【文章內(nèi)容簡介】 用。目前，我國大部分全梁式步進爐均運用了蓄熱式燃燒技術。蓄熱式燃燒系統(tǒng)由蓄熱室和換向裝置組成，可將空、煤氣同時預熱至l000℃左右，可使用高爐煤氣等低熱值燃料。采用此項技術的加熱爐，不僅平均節(jié)能約 35％，且縮短了加熱時間，降低了燒損。 應用先進的軋機進行精密軋制A 減定徑軋機為了提高線材的軋制精度，滿足用戶對產(chǎn)品尺寸精度、表面質(zhì)量、機械性能等的需求，20 世紀 90 年代初，美國摩根公司和意大利達涅利公司相繼開發(fā)了減定徑機組。它由 2 臺減徑、2 臺定徑機架與 1 套組合變速箱傳動系統(tǒng)組成成組更換機架。用減定徑機進行精軋的主要優(yōu)點在于：(1)采用小壓下量軋制，保證了產(chǎn)品尺寸的高精度，可達到177。 的精度偏差；(2)可以進行 750℃～800℃的低溫軋制，改善了產(chǎn)品性能，達到細化晶粒的效果；(3)采用了快速換輥裝置，減小了換輥時間，可提高軋機利用率l0％～15％；(4)只需 1 套精軋機組孔型，即可生產(chǎn)中 ～Φ20mm 范圍內(nèi)的所有規(guī)格的產(chǎn)品；(5)減定徑機組軋制后，頭尾可不切除，提高了收得率。目前，我國引進的具備世界領先水平的生產(chǎn)線如寶鋼、馬鋼、酒鋼、安鋼、杭鋼等都采用了此項裝備和技術。B 雙模塊軋機 該機是達涅利公司 20 世紀 90 年代中期開發(fā)的，它的主要特點是 4 個精軋機架分成獨立的 2 組，每組由單獨的電機變速齒輪箱傳動，2 臺電機實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖，設于無扭精軋機后的水冷裝置與吐絲機之間，通常將原有的 10 架無扭精軋機改為 8 架。雙模塊軋機與減定徑軋機采用的結構不同，但兩者的優(yōu)越性基本相同。目前，我國約有 5 條生產(chǎn)線在精密軋制中采用的是雙模塊軋機技術，如具有世界領先水平的新疆八一鋼廠的高速線材生產(chǎn)線等。 低溫軋制技術低溫軋制技術主要是指軋件在軋制時，將溫度控制在?；瘻囟然驘釞C軋制溫度范圍內(nèi)。低溫軋制技術一方面可降低燃料消耗，減少脫碳，減少燒損；另一方面軋件在低溫條件下軋制、變形、延伸使晶粒產(chǎn)生細化，可獲得更均勻、更細的微觀組織，使產(chǎn)品的屈服強度，抗疲癆強度大大提高。低溫軋制通常在最后 2 道次或 4 道次進行，采用 2 道次時，最后 2 道次累積壓下率為 24％～31％；采用 4 道次時，最后 4 道次累積壓下率為46％～57％。由于低溫軋制時對軋機的軋制速度、強度、電機功率等要求高，軋制負荷增大，所以低溫軋制技術需在 20 世紀 90 年代中期開發(fā)的重型或超重型精軋機上進行。我國近幾年引進美國摩根公司的幾套 100m／s 級精軋機均為重負荷型，適應了低溫軋制技術對軋機的要求。 無頭軋制技術應用于高線生產(chǎn)的無頭軋制技術是 20 世紀 90 年代中期分別由當時日本的NKK 公司和意大利的達涅利公司開發(fā)的。該技術的主要優(yōu)點在于可提高成材率，降低消耗并使軋制過程中各項參數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)。其要點是將剛出加熱爐的鋼坯頭部與前一根在粗軋機第一架的鋼坯的尾部焊接起來進行無頭軋制，提高了軋機生產(chǎn)效率，減少了切頭和軋廢，即使在盤條打捆時也不需要切去頭尾，提高了成材率。 其 他(1)大部分生產(chǎn)線配置了輥道式大風量延遲型控冷線，輥道分段有加速與落差，使線圈冷卻更均勻。(2)在精軋機后或定徑機后設置了熱態(tài)在線測徑儀及渦流探傷裝置，對線材產(chǎn)品從頭到尾的尺寸精度和表面情況進行檢測，可及時發(fā)現(xiàn)軋制配件的缺陷和不合格品。(3)采用性能更好的夾送輥和吐絲機。夾送輥可進行自動調(diào)整夾送壓力并提供全長、頭部、尾部的加減速夾送。吐絲機的吐絲管結構與形狀較 20 世紀 90代年末時有了新的改進，主要表現(xiàn)為振動減小，吐絲管壽命延長并能快速更換；在吐絲管人口設置了用壓縮空氣吹掃氧化鐵皮裝置，可及時對吐絲管進行清理，在吐絲機前設置了可監(jiān)視溫度和振動狀況的儀器，確保了吐絲機處于正常良好的工作狀態(tài)。(4)集卷裝置增加了密實收集線圈系統(tǒng)。