我国冷轧板带材生产技术现状及发展方向

 
 
摘要:本文对当前我国冷轧带钢的市场需求、生产状况和技术发展进行了分析,指出了冷轧板 带材的市场需求大,一方面要解决国内需求的快速增长,另一方面要代替进口,解决市场战有率和自 给率低的问题;在冷轧产品中,优质汽车电工钢、薄宽带及高精度包装板是今后的重点产品;突破冷 轧核心技术是我国冷轧技术发展的关键;近年来冷轧带坯的无酸洗除磷工艺、液氮冷却机在带冷轧中 的应用等新技术使生产过程更符合生态要求,节能降耗,值得关注和推广。
 
关键词:冷轧带钢;自动控制;节能环保
 
我国钢铁工业在“十一五”期间得到快速发 展,为国民经济的发展做出了巨大贡献。2010 年钢材生产总产量已接近7亿t。目前钢材的产 能总体上已经出现过剩,钢材生产重点将转向结 构调整和品种规格、质量升级换代等。同时,根 据我国的实际现状,联合发展、提高质量和深度 加工、节能降耗等应是重点发展的方向。据有关
收稿日期:2011 -05 - 06;修订日期:2011 -05 -12 作者简介:谢东钢(1956-),男,中国重型机械研究院有限公 司院长,研究员级高级工程师
统计资料显示,在我国所有钢材品种中,冷轧薄 板、冷轧薄宽带钢仍然是国内市场自给率和占有 率最低的产品。也是现今需要重点给予关注的领 域。本文结合冷轧板带材生产的技术特点分析我 国冷轧板带材生产技术现状及发展方向。
 
2我国冷轧板带生产技术现状
 
2.1冷轧板带生产现状
 
近十年来,我国冷轧板带生产需求一直呈现 非常旺盛的局面,产能扩张十分迅猛,至2010 年初步统计,已建和在建的冷轧板带产能达到 9000万t左右,其中建有宽带钢冷连轧轧机超过 40台套,而单机可逆式宽带钢轧机100余套,冷
 
轧宽带钢生产产能超过70%以上为冷连机生产。
 
近五年来我国钢材及冷轧带的生产增长情况 见表1。可以看出,我国钢材产量在2005年到 2009年的得到快速增长,同时冷轧板带材产量 逐年快速增长。由于冷轧板占钢材总量的比例较 低,虽然也逐年缓慢增长,至今仍不足12%, 其增长的速度显然远远滞后于市场需求,表2为 发达国家钢材生产的情况,可以看出冷轧带钢占 钢材总量的比例均超过30%。
 
表1近年我国冷轧板带钢产量和 占钢材总产量的比例 Table 1 Strip steel output of cold-rolled sheet and
proportion of steel total output in China in recent years
项目名称 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年
钢材总产量/万t 37530 46000 56450 58190 69240
冷轧带钢  总产量/万t 3520 3620 6420 6560 7470
占钢材总量 的比例/% 9. 38 7. 87 11.37 11.27 10. 79
表2 2003年欧、 美、曰 、韩钢材产量统计
Table 2 Steel output in Europe, America,
Japan and Korea in 2003
国家 欧盟 美国 日本 韩国
钢材总产量/万t 14040 8220 7420 4140
冷轧带钢总产量/万t 4540 3360 2570 1450
占钢材总量的比例/% 32. 34 40. 88 34. 64 34. 02
 
比较表1与表2,可以看出我国钢材生产状 况,冷轧板带比例明显偏低。随着我国工业化进 程和城镇化发展,汽车消费的普及,钢材的生产 与消耗比例将会向发达国家靠近。近年来我国钢 材生产的实际情况也证明了这点。因此,从长远 和发展的观点来看出,冷乳板带材需求与发展的 前景是广阔的,发展的空间也是非常巨大的。如 果按照钢材总产能7亿t计算,每年冷乳板带材 产能增加1%,到2015年达到16%,则需增加产 能3 500万t,还不到发达国家所占比例的一半。
 
2.2冷轧设备的发展概况
 
纵观我国的冷轧技术应用及发展,大体可以 划分为三个阶段,第一阶段1978年以前,是缓 慢发展阶段。冷轧是属于技术和经济密集型行 业,受国家当时各方面条件的限制,难以发展和 建设先进的大型化冷轧工程。在50年代,鞍钢 进口了当时苏联的1700 mm连轧机,是我国当
时最具规模的冷乳装备。70年代进口了 1200 mm单机架可逆冷轧机。另外,还有一些比较落 后的低产能、高能耗窄带钢生产设备。第二阶段 1978年到1998年,这个时期是稳步发展阶段。 随着改革开放及经济建设的需要,引进一批冷轧 设备和技术,比较有代表的如1978年武钢进口 的1700冷连轧机,1989年宝钢进口的2030 mm 冷连轧机等。第三阶段是1998年以后,属是高 速发展期。在这期间,仅宝钢就建设了5套冷连 乳工程,如 2030 mm, 1420 mm, 1550 mm, 1800 mm,1250 mm等冷连轧机,这些设备全部 采用进口技术,不但是国内最先进的装备,也代 表了国际上最先进的技术。还有鞍钢的1680 mm, 1700 mm等4套冷乳机;本钢的1676 mm, 1970 mm冷轧机;武钢的1700 mm, 2150 mm冷 轧机。
 
2.3冷轧生产技术的发展过程
 
2. 3. 1冷轧技术特点
 
首先,和其他金属塑性变形相比,冷轧的宽 厚比最大,导致了板形控制难度大,冷连轧最薄 规格0. 15 mm,最宽规格2000 mm,宽厚比大于 10000。其次,冷态的金属变形抗力大,而厚度 精度要求高,因此轧制力大,轧机弹性变形大, 要求机架刚性大,同时,乳辊弹性变形大,要求 辊系刚性大。轧制力大导致轧辊热膨胀和磨损 大,要求冷却润滑充分。再者,为了防止跑偏, 改善应力状态,降低轧制力,改善板形,需要带 张力轧制。还有产品厚度精度1 ~5 |xm,板形精 度小于51,表面精度不允许有任何瑕疵。这对设 备的动态特性、变形环境及其检测和控制系统提 出了高要求。
 
2.3.2冷轧生产技术的发展过程
 
从轧辊数量上讲,从最早的2辊轧机逐步发 展到4辊、6辊轧机,随着工业发展的需求,包 括变形抗力和变形量的提高,又产生了 12辊、 14辊、18辊、20辊、36辊等机型。从机架数 讲,从最早期的单机架可逆到连轧,包括3、4、 5、6、7机架等,解决了大批量、高产能的问 题。轧制速度也提高到现在的3000 m/min。可 以看出总的发展趋势为大型化、高速化、连续 化、自动化。
 
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