钢铁行业技术创新和发展方向

 创新驱动钢铁行业转型发展、调整结构、实现钢铁行业绿色制造势在必行。从钢铁行业的重要前沿技术（产品）和钢铁行业的重要关键共性技术（产品）介绍了钢铁行业技术创新和发展方向。内容包括：复杂难选铁矿石预富集-悬浮焙烧-磁选技术;低碳炼铁技术;炼钢二次资源高效利用技术;先进钢铁全流程一体化组织控制;改进型热带无头轧制短流程工艺、装备及产品;薄带铸轧短流程工艺、装备与产品;无酸洗涂镀制备热轧涂层板技术;新一代钢包喷射冶金工艺;高品质连铸坯生产工艺与装备;热轧钢材组织性能控制;极限规格板材先进热处理装备及工艺技术;薄板坯半无头轧制＋无酸洗涂镀制备热轧AHSS;高精度冷轧板形控制技术与装备技术;先进连续退火与涂镀技术;真空制坯轧制复合板技术;旨在大规模定制的钢材智慧制造系统等。旨在实现钢铁工业的绿色制造,促进中国新型工业化进程。     

面向生产全过程的热轧带钢精准控制核心技术

热轧带钢精准控制技术是钢铁智能制造的关键环节,对实现产品类型的个性化、产品质量的高精度和生产过程的高效率具有重要的意义。热轧带钢精准控制技术是众多单项技术的集合体,面向生产全过程,聚焦产品质量。从带钢质量精准判定及分析平台、轧辊精准磨削及管理技术、过程控制在线改造技术、板坯加热精准控制技术以及高品质用钢的全流程板形控制技术等5个方面阐述在板带轧制精准控制方面所做的实践及取得的效果,为实现板带轧制质量控制智能化提出具体的努力方向。     

基于超快冷的控轧控冷装备技术的发展

控制轧制与控制冷却技术是钢种开发和改善产品质量的重要轧制工艺技术。介绍了热轧板带钢超快冷技术的发展前沿,重点阐述了国内自主研发超快冷工艺装备的技术特征。在此基础上,进一步介绍以超快冷为核心的新一代TMCP工艺原理以及“轧制-冷却”相结合的“温控-形变”耦合控轧技术研发现状,通过控制轧制与超快冷有效结合,综合利用细晶强化、析出强化、相变强化等多种强化方式,可以充分挖掘钢铁材料的潜力,实现资源节约型、节能减排型的绿色钢铁产品制造过程。     

中国轧钢技术的发展现状和展望

改革开放以来,中国钢铁轧制技术取得了长足的进步。通过消化引进技术、自主集成和自主创新,中国已经跻身于轧制技术发达国家之列。针对主要的钢材品种,即热轧带钢、中厚板、冷轧带钢、长材、管材等,分别从工艺、装备、产品等几方面总结了中国钢铁轧制技术的总体发展情况和取得的有创新性的进展。同时指出,今后中国轧钢工作者要进一步加强的技术改造,突破制约钢铁轧制技术发展的关键和共性技术,大力开发节能减排、创新性和前沿性新技术、新装备,实现钢铁材料的减量化、节约型制造,推动钢铁工业的可持续发展。     

铌微合金化控冷HRB400钢筋的试制

将Nb微合金化技术和控制轧制、控制冷却技术进行综合应用,开发出了具有成本优势的HRB400钢筋。本文介绍了产品开发的技术思路、成分设计、生产工艺路线、冶炼和连铸工艺和轧制工艺。在20MnSi成分基础上,添加0.008～0.028%的Nb,可生产单线轧制的Φ12～25mm HRB400钢筋;添加0.021～0.036%的Nb、0.010～0.027%的Ti,可生产单线轧制的Φ28～32mm和切分轧制的Φ16～20mm HRB400钢筋。轧制时钢筋上冷床温度宜控制为810-870℃。钢筋的组织为铁素体+珠光体或铁素体+珠光体+少量贝氏体,表面无自回火组织。     

铁素体轧制工艺对Ti-IF钢酸洗效果的影响

对Ti-IF钢铁素体区轧制工艺的热轧板酸洗效果做了初步研究与分析,通过对比铁素体轧制工艺的超低碳钢在不同酸洗时间下的宏观形貌差别,进一步得出了不同工艺下的酸洗动力学曲线。根据XRD成分图可知,铁素体轧制工艺和常规工艺的氧化铁皮成分相同;通过试验分析可知,铁素体轧制表面氧化铁皮酸洗时间比常规轧制氧化铁皮酸洗时间少30%左右,大大提高了酸洗效率,为下道工序提高生产效率、降低生产成本奠定了基础。     

