我國線材發(fā)展現(xiàn)狀及工藝技術(shù)探索(文獻(xiàn)綜述)

1、我國線材發(fā)展現(xiàn)狀及工藝技術(shù)探索前言近幾年我國線材無論是生產(chǎn)能力還是消費(fèi)水平均得到了快速發(fā)展，2007年我國線材實(shí)際產(chǎn)量已達(dá)7921萬t，2008年盡管受到國際金融危機(jī)的影響，線材實(shí)際產(chǎn)量仍然增長到8024萬t。目前我國已成為世界上最大的線材生產(chǎn)國，年產(chǎn)量己超過世界線材生產(chǎn)總量的三分之一，在線材生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，我國在線材生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品研發(fā)方面也取得了可喜成效。 但是，在看到我國線材產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，也要清醒的看到我國線材產(chǎn)業(yè)目前仍然存在不少的問題；尤其是應(yīng)該看到生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大與現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不相適應(yīng)，已成為困擾我國線材產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題，這也是造成我國線材產(chǎn)業(yè)處于生產(chǎn)能力相對過剩

2、而高附加值產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量仍落后于國外發(fā)達(dá)國家的根本原因?？傊?，我國線材產(chǎn)業(yè)離科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的要求，離國民經(jīng)濟(jì)各用鋼行業(yè)的需要，離發(fā)達(dá)產(chǎn)鋼國的先進(jìn)水平，還有相當(dāng)大的距離。1 線材軋機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài)按鋼種和用途，通常將線材分為兩大類：即一般建筑和結(jié)構(gòu)用線材（普通線材）及特殊用途專用線材。在我國線材消費(fèi)中，一般建筑和結(jié)構(gòu)用線材為最大的消費(fèi)品種，其消費(fèi)量占線材總消費(fèi)量的70%左右，專用線材（指中高碳鋼線材（硬線）、預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線專用線材、鋼簾線用線材、易切削鋼線材、冷鐓鋼線材、焊接材料用線材、彈簧鋼線材、軸承鋼線材、不銹鋼線材等）線材消費(fèi)量占線材總消費(fèi)量的30%左右。1.1 國內(nèi)線材生產(chǎn)消

3、費(fèi)現(xiàn)狀線材是我國第二大鋼材生產(chǎn)品種(第一大鋼材生產(chǎn)品種為鋼筋，年總產(chǎn)量已超過10000萬t)，在國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量中所占的比重一直較高，長期保持在16-一19。近幾年國內(nèi)線材產(chǎn)量基本與國內(nèi)粗鋼產(chǎn)量增長速度差不多，保持在20的水平上。2007年我國線材生產(chǎn)量7921萬t，進(jìn)口6l萬t，出口624萬t，扣除庫存變化因素，表觀消費(fèi)量約為7476萬t，占鋼材實(shí)際消費(fèi)總量的1802。由于受全球金融危機(jī)的影響，2008年國內(nèi)線材生產(chǎn)情況與2007年基本持平，全年總產(chǎn)量僅略增12。從國內(nèi)線材生產(chǎn)消費(fèi)平衡看，目前國內(nèi)線材產(chǎn)量已大于消費(fèi)需要，從線材進(jìn)出口情況來看，長期以來，線材一直是我國主要鋼材出口品種，也是我國一直

4、保持凈出口狀態(tài)的鋼材品種，特別是近幾年出口增長特別迅速。另外，普通線材屬于低附加值產(chǎn)品，銷售半徑小(一般小于800km)，市場競爭激烈。線材生產(chǎn)應(yīng)充分考慮區(qū)域承受能力，今后線材品種發(fā)展的重點(diǎn)是生產(chǎn)高強(qiáng)度硬線品種，提高線材的使用效率。1.2 我國線材制品行業(yè)現(xiàn)狀自我國加入WTO后的幾年間，線材制品行業(yè)的企業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化和調(diào)整，技術(shù)進(jìn)步繼續(xù)創(chuàng)新，主要產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和水平全面提高，產(chǎn)量持續(xù)增長，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)物質(zhì)量進(jìn)一步提高，品種結(jié)構(gòu)調(diào)整工作取得新的成績。2003年線材產(chǎn)量達(dá)到4020萬噸；線材深加工量超過1000萬噸，國內(nèi)市場消費(fèi)和市場滿足率都有較大增長。總體發(fā)展趨勢良好。1、企業(yè)結(jié)構(gòu)繼續(xù)

