棒线技术现况(新)课件

1、中冶京诚瑞信长材部向各位出席的代表问候！我国棒线轧制技术现况 The bar and wire rod rolling Technolagy today 彭兆丰 李新林 （中冶京诚瑞信长材公司）2009年9月12日提 纲1. 棒材和线材生产系统2. 棒材生产技术3. 大棒生产技术4. 线材生产技术1棒材和线材的生产系统： 棒材和线材的生产系统，可以用废钢为原料的电炉-短流程系统，其生产的工艺流程是：废钢超高功率电炉LF炉外精炼小方坯连铸加热轧制。 也可以采用矿石为原料的长流程系统：烧结高炉炼铁转炉炼钢LF炉外精炼小方坯连铸加热轧制。由于我国废钢的积存量不够多，且电力供应紧张价格偏高，短流程系统

2、在我国没有发展起来。1000m3高炉2100t氧气转炉100t氧气转炉100t LF炉100t LF炉5机5流小方坯连铸5机5流小方坯连铸棒材轧机线材轧机100万t线材105万t方坯100万t棒材105万t方坯100万t铁水 1.1 年产200万吨钢筋和线材系统配置 年产200万吨钢筋和线材系统 这个系统配置充分利用现有成熟的钢铁新技术，氧气转炉炼钢，小方坯连铸，无扭转连轧等；炼铁，炼钢，轧钢能之间的合理力衡接，热能充分利用，各工序都能得到最充分的发挥，从而取得高效率，低成本运行效果。 这个生产流程框图，是在当前的技术水平下，炼钢连铸轧钢之间最为合理的衡接，它对促进我国钢铁产量的快速增长起到重

3、要的作用。而为摸索这个合理的流程，我国的钢铁界更是付出了30多年的努力。 年产200万吨钢筋和线材系统 氧气转炉炼钢、小方坯连铸、棒材和线材无扭连轧技术，在上世纪80年代就各自走向成熟，但这三地者之间没有很好地衡接起来，对我国钢铁生产的发展推动不大。当时棒材和线材连轧的产量只是在30-40万吨之间，使用的坯料断面为120mm120mm和135mm135mm，与转炉，连铸不好配合。30-40t的转炉容量太小效率无法发挥;30-40t的LF炉外精炼热容量不够，无法正常操作。而没有LF炉外精炼的配合，小方坯连铸机总是难于顺行。 年产200万吨钢筋和线材系统 2000年以后我国钢铁工业井喷式的发展，原

4、因很多，市场、资金 、人才等方面我们都已有了足够的积累。就棒材和线材这两发展最快的品种而言，在技术上我们找到了转炉-连铸-棒材轧机（或线材轧机）之间合理的结合点，也是一个重要的原因。 理论家们不断在说教：先进技术就是最大生产力而我国用提高棒线轧机的产量；用转炉-连铸-棒材或线材轧机间的合理衡接，在创造更高更新的生产力。目前，可用转炉和连铸生产的优质钢和合金钢优质碳素结构钢：45#、50# 高碳钢：72B 、82B合金结构钢：40CrNiMo,42CrMo,合金冷镦钢：SWRH82B-1,SWRH87B-1高铬油套管：9Cr,13Cr齿轮钢：20CrMnMo、20CrMnTiH轴承钢：GCr15

5、弹簧钢：50CrVA 、60Si2MnA高铬高压锅炉管：T23,T91,T92,T122 奥氏体不锈钢：118Ni9、304、316铁素体不锈钢：0Cr13、1Cr13、2Cr13塑料模具钢：P20热作模具钢：H13大方坯连铸机80万t大棒材大棒和开坯轧机小方坯连铸机小方坯连铸机棒材轧机线材轧机80万t棒材50万t棒材年产210万吨的特殊钢和优质钢系统(续上图) 棒 材 线 材 精 整 车 间12-250mm棒材 160万t5.0-25mm线材 50万t炼钢-连铸-轧钢的合理衡接炼钢连铸棒线材物流量要均衡；整体水平要匹配;布置要靠近，才能取得整体好的经济效益。钢铁产业政策的转炉容量应该修改在我

6、国钢铁产业政策中规定：转炉最小容量为120t ，与长材（包括钢轨、中型型钢、小型、线材）配套的转炉最好是100t 或80t，只有与大H型钢相对应可用120t 转炉。小转炉应该淘汰，但转炉容量过大，也是不经济的。我们建议对不合适的业政策进行修改，将与长材配合的转炉容量降至80t、100t。转炉容量太大了?2.小型棒材轧机31 小型棒材轧机概况表-1 2007年末重点大中型钢铁企业中小型钢和线材生产设备设备名称设备数量（套）年末生产能力（万吨）普通中型型钢轧机692259普通小型型钢轧机1737306普通线材轧机41652高速线材轧机1165087我国现在仍有少量的横列式小型轧机，也有为数不多的半

