线材轧机的发展与现状(作业1)

线材轧机的发展与现状wiremillaredevelopmentandthestatus摘要:通过对线材轧机的技术发展概况以及对先进技术的阐述,论述了线材轧机在我国的技术发展与现状；简介高速线材轧机的发展。关键词:线材轧机;发展；现状当前,全世界经济发展较快的是亚洲,然而中国又是亚洲的焦点,在如此快速发展的形势下,我国的基础建设得到了飞速发展,各种不同规格的线材出现了供不应求的局面。而原有老式传统的横列式轧机、复二重轧机不仅在精度上、质量上,而且在产量上和控制水平上,远远不能满足当今市场发展的需要。因此,在20世纪60年代后期,随着技术水平的不断提高,国际上相继研制出各种不同类型的新式高速无扭精轧机组,线材卷重由原来的几十公斤增加到两吨半,轧制最终出口速度由原来的20m/s～30m/s提高到现在的130m/s,成品公差达±011mm。由于线材表面质量光洁,头尾公差值小,并且采用穿水冷却和散卷控制冷却后,金相组织更加均匀,因此不必再经过热处理就可拉丝,从而大大降低了成本,受到了广大用户的好评和欢迎。目前具有代表性的精轧机有:内传动45度线材轧机、外啮合传动45度精轧机、X型45度集中传动精轧机、Y型三辊式精轧机、平立辊传动精轧机、75度×15度集中传动精轧机六种型式。这些轧机和老式轧机相比有如下特点:①单线连续轧制,操作方便、安全;②轧制速度高,目前可达130mös;③换辊方便;④换导卫比较方便;⑤作业率高,成本低;⑥线材公差小,表面光滑;⑦线材内在质量高;⑧自动化控制水平高。近年来,我国线材轧机设备发展非常迅速。线材轧机是专门用于轧制盘条(即线材)的轧机。线材是型材中断面尺寸最小的产品，从坯料轧成成品，总延伸系数大，轧件在每架轧机上往往只轧一道次，故线材轧机是热轧型材中机架数目最多、分工最细的轧机。通常认为直径范围在5.5~20mm的线材在高速线材轧机上生产，直径在16~60mm的线材多用小型线材联合机组生产成棒卷。目前现代化的连续式线材轧机一般由21～28架轧机组成，分为粗轧机组、中轧机组和精轧机组，中轧机组有时还分为一中轧、二中轧两组。线材轧机的结构和布置方式一直朝着高速、连续、无扭、单线、组合结构、机械化、自动化的方向发展。由巴西圣保罗Viliares设备公司为巴西贝戈尔一内拉钢铁厂建造的世界上速度最高的线材轧机----贝戈尔一内拉的新单线线材轧机。1.小型、线材轧制技术的发展方向高速、连续轧制是20世纪中期工业发达国家提出的线材和小型材轧制技术的发展方向。小型和线材轧机的产品均为小断面,重量轻,只有提高轧制速度才能提高小时产量。1.1高速轧制20世纪中期,线材轧机的最高轧制速度只有30m/s。经济学家从成本构成的角度分析指出,如果轧制速度提高1倍,虽然设备造价也提高1倍,但冶金企业仍会因人工投入的相对减少而盈利。在这个方针指引下,许多轧机制造商研制了具有更高速度的轧机,直至最终诞生了高速线材轧机,开创了线材生产的新时代。之后,提高轧制速度仍是人们追求的主要目标。因为高速轧制不仅可以提高生产效率,而且轧制时可使用更大断面的连铸坯。时至今日,最高实用轧制速度已达120m/s,小型轧机速度也提高了1倍。1990年投产的巴西Belgo厂棒线材轧机,生产φ5.5mm线材的保证速度为120m/s,最高速度达140m/s,φ16mm大盘卷轧制速度可达26.4m/s。