5、調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整表現(xiàn)為“一減三增”即：國有獨(dú)資企業(yè)逐漸減少；多種經(jīng)濟(jì)成份組成的股份制企業(yè)比例增加，民營企業(yè)所占比例增加，外資獨(dú)資企業(yè)的數(shù)量增加。企業(yè)的活力增強(qiáng)，整體素質(zhì)提高。 國有企業(yè)進(jìn)一步深化改革，管理體制改革加快，運(yùn)行機(jī)制明顯改善。諸如寶鋼集團(tuán)上海二鋼、貴州鋼繩集團(tuán)、天津鋼線鋼纜集團(tuán)、鞍鋼集團(tuán)鋼繩廠、湘鋼集團(tuán)鋼繩廠、武鋼集團(tuán)鋼繩廠、咸陽鋼管鋼繩廠等一批國有老企業(yè)經(jīng)過深化改革，煥發(fā)出青春活力；已經(jīng)先行一步改革的諸如法爾勝集團(tuán)、新華金屬制品有限公司、福星科技股份有限公司、寧夏恒力集團(tuán)等企業(yè)繼續(xù)深化改革，進(jìn)行資產(chǎn)整合，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了企業(yè)實(shí)力。近幾年我國制品企業(yè)的數(shù)量有所減少，但現(xiàn)有企業(yè)的素質(zhì)

6、提高，產(chǎn)能規(guī)模增加，競爭力加強(qiáng)。2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)裝備進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化經(jīng)過幾年的發(fā)展，以優(yōu)質(zhì)鋼繩、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲綱絞線、輪胎鋼簾線、高級彈簧鋼絲為代表的一批高檔產(chǎn)品，其生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量提高，市場領(lǐng)域拓寬，部分或全部替代了進(jìn)口產(chǎn)品，并開始進(jìn)入國際市場。國產(chǎn)裝備質(zhì)量、檔次有限明顯提高，拉絲機(jī)、股繩機(jī)、熱處理爐窯、鍍層生產(chǎn)線等制品主體生產(chǎn)設(shè)備已基本能滿足國內(nèi)市場需求，部分裝備已有出口。變頻調(diào)速、機(jī)電一體化、熱處理節(jié)能、高性能涂鍍層、環(huán)保型表面清洗等先進(jìn)技術(shù)，以及大盤重連續(xù)作業(yè)線均得到廣泛推廣應(yīng)用。3、產(chǎn)量持續(xù)增長，質(zhì)量不斷提高據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近幾年我國線材制品的產(chǎn)量每年以10%左右的速度發(fā)展，

7、1999年全國線材深加工產(chǎn)品產(chǎn)量約680萬噸，到2003年，全國線材深加工產(chǎn)品總量已超過1000萬噸，增長47%，年均增長10.12%。2009年，國家經(jīng)濟(jì)刺激政策發(fā)揮作用，國內(nèi)鋼鐵市場產(chǎn)需兩旺，2009年我國線材總產(chǎn)量9580萬t，同比增長21%；2010年上半年全國線材產(chǎn)量5285萬t，同比增長18.3%。2010年我國線材產(chǎn)量將增加1000萬t，年增幅10%左右，線材產(chǎn)量達(dá)到10500萬t。制品企業(yè)在注重拓寬應(yīng)用領(lǐng)域、產(chǎn)量不斷增加的同時(shí)，更加注重加強(qiáng)管理，執(zhí)行先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量；國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，部分主要產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)再次進(jìn)行修訂后，達(dá)到了國際先進(jìn)水平；鋼繩、預(yù)應(yīng)力鋼材制品產(chǎn)品生

8、產(chǎn)許可證的換證工作及行業(yè)中多數(shù)企業(yè)的9000系列認(rèn)證改版工作的繼續(xù)推進(jìn)，促進(jìn)了行業(yè)生產(chǎn)、設(shè)備、管理水平的提高，產(chǎn)品質(zhì)量和檔次都得到了進(jìn)一步提高。 4、絕大部分制品用線材已能滿足生產(chǎn)需要近幾年來，作為制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)原材料，我國深加工用優(yōu)質(zhì)線材生產(chǎn)仍處于快速發(fā)展時(shí)期，其總量和大部分品種已能滿足市場需求。2003年我國線材產(chǎn)量達(dá)4020萬噸，線材深加工比為25%。線材產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高表現(xiàn)為：作為制品主要品種的低松弛鋼絞線和優(yōu)質(zhì)鋼繩所用線材，無論是從化學(xué)成份、物理性能、尺寸及表面精度，還是成材率等指標(biāo)評價(jià)，都可與進(jìn)口線材相媲美，不僅能滿足國內(nèi)市場需求，而且部分產(chǎn)品已出口；寶鋼、武鋼、沙鋼、鞍鋼等效鋼廠

