1、高速线材厂高速线材厂于朋彬于朋彬2011.12.202011.12.20轧钢概述高速线材生产工艺高速线材生产设备一、轧材的分类：1、按照变形温度：冷轧、热轧。2、按照产品断面形状：板材、型材、管材三大类。其中板材分为中厚板、薄板、箔材 型材分为简单断面型材和复杂断面型材 线材一般直径为5mm20mm，属于简单断面的型材。二、轧制原理：轧制过程是指被轧制的金属体（轧件）借助于旋转轧辊与其接触摩擦作用，被曳入轧辊的缝隙间，再在轧辊压力作用下，使轧件在长、宽、高三个方向上完成塑性变形的过程。所以要实现轧制过程要满足以下条件：1、一对相对转动的轧辊。2、轧辊对轧件摩擦力的水平分量足以将轧件拖入轧辊中间
2、。二、轧制原理：影响轧件咬入的因素：1、轧辊直径太小，咬入角太大。2、轧辊与轧件接触面的摩擦系数不够。解决轧件咬不进轧机的方法：1、将辊缝放大，或把坯料头部割成坡面减小咬入角2、在轧槽表面点焊肋筋，增大摩擦系数。二、轧制原理：1、根据轧件在轧辊中的变形状态，又分为均匀变形和不均匀变形。其中板带轧制基本输于均匀变形，孔型轧制属于不均匀变形。线材产品概述 线材是我国钢铁产品的主要组成部分，在我国钢材品种中所占消费比例约为10%。我国是世界上线材产销最大的国家，约占世界线材总产量的40%以上。国内线材生产企业主要产品还是集中于建筑用材，占线材产量的75%左右，而深加工用线材中的轮胎钢帘线、合金钢丝、
3、特殊用途钢丝绳和高强度焊丝等系列线材还不能满足市场需求。线材生产特点 线材是热轧产品中断面面积最小，成品长度最大且成卷交货的产品。其生产特点可概括为连续、高速、无扭、控冷。其产品特点是大盘重、高精度、性能优良。一、工艺流程 加热上料辊道 提升机上料 辊道入炉 蓄热式步进加热炉 出钢辊道出炉 粗轧六架轧制 1#飞剪切头（事故碎断）中轧六架轧制 2#飞剪切头尾（事故碎断）预精轧六架轧制（中间设立活套）1#水箱 3#飞剪切头（事故碎断）侧活套 精轧机轧制 2#、3#水箱 （双模块轧制）4#、5#水箱夹送辊吐丝机散卷冷却集卷收集 PF链运输 检查质量、取样、检除头尾打包称重卸卷入库成品运出二、加热1、
4、原料 线材的原料为小方坯，一般为150*150或160*160的连铸小方坯，单支重量一般在22.5吨。由于一部分冷墩钢和硬线拉丝用线材需要有较高的致密度，所以有些钢厂也开始采用初轧坯来做高线的原料。二、加热1、原料 连铸坯综合成材率高 模铸：84-88%左右 连铸：95%以上原因：模铸切头切尾损失10-20%连铸切头切尾损失1-2%降低能耗 每吨连铸坯综合节能约130Kg标煤原因：省去开坯工艺 模铸：钢锭均热炉初轧连轧 连铸:连铸坯连轧(近终形连铸技术)二、加热1、原料 二、加热2、钢坯输送 连铸钢坯大部分可以实现热装热送，热送温度在600750，个别的可以达到850。高线生产平台一般在离地平
5、面5m的平台上，钢坯要经过提升机提升或天车吊运到平台上面，放在入炉辊道上入炉。提升机提升和入炉时对钢坯的弯曲度有一定的要求，否则会发生生产或设备事故。二、加热3、加热工艺 目前轧钢厂使用的加热炉大部分为步进蓄热式加热炉，燃料为煤气（高炉、转炉、焦炉）。为了使钢坯达到要求的轧制温度而表面又不发生过热、过烧、脱碳等现象，将加热炉分为预热段、加热段、和均热段三段进行控制。冷坯炉温控制()热坯炉温控制()均热段二加热一加热均热段二加热一加热1090109098010901090950202020202020二、加热3、加热工艺 为了减少钢坯表面氧化烧损，提高金属收得率，加热操作中还要分段控制空燃比，调
