第二篇型棒材生产-10章

1、第三篇第三篇 轧制理论与工艺轧制理论与工艺 新钢精神 - 创新 奉献 超越10 10 棒线材生产棒线材生产 10.1 棒线材的种类和用途10.1.1 棒材的品种棒材的品种棒材的品种按断面形状分为圆形、方形和六角形以及建筑用螺纹钢等；棒材的品种按断面形状分为圆形、方形和六角形以及建筑用螺纹钢等；棒、线材的断面形状主要还是以圆形为主。棒、线材的断面形状主要还是以圆形为主。国外通常认为：棒材的断面直接为国外通常认为：棒材的断面直接为99300mm300mm；国内一般认为：棒材车间的产品范围是断面直径为国内一般认为：棒材车间的产品范围是断面直径为101050mm50mm；10.1.2 线材的品种线材的

2、品种线材是热轧材中断面最小的一种，国内一般把产品断面直径为线材是热轧材中断面最小的一种，国内一般把产品断面直径为513mm并并成盘卷状态交货的产品称为线材；国外已将断面直径扩展为成盘卷状态交货的产品称为线材；国外已将断面直径扩展为538mm，呈，呈盘卷交货的产品最大断面直径规格为盘卷交货的产品最大断面直径规格为40mm；形状主要为圆形，其他有：方形、六角形和异形等；形状主要为圆形，其他有：方形、六角形和异形等；钢种：普碳、优碳、碳素弹簧钢、合金结构钢、合金弹簧钢、轴承钢、合金工钢种：普碳、优碳、碳素弹簧钢、合金结构钢、合金弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、不锈钢、电热合金钢等具钢、不锈钢、电热合金钢

3、等棒线材轧线及产品汽车使用棒材、线材约汽车使用棒材、线材约150150公斤，占车体重量的公斤，占车体重量的1010左。其中，棒左。其中，棒钢和线材是发动机部件（曲轴、凸轮轴、阀弹簧等）和传钢和线材是发动机部件（曲轴、凸轮轴、阀弹簧等）和传动系统部件（齿轮类、等）不可缺少的材料。动系统部件（齿轮类、等）不可缺少的材料。棒线材用途在建筑物和结构物方面，在建筑物和结构物方面，PCPC（Prestressed ConcretePrestressed Concrete）钢板、）钢板、PCPC钢线用于电信柱等钢线用于电信柱等的柱子和混凝土的加强材料，桥梁用钢线用于吊桥、斜拉桥的缆绳（写真的柱子和混凝土的加

4、强材料，桥梁用钢线用于吊桥、斜拉桥的缆绳（写真2 2）。这）。这些钢材的共同特征是强度高，钢棒、钢线的强度是通常钢筋的些钢材的共同特征是强度高，钢棒、钢线的强度是通常钢筋的3 34 4倍。倍。 棒线材用途棒线材用途此外，棒钢和线材制作的螺栓、螺母、各种弹簧等以工程机械开始在广泛此外，棒钢和线材制作的螺栓、螺母、各种弹簧等以工程机械开始在广泛的领域中使用，我们身边的钢琴弦、吉他弦、渔线也屡见不鲜。这些最终的领域中使用，我们身边的钢琴弦、吉他弦、渔线也屡见不鲜。这些最终产品的的形状和性能各种各样，但是都是用钢棒制造出来的，在新日铁室产品的的形状和性能各种各样，但是都是用钢棒制造出来的，在新日铁室蘭

5、製鉄蘭製鉄所、釜石所、釜石製鉄製鉄所、君津所、君津製鉄製鉄所生产棒钢和线材所生产棒钢和线材 日本棒线材产量的变化情况10.1 棒线材的种类和用途10.1.3 棒线材的用途棒线材的用途（1）直接被使用：）直接被使用：钢筋混凝土、配筋和焊接结构等方面；钢筋混凝土、配筋和焊接结构等方面；（2）经过深加工才能制成成品：）经过深加工才能制成成品：各类商品钢丝、专用弹簧钢丝、汉斯、冷镦钢丝等各类商品钢丝、专用弹簧钢丝、汉斯、冷镦钢丝等深加工方法：拉拔、锻造、挤压、回转成形和切削等深加工方法：拉拔、锻造、挤压、回转成形和切削等棒、线材的断面形状主要还是以圆形为主。棒、线材的断面形状主要还是以圆形为主。钢钢