9、生產(chǎn)的鋼簾線用線材也已在國內(nèi)鋼簾線生產(chǎn)廠使用。2 線材的生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)工藝流程如下： 鋼坯運(yùn)入成批稱重入庫存放爐前上料鋼坯質(zhì)量檢查單根稱重加熱粗軋切頭尾中軋預(yù)精軋(軋間水冷)切頭尾精軋(軋間水冷)穿水冷卻吐絲成圈散卷冷卻集卷切頭尾壓緊打捆稱重掛牌卸卷入庫。線材的特點(diǎn)是斷面小、長度大，對尺寸精度和表面質(zhì)量要求較高。主要的軋制工序有：坯料、加熱、軋制、精整。2.1 坯料 高速度、控軋、控冷、大盤重和使用大斷面方坯是高速線材軋機(jī)工藝的主要特征。其中大盤重是減少事故，提高作業(yè)率的重要手段是提高產(chǎn)量和成材率的途徑。因此，如何正確地選擇鋼坯的斷面尺寸和長度，即選擇鋼坯的重量（即線材盤重）是線材生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

10、的重要方面。2.1.1. 高速線材生產(chǎn)，通常使用兩種坯料：初軋坯和連鑄坯 初軋坯是以鋼錠為原料，經(jīng)均熱、開坯軋制而成的。因此，初軋坯具有規(guī)格范圍廣，鋼種多的特點(diǎn)。鋼錠經(jīng)過壓縮比為20-30軋成的初軋坯的壓比大，從而改善了組織。但軋制不能消除鋼錠表面缺陷，也不能消除偏析、縮孔等內(nèi)部缺陷。初軋坯的表面的質(zhì)量及內(nèi)在質(zhì)量主要取決于鋼錠的原始狀況。初軋坯在生產(chǎn)中發(fā)生燒損并要切頭、切尾，因此初軋坯金屬收得率比連鑄坯低10%左右。連鑄坯是用鋼水直接澆注拉矯而成的。連鑄工藝較模鑄開坯減少了鋼錠再加熱與開坯后的切頭切尾，金屬收得率高，能源消耗少。就此而言，它具有初軋坯不可相比的優(yōu)點(diǎn)，但由于連鑄小方坯的質(zhì)量不易保

11、證，小規(guī)格的連鑄方坯不易生產(chǎn)，有些鋼種（尤其是沸騰鋼和某些合金鋼等）還不能生產(chǎn)。因此，高速線材廠還不能全部采用連鑄小方壞作為生產(chǎn)線材的坯料。國外為了擴(kuò)大連鑄坯的鋼種。改善鑄坯質(zhì)量，有的廠家先鑄出邊長300mm 以上的大方坯，再經(jīng)連軋機(jī)軋成線材軋機(jī)需要的小方坯。2.1.2 對鋼坯尺寸和質(zhì)量的要求 對鋼坯的外形、尺寸、質(zhì)量的要求有：鋼坯斷面形狀及允許偏差、定尺長度、短尺的最短長度及比例、彎曲、扭轉(zhuǎn)等。這些要求是考慮了充分發(fā)揮軋機(jī)生產(chǎn)能力，保證加熱與軋制順利并考慮供坯的可能性和合理性等綜合因素確定的。 2.1.3 對表面質(zhì)量與內(nèi)部質(zhì)量的要求對鋼坯表面質(zhì)量的要求是：（1）鋼坯端面不得有縮孔、尾孔和分層

12、；（2）鋼坯表面應(yīng)無裂縫、折疊、耳子、結(jié)疤、拉裂和夾雜等缺陷；（3）鋼坯表面缺陷必須沿縱向加工清除，清除處應(yīng)圓滑、無棱角，清除寬度不得小于清除深度的- 倍，表面清理深度不大于公稱厚度的8%。對鋼坯內(nèi)部質(zhì)量的要求是：（1）鋼坯低倍組織不得有肉眼可見的縮孔、分層、氣泡、裂縫、白點(diǎn)等；（2）對優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和彈簧鋼、軸承鋼、冷鐓鋼等合金鋼種，根據(jù)需方要求，可以做高倍檢驗(yàn)，檢查脫碳層，檢查鋼中非金屬夾雜，檢查晶粒度是否達(dá)到規(guī)定的要求。 2.1.4 鋼坯的檢查和清理 為確保線材的質(zhì)量及生產(chǎn)的順利進(jìn)行，對鋼坯進(jìn)行質(zhì)量檢查及清理是十分重要的。這里所說的質(zhì)量檢查主要是對鋼坯表面缺陷的檢查。有的廠也對鋼坯的內(nèi)部

