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轧钢知识讲座棒线材生产知识培训青钢控股集团第一型材厂棒线材生产现状1.2007年全国钢铁总产量达到4.9亿吨，其中棒线材的产量在总产量中比例接近40%，生产线近400条，钢铁生产明显过热；2.支撑棒线材生产的三大需求点：公路建设、住宅建设和城镇化建设随着今年下半年以来全球金融动荡，国家银根紧缩以上三个的领域投资速度明显下降，需求减弱，市场疲软；3.国际上游原料价格不断上涨，成本压力不断加大。在这种情况下作为棒线材生产厂家，要生存下来必须开发新的产品品种，贴近市场客户需求，在生产中严格执行工艺要求提高产品质量，努力增加本厂产品的市场竞争力！轧钢知识讲座一、棒线材的种类和用途棒材——一种简单断面型材，一般以条状交货，断面形状有圆形、方形和六角形，以及建筑用螺纹钢筋（周期断面）等；线材——是热轧产品中断面面积最小，长度最长而且以盘卷状态交货的产品，断面形状有圆形、方形、六角形和异型。国外一般将棒材的直径定义为9~300毫米，线材的直径定义为5~40毫米，呈盘卷状态交货的产品最大直径规格为40毫米（现在已突破60mm）。国内一般定义为棒材直径为10~50毫米，线材一般为5~10毫米。棒线材的用途十分广泛，除了建筑用的螺纹钢筋和线材等被直接用作成品外，一般都要经过深加工才能制成产品。表1.1为棒、线的分类及其用途。轧钢知识讲座轧钢知识讲座钢种用途一般结构用钢材一般机械零件、标准件建筑用螺纹钢钢筋混凝土建筑优质碳素结构钢汽车零件、机械零件、标准件合金结构钢重要得汽车零件、机械零件、标准件弹簧钢汽车、机械用弹簧易切削钢机械零件和标准件工具钢切削刀具、钻头、模具、手工工具轴承钢轴承不锈钢各种不锈钢制品冷拔用软线材冷拔各种丝材、钉子、金属网丝冷拔轮胎用线材汽车轮胎用帘线焊条钢焊条表1.1棒、线材的产品分类和用途表1.2市场对部分棒、线材产品的质量要求和生产对策轧钢知识讲座钢种市场需求、发展动向对应生产措施建筑用螺纹钢筋高强度、低温韧性、耐盐蚀严格控制成分机械结构用钢淬火时省去软化退火，调质可以提高强度软化材料（控制成分、控轧控冷）减少偏析弹簧钢高强度、耐疲劳严格控制成分，减少夹杂易切削钢提高车削效率和刀具寿命控制夹杂物冷加工材减少冷锻开裂减少拉拔道次省略软化退火消除表面缺陷高精度轧制软化材料硬线、轮胎用线材减少断线提高强度消除表面缺陷和内部偏析控制冷却严格控制成分本厂产品种类及部分质量要求1.螺纹钢：（1）端部剪切正直，可以满足客户采用套筒机械联接得要求；（2）钢筋表面不准有裂纹、结疤和折叠；（3）国内要求螺纹钢表面不准存在回火马氏体。2.碳结钢：（1）表面不得有裂纹、折叠、结疤和夹杂；（2）表面允许有局部发纹、拉裂、凹坑、麻点和刮痕，但不得超出允许得偏差；（3）表面缺陷允许清除，但是清除处应圆滑无棱角，不允许横向清除，清除宽度不得小于清除深度得5倍，清除深度不得超过该尺寸圆钢的允许负偏差；（4）不得有分层和缩孔残余，不得有高度大于5毫米的毛刺，用压力剪切的条钢端部允许有局部变形。（5）条钢上的任何缺陷不得进行焊补和填补。3.弹簧扁钢：表面不应有裂纹、折叠、结疤、夹杂、分层及压入得氧化铁皮，钢材得局部缺陷必须清除，清除时不应对轧钢知识讲座钢材的使用造成有害影响，清除后不应使钢材小于允许得最小尺寸，清除宽度不应小于清除深度得5倍，允许有从实际尺寸算起不超过公称尺寸公差一半的细小划痕、压痕、凹坑存在。4.易切削钢：钢材表面不得有裂纹、折叠、撕裂和结疤。上述缺陷必须清除，清理深度不得超过公差之半。不得有超出公差之半的划痕、黑斑和麻点，发纹深度不得大于公差的四分之一；5.管坯钢：表面不准出现目视可见的折叠、结疤、夹杂和深度大于0.2mm的裂纹。轧钢知识讲座二、棒、线材的生产特点和生产工艺1.棒、线材的生产特点棒、线的断面形状简单，用量巨大，适合于大规模的专业化生产。棒、线材的断面小、长度大，要求尺寸精度和表面质量高。