高速線材生產工藝培訓44頁-BD.ppt

1、線材工藝,李洪杰,概述,線材一般是指直徑為516mm的熱軋圓鋼或相當該斷面的異型鋼，因以盤卷狀態(tài)交貨，統(tǒng)稱為線材或盤條。常見線材多為圓斷面，異型斷面線材有橢圓形、方形及螺紋形等，但生產數(shù)量很少。 線材品種按化學成分分類，一般分為低碳線材（稱軟線）、中高碳線材（硬線），還有低合金與合金鋼線材、不銹鋼線材及特殊鋼線材（軸承、工具、精密等）幾大類。碳素鋼線材的生產最為廣泛，占線材總量的8090。,高速線材軋機特點,一般將軋制速度大于40m/s（區(qū)分高線和普線的一個基本特點）的線材軋機稱為高速線材軋機。 高速線材軋機的生產工藝特點： 連續(xù)、高速、無扭和控冷。其中高速軋制 是最主要的工藝特點（此外，單線

2、、微張 力、組合結構、碳化鎢輥環(huán)和自動化）。 高速線材產品特點： 盤重大、精度高、性能優(yōu)良。,高速無扭精軋,高速無扭精軋工藝是現(xiàn)代線材生產的核心技術之一，它是針對以往各種線材軋機存在諸多問題，綜合解決產品多品種規(guī)格、高斷面尺寸精度、大盤卷和高生產率的有效手段。唯精軋高速度才能有高生產率。才能解決大盤重線材軋制過程的溫降問題。精軋的高速度要求軋制過程中軋件無扭轉，否則事故頻發(fā)，軋制根本無法進行。因此，高速無扭精軋是高速線材軋機的一個基本特點。,高速線材軋機的發(fā)展過程,軋制速度是高速線材軋機發(fā)展水平的標志， 按照軋制速度可將現(xiàn)代軋機分為如下幾代： 第一代，19661969年，軋制速度4350m/s

3、； 第二代，19701975年，軋制速度5060 m/s； 第三代，19761978年，軋制速度6175m/s； 第四代，19791980年，軋制速度7580m/s； 第五代，19811985年，軋制速度80100m/s； 第六代，1986年以后，軋制速度100120m/s。 現(xiàn)在又出現(xiàn)了模塊化軋機，進一步縮小了軋機體積，降低軋機重心和傳動軸高度，減小了軋機運轉過程中的震動等不利因素，使軋制速度達到更高水平。,線材生產線簡介,XX線材廠05年3月投產，設計年產量100萬噸，設計速度90米/秒，采用150mm*150mm方形斷面連鑄坯，可生產5.516規(guī)格光面盤圓鋼筋和6、8、10 螺紋鋼筋，目

4、前我們主要生產6.5、8、10的HPB235普通建筑用鋼筋。 線材生產按其流程特點基本上劃分為3大工序（可細分為6個工序），即原料加熱、軋制控冷、精整成品庫。軋制工序的區(qū)域包括從加熱爐出口直至吐絲機區(qū)域。軋制區(qū)中最主要的設備是軋線上的主軋機（包括傳動裝置），以及一些輔助設備（飛剪、活套等），全軋線共42臺軋機，雙線布置，采用仿摩根5代45頂交精軋機，水冷加風冷的斯太爾摩冷卻工藝。,工藝流程,鋼坯垛,上料臺架,入爐輥道,稱重,推鋼入爐,加熱,出爐輥道,1#卡斷剪,粗軋（1）,分鋼輥道,導鋼裝置,2#飛剪,1#活套,預精軋,預水冷,P/F線,粗軋(2),1#飛剪,中軋,集卷,運卷上鉤,風冷運輸,夾