13、缺陷，如對內(nèi)部的裂紋、縮孔與非金屬夾雜等進(jìn)行檢查。質(zhì)量檢查的方法有下述幾種：（1）目視檢查即由人工檢查鋼坯的表面缺陷。這種方法效率低，也不太可靠，只能檢查出較明顯的缺陷。但這種檢查方法的設(shè)備少，只需要臺架和運(yùn)行輥道即可。（2）電磁感應(yīng)探傷檢查鋼坯的表面缺陷。電磁感應(yīng)探傷的方法較多，例如干熒光磁粉探傷法、渦流探傷法、錄磁探傷法。（3）超聲波探傷檢查方坯的內(nèi)部缺陷。這種方法基本上是用帶有發(fā)射和接收器的檢測探頭通過脈沖回波原理（脈沖反射原理）進(jìn)行工作的。鋼坯清理方法：（1）火焰清理雖設(shè)備簡單、效率高，且經(jīng)濟(jì)，但冷鋼坯的火焰清理方法受到鋼坯含碳量的限制，對于含碳量高于0.4%的鋼坯，在清理時(shí)由于局部加

14、熱鋼坯會產(chǎn)生熱應(yīng)力，如果鋼坯在清理后3-4天才軋制的話，鋼坯就會產(chǎn)生裂紋。因此，冷鋼坯的火焰清理方法一般只適用于含碳量低于0.4%的鋼坯。（2）風(fēng)鏟清理設(shè)備簡單，但勞動強(qiáng)度大、效率低，所以一般只在無別的清理設(shè)備或清理設(shè)備不足的情況下，用于不宜火焰清理的鋼坯。（3）手動砂輪清理方法雖設(shè)備簡單、投資省，但勞動強(qiáng)度也較大。而自動砂輪修磨的，勞動條件好、效率高，但設(shè)備多、投資大。砂輪修磨清理方法對鋼種的適應(yīng)性強(qiáng)，特別是用來清理硬鋼坯更為合適。2.1.5 線材的坯料選擇綜上所述，線材的坯料以連鑄小方坯為主，其邊長一般為120150mm，長度一般在612米左右。在實(shí)際生產(chǎn)中，采用目測、電磁感應(yīng)探傷和超聲波

15、探傷等方式檢驗(yàn)連鑄小方坯的質(zhì)量。2.2 加熱 一般采用步進(jìn)式加熱爐加熱。加熱的要求是氧化脫碳少、鋼坯不發(fā)生扭曲、不產(chǎn)生過熱過燒等?，F(xiàn)代化的高速線材軋機(jī)坯料大且長，這就要求加熱溫度均勻、溫度波動范圍小。 2.2.1 加熱爐 加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線的重要環(huán)節(jié)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和降低能耗的關(guān)鍵。因此，加熱爐爐型選擇和裝備水平，應(yīng)與車間規(guī)模和軋線工藝設(shè)備裝備水平相匹配。只追求提高軋線工藝機(jī)械電氣設(shè)備水平，而忽略了提高加熱爐裝備水平的做法，勢必難以保證產(chǎn)品質(zhì)量，難以發(fā)揮整體效益，是不可行的。用于高速線材軋機(jī)鋼坯加熱的加熱爐類型，主要有推鋼式加熱爐和步進(jìn)式加熱爐。推鋼式加熱爐是加熱鋼坯的早期傳統(tǒng)爐型。由于

16、其結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械設(shè)備少投資低、設(shè)備維修少、操作簡便，過去曾被廣泛使用。此種爐型的缺點(diǎn)是：加熱鋼坯斷面溫差大，無法消除水冷黑?。讳撆髟跔t加熱時(shí)間長，容易氧化和脫碳，難以保證鋼坯加熱質(zhì)量。特別是容易出現(xiàn)拱鋼、粘鋼和鋼坯劃傷現(xiàn)象，以及不易排空爐料等，給生產(chǎn)帶來麻煩。為保證鋼坯加熱質(zhì)量，滿足高速線材軋機(jī)對鋼坯斷面和長度方向溫度梯度的要求，并防止高碳鋼和彈簧鋼的脫碳問題，目前廣泛采用步進(jìn)式加熱爐(分步進(jìn)底式、梁底復(fù)合式、步進(jìn)梁式三種）。步進(jìn)式爐與推鋼式爐相比較，有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：（1）鋼坯靠步進(jìn)梁的運(yùn)動在爐內(nèi)通過，因此鋼坯之間可以留出間隙，不會產(chǎn)生粘鋼現(xiàn)象。（2）在推鋼式爐內(nèi)，鋼坯運(yùn)行是靠（3）推鋼機(jī)的推

