棒材精整工序

1、棒材精整工序1、棒材精整工序總體描述精整包括在線精整和離線精整，在線精整一般指產(chǎn)品在軋制線上完成相關(guān)的精整處理的過程，棒材在線精整指軋制線上從冷床、冷剪、檢查、成捆、打包、稱重、收集入庫的工序，而離線精整則獨立于軋制生產(chǎn)線，是一條對鋼材進行高級精整處理的工藝路線，根據(jù)不同鋼材產(chǎn)品有不同的離線處理工藝，主要應(yīng)用于特鋼企業(yè)，這里所指的精整主要指離線精整。精整是特鋼產(chǎn)品質(zhì)量控制的最后一道工序，是保證鋼材質(zhì)量、提高產(chǎn)品檔次、打造精品的重要手段。它是通過對特鋼產(chǎn)品進行拋丸、矯直、倒棱、探傷、修磨、貼標、打捆、稱重、熱處理、表面扒皮等程序消除棒材表面和內(nèi)部缺陷，使產(chǎn)品百分之百地符合標準和用戶要求，同時也大

2、大提高產(chǎn)品附加值。離線精整的主要作用是對軋制后的鋼材進行交貨前的最終檢查處理，對于不符合交貨狀態(tài)標準（例如：內(nèi)外缺陷、直度、重量、標識、外觀等）要求的貨物進行分選和處理，不僅保證鋼材的內(nèi)在質(zhì)量，同時也獲得了更好的外觀質(zhì)量，達到產(chǎn)品100%合格；離線精整的處理材質(zhì)種類主要以優(yōu)鋼特鋼為主，如優(yōu)碳鋼、合結(jié)鋼、齒輪鋼、彈簧鋼、易切鋼、軸承鋼、冷墩鋼等；根據(jù)處理棒材的直徑大小不同，精整線可以分為小棒（16-60）、中棒（50-160）、大棒（150-300）精整線，年處理能力分別約為：8-15萬噸、20-25萬噸、10-15萬噸；處理棒材長度為2-12m；精整線主要是對棒材進行拋丸、矯直、倒棱、探傷、自

3、動貼標、打捆、稱重、收集處理，對于表面缺陷較少的棒材設(shè)有在線的人工修磨處理功能；對于內(nèi)部缺陷和表面嚴重缺陷的棒材離線改尺或全剝皮處理；棒材精整線主要包括有拋丸機、矯直機、倒棱機、聯(lián)合探傷機、人工在線修磨機組、自動貼標機、自動打捆機、稱重系統(tǒng)等。棒材經(jīng)過拋丸機去除表面氧化鐵皮，矯直機矯直處理，再用倒棱機進行棱角處理，利用無損聯(lián)合探傷設(shè)備進行檢測，可具備生產(chǎn)無缺陷鋼材的能力，成品棒材以直條成捆狀態(tài)交貨，部分產(chǎn)品可根據(jù)國家標準和用戶要求實現(xiàn)差異性交貨。2、棒材精整工序通用設(shè)備介紹優(yōu)特鋼棒材精整線的通用工藝流程為：上料拋丸矯直水清洗倒棱彎鋼阻擋漏磁探傷超聲波探傷分鋼自動貼標自動打包稱重、收集入庫。拋丸

4、、矯直、倒棱都可實現(xiàn)單機生產(chǎn)，單獨進行。針對工藝流程中的不同節(jié)點，都有相應(yīng)的專屬設(shè)備或裝置。2.1 拋丸機由于熱軋棒材較差的表面和表面上次生的氧化鐵皮對后序的表面及內(nèi)部探傷非常不利，所以拋丸除鱗就非常必要。拋丸機利用離心方式提供的高速丸粒打擊棒材表面，高速丸粒有非常大的能量，可以有效地擊碎并清除表面的氧化鐵皮，根據(jù)棒材的不同材質(zhì)，精確選擇拋丸顆粒的大小、硬度及離心速度，可以改善熱軋棒材表面的粗糙度。經(jīng)拋丸機對棒材進行非常徹底的噴射清理后，棒材表面在不放大的情況下進行觀察時，表面將無可見油脂和污垢，并且沒有氧化皮、鐵銹、油漆涂層和異物。任何殘留的痕跡僅是點狀或條紋狀的輕微色斑，表面除銹標準達到G