7、连续式小型轧机，但绝大多数是连续式的小型轧机。典型的全连续式小型轧机如图-1所示。我国典型的小型轧机(续上)全线采用短应力线轧机，轧机刚度高，辊缝对称调整操作方便，机架整体更换，轧辊孔型和导卫在轧辊间调整，在线调整少，轧机的作业率高。 主传动采用直流或交流调速传动，实现轧线速度无级调速。 采用切分轧制工艺生产钢筋； 采用步进式冷床，冷却效率高，冷却质量好； 部份厂在冷床后采用冷飞剪剪切定尺，剪切效率高，能力与轧机能更好匹配。 典型的全连续式小型轧机性能。机组名称机架号轧机规格机架型式轧辊尺寸 (mm)主电机功率轧辊直径辊身长度最大最小kW(DC)粗轧机组1H600H二辊短应力线轧机650560

8、8506002V600V二辊短应力线轧机6505608506003H550H二辊短应力线轧机6105208008004V550V二辊短应力线轧机6105208008005H550H二辊短应力线轧机6105208008006V550V二辊短应力线轧机610520800800在国外同类型轧机的产量30-40万吨已是高产轧机，在我国大多达到80-100万吨，有的甚至超过100万吨。全连续式的布置为高产低成本创造了基本条件，而实现高产量的主要经验主要是：我国小型轧机实现高产低成本主要原因。1是普遍采用短应力线轧机，作业率高，现在我国小型轧机的年工作小时一般都可达7500-7800小时。 2普遍采用切分

9、轧制工艺，（12四切分，14三切分，16、18、20二切分）大小规格都能均衡生产，充分发挥加热炉能力； 3连铸坯一火轧成和连铸坯热送热装，运输距离短，热能充分利用，生产成本低。3.2钢筋生产 我国GB 1499.2-2007 热轧带肋钢筋标准中规定钢筋强度级别有三级，HRB335、HRB400、HRB500，这三个级别钢筋的力学性能如表-3所列。表- 带肋钢筋的力学性能牌 号Rcl/MpaRm/MpaA/%Agt%不小于HRB335335455177.5HRB40040054016HRB50050063015现在我国400MPa（级）螺纹钢筋钢的生产方法主要有： 微合金化。即在20MnSi的基

10、础上添加0.040.08%的V或Nb. 余热处理。即在轧后将轧件从800-850 C快速冷却550C,在冷床上以芯部的余热进行回火。低温轧制。 低温轧制工艺的示意图表3 400Mpa热轧钢筋不同生产工艺情况 工艺方法 牌号(或钢级) 使用情况 微合金化 20MnSiV大多数企业生产。 20MnSiNb近几年产量提升很快，2008年产量约占12。 20MnTi尚没有企业生产。 余热处理 20MnSi许多企业可以生产，并出口国外，但国内市场尚不认可。超细晶粒碳素钢轧制 20MnSi已有企业在批量生产，但总体产量不高 超细晶粒材料都存在热稳定性或组稳定性的问题。处于亚稳定状态的超细晶粒钢对热循环特别

11、敏感。导致超细晶粒的问题在钢筋对焊后其焊缝处的晶粒尺寸、拉伸强度和塑性都会发生较大的变化，晶粒越细变化越大。 这种材料的另一弱点是，在屈服时表现出不稳定的塑性，在屈服后只有很小的加工硬化效应，屈服强度非常接近抗拉强度，限制了其在钢筋的应用。总之：到目前为止，超细晶粒生产技术还不成熟，还待进一步研究。400MPa螺纹钢筋生产的新工艺 首钢对非微合金化生产HRB400钢筋进行了系统的研究，利用形变位错强化和晶界强化，开辟了一条新的“低成本、高性能”的生产工艺，其工艺的要点是：适当调整钢中的锰含量：首钢通过大量的焊接试验后发现，在焊接方式一定时（如电渣压力焊），焊接强度与锰当量呈线性关系。Mneq=

12、Mn+0.03Si+22.2N+0.64Cr当锰当量：1.55Mneq1.77时，焊接强度能够满足HRB400钢筋的要求。面缺陷强化晶界强化。通过细化晶粒，增加晶界总面积而获得。 面缺陷强化对屈服强度的贡献要大于对抗拉强度的贡献。获得面缺陷强化的途径不是超低温、大压下的超细晶路线，而是采用如下途径：途径一：适当降低再结晶区变形温度。工艺上采用900-1000 较低温开轧、降低精轧入口温度至 840-880 ，全程细化组织，促进表面、芯部组织均匀化。途径二：轧后及时、分级、有限冷却抑制奥氏体晶粒长大，同时获得较大的过冷度，降低相变温度，细化晶粒，但不是晶粒越细越好。晶粒越细，强度越高，强屈比越低