6、种种用用 途途一般结构用钢材一般结构用钢材一般机械零件、标准件一般机械零件、标准件建筑用螺纹钢筋建筑用螺纹钢筋钢筋混凝土建筑钢筋混凝土建筑优质碳素结构钢优质碳素结构钢汽车零件、机械零件、标准件汽车零件、机械零件、标准件合金结构钢合金结构钢重要的汽车零件、机械零件、标准重要的汽车零件、机械零件、标准件件弹簧钢弹簧钢汽车、机械用弹簧汽车、机械用弹簧易切削钢易切削钢机械零件和标准件机械零件和标准件工具钢工具钢切削刀具、钻头、模具、手工工具切削刀具、钻头、模具、手工工具轴承钢轴承钢轴承轴承不锈钢不锈钢各种不锈钢制品各种不锈钢制品冷拔用软线材冷拔用软线材冷拔各种丝材、钉子、金属网丝冷拔各种丝材、钉子、金

7、属网丝冷拔轮胎用线材冷拔轮胎用线材汽车轮胎用帘线汽车轮胎用帘线焊条钢焊条钢焊条焊条10.1 棒线材的种类和用途10.1 棒线材的种类和用途10.1.4 对棒线材的质量要求对棒线材的质量要求棒线材质量要求愈发严格棒线材质量要求愈发严格质量要求：表面质量、综合力学性能质量要求：表面质量、综合力学性能总体要求：提高内部质量，根据深加工的种类，材料本身应具有合适的性总体要求：提高内部质量，根据深加工的种类，材料本身应具有合适的性能，以减少加工工序，提高最终产品的使用性能。能，以减少加工工序，提高最终产品的使用性能。（1 1）建材用螺纹钢和线材：主要是要保证其化学成分并具有良好的可焊性，）建材用螺纹钢和

8、线材：主要是要保证其化学成分并具有良好的可焊性，要求物理性能均匀、稳定，以利于冷弯，并有一定的耐蚀性；要求物理性能均匀、稳定，以利于冷弯，并有一定的耐蚀性；（2 2）拔丝原料用线材：要求直径较少，并保证化学成分和物理性能均匀稳定、）拔丝原料用线材：要求直径较少，并保证化学成分和物理性能均匀稳定、金相组织尽可能索氏体化、尺寸精确，表面光洁，对脱碳层深度、氧化铁金相组织尽可能索氏体化、尺寸精确，表面光洁，对脱碳层深度、氧化铁皮等均有一定的要求。皮等均有一定的要求。10.2 棒材生产10.2.1 棒材的生产工艺棒材的生产工艺10.2.1.1 坯料坯料（1）坯料形状）坯料形状以连铸坯为主，对于某些特殊

9、钢种有使用初轧坯的情况。以连铸坯为主，对于某些特殊钢种有使用初轧坯的情况。坯料断面形状：一般为方形，边长坯料断面形状：一般为方形，边长120150mm（2 2）坯料检查）坯料检查冷装炉：一般钢材采用目视检查，手工清理方法；对质量要求严格的钢材，冷装炉：一般钢材采用目视检查，手工清理方法；对质量要求严格的钢材，则采用超声波探伤或荧光粉方法进行检查和清理；则采用超声波探伤或荧光粉方法进行检查和清理；热装炉或直接轧制工艺：必须保证无缺陷高温铸坯的生产。热装炉或直接轧制工艺：必须保证无缺陷高温铸坯的生产。 有缺陷的铸坯：可进行在线检测和热清理，或将其剔除，成冷坯后再进行常有缺陷的铸坯：可进行在线检测和

10、热清理，或将其剔除，成冷坯后再进行常规工艺入炉轧制规工艺入炉轧制10.2 棒材生产10.2.1 棒材的生产工艺棒材的生产工艺10.2.1.2 加热和轧制加热和轧制 加热和轧制工艺流程：加热和轧制工艺流程：（1 1）加热：）加热：加热温度较低，严防过热或过烧，要尽量减少氧化铁皮；加热温度较低，严防过热或过烧，要尽量减少氧化铁皮；对易脱碳钢种，严格控制高温段停留时间，采取低温、快热、快烧等措施；对易脱碳钢种，严格控制高温段停留时间，采取低温、快热、快烧等措施；一般采用步进式加热炉，采用侧近侧出方式；一般采用步进式加热炉，采用侧近侧出方式；为适应热装热送或连铸直轧，有点采用电感应加热、电阻加热以及无

11、氧化加热为适应热装热送或连铸直轧，有点采用电感应加热、电阻加热以及无氧化加热冷坯加热冷坯加热连铸坯热装加热连铸坯热装加热粗轧粗轧中轧中轧精轧精轧10.2 棒材生产10.2.1 棒材的生产工艺棒材的生产工艺10.2.1.2 加热和轧制加热和轧制（2 2）轧制：）轧制：适合棒材的生产轧制方式是连轧；适合棒材的生产轧制方式是连轧；孔型设计和轧制规程设定时要遵守各机架金属秒流量相等的原则；孔型设计和轧制规程设定时要遵守各机架金属秒流量相等的原则；棒材轧制过程中，应交替压下轧件的高向和宽向，这样才能由大断面坯料得到小断棒材轧制过程中，应交替压下轧件的高向和宽向，这样才能由大断面坯料得到小断面的棒材；面的

