技术装备创新葆棒线材生产优质高效

　　　　为了研究和探讨我国棒线材轧制产品高质量、高产量、高自动化水平及技术、工艺、设备创新的新形势，促进棒线材生产再上新台阶，由钢铁产业网 、 国联资源网《轧制设备》传媒事业部主办的2011年棒线材轧制技术创新及设备应用交流会于6月28日～30日在西安市召开，来自全国各地棒线材生产和为棒线材生产提供技术装备的73家企业的98位代表出席了会议。
　　会议就我国棒线材技术、工艺发展趋势分析；棒线材拟在建项目分析及动向；轧机技术改造及新设备介绍；轧机在棒线生产线的应用和维护；棒线材行业未来发展预测及分析；棒线材技术、实践、应用探讨；棒线材行业节能、减排及环保技术；轧机及其附属系统的自动控制、新型检测设备的研究与使用实践等问题开展了广泛的研讨。

棒线材、钢筋生产形势喜中有忧

　　　　“十一五”期间，棒材主要品种中，圆钢的产量呈逐年上升态势，而方钢和扁钢呈起伏状态；圆钢的产量比例高达88%。
　　近七年，随着我国钢铁工业的发展，线材产量也增长很快，2009年线材产量比2003年增加了5800万吨，增长了1.42倍。但高线比维持在66%～69%间，变化不大。
　　2009年，我国的线材品种用于建筑占72%，用于紧固件行业的线材近两年增长也较快，用于钢丝、钢绳、绞线和电缆生产原料的盘条产量已占15%。
　　随着制品对线材的需求，φ5.5mm线材的产量也在逐年提高（2009年产量已达720万吨）。
　　根据每年相关线材产量和进出口量的统计，国内用于钢丝、钢绳和绞线等制品原料的线材应用量从2005年的910万吨增加到2010年的1557万吨，增长了71%。
　　热轧带肋钢筋（俗称螺纹钢）是我国钢材消费比例最大的钢材产品（约占22%左右），从2007年开始，我国热轧带肋钢筋的产量就超过了一亿吨，尽管受到金融危机的影响，但是近几年我国的钢筋产量仍有较大的增长。
　　经过10多年的努力，400MPa热轧带肋钢筋产量所占比例已从2001年的2.85%，提高到2010年的38.12%。
　　近几年，随着建筑行业的需要，φ6～10mm400MPa热轧带肋盘圆钢筋的需求量也逐年增加。2000年仅3万余吨，2010年超过了600万吨，10年间产量提高了200倍。
　　会议提出了一个非常值得关注的问题：钢筋的负公差交货。
　　由于钢材经销商提供给建筑工地的钢筋是按照长度和理论重量交货，出现了许多负公差钢筋，尤其是盘螺，经销商将盘螺开卷矫直后还要拉伸（长），不仅钢筋直径变细，钢筋力学性能也发生了变化，给所建的建筑物带来非常大的安全隐患。
　　目前国内尚不能满足需求的型钢线材品种，一是热轧钢板桩（目前，全球钢板桩年消费量达到250～300万吨，其中日本约80万吨，欧美国家约140万吨，近十年，我国共计进口热轧钢板桩23万吨左右。）；二是生产弹簧钢丝（尤其是气门簧）所用盘条；三是耐腐蚀热轧带肋钢筋。这些钢材品种应引起生产厂家的关注。

棒线材新一代控冷控轧技术

　　　　东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室吴迪教授作了棒线材新一代控制冷却技术的学术报告，提出了新一代控制冷却控制思想。即常规轧制 + UFC（关键设备--UFC:Ultra Fast Cooling）+ 接近相变温度时停止冷却+ 冷却路径控制，就会尽可能少添加或不添加微合金成分，从而节约宝贵的贵金属资源。
　　研发这种新一代TMCP（控冷控轧）技术并不遥远。它有以下两个特点：一是不用低温轧制；二是终冷温度不低于上马氏体温度（不淬火）。例如，线材高速轧制时，其轧制速度>100m/s，可进行升温轧制，其高温终轧温度可达很高（～1000℃），但不能像板材那样实施低温终轧。这种轧制技术再加上大应变连续累积变形和水雾快速冷却工艺，可使轧材实现快速冷却抑制奥氏体的再结晶，保持硬化状态，然后在适当温度中止冷却，控制相变，可使轧材强度高达Q235→400MPa级，并可实现稳定、大规模工业生产。

