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1、棒材工艺武武鹏鹏概述棒棒材材：棒棒材材是是简简单单断断面面型型钢钢，一一般般成成根根供供应应，主主要要包包括括圆圆钢钢和和螺螺纹纹钢钢筋筋，小小型型棒棒材材也也可可成成卷卷供应。供应。分分类类：按按断断面面形形状状分分为为圆圆形形、方方形形、六六角角形形以以以及建筑用螺纹钢筋等几种。以及建筑用螺纹钢筋等几种。小小型型轧轧机机生生产产圆圆钢钢的的范范围围一一般般为为10mm32mm10mm32mm，最小规格可至最小规格可至6mm6mm。随随着着大大跨跨度度桥桥梁梁和和高高层层建建筑筑对对大大规规格格钢钢筋筋的的需需要要，小小型型棒棒材材轧轧机机生生产产钢钢筋筋的的上上限限已已经经扩扩大大至至 5
2、2mm52mm，而而合合金金钢钢小小型型棒棒材材轧轧机机产产品品的的上上限限加加大至大至75mm75mm，甚至，甚至80mm80mm。2用途n可直接用作建筑材料；可直接用作建筑材料；n用用来来加加工工机机械械零零件件、汽汽车车零零件件，或或用用来来冷冷镦制成螺钉、螺母等；镦制成螺钉、螺母等；n一一般般棒棒材材要要经经过过深深加加工工才才能能制制成成成成品品。加加工工方方式式有有：锻锻造造、拉拉拔拔、挤挤压压、切切削削等等。为为保保证证其其使使用用时时的的机机械械性性能能，有有些些产产品品还还要进行热处理等。要进行热处理等。3龙钢轧钢厂棒线的现状n棒棒材材生生产产线线设设备备是是从从广广东东茂茂
3、名名钢钢铁铁公公司司拆拆回回的的一一套套年年产产8080万万吨吨的的棒棒材材设设备备，升升级级改改造造成成为为年年产产120120万万吨吨棒棒材材生生产产线线，与与现现有有的的连连铸铸机机配套。配套。n连铸坯连铸坯规格为规格为：连铸坯连铸坯150(160)150(160)12000mm150(160)150(160)12000mmn单根坯料重量：单根坯料重量：2065kg/2335kg2065kg/2335kgn短尺坯：短尺坯：10000mm10000mm，比例：不超过比例：不超过10%10%4龙钢轧钢厂棒线的现状n定定位位：棒棒材材车车间间的的能能够够在在不不添添加加微微量量合合金金元元素素
4、的的前前提提下下，生生产产高高质质量量、高高附附加加值值的的细细晶晶钢钢、高高强强度度螺螺纹纹钢钢，实实现现利利润润最最大大化化，拓拓宽宽了了市市场场发发展展空空间间，对对龙龙钢钢公公司司降降低低生生产产成成本本、提提高高竞竞争争力力具具有有重重大大的的影影响响，具具备备良良好好的的综综合合经经济济效效益和社会效益。益和社会效益。n现现状状：远远没没有有达达到到设设计计产产能能，其其中中切切分分轧轧制制技技术还未成熟。术还未成熟。5热送热装的优缺点n连铸坯热送热装技术是指在连铸坯热送热装技术是指在400400以上温度以上温度装炉或先放入保温装置，协调连铸与轧钢装炉或先放入保温装置，协调连铸与轧
5、钢生产节奏，然后待机装入加热炉。生产节奏，然后待机装入加热炉。n我国我国2020世纪世纪8080年代后期开始首先在武钢进年代后期开始首先在武钢进行热送热装试验，行热送热装试验，9090年代宝钢、鞍钢等在年代宝钢、鞍钢等在板带轧制中试验，并逐步采用了热送热装板带轧制中试验，并逐步采用了热送热装技术。技术。9090年代中期以后我国棒线材大量采年代中期以后我国棒线材大量采用了热送热装技术，但是距日本和一些欧用了热送热装技术，但是距日本和一些欧美国家的水平还有较大的差距。美国家的水平还有较大的差距。6热送热装的优缺点n热送热装的优点：节约能源。提高连铸坯入炉温度，可以缩短连铸坯加热时间，从而提高加热炉