12、棒材；较为先进的棒材轧机，其轧辊轴线是平、立交替布置，投资较大；较为先进的棒材轧机，其轧辊轴线是平、立交替布置，投资较大；棒材生产轧制道次，连轧轧机机架数量一般多于棒材生产轧制道次，连轧轧机机架数量一般多于1818架；架；为提高产品性能和质量，往往采用控制轧制和控制冷却技术。为提高产品性能和质量，往往采用控制轧制和控制冷却技术。10.2 棒材生产10.2.1 棒材的生产工艺棒材的生产工艺10.2.1.3 冷却和精整冷却和精整 棒材一般的冷却和精整工艺流程：棒材一般的冷却和精整工艺流程：冷却介质：水、水雾等；一般建筑用钢材，冷却冷却介质：水、水雾等；一般建筑用钢材，冷却需要较大的冷却能力需要较大

13、的冷却能力; ;余热淬火：外表有较高的强度。内部具有较好的塑性和韧性；余热淬火：外表有较高的强度。内部具有较好的塑性和韧性；余热淬火可使建筑钢筋的平均屈服强度可提高约余热淬火可使建筑钢筋的平均屈服强度可提高约1/3.1/3.冷床冷床定尺切断定尺切断检查检查飞剪飞剪控制冷却控制冷却（余热淬火）（余热淬火）（探伤）（探伤）包装包装10.2 棒材生产10.2.2 小型棒材轧机的布置小型棒材轧机的布置旧式生产生产方式：连续式、半连续式和横列式；旧式生产生产方式：连续式、半连续式和横列式；现代化生产方式：连轧生产方式，轧机数目较多，分为粗轧、中轧、精轧；现代化生产方式：连轧生产方式，轧机数目较多，分为粗

14、轧、中轧、精轧；10.2.2.1 小型棒材轧机的布置小型棒材轧机的布置（1 1）横列式轧机：）横列式轧机：最早的棒材轧机是横列式轧机。最早的棒材轧机是横列式轧机。轧线由一架或两架三辊式轧线由一架或两架三辊式400mm400mm轧机和一列轧机和一列5 57 7架架250mm250mm轧机组成，在轧后仅有轧机组成，在轧后仅有简易的冷床、冷剪和简易收集台架。简易的冷床、冷剪和简易收集台架。多数横列式小型轧机使用多数横列式小型轧机使用555590mm90mm方坯作原料，生产方坯作原料，生产121225mm25mm的圆钢和螺纹钢，的圆钢和螺纹钢，年产量在年产量在2 21212万吨之间。万吨之间。缺点：存

15、在扭转轧制，精轧机列间有围盘，速度低，生产率低，轧件温差大，产品精度缺点：存在扭转轧制，精轧机列间有围盘，速度低，生产率低，轧件温差大，产品精度低，坯料规格小，单重小，收得率低。低，坯料规格小，单重小，收得率低。淘汰或改造已成其发展趋势淘汰或改造已成其发展趋势10.2 棒材生产10.2.2.1 小型棒材轧机的布置小型棒材轧机的布置（2 2）半连续式小型轧机：）半连续式小型轧机：由横列式轧机和连续式机组组成。由横列式轧机和连续式机组组成。粗轧机多为一架或两架三辊式轧机，采用粗轧机多为一架或两架三辊式轧机，采用箱型共轭轧制箱型共轭轧制。半连续式小型轧机粗轧机的另一种形式是机架横移的二辊可逆式轧机半

16、连续式小型轧机粗轧机的另一种形式是机架横移的二辊可逆式轧机缺点：横列式机组限制了轧制速度，不易实现自动化，影响了轧机的经济技术指标。缺点：横列式机组限制了轧制速度，不易实现自动化，影响了轧机的经济技术指标。箱型共轭轧制：箱型共轭轧制：是指在上下同一垂直面的一对孔型中，中辊轧槽既是上孔的一部分，是指在上下同一垂直面的一对孔型中，中辊轧槽既是上孔的一部分，同时又是下辊的一部分，即中辊轧槽为这一对孔型所共用，此即为共轭孔型。如下同时又是下辊的一部分，即中辊轧槽为这一对孔型所共用，此即为共轭孔型。如下图所示：图所示：10.2 棒材生产10.2.2.1 小型棒材轧机的布置小型棒材轧机的布置（3 3）连续

17、式小型轧机：）连续式小型轧机：当前最为流行、用的最多的一种小型轧机。当前最为流行、用的最多的一种小型轧机。常用坯料：常用坯料：130mm130mm* *130mm-150mm130mm-150mm* *150mm150mm，坯料单重为，坯料单重为1.5-2.5t1.5-2.5t。小型连续式轧机的经。小型连续式轧机的经济规模在年产济规模在年产30306060万吨之间。万吨之间。新建棒材轧线轧机多为平、立交替布置，实现全线的无扭轧制，以利于提高产品的新建棒材轧线轧机多为平、立交替布置，实现全线的无扭轧制，以利于提高产品的表面质量，减少操作事故。机架多为偶数道次组合，对于不同的坯料规格和成品尺表面质