5、B892要求的Sa 2.5級，表面粗糙度達到GB6060要求的Ra12.5-25。拋丸處理不僅可去除棒材表面氧化鐵皮、鐵銹、油脂、污垢油漆涂層和異物，而且還可消除鋼材表面應(yīng)力，提高鋼材疲勞強度。鋼材通過拋丸機的形式一般分為兩種：螺旋前進和不旋轉(zhuǎn)，這種形式在實際使用過程中均常見，但第一種形式適合于小規(guī)格棒材，其產(chǎn)能因受輸送速度的影響而較低，其設(shè)備的造價也相對較低些，因此在處理規(guī)格較大時（中棒或大棒）或要求產(chǎn)能較高的工藝中一般采用不旋轉(zhuǎn)通過拋丸機的形式，這種形式拋丸機的拋頭從棒材通過方向看，在360度的空間內(nèi)呈環(huán)形布置。拋丸機可以根據(jù)鋼材不同的材質(zhì)和不同的表面粗糙度要求選擇不同的鋼丸，同時也可以根

6、據(jù)棒材通過的速度選擇不同的拋丸量，以達到經(jīng)濟節(jié)能的效果。2.2 矯直機熱軋軋制后下線的棒材，會在生產(chǎn)中存在部分缺陷，主要的產(chǎn)品缺陷是棒材的彎曲度、橢圓度以及耳子、拉絲、折疊等，其中縱向彎曲度及橫斷面的橢圓度需要通過棒材成品矯直來消除，通過矯直機將棒材矯直和矯圓。矯直和矯圓不僅是為了給無損檢測設(shè)備提供適宜平直度和橢圓度的棒材和碾掉產(chǎn)品表面的薄氧化鐵皮，同時也是為滿足成品棒材的質(zhì)量要求。目前在棒材生產(chǎn)線上對棒材矯直的設(shè)備是棒材矯直機，其中應(yīng)用最廣泛是斜輥矯直機。它能夠同時消除棒材的彎曲和橫斷面的圓度誤差，同時能夠處理部分棒材耳子、折疊現(xiàn)象，使棒材質(zhì)量達到出廠要求。在棒材精整線中的矯直機目前主要有三

7、種類型：多輥矯直機、二輥矯直機、壓力矯直機。多輥矯直機在我國使用非常普及，幾乎在所有的鋼廠中均能見到，根據(jù)三點矯直的原理，讓棒材產(chǎn)生反彎達到彈性塑性變形，從而達到直度要求，但該矯直機矯直盲區(qū)較大，矯直精度較差，主要用于粗矯直，產(chǎn)品為黑皮材；二輥矯直機近幾年在我國漸漸增多，從而代替多輥矯直機，特別是在產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的一些企業(yè)中。二輥矯直機頭尾的矯直盲區(qū)很小，最多只有幾公分，矯直精度比多輥矯直機高，可達1/1000mm，另外在更換矯直輥的情況下，二輥矯直機具備輥光功能，與多輥矯直機相比，二輥矯直機具有矯直能力較大、矯直精度及質(zhì)量較高，適用于大規(guī)格棒材的矯直。二輥矯直機主要用于精矯直，成品為銀亮材

8、。目前國內(nèi)有部分企業(yè)掌握二輥矯直機的技術(shù)，能夠設(shè)計并制造這種矯直機，其性價比高于多輥矯直機，因此越來越多的企業(yè)在精整線中配置二輥矯直機。壓力矯直機一般在對大棒材或方坯進行矯直，其矯直的效率低，操作原始，但投資低，對于產(chǎn)量不大的大棒材矯直較為經(jīng)濟適應(yīng)。2.3 水清洗裝置棒材矯直機后配備有水清洗裝置。棒材經(jīng)過矯直后，表面會殘留部分乳化液等污物。水清洗裝置主要由高壓水噴頭、箱體、氣吹裝置等組成。高壓水清洗和吹干工序能提高棒材的表面清潔度，可滿足后部探傷對棒材表面質(zhì)量的要求。2.4 倒棱機棒材在軋線上利用飛剪或鋸切切定尺時，端部可能產(chǎn)生大的毛刺和變形。采用倒棱目的就是去除棒材端部的大的毛刺和變形，保護

