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高品质钢铁材料轧制加工新技术研究进展及发展趋势
王素平

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王素平,. 高品质钢铁材料轧制加工新技术研究进展及发展趋势[J]. 新材料,2023.7. DOI:10.12721/ccn.2023.158262.
摘要:
轧制工序属于冶炼和连铸工序的衔接工序,属于钢材产品在生产制造环节的主要工艺,高品质的成形成性,研发环境友好性、绿色节能性的产品及工艺,一直是轧制工序技术在工艺创新和发展层面的主要方向。文章主要针对高品质的钢铁材料在轧制加工层面的新技术展开研究探讨,首先阐述了新型技术的研究进展,其次展望了其未来发展趋势,以供参考。
关键词: 钢铁材料轧制加工新技术
DOI:10.12721/ccn.2023.158262
基金资助:

前言:近年来,我国钢铁行业在产品种类、产品质量、装备水准、行业规模等层面都跃上了崭新的台阶,我国几乎具备全球钢铁领域的全部工艺流程以及最先进的现代化装备技术。在轧制加工的成形成性领域,同样在产品种类、产品质量、装备、工艺等层面取得了较为明显的成绩。当前,针对高品质的钢铁材料在轧制加工层面的新型技术展开深层次的研究与探讨,不仅有助于提高技术具体应用水准,同时也能推动其在发展与创新层面迈入崭新台阶。

1  高品质的钢铁材料在轧制加工层面的新技术

1.1 热轧钢铁材料的在线组织性能调节控制技术

热轧钢铁材料在组织性能角度的调节和控制,其最重要的方式是控轧控冷工艺技术。控制冷却与控制轧制主要是将热处理工艺与轧制形变二者实现有机融合,不仅能对生产环节的工序流程起到简化作用,还可以合理提升钢铁材料的主要性能,属于热轧钢铁材料在生产开发角度具备革命性意义的技术。伴随先进现代化钢铁材料在组织与规格角度的多元化开发需求,传统形式的控轧与控冷技术受到冷热机制交换的影响,机制强化作用与材料性能的挖掘有待于进一步完善,亟需针对热轧钢材在组织性能角度的调节控制原理以及技术开展相应的创新。近年来,我国热轧钢材以最新一代的控轧控冷技术为主要代表,在装备技术与在线组织性能调节控制工艺层面,在型钢、钢管、板带等角度都取得了较为明显的创新和发展,在国际领域已经处于领先水准,同时在产业化角度作为转型升级与结构调整的核心共性技术,已经被我国财政部、国资委、发改委、工信部、科技部等诸多部门共同列入十七项产业性的政策文件中,同时入选了我国工信部在十二五期间颁布的钢铁工业领域卓越发展成就。

1.2 热轧钢铁材料在离线热处理角度的技术

在高等级别钢铁产品的生产制造环节,离线热处理属于一种核心技术。对强度与性能级别要求高的钢材,在平直度、韧性强度等参数指标上,要想符合标准,需要依靠离线热处理工艺。与此同时,离线热处理工艺在应用后,可以让整批次的产品在性能稳定性层面得到有效保障,由此离线热处理属于提升产品高性能、生产高等级、钢材性能的主要工序流程,亦是管材、板材等钢材获取更高性能的最后一道保障。近年来,在钢铁材料的离线热处理工艺技术相关领域,在技术层面最为突出的创新是极限规格高、韧带板强的淬火热处理工艺技术,另外无缝钢管的离线淬火工艺技术也实现了进一步的升级与换代。

1.3 铸造轧制一体化的短流程技术

热轧环节能源消耗量最大的一项工序流程是连铸坯补热工序流程。连铸完成后需要采取合理措施,尽量降低热量的损耗,将轧制和连铸二者实现有机融合,真正意义上的实现铸造轧制一体化,对于能源消耗、生产成本都能起到一定的削弱作用,加大金属在收取角度的效率,生产研发极限规格的钢铁产品,具备极为重要的现代化意义。近年来,我国钢铁行业在铸造轧制一体化层面的短流程技术取得了长远的发展及创新,薄带铸轧、无头轧制、铸轧界面相关技术等已陆续完成且落地执行,在铸轧短流程层面具备了全球最为完备的技术体系[1]

2  高品质的钢铁材料在轧制加工层面的新型技术发展趋势

2.1 轧制期间的高效均质化工艺技术

钢铁在轧制期间,轧件均质化技术属于热轧钢材存在的普遍共性问题,针对板带材主要包含薄规格形式的全断面范围类型的组织性均质化,以及厚规格钢板在厚向层面的性能均质化。传统形式的用于提升厚板均质性能的措施,主要是对合金设计作出更改,加大微合金元素的含量,在高温状态下对变形组织实现调节和控制,从而对钢材在组织层面的性能均匀性实现优化。亦或是对控轧控冷工艺实现合理强化,例如应用低温控轧的方式,生产制造厚规格类型的钢板。

2.2 铸造轧制短流程的高质化技术

铸造轧制短流程工艺技术在以薄带铸造轧制、薄板坯连铸连轧无头轧制的生产线流程中属于典型代表,其在我国钢铁领域的相关技术中获取了极大的进步,其中最为明显的特征是,让大规模薄及超薄宽带钢在生产层面的能力得到了大范围的发挥。但相比较于常规性质的生产线流程而言,铸造轧制短流程生产线在产品的种类、生产成本、投资成本、表面质量等层面都存在一定的差距。充分发挥铸造轧制短流程生产线在工艺角度的特征,让生产线实现高质化的产品定位以及特色性的升级,是短流程生产线提升水准的主要方式,亦是技术在创新层面的主要方向。

2.3 轧制加工环节的数字化技术

伴随大数据、人工智能等现代化信息技术的高速发展,钢铁行业正在朝着数字化、智能化的方向全面转型升级。经过近几十年的飞速发展,我国钢铁行业已经在机械化、自动化等层面完成了相应的建设,且钢铁企业在轧钢生产线层面的自动化水平处于较高水准。我国钢铁企业以此为基础,陆续铺开了集中管控、设备无人化、岗位机器人替代等诸多工作,并取得了相对较好的成效。就技术角度来讲,在某种程度上,上述内容属于信息化与自动化层面的工作,但钢铁产业基于此,可以对传统形式的独立系统实现有机整合,为全生产流程在制造层面的智能化改造提供有力支撑[2]

结束语:综上所述,总体来讲,我国钢铁行业在轧制成型领域,我国钢材产品的形状精细化、尺寸高精度等在控制层面都有了显著提升;在轧线产品的组织性能调节控制领域,已经达到或超越了国际先进水平;在热轧钢材的离线热处理技术工艺领域中,相关技术已经达到国际领先水平;以铸轧一体化为主要代表的相关短流程技术工艺领域,已经建成且具备全球种类最完善的轧制产线;在产品高质化角度,产品相关品种已经全方位追赶上国际水准,产品质量得到大范围提升。

参考文献:

[1]杨晓松,孙田浩,邓想涛等.梯度结构钢铁材料的研究进展[J].材料热处理学报,2022,43(01):1-9.

[2]袁国,孙杰,付天亮等.高质绿色化发展趋势下轧制技术的创新实践[J].轧钢,2021,38(04):1-9.

作者简介:王素平,男,汉族,籍贯:河北省邢台市浆水镇清沙坪村,生于:1981-08,工作单位:广西盛隆冶金有限公司轧钢2250厂,单位省市:广西壮族自治区防城港市,单位邮编:538001,职称:冶金工程师,本科学历,研究方向:板材工艺技术革新和质量管控及问题攻关

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