合金鋼棒材生產(chǎn)線的裝備與工藝技術(shù)

楊家強(qiáng)（中冶京誠工程技術(shù)有限公司,北京 100176）

合金鋼棒材生產(chǎn)線的裝備與工藝技術(shù)

楊家強(qiáng)
（中冶京誠工程技術(shù)有限公司,北京 100176）

以國內(nèi)某鋼廠合金鋼棒材生產(chǎn)線為例，介紹了合金鋼棒材生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝、設(shè)備以及主要技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)。

合金鋼； 棒材生產(chǎn)工藝；設(shè)備性能；技術(shù)特點(diǎn)

1 前言

隨著我國汽車制造、電氣機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，高品質(zhì)合金鋼棒材作為汽車工業(yè)的主要原材料，其產(chǎn)品質(zhì)量要求日益提高。目前，國內(nèi)很多鋼鐵企業(yè)都開始了“普轉(zhuǎn)優(yōu)”，提升產(chǎn)品附加值，提高生產(chǎn)線的綜合能力。

本文以某廠合金鋼棒材生產(chǎn)線為例，著力介紹該生產(chǎn)線的工藝技術(shù)和裝備特點(diǎn)。

2 原料及產(chǎn)品方案

2.1 原料

合金鋼要求有較大的壓縮比，為了保證成品鋼材的性能，車間采用的合格坯料為大斷面鋼坯，規(guī)格為240mm×240mm×4~6m、200mm×200mm×4~6m，坯重2065~2643kg。坯料分熱坯和冷坯，熱坯由熱送輥道和提升機(jī)構(gòu)直接送至加熱爐內(nèi)。

2.2 產(chǎn)品方案

生產(chǎn)鋼種：優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、冷鐓鋼、彈簧鋼、軸承鋼、易切鋼和不銹鋼等。

產(chǎn)品規(guī)格：直條圓鋼20～90mm，定尺長度4~12m。

3 生產(chǎn)工藝

該生產(chǎn)線的工藝流程設(shè)計(jì)合理，為高效生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品和低成本運(yùn)行提供了有力的保證。

主要工藝流程：連鑄坯（冷坯上料）→測(cè)長稱重→加熱爐→高壓水除磷→粗軋→脫頭、切頭尾→一中軋→切頭尾→二中軋→預(yù)水冷→切頭尾→精軋→預(yù)水冷→切頭尾→減定徑→測(cè)徑探傷→水冷→倍尺分段→冷床冷卻→剪切定尺→橫移檢查、計(jì)數(shù)→打捆→稱重掛牌→入庫。

4 主要技術(shù)裝備水平和特點(diǎn)

（1）采用熱送熱裝工藝。直接使用連鑄坯，取消初軋開坯，可提高金屬收得率8~10%，節(jié)約能耗35~40%，可以縮短鑄坯在加熱爐內(nèi)的加熱時(shí)間，減少鑄坯的燒損，減少中間坯堆存的廠房面積及存貯所需的機(jī)械和操作人員，節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用。

2座雙蓄熱式步進(jìn)梁加熱爐，其生產(chǎn)能力分別為130t/h和150t/ h（冷裝）。雙排布料，側(cè)進(jìn)側(cè)出，燃料為高爐煤氣。加熱爐采用分散換向控制方式，上下加熱燒嘴串聯(lián)使用一套換向閥。爐頂各段之間設(shè)置壓下，爐底各段之間設(shè)置擋墻，減小高溫爐各段之間輻射傳熱影響和干涉。

（2）脫頭軋制。粗軋與中軋機(jī)組之間采用脫頭軋制（跟蹤式）方式，粗軋機(jī)組可單獨(dú)調(diào)節(jié)速度，實(shí)現(xiàn)較高速度軋制，以適應(yīng)不同鋼種對(duì)軋制溫度的要求。同時(shí)可使粗軋機(jī)組的入口咬入速度達(dá)到0.2m/s以上的合金鋼軋制工藝要求。

（3）采用高剛度全線無扭微張力軋制技術(shù)。為滿足機(jī)械、汽車行業(yè)以及標(biāo)準(zhǔn)件制造行業(yè)對(duì)產(chǎn)品精度和質(zhì)量的高要求，并提高軋機(jī)的剛度，減少機(jī)件的彈跳，粗、中、精軋均采用高剛度無牌坊短應(yīng)力線軋機(jī)。22架軋機(jī)的布置形式采用750×6+550×6+450×6+350×4平立交替布置，粗軋機(jī)組采用微張力控制軋制，中軋、精軋機(jī)組采用無張力軋制，從而保證軋件尺寸精度及通條尺寸的穩(wěn)定性。