9、后序的探傷設(shè)備，防止刮傷探傷探頭，當然也提高了棒材的外觀質(zhì)量。另外，好的端部，也為自動標簽機的自動貼簽，提供基礎(chǔ)。同時，后序離線的扒皮裝置的刀具也將大大延長使用壽命。倒棱機根據(jù)不同的工作原理可以分為：金屬倒棱機和砂輪倒棱機，金屬倒棱機利用金屬刀片對棒材進行切削，以達到規(guī)定的倒角要求，其倒角的尺寸可以得到精確的控制，外觀整齊漂亮；金屬倒棱機不僅能倒棱，同時還具備銑端面的功能，但這樣倒棱機的生產(chǎn)效率不高，因此金屬倒棱機分為單頭、雙頭、多頭倒棱機，即同時可對單根、雙根、多根倒棱，以滿足全線生產(chǎn)節(jié)奏。砂輪倒棱機利用砂輪對棱材的端部進行磨削，其倒棱的尺寸精度和效果不如金屬倒棱機，但生產(chǎn)成本和投資略低于金

10、屬倒棱機。不同用戶可以根據(jù)企業(yè)實際情況以及客戶的要求選擇不同類型的倒棱機，目前國內(nèi)主要特鋼企業(yè)（如興澄、東北特鋼、淮鋼、寶鋼、冶鋼等）均配有金屬倒棱機。2.5 彎鋼阻擋裝置棒材倒棱后，需要探傷機進行探傷看材料是否有表面缺陷和內(nèi)部缺陷，但聯(lián)合探傷機對棒材的彎曲度要求在2以下，因此在聯(lián)合探傷機之前配備有彎鋼阻擋裝置，彎鋼阻擋裝置能有效剔除彎曲度大于2的棒材，對聯(lián)合探傷機起到很好的保護作用。2.6 聯(lián)合探傷機聯(lián)合探傷機即表面和內(nèi)部探傷機，其作用通過無損探傷的方式檢測棒材是否有表面和內(nèi)部缺陷，并做出缺陷標識。表面探傷主要有渦流探傷、紅外探傷和漏磁探傷，內(nèi)部探傷主要是超聲波探傷，表面探傷和內(nèi)部探傷主要的

11、組合形式有：渦流探傷+超聲波探傷、紅外探傷+超聲波探傷、漏磁探傷+超聲波探傷，第一種組合形式使用較多，性價比較高，后兩種的探傷精度較高，但設(shè)備投資相應(yīng)也高。目前這幾種組合形式的探傷機均采用進口設(shè)備，國產(chǎn)探傷機的精度和速度還有待提高，因此探傷機作為為精整線最重要的設(shè)備，也是投資最高的設(shè)備，企業(yè)應(yīng)根據(jù)實際情況慎重選擇。針對直徑較大的大棒材（大于200mm）推薦表面缺陷和內(nèi)部缺陷探傷采用磁粉探傷+超聲波探傷，雖然效率不高，但設(shè)備投資低，況且大棒材探傷要求處理的量也是有限的。表面缺陷漏磁探傷檢測系統(tǒng)對具有熱軋粗糙表面的半成品棒材具有較高的探測靈敏度。這種方法的原理是，漏磁通在缺陷位置產(chǎn)生變化，漏磁探頭

