轧钢机械的发展现状和展望.doc

轧 钢 机 械

姓 名：毕 帅
班 级：机设11-A1
学 号：120113401067
电 话: 18241264413

轧钢机械的发展现状和展望
毕 帅
（辽宁科技大学，辽宁鞍山 114051）
摘要：改革开放以来，中国的钢铁轧制技术取得了跨越性的发展。通过对外来技术的引进，消化，自主创新，中国已跻身轧制技术世界发达国家行列。当前阶段的轧钢机械产能，种类，质量都能满足国民经济各部门的需要，但作为国民经济支柱之一的钢铁工业，其发展必须符合新型工业化的战略要求，把可持续发展放在重要地位，未来的轧钢生产工艺流程将更加紧凑，达到铸轧一体化生产，轧钢过程将实现清洁化生产，用高新技术改造轧钢工业，相应地现代轧钢机械设备正向着大型化、连续化、高速化、自动化和紧凑化的方向发展。
关键词：轧钢机械；发展现状；技术创新；展望
1 中国轧钢技术的发展概况
改革开放以来，特别是进入21世纪以来，中国钢铁工业飞跃发展，为中国社会进步和经济腾飞做出了巨大贡献。作为钢铁工业成材的关键工序轧钢行业在引进，消化和吸收的基础上，开展集成创新和自主创新，在轧制技术工艺，装备自动化等领域实现了跨越式发展，为中国钢铁行业的可持续发展做出了突出贡献。经过改革开放以来的可持续发展战略建设，中国已建成一大批具有国际先进水平的轧钢生产线，同时充分的掌握了国际上先进的轧制技术，具备了轧钢机械的开发，设计和制造能力，一大批国民经济急需，具备国际先进水平的钢材源源不断地供应于国民经济各个部门，为中国经济，社会发展及人民幸福安康的生活提供了夯实的基础。
作为一个发展中国家，必须尽快掌握世界是最先进的轧钢技术，引进，消化，吸收是必须的。改革开放以来，以宝钢建设为契机，中国成套引进了热连轧，薄板坯连铸连轧，冷连轧，中厚板轧制，棒线轧制，长材轧制，钢管轧制等各类轧制工艺技术及相应的轧制设备和自动化系统，开始了轧制技术跨越发展的第一步。通过对外来先进技术的引进，消化及创新，中国快速的掌握了轧制领域的前沿工艺技术；通过设备合作制造，改进及自主研发，中国自己也掌握了重型轧机设计，制造，安装的核心技术，并逐渐掌握了先进轧机的生产能力，利用先进的工艺及设备，严格科学的管理体系，生产出了一大批先进的钢铁材料，满足了经济发展的需要，产品的质量水平不断提高。进入21世纪以来，轧钢战线的工作者遵循完善的科学发展方针，以节约资源，工艺和产品的绿色化，实现可持续发展为目标，在工艺，装备，产品等方面开展技术创新，逐步解决轧钢生产的技术难题，不断突破瓶颈，建设了先进的轧钢生产线，推动了轧钢工业的跨越式发展。
2 实验研究平台的发展现状和主要进展
2.1发展概况
为了增强科技创新能力，中国政府正在构建以企业为主体，以市场为导向，产学研相结合的技术创新体系。为了进行钢铁工业技术和产品的研发，中国的钢铁企业建立了一批技术中心，在研究机构和大学也建立了一批重点实验室。如东北大学的轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，北京科技大学的高效轧制国家工程研究中心，北京钢铁研究总院的先进钢铁材料国家重点实验室等。在这些单位，建立了具有自己特色的硬件，软件开发平台，进行冶金和轧制过程的物理模拟和数值模拟材料力学性能和使用性能的检验，材料微观组织的观察和分析，全尺寸和服役条件下的材料性能检验等。为新一代钢铁工艺流程和新一代钢铁材料的开发和转化到工业生产提供了良好的研究平台。
2.2 创新性进展
近年来中国钢铁行业取得了举世瞩目的成就，在成就的背后，也面临着很多问题，如高端技术和产品长期依赖进口，缺少自主知识产权；国外在先进技术方面对中国进行封锁，产品结构不合理，缺少资源和环境友好型产品和技术等。分析这些问题的原因，主要是自主研发能力薄弱，创新能力薄弱，创新能力不强，尤其是用于研究的工艺模拟实验室，极端缺乏，严重制约了企业的自主研发能力。可以说，缺少工艺模拟研究设备是中国钢铁行业的共性问题，长期没有得到解决。正是在这样的背景下，东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室经过10余年努力，开发出系列实验设备，构成了企业的技术研发平台，为解决钢铁行业的共性问题，关键问题和前沿问题，提供了研发手段，为提高企业自主研发能力、促进技术进步，形成核心创造力做出了贡献。
2.3 热轧实验机组
自1997年开始，RAL[[] 张丕军，张春伟，刘相华，等.板带钢热轧实验轧机研制[A]2003中国钢铁年会论文集[C]2003,北京
