淺析棒線材軋制工藝技術(shù)

張燕青

摘 ?要：近年來，隨著我國市場經(jīng)濟不斷發(fā)展，各類生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)取得突飛猛進的發(fā)展，尤其是棒線材軋制技術(shù)取得了新的進展。文章通過對現(xiàn)階段棒線材發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，詳細闡述了棒線材軋制的主要工藝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：棒線材;軋制工藝技術(shù)

近年來，我國鋼鐵行業(yè)有著突飛猛進的發(fā)展態(tài)勢，在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢，尤其是隨著棒線材軋制生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，為我國軋鋼企業(yè)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。我國的棒線材產(chǎn)量占鋼鐵產(chǎn)品總產(chǎn)量的40%-50%之間，2015年棒線材產(chǎn)量總和約為5億噸，除了約10%出口外，其余產(chǎn)量均用于國內(nèi)消化，可見棒線材產(chǎn)品在國民經(jīng)濟建設(shè)中起著相當(dāng)重要的作用。棒線材產(chǎn)線量大面廣，全國共有1000多條生產(chǎn)線。自20世紀80、90年代，我國陸續(xù)引進國外先進的棒線材技術(shù)、裝備以來，通過消化—轉(zhuǎn)化—提升這一技術(shù)路線，使我國的國產(chǎn)棒線材產(chǎn)線裝備接近世界先進水平。棒線材產(chǎn)線能有效地使用新型設(shè)備和技術(shù)，提高市場占有力，促進棒線材軋制工藝朝著現(xiàn)代化、科學(xué)化的方向不斷發(fā)展，在最大程度上提高鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟效益。現(xiàn)對棒線材軋制工藝技術(shù)進行探究，具有至關(guān)重要的現(xiàn)實意義。

1 現(xiàn)階段棒線材技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，隨著我國棒線材技術(shù)不斷發(fā)展，能有效地對軋制過程及成品的力學(xué)性能進行全面改進。針對高碳鋼和合金鋼產(chǎn)品，它能有效地對鋼坯的純凈程度進行控制，使其內(nèi)部的化學(xué)成分更加均勻，讓成品具備較高的使用性能，尤其是在小方坯生產(chǎn)、軋制過程中，能有效地對鋼坯中心碳偏析系數(shù)進行全面把控，提高棒線材的韌性。除此之外，在產(chǎn)品性能方面，它能有效地提高材料組織結(jié)構(gòu)的致密程度，對生產(chǎn)工藝進行全面優(yōu)化，滿足產(chǎn)品性能需求，在最大限度內(nèi)對軋制工藝技術(shù)進行合理設(shè)計，才能滿足高質(zhì)量的要求。在進行軋制過程中，需要嚴格控制精軋溫度，將其控制在合理的溫度范圍之內(nèi)，避免出現(xiàn)過熱變形現(xiàn)象，最終的溫度應(yīng)該小于1000攝氏度。現(xiàn)階段，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，軋鋼企業(yè)軋鋼生產(chǎn)線也更加的科學(xué)，通過燃燒模型能有效地提高加熱爐的效率，在一定程度上節(jié)約燃燒成本，對生產(chǎn)流程進行同步化的精細管理，滿足材料的適用性。

2 棒線材軋制工藝技術(shù)

我國在20世紀90年代引進了世界上較為先進的棒線材生產(chǎn)線（詳細見下圖一）。它的功能比較廣泛，設(shè)備配置較齊全，尤其是它具備計算機控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)激光測徑、在線探傷、多級控制，能夠生產(chǎn)較為先進的合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、齒輪鋼等鋼種。對于產(chǎn)品的形態(tài)來說，它可以分為直條、盤卷兩種方式。尤其是在棒線生產(chǎn)過程中，需要進行加熱、軋制、冷卻、剪切等工序，以此保證產(chǎn)品內(nèi)外質(zhì)量、尺寸精度達到相應(yīng)的要求（詳細見下圖二）[1]。針對典型的、具有重要意義的棒線材工藝技術(shù)分析如下：

