摘要：钢铁冶炼是高耗能行业，随着我国当前经济总量不断增长，国家的未来发展必然朝着生态、环保、绿色的方向，因此有效减少高耗能行业的废气排出、降低碳生产菜符合我国的长远规划。棒材是成品钢材中的一种类型，对于我国工业发展具有较大影响。本文针对棒材生产发展特点进行分析，结合连铸技术、集成应用、冶金优化等环节探讨高效低碳生产技术与集成化实践应用。

关键词：棒材;高效低碳;生产技术;集成化

我国正处于工业深化改革的重要转型阶段，碳达峰、碳中和是我国未来重要的发展方向，在政府工作报告中明确了在2030年达到碳峰值，因此有针对性的对高耗能产业进行工业调整是当前的重中之重，我国冶炼产业市场竞争日益激烈，相关企业必须在成本控制范围内不断提升自身的工艺生产水平，以高效、低碳、集成化的方式进行产业升级，才符合我国可持续发展战略目标。棒材是钢铁生产中的重要组成部分，为进一步推动节能减排工作的落地实施，需针对棒材生产特点以及升级改造措施进行应用创新。

1棒材生产特点以及发展现状

棒材是钢铁材料中的一种加工形式，由于自身长度与横截面之比非常大，因此又被称为棒材，其横截面主要包括方形、圆形以及六角形等，钢铁棒材一般用于制造各类事机械部件或围栏等，近些年来随着我国对于高耗能产业的不断控制，市场竞争也日益激烈，但是对于高品质的棒材市场需求却逐渐增大，钢铁棒材生产主要包括以下几个特点。

1.1 钢铁市场需求量较高

近些年来，随着我国建筑行业以及工业快速发展，市场对于钢材需求也逐渐增加，我国钢铁产量和钢铁用量都居世界前列，同时市场需求规模还在进一步增长，其中的棒材占总钢材产量的半壁江山，而同时期的欧美国家棒材产量仅占了钢材总产量的25%。由此可见我国的钢铁市场需求量较高。我国目前仍是发展中国家，在工业化程度以及城市化建设层面仍有较大的发展空间，因此市场未来对于钢铁的需求量也会越来越大，而棒材作为钢材中的重点产品，急需相关企业提出高产、稳产、低碳、环保的工艺加工方式[1]。

1.2 生产设备鱼龙混杂

工业化的社会发展离不开冶金材料，在我国经济高速发展的40年当中市场对于钢材需求量非常巨大，而且连年增加的市场需求也给钢铁企业带来了发展契机和挑战，在前期快速发展过程中企业为了更多的赢得利润，往往会采用高能耗的小型生产设备，根据相关数据显示约37%以上的小型型钢生产线的能耗较高且处于淘汰范围内，一些落后的行线钢材生产机器，如果继续使用不仅会造成市场产品不佳，同时也会影响到我国全面的经济改革发展。

1.3 高质量高技术的棒材较少

在经济高速增长的大背景下我国钢材企业总体趋势向好，尤其是在2010年以后不少小型钢材生产线已被淘汰，更多企业关注产品质量，但是与欧美发达国家仍存在差距，根据数据显示我国虽然钢材需求量位居世界首位，但是对于高端产品仍需进口，国产钢铁企业需要从质量、技术、工艺以及成本方面进行创新改革，以此降低成本、节约钢材，提高企业自身的市场竞争力。

2 棒材高效低碳生产技术分析

2.1 关注棒材进轧前的生产工序

优质的原材料是生产优质钢材的重要基础，因此要注重改进棒材进扎前的生产工序，包括扩大转炉容量、增加精炼、增加超生波探伤等。采用高功率的电炉不仅能够提高生产效率，同时也能改善钢材自身的纯净度，在能源节约以及生产时间方面都具备优势。相反一些小型的钢胚传送系统会增加能耗、增加成本，既不利于行业的可持续发展，同时也无法在激烈的市场竞争中站稳脚跟。

2.2 加强铁水预处理技术

铁水预处理技术是针对铁水中的杂质进行过滤处理的过程，直接关系到钢铁的自身质量，加强铁处理技术常见的措施包括铁水预处理站和扒渣机，其中铁水预处理站可以降低铁水中的硫含量，而扒渣机则可降低工序成本，并为铁水降温减少了处理时间、提高了工作效率，让预处理技术与下游环节能够更加完美的衔接。