短流程棒线材轧机的探索与思考

　　　　太原科技大学秦建平教授所作的“短流程棒线材生产线与紧凑式棒线材轧机”报告中指出：当前，我国棒线材生产取得以下技术进步：
　　一、在轧制技术方面业绩不凡：取得了高精度轧制、高速轧制、无头轧制、柔性轧制、轧制过程中的形变、相变与析出的综合控制理论与技术、现代轧制过程分析、控制及应用等一系列成果：
　　低温轧制工艺：能够在线控制直条棒材和盘卷生产的晶粒度和工艺特性。由轧机最后道次中完成的低轧制温度下的形变组成，从而达到较高的产品质量。
　　高强度减量化生产技术：在半连轧生产线采用的降低开轧温度、大压下、适当控温和控冷轧制、微合金化及高效冷却技术.提高了产品的综合性能,并使能耗减少,产量提高,成本降低。
　　自由规格减定径轧制技术：采用自由规格减定径轧制技术,即在棒材连轧机后增设规圆机组,规圆机组的轧辊配置有二辊、三辊和四辊,通过调整辊缝不更换孔型的方式,满足小范围内改变产品规格的要求.但轧件的精度除取决于轧机精度外,变形方式也是重要因素,要避开晶粒粗大区,同时必须控制轧件的自由宽展.设置定径轧机,提高热轧圆钢的尺寸精度。
　　全连续棒材无孔型轧制技术：为了解决轧制多品种产品时有孔型轧制存在的问题,开发了无孔型轧制技术,基本实现了全连轧.机架及孔型配置情况进行了改进.实践结果表明,无孔型轧制在节能、降耗、提高生产率等方面具有显著效果。
　　双模块轧制技术：采用双模块轧制系统TMB (twin module block)创新概念；
　　研发出结合TMB双模块机组和上游DWB预精轧机组之间的微张力控制系统，这种技术可使轧材速度达115m/s，最小规格达φ4.5mm，尺寸公差在±0.1mm。
　　二、在轧制设备的进步方面硕果累累：研发出高刚度化、高效率、灵活精确控制方式，以及设备的紧凑化、灵活方便的换辊系统等。
　　此外，还研发出kocks/danieli的3辊减径定径机组，具有超级产品质量、严格的尺寸公差，轧机效率高、操作成本低的优点。使用极少量的精轧辊组和更换少数的机架，可以轧制任一规格的产品。即实现上游轧机的单一孔型系列轧制。
　　研发出的CCR 预精轧机，与悬臂式预精轧机相比，CCR轧机具有大范围的产品适应能力，具有机时产量高、维护费用低的特点。
　　三、在冷却技术的进步方面大有建树：研发出超快速冷却、选择冷却、在线热处理等技术的开发应用大大提高了冷却效率和温度与组织的均匀性，不仅为高质量、高性能和高强度新品种开发提供了极其有效的手段，而且为节约合金含量、降低生产成本提供了新的可能性。
　　吴迪教授针对我国棒线材生产的设备能力与规模现状，提出以下思考问题：
　　一是棒线材生产厂更加依附于主体钢铁厂，以保证原料和能源（热、电、汽等）的供应；二是必须保证较高的开工率和作业率，因此对市场和设备保障依赖程度高；三是由于产能高，对物流依赖程度高，物流占生产成本比重大；四是对环境影响大（水、热、尘）；五是维持高产能需要使用大断面坯料，变形量大，导致生产线长、设备重量大、能源消耗高；六是轧制速度高， 金属变形抗力大，轧制力升高；七是轧制速度高，导致升温轧制，轧件冷却需要消耗大量的水和能源；八是轧制速度高，电机功率大，对电网要求高。
　　根据以上问题，吴迪教授认为：今后，能否建立独立的棒线材厂；能否开发柔性生产的棒线材厂，即较低的开工率亦可以获得较好经济效益；能否开发低产能生产线，减少对环境的影响。
　　针对我国棒线材生产能力布局现状，吴迪教授也提出了以下思考问题：棒线材厂布局现状与我国的自然、社会条件不适应，导致资源（煤、电、气、水）、原料、人员不合理地集中；棒线材厂布局现状与扩大内需的政策不适应。
　　针对上述问题，吴迪教授提出：今后是否应该改变棒线材厂布局现状？因为棒线材厂是一种可以灵活布局的轧钢厂，当前的钢材市场有改变现有布局的需求，符合国家的产业政策。
　　如何改变棒线材厂现有布局呢？答案是开发以废钢为原料或适合我国铁矿石条件的，产能适中、工艺短流程、能够经济地生产高质量产品的棒线材生产线。
　　吴迪教授还介绍了短流程棒线材生产线。根据发达国家的经历和我国的现实状况，紧凑式电炉短流程生产线最适合于棒线材生产。这是与棒线材的产品特点、生产规模、市场需求所决定的。
　　为了实现上述目的，需要建立主要以废钢为原料的钢铁生产系统，相应的技术保证是：（1）制定包括废钢冶炼-轧制的短流程生产工艺；（2）研制具有产能适中、高精度、自动化特征的轧制装备。
　　目前，现代钢铁企业的棒线材生产大多实现了自动化、连续化和大型化。需要较大规模的钢铁冶炼设施为依托来提供原料。废钢是作为铁矿石的辅料参与冶炼的。随着我国社会钢材保有量增加，相应地废钢数量也逐年增多。在钢材消耗量大的地区，通常离废钢回收地较远，废钢的集散、运输成本高。开展废旧钢材的就地回收再生产是改变钢铁生产格局，降低钢材流通成本，减少物流消耗的重要措施，能够体现循环经济的特点，是符合国家的产业政策的。
　　与传统流程相比，现有的以废钢为原料的短流程有以下特点：
　　1)投资比高炉—转炉流程减少l／2以上。实际费用约为传统流程的l／4；2)生产成本低，劳动生产率高，能耗降低60％左右；3)在世界每年废钢产量为3亿多吨的情况下，电炉短流程的发展对于促进环保，消化废钢，净化冶金工厂的环境起到了良好的推动作用。
　　这种短流程棒线材生产线具有以下特征：投资少，吨钢投资远低于常规生产线；经济性好，在低产能条件下获得良好效益；生产线紧凑，吨钢占地面积低于常规生产线；能量消耗少，吨钢综合能耗低于常规生产线，尤其是电耗低；柔性生产，更换产品和停工损失少；生产线和主要设备标准化、通用化，使用和维护方便，运营成本低。