2.1連鑄坯熱裝熱送技術(shù)

連鑄坯熱送熱裝是20世紀80年代從國外興起的一項鋼鐵生產(chǎn)新技術(shù)。我國從20世紀90年代，先從普碳鋼企業(yè)開始，隨著連鑄比不斷提高，一些企業(yè)開始嘗試熱送熱裝。90年代中期以后，我國棒線材大量采用了熱送熱裝技術(shù)，但是距日本和一些歐美國家的水平還有較大差距，熱裝率超過60%以上的企業(yè)還不多。2000年之后，新建的一些鋼鐵企業(yè)，由于布置合理，熱裝率和熱裝溫度均獲得較大提高，個別企業(yè)熱裝溫度達到了800℃。

2.2脫頭軋制技術(shù)

棒線材軋線的布置型式經(jīng)歷了從單機架、半連軋式，發(fā)展到目前廣泛應(yīng)用的全連續(xù)式，但對于特殊鋼棒線材軋制生產(chǎn)線完全應(yīng)用全連續(xù)軋制尚存在一些不足，因此，脫頭軋制在特殊鋼棒線材廠得到了較多應(yīng)用。脫頭軋制指軋件在粗軋機組與中軋機組之間不發(fā)生連軋關(guān)系，在中間輥道上處于脫頭狀態(tài)。脫頭軋制具有以下優(yōu)點：1）可按需要選擇合適的鋼坯斷面尺寸;2）能提高鋼坯進入粗軋機組的入口速度，特殊鋼坯進入粗軋機組的入口速度不應(yīng)低于0.12 m/s。按不同的鋼種可提高或降低精軋機成品終軋速度而不影響粗軋機組的速度，有些特殊鋼的軋制速度不能過高，過高后所產(chǎn)生的高變形抗力，會使軋材出現(xiàn)芯部過熱、芯熔。由于粗軋出來的中間坯長度較長，斷面較小。當(dāng)軋件頭部進入中軋機組軋制時，尾部在輥道上將等待較長時間。為了保證成品頭尾性能一致，必須做到軋件頭尾溫差小于30℃。因此，在中間輥道上設(shè)置保溫罩或者增加感應(yīng)加熱器對軋件進行實時補溫。

2.3減定徑機技術(shù)

棒材減定徑軋機是安裝在精軋機組后，用于提高產(chǎn)品尺寸精度、改善產(chǎn)品性能（通過控制溫度軋制）的一種機型，主要用于優(yōu)特鋼棒材。減定徑軋機區(qū)別于普通軋機主要表現(xiàn)在三點：一是采用帶速比的離合器，使其能夠適應(yīng)所有產(chǎn)品不同軋制速度需要;二是采用最小軋機中心距，減少微張力軋制帶來的尺寸影響;三是采用單一孔型的硬質(zhì)合金輥環(huán)，軋輥為雙支撐，保證足夠的剛度以適應(yīng)很寬的產(chǎn)品規(guī)格范圍。線材精軋機組主流機型是摩根五代10架頂交45°重型機組，最高運行速度90m/s，基本能夠滿足大部分線材產(chǎn)品生產(chǎn)需要。同時引進了一些摩根六代8+4機型、西馬克減定徑機組及達涅利雙模塊機組，配合20°傾角吐絲機，最高運行速度達到120m/s。減定徑機可以實現(xiàn)低溫精軋、精密軋制、單一孔型軋制，特別適合優(yōu)特鋼線材生產(chǎn)。

2.4無孔型軋制技術(shù)

