棒線材連鑄- 軋鋼生產工藝技術前瞻

杜紅波 田昭國 徐曾國

石橫特鋼集團有限公司 山東泰安 271612

棒線材作為中國年產量最大的鋼材種類之一，每年的年產量都在4 億噸左右，軋線達到了500 條以上。國內各大企業(yè)為了增加利潤以及降低生產成本，企業(yè)不斷加強鋼材生產工藝水平。以能耗方面來說，主要通過將連鑄- 軋鋼界面進行優(yōu)化處理，不斷拿提高熱送熱裝比，采用免加熱技術進行生產等新型技術來降低生產能耗。但目前來說，大部分企業(yè)具有的軋線并不能實施免加熱工藝進行生產改造。因此通過優(yōu)化連鑄- 軋鋼來提升熱總熱裝比是相對來說投資更低的技術，這樣的技術基本不影響正常鋼材生產量，具有很大的優(yōu)勢。因此優(yōu)化連鑄- 軋鋼生產工藝是降低生產成本的有利選擇。

1 我國棒線材市場現狀

現階段而言，中國生產棒線材的企業(yè)就技術設備來與之前相比有著顯著的提升，尤其是自從1990 年以后，中國鋼鐵工業(yè)取得了巨大的進步：新建了大量在世界上都算先進的大型高爐、大型轉爐、連鑄、連續(xù)小型棒材軋機等鋼材設備的生產，使得中國棒線材行業(yè)的裝備水準與之前相比有著顯著的提高[1]。

2 棒線材連鑄- 軋鋼技藝優(yōu)化的意義

隨著近年來我國經濟的飛速發(fā)展，我國的鋼鐵工業(yè)也在不斷的發(fā)展進步，鋼鐵行業(yè)企業(yè)的規(guī)模和數量不斷增多，怎樣才能使企業(yè)持續(xù)高效發(fā)展狀態(tài)是現階段相關部門的關注重點，因此為了實現切分軋制，對棒線材連鑄- 軋鋼生產工藝進行優(yōu)化是非常重要的關鍵環(huán)節(jié)。通過數據資料可以看出，棒線材連鑄- 軋鋼工藝優(yōu)化不僅可以降低生產成本，還可以提高產品質量，降低生產器械發(fā)生故障的機率，為企業(yè)生產發(fā)展打下堅實的基礎。對棒線材連鑄- 軋鋼生產工藝在進行優(yōu)化后從某個角度來說不僅可以穩(wěn)定生產工藝發(fā)揮水平，提高產品質量，還可以延長生產器械的使用壽命，為實現產業(yè)生產目標奠定了基礎?？偠灾撹F企業(yè)如果想要取得顯著的發(fā)展進步，就要重視水棒線材連鑄- 軋鋼生產工藝的優(yōu)化，這樣一來在可以生產質量更加優(yōu)良的產品，進而提高企業(yè)自身競爭力[2]。

3 棒線材連鑄- 軋鋼工藝發(fā)展

3.1 無頭軋制技術

在以往的軋鋼生產工作時，相鄰的軋件之間一定要保留一段距離的間隔，這樣是為了給下游留出相應的緩沖時間，但這樣的設定反而增加了軋機咬鋼頻率過高出現的堆鋼概率，咬入材料產生的沖擊力也會增加生產設備的負擔，最終造成降低生產設備使用壽命、耗能增多、降低生產有效率等問題。無頭軋制技術非常適合長材例如板材軋制的一種新型技術。這項技術是在二十世紀九十年代的日本高松廠發(fā)明改進的一種新技術。在我國第一家鋼鐵生產企業(yè)唐鋼棒材加工廠采用這項新技術進行工作生產之后，位于新疆的八一鋼鐵公司和漣源鋼鐵公司同樣訂購了國外公司的生產設備。將加熱工序加設在閃光焊接，由專業(yè)的計算機控制焊接過程，并且還加入了自動化軋鋼的系統(tǒng)，這樣的工序會使焊接過程保持穩(wěn)定性和可重復性，提高生產過程的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 低溫軋制技術

低溫軋制技術是利用變形在再結晶溫度以下能使晶粒得到細化的原理，生產出具有更好的性能，更高的表面質量和更優(yōu)越工藝性（含冷成型性）的軋件，這樣還可以有效避免常規(guī)的離線熱處理工序。隨著時代的發(fā)展科學技術的不斷發(fā)展，計算機技術也隨之不斷進步發(fā)展，自動控制這一專業(yè)學科也在飛速發(fā)展進步，其中以工業(yè)自動化技術的發(fā)展最為迅速。為了保證工藝的穩(wěn)定性、保障產品質量，軋件在水冷箱內的冷卻強度必須能在計算機控制下完成。其關鍵是根據在線實測的軋件溫度值來實時調節(jié)水的流量，以使軋件在進入精軋機時，其溫度在設定的范圍內。實現這一過程的關鍵是找到一個反映冷卻水流速、壓力與軋件斷面上溫度變化規(guī)律的數學模型[2]。

3.3 斯太爾摩控冷技術（棒材表面中淬火及自回火技術）

斯太爾摩控冷技術是1964 年年加拿大 Steleo 公司與美國摩根 Morgan 公司聯合開發(fā)了該技術，這種新技術又稱為棒材表面淬火及自回火工藝。開發(fā)這項技術是為了有效解決參傳統(tǒng)軋制技術中，線材工作后終軋溫度高達1000 攝氏度的高溫下，自然冷卻盤卷中內外溫差過大造成線材表面氧化嚴重、內部結構存在缺陷、機械式不達標等問題。棒材表面中淬火及自回火技術利用終軋后軋件本身帶有的熱量，將其通過專門的穿水冷卻水箱和風冷，精準掌控軋件冷卻速度，以此獲得產品需要的結構和性能的技術。這種技術可以有效利用普通的低碳鋼材代替微合金鋼和低合金鋼。

這項技術包含三個熱處理階段：

（1）淬火階段：精軋機組后設置一套水冷系統(tǒng)，使帶肋鋼筋表面淬火形成馬氏體，而芯部保持奧氏體組織，當表層下形成一定深度的馬氏體后，便停止淬火處理。

（2）回火階段：淬火后，再在空氣中冷卻，由于棒線材各截面內外溫度梯度較大，熱量從芯部傳到表層，使表層馬氏體回火形成回火馬氏體組織或回火索氏體。

（3）最終冷卻階段：棒線材在冷床上緩慢冷卻時芯部的奧氏體轉變成鐵素體和珠光體組織，或鐵素體、索氏體和貝氏體組織，使碳和合金元素含量較低的鋼獲得較高的綜合力學性能，降低鋼材成本。

4 結語

隨著我國經濟的飛速發(fā)展，我國的鋼鐵工業(yè)也在不斷的發(fā)展進步，現階段棒線材產量來說，除了個別例如超低碳鋼等品種來說，我國棒線材產量基本能夠滿足國內經濟產業(yè)生產發(fā)展的需求，只給率不斷提升。但社會多元化發(fā)展需求以及日益激烈的市場競爭對棒線材生產提出了更高的要求，不斷優(yōu)化棒線材連鑄-軋鋼生產工藝，對提高產品質量降低生產成本都有著至關重要的作用。