直条棒材生产时轧制速度往往受冷床限制,西马克公司曾提出小规格直条棒材轧制速度最大允许为41m/s。提高速度需要更多投入,用经济法则可权衡在某一时期或许会有暂时的最高经济速度,但“高速轧制”无疑是线材、小型轧机发展中的追求。1.2连续轧制通过对小型、线材轧机诸多布置形式和工艺特点比较后,得出横列式、顺列式、布棋式、半连续式都不如连续式更能适应小型与线材轧制的要求。细长的轧件温降快,轧制时间是关键。以前曾提出过极限轧制时间,即限定总轧制时间和成品道次的轧制时间。总轧制时间限制总温降;成品道次的轧制时间限定轧件头尾温差。活套轧制、穿梭轧制,造成轧制时间长、温降大、轧件头尾温差大,不利于轧制时间的控制。而连续式轧制不仅轧制时间短,而且可以减少轧件头尾温差,理论上可以实现各机座的恒温轧制,从而在工艺上取消了对坯料重量的限制,这是横列、顺列、布棋、半连续式布置做不到的。连续式轧机操作最简便,用人最少,轧机效率最高。由于多年来追求高速、连续轧制,因而小型和线材轧机得到迅速发展,同时也促进了轧钢技术进步。2．高速线材轧机的发展1)近年来，高速线材生产取得巨大进步，主要表现在生产率显著提高。2)产品规格范围增大，钢种增多。3)产品精度有所提高，一般均能达到士O.lmm。4)低温轧制、控轧挖冷、热装热送等技术的采用节约了能源，提高了成品率和产品性能。5)全连续无扭轧制避免了产品扭曲轧制产生的应力，提高了产量质量。我国线材产量已居世界前茅，这批“高线”轧机全部投产后，我国不仅在产量上将成为线材生产大国，而且推进了线材生产技术的进步，成为我国线材行业技术进步的里程碑。2.1高速线材轧机的技术进步1)全连续、无扭、高速轧制。粗、中轧平立交替布置，精轧机前设有预精轧，设计最大终轧速度达120m/s，经生产实践最新提出的保证最大轧速将按线材不同规格分别提出，如2010年西门子奥钢联公司(美国摩根公司被该公司兼并)为宣化钢铁公司设计制造高速线材轧机，其终轧速度保证值:小5.5-7.5mm，线材112m/s,中φ5mm线材为l105m/s,小φ6mm淬火螺纹钢为85m/s。提高线材轧机终轧速度是一个系统工程，不仅牵涉到主轧机机械、电气设备，也和精轧机台数、机架间距和冷却制度有关，不使因轧速过高提高终轧温度影响产品机械性能，并且要有承受线材高速冲击的吐丝机和飞剪等配套设备。2)增加减定径设备，提高产品精度，解决线材精轧过程中温度控制问题。3)增大进料钢坯断面，既可适应上游连铸机提高铸坯生产率及质量的需要，也可提高卷重，提高线材轧机生产率和成材率。4)连铸坯热装热送合格连铸坯通过热装辊道直接进人加热炉进行加热和均热，热装温度可达600℃以上，提高了加热炉的生产率，减少了钢坯加热时的能耗和钢坯在冷却、加热过程中的氧化铁皮损失，提高了金属收得率。5)低温轧制。将开轧温度控制在950℃左右，在选择粗中轧机架刚度和主电机容量时均适应此要求，以达到总体节能和减小金属烧损的效果。6)控冷控温轧制。7)单一孔型系统。所有产品(小5.0-25mm)仅需在4架减定径机组上进行换辊完成，其他机架均不需为更换轧材规格换辊，从而显著提高作业率和生产率。8)最新一代吐丝机和集卷站。吐丝机采用渐近弯曲形式，给出线材在吐丝管内运动的理想轨迹，从而减吐丝机管磨损并具有运行稳定性。3.国内外先进技术目前国际上最先进的高速线材轧机是：摩根无扭高速悬臂式45°轧机。