12、檢測到這種變化并將它轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，電子電路將缺陷信號從噪聲信號中分離出來，進行評估，并與設(shè)定的門限值進行比較，判斷。漏磁旋轉(zhuǎn)頭高速旋轉(zhuǎn)，棒材直線前進，探頭螺旋形掃描以達到棒材表面100%覆蓋。為減少干擾，將使用強的AC磁化場對棒材進行局部磁飽和。漏磁表面探傷的精度可以達到0.15mm。經(jīng)過表面漏磁探傷的棒材，根據(jù)探傷結(jié)果，有缺陷的部位將被自動噴漆。被自動噴漆的棒材被分選到廢料筐。表面缺陷漏磁探傷系統(tǒng)根據(jù)磁力的作用可檢測出產(chǎn)品表面及近表面的裂紋、白點、夾雜物等缺陷。表面缺陷紅外探傷系統(tǒng)則根據(jù)當鋼材通過高頻感應(yīng)線圈時，鋼材表面會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于高頻感應(yīng)的趨膚效應(yīng)，在有缺陷的區(qū)域感應(yīng)電流受到缺陷的

13、阻礙，因而只能從缺陷周圍和下方流過，從而阻礙了電流的通路，導(dǎo)致在單位長度上的表面上產(chǎn)生更多的電能，這將引起棒材局部表面溫度發(fā)生變化，經(jīng)紅外掃描儀檢測通過計算機對信號處理可得到缺陷信號的曲線和圖像，并驅(qū)動缺陷聲光、打標等裝置，根據(jù)缺陷信號的幅值對表面缺陷進行判斷表面缺陷渦流探傷系統(tǒng)以電磁感應(yīng)理論為基礎(chǔ)，由于電磁感應(yīng)的作用，交變的激勵磁場在導(dǎo)電試件中感應(yīng)出漩渦狀電流，而事件材料的缺陷，使渦流發(fā)生畸變，產(chǎn)生畸變的渦流磁場，有消弱和力圖抵消激勵磁場的作用，渦流磁場和激勵磁場二者之間的相互作用形成合成磁場，又通過電磁感應(yīng)使檢測線圈的阻抗或電壓發(fā)生變化，通過和標準值進行比較，對表面缺陷作出判斷。利用電磁感

14、應(yīng)的作用原理可檢測產(chǎn)品表面及表層裂紋缺陷。內(nèi)部缺陷探傷系統(tǒng)主要采用超聲波檢測系統(tǒng)，超聲探頭產(chǎn)生的高頻超聲縱波，經(jīng)水耦合進入棒材內(nèi)部，在缺陷處引起超聲波的反射，探頭將此種信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)碳刷滑環(huán)系統(tǒng)將信號送人電子電路，電子電路將缺陷信號從噪聲信號中分離出來，進行評估，并與設(shè)定的門限值進行比較，判斷。探傷過程超聲旋轉(zhuǎn)頭高速旋轉(zhuǎn)，棒材直線前進，探頭螺旋形掃描以達到棒材內(nèi)部100%覆蓋。探頭與棒材不接觸，聲波的發(fā)射和接收都是通過水做耦合劑。超聲探傷的精度可以達到2mm平底孔。經(jīng)過內(nèi)部超聲探傷的棒材，根據(jù)探傷結(jié)果，有缺陷的部位將被自動噴漆。被自動噴漆的棒材被分選到廢料筐。棒材無損探傷自動控制系統(tǒng)的使

15、用更加符合汽車用鋼(包括齒輪鋼、前橋用鋼、曲軸鋼等)、石油管線用鋼(鉆桿、連接套)等一系列高精度、高質(zhì)量要求、高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，對提高鋼廠產(chǎn)品的整體質(zhì)量，切實推進“精品戰(zhàn)略”具有現(xiàn)實意義。2.7 分鋼儀企業(yè)在上探傷機時，最好配置一臺分鋼儀，分鋼儀是利用材料電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的不同，將混入材料中的不同材料進行在線識別分選，主要是為了防止特鋼生產(chǎn)和物流過程中出現(xiàn)混鋼現(xiàn)象。2.8 貼標機貼標機即對棒材的端面自動貼標簽，標簽的內(nèi)容包括：爐號、鋼種、批次、規(guī)格等；所貼不干膠鈣塑標簽紙為圓形標簽，一般分為22.5mm 、35mm和60mm三種規(guī)格，鋼棒表面溫度要求-3050ºC，沒有水珠和大量