13、。当晶粒度达到9.5级时，强度有一定富裕量，但强屈比已经低于1.25的抗震要求。因此，单纯采用面缺陷强化满足不了强屈比1.25的抗震要求。需要线缺陷强化来匹配提高材料的抗拉强度。标题文字线缺陷强化即形变位错强化。 在形变过程中位错不断增殖，对位错的滑移形成缠结，提高位错间的交互作用，达到强化目的。线缺陷强化对材料抗拉强度的贡献要大于对屈服强度的贡献。 线缺陷强化措施：位错在高温状态下消失非常迅速，通过热模拟试验，920 变形后停留5秒过程，位错消失了约50。为了保留形变过程产生的高密度位错，轧后必须立即穿水。生产400MPa螺纹钢筋新工艺的要点常温加热常温开轧。即加热至10001020，980

14、1000开轧；粗轧和中轧为常规轧制；中轧后以较强的冷却速度进行快冷，并留有足够的长度使内外的温度均匀；控制精轧温度约为830850，使之在奥氏体发生转变的温度区完成终轧；精轧后中等强度的水冷，冷却至600700，（奥氏体 珠光体的转变转变温度，不可冷却至550，在钢材的表面出贝氏体或马氏体）； 钢筋新工艺平面图3.3. 无孔型轧制技术 早在1967-1990年国内外包括首钢、唐钢、马钢都进行过棒材无孔型轧制试验研究，但都没有取得在实际生产中应用。我国新疆八钢，经过历时近10年试验和研究，于2005年11月成功开发出棒材的全连续无槽轧制技术，仅使用k1成品孔型轧制带肋钢筋。截止2008年1月，八

15、钢高速线材厂成功实现了1#21#轧机的无槽轧制。 新疆八一钢厂开发的 “无孔型轧制”技术，正在我国悄悄地推广，它将推进我国新一轮的低成本棒线技术的发展。图-6 25mm螺纹钢无槽轧制轧件的断面示意图图-7 20mm带肋钢筋全无槽轧件的断面形状无孔型轧制的效益可大幅度降低轧辊消耗由于轧辊不刻槽，轧辊辊身和硬度层可充分利用，轧辊耐磨提高、磨损量减小，辊耗由吨钢0.4kg降为0.12kg。由于轧辊没有孔型，大幅度减少了轧辊的备用量。 采用无槽轧制，轧辊可利用的辊径范围增大，从而减少了轧辊的订货重量无槽轧制过程中氧化铁极易脱落，可使开轧温度降低30，燃耗减少。实现无槽轧制后，可自由调整轧机负荷，增大轧

16、件变形量，节约了轧机的使用数量。大幅度提高轧机作业率：由于轧槽耐磨性提高，换槽、换辊次数，可综合提高轧机作业率约5%。无孔型轧制的效益由于变形阻力的降低，在同等压下量的情况下，轧制能耗减少。由于无槽轧制时轧制横向分布均匀，轧件头部尾缺陷减少，可提高成材率约0.4%。由于轧辊通用，轧机可做到同机组备用，大幅减少备用轧机的数量，且备用轧机同机组通用，在遇到烧轴承、断辊等突发事故时，损失可降至最低。轧辊加工简单，车削量小，可减少轧辊加工、机床和刀具的配备、降低维修费用和轧制成本。4优质钢棒材轧机以生产特殊钢和合金钢为主的小型轧机如下图所示。41 主要的工艺参数：产品规格：直条圆钢：2090mm，35

17、万吨/年；大 盘 卷：14 42mm，25万吨/年；生产钢种：优质碳结钢、合金结构钢、冷镦钢、弹簧钢、轴承钢、易切钢和不锈钢。生产规模：设计年产60万吨棒材和大盘卷。最大轧制速度：18m/s；坯料规格以200mm200mm7000mm为主，坯料单重约2.14t。与普通钢小型轧机相比： 产品规格的上限从50mm扩大至90mm，因为优质钢产品用于机械制造的轴类、齿轮、轴承等，需要更宽的产品范围。 坯料规格从150mm150mm12000mm改为200mm200mm7000mm，因为优质钢要求较大的压缩比。200mm200mm断面的坯料，生产最大规格90mm的产品，压缩比仅6，可满足一般机械制造用钢