2.3 提升加热炉的技术应用

加热炉是钢材加工中的重要环节，在自身的发展中也有不断改进的过程，上世纪90年代末连续式高速线材扎钢机多采用步进式加热炉，到了2000年前后大部分钢材加工企业则采用侧进侧出加热炉，其可对加工布局进行微调，同时也能让钢材加热温度更加均匀，但是以上两种的加热炉技术能耗较大，且燃料大多以热量形式排放出去，造成较大的碳排放弊端。近些年来蓄热式加热炉受到了行业广泛关注，其工作原理是在蓄热炉和转向装置之间将燃料与空气进行预热，既有效降低了能源消耗，同时也缩短了加热时间，一般而言蓄热式加热炉在预热至1000度左右时可节能30%以上[2]。

3 棒材集成化加工应用分析

在冶炼行业中一直强调集成化的加工应用，其优势是能将上游的拉力源转化为下游的推力源，快速的组织转换形成工作以及能源的最佳匹配消耗，将工艺时间压缩到最短，同时也能实现逐层运行的全流程加工过程。

3.1 小方坯高温热装置生产平台的应用

小方坯高温热装置生产平台利用了转炉、连铸、轧制连续性生产工艺，但是需要注重根据企业生产的特点进行新型车间分布，要在初始阶段就进行设计，并确定高温装置运行距离，在半小时内将炉内温度提升至八百度以上，可以更好地进行能量消耗控制。值得注意的是三个方面，首先是扒渣处理需要在静态模拟状态下运行，以此降低石灰消耗数量。其次保证浇筑过程中的连续稳定性，防止温度损失过快。最后注重生产节奏把控，热装比达到百分之九十以上能耗控制最佳。

3.2 智能供坯技术的优化应用

钢坯温度一直是加工环节中的重点与难点，因此要注重现代化智能技术的广泛应用，通过电子信号对钢坯温度进行控制，并智能化调整输送时间，也可以根据模拟算法对钢坯输送的顺序进行调整，防止钢坯在轨道上的等待时间、减少温度损失。在供给轨道上还应安装智能跟踪系统，对钢坯的温度、发送顺序及位置进行全程跟踪，让钢坯的运送时间间隔符合生产节奏，防止追尾或能量损耗。另外建议钢材生产企业根据自身的生产经验建立大数据库，将数据库与智能钢坯系统进行融合，既能为企业的生产不断的进行数据化调整，同时也能结合市场的先进技术进行探索和创新。

3.3 自动控制技术的整合应用

棒材由于截面积与长度比过大，因此容易在加工过程中产生振动、扭转或变形的问题，如果仅使用传统加工工艺，在把控过程中无法保证质量，因此应注重自动控制技术的整合应用，以往国外的生产厂家常借助经纬仪对成品进行动态检测，但是监测处于被动状态，无法在生产过程中进行动态性分析，随着当前信息化产业技术快速发展，使得冶金行业有了更好的行业发展技术[3]。例如TMCP技术可以将铸造坯低温加热到1000度，在处于亚稳态奥氏体区内进行变形控制，这样不仅能够有效的控制棒材的生产形状、质量，同时也能进行低碳化的工艺改善，对于提高钢材的韧度或刚性具有重要意义。

4 结束语

综上所述，我国制造业一直处于世界工业产业中的重要地位，但是传统的工业生产能耗大、污染环境，不利于可持续发展，因此必须从节能减排角度进行创新，钢铁是工业的基础，我国目前的棒材生产发展还处于起步阶段，只有分析自身的生产特点以及存在的问题才能更好的进行技术提升，相关企业要将互联网智能化技术与现有的生产工艺进行结合，提高生产效率、降低碳排放，为我国的工业转型奠定扎实基础。

参考文献

[1] 朱士诚. 轧钢产线生产棒材表面质量改进方法探讨[J]. 冶金与材料，2021，41（5）：121-122.

[2] 丁晓伟. 对数控棒材剪切生产线功能的研究与改进[J]. 价值工程，2021，40（4）：119-120.

[3] 刘鹏，陈焕良，马良荣. 棒材生产线自动化控制应用分析[J]. 化工自动化及仪表，2020，47（2）：174-176.