18、量，减少操作事故。机架多为偶数道次组合，对于不同的坯料规格和成品尺寸有寸有1818架、架、2020架、架、2222架甚至架甚至2424架。架。1818机架组成的小型轧机是当今最为典型的碳素钢小型轧机，并分为粗、中、精轧机机架组成的小型轧机是当今最为典型的碳素钢小型轧机，并分为粗、中、精轧机组。组。10.2 棒材生产10.2.2.1 小型棒材轧机的布置小型棒材轧机的布置（3 3）连续式小型轧机特点）连续式小型轧机特点粗轧机采用易于操作和换辊的机架，中轧机组采用短应力线的高刚度轧机，电粗轧机采用易于操作和换辊的机架，中轧机组采用短应力线的高刚度轧机，电气传动采用直流单独传动或交流变频传动；气传动采

19、用直流单独传动或交流变频传动；微张力和无张力轧制：粗轧和中轧的部分机架为微张力控制，中轧的部分机架微张力和无张力轧制：粗轧和中轧的部分机架为微张力控制，中轧的部分机架和精轧机组为无张力控制。和精轧机组为无张力控制。机架间设有立式上活套，以实现无张力轧制保证产品的尺寸精度。机架间设有立式上活套，以实现无张力轧制保证产品的尺寸精度。机架配备有快速换辊装置，换辊时间机架配备有快速换辊装置，换辊时间5 510min10min，轧机作业率大为提高，轧机作业率大为提高10.2 棒材生产10.2.2.2 型、棒材一体化节能型轧机型、棒材一体化节能型轧机当今型、棒材一体化轧机发展的趋势当今型、棒材一体化轧机发

20、展的趋势; ;直接热装的短流程节能型轧机设备布置：直接热装的短流程节能型轧机设备布置：见图见图3 310101 1厂房设备参数：厂房设备参数：原料规格：原料规格：120mm120mm* *120mm120mm* *12000mm12000mm，150mm150mm* *150mm150mm* *12000mm12000mm；产品规格：圆钢、螺纹钢、扁钢、角钢、槽钢、六角钢、方钢、工字钢；产品规格：圆钢、螺纹钢、扁钢、角钢、槽钢、六角钢、方钢、工字钢；钢种：低碳钢、中碳钢、低合金钢、弹簧钢、齿轮钢。钢种：低碳钢、中碳钢、低合金钢、弹簧钢、齿轮钢。年产量：年产量：4040万吨万吨10.2 棒材生产

21、10.2.2.2 型、棒材一体化节能型轧机型、棒材一体化节能型轧机当今型、棒材一体化轧机发展的趋势当今型、棒材一体化轧机发展的趋势; ;直接热装的短流程节能型轧机设备布置：直接热装的短流程节能型轧机设备布置：见图见图3 310101 1特点：特点：粗轧机共用一套系统；提高设备效益；粗轧机共用一套系统；提高设备效益；中、精轧机孔型系统按产品分组对应；对应产品中、精轧机孔型系统按产品分组对应；对应产品每组轧机后均设有飞剪，对轧件进行切头和切尾；生产灵活每组轧机后均设有飞剪，对轧件进行切头和切尾；生产灵活精轧机后设有在线淬火回火装置；提高产品性能精轧机后设有在线淬火回火装置；提高产品性能10.2 棒

22、材生产10.2.3 棒材轧制新技术棒材轧制新技术10.2.3.1 直接使用连铸坯直接使用连铸坯连铸技术的进步是推动包括棒材轧机在内的整个冶金技术发展最主要的动力连铸技术的进步是推动包括棒材轧机在内的整个冶金技术发展最主要的动力普碳、低合金钢和大部分合金棒材轧机都已连铸坯为原料，且品种不断扩大；普碳、低合金钢和大部分合金棒材轧机都已连铸坯为原料，且品种不断扩大；普通棒材轧机使用的坯料断面一般在普通棒材轧机使用的坯料断面一般在130mm130mm* *130mm130mm150mm150mm* *150mm150mm左右，坯料单左右，坯料单重重1.51.52.0t,2.0t,有的达有的达2.5t2

23、.5t。切头、切尾量相对减少，定尺率提高，有利于提高金属收得率；切头、切尾量相对减少，定尺率提高，有利于提高金属收得率；连铸已达连铸已达4.3m/min4.3m/min的拉速生产的拉速生产130mm130mm* *130mm,130mm,就铸机本身来说，质量和产量已满就铸机本身来说，质量和产量已满足生产，不需更大断面的铸坯。足生产，不需更大断面的铸坯。合金钢连铸水平不断提高，优碳、合金结构、弹簧钢、奥氏体不锈钢、轴承钢合金钢连铸水平不断提高，优碳、合金结构、弹簧钢、奥氏体不锈钢、轴承钢等均可直接进行连铸。铸坯尺寸：等均可直接进行连铸。铸坯尺寸：160mm160mm* *160mm160mm24