16、粉塵（如有，需要在貼標前事先除去），貼標端面與垂直面的角度不大于5度。鋼坯表面距離貼標位置的誤差不超過±10mm。這種貼標機最近幾年才開始在冶金行業(yè)使用，代替了原來人工貼標，減少工人勞動量及強度。2.9 自動打包機打包機是對成捆的棒材按相關(guān)要求進行捆軋，方便吊運和存儲。這種設(shè)備在鋼廠使用較多，特別在軋線的精整收集區(qū)要配有此設(shè)備。打捆用的鋼絲直徑：6.5mm；含碳量：0.02-0.08；延伸率：40%；斷裂強度：250-350N/mm2；捆結(jié)形式：雙繞、單節(jié)。捆包重量：2-5t；捆包直徑：max= 380mm；min= 200mm。捆扎時間（單道次）：10S（成型完畢開始捆扎起至捆扎結(jié)

17、束的時間）。打包機成捆的松緊程度與成型器有很大的關(guān)系，只有成型器將要成捆的棒材抱得越緊越圓，這樣鋼絲才能捆得更緊。目前四點抱緊式的成型器使用越來越多，成捆后的效果也非常好。2.10 稱重裝置對精整后的合格產(chǎn)品進行稱重計量，并配合標牌打印機將貨物的合同號、牌號、爐號、規(guī)格、長度、重量、支數(shù)、熱處理爐號、捆號、目的地、訂貨方、日期等打印成標牌。稱重裝置實際就是一臺地磅；這種稱重裝置一般均設(shè)計為獨立的形式，成捆的棒材輕放于稱臺上，這樣可以保證計量更加準確；不建議將稱重裝置與輸送棒材的輥道組合，因為棒材在輸送過程中會產(chǎn)生一定的沖擊，影響計量精度。2.11 控制系統(tǒng)精整線上還有其它一些輔助設(shè)備，在電、液

18、、氣的配合下完成各種不同的功能。在精整線系統(tǒng)設(shè)計時，一般對于重要的主機均有獨立使用功能，以滿足不同棒材的精整工藝要求。隨著精整技術(shù)不斷的發(fā)展，精整線的基礎(chǔ)自動化也得到全面的發(fā)展，有些企業(yè)甚至將精整線納入到二級管理系統(tǒng)。3、具體鋼種所需要的精整設(shè)備介紹根據(jù)標準分析來看，特殊鋼的工藝路線如下。優(yōu)碳鋼精整工藝路線：產(chǎn)品下線45鋼以上的中高碳鋼需進緩冷坑熱處理（如用戶有要求）拋丸矯直倒棱漏磁探傷/渦流探傷超聲波探傷銀亮處理（如用戶有要求）貼標打包稱重、收集入庫。合金結(jié)構(gòu)鋼精整工藝路線：產(chǎn)品下線緩冷坑熱處理（如用戶有要求）拋丸矯直倒棱漏磁探傷/渦流探傷超聲波探傷剝皮處理（壓力加工用圓鋼如用戶有要求）貼標

19、打包稱重、收集入庫。保證淬透性鋼（主要指齒輪鋼）精整工藝路線：產(chǎn)品下線緩冷坑熱處理（如用戶有要求）拋丸矯直倒棱漏磁探傷/渦流探傷超聲波探傷剝皮處理（壓力加工用圓鋼如用戶有要求）貼標打包稱重、收集入庫。彈簧鋼精整工藝路線：產(chǎn)品下線緩冷坑熱處理（如用戶有要求）拋丸矯直倒棱漏磁探傷/渦流探傷超聲波探傷剝皮、磨光處理（如用戶有要求）貼標打包稱重、收集入庫。軸承鋼精整工藝路線：產(chǎn)品下線緩冷坑熱處理（如用戶有要求）拋丸矯直倒棱漏磁探傷/渦流探傷剝皮、磨光處理（如用戶有要求）貼標打包稱重、收集入庫。抽油桿用鋼精整工藝路線：產(chǎn)品下線緩冷坑拋丸矯直倒棱漏磁探傷/渦流探傷超聲波探傷貼標打包稱重、收集入庫。非調(diào)質(zhì)鋼

