張訓(xùn)毅
到20世紀(jì)末,中國開始出現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)品階段性、結(jié)構(gòu)性過剩,而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理的矛盾日益突出。由于我國工業(yè)化逐步向中后期推進(jìn),工業(yè)中主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)由建筑業(yè)向制造業(yè)轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致鋼材需求結(jié)構(gòu)從以型棒線為主向以板管帶為主轉(zhuǎn)變。調(diào)整鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu),先要調(diào)整工藝裝備結(jié)構(gòu),而板管帶材的技術(shù)含量比型棒線材高得多。為此,我國鋼鐵行業(yè)從“九五”開始的工藝裝備結(jié)構(gòu)調(diào)整,是在跟蹤部分世界先進(jìn)鋼鐵技術(shù)的前提下,以連鑄為中心開展的,即在發(fā)展高效連鑄的同時(shí),一方面從連鑄向后延伸,增加鐵水預(yù)處理環(huán)節(jié),發(fā)展頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐和超高功率電爐,配備不同功能的爐外精煉裝置;另一方面從連鑄向前延伸,采用連鑄坯熱裝熱送,發(fā)展各類連軋機(jī)組,采用控制軋制,提高精整和熱處理水平,以實(shí)現(xiàn)工藝裝備和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、升級。
一是引進(jìn)國際高新技術(shù),建設(shè)3條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。
薄板坯連鑄連軋是20世紀(jì)80年代末開發(fā)成功的世界高新技術(shù)。20世紀(jì)90年代中期,中國鋼鐵工業(yè)引進(jìn)國外高新工藝裝備,在珠江鋼鐵、包鋼、邯鋼建成3條薄板坯連鑄連軋(CSP)生產(chǎn)線。
珠江鋼鐵的CSP生產(chǎn)線,是國家“七五”計(jì)劃確定的項(xiàng)目,于1996年5月被列為國家重點(diǎn)工程,分兩期建設(shè)。一期以廢鋼、海綿鐵、生鐵為原料,配備了從德國福斯公司引進(jìn)的公稱容量150噸交流高阻抗帶指形托料架的單殼電弧豎爐和LF精煉爐,采用SMS公司基本定型的坯厚50毫米立彎式連鑄機(jī)、直通式輥底爐和6機(jī)架CVC熱連軋機(jī),以及各類自動(dòng)化檢測儀表、多層次高智能化自動(dòng)控制系統(tǒng),具有20世紀(jì)90年代先進(jìn)水平。該項(xiàng)目于1999年8月投產(chǎn),可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)96萬噸熱軋卷板,厚度在1.2毫米~12.7毫米,寬度在1000毫米~1350毫米,最大卷重達(dá)24.3噸。
包鋼CSP生產(chǎn)線的主要裝備由國外引進(jìn),部分裝備國內(nèi)配套制造。其煉鋼部分采用美國加州鋼廠210噸頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐和200噸LF精煉爐,從德國SMS公司引進(jìn)兩機(jī)兩流立彎式薄板坯連鑄機(jī)1臺(tái);軋制部分有2座直通輥底式均熱爐、1臺(tái)事故剪、1臺(tái)高壓水除磷機(jī)、1臺(tái)立輥軋邊機(jī),F(xiàn)1~F6高剛度熱帶鋼連軋機(jī)組等。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)年產(chǎn)鋼200萬噸、板材198萬噸、成品板卷94.5萬噸,板卷厚在1.2毫米~20毫米,寬度在980毫米~1560毫米。
邯鋼的CSP生產(chǎn)線采用高爐+轉(zhuǎn)爐+CSP工藝。以高爐鐵水和廢鋼為主要原料,經(jīng)120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼和LF爐精煉后,鋼水直接送至CSP連鑄機(jī)拉出鋼坯,通過擺式剪進(jìn)入長度170米的輥底均熱爐。鋼坯出爐溫度為1150攝氏度,再經(jīng)過粗軋機(jī)前高壓水除磷,進(jìn)入不可逆式粗軋機(jī)進(jìn)行一道次軋制,可將板坯由70毫米軋制到28.5毫米~52.5毫米。從粗軋出來的中間帶坯進(jìn)入長度為67米的輥底式保溫爐進(jìn)行保溫或少許升溫,出爐溫度達(dá)1130攝氏度。然后經(jīng)過精軋機(jī)組前的二次高壓水除磷,進(jìn)入精軋機(jī)組軋制。一期精軋機(jī)由5個(gè)機(jī)架組成,成品寬度為900毫米~1680毫米,厚度為1.2毫米~20毫米。帶鋼出精軋機(jī)組后,通過輸送輥道送至卷取機(jī)。
這3條CSP生產(chǎn)線的引進(jìn)和建設(shè),使中國鋼鐵工業(yè)開始有了20世紀(jì)90年代的世界先進(jìn)工藝裝備。
