【正文】 度快，生產(chǎn)能力高，節(jié)約能源，減少生產(chǎn)工序和生產(chǎn)操作人員，設(shè)備重量小，成本低，便于管理等優(yōu)點。但這種方法要求生產(chǎn)節(jié)奏穩(wěn)定，并能根據(jù)來料溫度波動自動調(diào)節(jié)淬火時間和用水量，以保證得到穩(wěn)定組織和性能。3）矯直 冷卻后鋼軌在5～9輥、輥距為900mm～1400mm的輥式矯直機上矯直。為防止軌內(nèi)產(chǎn)生較大殘余應(yīng)力，只允許矯直一次。由于鋼軌彎曲主要是在垂直方向，故大多采用立矯方法，殘余彎曲用壓力輥給予補矯。4）軌端加工 軌端加工包括銑頭、鉆眼等工序，連同軌端高頻淬火組成專用加工線。有的生產(chǎn)線采用高效能聯(lián)合加工機床，用冷鋸代替銑床，可同時進(jìn)行鋸頭、鉆孔和倒棱作業(yè)。三、小型型材生產(chǎn)小型型材一般指φ9mm～50mm圓鋼，邊長8mm～50mm方鋼，外徑6mm～28mm螺紋鋼筋，～13mm線材，No2～8等邊角鋼，4～30mm25～1603mm扁鋼，內(nèi)切圓直徑No 5～16（可達(dá)30 mm）六角鋼，No 5～8工字鋼、槽鋼，5 ～8kg/m鋼軌等。小型型材軋機的軋輥名義直徑在φ250～300mm。小型型材斷面小、長度長，因而軋制時散熱快，溫降嚴(yán)重，軋件頭尾溫差很大，這不僅使能耗增大，軋輥孔型磨損加快，而且頭尾尺寸波動大。所以小型型材生產(chǎn)的關(guān)鍵是如何解決軋件溫降快，頭尾溫差大的問題。小型型鋼生產(chǎn)中軋機是主要布置形式是橫列式、半連續(xù)式和連續(xù)式。 小型型材的生產(chǎn)工藝流程 初軋機開坯一、初軋機類型初軋機按其結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品品種的不同，可分為二輥可逆式軋機、萬能板坯、三輥開坯機和鋼坯連軋機。軋機大小以軋輥公稱直徑表示。二、初軋機開坯生產(chǎn)特點(1)初軋機所用的原料是具有鑄造組織的鋼錠。(2)變形不均勻(3)壓下量和軋制扭矩大(4)可逆軋制(5)鋼錠重量和初軋坯斷面較大。三、初軋生產(chǎn)工藝 初軋生產(chǎn)工藝過程一般可分為鋼錠進(jìn)料、均熱、初軋、剪切和鋼坯精整。若生產(chǎn)較小規(guī)格的方坯，則需要經(jīng)過鋼坯連軋機。 鋼錠脫模后運往初軋均熱跨，用鉗式吊車裝入均熱爐內(nèi)加熱。小于3t的可用連續(xù)式加熱爐。 作用是用軋制的方法改善鋼錠表面層氣泡，樹枝狀組織及中心縮孔，使其壓合，軋制成規(guī)定的形狀和尺寸。（1）初期壓下（2）中期軋制（3）精軋。四、我國初軋機的前景和可能的改造方案目前，初軋坯已趨于淘汰，僅在以下情況有使用價值：1. Φ1000mm以上初軋機采用連鑄—初軋聯(lián)合開辟工藝2. 合金鋼廠內(nèi)的初軋機也可保留改造方案：1. 改造為棒材軋機2. 改造為中厚板軋機3. 改造為H型鋼軋機 大中型型鋼生產(chǎn)技術(shù)第二節(jié) 棒線材生產(chǎn)一、棒材的品種與分類 簡單斷面型鋼一般成根供應(yīng)，又稱棒材，主要包括圓鋼和螺紋鋼筋。近年來，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，小型棒材也成卷供應(yīng)。棒材的品種按斷面形狀分為圓形、方形、六角形及建筑用螺紋鋼筋等幾種。小型軋機生產(chǎn)圓鋼的范圍為Φ10~32mm，最小規(guī)格可至Φ6mm。