高速线材生产工艺技术(培训演示文稿).ppt

1、钢铁公司轧钢厂培训部2008年1月，高速线材生产工艺技术，轧钢厂培训资料，讲座：* * *，1，线材生产发展过程，概述，线材一般指直径516mm的热轧圆钢或该剖面的异型钢，外国线材规格已扩大到50mm。典型线材大部分是圆形断面，异形断面线材有椭圆、方形、螺纹等，但生产数量很少。线材品种按化学成分分类，一般分为低碳线材(称为双绞线)、中碳线材(经线)、低合金和合金钢线材、不锈钢线材和特殊钢线材(轴承、工具、精密等)。两面广的品种是碳钢线材，占线材总量的8090。轧制速度大于40m/s的线材轧机通常称为高速线材轧机。高速线材轧机的生产工艺特点：连续、高速、无扭转和控制冷却。其中高速轧制是最重要的工

2、艺特点(还包括单线、微张力、复合结构、碳化辊环和自动化)。高速线材产品的特点：盘重、精度高、性能好。选材在国民经济中的作用和地位比较重要，是必不可少的重要品种。首先，线材产量占钢材总产量的比例很高，一般线材产量占钢材总产量的810%，我国占20以上。第二，线材用途广泛分布在国民经济各部门，除了直接用作建筑钢材外，线材的深加工产品用途更加广泛和重要。例如，各种商品线材及专用弹簧线材、线材、冷格线材、镀锌线材、通信线、轮胎线材及钢丝、高强度线材及钢丝、轴承线材、工具线材、不锈钢线材等，发达国家的线材加工成本为70多岁，我国为30多岁。轧制速度是高速线材轧机发展水平的象征，根据轧制速度可以将现代轧机

3、分为第一代，1961969年，轧制速度4350M/S。第二代，19701975年，轧制速度5060M/S第三代，19761978年，轧制速度6175M/S第四代，19791980年，轧制速度7580m/S；第五代，19811985年，轧制速度80100M/S第六代，1986年以后的轧制速度为100120m/s。据不完全统计，目前世界上有近300台高速线材轧机，其中高速无扭线材轧机约为260台(摩根式170台)，年生产线材约为7000万吨。其中高线产量约为80以上，线材产量占钢材总产量910。各国的出口量和出口量平均为20左右。美国是世界上最大的线材运输国，年线材消费量约为800万吨，本国每年仅

4、生产400450万吨，运输量占4050%。日本是世界上船货出口量最大的国家，年船货产量约为750万吨，出口量约为200万吨。世界上线材产量最大的国家是中国。2004年线材实际产量为4940万吨(其中三分之一以上线材、双联轧机生产)，国内外线材生产现状，目前我国线材轧机近110套，其中双联轧机占一半，横列式线材轧机近30套(逐步淘汰)。其余40多套属于高速线材轧机，其中国外引进的高水平线材轧机有20多套，国产高速线材轧机近20套。2004年全国线材生产中，高善费已超过55%。但是优质竞选约为10%，精炼费渡边杏为30度。(l)1986年前，没有高速线材轧机，高线材比为零。电线自给率为60。国内线

5、材差距很大，每年进口200300万吨线材。国产线材质量差，碟子重量小，化学成分不稳定，表面质量差，尺寸公差大，性能也不好。(2)19881992年国产线材发生了巨大变化。高线接近30%，线材自给率达100%。进口逐年减少，出口逐年增加，发生历史变化的1991年线材出口大于进口。(3)19931994年，国产线材大幅增加，但未能满足国民经济急剧增长的需要，出现了线材大量进口，使线材自给率降到历史最低点57。(4)19951999年，国产电线年均增加200多万吨，高速线材产量逐年大幅增加，到1999年高线率达到46.7%，这又是可喜的变化。我国是线材生产大国，但不能说是线材生产强国。目前，我国的一

6、些线材品种仍依靠进口生产，如钢帘线、高应力弹簧钢、不锈钢、冷长江等。在重要用途盘存的实物质量方面，与发达国家仍有很大差距。品种质量差距，差距主要表现为(L)化学成分。外国线材波较小、稳定，C%一般波动到三个茄子范围。国内在68个范围内，头部和尾部的偏角更为严重。(2)表面质量主要表现在脱碳层深度。国产一般为0.0230.14mm，最大深度为0 . 230 . 35mm；是。外国通常是0 . 020 . 05毫米。(3)金相组织。进口线材实测奥氏体晶粒大小为56级，非常均匀，烧结体一般为85以上。国产线吴氏结晶也为27级，非常不均匀，素氏体一般低于85%，(4)夹杂非金属杂物。国产线材杂物多，颗

