5 棒线材生产

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高精度轧制设备（减定径机（RSM）技术 ）
摩根公司 RSM 是由四架悬臂式轧机 ( 两架减径机和两架 定径机)所组成,作为“二精轧机”安装在“一精轧机”(传 统的八机架NTM精轧机为一精轧机)和吐丝机之间。 增加 RSM 机组后，可提高常规线材轧机的生产率，提高 了公差精度，具有“自由定径”功能，即用单一的名义孔 槽尺寸，通过微调来料的尺寸和对不同方坯间隙调整RSM的 辊缝，生产出一批不同尺寸的成品棒线材的自由尺寸轧制 能力；实现800℃低温轧制，晶粒组织更细，通过控制晶粒 尺寸和吐丝温度，促进相变或延迟相变，从而利用斯泰尔 摩的最佳冷却能力，可处理如轴承钢、冷镦优质钢等钢种， 而不需要后续热处理，提高了产品的冶金性能；轧辊寿命 也明显增加。
单线布置，年 产可达70万t。 精轧线双线布 置，年产可达 120万t。 精轧线呈四线 布置，年产可 达200万t。
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5.5 高速线材生产 一、概述
a.高速线材轧机：轧制速度≥40m/s的线材轧机 b.主要型式： （1）按轧辊大小：大辊径250—290mm 小辊径152—210mm （2）按轧辊中心线与地平面布臵角度： 15°/75°，45°（侧交、顶交）平—立交替。
外车间热处理
收集
精整
棒材入库
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5.2.2
线材生产特点
a.线材产品特点： 断面小、长度长、尺寸精度高、表面质量要求高。 b.坯料特点： 断面小、长度长——尺寸最大160×160mm×22m 坯料表面质量高——由于成品成卷供应，轧后不 便探伤和清理。 c.加热特点： 温度低，加热匀（尾部稍高），氧化铁皮少，离 轧机近（温降小）。 易脱碳钢——低温、快轧。
二、主要优点：
1）工艺部分： （1）速度快、盘重大、产量高 （2）辊径小、△h∑↑、△b↓、↑、能耗↓。 （3）品种规格多——5.5—32mm （4）尺寸精度高、事故少、成材率高——无扭、 微张力 （5）换辊方便——整机架更换、辊环更换 （6）机组轻、占地小、环保条件好。
重要的汽车零件、机械零件、标准件
汽车、机械用弹簧 机械零件和标准件
切削刀具、钻头、模具、手工工具
轴承 各种不锈钢制品
冷拔各种丝材、钉子、金属网丝
汽车轮胎用帘线 焊条
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市场对棒、线材的质量要求：表面质量
综合性能
总的要求：提高内部质量，根据深加工的种类，材料本应 具有适合的性能，以减少深加工工序，提高最终产品的使 用性能。
断面形状：圆形、方形、六角形和异型。
断面直径：国外：5～40mm，国内：5～10mm
棒、线材的产品分类及用途
钢
一般结构用钢材 建筑用螺纹钢筋 优质碳素结构钢 合金结构钢 弹簧钢 易切削钢 工具钢 轴承钢 不锈钢 冷拔用软线材 冷拔轮胎用线材 焊条钢
种
用
钢筋混凝土建筑
途
一般机械零件、标准件
汽车零件、机械零件、标准件
检查 检查打包
棒材 线材
控制冷却
散圈控冷
棒、线材生产工艺流程
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5.2.1 棒材生产工艺
坯料：
连铸坯为主，少量初轧坯
方坯：120－150mm 检查与清理
加热和轧制
冷坯加热（连铸坯热装加热） 粗轧 中轧 精轧

棒轧制的加热温度较低 ； 步进式加热炉； 棒材的合适轧制方式是连轧； 轧机平立（VH布臵）交替布臵；棒材轧机一般超过18架； 控制轧制。
建材：化学成分；焊接性；冷弯性；耐蚀性； 物理性能稳定 均匀。
拔丝原料：直径小，保证成分及物理性能均匀稳定； 表面氧 化铁皮、脱炭少，可去除；金相组织可索氏体化；尺寸精确， 表面光洁。
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5.2 棒线材生产工艺
连铸坯热装热送
炼钢
连铸
清理
加热
连铸直接轧制
粗轧
中轧
预精轧
精轧
飞剪
控制冷却 吐丝机
冷床
定尺 集卷
提高轧件尺寸精度的办法： 精确孔型设计或三辊孔型控制轧件的高和宽； 在成品孔型后设臵专门的减（径）定径机组（规 园机）； 采用尺寸自动控制AGC系统。
目前棒、线材的尺寸精度可达到±0.12mm 目标±0.05mm
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轧机调整机构的作用
径向调整机构
轴向调 整机构
调整方向
径向调整机构——辊缝调整 改变椭圆形状的轧件为圆形 轴向调整机构 把歪斜形状的轧件调整为圆形
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（3）按轧辊支撑情况：双支撑、悬臂。 （4）按轧辊传动结构：内齿 、外齿。 几种主要高速无扭精轧机组的技术性能见表1-1。
c.工艺特点：单根、连续、高速、无扭、恒微张 力、控轧控冷。 d.核心技术：高速、无扭、恒微张力、控轧控冷。 无扭轧制：轧件在轧制中不产生扭转的轧制。 恒微张力轧制：用精确设计法（固定轧辊速比的 精确设计、孔型精确设计）配合以耐磨的轧槽， 保证连轧过程恒微张力以保持秒流量相等的轧制。
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低温轧制：