隨著大跨度橋梁和高層建筑對大規(guī)格鋼筋的需要，小型棒材軋機生產(chǎn)鋼筋的上限擴(kuò)大至Φ52mm，而合金鋼小型軋機產(chǎn)品的上限加大至Φ75mm，甚至Φ80mm.二、線材的品種與種類三、用途耐磨性能等各有所偏重。 棒線材的生產(chǎn)特點和生產(chǎn)工藝一、生產(chǎn)特點棒線材斷面形狀簡單，用量巨大，適于進(jìn)行大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)。線材的斷面尺寸是熱軋材中最小的，所使用的軋機也應(yīng)是最小的。二、生產(chǎn)工藝線材斷面形狀簡單，長度長，要求尺寸精度和表面質(zhì)量高，適合進(jìn)行大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)。線材生產(chǎn)發(fā)展的總趨勢是提高軋速，增加盤重，提高尺寸精度及擴(kuò)大規(guī)格范圍，同時向?qū)崿F(xiàn)改善產(chǎn)品最終力學(xué)性能，簡化生產(chǎn)工藝，提高軋機作業(yè)率的方向發(fā)展。目前，線材坯料斷面尺寸擴(kuò)大到邊長150 mm～200mm。精軋出口速度一般為100 m/s～120 m/s，隨著飛剪剪切技術(shù)、吐絲技術(shù)和控冷技術(shù)的完善，還有繼續(xù)提高的趨勢，終軋速度達(dá)到150 m/s的研究已在進(jìn)行中。軋制技術(shù)的飛速發(fā)展及新式高速軋機的出現(xiàn)，終軋速度不斷提高，為增加線材盤重創(chuàng)造了有利條件。線材盤重增大，不僅能減少二次加工工序，降低成本，提高產(chǎn)量和作業(yè)率，提高金屬收得率，而且使軋件由于咬入不順造成的事故減少，軋機自動化水平提高。目前1～2噸已經(jīng)是小盤重，很多軋機生產(chǎn)的盤重達(dá)到3～4噸。由于這一原因，線材直徑越來越粗，到2000年，國外已經(jīng)出現(xiàn)直徑60 mm盤卷線材。但是，增大盤重、減少線徑同提高質(zhì)量和精度之間存在一定矛盾。隨著盤重加大，導(dǎo)致軋件長度和軋制時間增加，軋件終軋溫度降低，頭部和尾部溫度差加大，從而引起頭、尾尺寸公差加大，組織和性能不均。另外，線材斷面最小，總延伸系數(shù)最大，軋制道次多，溫降也大。因此，為節(jié)約能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，需要由鋼坯一材一火成材。線材生產(chǎn)一般工藝流程：原料準(zhǔn)備→稱重→加熱→粗軋→（剪頭）→中軋→剪頭→精軋→水冷→卷取→空冷→（散卷冷卻）→檢驗→收集→包裝→收集（鉤式運輸）→稱重→入庫。 （1）坯料準(zhǔn)備 在供坯允許的條件下，坯料斷面積盡可能小，以減少軋制道次。為保證盤重，坯料要求盡可能長；另外，軋機軋制速度越高，盤重越大，要求坯料尺寸越大。所以，棒、線材坯料細(xì)而長。目前生產(chǎn)棒、線材坯料斷面形狀一般為方形，邊長120 mm～150 mm，最長為22 m，以連鑄坯為主。由于線材成卷供應(yīng)，必須對表面缺陷進(jìn)行清除，對內(nèi)部缺陷進(jìn)行探傷。當(dāng)采用常規(guī)冷裝爐加熱軋制工藝時，為保證坯料全長質(zhì)量，一般鋼材采用目視檢查，手工清理的方法；對質(zhì)量要求較嚴(yán)格的鋼材，可采用超聲波探傷、磁粉或磁力線探傷等進(jìn)行檢查和清理，必要時進(jìn)行全面表面修磨；采用連鑄坯熱裝爐或直接軋制時，必須保證無缺陷高溫鑄坯生產(chǎn)。