18、的要求；小汽车齿轮用棒压缩比要求10；轴承钢压缩比要求15；因此，齿轮钢最大产品规格可生产70mm，轴承钢可生产至60mm。 冷镦钢要求的压缩比，国内外进行的研究不多，以我们有限的实践初步认为，至少不低于用于制造钢球的轴承钢， 即压缩比40。200mm200mm断面的坯料可以生产34-36mm的冷镦钢。 4.2 主要的工艺特点 粗-中轧脱头轧制：在粗轧机组与中轧机组之间的距离较大，轧件在粗中间为自由状态，不形成连轧。这样粗轧机组的入口速度，可以根据轧制工艺的需要自由调节，不受最后一架出口速度18m/s的限制。 轧制高速钢、马氏体不锈钢和200200mm的坯料断面都需要0.2m/s的咬入速度。

19、低温和温控轧制： 在线温度控制技术的应用，使合金钢的连轧成为可能。根据不同钢种生产的工艺要求可分为四种不同的在线温度控制：合金钢四种不同的在线温度控制： 第一类：优质中碳和低碳钢、低合金钢、合金结构钢等要求低温控轧，以细化晶粒提高材料的强韧性。 第二类钢：如轴承钢和弹簧钢，要求在低温下完成精轧；而在轧后则要求保温缓冷（轴承钢为防止网状碳化物的析出，弹簧钢是为使剪切时的硬度Hb280，轧后慢冷）。合金钢四种不同的在线温度控制：第三类钢：如马氏体不锈钢，合金工具钢，高速钢等，其热加工的温度范围很窄，要有较高的咬入速度外，在低速轧制阶段要求保温或在线加热；在轧制速度较高后，轧制变热使轧件温度迅速升高

20、；在轧制后要求保温和缓冷。 第四类钢：如奥氏体不锈钢要求在线淬火，即在高温下完成终轧，轧后在10301050的高温下淬火，快速冷却至500，完成固熔热处理。 根据所生产的钢种不同，可选择上述四种在线温度控制方式中的一种，二种，三种或四种。目前我国大部份优质钢小型轧机都设置了第一，第二种温控轧制的方法，只有少数生产高合金钢厂家设置了第三，第四种温控轧制的方法。 高精度轧制和减径定径技术 在合金钢棒材精轧机后安装定径机，可生产特殊质量高精度的棒材，以满足紧固件和汽车工业的需要。安装定径机的优点是：-产品的精度高，棒材的实际公差可稳定在DIN标准公差的25以内。如此精密的棒材实际上取消了机械工业的剥

21、皮过程，降低了机械工业的原材料消耗和加工工时。-可以生产在标准中规定尺寸的棒材，还可根据用户的实际需要生产该轧机产品范围内各种尺寸的棒材，即自由尺寸的棒材，减少了用户的切削加工量。 高精度轧制和减径定径技术-可以用一种孔型系统生产15-76.2的所有产品规格，大大减少轧辊的导卫的数量，降低生产成本；减少更换孔型和导卫的时间，大大提高轧机的作业率。 -可实现真正意义上的低温控轧，细化晶粒尺寸，提高产品的机械性能。 棒材定径机是一组35机架的轧机，这种轧机可以是三辊的Kokos轧机，也可以是二辊式的轧机。现在实际使用最多的三辊的Kokos轧机，我国上钢五厂、大冶、湘谭、石家庄、江阴兴澄、大连、济源

22、都安装了Kokos轧机。图-9 三辊KOCKS 轧机的单一孔型系统 大盘卷生产 高效率的自动化加工设备（如汽车和和标准件工业用的冷墩钢、轴承行业用的轴承钢）呼唤大盘卷，下游的标准件和轴承加工采用冷镦工艺，高度的自动化，要求成卷供货，以利提高效率。钢厂用大盘卷生产比用直条生产可用较高的轧制速度，提高生产率；尺寸从13mm直至55mm的优质钢和合金钢棒材都可成卷生产。 大盘卷生产大盘卷产品：标准件（螺栓、螺帽、螺钉）；轴承；油田开采用的抽油杆（钢号：20CrMoA，规格：21-23mm）高速公路、铁道山洞隧道用38mm的成卷钢筋。我国上钢五厂、大冶、刑台、湘谭、天津、首钢、昆明、济源等厂建有大盘卷

23、生产线。3.优质钢大棒生产 我国机械制造业的迅速发展，使我国成为世界制造业的中心,而这这一趋势正在加速。机械制造业对优质钢棒材，优其是80130mm, 180 220mm这种组距的大规格棒材需求量日益增多，质量要求越来越高。促使本来并不热的大棒成为我国的热门产品。 石 化汽 车电 力机 械模 具船 舶航 空高 铁3.1国内现的的大棒轧机 序号轧机名称产品规格轧机组成设计产量万t/a改造时间1湘潭750初轧50150(160200)半连续：750二辊可逆6508连轧602002，设计2大冶850初轧70250（300）半连续：850二辊可逆7506连轧602001，供应连轧机3苏钢大棒轧机701

