科技成果

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成果名称: 高强度抗震钢筋直接轧制技术研究及产业化应用

成果登记号: 9612015Y0086

第一完成单位: 陕西钢铁集团有限公司

联 系 人: 许宏安

成果类型: 应用技术

应用行业: 制造业

成果简介:

   1、任务来源:自选   2、应用领域和技术原理   应用领域:本项目属于钢铁行业钢筋生产领域。   技术原理:高强度抗震钢筋直接轧制技术关键难点是连铸坯输送过程温降大、炼钢和轧钢系统不匹配导致的直轧率低等,本项目以高速变频保温输送和低温柔性轧制为原理,通过对连铸坯温度梯度模型、断面大温差表面超低温轧制过程塑性变形、大温差表面超低温轧制对产品性能和质量影响等研究,开发了大时滞温度在线调整控制、连铸坯高速柔性启动和柔性咬入、轧件温度高效冷却、连铸坯温降过程控制和头尾温差控制、高速重载辊道系统等技术及装置,形成了连铸坯无加热直接轧制新工艺等26项系统技术及其工艺装备,从而实现高强度抗震钢筋无加热弱降温直接轧制技术产业化应用。   3、性能指标   在湖北立晋钢铁集团有限公司实现了无加热弱降温直接轧制高强度抗震钢筋,生产成本降低147.5元/吨。    实现了"七个零",即CO2排放为零、烟尘为零、SO2为零、NOx为零、氧化烧损为零、加热燃料消耗为零、加热费用为零。   生产的HRB400E钢材屈服强度445MPa~485MPa,抗拉强度595MPa~630MPa,断后伸长率22%~27%,最大力总伸长率平均15%,强屈比平均1.35,全部达到抗震要求,符合国标要求;   生产的HRB500E钢材屈服强度525MPa~585MPa,抗拉强度685MPa~735MPa,断后伸长率为24%左右,最大力总伸长率平均14.5%,强屈比平均1.30,全部达到抗震要求,符合国标要求。   4、与国内同类技术比较   目前,国内外主要是"热装热送+温度补偿"相结合的轧制技术(CC-DHCR)。国内一些钢铁企业通过增设保温坑等进行直接轧制技术研究及应用;美国诺福克厂、意大利ABS-Luna在棒线材生产中探索过取消传统加热炉的尝试,但是仍需要感应炉在线补热等措施。该技术实现长材生产领域首次取消连铸坯二次加热工艺,实现了无加热直接轧制的铸轧一体化工艺,实现了无加热弱降温直接轧制高强度抗震钢筋系统技术的产业化应用,达到了国际领先水平。   5、成果的创造性和先进性  (1)突破了"直接轧制必须有加热或补热装置"、"连铸坯横断面温差不能大于50℃"的传统工艺,在高强度抗震钢筋生产领域,提出了"细化铸坯芯部晶粒"新思路,形成了"全倍尺生产"新概念。  (2)建立和完善了"利用连铸坯大温差细化晶粒"、"升温轧制"理论。  (3)研发了连铸-轧钢300米远距离无加热弱降温输送系统和连铸坯头尾调温系统,首创高-低温五循环轧制新工艺,形成了连铸坯无加热直接轧制新工艺等26项系统技术及其工艺装备,实现了高强度抗震钢筋无加热直接轧制技术产业化应用。  (4)与传统的热装热送、有温度补偿的直接轧制技术相比,本项目在长材生产领域首次取消连铸坯二次加热工艺,实现了无加热直接轧制的铸轧一体化工艺,达到了连铸坯轧制过程"七个零、一提高、一降低"(CO2排放为零、烟尘排放为零、SO2排放为零、NOx排放为零、氧化烧损为零、加热燃料消耗为零、加热费用为零,提高了产品性能,降低了生产成本147.5元/吨)。生产的高强度抗震钢材符合国标要求,各项性能指标优良,已应用到国家重点工程。   6、作用意义(直接经济效益和社会意义)   经济效益:仅消除连铸坯二次加热,消除二次加热氧化烧损,提高钢材性能,消除加热炉运行费用四项,吨材成本降低147.5元。   社会意义:(1)减少能源消耗,保障国家能源安全。采用无加热直接轧制技术,消除连铸坯二次加热工艺   (2)连铸坯二次加热产生的氮氧化物、二氧化硫、烟尘等排放为零,推动钢铁工业生态化、绿色化发展。   (3)该技术提高钢材性能40MPa以上,减少了合金消耗。   (4)节约资源,2013-2014年节约钢坯2万吨。   (5)实现铸轧钢生产一体化,简化工艺流程,提高自动化水平。   (6)锻炼和培养大批铸-轧钢专业技术人员、管理人员,提升人员素质。   7、推广应用的范围、条件和前景   该技术是一项集连铸、判定、筛选、转运、轧制等诸多技术和管理于一身的系统工程,推广应用条件是:   (1)炼钢、连铸及轧钢工序的综合生产状况需正常稳定,工序能力大致匹配;   (2)由于连铸坯缺陷难以在线进行热坯清理,因此炼钢、连铸工序必须具备无缺陷连铸坯的生产技术;   (3)为保证连铸坯的轧制温度,提高直轧率,必须具有高效连铸生产技术能力;   (4)必须具备炼钢、轧钢一体化生产管理技术,必须优化现场管理与生产调度,提高生产过程的稳定性;   该技术已实现了产业化应用,环保、经济和社会效益显著,在钢铁行业具有广阔的推广应用前景。