生產(chǎn) Φ14mm以下產(chǎn)品時，集卷筒設置線圈分配器可密實收集線圈；生產(chǎn) Φ14mm以上產(chǎn)品時，采用吐絲機驅動的 WOB 系統(tǒng)功能來密實集卷。(5)近幾年投產(chǎn)的不少生產(chǎn)線，采用了全交流傳動，電機測速裝置為無聯(lián)軸器型，由全數(shù)字控制系統(tǒng)對電機速度進行閉環(huán)控制。 現(xiàn)有生產(chǎn)線裝備水平目前，我國正在生產(chǎn)的 77 條高速線材生產(chǎn)線的裝備水平大致可劃為四個等級，即具有世界領先水平的生產(chǎn)線，世界二流水平的生產(chǎn)線，一般水平的生產(chǎn)線，較落后水平的生產(chǎn)線。 具有世界領先水平的生產(chǎn)線這類生產(chǎn)線主要以寶鋼、馬鋼、新疆八一、安鋼、酒鋼、杭鋼、青鋼等高速線材生產(chǎn)線為代表，其主要特點是：(1)均從德國西馬克或意大利達涅利或美國摩根或奧鋼聯(lián)引進?；蛞渣c菜拼盤方式匯集了 20 世紀 90 年代后期世界線材生產(chǎn)的最新裝備而建成。大都在 21世紀初正式投產(chǎn)。(2)坯料采用連鑄坯短流程熱裝熱送工藝，熱裝溫度可達 500～750℃，加熱爐采用蓄熱式燃燒技術。(3)軋制的保證速度達 110～120m/s。(4)采用超重型精軋機組和減定徑機組，實現(xiàn)了完全意義上的精密軋制。(5)采用了溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了真正意義上的控軋控冷。 (6)采用了全數(shù)字控制及交流變頻調(diào)速，并設有在線測徑和在線探傷裝置。(7)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都能得到保障，完全具備了生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的條件。 具有世界二流水平的生產(chǎn)線這類生產(chǎn)線的主要特點是：(1)大都是 20 世紀 90 年代中期建成，部分生產(chǎn)線全引進，部分生產(chǎn)線中的主要裝備引進。(2)部分生產(chǎn)線實現(xiàn)了熱送，采用了先進的蓄熱式加熱爐。(3)軋制的保證速度在 90～105 m/s。(4)精軋機前設有冷卻水箱并采用延遲型風冷線，能實現(xiàn)控溫軋制。(5)精整裝備較先進，自動化程度較高。(6)生產(chǎn)線整體裝備能滿足高品質(zhì)產(chǎn)品的工藝要求。這類生產(chǎn)線主要以沙鋼、包鋼、湘鋼、武鋼、昆鋼、天鋼、北臺、邢鋼、鄂鋼、萍鄉(xiāng)等高速線材生產(chǎn)線為代表。 一般水平的生產(chǎn)線這類生產(chǎn)線的主要特點是：(1)大都是在 20 世紀 80 年代末期至 90 年代初期建成或由經(jīng)過改造的二手設備組成。(2)軋制速度一般在 70～90 m/s 左右。(3)采用熱裝熱送工藝的少。(4)基本上沒有采用 20 世紀 90 年代興起的各種裝備和技術。(5)采用了延遲型或標準型風冷段，能生產(chǎn)一般等級的產(chǎn)品。(6)由于投產(chǎn)時期都在 15 年以上，所以對這類生產(chǎn)線的設備使用，工藝應用等方面都很熟練，且積累了一套行之有效的生產(chǎn)經(jīng)驗，目前，這類生產(chǎn)線運行成本較低，生產(chǎn)效率較高。由于產(chǎn)品的市場是分層次和等級的，在對應等級的市場中，這類生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品銷路仍然看好。 較落后的生產(chǎn)線這類生產(chǎn)線是對原有的復二重軋機改造而成，或是 20 世紀 80 年代末至 90年代初建成，由于當時的起點和市場定位就不高，所以裝備水平和技術水平都低。軋制速度一般在 50～70m/s 左右，只能生產(chǎn)一般水平的建筑用鋼。這類生產(chǎn)線目前約占 77 條生產(chǎn)線中的 1/6 左右，隨著產(chǎn)品結構調(diào)整步伐的加快和市場競爭壓力的增大，以及裝備精良的新生產(chǎn)線在近幾年將不斷地投人使用，這類落后的生產(chǎn)線退出舞臺將是必然的。 存在的主要問題我國的高速線生產(chǎn)雖然取得了較好的成績，但仍然存在著一些問題，主要表現(xiàn)為：(1)普碳鋼線材品種中 Q215 和 Q235 比重仍然較大，優(yōu)質(zhì)鋼線材中合金鋼線材的比例仍然偏低。