24、80m810二辊可逆+810二辊可逆+670热轧材60万t。2005，设计4宝钢1300初轧140,16075160175230（90）1300双机架串列初+8002+7004 连轧1002005，设计5石家庄大棒轧机50150连续式：8505+8501, 7503+75015505502004年新建，设计 序号轧机名称产品规格轧机组成设计产量万t/a改造时间6兴澄大棒轧机12025010021802半连续：1000二辊可逆76036703802006年新建，设计7南京钢厂大棒50- 180mm（圆棒）和150150mm（方坯）半连续：850二辊可逆75046104+48028020068淮阴

25、大棒轧机50250半连续：10001900375035004802007年新建，设计9大连大棒轧机80310135、150、180方120300-150650扁钢半连续：1000190047504产品60万，开坯20万正在建设中设计10无锡大棒轧机45150mm；8501+6506+450470万吨/年正在建设中，总承包国内现的的大棒轧机2.初轧-开坯机复活的理由高炉热装铁水废钢高功率电炉或转炉钢包精炼炉真空脱气炉合金钢连铸机加热炉高压水除鳞轧机轧轧制精整(矫直/探伤/修磨)热处理炉大棒材的生产工艺流程3.2 主要工艺参数产品: 90(80)250(300)mm；(优质钢小型棒材轧机合适的产品

26、范围应是：1280mm) 150mm150mm,180mm 180mm方坯; 生产钢种:优质碳素结构钢、合金结构钢、齿轮钢、弹簧钢、轴承钢、合金管坯、石油钻铤； 设计产量：80万吨/年；2.初轧-开坯机复活的理由推荐生产的钢种:石家庄大棒轧机优质碳素结构钢、合金结构钢、齿轮钢、轴承钢、弹簧钢兴澄大棒轧机优质碳素结构钢、合金结构钢、滚珠钢、弹簧钢、冷镦钢、管坯钢等。淮阴大棒轧机优质碳结钢、合结钢、弹簧钢、易切削钢、轴承钢、齿轮钢。优质钢大棒生产线的平面图大连钢厂大棒平面图3.3. 坯料: 连铸矩形坯或圆坯，圆坯的质量更好具有更好的兼容性，最近新建厂都在用圆坯。 断面规格mm长度m单重kg3804

27、904 6571085605004 6602090306004 4.2866091003.4.大棒的生产工艺和设备加热设备 现在我们用连铸坯的厂都用步进梁式加热，只有生产高合金钢的大连、宝钢、长城钢厂，生产的钢种中有：高速钢、合金工具钢、马氏体不锈钢、马氏体阀门钢这些难变形的高合金钢。这些钢种的定货量少，在技术还不能用连铸的方法生产或不值得用连铸，需要铸锭，所以这些厂同时有均热炉和步进式加热炉。 2.初轧-热送热装开坯机复活的理由厂 名轧机名称辊径辊身长mm辊颈直径电机功率kW转数r/min电机型式兴 澄1000二辊可逆轧机1100/890250057048000/50/120AC淮阴1000

28、二辊可逆轧机1100/890250057048000/50/120AC大 连1000二辊可逆轧机1060/940250057150000/60/120AC无锡850二辊可逆轧机910/780230049045000/60/120AC 表-3 国内新建初轧-开坯机性能表初轧-开坯机2.初轧-热送热装开坯机复活的理由表-5 江阴兴澄连轧机组机组序号轧机名称辊径辊身长mm 电机功率kW转数r/min电机型式精轧机组V1760二辊短应立式轧机830/72012501200900/1800ACH2760二辊短应水平轧机830/72012501200900/1800ACV3760二辊短应立式轧机830/7

29、2012501200900/1800ACH4670二辊短应水平轧机1200900/1800ACV5670二辊短应立式轧机1200900/1800ACH6670二辊短应水平轧机1200900/1800AC连轧机2.初轧-热送热装开坯机复活的理由表-6 大连连轧机性能序号机组工作中心距轧辊直径辊身长度辊颈直径轧制力电机kw转速RPMH1中轧与精轧880860/7301400370650 t1200,0/600/1350V2880860/7301400370650 t1200,0/600/1350H3880860/7301400370650 t1200,0/600/1350V4880860/7301