24、0240* *240mm240mm连铸技术推动了棒材轧制生产水平的提高连铸技术推动了棒材轧制生产水平的提高10.2 棒材生产10.2.3 棒材轧制新技术棒材轧制新技术10.2.3.2 连铸坯热装热送或直接轧制连铸坯热装热送或直接轧制无缺陷铸坯连续生产是实现热送的前提无缺陷铸坯连续生产是实现热送的前提650650800800热装，相当于加热炉提高热装，相当于加热炉提高202040%40%，且减少烧损，且减少烧损；若若90090011001100热装，则节能可达热装，则节能可达808085%85%；其他附属收益：减少库房、人员、设备，缩短生产周期等；其他附属收益：减少库房、人员、设备，缩短生产周期

25、等；需实现全流程的在线、离线协同化，保证节奏匹配和工序节奏匹配。需实现全流程的在线、离线协同化，保证节奏匹配和工序节奏匹配。缓冲措施：设置保温罩、双步进梁式加热炉、热坯中间装入、冷坯炉尾装入的缓冲措施：设置保温罩、双步进梁式加热炉、热坯中间装入、冷坯炉尾装入的双段炉等多种形式双段炉等多种形式10.2 棒材生产10.2.3 棒材轧制新技术棒材轧制新技术10.2.3.3 柔性轧制技术柔性轧制技术定义：柔性化轧制是指将组织性能在线优化控制技术应用于轧制过程，定义：柔性化轧制是指将组织性能在线优化控制技术应用于轧制过程，用同一种成分的坯料来生产不同性能的产品，简化炼钢和连铸的操作和用同一种成分的坯料来

26、生产不同性能的产品，简化炼钢和连铸的操作和管理，利用对钢材性能柔性的控制实现轧制生产的大规模定制。管理，利用对钢材性能柔性的控制实现轧制生产的大规模定制。 具体对于棒材：具体对于棒材：针对多品种、小批量生产，研究棒材柔性轧制技术针对多品种、小批量生产，研究棒材柔性轧制技术措施：利用无孔型轧制、共用孔型轧制等手段，改变轧制规程，改变产品规格。措施：利用无孔型轧制、共用孔型轧制等手段，改变轧制规程，改变产品规格。技术条件：长寿命轧辊、快速换辊技术等技术条件：长寿命轧辊、快速换辊技术等；技术关键：各道次轧件的稳定性、轧件断面高宽比控制、采用夹持型较好的导技术关键：各道次轧件的稳定性、轧件断面高宽比控

27、制、采用夹持型较好的导卫装置等卫装置等10.2 棒材生产10.2.3 棒材轧制新技术棒材轧制新技术10.2.3.4 高精度轧制技术高精度轧制技术对钢材尺寸，尤其是棒材：指直径公差控制对钢材尺寸，尤其是棒材：指直径公差控制 措施：真圆孔型和三辊孔型严格限制轧件高向、宽向尺寸，或在成品孔型后设措施：真圆孔型和三辊孔型严格限制轧件高向、宽向尺寸，或在成品孔型后设置专门的定径机组机采用尺寸自动控制置专门的定径机组机采用尺寸自动控制AGCAGC系统等系统等措施：利用无孔型轧制、共用孔型轧制等手段，改变轧制规程，改变产品规格。措施：利用无孔型轧制、共用孔型轧制等手段，改变轧制规程，改变产品规格。产品精度：

28、产品精度：0.10mm0.10mm，发展目标：发展目标：0.05mm0.05mm，10.2 棒材生产10.2.3 棒材轧制新技术棒材轧制新技术10.2.3.5 低温轧制技术低温轧制技术高速连轧过程产生的变形热，使轧件温度基本维持不变，甚至有所升温，高速连轧过程产生的变形热，使轧件温度基本维持不变，甚至有所升温，为低温轧制创造了条件；为低温轧制创造了条件；低温轧制定义：低于常规温度下的轧制，低温轧制不仅可以降低能耗，低温轧制定义：低于常规温度下的轧制，低温轧制不仅可以降低能耗，减少金属烧损，还可以提高产品质量，减少金属烧损，还可以提高产品质量， 低温轧制规程：低温轧制规程：（1 1）降低开轧温度