（4）高精度軋制技術(shù)。精軋機(jī)組后安裝了KOCKS四架370三輥式減徑定徑機(jī)，軋件變形時(shí)承受三向壓應(yīng)力，縱向的延伸好，幾乎沒有橫向的寬展，軋制時(shí)受力狀態(tài)好，可獲得高精度的棒材，實(shí)際公差可穩(wěn)定在DIN標(biāo)準(zhǔn)公差的1/4~1/6以內(nèi)。可實(shí)現(xiàn)真正意義上的低溫溫控軋制，有效提高產(chǎn)品的冶金和機(jī)械性能。還可簡化甚至采用單一孔型系統(tǒng)，大大減少孔型調(diào)整和軋輥更換時(shí)間，提高軋機(jī)的作業(yè)率，減少軋輥和導(dǎo)衛(wèi)備件的數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。

（5）在線控溫軋制。為進(jìn)行低溫控制軋制，控制進(jìn)入精軋、減定徑機(jī)組的軋件溫度，在精軋入口、減定徑機(jī)組入口共設(shè)有3套預(yù)水冷裝置。在精軋機(jī)組后設(shè)置水冷段，長約7m，水冷管為套管型式，水箱最大水量為180m3/h，水壓為0.6Mpa，控制軋件的冷卻速度，對(duì)軋件進(jìn)行在線熱處理，根據(jù)產(chǎn)品的化學(xué)成分和規(guī)格，采用不同的控制軋制和控制冷卻工藝，使鋼材的形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化有效結(jié)合，進(jìn)一步提高鋼材的強(qiáng)韌性和獲得合理的綜合力學(xué)性能。

（6）飛剪及冷床。軋線共設(shè)5臺(tái)飛剪。1#~4#飛剪采用啟停工作制，主要用于正常連軋過程中的切頭尾和事故碎段。5#飛剪采用連續(xù)工作制，回轉(zhuǎn)/曲柄組合式，主要用于倍尺分段和優(yōu)化剪切。

冷床為步進(jìn)梁偏心齒條式，名義尺寸為12.5x108m，齒條傾斜布置，齒距為130mm。

（7）高效定尺剪（鋸）切方案。采用冷停剪、砂輪鋸組合的方式，可滿足各鋼種、規(guī)格及產(chǎn)量的要求，并保證了鋼材端頭的質(zhì)量。1300t冷剪的剪刃寬度為1500mm，用于對(duì)剪切斷面要求不高的中小規(guī)格棒材。18mm以上采用孔型剪刃，以保證剪切斷面質(zhì)量。兩臺(tái)砂輪鋸的鋸片尺寸為Φ1500mm，鋸切能力1300mm2/s，主要用于鋸切較大規(guī)格產(chǎn)品或用戶要求斷面質(zhì)量較高的情況。

（8）精整—矯直探傷作業(yè)線。為了滿足用戶對(duì)產(chǎn)品高質(zhì)量的要求，本車間設(shè)有一套連續(xù)精整線，對(duì)1490mm經(jīng)熱處理的棒材及部分熱軋棒材進(jìn)行拋丸矯直探傷。

（9）在線測(cè)徑及渦流探傷。在減定徑機(jī)后設(shè)置了動(dòng)態(tài)在線測(cè)徑和渦流探傷裝置，對(duì)棒材從頭到尾全長的尺寸精度和表面狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，便于及時(shí)調(diào)整，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和成材率具有重要意義。

5 結(jié)語

該生產(chǎn)線采用了目前國際上先進(jìn)適用的生產(chǎn)技術(shù)和裝備，尤其是減徑定徑機(jī)的高精度軋制技術(shù)及在線控溫軋制技術(shù)的運(yùn)用，使產(chǎn)品在質(zhì)量、性能和成本等方面都具有很強(qiáng)的競爭能力。熱處理精整線的配備使產(chǎn)品外觀質(zhì)量和內(nèi)部性能明顯提高，大大提升了產(chǎn)品附加值，使企業(yè)具有更專業(yè)性的競爭力。

[1]崔艷.國內(nèi)棒材生產(chǎn)線生產(chǎn)工藝及設(shè)備綜述[J].重型機(jī)械科技,2004(01).

[2]彭兆豐,李新林.我國棒材軋制技術(shù)現(xiàn)況[D].2009年長材會(huì)議論文集,2009.

[3]彭兆豐,李新林.我國長材軋制技術(shù)與裝備的發(fā)展（三）—小型棒材[J].軋鋼,2011,28(06).

[4]貢特?施耐爾.創(chuàng)新性并具有競爭力的特鋼棒材生產(chǎn)方式，長材會(huì)議論文集,2009.