]根据企业研发的需要，为鞍钢建设了国内第一套大型热轧实验轧机。此后RAL与企业合作，不断对机组进行改进，2003年在宝钢研究院建成了国内外功能最为全面和先进的用于热轧工艺模拟的热轧实验机组。根据实验轧机体积小但实用性广的特点，开发了高刚度二辊可逆热轧轧机，以满足高强度钢，大压下和低温轧制等研究工作的要求，实现控制轧制，所开发的冷却系统包括水幕，层流，气雾和超快速等冷却方式，冷却速度以及开冷和终冷温度可根据工艺要求灵活调整，可实现冷却路径控制和集约化轧制。利用磁致伸缩技术开发了高精度的数字式线性辊缝仪，通过辊缝的测量间接测量试件的厚度，成功解决了实验轧机短坯料厚度测量的难题，实现了高精度的液压厚度控制。热轧实验机组开发成功后，得到钢铁企业的欢迎，迅速向企业推广。近年来，实验室先后为鞍钢，酒钢，宝钢研究所，宝钢不锈钢公司，济钢，马钢韶钢，沙钢，首钢。莱钢，太钢等大型钢铁企业的技术中心提供了10余条热轧实验设备，为这些企业的热轧产品开发和工艺改进提供了强力支撑。
2.4 冷轧实验机组
根据冷轧产品的开发需要，RAL[[] 矫志杰，李建平，张福波，等.新型冷轧轧机的工艺设计[J]钢铁.2007，42（9）：53
]自2004年开始，自行投资，研发开发出二，四辊可逆冷轧实验机组，第一套设备于2006年6月在宝钢不锈钢公司交付使用。冷轧实验轧机研发的主要内容如下。
（1） 液压张力技术。采用单张试样的方案，张力的施加和控制利用轧机前后的液压缸实现，配套开发了高效率的楔形液压夹头。由于采用液压缸施加张力，前后张力控制稳定，特别适合品种开发时小炉冶炼提供的短轧件的冷轧实验。
（2） 二，四辊工作模式。本实验轧机为四辊轧机，为了满足实验轧机既能轧制又能平整的要求，采取了既可以二辊工作，也可以四辊工作的设计方案，开发了二，四辊可换的轧机动力驱动系统。当进行轧制时，采用小辊径的工作辊加支承辊的四辊工作方式，轧制能力大，可轧制薄工件。当需要平整时，采用二辊工作方式，利用大辊径的支持进行平整。已经和正在向宝钢不锈钢公司、太钢、鞍钢的技术中，宝钢研究院等研究单位提供成套的实验冷轧设备。
3 当前轧钢技术创新的重点问题和发展方向
3.1 引进生产线的消化，吸收和在创新，迅速发挥引进效益
近年，中国钢铁行业引进了大量的轧钢生产线和先进的生产技术，对国内钢铁行业发挥了重要的作用。但是在钢铁市场红火，供不应求的情况下，一些企业忙于生产，忽视了引进技术的消化和吸收，甚至有些花费巨资引进的高级功能逐渐退化，最终丧失。在受金融危机影响的形势下，应当利用目前生产不紧，产量压力不大的时机，组织产学研结合的队伍，花大力气进行引进技术的消化和吸收，破解引进中的黑箱部分，不但要恢复原有的功能，实现引进设备应当带来的效益，同时还要进行自主创新，根据产品开发的需要，开发新的装备，工艺，和技术，增添新的有特色功能，进行工艺技术的优化和在创新，以利于目前激烈的市场竞争[[] 王国栋.认清形势，自主创新，调整结构，保持增长—论轧钢行业2009年的任务[J]轧钢，2009，26（1）：1
]。
各企业应当依据自己的具体条件和优势，选择可以放大引进投资效果的项目，进行适当改造，挖掘引进设备和工艺的潜力，生产具有特色的高附加值产品。
3.2开发减量化技术，节能减排，实现可持续性发展
开发减量化技术，实现节约型制造，是材料生产过程的重要发展趋势[[] 王国栋，刘相华，朱伏先，等.新一代钢铁材料的研究开发现状和发展趋势[J]鞍钢技术，2005，（4）：1
]。针对钢铁材料轧制过程，应当利用新一代TMCP[[] 王国栋，新一代控制轧制和控制冷却技术与创新的热轧过程[J].东北大学学报，2009，（30）07：913.
]技术，相变强化等各种工艺手段，实现材料成分的减量化设计，节省昂贵的合金元素资源；应当开发心得减量化生产工艺流程，例如薄板坯连铸连轧生产汽车高强度钢，硅钢工艺，用回收废铁生产高P,Cu钢的薄带连铸工艺，大规模定制为基础的集约化轧制技术等；应开发生态型环境友好的新产品，实现轧制产品的后续用户生产过程的减量化，与环境友好，节省能源和资源，保护环境，防止污染，促进人与自然和谐相处。因此，应当大力发展钢铁材料全生命周期评价技术，用户服务技术，生产厂早期介入技术，低成本高强高韧钢材生产技术等新的轧制技术，推进节能减排，实现可持续发展。
3.3 突破自动化技术的瓶颈，加强自动化检测仪表的自主研发
中国目前已经基本掌握了轧制过程自动化技术，不仅可以实现技术集成，而且可以自主开发。目前自动化技术的最大问题是检测仪表和各类传感器，是由发达国家引进的，极大限制了中国轧制过程自动化技术的发展。在这种情况下，我们应该通过产学研结合和行业，学科交叉，努力开发各种轧制过程必须的检测仪器和传感器，突破瓶颈，取得突破，实现跨越式的发展。
4 结语
随着中国国民经济的发展和需求的增长，轧制技术也取得了长足的进步，通过消化引进技术，自主集成和科技创新，中国已经跻身于轧制技术发达国家之列。自主创新开发的新工艺、新技术、新装备、新产品，已经在为钢铁行业的发展和社会的进步以及人民的幸福发挥关键的作用。今后，要进一步加强轧制企业的技术改造，突破制约钢铁轧制技术发展的关键和共性技术，大力开发前沿性新技术，节能减排，创新工艺和设备，实现钢铁材料的减量化，节约型制造，推动钢铁行业的可持续发展。
参考文献：