30、400370650 t1200,0/600/1350H5770760/6401000340440 t1200,0/600/1350V6770760/6401000340440 t1200,0/600/1350H7770760/6401000340440 t1200,0/600/1350V8770760/6401000340440 t1200,0/600/1350H9770760/6401000340440 t160,0/800/1800注：H9为定径机。标题文字粗轧机中精轧机2.初轧-热送热装开坯机复活的理由 在线火焰清理机随着初轧机的消亡已下岗多年，可是20多年，来宝钢初轧一直在用在线火焰清

31、理机。最近江阴兴澄大棒、大连大棒生产线，以宝钢初轧为师都选择了在线火焰清理机来提升特殊钢产品的表面质量。虽然，火焰清理机增加了金属损耗和能源介质的消耗，但是，从产品的最终成材率、产品质量和后步产品精整的效率比较，在线火焰清理机带来的良好表面质量和高的生产效率是目前其它设备所无可替代的。火焰清理机精整设备 大棒的精整与小棒有所区别，1280mm的棒材是在冷床冷却后再切成定尺，而90 250mm大棒材要在锯切成定尺后再上冷床冷却后，因为断面大且为优质钢和合金钢，强度高冷却后切不动。 在冷床前设编组台架、2 3热锯和定机机。 优质钢大棒另一个特殊问题是轧后的缓冷， 70mm的合结、弹簧、轴承钢（马氏

32、体、贝氏体、珠光体的亚共析钢、共析钢和过共析钢）都需要进行轧后缓冷。要设备大量的缓冷坑。缓冷后要进行热处理和精整。抛丸矫直倒棱涡流探伤超声探伤热处理修磨打包标题文字编组横移台架热据、砂轮锯4. 线材生产目前我国约有144条线材生产线，60个高速线材生产厂，共有81条高线生产线.设备来源数量设备投产时间数量引进新设备3220世纪80年代20引进二手设备1720世纪90年代36自制设备2821世纪21表-1 我国高速线材设备状况4.1我国线材轧机概况具有世界领先水平的轧机 以宝钢、马钢、杭钢、安阳、韶钢、青钢、永丰、天钢为代表的高线轧机，这些主要设备和工艺从国外引进。其主要特点是:.采用了4机架的

33、减定径机组，保证速度112m/s，轧制速度达120m/s，；.采用超重型“V”形辊箱精轧机组；.采用与减径机结构相同的“V”形辊箱，电机“一拖二”的预精轧机组；.实现单一孔型轧制；.精轧前的预水冷，精轧后和减定径后的水冷，延迟型的辊道式风冷运输机，组成了完整的在线控轧控冷系统；超重载 精轧机组具有世界二流水平的轧机 以沙钢、包钢、武钢、新疆八一、湘钢、昆钢、天钢、北台、邢钢、鄂钢、萍乡等代表，大都在20世纪90年代中末期建成，有的是主轧机引进，有的是国内先进企业供应的国产设备；其主要特点是:.一般为28个轧制道次，精轧机为10架，有单线布置也有双线布置，轧制保证速度在90-105m/s；.预精

34、轧机采用平/立布置，每架单独传动的悬臂式轧机；.精轧机组采用超重型“V”形辊箱；.精轧前的预水冷，精轧后的水冷，延迟型的辊道式风冷运输机，能实现控温轧制；落后水平的生产线 这类生产线大多是20世纪80年代从国外引进，或90年代中从国外购买的二手设备，或为国内一般企业制造的国产设备，其主要特点是：.轧制速度不高，一般在75m/s左右；.多线（3线或4线）轧制；.坯料断面小（135mm135mm），盘重较小（1300kg左右），尺寸精度可以满足B级要求；.预精轧机为短应力轧机或闭口式轧机；.精轧机为10机架标准型的结构;.精轧前没有预水冷，精轧后有水冷，采用了延迟型或标准型风冷段，不能实现温控轧轧

35、制。（需要）淘汰的生产线 这类生产线是对原有的复二重横列式轧机改造而成，或是20世纪80年代末至90年代初建成，由于当时的起点和市场定位就不高，所以装备水平和技术水平都低。其主要特点是：盘重很小（不超过1t），轧制速度一般在65m/s以下，尺寸精度控制水平很低。这类生产线目前约占产能的1/6左右。卧式吐丝机4.2.线材轧机的新工艺典型的单线8+4精轧机的平面布置如图-4所示高产的双线10机架精轧机的平面布置如图-5所示。4.2.1现代线材轧机工艺参数产品范围： -光圆 ：5.020.0（25）mm ，0.5.mm进级； -钢筋 ：6.016.0mm ，2.0mm进级；盘卷尺寸/重量：外径：12