對有缺陷的鑄坯，可進(jìn)行在線熱檢查和熱清理，或通過檢測形成落地冷坯，人工清理后，再進(jìn)入常規(guī)軋制生產(chǎn)。（2）加熱一般采用步進(jìn)式加熱爐加熱。加熱的通常要求是氧化脫碳少，鋼坯不發(fā)生扭曲，不產(chǎn)生過熱過燒等。對易脫碳的鋼，要嚴(yán)格控制高溫段的停留時間，采取低溫、快熱、快軋等措施。為減少軋制溫降，加熱爐應(yīng)盡量靠近軋機。現(xiàn)代化的高速線材軋機坯重大，坯料長，這就需求加熱溫度均與，溫度波動范圍小，對高速線材軋機，最理想的加熱溫度是鋼坯各點到達(dá)第一架軋機時其軋制溫度始終一樣，要做到這一點通常將鋼坯兩端的溫度提高一些，通常鋼坯兩端比中部加熱溫度高30~50℃。（3）軋制 隨著線材生產(chǎn)向著連續(xù)、高速、無扭、微張力或無張力軋制的方向發(fā)展，軋制方式也由橫列式向連續(xù)式發(fā)展。現(xiàn)代化棒材車間機架數(shù)一般多于18架，線材車間機架數(shù)一般為21～28架。生產(chǎn)實踐中經(jīng)常出現(xiàn)因終軋溫度過高而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降或螺紋鋼成品孔型不能順利咬入等問題，線材連軋機有實現(xiàn)低溫軋制的條件。低溫軋制不僅可以降低能耗，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造很高的經(jīng)濟(jì)效益。低溫軋制規(guī)程有兩種，一種是降低開軋溫度，從1050℃～1100℃降至850℃～950℃，終軋溫度與開軋溫度相差不大，扣除因變形抗力增大導(dǎo)致電機功率增加的因素，節(jié)能可達(dá)20%左右。另一種是不僅降低開軋溫度，并將終軋溫度降低至再結(jié)晶溫度（700℃～800℃）以下，除節(jié)能外還明顯提高產(chǎn)品的機械性能，效果優(yōu)于任何傳統(tǒng)的熱處理方法。有時在精軋機組前設(shè)置水冷設(shè)備以控制線材終軋溫度，在精軋機組各機架間進(jìn)行在線冷卻，控制線材溫度升高、終軋溫度及穩(wěn)定性。線材在軋制時，軋件高度上尺寸由孔型控制，可以有保證，但寬度上尺寸卻是計算出來或根據(jù)經(jīng)驗確定的，孔型不能嚴(yán)格限制寬度方向尺寸。另外，機架間張力和軋件頭、尾尺寸差也會對軋件尺寸產(chǎn)生明顯影響。為確保軋件尺寸精度，常見方法是采用真圓孔型和三輥孔型嚴(yán)格控制軋件高向和寬向尺寸，或在成品孔型后設(shè)置專門定徑機組以及采用自動控制AGC系統(tǒng)。目前，線材尺寸精度達(dá)到177。，發(fā)展目標(biāo)是精度達(dá)到177。線材軋機分粗、中、精軋三個機組，孔型系統(tǒng)選擇也不相同。一般各延伸孔型系統(tǒng)，如平箱—立箱、六角—方、菱—方、橢圓—方、橢圓—圓都可用為粗軋孔型，但應(yīng)滿足粗軋要求。中軋孔型普遍采用橢—方系統(tǒng)。精軋一般采用橢—方系統(tǒng)，但在軋制高碳鋼和合金鋼時，也有采用橢—圓、橢—立橢孔型系統(tǒng)。線材軋制的孔型總延伸系數(shù)較其他鋼材都大，～，硬質(zhì)線材取下限，軟質(zhì)線材取上限。生產(chǎn)中粗軋、中軋、～、～、～。實行多道快速軋制時，平均延伸系數(shù)減小可有效減小軋件在中間道次出耳子和成品表面形成折疊。（4）冷卻和精整 目前線材的冷卻有兩種方式：自然冷卻和控制冷卻。自然冷卻包括堆冷和鉤式冷卻，堆冷已被淘汰，鉤式冷卻適用于成品線材速度在10 m/s～16m/s，單重100kg～200kg的盤條的冷卻，現(xiàn)已不能滿足生產(chǎn)和用戶需要，往往與控制冷卻結(jié)合使用。