6、的生产能力。提高成材率。连铸坯热送热装的入炉温度越高，加热时间越短，连铸坯的氧化铁皮和烧损越少，提高金属收得率。缩短生产周期。由于连铸坯入炉温度的提高，加热时间的缩短，相对于传统的冷装炉轧制工艺而言，都大大缩短了从钢水冶炼到轧制成品所需要的时间，简化了产品的生产工艺，缩短了生产周期。优化产品性能。连铸坯热坯装炉，缩短了加热时间，减少了表面氧化铁皮的产生，在轧制时如能较好地对控轧控冷技术进行控制应用，将能生产出比常规冷坯装炉表面质量好、组织均匀、性能优良的产品。7热送热装的优缺点n热送热装的缺点：对连铸坯质量要求高；对管理及协调的能力要求高；热装钢种受连铸钢种限制，调整不灵活；8热送热装的工艺和
7、技术n实现连铸坯热送热装工艺，除选择合适的连铸坯热送方案外，合理地确定连铸和轧钢之间的热连接方案也非常重要。在线、棒材生产车间内通常只能实现第2、3、4类热送热装，钢坯装炉温度在400900。实现热送热装应考虑下列情况：在连铸和轧机加热炉之间应设热钢坯储存和保温措施；连铸送来的热钢坯如不能及时装炉，可能剔出变为冷坯，因此加热炉前应设热刚剔出台架；生产中需要补充和正常轧制部分冷坯料，因此应设有冷坯上料台架；线、棒材车间设有一座操作和控制灵活，既可加热热连铸坯，也可加热冷连铸坯，也能适应冷、热连铸坯周期性混装工艺要求的加热炉。9热送热装的工艺和技术n连铸和轧钢之间的连接方式：采用运输车热送的连接方
8、式采用辊道运输热坯的连接方式。 主要有：带保温设施的热连接、带有长臂装料机的热连接方式采用中间装料加热炉的热连接、带感应加热炉的热连接等。10热送热装的工艺和技术n连铸坯热送热装技术的实现还需要以下几个条件：质量合格的连铸坯；工序间的协调稳定；相关技术设备要求，如采用雾化冷却、在平面布置上尽可能缩短连铸到热轧之间的距离、通过在输送辊道上加设保温罩及在连铸坯库中设保温坑等； 采用计算机管理系统。n我厂线材加热炉的坯料是由炼钢连铸坯车间提供无缺陷的合格连铸坯，连铸坯由辊道热送到车间，并经称重和测长，直接热送进加热炉，热坯来料温度约为500。冷坯通过汽车运送至轧钢车间的钢坯跨，由夹钳吊车成批吊运到上
9、料台架上或吊运至堆存区存放。送入加热炉的冷坯由冷坯上料台架步进输送到入炉辊道上，经称重、测长后，运至步进梁式加热炉加热。11我厂棒线的设备及工艺概况钢坯垛钢坯垛上料台架上料台架入炉辊道入炉辊道称重称重推钢入炉推钢入炉加热加热出炉辊道出炉辊道粗轧粗轧2#2#飞剪飞剪（事故碎断）（事故碎断）预水冷预水冷却却1#1#飞剪飞剪（事故碎断）（事故碎断）中轧中轧穿穿水冷水冷却却精轧精轧冷剪冷切冷剪冷切冷床冷却冷床冷却检验检验成品倍尺剪成品倍尺剪打打捆捆称重挂牌称重挂牌入库入库称重挂牌称重挂牌打捆打捆入库入库定尺材定尺材非定尺材非定尺材12主要设备及工艺特点n加热炉：加热炉为侧进侧出双蓄热室步进式煤气加热，
10、设计加热能力160吨/小时，采用三段式式加热制度，即根据炉内的供热分配分为预热段、加热段和均热段，加热段的主要作用就是快速加热钢坯，使其达到需要温度，因为升温速度快，所以钢坯通体温度不均匀，这时均热段的作用就得以发挥，通过均热段使钢坯表面、心部及头尾温度达到一致。13主要设备及工艺特点n全轧线共有18架轧机，分为粗轧、中轧、精轧机组。n轧机平-立交替布置的轧机组成，其中：18架为闭口轧机，918架为短应力线轧机，第16、18架为平/立可转换轧机，各架轧机均由直流电机单独传动，在中轧机组及精轧机组前各设一台启停式飞剪对轧件进行切头、切尾及事故碎断。整个轧线采用全连续、全无扭轧制，粗、中轧机组采用
11、微张力轧制，在第10-12架轧机之间、2#飞剪与精轧机组之间和精轧机组各架轧机之间均设置立活套，实行无张力控制轧制。根据产品规格的不同，粗轧机组轧出的71mm圆轧件在中轧和精轧机组轧制412道次，生产出1650mm圆钢或1240mm带肋钢筋（其中：1220mm带肋钢筋用切分法生产）。成品最大轧制速度为18m/s。n精轧机组前后设置有轧件控冷装置，精轧机组后设有剪切、精整、收集等装置。14轧机参数15轧机调整16活 套n活套布置：线材轧线每线设有5个活套，分别为位于预精轧机组和精轧机组前的1#和5#水平活套（我们习惯称为侧活套）、位于预精轧机组各机架间的2# 3# 4#立式活套。之所以将活套都布
