线材毕业设计综述Word文档下载推荐.docx

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当活套出口速度太高时，“甩尾”、“打结”的故障频繁，所以后期的二辊精轧机组都是8架组成的。

改成8架后，其轧制速度由25.5m/s提高到35m/s，其活套入口速度则有14.1m/s降到13.8m/s。

并且活套轧件的断面增大了，因此收到了减少活套事故的效果。

其次还受到扭转翻钢的限制，其中主要受扭转的限制。

随着轧制速度的提高扭转导管的故障显著增加，在解决了滚动扭转导管后，轧制速度才提高到30m/s。

若继续提高轧制速度，不但要求滚动扭转导管，即使如此，轧制速度也只能提高到35m/s。

二辊水平轧机大多都是水平多线轧制，这是二辊水平轧机的一个特点。

多线轧制各线不免相互影响。

一条线有故障往往必须全机停下来处理，因此在告诉轧制时，绝不允许进入防护罩内处理事故。

当恢复轧制时，告诉轧机需慢速“爬行”通过轧件，然后再告诉生产，所以多线轧制的作业率低。

多线轧制的产品断面尺寸精度低，在刚性很好的机座上若4线轧制，轧件断面尺寸精度只能达到±

0.38mm,3线轧制其精度可达±

0.3mm，2线轧制其精度可达±

0.25mm，1线轧制其精度可达±

0.2mm。

然而，线材是拉丝的原料，是建筑钢筋混泥土的辅筋，它的尺寸允许波动范围比较大。

有人研究，当线材断面精度达到

±

0.3mm时，若在提高精度对于低碳钢丝的拉拔就毫无意义。

但对表面质量要求十分严格的冷镦材、弹簧丝、琴钢丝等，提高其原料精度是十分必要的。

德国施罗曼公司研制的平-立单独驱动的精轧机组克服了二辊水平机组的缺点，平-立交替轧制完全避免了扭转而且实现了单线轧制，从而完全消除了二辊水平机组多线、扭转翻钢的缺点。

但又出现了新的问题，一是电机传动的速度精度低，不能控制在1%以内，更达不到齿轮传动时相邻轧机速比绝对不变的水平；

二是立轧机结构高大轧辊告诉运转震动大，所以速度并没有超过二辊水平机组。

平-立交替机组较二辊水平机组设备费用贵了近一倍，产品尺寸精度提高了20%,速度基本相同。

显然平-立交替机组不经济，所以施罗曼公司也很快采用了二辊水平精轧机组。

到20世纪60年代初轧线材的最高轧制速度达到了35m/s，盘重达到了550kg，精度达到了±

0.25mm，较30年代的8m/s的轧制速度、±

0.6mm的精度，100kg左右的盘重有了较大的进步，但人们仍在追求实现更经济的生产方法，有人做过预算，如果轧制速度提高到60m/s，设备费增加一倍，其生产成本仍较30m/s便宜。