7、粒大。特别是A12O3粒子最长为133米，通常为50米，外国线材最长为30米，通常为8米左右。(5)钢的气体含量一般也比国外线高，H，O，(n一般比国外线高12倍以上。物理、化学性能差距，其他差距主要包括钢铁中的线材比率、控制冷却线材比率、硬线材比率、合金线材比率、产品线材比率、线材直径、大线材、圆盘重量、损耗率、氧化铁量、捆绑率、尺寸偏差、圆度、圆度世界上第一台线材轧机于17世纪问世，当时被记录为用锻造毛坯轧制线。18世纪中期出现了比较正规的线材轧机，由粗轧和精轧两排横轧构成，其轧制速度不超过8m/s。20世纪初开发了半连续轧机。粗轧和中间轧制采用连续轧制，精轧机仍然采用横轧(双辊轧机是半连

8、续轧机的特殊情况)。轧制速度为16米/秒，圆盘重量增加到100公斤左右，尺寸准确度比横向型好，但品种和质量基本没有好转。高线轧机的诞生，20世纪60年代是线材生产技术发展的兴盛和创新时期，最高轧制速度达35m/s，圆盘重量达550公斤，准确度达0.25mm。轧制速度继续提高，解决了大盘重线材控制冷却问题，从根本上解决了板材重量增加后，内层的线材在高温下长期停留，形成粗颗粒，解决了内外圈线材的力学性能差异、表面氧化铁厚度等问题。高线轧机的发展，目前世界上使用最广泛的摩根型高速无扭轧机是从美国摩根牙齿1962年开始开发的，1966年首次应用于加拿大钢铁公司汉密尔顿工厂，其轧制速度为4350m/s。

9、同时，摩根和加拿大斯特莫共同开发了线材轧制后的控制冷却系统(Stelmo)。摩根开发新式精轧机经历了6个阶段，精轧机的轧制速度从I代43米/秒增加到代100米/秒，增加了1.3倍。摩根80年代中期开发的高精度轧机是高速线材轧机的另一个突破。牙齿高精度轧机是在精轧机后面的水冷段之间或夹辊前面添加一对或两对轧机。轧机样式与当前精轧机一样，是45的顶交。远场磨扩大轧制断面，高精度轧机再细化轧制，减少两次减径lmm左右。轧制速度和轧制精度都可以提高。高精度轧机生产的成品尺寸精度均可达0.15mm。高精度轧机放在水冷区后，轧制温度低(奥氏体、铁素体两相区)，因此得到变形热处理效果，提高了线材的力学性能。

10、，高速线材轧机一出现，就表现出了极大的优越性，继美国之后，其他国家和公司也革新了高速线材轧机，展示了各种机型，目前基本上有4种。1)侧45的美国摩根型；2)15/75德国demark类型；3)最高45个英国阿希洛类型；4) 0/90平整排列的Danili型。各种机型各有优点，但基本工艺特征的差异不大。其中摩根气宗应用最广泛。现代高线小麦技术的新进展，(L)扭转整理小麦集团。其发展趋势如下：降低单位重心，降低传动轴高度，减少单位振动。加强轧机，提高精轧机大辊直径轧机数量提高轧机曹征性能。(2)采用温控滚动和低温轧制。(3)高精度轧制设备。(4)粗轧机组的改进。3，高线轧机生产工艺，高速扭精轧工艺

11、是现代线材生产的关键技术之一，过去各种线材轧机存在诸多问题，是综合解决产品多种规格、高截面尺寸精度、宽盘子辊和高生产率的有效手段。只有精轧速度才能有高生产率。可以解决大盘重线材轧制过程中的温度下降问题。收尾轧制的高速要求轧制过程中轧制不要扭。否则事故频繁发生，轧制完全不能进行。因此，高速无扭静压是高速线材轧机的基本特点。高速无扭精轧工艺，坯料重量和圆盘重量，圆盘重量是线材轧机的基本工艺参数之一。近年来，圆盘重量随着轧制速度的提高而迅速增加。磁盘重量为10002000公斤，个别可增加到2500公斤。随着连续铸钢技术的发展和轧制速度的提高，轧机上使用的毛坯从原来边长为80100mm的毛坯逐步发展到

12、边长为110130mm的毛坯，各个轧机为了满足使用边长为180200mm的毛坯增加圆盘重量的要求，毛坯截面继续呈增加的趋势。高线轧机的高质量控制要求，线材产品质量包括形状、尺寸精度、表面质量、化学成分、金相和机械性能等多个方面。随着生产技术的发展，用户对产品质量要求越来越高。例如：目前5.5mm线材的标注精确度最多为0.lmm，个别线材最多为0.05mm。提高外形规格的准确度，减少分散废品，提高产量，同时为金属产品提供优质原料，提高拉丝效率和拉伸寿命，减少拉拔和动力消耗。电线表面不应有裂纹、折叠、疤痕、夹层等缺陷，并允许一些划痕。对于制冷、高碳钢丝、琴格钢丝，表面质量要求更严格，一般要进行酸洗

