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高速线材生产工艺技术.


一般将轧制速度大于 40m/s 的线材轧机称为高 速线材轧机。
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 )。 高速线材产品特点:
盘重大、精度高、性能优。
线材在国民经济中的作用与地位较重要,是不 可或缺的重要品种。 首先,线材产量占钢材总产量的比例很大,一 般线材产量占钢材总产量的8~10%,而我国占20%以 上; 其次,线材用途遍布国民经济各个部门,除直接 用作建筑钢材外,线材的深加工产品用途更为广泛和 重要,例如各类商品钢丝及专用弹簧钢丝、焊丝、冷 激钢丝、镀锌钢丝、通讯线、轮胎钢丝及钢帘线、高 强度钢丝及钢绞线、轴承钢丝、工具钢丝、不锈钢丝、 各种钢丝绳、钢钉、标准件等等。发达国家线材加工 比在70%左右,我国为30%左右。
【轧钢厂培训资料】
高速线材生产工艺技术
一、线材生产发展历程


线材一般是指直径为5~16mm的热轧圆钢或相 当该断面的异型钢,因以盘卷状态交货,统称为线 材或盘条。国外线材规格已扩大到Φ50mm。常见线 材多为圆断面,异型断面线材有椭圆形、方形及螺 纹形等,但生产数量很少。 线材品种按化学成分分类,一般分为低碳线材 (称软线)、中高碳线材(硬线),还有低合金与 合金钢线材、不锈钢线材及特殊钢线材(轴承、工 具、精密等)几大类。量大面广的品种属碳素钢线 材,占线材总量的80~90%。
轧制速度是高速线材轧机发展水平的标志, 按照轧制速度可将现代轧机分为如下几代: 第一代,1966~1969年,轧制速度43~50m/s; 第二代,1970~1975年,轧制速度50~60 m/s; 第三代,1976~1978年,轧制速度61~75m/s; 第四代,1979~1980年,轧制速度75~80m/s; 第五代,1981~1985年,轧制速度80~100m/s; 第六代,1986年以后,轧制速度100~120m/s。
其它差距
主要表现为线材在钢材中的比例、控 冷线材比、硬线比、合金线材比、制品用 线材比、线材直径、大规格盘条、盘重、 减面率、氧化铁皮量、散捆率、尺寸偏差、 不圆度、通条屈服应力差、含碳量、含磷 量、含硫量等方面。
二、高速线材轧机的发展
高线轧机的诞生
高速线材轧机与其他先进技术一样也是时代的产物, 是冶金技术、电传电控技术、机械制造技术的综合产物。 据记载,世界上第一台线材轧机问世于17世纪,当时 是用锻坯轧制线材。18世纪中期出现了比较正规的线材轧 机,由粗轧及精轧两列横列式轧机组成,其轧速不超过 8m/s。 20 世纪初,开发了半连续式轧机。粗轧及中轧采用 连轧,精轧机组仍采用横列式轧机(复二重轧机是半连续 式轧机的一个特例)。轧制速度提高到16m/s ,盘重增加 到 100kg 左右,尺寸精度较横列式为好,但品种及质量未 有根本好转。
目前我国拥有线材轧机近 110套, 其中复二重轧机占一半,横列式线材 轧机有近30套(将逐步被淘汰);其
余40多套属于高速线材轧机,其中从
国外引进的高水平线材轧机有 20多套, 国产高速线材轧机有近 20套。2004年, 全国线材生产中 ,高线比已经超过 55%;但优质硬线比约 10%,精炼比不
到30% 。
品种质量差距
我国虽然是线材生产大国,但还 不能说是线材生产强国。目前我国还 有部分线材品种仍然依靠进口维持生 产、如钢帘线、高应力弹簧钢、不锈 钢、冷镦钢等线材。在重要用途线材 实物质量方面,与发达国家仍有较大 差距。
理化性能差距
差距主要表现在以下方面: (l)化学成分。国外线材波动小且稳定,[C]%一般波动在3 个范围;国内在6~8个范围,头尾偏析更严重。 (2)表面质量主要表现在脱碳层深度方面,国产一般为 0.023~0.14mm,最深为0.23~0.35mm;国外一般0.02~0.05mm。 (3)金相组织。进口线材实测奥氏体晶粒度为5~6级,很均 匀,索氏体一般85%以上。国产线材奥氏晶粒度2~7级,很不均 匀,索氏体一般达不到85%, (4)非金属夹杂。国产线材夹杂多且颗粒很大,尤其是A12O3 颗粒最长达133μm,一般为≥50μm,进口国外线材最大≥30μm, 一般8μm左右。 (5)钢中气体含量也普遍比国外线材高,〔H〕、〔O〕、 (N〕一般比国外线材高1~2倍甚至更高。
( l ) 1986 年前,无高速线材轧机,高线比为零;线 材自给率为 60 %。国内线材缺口很大,每年进口线材 200 ~ 300 万吨。国产线材质量较差,盘重小、化学成分 不稳定、表面质量差、尺寸公差大、性能也较差等。 ( 2 ) 1988 ~ 1992 年,国产线材有很大改观,高线比 近30%,线材自给率达 100%,进口逐年减少,出口逐年增 加,历史性变化的1991年,线材出口大于进口。 (3)1993~1994年,国产线材大幅增长, 但满足不了国民经济迅猛增长的需求, 造成线材大量进口,线材自给率降到 历史最低点57%。 (4)1995~1999年,国产线 材年净增长200万吨以上,高速 线材产量逐年大幅度提高, 到1999年高线比达46.7%, 这又是一个可喜变化。
国内外线材生产现状
据不完全统计,目前世界上有近300条高速线材轧 机,其中高速无扭线材轧机约 260 套(摩根式占 170 套),年产线材约7000万吨。其中高线产量约占80% 以上,线材产量占钢材总产量 9 ~ 10 %。各国的输出 量与输人量平均在20%左右。美国是世界上最大的线 材输人国,每年线材消费量约 800 万吨,而本国每年 只生产 400 ~ 450 万吨,输人量占 40 ~ 50% ;日本是世 界上线材输出量最大国,每年线材产量约 750 万吨, 输出量约 200 万吨;世界上线材产量最大的国家是中 国, 2004 年线材实际产量为 4940 万吨(其中 1/3 以上 的线材,是复二重轧机生产的)
20世纪60年代是线材生产技术发展的 兴盛与创新时期,最高轧制速度达到了 35m/s ,盘重达到了 550kg ,精度达到了 ±0.25mm 。 在轧制速度不断提高的同时也解决了 大盘重线材的控制冷却问题,因此从根本 上解决了盘重增大后,内层的线材长时间 在高温下停留生成粗大的晶粒,使内外圈 线材的力学性能差别很大、表面氧化铁皮 厚等问题。
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