所以提高线材生产的轧制速度仍是大家努力追求的目标。

在这种思想的指导下，从60年代初开始，人们研制了许多高速线材机组。

高速无扭转精轧机组和控制冷却设备用于线材生产，标志着新一代高速线材轧机的诞生。

1.2.我国目前的生产状况

我国目前已有60个高速线材生产厂共77条生产线在生产。

主要设备靠引进的有32条，引进二手设备的有l7条，我国自己设计制造的有28条。

这77条生产线中，20世纪80年代建成的有20条；

20世纪90年代建成的有36条，2l世纪初建成的有2l条。

1987年我国高速线材产量实现了零的突破。

当年产量为36．06万t．2004年产量约为3705万t，18年间高速线材产量增长了lOO倍左右。

从l997年开始，我国高速线材产量快速增长，每年平均递增量超过200万t。

特别值得一提的是：

2002年的产量比2001年增加了725．39万t，其主要原因是2000年至2001年。

我国共有19条生产线投产，使高速线材的产能得以空前地释放。

目前我国高速线材产品的主要品种有普碳钢．优碳钢、焊条钢．焊丝钢、弹簧钢，轴承钢．碳结钢，不锈钢、高速工具钢、冷墩钢、低合金钢等。

宝钢．武钢、马钢，酒钢等还可生产一部分钢帘线。

产品规格一般为中5．5～中12mm的圆钢或螺纹钢。

包钢、武钢，杭钢，马钢等可生产中5mm～中20mm的圆钢，邢钢还可生产大规格的盘卷。

目前我国高速线材产品大多数为建筑用材，其次为金属制品焊丝，焊条和各类标准件用钢。

1.3.当前生产中应用的主要新技术、新装备

1.3.1.轧前工序

为了获得优质的钢水从而最终保证线材的质量，不少生产厂尽量扩大转炉容量，增加精炼。

钢坯在进加热炉前设置或预留。

抛丸一超声波探伤”或“磁粉探伤一修磨”工序。

一些采用超高功率电炉的企业增加了300m3级别的高炉，将热铁水兑入废钢中冶炼．不仪改善了钢质的纯净度，而且减少了电耗。

高线生产线采用连铸坯为原料后与采用初轧坯相比，炼钢到成材，能耗可降低80kg／t标煤，金属收得率提高10％。

由于节能的需要。

有条件自供坯料的生产线均力求采用热送钢坯。

1.3.2.蓄热式燃烧技术

我国20世纪90年代初期以前建的用于高线生产线的加热炉，大都采用步进底式加热炉，为了使钢坯加热温度更均匀，90年代中期以后建设的加热炉大都采用侧进侧出的全梁式步进炉。

它的主要特点是步距可调，采用新型的低NOX型烧嘴，侧烧嘴则采用带中心风的调焰烧嘴，调节比可达1：

10。

20世纪90年代中期，日本工业炉公司在开发新技术时使蓄热体在单位体上的蓄热能力取得突破性进展，研发的蓄热式燃烧技术在商线生产线钢坯加热过程中得到广泛的应用。

目前，我国大部分全梁式步进炉均运用了蓄热式燃烧技术。

蓄热式燃烧系统由蓄热室和换向装置组成，可将空．煤气同时预热至lOOO℃左右，可使用高炉煤气等低热值燃料。

采用此项技术的加热炉，不仅平均节能约35％，且缩短了加热时间，降低了烧损。

1.3.3.用先进的轧机进行精密轧制

为了提高线材的轧制精度。

满足用户对产品尺寸精度、表面质量、机械性能等的需求，20世纪90年代初，美国摩根公司和意大利达涅利公司相继开发了减定径机组。

它由2台减径，2台定径机架与l套组合变速箱传动系统组成成组更换机架。

目前，我国引进的具备世界领先水平的生产线如宗钢．马钢、酒钢．安钢、杭钢等都采用了此项装备和技术。

1.3.4.低温轧制技术

低温轧制技术主要是指轧件在轧制时，将温度控制在常化温度或热机轧制温度范围内。

低温轧制技术一方面可降低燃料消耗，减少脱碳，减少烧损；

另一方面轧件在低温条件下轧制．变形、延伸使晶粒产生细化。

可获得更均匀、更细的微观组织，使产品的屈服强度，抗疲劳强度大夫提高。

低温轧制通常在最后2道次或4道次进行，采用2道次时，最后2道次累积压下率为24％～31％I采用4道次时，最后4道次累积压下率为46％一57％。

由于低温轧制时对轧机的轧制速度，强度，电机功率等要求高，轧制负荷增大，所以低温轧制技术需在20世纪90年代中期开发的重型或超重犁精轧机上进行。

我国近几年引进美国摩根公司的几套l00m/s级精轧机均为重负荷型。

适应了低温轧制技术对轧机的要求。

1.3.5.无头轧制技术

应用于高线生产的无头轧制技术是20世纪90年代中期分别由当时日本的NKK公司和意大利的达涅利公司开发的。

该技术的主要优点在于口J提高成材率，降低消耗并使轧制过程中各项参数处于稳定状态。

其要点足将刚出加热炉的钢坯头部与前一根在粗轧机第一架的钢坯的尾部焊接起来进行无头轧制，提高了轧机生产效率，减少了切头和轧废，即使在盘条打捆时也不需要切左、大尾，提高．r成材率。