6、节不同区域的炉内气氛。同时执行正压操作，防止冷空气吸入。各段空煤比控制均热段二加热一加热0.811.01.21.21.6二、加热3、加热工艺 在生产组织中，为了减少钢坯氧化烧损可以采取以下方法：（1）尽量实现钢坯热送。（2）避免强制加热，加热能力不足时可适当待温。（3）轧制节奏允许时加大步距，减少钢坯在炉内停留时间。二、加热4、钢坯除鳞 国内线材生产线钢坯高压水除鳞是近几年才投入使用的，因为以前国内线材产品大多为建筑用材，对表面质量要求不严格，而且线材粗轧都有几架箱型孔，有较好的去除氧化铁皮的效果。随着线材产品的不断升级，对线材产品表面质量的要求不断提高，国内新投产的生产线都配备了高压水除鳞设
7、备。二、轧制1、轧制方式 轧制方式按照轧件在轧机中的状态可分为全脱头轧制、半连续轧制和全连续轧制，按照轧机布置形式可分为水平扭转轧制和平立交替轧制。线材生产属于平立交替全连续轧制，其轧制方式为线材生产的高速度和大卷重发展 方向提供了便利条件。二、轧制2、孔型系统 高线厂轧机分为粗轧、中轧、预精轧、精轧（双模块）四部分，其中粗轧1#、2#为箱型孔，3#架为变态椭圆，其余孔型均为椭圆-圆孔型系统 二、轧制3、配辊 将孔型沿着轧辊长度方向分配在轧辊上叫做配辊，一个轧辊可以车削出多个相同的孔型，在生产中可以在线更换孔型而不用更换轧辊，大大提高了生产效率。二、轧制4、导卫装置 将轧件正确导入和导出孔型的
8、装置叫做导卫，导卫分为滚动导卫和滑动导卫两种。在高线生产中，只用圆孔型入口使用滚动导卫，其余使用滑动导卫 二、轧制5、连轧原理及控制 连轧是指轧件同时在两架次以上的轧机上同时进行轧制的过程。保证其顺利进行的条件为秒流量相等原理。秒流量相等破坏后会造成机架间的拉钢或堆钢，拉钢可使轧件断面收缩，严重时造成轧件断裂；堆钢可造成生产事故甚至引发设备事故。二、轧制5、连轧原理及控制 高线生产中粗中轧的秒流量相等是依据精确计算各架次料型的断面积并人为调整各架次的线速度来实现的。预精轧由于轧件速度较快，人的反映速度已经不能满足其动态调整响应时间，预精轧是靠各架次间设置活套，通过活套扫描仪来监测活套的高度，从
9、而调整各架次之间秒流量的。精轧机的高速度根本不允许有速度调整的时间，所以精轧各架次选用集体传动，依靠各架次机械速比来实现各架次的线速度与料型面积进行配比，从而实现秒流量相等。二、轧制5、连轧原理及控制 二、轧制5、连轧原理及控制 三、控制轧制与控制冷却1、控制轧制 控制轧制是在热轧过程中通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制，是热塑性变形和固态相变相结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的轧制工艺。三、控制轧制与控制冷却2、控制冷却 控制冷却是控制轧后钢材的冷却速度，达到改善钢材组织和性能的目的。由于热轧变形的作用，奥氏体向铁素体转变后晶粒容易长大，造成钢材力学性能下
10、降。为了细化铁素体晶粒，减小珠光体片曾间距，组织碳化物在高温下析出而采取控制冷却工艺。三、控制轧制与控制冷却3、控制轧制与控制冷却设备 （1）水冷设备：水箱、缓冷导槽 轧件进入精轧机前和吐丝前都要通过水冷箱和缓冷导槽进行水冷降温；其作用一是使轧件得到符合要求的终轧温度；二是防止轧后奥氏体晶粒急剧长大，影响最终产品晶粒度；三是减少轧件二次氧化，提高金属收得率。三、控制轧制与控制冷却3、控制轧制与控制冷却设备 （1）水冷箱、缓冷导槽三、控制轧制与控制冷却3、控制轧制与控制冷却设备 （1）水冷箱、缓冷导槽三、控制轧制与控制冷却3、控制轧制与控制冷却设备 （1）水冷箱、缓冷导槽三、控制轧制与控制冷却3