后工业化时代的生态化轧钢工艺技术:钢铁共性技术协同创新中心工艺与装备开发平台简介

中国钢铁工业已经基本完成工业化,实现了机械化、电气化和自动化,产量已经占世界钢铁总产量的一半。但是,随着步入后工业化时代,资源、能源问题日益突出,自然界已经难以承担严重的需求负荷,而污染和排放等环境问题,也已经达到自然界可以忍受的极限。为了实现中国钢铁工业的平衡、协调、可持续发展,研究开发适应后工业化时代的生态化的钢铁轧制技术已经迫在眉睫。依据国际上钢铁工业的发展趋势和中国钢铁工业的重大需求,结合"2011计划"中钢铁共性技术协同创新中心工艺与装备研发平台的建设,总结出后工业化时代的重要的生态化(即减量化、低碳化、数字化)轧制技术,为企业自主创新、技术改造、转型发展提供参考。     

钢铁轧制技术的进步与发展趋势探索

工业和国民经济的发展,钢材需求量增大,推动了轧钢制造技术的进步与发展.文章回顾了中国钢铁轧制技术的发展与进步,阐述了当前国内钢铁轧制技术的现状,分析了钢铁轧制技术未来的发展趋势,旨在为促进钢铁轧制行业的和谐、平衡、可持续发展,建立生态化钢铁轧制技术体系提供参考.     

过程工程与制造流程

 过程工程是指在开放的工程系统条件下,描述多因子、多尺度、多层次、多单元的过程及其系统行为并集成为动态运行系统的学问。在过程工程中,鲜明地体现为不同层次、不同尺度的过程之间的“纵向集成”,同时也呈现出“异质”的但又相关单元过程之间的“横向集成”。过程工程问题广泛地存在于冶金、化工、建材等流程制造业的生产运行和规划、设计之中。包括钢铁工业在内的流程制造业有着形式各异的企业,但这些企业有着共同的特征,即这些制造流程动态运行的物理本质是：“‘物质流’在‘能量流’的驱动和作用下,沿着设定的‘流程网络’,按照设定的‘程序’作动态-有序运行”。制造流程动态运行的要素是“流”、“流程网络”和“运行程序”。制造流程不仅涉及产品制造,还涉及能源转换和耗散、过程排放与环境-生态等。在理论阐述的基础上,讨论了钢铁制造流程动态运行的6条规则,这将对工程规划、设计,企业生产运行及其信息化、绿色化具有引导性。强调指出：制造流程是复杂的、动态的、整体性的工程系统,是多因子、多尺度、多单元、多层次整合-集成而成的整体,具有涌现性而非简单加和性。对制造流程而言,一切都是过程及其集成,一切都是开放-动态的过程并可形成结构不同的流程系统,其动态运行过程的实质是不同耗散结构中的耗散过程。     

关于高效率、低成本洁净钢平台的讨论——21世纪钢铁工业关键技术之一

高效率、低成本洁净钢平台建设仍是今后几年钢厂科技创新中一项具有普适性、基础性、事关钢厂效率、质量、成本的共性关键技术,对提高企业市场竞争力具有重要意义。洁净钢平台建设需抓好铁水预处理、转炉冶炼、二次冶金、全连铸4项基础支撑型技术和优化-简捷的流程网络和动态-有序运行的物流技术这2项集成技术。当前中国洁净钢平台建设的重点是:认清协同-稳定是洁净钢平台动态运行的核心,高效恒速的连铸生产是洁净钢平台动态运行的有序之源,也是优质、节能、低成本的关键;深入进行各种铁水预处理工艺、装备的适用性研究及技术经济比较;深入研究和优化规范适用范围广、运行效率高、易于协同、成本低廉的钢水吹氩精炼工艺;大力推进真空精炼装备和技术(尤其是高效RH)优化;在炼钢厂新建或改造的设计过程中要高度重视平面布置图(流程网络)的合理化,为稳定、经济地生产高质量钢材打好基础。     

智能制造助力钢铁工业转型升级

论述了在"打造平台经济,加快两化融合,建设服务型钢铁企业"的理念下,如何通过智能制造助力钢铁企业转型升级。首先从宏观视角阐述中国经济进入减速转型发展的新阶段;随后论述钢铁产业在目前发展阶段的十大趋势,以及在减量发展背景下如何进行九化协同,重塑价值链;重点论述了如何通过智能制造助力钢铁工业成功转型升级,分析了钢铁智能制造目前存在的问题、发展思路及主攻方向,提出钢铁企业在智能化发展的不同阶段推进转型升级的具体实施路径。     

基于工程设计的热轧宽厚板轧制规程计算系统的开发及应用

结合宽厚板轧机生产工艺特点及工程设计需要,开发了宽中厚板轧制规程计算软件,对宽厚板轧机轧制过程温度及力能参数计算模型公式的选用、计算方法及编程过程等进行了介绍。采用本软件计算的宽厚板轧制规程实例与工厂实际生产过程轧制规程进行了对比,两者计算结果比较一致。在现代宽厚板轧机工程设计中,采用该软件可获得合理准确的轧制规程,在轧机设备选型、轧机产能计算、极限规格产品轧制能力及轧机电气传动系统设计方面均具有重要的意义。     

