為了提高連鑄機的生產水平,冶金部於一九六九年、一九七二年、一九七四年、一九七九年四次召開全國連鑄會議,推廣上海的經驗;另一方麵,與第一機械工業部共同組織科研、教學、設計、生產單位在上鋼一廠聯合攻關。在攻關中,洛陽耐火材料研究所、青島耐火材料廠、上海第一、第二耐火材料廠研製出熔融石英長水口,鋼鐵研究總院、攀枝花鋼鐵研究院、上鋼一廠等研製了保護渣,使連鑄機成功地采用了浸入式水口保護渣澆注工藝,基本上解決了板坯表麵質量缺陷,鑄坯合格率由84%提高到99%(三號機);同時,還試驗成功鋼包吹氬工藝,擴大了連鑄鋼品種,鑄成了造船板、深衝鋁鎮靜板、鍋爐板坯。通過攻關和交流經驗,連鑄生產水平有了提高,一九七八年全國連鑄坯產量達到12.7萬噸,連鑄比為3.5%。
一九七八年十一月,武鋼從聯邦德國引進三台單流弧形板坯連鑄機建成投產,設計年產連鑄坯150萬噸,這是中國鋼鐵廠的第一台大型現代化連鑄機。
進入“六五”計劃期間,連鑄生產有了較快的發展。機械工業部、冶金部從聯邦德國德馬克公司引進技術,合作製造小型方坯連鑄機8套,安裝在天津、昆明、馬鞍山、漣源、安陽、三明等鋼鐵廠;同時,由中國自己設計製造了弧形矩型坯連鑄機6台、弧形板坯連鑄機3台、立式板坯連鑄機4台,上海更新改造連鑄機1台,到一九九○年底,全國擁有連鑄機104套(285流),設計能力1680萬噸,當年生產連鑄坯1480萬噸,連鑄比達到.37%。其中武鋼第二煉鋼廠三台板坯連鑄機年產連鑄坯187萬噸,超過了設計能力,實現了全連鑄。
“六五”計劃期間,連鑄生產技術研究也取得一批重要成果,如小方坯連鑄機用的管式結晶器製造技術、連鑄高級矽鋼工藝、兩種鋼種連澆技術、電磁攪拌、防劃傷槽型導輥等;還試製成功並成批生產了鋯質定徑水口、鋯碳質長水口、中間包用絕熱板、碳化稻殼保溫覆蓋劑等,在連鑄生產上應用,這些技術和材料收到明顯效益。小方坯連鑄機、矩型坯連鑄機、中型板坯連鑄機,已可以立足於國內設計製造。
國外近十幾年來有少量水平連鑄機投入生產,這種連鑄機高度更低,可以澆鑄小尺寸鑄坯及合金鋼與高合金鋼。中國一九七五年已開始試驗研究,以後由國外引進了一些裝置。一九八八年底止,中國有水平連鑄機8台,生產能力21萬噸,分布在成都無縫鋼管廠、天津鋼廠、齊齊哈爾鋼廠、吉林市鋼廠等單位。
四、其他煉鋼技術
模鑄,這是中國煉鋼的主要澆鑄方法。一九九○年模鑄比仍占75%以上。中國模鑄技術的發展分兩個階段:五十年代至七十年代中期側重於改善模鑄勞動條件,例如改坑鑄為車鑄或地澆車澆鑄,清模、整模機械化、半機械化等。七十年代中期以後,重點轉到提高鑄錠質量和提高成坯率。一九五八年以前,在改善模鑄勞動條件的同時,推行過沸騰鋼壓蓋、化學封頂、外沸內鎮等技術,鞍鋼實行過上鑄高炭鎮靜鋼的快速鑄錠。六十年代初,發展了絕熱保溫帽、柳毛石墨保護渣,采用推廣了滑動水口。一九七七年,開始研究推廣鎮靜鋼鑄錠采用絕熱板、保護渣、防縮孔劑等技術,可以提高成坯率3%以上,一九八五年重點鋼鐵企業已普遍采用這一技術。絕熱板材質已開始由矽質向非矽質輕型化發展,保護渣和發熱劑已由粉狀發展到顆粒狀。提高鋼錠裝爐溫度,已達到800℃。此外,首鋼還采用了雙層底板澆鑄工藝,鞍鋼采用了ZF法鑄錠。模鑄的其他技術進步有外沸內鎮半鎮靜鋼的快速上注、改進錠頭錠尾形狀、嚅鐵鋼錠模的應用等。
鋼包吹氬(或部分鋼種吹氬),是一項簡易的爐後鋼水精煉技術。鞍鋼試驗證明,鋼液在鋼包中吹氬處理後,可除去鋼液中的氧27.3%、氫22%、氮17%,減少非金屬夾雜物22.6%,提高鋼錠成坯率0.6%。這項技術從一九七七年開始試驗推廣,最早使用鋼包吹氬的是上鋼一廠,一九八○年重點鋼鐵企業中經過鋼包吹氬處理的鋼有260萬噸,一九八七年達到1335萬噸。