13、检查。碳含量在0.3以上的线材要严格控制表面脱碳。否则脱碳后，盘条表面变软，疲劳强度降低。品质管制手段、各种高质量线材在质量控制方面，各工艺都要具备生产高质量线材的能力。也就是说，保证原料的质量。原料段有原料检验、检验和清洁手段，投入的原料必须有生产优质线材的条件。采用步进加热炉，确保柔性加热系统。单线生产中，粗轧采用平缝一唇机，轧制划痕减少。使用可能的滚动导向和硬滚动确保轧制表面的质量。控制轧制和轧后控制冷却，高速连续，以大盘重量方式生产的高线产品，最终轧制温度高于普通轧机，因此，轧后冷却工艺需要控制。控制冷却可以分阶段控制精轧机轧制的成品轧制的冷却速度，最小化轧制的二次氧化量，根据钢的化学

14、成分和使用性能要求，将酸洗状态的轧制从高温奥氏体组织转变为与所需性能相对应的常温金组织。高线轧机上市后，大盘的中自然冷却突出了产品质量恶化，轧后控制冷却工艺得到了广泛采用，用户对产品的要求日益提高，逐步完善。轧后控制冷却工艺已成为高速线材轧机不可分割的一部分，是高线轧机和老式线材轧机的特点之一。轧后切除和切除，高速非曲线线材精轧机采用微张力轧制，轧头和尾的室长段截面尺寸大于公称截面尺寸。缺失段长度与张力值大小、机架间距和精加工轧制扩展系数成正比，与所需的公称截面大小偏差成反比。一般来说，删除牙齿过剩偏差段，然后交货。分散段可以从酸卷空冷运输机中手动移除，但是在延迟型控制冷却过程中，保温罩太短，

15、操作困难，剪头时线圈容易发生乱码变形，执政困难。目前比较合理的切除分散段是在卷后捆前的运输过程中，用手动液压便携式切割首先切断轧制尾部的分散段，然后倒带，将轧制头部分散段暴露在外，然后用手动液压切割头部分散。(威廉莎士比亚、液压、液压、液压、液压、液压、便携式、液压、液压、液压、液压、高速轧制的主要工艺条件是保证原料的质量、轧制精度、轧制温度。必须保证磷轧机的轧制偏差不超过0.30mm。如果成品精度要求小于0.15mm，则进入精加工轧制的轧制偏差不能大于成品尺寸偏差的2倍。应严格控制钢坯尺寸的精度，钢坯尺寸的波动对粗轧前的几度有很大影响。为此，近几年粗轧机组采用了单独传动，以便及时灵活调节轧制

16、速度，保证微张力轧制。为了保证轧机的精度，轧机的精度必须很高，减少槽加工误差和轧机零件之间无法控制的配合间隙等引起的偏差误差。为了确保轧制的准确性，轧制温度要均匀稳定，加热温度要均匀，控制冷却设施要灵敏。4，主要品种开发的主要技术要求，目前国产线材除个别品种(如钢帘线、阀门弹簧、悬价弹簧、超低碳不锈钢钢丝等)外，基本上达到用户要求、供需基本平衡、自给率93以上。在选材品种和质量方面，我国基本上可以按国际标准(ISO)、欧洲标准(EN)、日本标准(JJS)等标准生产。典型配线配线号码和主要用途列示在下表中。比较国内外应用现状，1，钢帘线、钢帘线是线材产品中高科技含量产品、生产设备昂贵，生产工艺也

17、很繁杂，是线材产品中质量要求最严格的产品之一，是最困难的品种之一。在钢帘线加工过程中，单钢丝直径为0.15mm，从5mm钢丝开始，长度延伸到1344倍，在以后的双绞中，将发生扭转、弯曲和拉伸等一系列变形。工艺稳定，凡断头率高，力学性能不合格，一般与线材质量有关。另一方面，钢丝帘线要承受汽车轮胎的橡胶骨架材料弯曲的拉伸复合交变载荷和冲击载荷等。因此，必须选择最高质量的导线以满足强度、疲劳、冲击等性能要求。国内外没有钢帘线专用盘条专业国家标准，往往是盘条企业对外保密的严格内部控制标准。L)必须是控制冷却丝(star more型)，金相组织必须是微珠光体，奥氏体结晶度也为25级(ASTM)，能承受总压缩率90以上，不能使用铝脱氧。2)脱碳，完全脱碳不能存在，局部脱碳最长为0.10mm是。3)夹杂物，塑料夹杂物(a类，c类)最大等级2，(JK)；脆性夹杂(b类，d类)最大级别1(JK)；钛和氮化锆不能存在。4)导线偏转：s，p=10，c，Mn=3%(最大) (用于组件上限)；5)钢丝内孔：不能超过10m。2、高应力弹簧钢丝、