两种规程： 1）降低开轧温度，从1100℃~1050℃降至 950~850℃，终轧温度与开轧温度相差不大。 2）降低开轧温度，同时降低终轧温度至再结晶 温度700~800℃以下。 好处： 节能降耗，减少脱碳与烧损，提高机械性能和 产品质量。
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无头轧制
无头轧制：在轧制过程中，连续供坯不间断轧制，在一个换辊
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⑷ Y型三辊式或线材精轧机组：
由3个互成120°角的盘状轧辊组成，相邻相架互成倒臵 180°轧制时无扭转，三向压应力有利于轧制低塑性钢材。
Y型三辊轧机结构比较复杂，孔型加工困难、孔型磨损后需 要整体更换组合体，需要大量备用机架，而且轧辊传动结构复 杂，因此，Y型轧机多用于轧制有色金属或特殊合金，在钢材生 产上采用不多。
周期内，轧件长度可无限延长的方法。 （坯料在出炉辊道上前后焊接起来） 技术产生背景： 提高轧机产量和金属收得率
提高转速、多线切分等技术； 增大轧件重量：采用更大断面尺寸的坯料；
采用更长的坯料。
无头轧制优点： 减少切损； 100％定尺； 生产率高； 对导卫和孔型无冲击，不缠辊； 尺寸精度高。
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⑶传统连续式轧机
传统连续式轧机
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⑶传统连续式轧机
优点：轧制速度高，轧件沿长度方向上的温差小，产品尺寸 精度高，产量高，线材盘重大。 20世纪40年代 ，水平二辊式轧机，轧件在轧制时需扭转， 限制了轧制速度（25~30m/s），因此限制了盘重。 20世纪50年代：平立交替式，轧件在轧制时无扭转，轧速 提高到30~35m/s。 20世纪60年代以后45°高速无扭精轧机和Y型精轧机。
5 棒、线材生产
棒线材
主要内容
棒、线材的种类和用途
棒、线材生产特点及工艺
棒、线材轧制的发展方向
棒、线材轧机的布臵型式
棒、线材的控制冷却和余热淬火
5.1 棒、线材的种类和用途
棒材： 定义：一种简单断面型材，一般以直条状交货。
断面形状：圆形、方形、六角形、螺纹钢筋等
断面直径：国外：9～300mm，国内：10～50mm 线材： 定义：热轧产品中断面面积最小，长度最长且成盘卷状交 货的产品。
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高精度轧制设备--减径定径机
世界著名的减径定径机组 国际上几个著名的钢铁设备供应商都围绕这些方 面做了大量研究工作，推出了不少新机型，如摩根公 司的RSM和TEKISUN机组、西马克公司的HPR定径机、达 涅利公司的双模块 TMB机组，柯克斯公司的三辊 RSB、 波米尼公司的悬臂式定径机等。 各家设备结构不同，但提高产品精度的目标是 一致的，小规格产品精度可达±0.1mm。
连铸坯热装热送或连铸直接轧制； 柔性轧制技术； 高精度轧制 ； 提高轧制速度 ； 切分轧制。 低温轧制； 无头轧制 ；
连铸坯热装热送或直接轧制
热装热送 连铸坯以650～850℃热装热送，提高加热炉能力 20%～30％，氧化损失降低0.2％ ～0.3 ％，节约能 耗30％~45％，同时减少钢坯的库存量，减少设备和 操作人员，缩短生产周期，加快资金周转，有巨大 的经济效益。 直接轧制 直接轧制可省掉钢坯冷却和清理仓库存放及中间加 热工序； 前提保证无缺陷钢坯，在线检查和在线清理；保证 轧制温度。
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提高轧制速度
高速轧制 线材盘重大、断面小、小辊径、为提高产量减 小头、尾温差，高速轧制。
棒材轧机的终轧速度17-18m/s； 线材轧机的终轧速度100-140m/s，150m/s的研究 在进行中。
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切分轧制
定义：轧制过程中把一根轧件利用孔型的作用轧成两 个或两个以上形状相同的并联轧件，再利用切分设备 （在轧机的出口处安装不传动的切分轮，利用其侧向 分力将轧件切开）或轧辊环（辊切法）将并联轧件沿 纵向切分成两个或两个以上的单根轧件，将单条轧制 变为多条轧制。 切分方法：轮切法、辊切法、园盘剪法、火焰切分法 切分轧制优点： 大幅度提高产量； 扩大产品规格范围； 能耗、轧辊消耗减低。
2）结构方面：结构紧凑；回转部件、高速轴采用 无键联接；高速轴承采用油膜轴承；WC轧辊
三、为什么要提高线材精轧机组的轧制速度 1）大幅度提高产量； 2）可提高质量； 3）利于增大盘重； 4）降低成本。
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柔性轧制技术
对于小批量、多品种的生产，改变规格和品种 时，轧机停机时间增加。 为了减少停机，采用无孔型轧制、共用孔型 等迅速改变轧制规程，改变品种规格； 长寿命、快速换辊等技术
16加工的影响较大，故对其尺 寸精度要求越来越高。孔型高向尺寸可控，不能严格限制宽度 方向的尺寸。另外，机架间的张力和轧件的头、尾温差也会明 显影响轧件的尺寸。
d.线材轧制特点： ①小辊径、高转速——解决小线径、大盘重、高 质量的矛盾。
②机架多、分工细——由于总延伸率大、每架只 轧一道、需要21~28 架，轧机平立（VH布臵）交 替布臵，粗中、预精、精轧——完成不同任务。