爐外精煉,就是把在一般煉鋼爐中要完成的精煉任務,如脫硫、脫氣、去掉非金屬夾雜、調整成份和溫度等,移到鋼包或專用容器上進行。中國試驗研究這項技術也比較早,一九五七年鋼鐵工業綜合研究所(鋼鐵研究總院前身)就進行過鋼包真空處理研究,六十年代上鋼一廠、鞍鋼各建一台DH真空處理裝置進行試驗,但都未成功。一九六五年大冶鋼廠從聯邦德國引進一台RH真空處理設備,與90噸平爐相配合,對碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼等進行了處理,脫氫、脫氧效果很好。“文化大革命”中這台設備閑置未用,一九七八年又開始恢複使用。一九七六年武鋼從聯邦德國引進一台RH真空處理裝置,用來處理普碳鋼、低合金鋼、矽鋼,設計年處理量30萬噸,一九七九年十一月投入使用。一九八○年撫順鋼廠引進30噸/60噸VOD/VHD精煉爐和10噸真空吹氬爐。到一九八七年,中國已建成AOD、VOD、VHD、LF、RH、ASEA—SKF等型號的精煉爐19座,大多數設在特殊鋼廠。一九八○年通過爐外精煉處理的鋼為3.32萬噸,一九八七年達到30萬噸。中國可以設計製造18噸VOD爐、10噸LF爐。
噴射冶金,這是近些年世界上發展起來的強化冶金過程反應的煉鋼新技術,具有快速去磷、去硫、脫氧、微合金化以及改變夾雜物形態、提高鋼的性能的作用。一九七八年北京特殊鋼廠、西寧鋼廠、撫順鋼廠首先進行試驗,一九八○年在特殊鋼廠推廣,以後又在鞍鋼、上鋼三廠等普通鋼廠開始應用。中國在發展噴射冶金過程中,先後開發了10噸、30噸、70噸、110噸、180噸鋼包噴粉設備,進行了噴吹用矽鈣粉、石灰粉及噴射製造技術與應用理論的研究。到一九八五年,全國鋼鐵係統已有鋼包噴粉裝置26台,其中特殊鋼廠12台、普通鋼廠14台。特殊鋼廠多數電爐都配備了單體噴粉罐(共78台),實行爐內噴粉。一九八八年特殊鋼廠用噴射精煉法生產的鋼達到65萬噸。
軋製生產技術
一九四九年,中國軋鋼機很少,年產鋼材14萬噸,品種規格不到200個。
在國民經濟恢複時期,重點恢複了鞍鋼的1100毫米初軋機(第一初軋廠)、580毫米中型軋機、300毫米小型軋機、2300毫米中板軋機、900毫米疊軋薄板軋機(第一薄板廠)以及焊管、鋼絲繩等設備,還恢複了重鋼的2300毫米蒸汽驅動的中板軋機、800毫米大型軋機,以及上海、天津、太原、重慶、唐山等地的中小軋機。一九五二年全國鋼材產量達到113萬噸,生產出新中國成立後修建的第一條鐵路——成渝鐵路所用的鋼軌,以及修建康藏公路用的橋梁鋼材、長江航運用的造船鋼板、抗美援朝急需的軍用鋼材等。
“一五”計劃時期,建設了一批骨幹軋鋼設備。鞍鋼由前蘇聯引進了800毫米大型軋機、140毫米自動軋管機組、1150毫米初軋機(第二初軋廠)、2800/1700毫米半連續熱軋板機,1700毫米及1200毫米可逆式冷軋板機等。這些軋機的建成投產,使鞍鋼成為中國第一個能生產板、管、型、帶、絲各類鋼材,品種比較齊全的鋼鐵生產基地。一九五七年全國鋼材產量達到436萬噸,為一九五二年的3.4倍,五年中平均每年增長31.05%;鋼材品種增加了重型鋼軌、大型鋼材、鍋爐鋼板、鍍鋅薄板、熱軋矽鋼片、鍋爐鋼管、地質鑽探管、高強度建築鋼筋等,解決了建築設漢長江大橋和製造解放牌汽車需要的大部分鋼材。