由于轧件长度大，轧制时间长，轧件终轧温降大，易造成轧件头、尾尺寸公差不一致，并且性能不均。2.棒、线材的生产工艺棒、线材生产工艺流程：冷坯加热粗轧中轧（预精轧）精轧冷床连铸坯热装加热（线材）飞剪控制冷却包装检查定尺切断轧钢知识讲座2.1坯料：棒、线材的坯料现在各国都以连铸坯为主，对于某些特殊钢种有使用初轧坯的情况。目前生产棒、线材的坯料断面一般为方形，边长大多为120~150毫米，最长可以达到22米。连铸可以明显节能、提高产品质量和收得率，已经在普通钢种上得到了广泛得应用，但是对于硬线产品和机械结构用钢，由于中心偏析和压缩比不足连铸质量难以保证。但是随着电磁搅拌、低温铸造等技术得进步，使这些钢种也可以采用连铸坯进行生产了。2.2加热现代化的棒、线材轧制生产中，轧制速度很高，轧制过程中温降较小甚至出现升温，所以棒、线材生产时坯料加热温度较低。加热时要严防过热过烧，尽量减少氧化铁皮。对于易脱碳得钢种，要严格控制高温段停留时间，采用低温、快热、快烧等措施。轧钢知识讲座现在棒、线材生产一般是用步进式加热炉加热，由于坯料较长，炉子较宽，为保证尾部温度，采用侧进侧出的方式。步进式加热炉相对于推钢式加热炉具有以下优点：（1）劳动强度低，不易发生拱钢、粘联的事故；（2）生产能力大，炉长不受推料比的限制；（3）加热质量好，坯料在炉内得运行速度可以精确控制，可以避免受热不均和过烧得出现，当轧机发生故障时，可以将坯料退出炉膛，同时也可以有效得避免坯料表面划伤；（4）加热的品种多，生产灵活；（5）自动化程度高，与现代轧机配合好。但步进式加热炉也存在着结构复杂，投资大的缺点。轧钢知识讲座2.3轧制为提高生产效率和经济效益，适合棒、线材的轧制方式是连轧。连轧时一根坯料同时在多机架中轧制，在孔型设计和轧制规程设定时要遵守各机架间金属秒流量相等的原则。在棒、线材轧制过程中，前后孔型要交替得压下轧件得高向和宽向，所以轧辊轴线全水平布置的连轧机，在轧制中将会出现前后机架间轧件扭转得问题，这比较容易导致轧件表面被扭转导卫划伤和轧制不稳定得问题。所以较先进的棒、线材轧机一般采用平立交替的布置形式。现代化得棒材车间机架数一般多于18架，线材轧制的机架数为21~28架。2.4棒、线材的冷却和精整由于棒材轧制时，轧件得终轧温度较高，为了保证产品质量，所以要进行控制冷却，冷却得介质有风、水雾等。即使对于一般得建筑用钢材，冷床也需要较大得冷却能力。轧钢知识讲座线材精轧后得温度很高，为了保证产品质量要进行散卷控制冷却，根据产品得用途有珠光体型控制冷却和马氏体型控制冷却。轧钢知识讲座三、棒、线材轧机的布置形式1.棒线材轧机的发展过程棒、线材轧机布置经历了横列式轧机、半连续式轧机、传统连续式轧机、Y型三辊式线材精轧机组、现代棒线材轧机组五个发展阶段。1.1横列式轧机图3.1单列式和多列式棒、线材轧机布置图（a）单列式(b）多列式轧钢知识讲座最早的棒线材轧机都是横列式轧机。横列式轧机有单列式和多列式之分，见图3.1，单列式轧机是最传统的轧制方法，单列式轧机由一台电机驱动，轧制速度不能随轧件直径的减小而增加，这种轧机轧制速度低，线材盘重小，尺寸精度差，产量低。为了克服单列式轧机速度不能调整的缺点，出现了多列式轧机，各列的若干架轧机分别由一台电机驱动，使精轧机列的轧制速度有所提高，盘重和产量相应增大，列数越多，情况越好。1.2半连续式轧半连续轧机是由横列式机组和连续式机组组成的。早期的形式见图3.2，其初轧机组为连续式轧机，中、精轧机组为横列式轧机。粗轧机组是集体传动，指导思想是：粗轧对成品的尺寸精度影响很小，可以采用较大的张力进行拉钢轧制，以维持各机架间的秒流量，这种方式轧出的中间坯的头尾尺寸有明显差异。轧钢知识讲座图3.2半连续式轧机1-粗轧机组，2-中轧机组，3-精轧机组，4-卷线机轧钢知识讲座1.3传统连续式轧机传统的连续式轧机主要是集体传动的水平辊底座，对线材进行多线轧制，其基本形式见图3.3。由于这类轧机在轧制过程中存在着扭转翻钢，所以轧制速度一般不高在20~30米/秒。