棒線材軋制新工藝研究

【摘要】為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的棒線材軋制技術(shù)已經(jīng)不僅僅是要求產(chǎn)量上的提高，更在軋制的質(zhì)量和成本的控制上有了更高的要求。棒線材的軋制技術(shù)在不斷發(fā)展，本文圍繞棒線材軋制的新技術(shù)、新工藝展開研究，討論新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，以提高生產(chǎn)效率，獲得更大的經(jīng)濟(jì)利益。

【關(guān)鍵詞】棒線材；無(wú)頭軋制技術(shù)；低溫軋制技術(shù)；高精度軋制

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，鋼鐵工業(yè)也在不斷的發(fā)展和進(jìn)步，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使得棒線材軋制的生產(chǎn)制造從僅僅要求產(chǎn)量要滿足市場(chǎng)需求，更在軋制的質(zhì)量、精度上有更高的要求，同時(shí)還要充分考慮商品附加值的問題，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。企業(yè)要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)棒線材軋制的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行更新?lián)Q代是十分必要的。企業(yè)要勇于引進(jìn)新設(shè)備，使用新技術(shù)和新工藝，這對(duì)加快企業(yè)的科技進(jìn)步，提高生產(chǎn)效益具有重要意義。

1、線棒材軋制技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)中期，線棒材的生產(chǎn)發(fā)展迅速，其生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向是高速性和連續(xù)性。以美國(guó)摩根公司的兩輥水平式軋機(jī)和德國(guó)施曼公司的平、立交替軋機(jī)為代表。在20世紀(jì)60年代，微張力精軋機(jī)的開發(fā)，和散卷冷卻技術(shù)的產(chǎn)生促進(jìn)了高速線材軋機(jī)的誕生?，F(xiàn)今軋制技術(shù)發(fā)展迅速，高精度軋制和低溫軋制逐漸發(fā)展起來(lái)?？乩浼夹g(shù)的發(fā)展，使中高碳鋼的力學(xué)性能不斷的發(fā)展進(jìn)步。在線棒材軋制方面逐步將計(jì)算機(jī)控制應(yīng)用其中，從而實(shí)現(xiàn)了高速高穩(wěn)定的軋制。日漸激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)棒線材產(chǎn)品質(zhì)量有了更高的要求，棒線材生產(chǎn)企業(yè)要提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就要在棒線材的生產(chǎn)進(jìn)行全方面的革新，無(wú)論從生產(chǎn)設(shè)備上、生產(chǎn)技術(shù)還是生產(chǎn)工藝方面，都要進(jìn)行更新和改進(jìn)。企業(yè)加大了設(shè)備投入和技術(shù)研發(fā)的力度，新的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。棒線材的軋制從單方面的追求高產(chǎn)量逐漸向產(chǎn)品高產(chǎn)量、高質(zhì)量和高產(chǎn)品附加值的方向發(fā)展。面對(duì)新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，企業(yè)對(duì)棒線材的軋制，要保證其高精度，對(duì)產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)和表面質(zhì)量都要滿足性能的要求；面對(duì)市場(chǎng)日新月異的變化，隨時(shí)能夠?qū)︿摲N及其規(guī)格的工藝進(jìn)行更換；生產(chǎn)的產(chǎn)品覆蓋范圍廣泛，技術(shù)上能夠滿足高附加值產(chǎn)品的開發(fā)需要；在生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益方面能夠不斷的開發(fā)新技術(shù)，滿足不斷發(fā)展的市場(chǎng)變化。

2、棒線材軋制的新工藝

2.1無(wú)頭軋制技術(shù)

（1）焊接無(wú)頭軋制EWR技術(shù)

焊接無(wú)頭軋制EWR技術(shù)適用于長(zhǎng)材的軋制，我國(guó)第一家適用改軋制技術(shù)的唐鋼棒材廠，之后我國(guó)其他鋼鐵公司也先后訂購(gòu)了該設(shè)備。閃光焊機(jī)在加熱工序設(shè)定之后由計(jì)算機(jī)對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行控制，并在軋鋼自動(dòng)化系統(tǒng)中將焊接的過(guò)程納入進(jìn)去，從而保證了焊接的穩(wěn)定性，任意斷面形狀和鋼種的鋼坯均能對(duì)焊。焊接技術(shù)的進(jìn)步，使得焊接位置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)提高，與軋件母體無(wú)明顯差異。相比于常規(guī)軋制，無(wú)頭軋制不僅將生產(chǎn)效率大大提高，而且降低了生產(chǎn)成本，棒材尺率高，金屬收得率也得到了提高。應(yīng)用無(wú)頭軋制技術(shù)，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)頭部存在，所以使得軋件的縱向尺寸和性能更加均勻。從唐鋼棒材廠的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也可以看出，對(duì)接鋼坯的端面幾何形狀是否一致決定著鋼坯對(duì)焊的成功率，而保持火焰切割噴嘴的通暢以及結(jié)晶器的良好定位對(duì)鋼坯對(duì)焊率的提高非常重要。

（2）無(wú)頭連鑄連軋ECR技術(shù)

無(wú)頭連鑄連軋ECR技術(shù)是在EWR技術(shù)之后誕生的新技術(shù)，它實(shí)行了加工工序的全程計(jì)算機(jī)控制，最先投產(chǎn)使用于意大利ABS鋼廠。該鋼廠使用了ECR技術(shù)后，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，建立了具有高生產(chǎn)能力的碳鋼生產(chǎn)線。ABS鋼廠首先建立了以連鑄機(jī)和連軋機(jī)為主要機(jī)組的主軋線，在此基礎(chǔ)上利用轉(zhuǎn)換機(jī)將軋件在三條加工線上分別進(jìn)行導(dǎo)入。第一條加工線將主軋線生產(chǎn)的軋件經(jīng)水冷箱在線進(jìn)行熱處理，由冷床入口處的倍尺飛剪切斷后進(jìn)入下一個(gè)工序。第二條加工線是采用工字輪收線機(jī)對(duì)線材盤卷整齊后送入控冷線。第三天加工線主要用于對(duì)散卷冷卻的線材進(jìn)行生產(chǎn)，實(shí)施低溫軋制。