17、力在滑軌上滑行，因此鋼坯下表面往往產(chǎn)生劃痕，對線材產(chǎn)品質(zhì)量帶來很大影響。推鋼式爐在推鋼時(shí)易發(fā)生拱鋼事故，爐子有效長度受鋼坯斷面尺寸和推鋼機(jī)能力的限制，但步進(jìn)式爐其長度不受此限制，可充分利用煙氣的余熱預(yù)熱鋼坯。（4）推鋼式爐不能空爐,因此，對不同種鋼不同加熱工藝的調(diào)整、檢修空爐等靈活性很差，但步進(jìn)爐方便，步進(jìn)操作靈活，加熱各種鋼種的適應(yīng)性強(qiáng)。（5）步進(jìn)爐加熱速度快，溫度均勻，操作靈活，因此，減少了鋼坯的燒損，推鋼式爐的氧化鐵皮占鋼坯總重的%-1.5%，步進(jìn)爐的僅占0.5%-0.8%，減輕了清渣勞動強(qiáng)度。(6)在投資方面，步進(jìn)式爐比推鋼式爐高15-20%，由于步進(jìn)爐具有一系列優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代新建或改建的

18、高速線材軋機(jī)，絕大多數(shù)采用了步進(jìn)式加熱爐。并為今后發(fā)展熱送熱裝創(chuàng)造了條件。 2.2.2 鋼坯加熱工藝 1、加強(qiáng)三勤操作。鋼坯加熱工藝的基礎(chǔ)在于三勤的操作方法：勤檢查，（爐內(nèi)溫度、空煤氣、水、爐膛壓力和鋼坯移動情況）勤聯(lián)系，(上料、出鋼、調(diào)度）勤調(diào)整。2、鋼坯的加熱溫度。當(dāng)軋制速度大于10m/s 時(shí)，軋件在軋制過程中是升溫的。當(dāng)高速線材軋機(jī)的軋制速度達(dá)到100m/s 時(shí)，在預(yù)精軋段就要開始控冷，甚至必須降低粗軋的開軋溫度。所以高速線材軋機(jī)鋼坯加熱溫度不再單純是為了使鋼坯獲得盡可能大的塑性和盡可能小的變形抗力，而必須與軋機(jī)、軋制速度和控軋控冷結(jié)合起來，按高速軋制工藝要求確定鋼坯加熱溫度，保證軋后產(chǎn)

19、品的性能。3、鋼坯的加熱速度。現(xiàn)將各鋼種在步進(jìn)爐中的加熱速度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)列下供參考;鋼種 加熱速度低碳鋼 69min/cm低合金鋼 912min/cm高碳鋼 1218min/cm高合金鋼 1824min/cm4、在高線生產(chǎn)中較典型的加熱制度是三段加熱制度。鋼坯的加熱分別在預(yù)熱段、加熱段和均熱段進(jìn)行。在三段加熱制度中，目前高線是從預(yù)熱、加熱和再加熱的強(qiáng)化加熱方式，稱為快速加熱法。而在它的優(yōu)越是均熱段的熱負(fù)荷最大，溫度最高，均熱段起著強(qiáng)化鋼坯加熱的作用。這種加熱方式中，鋼坯溫度一直上升，到均熱段達(dá)到高峰后轉(zhuǎn)入平緩。2.3 軋制線材的斷面比較單一，因此軋機(jī)專業(yè)化程度較高。線材軋制主要包括粗軋、中軋、預(yù)

20、精軋、精軋。由于坯料到成品，總延伸較大，因此軋機(jī)架數(shù)較多，一般為2128架，分為粗、中、精軋機(jī)組。目前高速線材軋機(jī)成品出口速度已達(dá)100m/s以上。2.3.1 線材軋機(jī)的布置形式 線材軋機(jī)多為二輥式,布置形式很多,主要有如下幾種：（1）橫列式 軋機(jī)架數(shù)一般不超過15架，布置成二列或多列式，以穿梭和活套方式軋制。使用橫列式軋機(jī)勞動強(qiáng)度大、終軋溫度低、頭尾溫差大、產(chǎn)品質(zhì)量低。但投資少，靈活性大，適合于多品種小批量生產(chǎn)。 復(fù)二輥式 中國采用這種形式比較多，粗軋為橫列式或連續(xù)式,而中軋和精軋多為復(fù)二輥式,采用多線(25線)軋制。年生產(chǎn)能力可達(dá)35萬噸，比橫列式前進(jìn)了一步。（2）連續(xù)式 一般以串列式布置

21、，粗軋和中軋機(jī)組采用平輥同時(shí)軋四根鋼，而精軋機(jī)組采用平立輥單線、平輥多線或多列控制活套單線軋制。1862年英國人貝德森(G.Bedson)取得平立輥配置連續(xù)式線材軋機(jī)的專利權(quán)。1877年美國人摩根(C.H.Morgan)設(shè)計(jì)了單線平輥連續(xù)式線材軋機(jī)。瑞典一家公司也設(shè)計(jì)出多列控制活套的連續(xù)式線材軋機(jī)，能軋制出尺寸精度高的線材，并適合于合金鋼線材的生產(chǎn)。連續(xù)式線材軋機(jī)的年生產(chǎn)能力可達(dá)到30萬噸以上。但這種軋機(jī)在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期里，由于軋制速度低，只能采用小坯料帶張力單線軋制，因此產(chǎn)量較低,而平立輥連續(xù)式線材軋機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量也較差,目前都已很少采用。（3）高速無扭整體式 摩根式45無扭整體機(jī)座的高速線