五十年代末期到六十年代,隨著武鋼、包鋼、馬鋼、湘鋼、成都無縫鋼管廠等重點鋼鐵企業的建設和老企業的擴建,又由前蘇聯引進了一批骨幹品種軋機。其中有武鋼的2800毫米中板軋機、包鋼Φ400毫米無縫鋼管軋機、成都無縫鋼管廠Φ318、Φ216、Φ133毫米無縫鋼管軋機、寶雞石油鋼管廠螺旋焊管機組、首鋼連續小型軋機和Φl02電焊管機組、湘鋼連續線材軋機、重鋼2300毫米中板軋機、馬鋼車輪輪箍軋機。另外,大鋼由聯邦德國引進爐卷軋機、8輥和20輥冷軋帶卷軋機,長城鋼廠由日本引進特殊鋼半連續小型軋機和由聯邦德國引進的高合金鋼管擠壓機等等。與此同時,各省、市、自治區、也在地方骨幹鋼鐵廠內,分別建設了一大批由國內設計製造的650毫米中型軋機、2300毫米中板軋機、1200毫米疊軋薄板軋機、複二重式線材軋機、Φ76毫米無縫鋼管軋機和小型型鋼軋機等。到一九七○年,全國軋鋼機已增加到493套,年產鋼材1223萬噸。至此,中國軋鋼設備從數量到品種基本上形成了體係。
進入七十年代,鋼鐵工業進一步加快了軋鋼建設。一九七二年國家批準從聯邦德國和日本進口1700毫米軋機,建在武漢鋼鐵公司。一九七四年,同聯邦德國和日本有關廠商分別簽訂了1700毫米帶鋼連續式冷軋機、1700毫米連續熱軋帶鋼廠和冷軋矽鋼片廠的成套設備引進合同。這3套軋機的裝備都具有七十年代的世界先進技術水平。在建設武鋼1700毫米軋機的同時,為了解決特厚板的生產問題,在河南舞陽建設了4200毫米特厚板軋機。這套軋機是中國自行設計製造的。
一九七七年國務院確定興建上海寶山鋼鐵總廠。一期工程的軋鋼部分有:從日本引進的1300毫米雙機架初軋機和六機架鋼坯連軋機一套,年處理鋼錠344.5萬噸,從聯邦德國引進的140毫米無縫鋼管軋機一套,年產能力50萬噸。這兩套軋機已分別在一九八五年、一九八七年投入生產。二期工程中的2030毫米冷軋板機、2050毫米熱軋板機已經建成。武鋼1700毫米軋機和寶鋼140毫米無縫管軋機加入軋鋼序列,提高了中國軋鋼的技術裝備水平,擴大了鋼材品種,提高了鋼材質量。
到一九九三年底,全國共有軋鋼機2411套,其中初軋機21套、大型軋機8套、開坯軋機133套、中型軋機84套、小型軋機719套、線材軋機125套、板帶軋機533套、無縫管軋機268套、焊管機組312套、車輪輪箍軋機2套、熱軋型材軋機33套,其他軋機168套,鋼材年生產能力9412萬噸,可生產4萬多個鋼材品種規模。
軋鋼生產技術的主要進步是:
一、型鋼軋機的反圍盤
舊中國的小型軋機,都用人工喂鋼,事故頻繁,鞍鋼工人曾稱之為:“小型廠,閻王殿,夾鉗活,拿命換”。一九五二年,鞍鋼小型軋鋼廠革新了機械化型鋼軋機“反圍盤”,用來代替人工夾鉗喂鋼,改善了勞動條件,使軋機生產效率提高30%以上。這一革新為橫列式型鋼軋機和線材軋機的機械化開辟了途徑。在“一五”計劃期間,疊軋薄板軋機采用了雙層升降台,型鋼軋機前後設置了翻鋼槽和雙層輥道,實現了多條鋼交叉軋製,大大提高了軋機效率。
二、初軋機雙錠軋製
一九五八年鞍鋼第二初軋廠在1150毫米初軋機上首先采用了雙錠軋製操作法,即兩支鋼錠連續通過一個軋製道次,再返回來軋製另一道次。這個操作法使軋機小時產量提高30%以上,其他初軋廠也推廣了這一操作法。
三、鋼錠液芯軋製
這是七十年代後期研究開發的一項軋鋼技術。這項技術是在鋼錠澆鑄後,鋼水還沒有完全凝固時即送入均熱爐;鋼錠在均熱爐中,當中心尚沒有完全凝固時(液體部分約占6%左右),就出爐軋製。一九八一年十一月,攀鋼同北京鋼鐵學院合作進行了36爐沸騰鋼錠液芯加熱、液芯軋製的試驗,取得的效果是:初軋均熱爐生產能力提高54%—61%,初軋廠煤氣單耗降低52%;軌梁廠煤氣單耗降低92%,從錠到材的成材率提高2.85%。鞍鋼、本鋼也試驗成功,但這項技術還處於批量試驗階段。