20、精整工藝路線：產(chǎn)品下線緩冷坑拋丸矯直倒棱漏磁探傷/渦流探傷超聲波探傷銀亮處理（如以銀亮鋼交貨）貼標打包稱重、收集入庫。易切削鋼精整工藝路線：產(chǎn)品下線緩冷坑拋丸矯直倒棱漏磁探傷/渦流探傷銀亮處理（如以銀亮鋼交貨）貼標打包稱重、收集入庫。冷鐓鋼精整工藝路線：產(chǎn)品下線緩冷坑（部分牌號冷鐓鋼）熱處理（如用戶有要求）拋丸矯直漏磁探傷/渦流探傷貼標打包稱重、收集入庫。從標準工藝路線分析來看，特殊鋼幾乎均要進行緩冷處理，當然也有部分牌號不需進行緩冷處理，也就是說這部分鋼種需要緩冷設(shè)備。優(yōu)特鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、保證淬透性鋼、彈簧鋼、軸承鋼、冷鐓鋼標準規(guī)定如果用戶有要求可以以熱處理狀態(tài)交貨，也就是說對這部分鋼種根據(jù)

21、客戶要求需要進行熱處理，熱處理就需要熱處理爐。拋丸、矯直、倒棱對特殊鋼來說是通用工序，只是對冷鐓鋼來說不需進行倒棱。優(yōu)特鋼、合結(jié)鋼、保證淬透性鋼、彈簧鋼、抽油桿用鋼、非調(diào)質(zhì)鋼均需進行聯(lián)合探傷，也就是說這些鋼種對表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量要求都很高，而軸承鋼、易切削鋼、冷鐓鋼只需進行漏磁探傷/渦流探傷，也就是說這部分鋼種對表面質(zhì)量要求高，也許是該部分鋼材對內(nèi)在缺陷有檢驗要求，只要內(nèi)在缺陷滿足標準規(guī)定級別，即可判定鋼材合格，沒必要進行超聲波探傷來探測內(nèi)在缺陷。優(yōu)特鋼、非調(diào)質(zhì)鋼、易切削鋼如客戶有要求，可以以銀亮狀態(tài)交貨，需進行銀亮處理，銀亮處理就需要銀亮設(shè)備；合結(jié)鋼、保證淬透性鋼、彈簧鋼、軸承鋼如果客戶有需

22、要的話，需進行剝皮、磨光處理，滿足客戶要求，剝皮、磨光就需要剝皮機和磨光設(shè)備，抽油桿用鋼只需進行特殊鋼通用工序進行處理后就可進行交貨，冷鐓鋼熱軋或熱處理后經(jīng)通用精整工序后即可滿足交貨要求。針對上述特殊鋼要求，作為精整處理的需要，需要增加的設(shè)備有緩冷設(shè)備緩冷箱或緩冷坑、熱處理爐、銀亮設(shè)備、剝皮機和磨光設(shè)備。3.1 緩冷箱或緩冷坑根據(jù)實踐經(jīng)驗，45鋼以上的中高碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼（包括非調(diào)質(zhì)鋼）、含Ni、Cr的合金結(jié)構(gòu)鋼(包括保證淬透性鋼種齒輪鋼、抽油桿用圓、部分牌號冷鐓鋼)、彈簧鋼、軸承鋼等一般都不能在成品冷床上均勻冷卻，應(yīng)快速收集吊裝入緩冷坑或緩冷箱中緩冷，其目的是為了消除鋼材中的白點、防止產(chǎn)生表面裂紋、降低鋼材硬度等。在大型棒材生產(chǎn)線上，一般采用緩冷箱或緩冷坑對產(chǎn)品進行緩冷。緩冷箱一般不能做得過大，否則吊運較麻煩若緩冷效果不好時還需增加后續(xù)熱處理工序，因此，采用緩冷坑相對比較合理，緩冷坑大概可按產(chǎn)量的30%進行配置。但當生產(chǎn)直徑大于80mm、鋼種為一般優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低碳合金結(jié)構(gòu)鋼時，即可在成品冷床上進行冷卻。3.2 熱處理設(shè)備優(yōu)特鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、保證淬透性鋼、彈簧鋼、軸承鋼、冷