低；勞動生產率偏低；能耗、環(huán)境負荷高的問題顯著；缺乏原創(chuàng)的技術及自主研究開發(fā)的核 心技術，板帶材冷、熱軋的先進裝備及控制技術仍然主要依靠從國外引進，具有自主

12、知識產權的熱軋、 冷軋、中厚板裝備與技術的推廣應用速度仍然緩慢。 5軋鋼技術在“十一五”期間應重點開發(fā)的品種和技術發(fā)展目標 5.1應重點開發(fā)的產品方向應重點開發(fā)的產品方向2 我國軋制產品方面一直存在中、低檔產品多，高檔產品少的矛盾，直到今年進口鋼材仍有 2000 萬 噸左右，其噸鋼價格比出口鋼材的平均價格約高 400 美元以上，這表明進口產品的檔次高，而出口產 品為中、低檔產品，因此在“十一五”期間在產品上應優(yōu)先開發(fā)以下產品： 5.1.1 高強度、高韌性鋼材 這類鋼材需完善、推廣應用與研發(fā)的主要品種有高強度、高韌性船板（s 400MPa、500 MPa、800 MPa 級高低溫沖擊韌性、抗層狀

13、撕裂） ；高強度、低屈強比抗震鋼板 （s500MPa，sb0.8；高溫度管線鋼板（X80、X100） ；汽車輕量化用高強度鋼板（表面 高強度 BH、IS、IF 鋼板，6001200 MPa 級熱軋和熱鍍鋅板，10001430 MPa 級冷軋板） ；抗層狀撕 裂 Z 向中厚板（海洋平臺、建筑梁柱用板） ；高強度特厚板（s 400500MPa、200400mm 厚） ；高 性能壓力容器、鍋爐用鋼板（b 510780 MPa、調質、抗低溫沖擊性優(yōu)良、焊接性狀良） ；高強度石 油套管及高硫套管（s 965 MPa、焊管 552 MPa、抗硫 758862 MPa） ；超高壓天然氣輸送管道鋼管； 高質量

14、預應力鋼絲、絞線、鋼棒（低溫韌性 15002000 MPa、鋼棒 50mm、盤重 2.4 噸） ；推廣 III、IV 級鋼筋（s 400 MPa、500 MPa、bs1.25） ； 5.1.2 耐火、耐候、抗震鋼材 這類鋼材需完善、推廣應用與研發(fā)的主要品種有：耐火、耐候鋼板（s60023s 常溫， sb0.8） ；建筑用高性能鋼板與 H 型鋼系列化品種（完善開發(fā)b= 490780 MPa，0、 20、40 時 AKV47J、60J、80J 或 100J，s60023s 常溫，耐大氣腐蝕為普通鋼材 28 倍，sb0.8，滿足 Z15、Z25、Z35 性能要求，焊接可承受最大線能量 50100 k

15、Jcm， 嚴格控制Ceg或Pem，板厚50 mm 不預熱或能加熱不產生焊接冷裂紋，高尺寸精度的鋼板與長材） ； 橋梁與隧道用的高強度耐候鋼材（b= 590950 MPa 時，20、40、60時 AKV47J、60J、80J 或 100J，實物性能150 J 或 200 J，耐大氣腐蝕性能為普通鋼材 25 倍、50 mm 厚鋼板不預熱或稍加預熱不產生焊接冷裂紋的鋼板或長材） 5.1.3 環(huán)保、節(jié)能新型鋼材 這類鋼材需完善、推廣應用與完善的主要品種有：可重復使用、易于回收與拆卸的建筑節(jié)能鋼材 （如差厚鋼板、最大斜度 4.0mm/m，厚 5075mm，厚差 3.030mm） ；超深沖、高強度、薄壁彩

16、色涂 層鋼板；超輕型汽車和家電用多層復合，高抗腐蝕性、高成型性、抗噪聲新型鋼板；薄帶坯連鑄直軋 硅鋼、不銹鋼、碳工鋼、低碳鋼；高精度厚壁熱加工用鋼管等。 5.1.4 耐腐蝕及特殊性能鋼材和高純凈材料 這類鋼材需完善、推廣應用和研發(fā)的主要品種有：先進高強度鋼板（CP、TRIP） ；汽車、家電及 建筑用涂鍍鋼板新產品（高成型性、抗菌、耐污染、耐腐蝕、自潤滑、耐紫外線照射與環(huán)保性） ；超低 碳鐵素體冷軋不銹鋼板、壓花與電化學著色板；雙相及含銀高強、抗蝕、抗菌不銹鋼板；鉻系不銹鋼 的開發(fā)與推廣應用（Cr17 表面加工 2B、BA 級，冷加工 1.0；00Cr12Ni6Ti；200 系列、301 系列

17、不銹鋼） ；連續(xù)柔性油特井管及特殊扣套管；沖壓用潤滑鋼板；高性能電工鋼板（高性能取向硅鋼， B8001.90T，0.27mm 厚時P1.7500.95Wkg；0.23mm 厚時 P1.7500.90Wkg；高飽和磁感純鐵 型取向鋼；高性能無取向電工鋼，B50001.63T，0.5 mm 厚時，P1.5502.30Wkg ，0.35mm 厚時 P1.5502.10 Wkg、高效電機用鋼 0.5mm 厚時 P1.5/504.5W/kg， B50001.79T） ；具有特殊功能的 復合智能鋼材（如光電表面和溫度指示，防止土壤腐蝕等） ；大口徑耐腐蝕輸送用鋼管；超臨界、超超 臨界鍋爐及電站鋼管；大口徑

18、厚壁建筑用鋼；深海管線鋼管；超長壽命光纖傳送系統用管；300Km/h 高速鐵路用鋼軌與新一代鐵路用鋼材；高檔汽車用彈簧、冷鐓鋼材等。 5.2 相應的關鍵軋鋼技術的開發(fā)應用和發(fā)展目標相應的關鍵軋鋼技術的開發(fā)應用和發(fā)展目標3 5.2.1 總體目標：總體目標： -軋鋼重大裝備實現國產化，技術達到國際先進水平 -充分發(fā)揮形變與相變的耦合作用，大幅度提高產品性能和開發(fā)新鋼種 -軋制的形狀與尺寸精度全面達到國際先進水平 -實現全數字化、智能化的軋制工藝、裝備與質量控制 -大力發(fā)展鋼材深度加工，延伸產業(yè)鏈，開拓鋼材發(fā)展的新領域 -軋鋼工序能耗降低 20% 5.2.2“十一五十一五”期間目標期間目標 -連鑄坯熱裝率達到 6070 -工序能耗達到國際先進水平 -開發(fā)上述一系列新產品，替代大部分高端產品的進口 -普通碳素鋼保持韌性同時，強度提高 30 -軋材精度基本達到國際先進水平 6. 結 語 進入新世紀以來，我國鋼鐵工業(yè)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并存；產業(yè)集中度很差，原材料和能源支撐矛盾突出等。