1.4.现有生产线装备水平的四个等级

目前．我国正在生产的77条高速线材生产线的装备水平大致可划为四个等级，即具有世界领先水平的生产线。

世界二流水平的生产线，一般水平的生产线，较落后水平的生产线。

1.具有世界领先水平的生产线，这类生产线主要以宝钢、马钢、新疆八一，安钢，酒钢、杭钢、青钢等高速线材生产线为代表。

2.具有世界二流水平的生产线：

这类生产线主要以沙钢、包钢，湘钢，武钢、昆钢．天钢．北台、邢钢、鄂钢，萍乡等高速线材生产线为代表。

3.一般水平的生产线，对这类生产线的设备使用，工艺应用等方面都很熟练，且积累了一套行之有效的生产经验，目前，这类生产线运行成本较低，生产效率较高。

由于产品的市场是分层次和等级的，在对应等级的市场中，这类生产线生产的产品销路仍然看好。

4.较落后的生产线：

这类生产线是对原有的复二重轧机改造而成，随着产品结构调整步伐的加快和市场竞争压力的增大，以及装备精良的新生产线在近几年将不断地投入使用．这类落后的生产线退出舞台将是必然的。

1.5.线材生产存在的主要问题

我国的高速线生产虽然取得了较好的成绩，但仍然存在着一些问题，主要表现为：

1.钢线材品种中Q2l5和Q235比重仍然较大，优质钢线材中合金钢线材的比例仍然偏低。

2.产品的质量仍有较大问题，如钢构纯净度不高，线材通条性能不够稳定，含碳量的偏差较大。

3.我国已有多条世界一流的生产线。

但产品的品种质量还达不到世界一流水平。

4、高质量的合金钢线材，纯净钢线材，易切钢线材如合金弹簧钢、不锈钢等还存在着品种和质置方面的诸多问题，每年仍需进口。

5.高线的日历作业率和机时产量与先进国家的生产线相比．普遍有较大的差距，造成日历作业率和机时产量低的原因除坯料供应不足外，主要是生产准备和更换尺寸所用的工时较长，设备备件寿命低且储备不足，设备维护监测手段不够完善，从而造成故障停机和检修工时长。

6.中热装率，燃耗．电耗等方面与先进国家的生产线相比也同样存在着一定的差距。

7、表面质量方面的主要问题：

a．由于自动检测装置的失准以及轧件温度不均．调整不及时或方法不当等原因造成产品尺寸超差。

b．由于辊环破缺，轧槽磨损或是坯料表面缺陷等原因造成产品表面产生折叠。

c．由于连铸坯皮下气泡严蓖或是轧槽严重磨损致使轧件凸起部分被叠轧造成产品表面结疤。

d．由f轧辊质量差，表面硬度不一或吐丝温度过高．冷却速度过慢。

盘条表面受到严重氧化或钢坯加热不当。

局部或全局严重脱碳等原因造成产品表面麻面。

我国的工业化进程尚未完成，钢铁工业从总体上说还有一定的发展空间。

国家重点发展的各类基础设施建设，建筑‘t程项目以及制造业，全属制品行业需求都会继续给线材产品提供广阔的市场。

1.6.我国线材产业的发展趋势

近年来，国际线材生产先进企业日益重视研发、制造高附加值产品，自主创新能力日益成为线材生产企业在高端市场竞争的重要武器。

虽然我国线材产业在生产规模不断扩大的同时、在技术进步、产品研发方面也取得了可喜成效，但离科学发展、可持续发展的要求，离国民经济各用钢行业的需要，离发达产钢国的先进水平，还有相当大的距离。

我国线材生产先进技术的应用路线仍以“引进．消化．吸收”为主，自主创新很少。

信息技术在流程中的应用还处于初步水平；

大型企业一流装备由于缺乏软件技术和人才，不能以～流的效率生产出一流的产品；

高附加值钢材品种，特别是其中的高质量功能材料和结构材料，我们不能生产或质量达不到用户要求，不得不依赖进口：

不少先进的节能、环保技术在我国还没有广泛应用。

根据国家最新制定的钢铁产业振兴规划要求，今后较长时期我国线材产业总的发展方向为：

统筹国内外两个市场，以控制总量、淘汰落后、技术改造为重点，着力推动线材产业结构调整和优化升级，切实增强企业素质和国际竞争力，加快线材产业由大到强的转变。

总之，无论是从中国线材产业的现状还是国家制定的产业政策来看，今后国内线材行业的新建甚至改建项目都将急剧减少，而生产工艺的创新和新产品的研发将会成为以后工作的重点。