29、：从）降低开轧温度：从1000100011001100降至降至850850950 .950 .（2 2）不仅降低开轧温度，还利用机组间的冷却段将终轧温度降至再结晶温度（）不仅降低开轧温度，还利用机组间的冷却段将终轧温度降至再结晶温度（700700800800）以下，并配以）以下，并配以404050%50%的变形量，完成变形热处理过程的变形量，完成变形热处理过程缺点：轧制力及轧制功率增加，设备能力不足；堆钢等问题缺点：轧制力及轧制功率增加，设备能力不足；堆钢等问题10.2 棒材生产10.2.3 棒材轧制新技术棒材轧制新技术10.2.3.6 无头轧制技术无头轧制技术（1 1）定义：连铸连轧或采用焊

30、接方法将铸坯首尾焊接在一起，连续供坯，不断）定义：连铸连轧或采用焊接方法将铸坯首尾焊接在一起，连续供坯，不断轧制，在一个换辊周期内，轧件长度可无限延长的轧制工艺；轧制，在一个换辊周期内，轧件长度可无限延长的轧制工艺；（2 2）优点：）优点：减少切损减少切损棒材定尺率接近棒材定尺率接近100%100%；生产率提高生产率提高121216%16%；对导卫和孔型无冲击，不缠辊；对导卫和孔型无冲击，不缠辊；生产成本（能耗和设备维护）降低了生产成本（能耗和设备维护）降低了2.5%2.5%3%3%；尺寸精度高，能明显减少轧件纵向尺寸和性能不均现象。尺寸精度高，能明显减少轧件纵向尺寸和性能不均现象。（3 3）

31、实现形式：焊接型无头轧制、铸轧型无头轧制）实现形式：焊接型无头轧制、铸轧型无头轧制10.2 棒材生产无头轧制10.2 棒材生产10.2.3 棒材轧制新技术棒材轧制新技术10.2.3.7 切分轧制技术切分轧制技术（1 1）定义：切分轧制是指在型钢轧机上利用特殊轧辊孔型和导卫装置将一根轧）定义：切分轧制是指在型钢轧机上利用特殊轧辊孔型和导卫装置将一根轧件沿纵向切除两根（或多根）轧件，进而轧出两根（或多根）成品轧材的轧件沿纵向切除两根（或多根）轧件，进而轧出两根（或多根）成品轧材的轧制工艺；制工艺；（2 2）切分轧制方法：轮切法、辊切法和圆盘剪切法；已实现二切分、三切分、）切分轧制方法：轮切法、辊切

32、法和圆盘剪切法；已实现二切分、三切分、四切分、五切分；四切分、五切分；10.2 棒材生产10.2.3 棒材轧制新技术棒材轧制新技术10.2.3.7 切分轧制技术切分轧制技术（3 3）切分轧制优点：）切分轧制优点：显著提高生产效率；显著提高生产效率；产品尺寸精度提高；产品尺寸精度提高；可以扩大产品规格范围；可以扩大产品规格范围；降低能耗和成本；降低能耗和成本；减少机架数目，节省投资。减少机架数目，节省投资。10.2 棒材生产10.2.4 棒材轧后余热淬火棒材轧后余热淬火控制冷却和轧后余热淬火控制冷却和轧后余热淬火轴承钢：精轧前后控冷，可使球化退火时间减少，网状组织减少；轴承钢：精轧前后控冷，可使

33、球化退火时间减少，网状组织减少；奥氏体不锈钢：在线固溶处理；奥氏体不锈钢：在线固溶处理；齿轮钢：细化晶粒齿轮钢：细化晶粒螺纹钢：余热淬火提高屈服强度螺纹钢：余热淬火提高屈服强度10.2.4.1 余热淬火原理余热淬火原理10.2.4.2 余热淬火工艺特点余热淬火工艺特点10.2.4.3 余热淬火工艺过程余热淬火工艺过程10.3 线材生产10.3.1 线材生产特点线材生产特点线材断面尺寸是热轧材中最小的，使用的轧机也是最小型的；线材断面尺寸是热轧材中最小的，使用的轧机也是最小型的；轧制道次很多，分为粗、中、精轧三个机组，所需轧机数量最多，温降也大；轧制道次很多，分为粗、中、精轧三个机组，所需轧机数

34、量最多，温降也大；线材特点：断面小、长度大，要求尺寸精度和表面质量高；线材特点：断面小、长度大，要求尺寸精度和表面质量高；发展方向：连续化、高速化、自动化和高精度化发展发展方向：连续化、高速化、自动化和高精度化发展10.3 线材生产10.3.2 线材生产工艺线材生产工艺原料准备原料准备称量称量装料装料加热加热轧制轧制输送冷却输送冷却卷取卷取水冷水冷控制冷却控制冷却打捆打捆检查检查收集收集称量称量入库入库线材生产工艺流程图线材生产工艺流程图10.3 线材生产10.3.2.1 坯料坯料以方形连铸坯为主，边长以方形连铸坯为主，边长120mm-150mm连铸坯最常见的表面缺陷是针孔及氧化结疤；内部缺陷