高速线材减定径多道次孔型轧制有限元分析及工艺参数优化

采用显式动力学有限元方法对高速线材减定径多道次孔型轧制进行了模拟分析。通过模拟计算的结果,分析了各道次轧件在轧制过程中的宽展变化、等效应变及残余应力的分布、各道次轧制过程中的轧制力及道次间张力变化。根据分析结果,对轧制工艺参数进行了优化,通过调整工艺参数,各道次轧件断面得到了优化,各道次间实现了微张力连轧关系。     

钢铁联合企业CO2排放研究综述

摘 要：回顾了近年来国内外研究钢铁联合企业CO₂排放的文献,建立了钢铁生产过程碳素流模型;总结和分析了钢铁联合工业影响CO₂排放因素;介绍了国外利用reMIND和CLPEX建立的过程集成优化分析生产成本和CO₂排放量的模型;总结了钢铁联合企业CO₂排放量的估算方法和注意事项;提出我国钢铁联合企业目前应该加快建立适合本国钢铁联合企业温室气体排放计算标准和方法;展望了钢铁联合企业研究CO₂排放的研究方向。     

冶金工程设计的发展现状及展望

 冶金工程设计对促进冶金工业的可持续发展具有特殊的重要作用。中国已经具备了现代大型钢铁厂的流程设计、工艺设计、设备设计以及系统集成能力,创建并应用动态-精准设计体系,建立了现代冶金厂工程设计理念、理论和设计方法,设计建设了具有国际先进水平的新一代可循环钢铁厂,在流程高效化、生产集约化、装备大型化等方面取得显著成效。与此同时,冶金关键单元技术和工程化集成技术得到重点突破,在关键、共性、重大技术领域取得一系列科技成果,对冶金工程设计的理论与实践提供了有效支撑。未来中国冶金工程设计应以冶金流程工程学和动态-精准设计理论与方法为核心,构建冶金工程设计创新理念、理论及设计方法的完整体系。     

柳钢“十五”期间轧制技术的进步与建议

“十五”期间，柳钢轧制技术的进步，通过加快对轧制的技术改造和技术创新，提高了技术装备水平，使钢材产量和主要技术经济指标得到了明显提高。     

新一代钢厂精准设计理论研究

新一代钢厂指的是具有钢铁制造、能源转换、废弃物消纳功能的专业化钢厂。精准设计理论是指导新一代钢厂建设的现代设计理论,其理论基础是冶金流程工程学,核心思想是实现钢铁制造流程的动态-有序-连续-紧凑。介绍了新一代钢铁制造流程的特点,阐述了精准设计应遵循的原则及步骤,剖析了精准设计的特点,提出钢铁设计研究专家系统和流程仿真平台是精准设计的配套技术,其研究结果对钢厂设计具有理论指导意义。     

典型钢铁企业全流程的氮素流及其含氮污染物减排潜力分析

针对钢铁生产全流程产生的NO_x造成的环境污染问题,依据NO_x生成机理及元素流分析方法,建立钢铁生产全流程氮素流分析模型。应用该模型,以某典型钢铁企业实际生产数据为样本,分析钢铁联合企业的氮元素流动特征,讨论钢铁生产全流程中排放的含氮污染物及废气NO_x的产生、脱硝及排放情况。研究结果表明,钢铁企业输入的氮素主要来源于高炉鼓风和各工序燃烧所需的空气(99.655%),输出的氮素主要以N₂形式(82.917%)排放至大气,全流程内的氮素主要以煤气和工序产品形式循环;钢铁企业排放的含氮污染物以废气NO_x(97.982%)为主,高炉炼铁工序废气NO_x排放量最高;钢铁企业产生的废气NO_x主要来源于焦炭(56.84%)和煤炭(28.91%),其中24.23%的NO_x经脱硝后转化为N₂排放至大气。对钢铁生产全流程氮素流及含氮污染物的排放、控制及相关政策开展研究,提出合理建议,对中国环境保护和钢铁行业的绿色发展具有重要意义。     

T91钢热连轧管过程力学参数的有限元分析

应用三维有限元模拟仿真技术,对Φ169 mmx6 mm T91无缝钢管8机架浮动芯棒连轧管过程, 进行有限元模拟与仿真分析,获得各机架横断面等效应力分布以及轧制力、芯棒力和力距的变化特点。提岀 增加前3机架轧制力,降低第4机架轧制负荷,使连轧管过程轧制力参数合理分布     

含硼冷镦钢硼的行为研究

通过试验和分析,阐述了10B21钢中的硼在炼钢、连铸、轧制等过程中的经历,通过调整生产工艺,达到使硼在炼钢时不氧化,在凝固时不形成“硼相”BN,在轧制时抑制Fe23(C,B)6的形成,使硼从炼钢到轧制等4个过程中得以顺利形成为有益的酸溶硼,合理选择用户加工参数,提高钢的晶界上的酸溶硼量,提高产品的淬透性和冷加工性,从而达到发挥硼在钢中的作用这一目的。