22、材軋機(jī)為二輥式，輥軸中心線與水平成45角，而相鄰軋輥軸線成90角交替配置,軋制中軋件沒有扭轉(zhuǎn),軋機(jī)集體傳動，一般簡稱為45無扭線材軋機(jī)。相類似的還有其他傳動形式的45無扭軋機(jī)和三輥式Y(jié)型軋機(jī)。Y型軋機(jī)由三個(gè)盤式軋輥組成孔型，每個(gè)盤輥成120,各架交替呈“Y-憱”配置,這種軋機(jī)適合于生產(chǎn)高精度的合金鋼和有色金屬線材，但因設(shè)備比較復(fù)雜，換輥和維修不便，到60年代才有一定的發(fā)展。2.3.2 軋制技術(shù)：（1）無頭軋制 無頭軋制是應(yīng)用在小型線材軋制領(lǐng)域的一項(xiàng)最新技術(shù)。其要點(diǎn)是將剛出加熱爐的鋼坯的頭部與前一根在粗軋機(jī)第一架的鋼坯的尾部焊接起來進(jìn)行無頭軋制，從而可以提高軋機(jī)的生產(chǎn)效率，減少了切頭和輪廢，提高

23、了成材率和金屬收得率。在盤條打捆前也不需要切頭尾，軋制參數(shù)穩(wěn)定，線材的分卷在集卷筒內(nèi)進(jìn)行，可以根據(jù)用戶需求選定線材的分卷盤重。03年以前，日本NKK公司東京制鐵高松工廠的線材軋機(jī)上已經(jīng)采用了無頭軋制這項(xiàng)技術(shù)。(2) 高精度軋制 線材的直徑公差大小對深加工的影響較大，故用戶對線材的尺寸精度要求越來越高。軋制時(shí)，軋件高度上的尺寸是有孔型控制，可以有保證。但是寬度上的尺寸卻是算出來的或者是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的，孔型不嚴(yán)格限制寬度方向的尺寸。為確保軋機(jī)的尺寸精度，目前常用的方法是采用真圓孔型和三輥孔型嚴(yán)格控制軋件的高向和寬向尺寸，或在成品孔型后面設(shè)置專門的定徑機(jī)組已經(jīng)采用尺寸自動控制AGC系統(tǒng)等。線材產(chǎn)品目

24、前精度可達(dá)到0.10mm。發(fā)展目標(biāo)是達(dá)到0.05mm。（3）切分軋制 是指在軋制過程中利用軋輥孔型、導(dǎo)衛(wèi)裝置中的切分輪或其他切分裝置將軋件沿縱向切成兩線或多線的軋制技術(shù)。切分軋制技術(shù)從上世紀(jì)70年代的兩線切分軋制逐步發(fā)展，在兩線切分軋制技術(shù)和三線切分軋制技術(shù)的基礎(chǔ)之上發(fā)展到四線切分軋制技術(shù)。目前。兩線和三線切分軋制技術(shù)作為成熟的切分軋制技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用在小規(guī)格螺紋鋼的生產(chǎn)中，作為標(biāo)準(zhǔn)的小規(guī)格螺紋鋼產(chǎn)品生產(chǎn)工藝替代傳統(tǒng)的單線軋制工藝。切分軋制是一種軋鋼生產(chǎn)的新T藝，與傳統(tǒng)工藝相比具有生產(chǎn)率高，節(jié)省投資、節(jié)約能源、降低成本等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)代各國軋鋼領(lǐng)域推行增產(chǎn)節(jié)能的有效手段近幾年來，切分軋制技術(shù)發(fā)

25、展迅速，日趨成熟，廣泛應(yīng)用予棒線材、型材以及開坯等生產(chǎn)，代表著金屬材料加工技術(shù)的一個(gè)重要方向。（4）低溫軋制 低溫軋制就是將鋼坯加熱到低于常規(guī)加熱溫度、在低于常規(guī)熱軋溫度下進(jìn)行的軋制，更確切地說是中溫軋制，其主要目的是為了大幅度降低坯料加熱所耗燃料、減少金屬燒損。低溫軋制規(guī)程一般有兩種：一種是線材開軋溫度從10001100降低到9501050時(shí)，雖然軋鋼能耗有所提高，但由于加熱爐燃料消耗大大減少，因而可綜合節(jié)能20左右。另一種是不僅降低開軋溫度，并且將終軋溫度降至再結(jié)晶溫度（700800）以下，除節(jié)能外，還明顯提高產(chǎn)品的機(jī)械性能，效果優(yōu)于任何傳統(tǒng)的熱處理方法。2.4 精整精整階段的主要過程：精