35、常以偏析、中心疏松连铸坯最常见的表面缺陷是针孔及氧化结疤；内部缺陷常以偏析、中心疏松和裂纹为主和裂纹为主连铸坯定级标准：中心疏松、缩孔、裂纹、皮下气泡及非金属夹杂等；连铸坯定级标准：中心疏松、缩孔、裂纹、皮下气泡及非金属夹杂等；表面缺陷：人工检查；表面缺陷：人工检查；内部：超声波等内部：超声波等10.3 线材生产10.3.2.2 加热加热线材轧制的加热温度较低：轧制过程温降较小甚至出现升温线材轧制的加热温度较低：轧制过程温降较小甚至出现升温措施：加热炉尽量靠近轧机，并采用侧装侧出的步进式加热炉；措施：加热炉尽量靠近轧机，并采用侧装侧出的步进式加热炉；实际加热措施：钢坯头尾温度提高一些，通常将钢

36、坯两端比中部加热温度高实际加热措施：钢坯头尾温度提高一些，通常将钢坯两端比中部加热温度高3050；10.3 线材生产10.3.2.3 轧制轧制为解决小线径、大盘重和线材质量需求的矛盾，需要增加轧制速度为解决小线径、大盘重和线材质量需求的矛盾，需要增加轧制速度线材出口速度：一般为线材出口速度：一般为100m/s，Max.140m/s；线材轧机高速实现：轧辊小辊径（线材轧机高速实现：轧辊小辊径（152mm152mm）、高转速；）、高转速；轧制自动化程度高：轧制自动化程度高：2128架，多为架，多为25架；架；粗轧：大延伸、低转速和多槽轧制；精轧机：小延伸、高轧速和单槽多线粗轧：大延伸、低转速和多槽

37、轧制；精轧机：小延伸、高轧速和单槽多线尺寸公差：尺寸公差：0.1mm10.3 线材生产10.3.2.4 冷却和精整冷却和精整控冷目的：细化晶粒，提高机械性能，减少表面氧化铁皮控冷目的：细化晶粒，提高机械性能，减少表面氧化铁皮珠光体型控制冷却（弱冷）、马氏体型冷却（强冷）；珠光体型控制冷却（弱冷）、马氏体型冷却（强冷）；10.3 线材生产珠光体型控制冷却（弱冷）：为了获得有利于拉拔的索氏体组织，线材轧后珠光体型控制冷却（弱冷）：为了获得有利于拉拔的索氏体组织，线材轧后应由奥氏体化温度急冷至索氏体相变温度下进行等温转变，其组织可得到索应由奥氏体化温度急冷至索氏体相变温度下进行等温转变，其组织可得到

38、索氏体组织。氏体组织。马氏体型冷却（强冷）：线材轧后以很短的时间进行强烈冷却，使线材表面马氏体型冷却（强冷）：线材轧后以很短的时间进行强烈冷却，使线材表面温度急剧降至马氏体开始转变温度以下，使钢的表面层产生马氏体，在线材温度急剧降至马氏体开始转变温度以下，使钢的表面层产生马氏体，在线材出冷却段以后，利用中心部分残留的热量以及由相变释放出来的热量使线材出冷却段以后，利用中心部分残留的热量以及由相变释放出来的热量使线材表面层的温度上升，达到一个平衡温度，使表面马氏体回火。最终得到中心表面层的温度上升，达到一个平衡温度，使表面马氏体回火。最终得到中心为索氏体，表面为回火马氏体的组织。为索氏体，表面为

39、回火马氏体的组织。 10.3 线材生产10.3.3 线材轧制的孔型线材轧制的孔型孔型系统的选择与轧机类型、原料尺寸、轧机设备条件及生产操作条件有关孔型系统的选择与轧机类型、原料尺寸、轧机设备条件及生产操作条件有关粗、中轧机机组设备大多是水平二辊轧机顺列式布置，轧机强度大。粗、中轧机机组设备大多是水平二辊轧机顺列式布置，轧机强度大。（1）粗中轧机孔型选择）粗中轧机孔型选择奇数道次：以箱椭圆（双弧椭圆）圆椭圆圆的组合孔型最为理想奇数道次：以箱椭圆（双弧椭圆）圆椭圆圆的组合孔型最为理想偶数道次：以选择椭圆圆椭圆圆的组合孔型最为理想偶数道次：以选择椭圆圆椭圆圆的组合孔型最为理想延伸系数：粗轧：延伸系数

