1、一一、高速线材的诞生高速线材的诞生二、二、高速线材轧机的机型高速线材轧机的机型三、高速线材轧机的发展三、高速线材轧机的发展 一一、高速线材的诞生高速线材的诞生 第一台线材轧机问世于第一台线材轧机问世于17世纪，第一台真正的线材轧世纪，第一台真正的线材轧机诞生于机诞生于1817年，为横列式。直到年，为横列式。直到19世纪末，线材轧机仍世纪末，线材轧机仍以横列式为主，其间虽有以横列式为主，其间虽有连续式线材轧机连续式线材轧机问世，但问世，但由于盘由于盘重小、重小、质量差、质量差、生产效率生产效率不如不如横列横列式式，因此未因此未得到发展。得到发展。线材轧机的进步是线材轧机的进步是在在 20 世纪世
2、纪，由横列式、半连续式、，由横列式、半连续式、连续式直到高速轧机，每一次进步都使得线材的轧制速度、产连续式直到高速轧机，每一次进步都使得线材的轧制速度、产品质量和盘重有所提高，而真正发展迅速的是高速轧机品质量和盘重有所提高，而真正发展迅速的是高速轧机。高速高速轧机的发展得到了轧机的发展得到了冶金技术冶金技术、电传电控技术电传电控技术、机械机械制造技术制造技术、高精度检测技术高精度检测技术和和计算机技术计算机技术的有力支持。的有力支持。二战结束后（二战结束后（1945年），世界上工业发达的国家线材年），世界上工业发达的国家线材生产的发展方向仍然沿着高速和连续两个主要方向发展，其代生产的发展方向仍
3、然沿着高速和连续两个主要方向发展，其代表有两家表有两家：一家一家是以美国摩根公司为代表的是以美国摩根公司为代表的精轧机组集体传动的二精轧机组集体传动的二辊水平式轧机辊水平式轧机；另一家是另一家是以德国施罗曼公司为代表的以德国施罗曼公司为代表的精轧机组单独传动精轧机组单独传动平平立交替式轧机立交替式轧机。1、精轧机组集体传动的二辊水平式轧机精轧机组集体传动的二辊水平式轧机 特点：多线轧制（特点：多线轧制（4线），轧辊水平，集体传动，轧线），轧辊水平，集体传动，轧制速度制速度 35m/s；轧制方向轧制方向 问题：问题：由扭转翻钢造成的工艺由扭转翻钢造成的工艺事故多、事故多、多线轧制相互影响、多多线
4、轧制相互影响、多线轧制的产品尺寸精度低线轧制的产品尺寸精度低。轧制方向轧制方向 由由扭转翻钢造成的工艺扭转翻钢造成的工艺事故多事故多 由于精轧机组使用的是椭圆由于精轧机组使用的是椭圆圆孔型系统，轧辊水平圆孔型系统，轧辊水平布置，因此椭圆轧件在进入圆孔型时必须布置，因此椭圆轧件在进入圆孔型时必须翻转翻转 90 0，当轧，当轧件前进速度提高时，轧件的翻钢（特别是细轧件）极易发生件前进速度提高时，轧件的翻钢（特别是细轧件）极易发生憋钢（主要是翻转角度很难掌握）事故。憋钢（主要是翻转角度很难掌握）事故。翻转翻转 90 0翻转翻转 90 0 、多线轧制相互影响、多线轧制相互影响 水平轧机一般均为多线轧制
5、，各轧制线之间不免相互影水平轧机一般均为多线轧制，各轧制线之间不免相互影响。当一条轧制线出现故障时，就必须全组停下来进行处理，响。当一条轧制线出现故障时，就必须全组停下来进行处理，因为在高速轧制时，绝不允许进入防护罩内处理故障。因为在高速轧制时，绝不允许进入防护罩内处理故障。、多线轧制的产品尺寸精度低、多线轧制的产品尺寸精度低 多线轧制时，轧件的尺寸精度受同时轧制根数的影响，多线轧制时，轧件的尺寸精度受同时轧制根数的影响，一般较低。如：一般较低。如：4线轧制时，轧件的断面尺寸精度为线轧制时，轧件的断面尺寸精度为 038mm，3线轧制时为线轧制时为 03mm，2线轧制时为线轧制时为 025mm，