(2)部分產(chǎn)品的質(zhì)量仍有較大問題，如鋼的純凈度不高，線材通條性能不夠穩(wěn)定，含碳量的偏差較大。(3)雖然我國已有多條世界一流的生產(chǎn)線，但產(chǎn)品的品種質(zhì)量還達不到世界一流水平。如鋼簾線，雖然寶鋼、武鋼等已能生產(chǎn)，但產(chǎn)量偏低供應不足，尤其是產(chǎn)品質(zhì)量還不能令用戶十分滿意，不能完全替代進口。冷墩鋼的沖廢率還較高，高強度低松弛的繩索用鋼產(chǎn)量遠遠不能滿足市場的需求。(4)一些高質(zhì)量的合金鋼線材，純凈鋼線材，易切鋼線材如合金彈簧鋼、不銹鋼等還存在著品種和質(zhì)量方面的諸多問題，每年仍需進口。(5)我國高線的日歷作業(yè)率和機時產(chǎn)量與先進國家的生產(chǎn)線相比，普遍有較大的差距，造成日歷作業(yè)率和機時產(chǎn)量低的原因除坯料供應不足外，主要是生產(chǎn)準備和更換尺寸所用的工時較長，設備備件壽命低且儲備不足，設備維護監(jiān)測手段不夠完善，從而造成故障停機和檢修工時長。(6)生產(chǎn)中熱裝率、燃耗、電耗等方面與先進國家的生產(chǎn)線相比也同樣存在著一定的差距。(7)產(chǎn)品表面質(zhì)量方面的主要問題：①由于自動檢測裝置的失準以及軋件溫度不均，調(diào)整不及時或方法不當?shù)仍蛟斐僧a(chǎn)品尺寸超差。②．由于輥環(huán)破缺，軋槽磨損或是坯料表面缺陷等原因造成產(chǎn)品表面產(chǎn)生折疊。③．由于連鑄坯皮下氣泡嚴重或是軋槽嚴重磨損致使軋件凸起部分被疊軋造成產(chǎn)品表面結疤。④．由于軋輥質(zhì)量差，表面硬度不一或吐絲溫度過高，冷卻速度過慢，盤條表面受到嚴重氧化或鋼坯加熱不當，局部或全局嚴重脫碳等原因造成產(chǎn)品表面麻面。 高速線材的發(fā)展及其需要解決的問題(1)我國的工業(yè)化進程尚未完成，鋼鐵工業(yè)從總體上說還有一定的發(fā)展空間。國家重點發(fā)展的各類基礎設施建設，建筑工程項目以及制造業(yè)，全屬制品行業(yè)需求都會繼續(xù)給線材產(chǎn)品提供廣闊的市場。高速線材產(chǎn)品由于其軋制速度高，生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品精度高、生產(chǎn)成本低等特點，競爭優(yōu)勢明顯高于普通線材，2022 年我們高線產(chǎn)量占總線材產(chǎn)量的 ％，2022 年預計占 75％左右，預計2022 年所占的比例還會提高。(2)目前，我國正在建設的高速線材生產(chǎn)線有 20 多條（不包括籌劃中的） ，新增的 1000 萬 t 左右生產(chǎn)能力很快就會形成。這對高線產(chǎn)品的市場將直接產(chǎn)生影響，競爭將會更加激烈。那些 20 世紀 80 年代末期至 90 年代初期建成的生產(chǎn)廠應該盡早未雨綢繆，在加強技術改造力度和產(chǎn)品結構調(diào)整上多下功夫。(3)市場本身具有多個層次共存的特點，從線材市場實際需求而言，并不需要每條生產(chǎn)線都去生產(chǎn)最品質(zhì)的產(chǎn)品，普通碳素鋼線材這一層次的市場非但長期存在而且同樣廣闊。所以，我國高速線材生產(chǎn)線的建設和改造時，應該更加注意產(chǎn)品需求多元化對裝備水平多層次所產(chǎn)生的影響。裝備水平的定位應更加理性，以滿足本企業(yè)產(chǎn)品市場定位的需求為根本出發(fā)點，盡可能地減少過剩功能，降低成本。(4)我國高速線材生產(chǎn)線的日歷作業(yè)率普遍偏低，這將直接影響生產(chǎn)線的機時產(chǎn)量和總產(chǎn)量，繼而影響整體經(jīng)濟效益。如何提高日歷作業(yè)率將是我國調(diào)整線材廠進一步發(fā)揮生產(chǎn)線能力的突破點。2 產(chǎn)品大綱的制定及金屬平衡 編制產(chǎn)品方案的原則及方法 國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求根據(jù)國民經(jīng)濟各部門對產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和品種等方面的需要情況，既考慮當前的急需，又要考慮將來發(fā)展的需要。