12、置在该区域，是因为预精轧机组轧制速度相对较高，单机传动，因各种原因引起的秒流量较小的变化既有可能发生堆钢事故。n活套作用：贮存多余轧件用以应对轧机转速突然升高和降低引起的秒流量变化，实现无张力轧制，确保轧件尺寸精度。17活套动作过程n立式活套和水平活套的区别只是起套方向不同，水平活套是气缸推动起套辊向水平方向运动，而立式活套是起套辊向上抬起。活套台起套辊压辊压辊轧机轧机压辊起套辊起套辊18棒材导卫n导卫：安装在轧机的进出口，引导轧件按正确的形态和方向进出孔型的装置。n棒材的导卫及各种零部件有几百种之多。导卫装置在轧钢生产中起着极其重要的作用，生产中所发生的各种堆钢事故有大半是因为导卫问题造成的
13、。n分类：棒材使用的导卫基本可划分为两种，一种是滑动导卫（进口、出口）、另一种是滚动导卫（进口滚动）。各机组使用的导卫装置有一定差别，但大同小异。n导卫的安装与调整：线下预装、线上安装。19孔型系统及其特点n棒材的孔型系统：箱方 椭圆圆 椭圆圆，即除了第一和第二道次外都是椭圆与圆交替布置的孔型系统。n箱型孔和方型孔：通过这种孔型系统轧出的轧件断面为矩形或方形。n该孔型系统的主要优点是：沿轧件宽度方向变形均匀，速度差小、可以适应来料断面尺寸波动；在同一孔型中通过调整压下量，可以得到不同断面的尺寸的轧件；轧件无尖锐的棱角，截面温度较均匀切氧化铁皮易于脱落。n缺点：孔型侧壁斜度大，轧件的方形或矩形断
14、面不够规整；当进入孔型的轧件高宽比 较大，而孔型槽底又较宽时，轧件在孔型中的稳定性不好，易发生倒钢或歪扭（我们现场第二道次的方孔即容易出现该现象）。20孔型系统及其特点n椭圆圆孔型：通过该孔型系统轧出的断面为椭圆形和圆形。该孔型系统优点：轧件可以从一种断面平稳的转换成另一种断面，避免了由于剧烈不均匀变形而产生局部应力，减少了轧件劈头；没有较尖的棱角，轧件冷却均匀，减少裂纹的产生；有利于去除轧件表面氧化铁皮。n缺点：椭圆轧件在圆孔中轧制不稳定，因而对导卫装置的安装调整要求严格；圆孔型对来料轧件尺寸波动适应性差，调整要求严格。21生产工艺- -原料检验n原料的检查：钢坯进厂后要进行钢坯检验，检验依
15、据执行冶金行业标准YB/T2011-2004，首先要确保钢坯各尺寸偏差、钢坯弯曲度、断面平整度、对角线之差等不得超过相关规定，钢坯表面不得有肉眼可见的重接、翻皮、夹杂、缩孔、裂纹等缺陷，有必要的话还要对其内部成分组织进行检验。如果钢坯质量不能得到良好的控制，生产过程中会造成倒钢、堆钢事故或者出废品。所以只有原料质量得到保证才能确保生产顺行和成品质量。22生产工艺- -加热n加热：线材生产属于热轧一种形式，轧制之前的钢坯原料需要先经过加热到一定温度。n加热目的：提高塑性，降低变形抗力，改善内部组织，消除铸锭缺陷。n加热要求：严格执行加热制度，钢坯整体温度均匀，无过热、过烧等现象。23生产工艺生产
16、工艺- -开轧温度开轧温度n开轧温度：咬入第一架轧机时的轧件温度。轧件温度。n我们经常把开轧温度和加热温度混为一谈，这是非常错误的，加热温度是钢坯在加热炉加热时检测元件检测到的炉膛温度。n开轧温度过高容易发生堆钢事故，并且燃料消耗增加，开轧温度过低又使轧机负载增大，致使电力消耗变大，并切对轧辊、导卫等都带来不利。所以生产过程中控制好开轧温度是非常关键的。n根据钢种不同开轧温度也不相同，例如我们现在生产使用开轧温度为100050。24生产工艺- -工艺参数设定n生产之前，主控台操作人员根据工艺要求将各种工艺参数输入电脑，并检查其正确性。n生产过程中要根据实际情况对某些参数进行适当调整以达到最优化