5、送、吐絲,水冷,5#活套,3#飛剪,質量檢查,檢驗,頭尾修剪,稱重,打包,掛牌,卸卷,入庫,碎斷剪,精軋,各區(qū)域主要設備及工藝特點簡介,加熱爐：加熱爐為端進側出推鋼式重油加熱爐，設計加熱能力180噸/小時，采用兩段式加熱制度，即根據(jù)爐內的供熱分配分為加熱段和均熱段，加熱段的主要作用就是快速加熱鋼坯，使其達到需要溫度，因為升溫速度快，所以鋼坯通體溫度不均勻，這時均熱段的作用就得以發(fā)揮，通過均熱段使鋼坯表面、心部及頭尾溫度達到一致。缺點：鋼坯易出現(xiàn)“黑印”（與爐底縱水管接觸位置），爐內鋼坯不能完全出凈。,各區(qū)域主要設備及工藝特點簡介,粗中軋：粗中軋共14臺閉口式軋機，單機傳動，1#6#為550軋機

6、、7#12#為450軋機、13# 14#為350軋機。 其中1#4#為平立交替單機單線，不與后面機架連軋，4#軋機后設分鋼輥道（3段），通過分鋼輥道中的撥料桿將軋件撥入A線或B線，喂入后續(xù)軋機進行軋制。5#14#全為水平軋機且為單機雙線。 粗中軋調整控制方式為手動控制速度和壓下實現(xiàn)微張力軋制，粗中軋機組作用是以較大的壓下量實現(xiàn)大的變形和延伸，為預精軋機組輸送合適尺寸的軋件。缺點是5#機架后橢圓軋件進入圓孔機架需要扭轉90，對導衛(wèi)的安裝、調整要求高。,各區(qū)域主要設備及工藝特點簡介,預精軋：預精軋機組為單機傳動，雙線布置，每線4臺285平立交替懸臂式軋機，工作輥采用WC硬質合金輥環(huán)，在機組的前后設

7、置水平活套，機組機架間設有立活套?？刂品绞綖槭謩蛹踊钐鬃詣诱{節(jié)實現(xiàn)無張力軋制。預精軋機組的作用是軋件延伸，提高軋件表面質量和尺寸精度，為精軋機組輸送合適的軋件,活 套,活套布置：線材軋線每線設有5個活套，分別為位于預精軋機組和精軋機組前的1#和5#水平活套（我們習慣稱為側活套）、位于預精軋機組各機架間的2# 3# 4#立式活套。之所以將活套都布置在該區(qū)域，是因為預精軋機組軋制速度相對較高，單機傳動，因各種原因引起的秒流量較小的變化既有可能發(fā)生堆鋼事故。 活套作用：貯存多余軋件用以應對軋機轉速突然升高和降低引起的秒流量變化，實現(xiàn)無張力軋制，確保軋件尺寸精度。,各區(qū)域主要設備及工藝特點簡介,精軋機

8、：精軋機組為集體傳動，A、B雙線布置，分別由一臺5500KW交流電機拖動，每線10架軋機（5架230軋機和5架170軋機）交替與水平面成45和135設置，即相臨機架互相垂直，與平立交替布置相當，軋件不需扭轉，采用WC輥環(huán)。 控制方式為：精確的傳動比、配輥及輥縫設定實現(xiàn)微張力軋制。作用以小的壓下使軋件逐漸減徑延伸，得到表面質量和尺寸精度良好的成品。 生產過程中不是所有機架都會用到，根據(jù)規(guī)格不同，投入使用的機架數(shù)不同。,輔傳動設備夾送輥、吐絲機,夾送輥位于吐絲機之前，水冷段之后，其作用是夾持水冷后的線材順利進入吐絲機布圈，對于小規(guī)格（高速度）線材尾部脫離精軋機后控制其降速，對于大規(guī)格（低速度）則控