根據(jù)對產(chǎn)品的社會調(diào)查了解到國內(nèi)高速線材的市場需求結構發(fā)生了重大的變化，即對普通產(chǎn)品高速線材的需求已飽和，但對高品質(zhì)高速線材的需求日益擴大，特別是優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼，但是目前國內(nèi)的高速線材生產(chǎn)技術并沒有得到廣泛的普及,所以該車間主要還是以生產(chǎn)碳素結構鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼的高速線材為主。 產(chǎn)品的平衡考慮目前全國各地生產(chǎn)布局和配套來加以平衡。目前，全國范圍內(nèi)，高速線材生產(chǎn)產(chǎn)品較為先進的廠家有寶鋼、武鋼、酒鋼等，主要在我國的南方和東部，而西北一些大型鋼鐵企業(yè)沒有較先進的中厚板生產(chǎn)線，所以該車間設計的適應對象應該是在我國西北的大型鋼鐵企業(yè)。 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等的可能性基于我國北方自然條件優(yōu)越，物質(zhì)資源和人力資源都較為豐富，礦山眾多，而目前首鋼正在遷址，國家有理由也有足夠的資金來為其建立一套較為先進的高速線材生產(chǎn)線。 產(chǎn)品方案的制定車間生產(chǎn) ～ 光面線材 65 萬噸，全部以盤卷狀態(tài)交貨。鋼 種：碳素結構鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、低合金鋼。盤卷外徑：1250mm盤卷內(nèi)徑：850mm卷 高：最大高度 1520mm（壓緊后） ；松卷高度 2400mm盤卷質(zhì)量：約 1600kg產(chǎn)品精度：直徑偏差(mm):177。 不圓度:≤橢圓度小于各規(guī)格允許直徑正負偏差絕對值總和的 80％。產(chǎn)品規(guī)格、鋼種、年產(chǎn)量和比例見表 。表 產(chǎn)品大綱 選擇計算產(chǎn)品為了減少設計工作量，加快進度，同時又不影響整個設計質(zhì)量，可將各類產(chǎn)品進行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。選擇計算產(chǎn)品應遵循以下原則：（1）有代表性。從擬生產(chǎn)的所有品種中選出幾種在合金、品種、規(guī)格、狀泰、產(chǎn)量和工藝特點等方面有代表性的產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。（2）通過所有的工序。所選的所有計算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說每一種計算產(chǎn)品都通過各工序，而是對所有計算產(chǎn)品綜合起來看的。（3）所選的計算產(chǎn)品要與實際相接近。（4）計算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量，也就是說所選的計算產(chǎn)品要品種靈活，容易生產(chǎn)多種規(guī)格的產(chǎn)品。（5）本次設計所選的計算產(chǎn)品為：規(guī)格：﹑￠﹑￠8mm 鋼種：普年產(chǎn)量序號 規(guī)格（ｍｍ）鋼種（104t）（%）備注1 ￠ ～￠6 18．51 25%2 ￠～￠ 13．97 25%3 ￠8～￠10碳素結構鋼﹑優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼﹑合金鋼32．67 50%合計 65．0 100%國家規(guī)定盤條每碳鋼 Q235。見表 2－3表 2－3 典型產(chǎn)品規(guī)格表規(guī) 格（mm） 合計年產(chǎn)量（萬 t） 比 例 ( % ) 24 70 70 100 金屬平衡表年產(chǎn) 65 萬 t 線材，綜合金屬收得率 %。年需合格連鑄坯 673575 萬t，金屬平衡見表 。表 金屬平衡表鋼 坯 成 品 燒損和氧化 切 頭 軋 廢質(zhì)量(t) 673575 650000 6736 6736 10104比例(%) 100 3 生產(chǎn)工藝流程及過程簡述軋鋼車間的一般工藝流程為：鑄錠與坯料的準