该机组解决了轧机振动问题，其办法是取消了接轴式联轴器，采用了精密螺旋伞齿轮与螺旋齿轮轧辊轴直接啮合连接，代替了普通精轧机上的万向接轴。目前这种轧机有几个厂进行引进：天津钢厂引进的美国摩根公司高速线材轧机、昆钢引进德国sms公司的高速线材轧机、张家港沙太钢铁公司高速线材轧机的引进、湘钢引进摩根高速线材轧机。起特点是：1)工艺布置优化。全线26架轧机呈平立轧制交替布置，轧件在整个轧制过程中无扭转；2)高速轧制。成品轧机的轧制速度为120m/s，引进最新一代超重型V型精轧机，轧机的功率、负荷、刚度都优于标准型轧机；3)产品的高档化。可生产φ5.5mm~φ20mm共30个规格线材；4)产品盘重大，采用一锭一坯成品，成品每盘单重达2.2t；5)产品性能优质化。采用美国摩根公司最新开发的大风量斯太尔摩控制冷却设备，成品线材可以直接拉成高强度钢丝；6)自动控制系统数字化。提高了轧制过程的控制精度、可靠性和易操作性。关于无头轧制和直接轧制(一)无头轧制线材轧机日本东京钢公司高松厂棒线材生产连续作业线(产量90t/h)自1998年3月以来即开始用无头轧制工艺生产。这条生产线包括圆坯连铸机(产品小200mm,长16-24m)、除鳞机、铸坯自动焊接机、清理毛刺机、感应加热器及轧钢机，圆坯连铸前一块尾部与后一块头部经焊接后直送轧钢机无间隙生产棒、线材。其优点是:1.减少去头、去尾废钢，减少短尺产品，提高了成材率;2.由于无间隙生产，提高了生产率;3.盘条卷重不受原料坯重限制;;4.减少了维修成本。我国八一钢铁公司新建高速线材轧机和邢台钢铁公司第二线材轧机也先后引进了焊接无头轧制设备，但未能经常使用和推广。(二)线材直接轧制生产线日本新日铁子公司东海光行公司若松厂投产了一条线材直接轧制生产线，连铸机生产的方坯通过带有感应加热的传输台直接送往轧机轧制，小方坯运行时间90秒，运行速度最高可达240m/min。在此以前美国共和工程公司坎顿厂也开发了一条直接轧制生产线，但用侧装步进式炉作为热连铸坯的缓冲和均热装置，热铸坯经均热后直送轧机轧制。我国到目前为止，还没有建成直接轧制的高速线材轧机。展望1)轧机的构成将普遍实行快速整体更换，离线维修；2)线材生产的自动化将由速度调节型深化为工艺调整自动化、智能化；3)线材轧机对坯料的化学成分、纯净度和内在质量的要求将进一步提高；4)线材轧机的控制冷却工艺将进一步优化。低温轧制、细化晶粒和斯太尔摩冷却能力将进一步改善；5)修订旧线材轧机的引进工作；我国线材产量高，轧机机型多，但即使可称世界之最，只不过是个“线材大国”。如果设计院、研究院所、高等学校、高速线材厂各自发挥自己的优势，通力合作，我们就一定能在消化引进技术的基础上，有所创新，就一定能够挤入“线材强国”之林，这个目标是一定会实现的。参考文献[1]石长友.线材轧机的新发展[J].武钢技术,1994,(02)[2]线材轧机改造技术[J].技术与市场,1997,(09)[3]任亚丽;浅谈国内外几种无扭高速线材轧机太原矿山机器集团有限公司设计院;2003[4]潘继庆.试谈我国线材轧机的建设[J].轧钢,1986,(03)[5]王定武我国高速线材轧机的建设和发展北京钢铁设计研究总院;2003[6]刘金谋.世界上线速最快的线材轧机[J].冶金设备,1991,(04)[7]《IronandSteelEnglneer》1990.No.10学号：200838886姓名：洪睿班级：08材加2班日期：2011.10.3