9、制其升速。 夾送輥使用的是與精軋機相同的輥環(huán)形式，利用專用的裝拆輥工具進行安裝和拆卸。 夾送方式：按對線材的夾持部位分，有夾頭、夾尾和全夾3種，目前我們選用夾尾方式。 吐絲機：利用螺旋狀的吐絲管以圓周運動將軋件盤成直徑為1050mm的線圈，吐在散卷冷卻運輸機（風冷輥道）上。線材使用是15傾角的臥式吐絲機，設計最大吐絲速度100m/s。,輔傳動設備飛剪,線材軋線上總的來說布置有兩種剪機，一種是用于切頭尾和事故碎斷的剪機，即我們常說的飛剪，由電機驅動，剪切過程中剪刃隨軋件同步前進，如軋線上的1#、2#、3#（組合工作，由3#飛剪和碎斷剪組成）飛剪；另一種是用于事故時阻止后續(xù)軋件繼續(xù)進入相應機組的的

10、剪機卡斷剪，壓縮空氣驅動，如布置在1#軋機前、預精軋機組和精軋機組前的卡斷剪（該兩組剪機已取消使用）,生產工藝-原料檢驗,原料的檢查： 鋼坯進廠后要進行鋼坯檢驗，檢驗依據(jù)執(zhí)行冶金行業(yè)標準YB/T2011-2004，首先要確保鋼坯各尺寸偏差、鋼坯彎曲度、斷面平整度、對角線之差等不得超過相關規(guī)定，鋼坯表面不得有肉眼可見的重接、翻皮、夾雜、縮孔、裂紋等缺陷，有必要的話還要對其內部成分組織進行檢驗。如果鋼坯質量不能得到良好的控制，生產過程中會造成倒鋼、堆鋼事故或者出廢品。所以只有原料質量得到保證才能確保生產順行和成品質量。,生產工藝-加熱,加熱：線材生產屬于熱軋一種形式，軋制之前的鋼坯原料需要先經過加

11、熱到一定溫度。 加熱目的：提高塑性，降低變形抗力，改善內部組織，消除鑄錠缺陷。 加熱要求：嚴格執(zhí)行加熱制度，鋼坯整體溫度均勻，無過熱、過燒等現(xiàn)象。,生產工藝-開軋溫度,開軋溫度：咬入第一架軋機時的軋件溫度。 我們經常把開軋溫度和加熱溫度混為一談，這是非常錯誤的，加熱溫度是鋼坯在加熱爐加熱時檢測元件檢測到的爐膛溫度。 開軋溫度過高容易發(fā)生堆鋼事故，并且燃料消耗增加，開軋溫度過低又使軋機負載增大，致使電力消耗變大，并切對軋輥、導衛(wèi)等都帶來不利。所以生產過程中控制好開軋溫度是非常關鍵的。 根據(jù)鋼種不同開軋溫度也不相同，例如我們現(xiàn)在生產使用開軋溫度為100050。,生產工藝-工藝參數(shù)設定,生產之前，主

12、控臺操作人員根據(jù)工藝要求將各種工藝參數(shù)輸入電腦，并檢查其正確性。 生產過程中要根據(jù)實際情況對某些參數(shù)進行適當調整以達到最優(yōu)化。 工藝參數(shù)：軋制程序（包括軋制速度、規(guī)格、進出口機架等參數(shù)）、軋輥直徑、各輥道參數(shù)、各飛剪參數(shù)、各活套參數(shù)、水冷參數(shù)、夾送輥吐絲機參數(shù)等。,生產工藝-軋制,軋制：軋件在旋轉的軋輥間產生塑性變形的過程。 軋制工序是軋鋼生產中最關鍵的工序，它完成了從原料到成品的延伸變形整個過程。 軋制過程中需要控制的主要工藝參數(shù)就是軋制速度和料型。 這里說的速度與前面講過的速度是不同的，這里所說的速度是各架軋機的速度，也就是各架軋機間的速度匹配關系，也就是我們常說的張力關系,生產工藝-軋制