控制冷卻是線材生產(chǎn)發(fā)展的方向，線材精軋后控制冷卻一般分三步完成：一是軋后穿水冷卻，使線材快冷到700℃～900℃，減少高溫停留時間，減少二次氧化，防止變形奧氏體晶粒長大或阻止碳化物析出，為相變作組織上的準(zhǔn)備；二是吐絲成圈后進(jìn)行散卷冷卻，以控制奧氏體向鐵素體和珠光體的轉(zhuǎn)變速度，保證線材的組織性能要求；三是相變后和成卷后的盤卷冷卻，要盡可能保證各部位冷卻均勻，盤卷成形，組織和性能均勻。 精整工藝：三、軋機布置形式線材的生產(chǎn)以連續(xù)式為主，線材車間的軋機數(shù)量一般都比較多，分粗軋、中軋和精軋機組。線材軋機經(jīng)歷了從橫列式、半連續(xù)式、連續(xù)式直到高速軋機的誕生，每一個新的機型，每一個新的布置都使線材的軋制速度、軋制質(zhì)量和盤重有所提高。然而只有高速線材軋機得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。高速無扭精軋機組和控制冷卻設(shè)備用于線材生產(chǎn)，標(biāo)志新一代線材軋機的誕生。 Y型線材精軋機機組孔型系統(tǒng)控制冷卻是線材生產(chǎn)發(fā)展的方向，線材精軋后控制冷卻一般分三步完成：一是軋后穿水冷卻，使線材快冷到700℃～900℃，減少高溫停留時間，減少二次氧化，防止變形奧氏體晶粒長大或阻止碳化物析出，為相變作組織上的準(zhǔn)備；二是吐絲成圈后進(jìn)行散卷冷卻，以控制奧氏體向鐵素體和珠光體的轉(zhuǎn)變速度，保證線材的組織性能要求；三是相變后和成卷后的盤卷冷卻，要盡可能保證各部位冷卻均勻，盤卷成形，組織和性能均勻。目前現(xiàn)代化線材軋機常用的散卷冷卻方式有斯太爾摩法、施羅曼法、沸水冷卻法（ED法）、塔式冷卻法（DP法）、流態(tài)層冷卻法等。這些冷卻工藝都以鉛浴處理為模式，在鋼是奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖上描繪各自的工藝路線，以求用最簡便、經(jīng)濟(jì)的方法得到鉛浴處理那樣良好的效果。斯太爾摩法將軋出的線材（1000℃左右），通過水冷套管快速冷卻至相變溫度785℃左右，經(jīng)導(dǎo)向裝置引入吐絲機，然后進(jìn)行散卷冷卻，根據(jù)鋼種不同，通過控制鼓風(fēng)機的送風(fēng)量和運送速度，控制線材冷卻速度。不同鋼種可進(jìn)行強迫風(fēng)冷、自然空冷、加罩緩冷或供熱球化退火，以控制線材組織性能。冷卻后線材經(jīng)集卷器收集，然后進(jìn)行檢查、打捆、入庫。斯太爾摩法又可細(xì)分為標(biāo)準(zhǔn)型、慢冷型和延遲型斯太爾摩法三種，七十年代后所建大多是延遲型斯太爾摩法，適應(yīng)性廣，工藝靈活。三種斯太爾摩法都可適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的鋼種，收到控制金屬組織、改善使用性能、減少氧化鐵皮的綜合效果。斯太爾摩法的缺點是投資費用高，占地面積大。空冷區(qū)線材的降溫主要靠冷風(fēng)，線材質(zhì)量受車間氣溫和溫度影響較大。依靠風(fēng)機降溫，線材二次氧化嚴(yán)重。施羅曼法是在斯太爾摩控制冷卻的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，為克服斯太爾摩法的缺點，其改進(jìn)水冷裝置，強化了水冷能力，以便得到更低的過冷溫度，即得到更接近理想轉(zhuǎn)變溫度的過冷奧氏體，達(dá)到簡化第二階段的控制，從而降低生產(chǎn)費用。