高速線材軋制工藝提升與優(yōu)化

李飛

摘? 要：傳統(tǒng)的高速線材軋制工藝存在較多的問題，不能完全滿足目前越來越先進(jìn)的汽車、航天飛機(jī)等領(lǐng)域的要求，因此，必須對(duì)高速線材的軋制生產(chǎn)工藝進(jìn)行提升與優(yōu)化，通過提高精度滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。該文通過對(duì)高速線材軋制參數(shù)的分析，合理的對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，在提升高速線材軋制質(zhì)量的基礎(chǔ)上，有效節(jié)約生產(chǎn)成本，具有一定的推廣意義。

關(guān)鍵詞：高速線材軋制工藝? 普通碳素鋼線材? 提升與優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TG33 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2019）04（c）-0072-02

隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的新型材料不斷涌現(xiàn)，線材的性能決定著工業(yè)品制造的水平。而在其生產(chǎn)的工藝流程中，高速線材的軋制性能控制是其中的關(guān)鍵。如何提高高速線材軋制的生產(chǎn)工藝，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的高速線材具有重要作用。在進(jìn)行高速線材軋制過程中，需要依據(jù)線材的軋制速度、溫度等參數(shù)進(jìn)行基本設(shè)定。然后利用模型，預(yù)測(cè)坯料在軋制后的寬度。從而對(duì)軋制的速度、線徑和溫度等參數(shù)進(jìn)行精確的設(shè)定。在生產(chǎn)過程中，只有對(duì)每一道工序進(jìn)行準(zhǔn)確、精確的控制，才會(huì)使高速線材的軋制工藝達(dá)到最佳效果，以此獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。通過設(shè)定高速線材軋制的合理寬度值，才能準(zhǔn)確的控制軋制產(chǎn)品的尺寸規(guī)格以及生產(chǎn)節(jié)奏。因此，鑒定軋制區(qū)域?qū)挾鹊念A(yù)測(cè)模型，對(duì)于生產(chǎn)高質(zhì)量的高速線材產(chǎn)品具有重要的意義。

1? 高速線材軋制生產(chǎn)工藝

普通碳素鋼材相對(duì)于其他鋼材來講，在強(qiáng)度、剛度、成本和耐久性等方面都具有較好的性能，而且其熔點(diǎn)也較高。普通碳素鋼的提煉方法已經(jīng)非常成熟，技術(shù)穩(wěn)定，所以在汽車、航空等多種領(lǐng)域得到了廣泛的使用。但是由于普通碳素鋼的剛性較強(qiáng)，缺乏抗變形的能力，這就使得對(duì)其進(jìn)行加工的過程中難度比較大，不利于軋制成型。另一方面，因?yàn)槠胀ㄌ妓劁撛谶M(jìn)行軋制的工藝時(shí)，容易受到溫度等方面的影響。對(duì)于數(shù)量較小、種類較多的線材，其加工的難度就比較大，成本也相應(yīng)的會(huì)得到大幅度的提升。因此，在現(xiàn)有的工藝當(dāng)中，如何對(duì)普通碳素鋼線材的工藝進(jìn)行提升和優(yōu)化，以滿足不同產(chǎn)品的需求，提高普通碳素鋼的加工水平是非常重要的，也是非常具有意義的，也拓展了軋制機(jī)的發(fā)展?，F(xiàn)有比較常用的美國(guó)Morgan機(jī)組的工業(yè)進(jìn)行分析，其軋制的鋼件具有非常好的均勻壓縮性。有效的改善了高速線材的塑性特點(diǎn)，改良了其加工難度大的缺點(diǎn)，這樣對(duì)于普通碳素鋼的軋制過程具有重要的意義。其軋制的鋼材在精度和均勻程度上都有了較大的提升。通過對(duì)普通碳素鋼進(jìn)行加工，能夠有效的提升該產(chǎn)品的工藝，從而生產(chǎn)性能優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品在高速線材。在軋制過程中，主要受到初軋、精軋和吐絲溫度的影響。

2? 高速線材軋制工藝的優(yōu)化生產(chǎn)

普通碳素鋼優(yōu)先選用150×145mm見方，長(zhǎng)度在12m左右的高速線材坯體，采用步進(jìn)式混合加熱爐基本能夠滿足線材軋制的溫度需求。該加熱爐在進(jìn)行加熱過程中可以實(shí)現(xiàn)智能化溫度控制和人工操作調(diào)整。由于普通碳素鋼的軋制溫度范圍不一，對(duì)溫度較為敏感，因此會(huì)加大軋制的困難。所以在進(jìn)行普通碳素鋼線材軋制的過程中對(duì)于溫度工藝的優(yōu)化是最為重要的。普通碳素鋼的軋制過程可以分為軋制準(zhǔn)備、坯料加熱、軋制和冷卻等幾個(gè)工藝流程，現(xiàn)就工藝流程具體優(yōu)化方向進(jìn)行介紹。

2.1 軋制準(zhǔn)備

普通碳素鋼的坯料需要經(jīng)過熔煉、澆筑、開坯等過程的準(zhǔn)備工作，加工為150×145mm見方，長(zhǎng)度在12m左右的方坯，為下一步的工藝流程做準(zhǔn)備。