13、,軋制速度與軋制料型：之所以把軋制速度和料型放在一起來說，是因為生產過程中速度與料型的控制是相輔相成的。前面講過，高速線材軋機有一個特點就是連軋，而形成連軋的條件就是秒流量相等，即FV=C（常數(shù)），用語言表述就是單位時間內流經每一架軋機的金屬體積相等。 實現(xiàn)良好的速度和料型調整是有前提的：首先要有穩(wěn)定的設備；再者要有良好的孔型設計，也就是說要有一套完備孔型系統(tǒng)（后面介紹）；最后要確保孔槽的加工精度和安裝精度。 只有具備了上述條件，才能通過速度與料型的調整，使生產連續(xù)、穩(wěn)定。,生產工藝-軋制,速度與料型調整：生產中軋制速度與料型是分別由主控臺和軋鋼工進行控制調整的（速度調整只適用粗中軋和預精軋機

14、組），生產之前主控臺和軋鋼工按照軋制程序對速度和料型進行預設定，其中料型的設定在粗中軋使用壓輥縫和試小樣的方法、預精軋和精軋因為軋機精度和剛性都較好直接采用壓輥縫方法（必要時可用鉛棒試軋）。生產過程中，各操作人員可以根據(jù)軋機電流、軋件張緊程度、軋件交口寬度變化、測量飛剪切頭尺寸等判斷軋制速度與料型是否合適，從而做出相應調整，使軋線處于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)（不適用精軋調整）。,生產工藝-軋制,精軋機調整：精軋機是直接出成品的機組，對精軋機的調整也就是對成品尺寸的調整，對精軋機的調整水平直接關系到成品精度，集體傳動方式決定了無法通過速度調整各機架間關系，精軋機的出口速度一經設定一般不會再做改變。對成

15、品尺寸的調整是通過調整第一架和最后一架（成品機架）的壓下量以及來料尺寸（預精軋出口尺寸）實現(xiàn)，生產過程中，為了不破壞中間各機架間的配比關系，精軋機組中間機架料型是不允許調整的。,保證高速軋制的主要工藝條件,主要條件是保證原料質量、軋件溫度、軋件精度。 必須嚴格控制鋼坯尺寸精度，鋼坯尺寸的波動對粗軋前幾道影響較大。為此粗軋機組都采用單獨傳動，以便及時靈活地調節(jié)軋制速度，保證微張力軋制。 要保障軋件精度，必須保證軋件溫度均勻穩(wěn)定，要求加熱溫度均勻、控冷設施靈敏。 要保證軋件精度，軋機精度必須高，必須減少槽孔加工誤差和軋機部件間不可控制的配合間隙等造成的偏差誤差。 應保證進人精軋機的軋件偏差不大于0

16、.30mm。當成品精度要求小于0.15mm時，進入精軋的軋件偏差不應大于成品尺寸偏差的2倍；中軋軋件偏差不大于0.50mm 粗軋不大于1.0mm 。 要保證軋件精度，生產操作人員的經驗和技能必須達到一定水平，確保對各機組的軋機及導衛(wèi)的安裝、料型和速度的預設定的正確性，并在生產過程中能夠進行靈活調整。,生產工藝-控制冷卻,以高速連續(xù)、大盤重方式生產的高線產品，終軋溫度比普線軋機更高，必須采用軋后控制冷卻工藝。 控制冷卻是分階段控制自精軋機軋出的成品軋件的冷卻速度，盡量降低軋件的二次氧化量，可根據(jù)鋼的化學成分和使用性能要求，使散卷狀態(tài)下的軋件從高溫奧氏體組織轉變成與所要求性能相對應的常溫金相組織。