高强度钢筋 低碳社会的宠儿

　　　　中国钢研科技集团有限公司、钢铁研究总院李光瀛、周积智教授作了高强度钢筋的热轧形变热处理技术的学术报告，从对该技术的国内外发展趋势与性能要求；高强度与超高强度钢筋的系列化；高强度钢筋开发与生产的主要技术难点等多个方面作了详尽的介绍。该报告认为根据建筑结构截面尺寸与材料强度的关系式计算，如果将我国每年生产的1.2亿吨热轧钢筋中68％的HRB335级和32％的HRB400级全部升级为HRB500级，我国每年可以减少热轧钢筋生产量1892万吨。这对于我国缓解铁矿资源的供不应求、大幅度降低钢铁生产污染气体和粉尘排放量、保护生态环境、向低碳社会转变具有重大和长远社会经济效益。
　　每公斤钢材生产全过程排放的温室气体为2.3-2.7kg当量CO2，而每公斤铝材为13.9-15.5kg。尽管如此，每年减少1892万吨钢筋的生产，将减少4730万吨CO2的排放，全国13.4亿人每人每年少呼吸35.3kg的CO2，相当于减少97克CO2/人×天的污染度。这对于全国和全世界向低碳社会的转变和生态环境的保护是非常巨大的贡献。
　　此外，攀钢长城特钢工程师荀家平、水城钢铁轧钢厂工程师练昌、鄂钢高线厂厂长吴焰、西安航空发动机公司总工程师李卫、国联股份副总裁王铮分别作了合金圆钢孔型设计、高速线材轧机侧活套的改造与应用、点检定修制在高线材厂的实践、棒线材生产线主轧材新设备应用介绍、钢铁产业网—整合链商资源推动行业进步的报告。