26、軋吐絲機(jī)（線材）散卷控制冷卻集卷檢查包裝其中最重要的是控制冷卻，由于現(xiàn)代線材軋制速度較高，軋制中溫降較小甚至是升溫軋制，因此線材精軋后的溫度很高，出現(xiàn)氧化鐵皮增多，晶粒粗大，機(jī)械性能不均勻等問題,為保證產(chǎn)品質(zhì)量，要進(jìn)行散卷控制冷卻。根據(jù)產(chǎn)品用途有珠光體控制冷卻和馬氏體控制冷卻?，F(xiàn)代軋后控制冷卻技術(shù)包括兩部分：精軋機(jī)至吐絲機(jī)間的噴水冷卻(也稱一次水冷)；吐絲機(jī)至集卷站間的散卷吹風(fēng)冷卻(也稱二次風(fēng)冷)。 2.4.1 精軋機(jī)至夾送輥及吐絲機(jī)間的一次水冷 軋后一次水冷控制技術(shù)主要是控溫軋制技術(shù)的延續(xù)， 目的是使軋件從精軋溫度冷卻到吐絲機(jī)所需的溫度，并進(jìn)一步控制線材奧氏體的晶粒度和減少氧化鐵皮的，近年新

27、建的高速線材車間軋制的保證速度超過lOOms。設(shè)計(jì)的最大速度可達(dá)l20ms，甚至140m/s。如此高的軋制速度，在軋制過程中金屬產(chǎn)生的變形熱隨軋制速度提高而增大，速度越高，變形熱越大，軋件溫度急劇升高，精軋機(jī)出口線材的溫度一般為10O01050 。難以滿足吐絲機(jī)對軋件溫度的要求(吐絲溫度一般控制在接近相變的750850)。為了控制吐絲溫度，在精軋機(jī)出口到吐絲機(jī)間設(shè)有多個(gè)冷卻水箱，采用閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，根據(jù)吐絲溫度的波動， 自動控制軋后水冷段的水量， 目前吐絲溫度差值基本控制在15左右。在設(shè)計(jì)一次水冷段時(shí)要考慮到水冷速度不能太快，否則線材芯部與線材表面的溫度差太大，不利于線材的質(zhì)量。為了使線材均

28、溫，設(shè)計(jì)了間斷冷卻。一般在水冷箱間加設(shè)均溫導(dǎo)槽。冷卻過程是水冷均溫再水冷一再均溫的過程。2.4.2 吐絲機(jī)至集卷站問的二次風(fēng)冷 作為主要的控制冷卻的二次風(fēng)冷，發(fā)展經(jīng)過了很多年，效果最好的為斯太爾摩(STELMOR)鏈?zhǔn)斤L(fēng)冷運(yùn)輸線和輥式風(fēng)冷運(yùn)輸線，國內(nèi)早期建設(shè)的高速線材車間多采用鏈?zhǔn)斤L(fēng)冷運(yùn)輸線， 目前被廣泛應(yīng)用的為輥式風(fēng)冷運(yùn)輸線。斯太爾摩風(fēng)冷運(yùn)輸線是一種能滿足線材不同冷卻要求的靈活系統(tǒng)。它可以保證線材通過不同冷卻工藝來獲得要求的金相組織。 二次控制冷卻的斯太爾摩線，按控制冷卻的原理分，最常用的有3種控制冷卻方式：標(biāo)準(zhǔn)型、延遲型、緩慢型。得到普遍應(yīng)用的是標(biāo)準(zhǔn)型和延遲型，對于高碳鋼等鋼種則采用標(biāo)準(zhǔn)型

29、冷卻工藝散落在輸送機(jī)上的線圈運(yùn)行速度快(05 16ms)，冷卻速度617s，線圈搭接稀疏，保溫罩打開強(qiáng)制送風(fēng)，在快速冷卻過程中完成相變，獲得索氏體化的金相組織。對于低碳鋼，低合金鋼等鋼種，則采用延遲型冷卻工藝，散落的線圈搭接密集，線圈在輸送機(jī)上運(yùn)行速度緩慢(012036ms)，冷卻速度0614s，蓋上保溫罩，停止送風(fēng)，在緩慢冷卻過程中完成相變。3 線材生產(chǎn)新工藝和新技術(shù) 近些年國內(nèi)外又出現(xiàn)了許多新的線材生產(chǎn)工藝及技術(shù)，其中包括的添加碳納米管提高強(qiáng)度技術(shù)和超細(xì)晶鋼生產(chǎn)技術(shù)。3.1 納米材料在線材生產(chǎn)中的應(yīng)用納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1100