17、 軋后控制冷卻工藝已成為高速線材軋機不可分割的組成部分，是高線軋機區(qū)別于老式線材軋機的特點之一。,生產工藝-控制冷卻,線材冷卻工藝采用的是水冷加風冷的標準型斯太爾摩冷卻工藝（該工藝是由加拿大斯太爾柯鋼鐵公司和美國摩根公司于1964年聯(lián)合提出的，所以稱斯太爾摩冷卻工藝）。 控制冷卻：水冷段位于精軋機組和夾送輥之間由4段水冷箱和3段恢復段構成（不同廠家有所不同），生產過程中由主控臺根據(jù)不同鋼種、規(guī)格設定相應參數(shù)，通過調節(jié)水閥開啟度和水嘴投入數(shù)量控制冷卻速度；風冷線位于吐絲機之后由多段輥道組成，輥道下設有7臺大功率風機，在3CS操作臺由專業(yè)人員根據(jù)工藝規(guī)定通過調整輥道速度、風機開啟數(shù)量和開啟程度控制

18、冷卻效果。,生產工藝-精整,頭尾修剪：高速無扭線材精軋機組采用微張力軋制，軋件頭部及尾部失張段斷面尺寸大于公稱斷面尺寸，而且常常帶有耳子、劈裂等缺陷。失張段長度和張力值大小、機架間距以及精軋延伸系數(shù)成正比，通常要將此超偏差段切除后交貨。超差段可以在風冷輥道上用人工切除，但實際操作起來比較困難，一是雖然經過冷卻但溫度仍然較高，一般在4、5百度，而且切除頭部時容易造成線圈拉亂變形，集卷困難。所以我們頭尾修剪是在集卷后打捆前的運輸過程中進行的，采用人工用斷線剪或液壓剪切去軋件頭部和尾部的超差段。,生產工藝-質量檢查,線材的成品質量檢查設在P/F運輸線上，打包之前。 線材的質量檢查包含兩方面內容：一是

19、盤條的尺寸和外形，即尺寸精度（直徑偏差、不圓度）及外表形態(tài)（不得有耳子、折疊、結疤等有害缺陷），該部分內容在現(xiàn)場直接用工具測量和肉眼觀察；二是盤條的內部質量，即化學成分（主要是C、S、Mn、P、S的含量不能超標）和機械性能（屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率），該部分需取樣后送檢驗室做相關試驗獲得數(shù)據(jù)。 質量檢驗執(zhí)行標準：GB1499.1-2008 。,生產工藝-精整,打包：線材從生產線上下來是呈散卷狀態(tài)，為了便于運輸，需要進行打捆，打包設備為打包機，打包線使用自行生產的6.5線材，打包時先將散卷壓緊，要求4道捆扎。 稱重、掛牌。 卸卷、入庫。,軋輥及其加工,線材采用兩種軋輥形式：1、軋輥，2、輥

20、環(huán) 軋輥是生產過程中直接與軋件接觸的設備，在生產過程中不斷的磨損，在軋制量到達一定的噸位后，就無法通過調整獲得所需料型及尺寸，所以在生產中要根據(jù)軋輥的軋制量和實際情況合理安排軋輥軋槽的更換，在一對軋輥的軋槽全部使用過后就必須進行再加工重新裝配使用，軋輥輥環(huán)的修磨和裝配全部在車間內的特定區(qū)域（軋輥間）進行 軋輥輥環(huán)的加工：線材軋輥輥環(huán)是分別在專用的車床、磨床上使用成型車刀或砂輪進行車磨，根據(jù)規(guī)定的車削量和軋輥輥環(huán)實際磨損程度決定車削量大小。軋輥加工完畢后由要用專用的孔型樣板和測量工具進行檢查，確認各尺寸正確無誤。軋輥輥環(huán)都是成對加工的，要保證尺寸一致。,軋輥裝配,軋輥輥環(huán)的裝配：軋輥輥環(huán)上線使用