2.2 加熱坯料

普通碳素鋼導(dǎo)熱性能較差，因此對(duì)于其溫度的控制，有著非常精密的要求。如果加熱時(shí)斷面溫度過大，就會(huì)導(dǎo)致軋制的效果不佳。另一方面，普通碳素鋼具有高度的活性，當(dāng)溫度差異較大時(shí)，會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)強(qiáng)烈而出現(xiàn)問題。因此，在對(duì)坯料進(jìn)行加熱的過程中，要嚴(yán)格控制溫度。一般應(yīng)加裝感應(yīng)溫度器，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部溫度的精準(zhǔn)控制，使得普通碳素鋼的受熱更加均勻。

2.3 軋制普通碳素鋼

當(dāng)普通碳素鋼的坯料在加熱爐中達(dá)到一定的溫度后，才能將其送至軋制機(jī)進(jìn)行軋制。軋制保溫一般需要5min，普通碳素鋼在加熱時(shí)溫度不同，對(duì)其溫度要進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。開軋溫度一般設(shè)定在850℃～900℃左右，精軋成品速度為1200轉(zhuǎn)/m左右。

2.4 普通碳素鋼的冷卻

當(dāng)普通碳素鋼進(jìn)行熱扎工作完成后，需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的冷卻，冷卻到室溫為止。對(duì)冷卻過程中的工藝控制也是非常嚴(yán)格的。如果冷卻過程不力，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)內(nèi)外部的裂紋。因此，一般采取水冷、空冷的方式進(jìn)行施工。

2.5 軋制的速度

軋制速度是另一項(xiàng)對(duì)普通碳素鋼軋制工藝的重要影響因素。其軋制的速度與機(jī)器的使用功率有很大的關(guān)系。如果速度設(shè)定的過快，就會(huì)導(dǎo)致軋制的質(zhì)量受到影響，同時(shí)造成機(jī)器的磨損，在成本升高的同時(shí)，產(chǎn)品的合格率受到影響。因此，選擇合適的機(jī)械設(shè)備和電力設(shè)備，對(duì)于高速線材軋制工藝的優(yōu)化具有重要的作用。

3? 普通碳素鋼線材軋制工藝流程提升計(jì)劃

通過以上普通碳素鋼的軋制工藝分析，通過實(shí)踐，可以在以下幾個(gè)方面進(jìn)行工藝的優(yōu)化和提升。

3.1 通過進(jìn)一步的提升軋制速度，提高生產(chǎn)能力

目前，常見的高速線材軋制幾可以達(dá)到平均112m/s的速度，最高已經(jīng)可以達(dá)到120m/s的速度。普通碳素鋼線材已經(jīng)可以達(dá)到26mm的規(guī)格以上。如果在生產(chǎn)中，能將單線的軋制優(yōu)化成雙線或者多線進(jìn)行軋制的工藝，這樣就會(huì)大大提升高速線材的生產(chǎn)產(chǎn)量，有效地降低了工藝的成本，提升產(chǎn)品線的生產(chǎn)能力。

3.2 采用連鑄坯熱工藝技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝

在進(jìn)行高速線材軋制的過程中，可以使用鑄坯作為原料替代初軋坯的方式。這樣可以大大減少軋制過程中的能耗損失，可以達(dá)到10%左右的。這樣就可以大量的減少金屬在軋制過程中的損失，有效地提高加熱質(zhì)量。為了生產(chǎn)可以具有高質(zhì)量的高速線材，可以使用連鑄空坯工藝技術(shù)，這種最先進(jìn)的技術(shù)可以不斷的提高軋制的技術(shù)水平，生產(chǎn)出高質(zhì)量的鋼鐵。為了保證高速線材軋制的質(zhì)量，要盡量降低開軋的溫度。目前，國(guó)外的機(jī)械設(shè)備增設(shè)了水冷箱，保證軋制的精軋溫度可以控制在900℃。也可在軋制機(jī)中設(shè)置冷水頭導(dǎo)管，這樣可以將終軋溫度控制在800℃。超重軋制機(jī)可以滿足700℃～750℃的軋制要求。

3.3 軋制形式的優(yōu)化

由于軋制過程采用了單線的方式進(jìn)行，這樣對(duì)于生產(chǎn)線的效率造成不良的影響，可以采用全線無扭的方式，可以減少因?yàn)楦咚倬€材生產(chǎn)中因?yàn)榕まD(zhuǎn)造成的缺陷。為了實(shí)現(xiàn)無扭的增速，將機(jī)器側(cè)交45°改為頂交45°，然后向下旋轉(zhuǎn)90°，使得整個(gè)軋制機(jī)的重心向下移。傳動(dòng)軸更加接近基礎(chǔ)面，扭矩也會(huì)逐漸減少。同時(shí)，軋制線整體的高度下降了45mm，使得設(shè)備的重心整體下移。這樣就可以減少軋制過程中的振動(dòng)幅度，同時(shí)減少噪音，能夠生產(chǎn)出更加高質(zhì)量的鋼材。

4? 結(jié)語

由于普通碳素鋼高速線材在軋制的過程中，傳統(tǒng)上存在著很多的問題。該文在充分析普通碳素鋼軋制工藝的基礎(chǔ)上，提出了高速線材軋制過程中的優(yōu)化和提升手段，以此進(jìn)一步提升產(chǎn)品加工的精度和質(zhì)量。彌補(bǔ)我國(guó)對(duì)于高質(zhì)量高速線材軋制生產(chǎn)工藝的不足，結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)，為優(yōu)化生產(chǎn)高速線材流程提供了技術(shù)參考。同時(shí)通過工藝的改善降低了整體成本，為我國(guó)航天、汽車等工業(yè)中優(yōu)質(zhì)鋼材的使用創(chuàng)造了良好的條件。

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