合金鋼棒材生產線的裝備與工藝技術

楊家強（中冶京誠工程技術有限公司,北京 100176）

合金鋼棒材生產線的裝備與工藝技術

楊家強
（中冶京誠工程技術有限公司,北京 100176）

以國內某鋼廠合金鋼棒材生產線為例，介紹了合金鋼棒材生產線的生產工藝、設備以及主要技術參數和特點。

合金鋼； 棒材生產工藝；設備性能；技術特點

1 前言

隨著我國汽車制造、電氣機械工業的發展，高品質合金鋼棒材作為汽車工業的主要原材料，其產品質量要求日益提高。目前，國內很多鋼鐵企業都開始了“普轉優”，提升產品附加值，提高生產線的綜合能力。

本文以某廠合金鋼棒材生產線為例，著力介紹該生產線的工藝技術和裝備特點。

2 原料及產品方案

2.1 原料

合金鋼要求有較大的壓縮比，為了保證成品鋼材的性能，車間采用的合格坯料為大斷面鋼坯，規格為240mm×240mm×4~6m、200mm×200mm×4~6m，坯重2065~2643kg。坯料分熱坯和冷坯，熱坯由熱送輥道和提升機構直接送至加熱爐內。

2.2 產品方案

生產鋼種：優質碳結鋼、合金結構鋼、冷鐓鋼、彈簧鋼、軸承鋼、易切鋼和不銹鋼等。

產品規格：直條圓鋼20～90mm，定尺長度4~12m。

3 生產工藝

該生產線的工藝流程設計合理，為高效生產高品質的產品和低成本運行提供了有力的保證。

主要工藝流程：連鑄坯（冷坯上料）→測長稱重→加熱爐→高壓水除磷→粗軋→脫頭、切頭尾→一中軋→切頭尾→二中軋→預水冷→切頭尾→精軋→預水冷→切頭尾→減定徑→測徑探傷→水冷→倍尺分段→冷床冷卻→剪切定尺→橫移檢查、計數→打捆→稱重掛牌→入庫。

4 主要技術裝備水平和特點

（1）采用熱送熱裝工藝。直接使用連鑄坯，取消初軋開坯，可提高金屬收得率8~10%，節約能耗35~40%，可以縮短鑄坯在加熱爐內的加熱時間，減少鑄坯的燒損，減少中間坯堆存的廠房面積及存貯所需的機械和操作人員，節約生產費用。

2座雙蓄熱式步進梁加熱爐，其生產能力分別為130t/h和150t/ h（冷裝）。雙排布料，側進側出，燃料為高爐煤氣。加熱爐采用分散換向控制方式，上下加熱燒嘴串聯使用一套換向閥。爐頂各段之間設置壓下，爐底各段之間設置擋墻，減小高溫爐各段之間輻射傳熱影響和干涉。

（2）脫頭軋制。粗軋與中軋機組之間采用脫頭軋制（跟蹤式）方式，粗軋機組可單獨調節速度，實現較高速度軋制，以適應不同鋼種對軋制溫度的要求。同時可使粗軋機組的入口咬入速度達到0.2m/s以上的合金鋼軋制工藝要求。

（3）采用高剛度全線無扭微張力軋制技術。為滿足機械、汽車行業以及標準件制造行業對產品精度和質量的高要求，并提高軋機的剛度，減少機件的彈跳，粗、中、精軋均采用高剛度無牌坊短應力線軋機。22架軋機的布置形式采用750×6+550×6+450×6+350×4平立交替布置，粗軋機組采用微張力控制軋制，中軋、精軋機組采用無張力軋制，從而保證軋件尺寸精度及通條尺寸的穩定性。

（4）高精度軋制技術。精軋機組后安裝了KOCKS四架370三輥式減徑定徑機，軋件變形時承受三向壓應力，縱向的延伸好，幾乎沒有橫向的寬展，軋制時受力狀態好，可獲得高精度的棒材，實際公差可穩定在DIN標準公差的1/4~1/6以內。可實現真正意義上的低溫溫控軋制，有效提高產品的冶金和機械性能。還可簡化甚至采用單一孔型系統，大大減少孔型調整和軋輥更換時間，提高軋機的作業率，減少軋輥和導衛備件的數量，降低生產成本。

（5）在線控溫軋制。為進行低溫控制軋制，控制進入精軋、減定徑機組的軋件溫度，在精軋入口、減定徑機組入口共設有3套預水冷裝置。在精軋機組后設置水冷段，長約7m，水冷管為套管型式，水箱最大水量為180m3/h，水壓為0.6Mpa，控制軋件的冷卻速度，對軋件進行在線熱處理，根據產品的化學成分和規格，采用不同的控制軋制和控制冷卻工藝，使鋼材的形變強化和相變強化有效結合，進一步提高鋼材的強韌性和獲得合理的綜合力學性能。

（6）飛剪及冷床。軋線共設5臺飛剪。1#~4#飛剪采用啟停工作制，主要用于正常連軋過程中的切頭尾和事故碎段。5#飛剪采用連續工作制，回轉/曲柄組合式，主要用于倍尺分段和優化剪切。

冷床為步進梁偏心齒條式，名義尺寸為12.5x108m，齒條傾斜布置，齒距為130mm。

（7）高效定尺剪（鋸）切方案。采用冷停剪、砂輪鋸組合的方式，可滿足各鋼種、規格及產量的要求，并保證了鋼材端頭的質量。1300t冷剪的剪刃寬度為1500mm，用于對剪切斷面要求不高的中小規格棒材。18mm以上采用孔型剪刃，以保證剪切斷面質量。兩臺砂輪鋸的鋸片尺寸為Φ1500mm，鋸切能力1300mm2/s，主要用于鋸切較大規格產品或用戶要求斷面質量較高的情況。

（8）精整—矯直探傷作業線。為了滿足用戶對產品高質量的要求，本車間設有一套連續精整線，對1490mm經熱處理的棒材及部分熱軋棒材進行拋丸矯直探傷。

（9）在線測徑及渦流探傷。在減定徑機后設置了動態在線測徑和渦流探傷裝置，對棒材從頭到尾全長的尺寸精度和表面狀況進行監測，便于及時調整，對提高產品質量和成材率具有重要意義。

5 結語

該生產線采用了目前國際上先進適用的生產技術和裝備，尤其是減徑定徑機的高精度軋制技術及在線控溫軋制技術的運用，使產品在質量、性能和成本等方面都具有很強的競爭能力。熱處理精整線的配備使產品外觀質量和內部性能明顯提高，大大提升了產品附加值，使企業具有更專業性的競爭力。

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