我国线材产业要得到更好的长足发展，必须因势利导，投入人力物力进行线材生产工艺的创新和新产品的研发，加快进行线材产业品种结构的调整和产品质量的提高。

1.7.线材生产基本知识

1.7.1.定义

线材，又称盘条，盘圆，按其断面形状属型钢，实际上已成独立钢类，指直径比较小的圆钢，商品形态是卷成盘供货。

高速线材是指用“高速无扭轧机”轧制的盘条。

轧制速度在80-160米/秒，，直径为5.5-22.0mm，每根重量（盘重）在1.8-2.5吨，尺寸公差精度高（可达到0.02mm），在轧制过程中可通过调整工艺参数（特别是在冷却线上）来保证产品的不同要求。

普通线材，普通低碳钢热轧圆盘条（GB701-65），普通低碳钢热轧圆盘条由低碳普通碳素结构钢或屈服点较低的碳素结构钢轧制而成，是线材品种中用量最大、使用最广泛的盘条，故又称普通线材，简称普线。

公称直径为5.5-14.0mm，一般轧成每盘重量在100-200kg。

1.7.2.线材的分类

用于生产线材的钢种非常广泛，因为钢种，钢号繁多，在线材生产中通常将线材品种按钢种分成四大类:

（1）软线：

指普通低碳钢热轧圆盘条，含碳量不大于0.25%。

现在的牌号主要是碳素结构钢标准中所规定的Q195，Q215,Q235和优质碳素结构钢中所规定的10，15，20号钢等。

软线产品根据用途不同一般分为拉拔和建筑用线材两种，二者的性能和组织要求均不同。

拉拔用线材要经受很大的拉拔变形，要求线材强度低，塑性好，金相组织珠光体含量越少越好，基体为含量较多的的大块状铁素体。

铁素体晶粒要求粗大一些，这样可得到低强度，高塑性，适用于冷拔的性能。

而建筑用线材则要求有较高的抗拉强度和一定的韧性，所以其组织晶粒度要求细小，尽可能多的提高珠光体含量。

（2）硬线：

通常把优质碳素钢中含碳量不小于0.45%的中高碳钢轧制的线材称为硬线，对于变形抗力与硬线相当的低合金钢，合金钢及某些专用钢线材也可归类为硬线。

如制绳钢丝用盘条，针织布钢丝用盘条，轮胎钢丝，钢琴丝等专用盘条等。

硬线一般含碳量偏高，泛指45号以上的优质碳素结构钢，40～70Mn、T8MnA、T9A、T10等。

硬线主要供给金属制品行业作为原料，广泛应用于加工低松弛预应力钢丝，钢丝绳，钢绞线，轮胎钢丝及钢帘线，中高强度的紧固件等

（3）焊线：

指焊接用盘条，包括碳素焊条钢用盘条和合金焊条钢用盘条。

碳素焊条钢用盘条主要的牌号有H08A,H08E,H08C三种。

（4）合金钢线材：

指各种合金钢和合金含量高的专用钢盘条，如轴承钢盘条GCr6,GCr9,GCr15;

合金结构钢盘条20Mn,20MnSi等；

不锈钢盘条1Cr18Ni19Ti,1Gr13等以及合金工具钢盘条。

低合金钢线材一般化归为硬线，如有特殊性能要求也可划入合金钢类。

1.7.3.高速线材的品种及规格

目前我国高速线材产品的主要品种有普碳钢、优碳钢、焊条钢、焊丝钢、弹簧钢、轴承钢、碳结钢、不锈钢、高速工具钢、冷墩钢、低合金钢等。

宝钢、武钢、马钢、酒钢等还可生产一部分钢帘线。

产品规格一般为Φ5.5 

mm～Φ12mm的圆钢。

包钢、武钢、杭钢、马钢等可生产Φ5mm～Φ20mm的圆钢,邢钢还可生产大规格的盘卷。

1.7.4.高线的用途

线材用途十分广泛，除直接用作建筑钢筋外，还可加工成各类专用钢丝，如弹簧用钢丝、焊丝、镀锌丝、通讯线、钢帘线、钢绞线等；

还可加工成其他金属制品，如铆钉、螺钉、铁钉等。

根据资料统计，一般国家线材产量占钢材总产量的5-15%。

我国目前处在经济发展时期，城市建设和解决居民居住条件仍需要大量线材。

此外，国内对金属制品需求量增加，国际贸易出口量也不断扩大，我国线材产量占钢材总产量的比例达到15%左右。

1.8.工艺流程

（1）钢坯存放

高速线材轧机所采用的钢坯通常较长，为便于存放和吊运，一般把钢坯顺仓库跨的长度方向成排的放在格架中，吊运工具常采用挠性挂梁电磁吊车。

在格架内钢坯的堆放高度为3~4m,格架内宽和电磁吊每次最多的钢坯总宽度一致。

（2）钢坯质量检查

钢坯主要检查表面质量。

碳素结构钢坯的检查多为人工检查;