采用臥式成圈器，卷成的線圈立著進(jìn)行水平移動，可使冷卻更均勻且便于散熱。這兩項改進(jìn)取消了卷線后風(fēng)冷，冷卻過程基本不受車間氣溫和溫度影響，但冷卻后線材質(zhì)量不如斯太爾摩法易于保證。線材溫度主要靠水冷保證，卷取后冷卻類似正火，冷卻能力弱，對線材冷卻速度沒有控制能力。施羅曼法為適應(yīng)不同鋼種，采用了不同的散卷冷卻作業(yè)線，教材中（圖11—13）表示了五種冷卻工藝，圖中第一種適于普碳鋼，只經(jīng)過水冷卻垂直線圈和水平線圈進(jìn)行空冷。第二種為低速空冷，線圈僅是水平狀，適于冷卻速度較慢的鋼種。第三種適于某些需要緩冷的鋼種，如高合金滾珠軸承鋼，成圈后加保溫罩，罩內(nèi)可裝燒嘴進(jìn)行加熱。第四種適于要求低溫收集的鋼種，在運輸機后部加了冷卻罩可噴水或蒸汽、空氣的混合氣。第五種主要用于處理奧氏體和鐵素體鋼，空冷后在輥道式連續(xù)退火爐內(nèi)加熱并保溫，然后進(jìn)入水冷池急冷。塔式冷卻法（DP法）是將軋后線材經(jīng)水冷至850℃～650℃，卷取后置于垂直運動的鏈?zhǔn)竭\輸機上，用鉤子支撐自上而下運動，從垂直塔壁上的風(fēng)孔吹入空氣，使線材溫度降至500℃以上，通過風(fēng)量和運輸機下降速度調(diào)節(jié)冷卻速度，滿足線材性能要求。沸水冷卻法（ED法）是將軋后線材經(jīng)水冷至850℃左右，依靠壓緊輥送入卷線機，然后落入沸水槽中被卷成盤。線材從前端開始依次受到沸水冷卻，卷取完成后依靠底板將盤條拖起，然后用推料機推出到運輸機上取出。流態(tài)層冷卻法是將軋后線材經(jīng)水冷至750℃左右卷取，然后落在由鋯砂作流態(tài)粒子的流態(tài)冷床上進(jìn)行奧氏體分解相變，流態(tài)層的溫度與奧氏體分解溫度直接相關(guān)，此設(shè)備比較復(fù)雜。一、連軋坯熱裝熱送或連鑄連軋技術(shù)連鑄連軋是型材發(fā)展的方向，直接以連鑄坯為原料是小型軋機可能在市場競爭中存在的必要條件。目前，普通碳素鋼、低合金鋼和部分合金鋼小型軋機都以連鑄坯為原料，但連鑄還是無法保證提供無缺陷坯料，需要在冷態(tài)下對坯料進(jìn)行表面缺陷和內(nèi)部質(zhì)量檢查。連鑄坯在650℃～800℃熱裝熱送，可提高加熱爐能力20％～30%，％～%，節(jié)約加熱能耗30％～45%，同時可減少或取消中間存儲面積，減少設(shè)備和操作人員，縮短生產(chǎn)周期，加快資金周轉(zhuǎn)，有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。直接熱裝熱送是當(dāng)前小型和線材軋機節(jié)能降耗、減少生產(chǎn)成本、簡化生產(chǎn)工藝最直接有效的措施之一。隨著精煉技術(shù)、連鑄無缺陷坯技術(shù)、坯料熱狀態(tài)表面和內(nèi)部質(zhì)量檢查技術(shù)的發(fā)展，連鑄坯熱裝熱送將會得到快速發(fā)展。近終形連鑄技術(shù)迅速發(fā)展，連鑄異型坯已經(jīng)可以滿足大生產(chǎn)的要求。使用連鑄異型坯可以大大緩解型鋼軋制中開坯機的壓力，明顯減少開坯機異型孔型數(shù)量，減少軋制道次。例如：使用連鑄板坯軋制H型鋼，在開坯機往往需要軋制19～23道次，而使用異型坯只需7～9道次。開坯道次減少，可以降低坯料的加熱溫度，減少軋輥消耗，縮短軋制周期，減少切頭、尾量，經(jīng)濟(jì)效益明顯。我國現(xiàn)已投產(chǎn)使用連鑄異型坯在萬能軋