11、、控制轧制与控制冷却设备 （2）风冷设备：斯太尔摩风冷线 轧件吐丝后形成螺旋状线圈平铺在风冷辊道上，此时的轧件组织状态仍为奥氏体。斯太尔摩风冷线使轧件完成从奥氏体向常温组织转变的过程，在此过程中通过控制冷却速度，可以得到不同的常温组织和力学性能。三、控制轧制与控制冷却3、控制轧制与控制冷却设备 （2）风冷设备：斯太尔摩风冷线四、精整、打包、发货 成品线圈在风冷辊道上完成相变后进入集卷筒进行收集、挂钩，然后在后区PF线上进行空冷，在空冷过程中对其进行修剪、检验、打包、称重挂牌、卸卷、吊运入库或装车。五、换规格操作 高速线材生产采用椭圆-圆孔型系统，极大限度的实现了孔型的公用性，为产品规格的更换提
12、供了很大方便。高线厂1#18#孔型使用现生产的所有规格，更换规格时只需更换精轧机或双模块辊环即可。具体操作如下：5.56.58101214162132192821282126212421242122一、加热炉 高线厂加热炉为侧进侧出蓄热步进梁式加热炉，其优点有：（1）运料灵活。步进梁动作周期和步距可变，坯料之间的间隔可在上料时调整，必要时可以将炉内坯料全部出空。因此对产量波动、坯料品种更换等有很大的适应性。（2）加热时间短，可实现快速加热。因坯料在水梁上间隔的摆开，坯料基本上是四面同时受热，大大缩短了钢坯加热的时间。（3）加热质量好。完全消除了粘钢、翻炉的限制，很大程度上消除了钢坯黑印，坯料下
13、表面也不会造成划伤 （4）能耗低。由于采用蓄热式，废气排放时经过蓄热式，蓄热体将高温废气的热量留下给换向后的空气和煤气预热，大大降低了能耗损失。一、加热炉二、轧机 高线厂1#14#均为短应线轧机，轧机布置形式为平立交替式。短应力线轧机和闭口式轧机相比具有投资少，刚度大、更换方便的特点。各架次轧机规格如下：架次1#6#7#12#13#14#规格610430370二、轧机 高线厂15#28#均为旋臂式轧机，15#18#轧机布置形式为平立交替式，传动方式为单独传动。19#28#布置形式为顶角45度，传动方式为集体传动。各架次轧机规格如下：架次15#18#19#23#24#28#规格285228170
14、二、轧机 我厂精轧机为国内制作，仿摩根五代形式的精轧机。设计最高速度90m/s，保证轧制速度86 m/s。二、轧机 我厂双线还配备了意大利达涅利公司研制的双模块轧机，此机组设计最高速度为120m/s，保证生产速度为115m/s，其设计为重载型轧机，可以实现750的低温轧制，产品尺寸偏差可以控制在0.1mm，不圆度可以控制在0.14mm。输于国内先进水平。三、飞剪 飞剪的作用是在轧制过程中切除轧件不规则的头部和尾部，使轧件能够顺利咬入后续的轧机，保证生产的稳定进行。高线厂每条线有三台飞剪，分别位于粗轧机组、中轧机组和预精轧机组后面。其中1#剪为曲柄式、2#剪和3#剪为回转起停式四、测径仪 高线在线测径仪是时时监测轧件外形尺寸的设备，其工作原理为光学成像原理，测量精度可以达到0.02mm，为现场操作提供有效帮助。五、夹送辊 夹送辊设置在吐丝机前面，目的是避免精轧机抛钢后轧件失张导致尾部圈形不规则。六、吐丝机 吐丝机的作用是将高速直线运行的轧件弯曲成螺旋线圈平铺到风冷辊道上，其轴线一般与轧制线呈1520夹角。六、吐丝机原理 线材在由吐丝机对其作用的摩擦力、离心力和相对惯性力的综合作用下，改直线运动为螺旋运动，形成稳定的线圈从吐丝管吐出平铺到风冷辊道上。七、精整区设备