图3.3连续式线材轧机布置示意图1-加热炉，2-粗轧机组，3-中轧机组，4-预精轧机组，5-精轧机组，6-卷线机现在棒材生产中还常见这种轧机，但线材生产中已被淘汰。轧钢知识讲座2.现代化棒材轧机近年来国内外新建棒材生产线大都采用平、立交替布置的全线无扭轧机。粗轧机组采用易于操作和换辊得机架，中精轧机采用短应力线高刚度轧机，电气采用直流的单独传动或者交流变频传动。采用微张力和无张力控制，配合合理的孔型设计，使轧制速度提高，产品精度提高，表面质量改善。图3.4型、棒材一体化节能型轧机车间布置图0-钢包炉，1-钢包回转台，2-连铸机，3-钢坯冷床，4-热储存装置，5-冷上料台驾，6-步进式加热炉，7-粗轧机组，8-中轧机组，9-精轧机，10水冷装置，11-分段剪，12-冷床，13-多条矫直机和连续定尺冷飞剪，14-非磁性全自动堆垛机，15-打捆机和称重装置轧钢知识讲座图3.4示出了我国某钢厂所建得型、棒材一体化轧机，它采用了直接热装的短流程节能轧机设备布置。图中所示中厂房设备的主要参数为：原料规格：120*120*12000毫米和150*150*12000毫米；产品规格：圆钢Ø12~Ø60毫米，螺纹钢Ø10~Ø50毫米；扁钢（25*5）毫米~（120*12）毫米；角钢（45*28*4）毫米~（100*80*10）毫米；槽钢（50*37）毫米~（126*74）毫米；六角钢13~53毫米；方钢12~50毫米；工字钢100~126毫米。钢种：低碳钢、中碳钢、低合金钢、齿轮钢和弹簧钢；年产量：40万吨。轧钢知识讲座图3.5高速圆钢螺纹钢小型轧机布置图1-加热炉，2-粗轧机，3-中轧机，4-棒材无扭精轧机组，5-高速冷床上料系统，6-短尺收集，7-齿条式冷床，8-冷剪，9-移钢台架和计数装置，10-打捆机，11-卸料台架主要设备：（1）步进梁式加热炉；（2）粗轧机组”水平/垂直”布置的悬臂式轧机;（3）中轧机组，预应力高刚度卡套式轧机；（4）无扭棒材精轧机组；（5）冷床高速上料系统；（6）高速下料的齿条式冷床；（7）棒材最佳剪切和短尺收集系统；（8）冷剪设备；（9）棒材计数装置；（10）棒材自动打捆机。年产60万吨，使用165*165*12000毫米坯料，产品Ø6~40mm轧钢知识讲座图3.6多品种轧机设备布置图1-进梁式加热炉；2-粗轧机组；6架悬臂式轧机；3-中轧机组，6架短应力线式轧机；4-精轧机组，6架短应力线式轧机；5-水冷装置；6-120*14.7米步进式冷床；7-精整系统：多条连续矫直、连续冷剪切、自动堆垛、打捆和收集；8-短尺收集装置该机组用于生产小型或者中型断面型钢（等边、不等边角钢，槽钢，扁钢，工字钢），年产量约60万吨。这种高度灵活的轧机可以有不同的组合方式（水平/垂直交替，万能，可倾翻机架），最佳的利用18个道次的不同组合生产不同的产品。轧钢知识讲座坯料规格：150*150*10000mm连铸坯；产品规格：圆钢Ø18~80mm，螺纹Ø16(2切分）~59mm；等边角钢36*36mm~100*100mm；槽钢50~100mm；扁钢50*6~150*10mm；钢种：低碳、中碳、高碳、低合金和弹簧钢；年产量：60万吨；最高轧速：15m/s。轧钢知识讲座步进梁式加热炉：以上机组都采用了上下对称加热的步进梁式加热炉，这种形式的加热炉，钢坯在整个加热过程中基本处于对称加热状态。钢坯加热温度均匀、质量好、无阴阳面、加热速度快、炉底强度高。与步进底式或梁底组合式加热炉相比步进梁式加热炉具有以下特点：1.适合于加热各种钢种和断面的钢坯；2.钢坯在炉内的加热时间短、脱碳少、氧化少、易于清除炉底积渣。3.炉底强度高，在产量相同的条件下，炉子的长度短。在炉子的设计中采用以下几项措施：1.采用最佳数量的温度控制段及合理的烧嘴选型和配置，使坯料加热温度均匀；2.步进梁采用分段结构，前后步进梁通过不同步距的调整，能满足热装、冷装和轴承钢减少脱碳得要求；轧钢知识讲座3.采用双轮斜轨式步进机