6、1线轧制时为线轧制时为 02mm。2、精轧机组单独传动平精轧机组单独传动平立交替式轧机立交替式轧机 特点：轧辊平特点：轧辊平 立交替布置，轧制无扭转，单独驱立交替布置，轧制无扭转，单独驱动，单线轧制，轧制速度动，单线轧制，轧制速度 35 m/s；轧制方向轧制方向 问题：问题：电机传动的速度精度低、速度不高、费用较贵和张力问题电机传动的速度精度低、速度不高、费用较贵和张力问题。电机电机传动的速度精度低传动的速度精度低 速度精度不能控制在速度精度不能控制在 1%以内，相邻轧机的速度比不能以内，相邻轧机的速度比不能做到绝对不变，且波动较大；做到绝对不变，且波动较大；轧制方向轧制方向 2211vFvF
7、C1221vvFF 速度速度不高不高 由于立式轧机结构庞大，轧辊在高速运转时震动大，所由于立式轧机结构庞大，轧辊在高速运转时震动大，所以轧制速度并没有质的提高，仍未超过二辊水平机组；以轧制速度并没有质的提高，仍未超过二辊水平机组；轧制方向轧制方向 费用费用较贵较贵 平平立交替机组的设备费用高于水平二辊机组约立交替机组的设备费用高于水平二辊机组约100%，尺寸精度提高尺寸精度提高 20%，速度并无提高，显然经济性不高。，速度并无提高，显然经济性不高。张力张力问题问题 张力在线材生产中是有害的，它会造成线材同条尺寸不张力在线材生产中是有害的，它会造成线材同条尺寸不均，两头大中间小。解决的办法是采用
8、微张力轧制，尽可能地均，两头大中间小。解决的办法是采用微张力轧制，尽可能地减少张力的危害。实现微张力就必须提高传动精度，在高速状减少张力的危害。实现微张力就必须提高传动精度，在高速状态下，只有态下，只有集体传动集体传动能达到这一要求。能达到这一要求。轧制方向轧制方向 到到 20 世纪世纪 60 年代，线材轧机的轧制速度虽然已达年代，线材轧机的轧制速度虽然已达到了到了 35 m/s，盘重，盘重 550 kg，较之以前有了很大的进步，较之以前有了很大的进步，但人们仍在追求更高的速度但人们仍在追求更高的速度。因为因为提高了轧制速度就是提高产量。提高了轧制速度就是提高产量。2、高速线材轧机的机型、高速
9、线材轧机的机型 高速轧机是指最大轧制速度高于高速轧机是指最大轧制速度高于 40 m/s的轧机。的轧机。高速线材轧机的特点是：高速、单线、无扭、微张力、高速线材轧机的特点是：高速、单线、无扭、微张力、碳化钨辊环、自动化；碳化钨辊环、自动化；高速线材产品的特点是：盘重大、精度高、质量好。高速线材产品的特点是：盘重大、精度高、质量好。高速高速线材轧机的机型有：线材轧机的机型有：、按轧辊直径分、按轧辊直径分大大辊辊径径250290 mm，小辊径，小辊径152210 mm、按轧辊中心线相对于地面的角度分、按轧辊中心线相对于地面的角度分15 0/75 0，45 0（侧交、顶交），平（侧交、顶交），平立立交
10、交替替高速高速线材轧机的机型有：线材轧机的机型有：、按轧辊的支撑状况分、按轧辊的支撑状况分双双支点式，悬臂式支点式，悬臂式、按传动结构分、按传动结构分外齿外齿传动，内齿传动传动，内齿传动 高速线材轧机的代表是摩根公司研制的摩根高速线材轧高速线材轧机的代表是摩根公司研制的摩根高速线材轧机，其轧制速度的提高经历了六代。机，其轧制速度的提高经历了六代。保证速度：保证速度：43m/s 100 m/s，提高了，提高了13倍；倍；最大辊径时轧制速度：最大辊径时轧制速度：50m/s 120 m/s，提高了，提高了14倍；倍；电机最大转速时的轧制速度：电机最大转速时的轧制速度：60 m/s 140 m/s，提