二是采用國際先進(jìn)鋼鐵技術(shù),新建一批大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化、高效化,具有國際先進(jìn)水平的板管帶生產(chǎn)線。
“九五”以來,為了適應(yīng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求,增加生產(chǎn)板管帶產(chǎn)品的工藝裝備比重,圍繞增產(chǎn)汽車家電用冷軋鋼板、涂鍍層板、不銹鋼板、輸送油氣用管線鋼管、航空航天和軍工用鋼等短缺專用鋼材,在大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化、高效化技術(shù)路線的指導(dǎo)下,我國新建了一批具有國際先進(jìn)水平的板管帶生產(chǎn)線。寶鋼三期除自我設(shè)計(jì)、自我制造建設(shè)了4350立方米高爐外,還引進(jìn)建設(shè)了6米50孔大容積焦?fàn)t4座、450平方米燒結(jié)機(jī)、250噸頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐2座,150噸雙爐殼直流電爐1座,6流圓坯連鑄機(jī)1臺(tái)、1450毫米雙流板坯連鑄機(jī)2臺(tái)、1580毫米熱連軋機(jī)組1套、1420毫米冷連軋機(jī)組1套、1550毫米冷連軋機(jī)組1套等裝備。寶鋼三期工程的整體裝備達(dá)到了20世紀(jì)90年初的世界先進(jìn)水平,其中1997年12月20日進(jìn)行熱負(fù)荷試車的1420毫米冷軋聯(lián)合機(jī)組,是我國第一條生產(chǎn)鍍錫板的現(xiàn)代化酸洗—冷軋一體化聯(lián)合機(jī)組。此外,武鋼引進(jìn)多國先進(jìn)裝備新建了現(xiàn)代化的3200立方米高爐系統(tǒng),引進(jìn)具有當(dāng)代煉鋼先進(jìn)技術(shù)的250噸轉(zhuǎn)爐和板坯連鑄機(jī)、2250毫米熱連軋機(jī),建成了現(xiàn)代化的第三煉鋼廠系統(tǒng);首鋼完成了1號、4號高爐的大型化現(xiàn)代化改造;太鋼、梅鋼、攀鋼的熱連軋機(jī)組建成投產(chǎn);鞍鋼建成了寬厚板軋機(jī),完成了一米七連軋機(jī)組的現(xiàn)代化改造;本鋼、攀鋼建成了冷連軋機(jī)組;天津無縫鋼管廠、成都無縫鋼管廠、衡陽鋼管廠、上海鋼管廠、大冶特鋼的無縫管軋機(jī)投產(chǎn);馬鋼建成了填補(bǔ)行業(yè)空白的H型鋼生產(chǎn)線。
三是將一批世界鋼鐵生產(chǎn)先進(jìn)共性技術(shù)嫁接到我國現(xiàn)有生產(chǎn)工藝裝備上,提高鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)水平。
高爐煉鐵工序在高爐長壽、精料技術(shù)基礎(chǔ)上,深度嫁接噴吹煤粉技術(shù),使高爐生產(chǎn)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)創(chuàng)歷史新高。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐工序嫁接脫硫、脫磷、脫硅的鐵水預(yù)處理技術(shù),頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù),濺渣護(hù)爐技術(shù)和LF、VD、DH、RH、VOD、AOD等爐外精煉技術(shù),不僅延長了爐齡,大大提高了煉鋼效率,而且可以得到高純凈度鋼水。軋鋼工序則在軋制過程連續(xù)化基礎(chǔ)上,嫁接高精度、高質(zhì)量的控制軋制技術(shù)。把這一系列世界鋼鐵生產(chǎn)的先進(jìn)共性技術(shù)嫁接到我國鋼鐵生產(chǎn)現(xiàn)有工藝裝備上,大大縮小了我國鋼鐵與世界鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的差距。
四是淘汰一批落后工藝裝備,優(yōu)化工藝裝備技術(shù)結(jié)構(gòu)。
在“八五”期間禁止新建和逐步淘汰土焦、土燒結(jié)、化鐵煉鋼、小高爐、小電爐、小轉(zhuǎn)爐、橫列式軋機(jī)等的基礎(chǔ)上,我國在“九五”期間加大了淘汰落后工藝裝備的力度。1994年全國有化鐵煉鋼生產(chǎn)能力700萬噸,占全國鋼產(chǎn)量的7.3%。通過“八五”“九五”期間的新建、改造、淘汰,我國鋼鐵工業(yè)的工藝裝備技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階。僅“九五”期間,我國鋼鐵行業(yè)先后建成達(dá)到國際先進(jìn)水平的熱連軋生產(chǎn)線4條、冷連軋生產(chǎn)線4條、無縫鋼管生產(chǎn)線7條、高速線材生產(chǎn)線9條、小型連軋機(jī)組24套,還改造了3套中板軋機(jī)。從“八五”末到“九五”末,我國小型材連軋比由29%提高到50%,高速線材比由30%提高到46.9%。全國大中型鋼鐵企業(yè)中,大于1000立方米高爐產(chǎn)能占比達(dá)53%,大于30噸以上轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能占比達(dá)66%,高功率電爐占電爐產(chǎn)能的67%。我國鋼鐵工業(yè)達(dá)到世界先進(jìn)水平的工藝裝備也由“八五”末的10%提高到“九五”末的30%。