36、50mm，内径：850mm/2070kg（最小）2430kg（最大）生产钢种：碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢、冷镦钢、弹簧钢、焊条钢、轮胎钢；坯料尺寸：160方12m长，通常2335kg，最大2500kg； 15012.5m长，通常2138kg，最大2300kg； 15016m长，通常2149kg，最大2300kg； 4.2.1现代线材轧机工艺参数设计的操作速度：120s/m ；最大设计速度：140s/m ； 保证值：5.57.0mm 的产品112s/m ； 5.0、8.0mm 的圆和 6.0的钢筋105s/m ；轧机的能力：150t/h（效率100%时的满槽能力） 120t/h（低温轧

37、轧制时效率100%时的满槽能力）轧机的产量目标：700000t/a，年操作时间8000h/轧钢时间6800h； 加热炉能力：150t/h（冷装）；收得率：97%；产品尺寸公差产品尺寸公差表-2 带减径-定径机线材轧机的产品公差尺寸(mm)公差(mm)椭圆度(mm)5.00.1260%的公差5.5-200.1060%的公差4.2.2 减径-定径机 上世纪90年代末在轧制速度提高到105m/s以后，Morgan公司和 Danieli公司先后使开发了4机架的减径-定径机，这一新技术的推出,很快得到世界的认同将轧线轧机水平提高到一个新阶段。使用减径-定径机的优点是：提高产品的尺寸精度；实现真正意义的低

38、温和温控轧制，改善产品的金相组织和机械性能；减 定 径 机 组4.2.2 减径-定径机实现从粗轧至精轧的26个机架单一孔型系统，大大简化了轧辊孔型和导卫，减少轧辊和导卫的备件和消耗，降低生产成本；减少更换孔型和导卫的时间，提高轧机的作业率； 我国宝钢、杭州钢厂、上钢五厂、安阳钢厂、大连钢厂等线材轧机引进的是Morgan型减径-定径机，青岛、新疆八一、韶关、山东永锋钢厂等用的是Danieli型，只有马钢用的是SMS减径定径机。4.2.3 单 一孔型轧制 传统的10机架线材精轧机的线材生产线上,为生产5.516mm的线材,在1-18机架需要2个系统,在精轧机19-28机架为轧出22个规格需要6个孔

39、型系统。在采用减径定径机后的8+4轧机，从1-26机架2个孔型系统可以轧出5.0mm-20mm的光圆，6.0mm-12mm螺纹钢的全部产品，使轧辊孔型和导卫大为简化，减少轧辊和导卫的备件，减少换孔型和换辊时间，大大提高轧机的作业率。4.2.4在线温度控制和低温轧制技术在线温度控制水冷箱的设置如图所示。通过在精轧机前设置预水冷，精轧机后设水冷，减径-定径机后水冷，通过多段水冷控制轧件的温度；水冷线闭环控制系统（操作人员可人工干预），可以自动地调节水量和水压以便获得所需要的温度，并在轧制过程中保持所需要的温度；每段水冷后有足够长的均温段，使轧件芯部与表面的温度均匀；配合孔型设计在最后的4机架的减面

40、率达50-60%；辊道式散卷冷却运输机进行线材温度的最终控制，按照各个钢种特点冷却到其相转变温度，以获得最隹的金相组织和所需要的机械工艺性能。现代线材温度控制轧制工艺主要包括：温控轧制：弹簧钢9254和CHQ钢120t/h；为设备和电机选择，设计进入轧机的温度和钢种： -1#轧机的入口温度：9801200C 决定于钢种； -无扭轧机的工艺温度：900950C（钢种C1080 ）； 800850C（冷镦钢和弹簧钢）； -减径定径机的工艺温度：900950C（钢种C1080 ）；冷镦钢和弹簧钢-800850C（6.5，8，10的产品850C）；温控轧制最终产品的性能 表-3 线材产品最终的性能序号

41、直径钢种抗拉强度同圈差抗拉强度同卷差冷却模式（#）(mm)（#）(N/mm2)(N/mm2)（#）15.0H08Mn2SiA812缓冷26.5Q235812自然冷却或风冷312ML15812缓冷42545#812缓冷4.3线材生产的新设备4.3.1 减径-定径机现在在生产中实际使用的有Morgan型和 Danieli型两种主要型式,SMS的减-定径机在我国用得比较少，只有马钢在用。KOCKS公司也推出了3辊式的线材减径-定径机，但还没得到实际应用。减 定 径 机 组Morgan型的减径-定径机（TEKISUN轧机）Morgan型的减径-定径机的4个机架由一个4000kw的交流（交-直-交）电机