11、高了提高了133倍；倍；2、盘重与坯重、盘重与坯重 当成品轧制速度在当成品轧制速度在 43 m/s时，盘重一般为时，盘重一般为 600 kg左左右；而当成品轧制速度提高到右；而当成品轧制速度提高到 50 75 m/s时，盘重可增加时，盘重可增加到到1000 2000 kg左右。所以，盘重随轧制速度的提高而增左右。所以，盘重随轧制速度的提高而增加。加。增加盘重就必须提高坯重，方法有两个：增加坯料长度增加盘重就必须提高坯重，方法有两个：增加坯料长度和增加坯料的断面尺寸。和增加坯料的断面尺寸。高速线材轧机的产品品种主要是圆形和螺纹圆形。规格以高速线材轧机的产品品种主要是圆形和螺纹圆形。规格以55 1
12、3 mm为主，近年又发展到为主，近年又发展到14 18 mm，并，并有向大规格发展的趋势。钢种可基本上覆盖全部钢种范围，但以有向大规格发展的趋势。钢种可基本上覆盖全部钢种范围，但以非合金钢和低合金钢为主。非合金钢和低合金钢为主。线材产品质量包括：外形、尺寸精度、表面质量、化学成线材产品质量包括：外形、尺寸精度、表面质量、化学成分、金相组织和力学性能。分、金相组织和力学性能。与高速线材轧机相配套的粗中轧机也有发展，如：摆锻式与高速线材轧机相配套的粗中轧机也有发展，如：摆锻式粗轧机，三辊行星轧机，紧凑式轧机等。粗轧机，三辊行星轧机，紧凑式轧机等。高速线材轧机对控制及自动化水平的要求非常高，主要高速
13、线材轧机对控制及自动化水平的要求非常高，主要体现在：体现在：不不采用计算机的常规控制系统采用计算机的常规控制系统 常规控制系统采用了大量的接触器、继电器并借助于光电常规控制系统采用了大量的接触器、继电器并借助于光电检测系统；这种控制系统的特点是靠硬件完成控制过程，工作不检测系统；这种控制系统的特点是靠硬件完成控制过程，工作不太可靠，日常维护量大；太可靠，日常维护量大；计算机计算机加常规控制系统加常规控制系统 计算机代替了部分或大部分的硬件控制内容，使得控制更计算机代替了部分或大部分的硬件控制内容，使得控制更加可靠，修改工艺参数时，只需修改相应的计算机程序即可，而加可靠，修改工艺参数时，只需修改
14、相应的计算机程序即可，而不必更换大量的接触器和继电器。不必更换大量的接触器和继电器。计算机的控制分为：中央管理级，车间管理级，过程控制计算机的控制分为：中央管理级，车间管理级，过程控制级和设备控制级四级。级和设备控制级四级。6、现代高速轧机技术的新进展现代高速轧机技术的新进展 高速高速精轧机组的发展趋势精轧机组的发展趋势 高速精轧机组仍在致力于轧制速度的提高，采取的措施高速精轧机组仍在致力于轧制速度的提高，采取的措施有：有：a、降低机组的重心、降低机组的重心 降低主传动轴的高度降低主传动轴的高度，减少减少机组的震动。如：机组的震动。如：摩摩根根公司的公司的V型机组。型机组。b、强化轧机、强化轧
15、机增加增加精轧机组中大辊径轧机的个数，给予轧机以强化。精轧机组中大辊径轧机的个数，给予轧机以强化。c、改进轧机的调整性能、改进轧机的调整性能增加增加辊缝传感器和数字显示器。辊缝传感器和数字显示器。当成品轧制速度在当成品轧制速度在75 m/s以内时，使用轧后控冷工艺；以内时，使用轧后控冷工艺；而当成品轧制速度在而当成品轧制速度在75 m/s以上时，为保证终轧温度，在精轧以上时，为保证终轧温度，在精轧机组之前就要设置冷却装置，用以冷却轧件。机组之前就要设置冷却装置，用以冷却轧件。同时，低温轧制对细化晶粒十分有利同时，低温轧制对细化晶粒十分有利。线材无头轧制线材无头轧制 将连铸成的圆形连铸坯经除鳞、
