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文檔簡介
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。
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