小型钢材生产技术

[摘 要]小型轧机的新工艺、新技术和新设备。连铸坯热送热装；无头轧制；低温轧制和温控轧制；切分轧制；棒材热芯回火工艺和控制冷却工艺；轧制大盘卷；高精度轧制。

[关键词]小型轧机；小型钢材生产技术

中图分类号：TG333.5 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）46-0000-01

1. 前言

我国小型材生产线存在着装备技术水平高低不一，投资效益不能很好发挥，很多生产技术在我国还没完全掌握等问题。

近年来，小型材生产技术的发展方向是向连续化、节能型和高质量的方向发展。

由于受到多重因素的限制，轧制速度一般在20 m/s 以下，没有大幅度提高的趋势。然而最近也有几个生产厂采用集体传动精轧机组，可使终轧速度提高到32～36 m/s。

国外近年来新建的小型轧机大多采用平/立交替布置的全线无扭轧机，同时在粗轧机组中采用易于操作和更换轧辊的机架，中精轧机组中采用短应力线的高刚度轧机，无张力和微张力控制，合理进行孔型设计，大幅度的提高了轧制速度，改善了产品的精度，表面质量也非常好。整体更换机架，孔型导卫的预先调整好，每条生产线上配备快速换辊装置，这样做使换辊时间缩至5～10 min，大大提高了轧机的作业率。

2. 小型轧机的新工艺、新技术和新设备

2.1 连铸坯热送热装

连铸坯以650～800 ℃的温度热送热装，可提高加热炉的能力20 %～30%，相较于冷装，加热时氧化损失减少0.2%～0.3%，节约能耗约30%～45%。同时可减少钢坯的库存量和仓库面积，减少设备和操作人员，缩短生产周期。

热送热装的前提条件是生产无缺陷的连铸坏。

热送热装要与连铸机与轧机之间的生产能力相协调，合理安排生产计划。

2.2 无头轧制

无头轧制是将已咬入粗轧机的前一根钢坯的尾部，与下一根从加热炉中出来的钢坯的头部通过闪光焊焊接成一根钢坯。

无头轧制具有以下优点：

⑴消除了坯料间隔时间，从而增加了纯轧时间和年产量；

（2）冷床上不再有短尺存在，冷却效率提高；

（3）轧制过程中不再需切头、尾操作，提高了金属收得率；

（4）减少了轧制中的事故；

（5）减少了轧辊的消耗量和设备维修工作量。

尽管在焊接区略有脱碳现象，但对建筑用材和优质钢没有问题。

2.3 低温轧制和温控轧制

把开轧温度从1000～1100℃低至950～1050℃，由于轧制温度的降低，势必会使轧件的塑性下降，变形抗力增加，这样就必须提高轧制的强度，导致电机功率和消耗的增加。但从另一方面来看由于降低了加热温度，燃耗降低，综合后仍可节能20%左右。

在Ac3相变温度，对碳含量0.20%的低碳钢来说，终轧温度约750～760℃配合于40%～50%的变形量，以完成变形热处理过程，细化晶粒，提高钢材性能，改进棒材的表面质量。在精轧机前配置一定数量的水箱，并留出足够的距离使轧件内外温度均匀，为温控轧制创造条件。

2.4 切分轧制

目前切分轧制的主要方法有切分轮法和辊切法。

切分轮法是先用特殊的轧辊孔型将轧件轧成准备切分的形状，再在轧机出口处安装不传动的切分轮，利用其侧向力将轧件切开的方法。这种方法在连轧机上普遍采用，是目前切分轧制的主要方法。

辊切法是利用轧辊孔型的特殊设计，在变形的过程中同时将轧件分开。此法无需其它的辅助设备，操作简单，但轧辊的强度和韧性要合适，轧辊孔型设计要合理准确。

切分轧制的主要优点如下：

⑴使产量大幅度提高，尤其是对生产小规格的产品。

（2）可以扩大产品规格范围。

（3）用同样尺寸坯料生产同样规格成品。

（4）在相同条件下，采用切分轧制可降低钢坯的加热温度、燃料消耗、电耗、轧辊消耗，进而降低费用。

（5）采用切分轧制比普通双线轧制产品精度可提高5%～20%。

2.5 棒材热芯回火工艺和控制冷却工艺

棒材轧后热芯回火工艺现已广泛用于钢筋生产中。

经余热淬火处理的钢筋其屈服强度可提高 150～230 Mpa。采用这种工艺后，用同一成分的钢，通过改变冷却参数，可获得不同级别的钢筋（3-4级）。与合金强化措施相比，余热淬火钢筋的合金元素含量极小，生产成本低，产品合格率高。对合金钢精轧前后进行控制冷却，可进一步减少轴承钢的球化退火时间，减少网状组织；对于奥氏体不锈钢还可进行在线固溶处理。

2.6 轧制大盘卷

国外许多小型轧机同时具有直条生产线和大盘卷生产线，大盘卷的直径Φ12～32 mm，甚至达Φ50mm。生产大盘卷的优点是：

（1）用大盘卷的方法生产，可以简化冷床输入辊道和上冷床机构；

（2）可以采用更高的轧制速度。由于受冷床动作周围和上冷床机构的限制，小型轧机的轧制速度往往限制在18 m/s，这样轧机的产量特别是生产小规格时的产量受到限制。采用成卷生产时可提高轧制速度，提高轧机的产量；

（3）成卷的大盘卷便于存贮和运输，用户可根据需要切成所需要尺寸。

2.7 高精度轧制

在棒材精轧机后安装2～4个机架的定径机，可生产高精度特殊质量的棒材以满足紧固件和汽车工件的需要。

安装定径机的优点是：

（1）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加工的剥皮过程，降低了机械加工的原材料消耗；

（2）可以生产标准尺寸的棒材，还可以根据用户的实际需要生产该轧机产品范围内的各种尺寸的棒材。

参考文献

《小型棒材生产技术的发展与国有化》，陆波，庄冲-《轧钢》-2000-08-30《浅谈小型轧钢生产技术的新发展》刘大庆；王国华；-《中国高新技术企业》- 2007-05-15《切分轧制技术及其在棒材生产中的应用》傅如心； - 《安徽冶金》-2004-12-15

《我国小型轧机面临的挑战和机遇》彭兆丰-《轧钢》-1994-08-30

作者简介

员海波（1980.6―），女（汉族），通化钢铁股份有限公司，工程师，金属压力加工，籍贯河北唐山，学历大学本科。邮编：134003.