16、自动焊接、毛刺自动将连铸成的圆形连铸坯经除鳞、自动焊接、毛刺自动清理、感应加热后进入轧钢机组轧制，无间歇地生产线材及棒清理、感应加热后进入轧钢机组轧制，无间歇地生产线材及棒材，其优点是：材，其优点是：1、大大减少了头尾的剪切量，减少短尺，提高成材率；、大大减少了头尾的剪切量，减少短尺，提高成材率；2、减少因头尾而产生的工艺故障，提高生产效率；、减少因头尾而产生的工艺故障，提高生产效率；3、成品盘卷的重量不受坯料的大小影响；、成品盘卷的重量不受坯料的大小影响；4、减少了设备维修成本。、减少了设备维修成本。设备特点：设备特点：2 或或 4 架架 45 0 顶交无扭轧机安装在同一顶交无扭轧机安装在同
17、一底座上，集体传动，构成一个小单元机组，在控制上与精轧机底座上，集体传动，构成一个小单元机组，在控制上与精轧机组动态同步。组动态同步。布置位置一般在布置位置一般在1号冷却水箱之后，也可以根据需要布号冷却水箱之后，也可以根据需要布置在任意水箱之后，甚至是在冷却段之后。置在任意水箱之后，甚至是在冷却段之后。精轧机组精轧机组1 1#水箱水箱2 2#水箱水箱归圆机归圆机 工艺特点：轧机的孔型均为直径相同的圆形，但各个工艺特点：轧机的孔型均为直径相同的圆形，但各个孔型的槽口宽度不一样，由大至小，变形量也是由大至小，总孔型的槽口宽度不一样，由大至小，变形量也是由大至小，总减面率约为减面率约为 5%15%（
18、延伸系数（延伸系数 105 118）。）。使用效果：布置位置一般在使用效果：布置位置一般在1号冷却水箱之后，也可以号冷却水箱之后，也可以根据需要布置在任意一个水箱之后，甚至是在整个冷却段之后，根据需要布置在任意一个水箱之后，甚至是在整个冷却段之后，可以方便地被整体移开或推入，很容易实现控温轧制和高精度可以方便地被整体移开或推入，很容易实现控温轧制和高精度轧制。轧制。1、尺寸精度可以达到、尺寸精度可以达到01mm，因尺寸超差导致，因尺寸超差导致的废品大大减少；的废品大大减少；2、可以在较大程度上缩短头尾尺寸超差长度，减少去、可以在较大程度上缩短头尾尺寸超差长度，减少去头尾量，提高成材率；头尾量，
19、提高成材率；3、简化精轧机组的孔型配置。精轧机组孔型不变，只、简化精轧机组的孔型配置。精轧机组孔型不变，只需更换需更换Tekisun轧机的孔型即能轧出所需规格，利用调整轧机的孔型即能轧出所需规格，利用调整Tekisun轧机的孔型辊缝也可轧制出规格相近的非标准尺寸产轧机的孔型辊缝也可轧制出规格相近的非标准尺寸产品。品。可以大大降低精轧机组的工艺备件数量，减少工艺停可以大大降低精轧机组的工艺备件数量，减少工艺停车时间，提高作业率；车时间，提高作业率；4、除速度以外，精轧机组及上游机架的工艺条件基本、除速度以外，精轧机组及上游机架的工艺条件基本保持不变，可以减化工艺调整；保持不变，可以减化工艺调整；5、有利于提高轧制速度，当使用该套轧机对原有速度、有利于提高轧制速度，当使用该套轧机对原有速度较低的轧机进行改造时，轧制速度一般可以提高约较低的轧机进行改造时，轧制速度一般可以提高约 30%50%。