21、之前要進行預裝配，軋輥預裝是將軋輥及各種輥系部件（軸承、軸承座、平衡裝置等）安裝到一起，并加注潤滑介質；輥環(huán)預裝就是按照規(guī)格及配輥要求將加工后的輥環(huán)和錐套組裝起來。 軋輥輥環(huán)的線上安裝：預裝好的軋輥輥環(huán)吊到軋線上即可安裝至軋機。粗中軋的軋輥安裝（拆卸）采用換輥小車形式；預精軋、精軋輥環(huán)的安裝（拆卸）采用專用的裝（拆）輥工具，靠液壓將錐套壓緊在輥軸上并漲緊輥環(huán)。 安裝要求：孔型對中，軋線對中，連接可靠。,線材軋輥,軋輥配置：上1備2（對）；輥環(huán)配置：預精軋上2備2，精軋6.5上2備1、 8.0上2備2、 10.0上2備0,輥環(huán),軋輥,軸承座,軸承座,錐套,輥軸,精軋、預精軋軋機面板,平衡裝置,線

22、材導衛(wèi),導衛(wèi)：安裝在軋機的進出口，引導軋件按正確的形態(tài)和方向進出孔型的裝置。 線材的導衛(wèi)及各種零部件有幾百種之多。導衛(wèi)裝置在軋鋼生產中起著極其重要的作用，生產中所發(fā)生的各種堆鋼事故有大半是因為導衛(wèi)問題造成的。 分類：線材使用的導衛(wèi)基本可劃分為兩種，一種是滑動導衛(wèi)（進口、出口）、另一種是滾動導衛(wèi)（進口滾動、出口扭轉）。各機組使用的導衛(wèi)裝置有一定差別，但大同小異。 導衛(wèi)的安裝與調整：線下預裝、線上安裝。,橢,圓,線材導衛(wèi)配置,粗中軋：上1備2（上2備4）；預精軋：上2備6； 精軋：上2備8。,軋輥,軋輥,軋輥,軋輥,橢,圓,孔型系統(tǒng)及其特點,線材的孔型系統(tǒng)：箱方 橢圓圓 橢圓圓，即除了第一和第二道

23、次外都是橢圓與圓交替布置的孔型系統(tǒng)。 箱型孔和方型孔：通過這種孔型系統(tǒng)軋出的軋件斷面為矩形或方形。該孔型系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：沿軋件寬度方向變形均勻，速度差小、可以適應來料斷面尺寸波動；在同一孔型中通過調整壓下量，可以得到不同斷面的尺寸的軋件；軋件無尖銳的棱角，截面溫度較均勻切氧化鐵皮易于脫落。缺點：孔型側壁斜度大，軋件的方形或矩形斷面不夠規(guī)整；當進入孔型的軋件高寬比 較大，而孔型槽底又較寬時，軋件在孔型中的穩(wěn)定性不好，易發(fā)生倒鋼或歪扭（我們現(xiàn)場第二道次的方孔即容易出現(xiàn)該現(xiàn)象）。,孔型系統(tǒng)及其特點,橢圓圓孔型：顧名思義，通過該孔型系統(tǒng)軋出的斷面為橢圓形和圓形，該孔型系統(tǒng)優(yōu)點：軋件可以從一種斷面平穩(wěn)

24、的轉換成另一種斷面，避免了由于劇烈不均勻變形而產生局部應力，減少了軋件劈頭；沒有較尖的棱角，軋件冷卻均勻，減少裂紋的產生；有利于去除軋件表面氧化鐵皮。缺點：橢圓軋件在圓孔中軋制不穩(wěn)定，因而對導衛(wèi)裝置的安裝調整要求嚴格；圓孔型對來料軋件尺寸波動適應性差，調整要求嚴格。,粗中軋、預精軋孔型系統(tǒng),1H 2V 3H 4V,5H 6H 7H 8H,9H 10H 11H 12H 13H 14H,15H 16V 17H 18V,斷面面積 224.3 246.6 268.8 299 317,精軋孔型系統(tǒng),19# 20# 21# 22# 23# 24# 25# 26# 27# 28#,18V,成品規(guī)格 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9