42、传动，一个有192个速比的三级传动齿轮箱将电机力矩分配到四个辊箱上。如下图所示。1-4000kw交流电机；2-传动齿轮箱；3-230辊箱；4-150辊箱；5-废料箱 2个230大辊环的辊箱，机架间距850mm，每对辊环可承受330kN的轧制力，用于大压下减径；2个150的小辊箱，机架间距只有400mm，防止轧件产生扭转，用于定径生产高尺寸精度的产品。230辊箱的结构与8机架无扭精轧机完全相同，“V”型布置、超重型机架，与8机架精轧机可以互换。4架减径-定径机采用椭圆圆圆的孔型系统，前2架平均减面率为15-20%，后2架的减面率很小只有5-12%，目的是保证高的尺寸精度。Morgan型的减径-定

43、径机（TEKISUN轧机） 表-4 Morgan型减径-定径机技术数据入口轧件最大断面25.7mm工艺要求的入口温度钢种C1080：900-950C冷镦钢和弹簧钢：800-850C机架数量4个230减径机辊箱；2架150定径机辊箱；2架传动电机功率（kw）4000,AC机架中心距 230轧架150轧架850mm400mm辊环尺寸230轧架150轧架228.34/205.00-72/57/59 (2孔，4孔，4孔)156.00/142.00-44/70/57（1孔，2孔，2或4孔）最大的轧制力230轧架150轧架330kN130kN轧辊冷却水1590L/min,压力5.5barDanieli双模

44、块轧机（TMB-Twin Module Block） Danieli双模块轧机也是采用椭圆-圆-圆-圆孔型系统，机械结构与Morgan（TEKISUN轧机）近似，双模块机组包括2组双机架模块,每组由1个电机传动，并配置台多速比的齿轮箱，满足较宽的产品规格和精轧速度的生产要求，速比在操作室遥控选择。轧制块按45倾斜布置，机架轴线相互垂直，适用于无扭轧制。前面两架也是大辊径，辊环直径与8机架精轧机相同，最后两架采用小辊径和超近间距布置，实现最终产品的高尺寸精度（同时避免轧件扭转）。通过布置在机组前方的横移小车实现轧制模块的自动快速更换。如下图所示。Danieli双模块轧机（TMB-Twin Mod

45、ule Block）Morgan与Danieli 减径定径机Morgan与Danieli 减径定径机的最大区别是：Morgan 4个机架由1个电机传动，4个机架的速度配合全靠三级齿轮箱解决。Danieli的 4个机架由2个电机传动，每2架1个电机。Danieli将复杂的机械速比，转交给两个模块间的电气速度控制去解决，使增速箱的设计大为简化。不过第28架（减径-定径机组的第二个机架）的轧件出口速度达90-95m/s，要在这样高的速度下实现相怜两个机架间的速度调节难度却实很大。但从国内投产的机组看，不没有出现问题，说明今天的电气控制技术已可解决如此复杂的速度控制问题。 Danieli双模块轧机技术

46、性能 200H型模和150L型块机组 技术参数重型轻型型式TWB200H2TWB150L2辊箱规格200H150L机架数量N22机架中心距mm800450最大辊环直径mm212158最小辊环直径mm191144辊环宽度mm8344/60轧槽数量N1,或2决定产品规格1,或2决定产品规格最大工作中心距mm216163最小工作中心距mm192144轧制力kN250140额定轧制力矩N-m74002500辊环材质碳化钨碳化钨 设有4机架减径定径机后,线材轧机的中心转到了减径定径机。现在的精轧机仍是原来“V”型超重型机架，但相作了应的的调整，主要有：机架数量由10架减为8架； 机架的规格由原来的6 个

47、8“大辊箱，4个6”小辊箱，改为全部是8“大辊箱，并相应加大了辊箱尺寸，以承受更大的轧制力，适应低温轧制的要求； 出口的最小规格由5.5mm改为6.67mm； 传动电机原来放置在轧件的出口侧，与出口水冷线产生干扰，现在将主传动电机放置在轧件的入口方向。3.2. 8机架线材精轧机电机布在入口侧的新型线材精轧机表-6 Morgan8机架“V”型精轧机技术数据入口轧件最大尺寸22.5mm轧件入口的最低温度800-850C；设备和电机选择允许工艺的入口温度钢种：C1080，900950C；弹簧钢和冷镦钢；800850C；辊箱数量8个辊箱尺寸230机架中心距820 mm最大辊环直径228.34 mm最小辊环直径205.0mm辊环宽度71.8/71.60-44.48/44.42 mm轧槽数量1,2或4个决定产品规格传动电机功率（kw）6800 AC轧制压力330kN润滑系统的流量和压力2184L/min,3bar同辊环的冷却水流量和压力4628L/min,5.5bar 表-7 Danieli的8机架无扭精