孔型軋制是在不刻軋槽的平輥上，通過方-矩形變形過程，完成延伸孔型的任務(wù)，并減小斷面到一定程度，再通過數(shù)量較少的精軋孔型，最終軋制成方、圓、扁等簡單斷面軋件。與傳統(tǒng)的孔型軋制相比，無孔型軋制技術(shù)最大的優(yōu)點就是軋輥利用率高，生產(chǎn)成本降低。無孔型軋制最早應(yīng)用在引進的緊湊式粗軋機上，采用貫穿式導(dǎo)衛(wèi)，由于機架間距短，可借助軋制推力增大下游軋機咬入角，獲得大的延伸變形。由于這種設(shè)計處理事故困難，在推廣到普通軋機時，改為采用帶導(dǎo)板尖的滾動導(dǎo)衛(wèi)。目前無孔型軋制技術(shù)應(yīng)用在鋼筋生產(chǎn)線上，除成品機架外的所有軋機上，應(yīng)用在線材生產(chǎn)線上的預(yù)精軋前所有軋機上。

2.5單一孔型軋制技術(shù)

棒線材單一孔型軋制技術(shù)是基于減定徑機組的應(yīng)用出現(xiàn)的，常規(guī)的孔型系統(tǒng)更換不同規(guī)格產(chǎn)品時，需要更換精軋機組乃至中軋機組的孔型及軋輥，而減定徑機組可以軋制出所有規(guī)格的產(chǎn)品，根據(jù)來料需要，僅需甩開前面的若干個機架空過即

2.6高速棒材技術(shù)

我國的棒材標(biāo)準中規(guī)定棒材產(chǎn)品規(guī)格下限為Φ6mm，而目前常規(guī)的多線切分工藝生產(chǎn)最小規(guī)格為Φ10mm，軋制速度13m/s時，四切分小時產(chǎn)量能夠達到100t/h，四根棒材通過輥道和裙板制動上冷床。對于Φ6mm和Φ8mm棒材，由于斷面小，在上冷床的通道上極易出現(xiàn)亂鋼事故，導(dǎo)致無法進行正常生產(chǎn)。因此，小規(guī)格棒材不宜采用多線切分+裙板制動上冷床工藝。為了實現(xiàn)軋機產(chǎn)量均衡，就必須走單線高速工藝路線。高速棒材技術(shù)最高速度可達50m/s，采用頂交45°精軋機，連續(xù)運轉(zhuǎn)工作制的圓盤飛剪，借助于剪前轉(zhuǎn)轍器進行倍尺剪切控制，剪后棒材依次進入兩個通道。剪區(qū)設(shè)備包括剪前夾送輥、轉(zhuǎn)轍器及飛剪本體三部分。經(jīng)過分段后的高速棒材由雙通道分別送至冷床，在冷床入口，設(shè)置兩臺夾送輥用于夾尾制動，將高速運行的棒材制動到4m/s以下的速度，然后靠通道內(nèi)的摩擦阻力制動，前后兩根依次落入冷床齒條的不同齒上。軋線精軋如為雙線生產(chǎn)，則冷床上鋼裝置應(yīng)為四通道。

結(jié)語

根據(jù)以上文章內(nèi)容，棒線材軋制技術(shù)不斷優(yōu)化的核心是提高產(chǎn)品質(zhì)量、尺寸精度，嚴格控制生產(chǎn)成本，以此有效地提高產(chǎn)品效益。在進行棒線材產(chǎn)品性能提高過程中，必須要實施遠程尺寸自動控制，才能保證成品的精度達到標(biāo)準化的需求。在競爭日益激烈的今天，必須要應(yīng)用各類新技術(shù)和新設(shè)備，才能實現(xiàn)棒線材軋制技術(shù)朝著現(xiàn)代化、科學(xué)化、精細化的方向不斷發(fā)展，給企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] ?劉相華，陳慶安，劉鑫，等.棒線材免加熱直接軋制工藝的平面布置[J].軋鋼，2018，33（2）：1-4.

[2] ?陳慶安.棒線材免加熱直接軋制工藝與控制技術(shù)開發(fā)[D].遼寧：東北大學(xué)，2016.