40、：粗轧：1.3-1.45；紧凑式轧机：；紧凑式轧机：1.41.7；中轧机组：；中轧机组：1.251.38；（2）精轧机组孔型）精轧机组孔型精轧机：椭圆圆精轧机：椭圆圆延伸系数：延伸系数：1.2151.25510.3 线材生产10.3.4 线材轧机的类型及布置线材轧机的类型及布置10.3.4.1 线材轧机的发展线材轧机的发展历经横列式、半连续式、连续式、高速无扭轧机历经横列式、半连续式、连续式、高速无扭轧机（1）横列式轧机）横列式轧机（2）半连续式轧机）半连续式轧机（3）传统连续式轧机代表：复二重式线材轧机）传统连续式轧机代表：复二重式线材轧机（4）Y型三辊式线材精轧机组：主要用于轧制特殊难轧合

41、金和有色金属合金型三辊式线材精轧机组：主要用于轧制特殊难轧合金和有色金属合金10.3 线材生产10.3.4 线材轧机的类型及布置线材轧机的类型及布置10.3.4.2 高速线材轧机高速线材轧机（1）高速线材轧机机型）高速线材轧机机型定义：一般指最大轧制速度高于定义：一般指最大轧制速度高于40m/s的轧机的轧机特点：高速、单线、无扭、微张力、组合结构、碳化钨辊环、自动化控制、采用快速特点：高速、单线、无扭、微张力、组合结构、碳化钨辊环、自动化控制、采用快速换辊和导卫装置；换辊和导卫装置；产品特点：盘重大、精度高、质量高。产品特点：盘重大、精度高、质量高。（2）机型分类：）机型分类：按照轧辊大小：大

42、辊径（按照轧辊大小：大辊径（250250290mm290mm）；小辊径（）；小辊径（ 152152210mm210mm ）；）；按轧辊中心线相对于地平面布置角度：按轧辊中心线相对于地平面布置角度：150 /750 、450 、平立辊交替二辊式等；、平立辊交替二辊式等；按轧辊支撑状况：可分为双支点和悬臂式两种按轧辊支撑状况：可分为双支点和悬臂式两种10.3 线材生产10.3.4 线材轧机的类型及布置线材轧机的类型及布置10.3.4.2 高速线材轧机的发展及结构形式高速线材轧机的发展及结构形式（1）高速无扭精轧机的主要机型：摩根型轧机；其他：德马克轧机、阿希洛轧机、）高速无扭精轧机的主要机型：摩根

43、型轧机；其他：德马克轧机、阿希洛轧机、Y型型轧机、泊米尼轧机、克虏伯型、摩格斯哈玛型、达涅利型、台尔曼型等轧机、泊米尼轧机、克虏伯型、摩格斯哈玛型、达涅利型、台尔曼型等（2）摩根型高速轧机：）摩根型高速轧机：已发展至第六代：已发展至第六代：140160m/s;450精轧机组特点：精轧机组特点：1）810架组成整体机组；架组成整体机组；2）取消普通轧机接轴和联轴器，保证高速运行稳定；）取消普通轧机接轴和联轴器，保证高速运行稳定；3）碳化钨辊套组成组合式小辊径轧辊：耐磨、装卸方便，提高产品精度；）碳化钨辊套组成组合式小辊径轧辊：耐磨、装卸方便，提高产品精度；4）采用液体摩擦轴承或静压轴承：提高寿命

44、，降低磨损；）采用液体摩擦轴承或静压轴承：提高寿命，降低磨损；5）采用油雾润滑的滚动导板：确保高速连续工作；）采用油雾润滑的滚动导板：确保高速连续工作；6）相邻机架轧辊轴线互相垂直，并与地面成）相邻机架轧辊轴线互相垂直，并与地面成450角，便于消除氧化铁皮，实现无扭轧制角，便于消除氧化铁皮，实现无扭轧制10.3 线材生产10.3.4 线材轧机的类型及布置线材轧机的类型及布置10.3.4.2 高速线材轧机的发展及结构形式高速线材轧机的发展及结构形式（1）高速无扭精轧机的主要机型：摩根型轧机；其他：德马克轧机、阿希洛轧机、）高速无扭精轧机的主要机型：摩根型轧机；其他：德马克轧机、阿希洛轧机、Y型型

45、轧机、泊米尼轧机、克虏伯型、摩格斯哈玛型、达涅利型、台尔曼型等轧机、泊米尼轧机、克虏伯型、摩格斯哈玛型、达涅利型、台尔曼型等（2）德马克型高速轧机：）德马克型高速轧机：两种机型：两种机型： 150 /750 、450 ；均可达到均可达到100m/s以上以上;1）由）由2台或台或3台串联主电机带动一根输入轴连接至增速齿轮箱，再传动连接台串联主电机带动一根输入轴连接至增速齿轮箱，再传动连接4架轧机；架轧机；2）轧辊与箱体密封性好，水和氧化铁皮不容易进入箱体；）轧辊与箱体密封性好，水和氧化铁皮不容易进入箱体；3）采用双摇臂斜楔机构调整辊缝，液压平衡；）采用双摇臂斜楔机构调整辊缝，液压平衡；4）碳化钨辊，便于更换；）碳化钨辊，便于更换；