2.2控制冷軋制技術(shù)和線材力學(xué)性能的改進(jìn)

對(duì)于高碳剛和合金鋼等線材來(lái)說(shuō)，必須先對(duì)鋼坯的純凈度、化學(xué)成分是否均勻進(jìn)行有效的控制，同時(shí)對(duì)鋼坯所具有的缺陷進(jìn)行徹底的清理，這是保證成品性能優(yōu)良的前提條件。因此，采用連鑄小方坯生產(chǎn)高碳硬線，需要對(duì)鋼坯中心碳偏析系數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，應(yīng)該將其控制在1.11的范圍之內(nèi)。例如生產(chǎn)P.C鋼絞線，如果偏析系數(shù)在1.20以上，那么在線材成品的組織結(jié)構(gòu)中就有可能有網(wǎng)狀碳化物產(chǎn)生，這就會(huì)使線材的斷面的收縮率降低，從而使線材的韌性降低容易發(fā)生脆斷。

產(chǎn)品的性能是否良好取決于材料是否具有良好的組織結(jié)構(gòu)，要獲得理想的組織機(jī)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)的工藝進(jìn)行優(yōu)化是十分必要的。在工藝設(shè)計(jì)中，要根據(jù)產(chǎn)品的性能要求和使用范圍，合理的設(shè)計(jì)工藝，生產(chǎn)符合高質(zhì)量要求的產(chǎn)品?？刹扇∫韵路椒ǎ禾岣哳A(yù)精軋機(jī)的后冷器能力，控制軋機(jī)進(jìn)入軋機(jī)的溫度，使其保持在800～900℃的范圍內(nèi)；為了控制產(chǎn)品在精軋加工的過(guò)程中產(chǎn)生熱變形，可在軋機(jī)中間進(jìn)行水冷卻導(dǎo)衛(wèi)，使終軋溫度在1000℃以下；斯太爾摩風(fēng)冷線實(shí)施多點(diǎn)測(cè)溫，對(duì)冷卻曲線進(jìn)行控制；采用冷卻噴霧等冷卻方式需要進(jìn)一步的研究。

2.3熱送熱裝技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于一個(gè)軋鋼廠來(lái)說(shuō)，如果軋制生產(chǎn)線設(shè)計(jì)合理，則連鑄坯的裝爐溫度能達(dá)到700～850℃，這意味著加熱爐的能力得到了大幅度的提高，不僅減少了燒損量，而且節(jié)省燃料，降低成本投入，使原料庫(kù)的面積也得以減少。要實(shí)現(xiàn)熱送熱裝技術(shù)的有效應(yīng)用，需要實(shí)現(xiàn)全程的在線和離線協(xié)同化組織管理模式，以使工序節(jié)奏和時(shí)間順序保持一致。但是需要設(shè)置緩沖環(huán)境來(lái)解決連鑄和軋鋼之間節(jié)奏的不平衡?？刹捎靡环N雙梁步進(jìn)式加熱爐，此種加熱爐在冷熱坯料混裝的加工條件下使用尤為適合，可以從兩個(gè)不同的位置進(jìn)行坯料的進(jìn)入，通常從爐尾將冷坯料裝入，從位于中部的側(cè)裝鋼孔進(jìn)行熱坯料的裝入。

2.4精軋機(jī)遠(yuǎn)程尺寸自動(dòng)控制系統(tǒng)

線材的尺度主要受軋件溫度、壓下量、寬展度的影響，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)軋機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，找到變量和軋件面積之間對(duì)應(yīng)的關(guān)系。在中間輥縫值保持穩(wěn)定的前提下，采用測(cè)徑模型，配合在線溫度計(jì)，對(duì)精軋機(jī)的液壓進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)軋機(jī)的輥縫進(jìn)行調(diào)整，從而進(jìn)行尺寸的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)高精度的遠(yuǎn)程尺寸自動(dòng)控制。

3、結(jié)論

無(wú)頭軋制技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的解決軋件咬入的問題，明顯的提高棒線材的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，降低成本消耗。冷軋制技術(shù)的改進(jìn)和線材力學(xué)性能的提高，對(duì)實(shí)現(xiàn)高精度的軋制，提高產(chǎn)品性能有非常重要的作用；熱送熱裝技術(shù)明顯提高加熱爐的能力，節(jié)省燃料；遠(yuǎn)程尺寸自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用為提高產(chǎn)品的尺寸精度，實(shí)現(xiàn)尺寸的遠(yuǎn)程控制發(fā)揮重要作用。面對(duì)日益經(jīng)歷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)要跟隨技術(shù)發(fā)展的部分，不斷的開發(fā)新技術(shù)，使用新工藝，才能提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，爭(zhēng)取更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]任吉堂，鄭申白.棒線材生產(chǎn)新工藝分析[J].鋼鐵，2012，37（7）.

[2]程知，張立杰，苗承鵬.特殊金屬材料棒線材生產(chǎn)線的研制[J].中國(guó)有色冶金，2011（3）.

[3]彭兆豐，李新林.我國(guó)線材軋制技術(shù)現(xiàn)況[M].2011.