30、nm間的粒子。由于尺寸小、比表面大和量子尺寸效應(yīng)等原因，它具有不同于常規(guī)固體的新特性。目前碳纖維納米管成為納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)，同樣其在鋼鐵領(lǐng)域的應(yīng)用前景誘人。目前，國內(nèi)北京科技大學(xué)等院校已開始研究該項(xiàng)技術(shù)并已取得階段性成果。在煉鋼的出鋼過程或精煉過程，加入壓制后附有一定鈍化層的碳納米管(可防止其被高溫氧化，并提高了碳納米管的收得率)。經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，碳納米管均勻分布在鋼基中，既起到彌散強(qiáng)化的作用，還可在軋制過程中阻止奧氏體晶粒長大，進(jìn)而達(dá)到細(xì)晶強(qiáng)化的目的?，F(xiàn)取得良好的應(yīng)用效果，添加微量碳納米管后制成的線材強(qiáng)度平均提高30-一50 MPa。影響碳納米管廣泛應(yīng)朋的最大制約因素在于其制造成本高，但隨著

31、其制造技術(shù)的提高，可預(yù)見添加納米碳纖維管提高鋼的強(qiáng)度在未來必定會普遍應(yīng)用。3.2 材超細(xì)晶鋼的生產(chǎn)技術(shù)和超快冷工藝的應(yīng)用20世紀(jì)50年代，HallPerch提出了的晶粒尺寸和屈服強(qiáng)度關(guān)系。式中為晶格摩擦系數(shù)、k為常數(shù)，隨著晶粒尺寸d的減小，屈服強(qiáng)度相應(yīng)增大。 現(xiàn)在線材超細(xì)晶鋼的研究已完成實(shí)驗(yàn)室階段工作，正在推廣應(yīng)用中。其核心技術(shù)有：1)利用大變形量細(xì)化加熱后的粗大奧氏體晶粒；2)防止大變形量后晶粒再長大，軋制過程中通過快速穿水冷卻，防止軋制升溫(線材精軋和減定徑過程均會產(chǎn)生此類問題)引起奧氏體晶粒的回復(fù)長大；3)控制冷卻速度和終軋溫度，以得到所期望的組織和性能。軋后超快冷(冷速達(dá)i00400I

32、s)，可快速通過網(wǎng)狀碳化物或網(wǎng)狀鐵素體析出溫度區(qū)間(700-一900)，避免生成網(wǎng)狀組織，顯著提高冷拔深加工性能。4 結(jié)論經(jīng)過以上的各類信息總結(jié)出以下觀點(diǎn)：1.在我過線材發(fā)展方面 雖然我國已經(jīng)是線材發(fā)展大國，但是我國生產(chǎn)力和生產(chǎn)技術(shù)仍然落后于其他發(fā)達(dá)國家，此外，我過大規(guī)模建設(shè)雖然繼續(xù)需要大量的建筑鋼材，但是其他的特殊材料的需求同樣不低，其中包括用于制作焊條、螺栓、彈簧、鋼絲繩等產(chǎn)品。因此，我國線材行業(yè)應(yīng)該兩手抓，不能偏重任何一邊。隨著科技的發(fā)展，很多時(shí)候都是對建筑鋼材和特殊材料的同時(shí)需求，缺少任何一方都會影響建設(shè)和發(fā)展。2. 在坯料的選擇和檢查清理方面 線材坯料一般用比初軋坯更具有優(yōu)點(diǎn)的連鑄坯

33、，一般是先鑄出大的方坯，再經(jīng)過連軋機(jī)軋成線材需要的小方坯，這樣既利于方坯的生產(chǎn)，又利于線材的需要。線材方坯質(zhì)量和尺寸要求嚴(yán)格，以保證軋制質(zhì)量。對于鋼坯表面質(zhì)量檢查是必不可少的，表面質(zhì)量是保證線材軋制的順利進(jìn)行。對于內(nèi)部缺陷的檢測，我認(rèn)為如果線材軋制成品直徑較大，則需要檢測方坯內(nèi)部的裂紋、縮孔等缺陷，對于軋制成品較小的線材，不需要檢測內(nèi)部缺陷，因?yàn)楦咚倬€材軋機(jī)用的坯料由大鋼錠軋制成小方坯時(shí)，壓縮比已經(jīng)較大，加之由方坯再軋制成線材的總壓縮比相當(dāng)大，內(nèi)部的裂紋、縮孔缺陷一般都能焊合。故沒必要花費(fèi)時(shí)間在內(nèi)部檢測中，這樣可以提高小徑線材生產(chǎn)的效率。3.在加熱方面 線材一般采用步進(jìn)式加熱爐加熱。加熱的要求是氧化脫碳少、鋼坯不發(fā)生扭曲、不產(chǎn)生過熱過燒等。現(xiàn)代化的