合金钢坯或特殊钢坯的检查多在表面除磷后用涡流探伤检查。

检查合格钢坯投入生产，不合格钢坯将另作处理。

（3）钢坯称量

钢坯称量包括称重和测长

（4）钢坯加热

目前高速线材轧机均采用较低的开轧温度和相应的出炉温度。

除特殊钢种外，碳素钢和合金钢依钢种不同开轧温度一般在900~1500.之所以采用较低的开轧温度和出炉温度是基于高速线材轧机的出轧和中轧机组的轧件温降小，而且轧件在精轧机组还升温。

降低加热温度可明显减少氧化损失和降低能耗。

（5）轧前除磷

由于爱高速轧机线材生产中，轧件至少要经过19道次以上两个方向反复轧制压缩，钢坯加热时产生的氧化铁皮早已脱落干净，并在总延伸系数不低于71的延伸变形中彻底消除氧化铁皮脱落瘢痕，因此生产碳素结构钢产品时在轧制前无需设置氧化铁皮清除工序和设施，亦不会因此产生产品表面质量问题，只有在生产合金钢等有特殊要求的产品时，才设置高压水除磷设施。

（6）轧后切头及切尾

由于高速无扭线材精轧机组是采用微张力轧制，在轧件头部及尾部失张段将出现断面尺寸大于公称断面尺寸的偏差。

通常要将此超偏差段切除后交货。

（7）线材盘卷的压紧捆扎

由于高速线材轧机所生产的线材多是大盘重产品，又经过控制冷却在较低温度集卷，盘重较为膨松。

成品卷要保证捆扎密实，外形规整，必须实行压紧论扎。

（8）盘卷称重和挂标牌

高速线材轧机产品盘重较大，故均单盘称重。

在现代化自动生产线上多用电子秤称重，自动记录，累计并打出标牌。

标牌由人工绑挂在盘卷上，作为出厂标记和供生产统计用

1.8.1.高速线材轧机的生产工艺特点：

连续、高速、无扭和控冷。

其中高速轧制是最主要的工艺特点（此外，单线、微张力、组合结构、碳化钨辊环和自动化）。

1.8.2.高速线材产品特点：

盘重大、精度高、性能优。

1.9.产品的质量控制

1.9.1.裂纹

裂纹是指线材表面沿轧制方向有平直或弯曲、折曲，或以一定角度向线材内部渗透的缺陷。

裂纹长度和深度不同，在线材的长度方向上都能发现。

有的裂纹内有夹杂物，两侧也有脱碳现象。

线材表面产生裂纹的主要原因在于钢坯上有未消除的裂纹（无论纵向或横向）、皮下气泡及非金属夹杂物，它们都会在线材表面造成裂纹。

1.9.2.折叠

线材表面沿轧制方向平直或弯曲的细线，以任意角度渗入线材的表面内，在横断面上与表面呈小角度交角状的缺陷多为折叠。

通常折叠较长，但亦有不连续的，在线材的长度方向上都有分布。

折叠的两侧伴有脱碳层或部分脱碳层，折叠中问常存在氧化铁夹杂。

1.9.3.耳子

在缩孔、偏析和夹杂等缺陷，会在轧制时导致轧件过充满。

1.9.4.划痕

划痕是线材表面沿长度方向上的缺陷，其形状和大小各不相同，有的划痕沟侧有翻起的重叠边，也有很小的尖裂纹像划痕，主要是成品通过有缺陷的设备，如导卫、活套、水冷箱、夹送辊、吐丝机、散卷输送线、集卷器及打捆机造成的。

1.9.5.麻面

在放大镜下能明显地看出在线材表面连续分布着不规则的凸凹缺陷，即麻面。

1.9.6.结疤（翘皮或鳞层）

线材表面与线材基体部分结合或完全未结合的金属片层称为结疤。

前者是由成品以前几道次轧件上的凸起物件轧入基体形成的，后者是已脱离轧件的金属碎屑轧在轧件表面上形成的n。

坯料表面质量不好，漏检坯料上原有的结疤或连铸坯表面未清除干净的翘皮、飞翅等均可形成线材表面结疤。