17、。n工艺参数：轧制程序（包括各道次料型尺寸、轧制速度、延伸系数、轧制力、电机负荷等参数）、轧辊直径、各辊道参数、各飞剪参数、各活套参数、水冷参数、夹送辊吐丝机参数等。25生产工艺- -轧制n轧制：轧件在旋转的轧辊间产生塑性变形的过程。n轧制工序是轧钢生产中最关键的工序，它完成了从原料到成品的延伸变形整个过程。n轧制过程中需要控制的主要工艺参数就是轧制速度和料型。26生产工艺- -轧制n轧制速度与轧制料型：之所以把轧制速度和料型放轧制速度与轧制料型：之所以把轧制速度和料型放在一起来说，是因为生产过程中速度与料型的控制在一起来说，是因为生产过程中速度与料型的控制是相辅相成的。形成连轧的条件就是秒流
18、量相等，是相辅相成的。形成连轧的条件就是秒流量相等，即即FV=C（常数），用语言表述就是单位时间内流（常数），用语言表述就是单位时间内流经每一架轧机的金属体积相等。经每一架轧机的金属体积相等。n实现良好的速度和料型调整是有前提的：首先要有实现良好的速度和料型调整是有前提的：首先要有稳定的设备；再者要有良好的孔型设计，也就是说稳定的设备；再者要有良好的孔型设计，也就是说要有一套完备要有一套完备孔型系统孔型系统；最后要确保孔槽的加工精；最后要确保孔槽的加工精度和安装精度。度和安装精度。n只有具备了上述条件，才能通过速度与料型的调整，只有具备了上述条件，才能通过速度与料型的调整，使生产连续、稳定。使
19、生产连续、稳定。 27生产工艺- -轧制n速度与料型调整：生产中轧制速度与料型是分别速度与料型调整：生产中轧制速度与料型是分别由主控台和轧钢工进行控制调整的，生产之前主由主控台和轧钢工进行控制调整的，生产之前主控台和轧钢工按照轧制程序对速度和料型进行预控台和轧钢工按照轧制程序对速度和料型进行预设定，其中料型的设定在粗中轧使用压辊缝和试设定，其中料型的设定在粗中轧使用压辊缝和试小样的方法、精轧因为轧机精度和刚性都较好直小样的方法、精轧因为轧机精度和刚性都较好直接采用压辊缝方法。生产过程中，各操作人员可接采用压辊缝方法。生产过程中，各操作人员可以根据轧机电流、轧件张紧程度、轧件交口宽度以根据轧机电
20、流、轧件张紧程度、轧件交口宽度变化、测量飞剪切头尺寸等判断轧制速度与料型变化、测量飞剪切头尺寸等判断轧制速度与料型是否合适，从而做出相应调整，使轧线处于一个是否合适，从而做出相应调整，使轧线处于一个相对稳定的状态。相对稳定的状态。28穿水工艺要求及性能n穿水的目的：通过穿水冷分别控制进入精轧机组和进入冷床的轧件温度，使其保持在工艺要求的范围内，从而控制晶粒的过分长大、减少氧化，代替离线热处理等，使轧件从高温奥氏体组织转变成与所要求性能相对应的常温金相组织。29精整部分的工艺特点n棒棒材的质量检查包含两方面内容：材的质量检查包含两方面内容：一是尺寸和外形，即尺寸精度（直径偏差、不一是尺寸和外形，
21、即尺寸精度（直径偏差、不圆度）及外表形态（不得有耳子、折叠、结疤圆度）及外表形态（不得有耳子、折叠、结疤等有害缺陷），该部分内容在现场直接用工具等有害缺陷），该部分内容在现场直接用工具测量和肉眼观察测量和肉眼观察。二是内部质量，即化学成分（主要是二是内部质量，即化学成分（主要是C C碳碳、S Si i硅硅、MnMn锰锰、P P磷磷、S S硫硫的含量不能超标）和机械的含量不能超标）和机械性能（屈服强度、抗拉强度、断后伸长率），性能（屈服强度、抗拉强度、断后伸长率），该部分需取样后送检验室做相关试验获得数据。该部分需取样后送检验室做相关试验获得数据。30质检执行标准n热轧热轧光圆光圆钢筋检测标准为
22、：钢筋检测标准为：钢筋混凝土用钢钢筋混凝土用钢 第第1 1部分：热轧光圆钢筋；部分：热轧光圆钢筋；国标号为：国标号为：GB1499.GB1499.1 1-200-2008 8n热轧带肋钢筋检测标准为：热轧带肋钢筋检测标准为：钢筋混凝土用钢钢筋混凝土用钢 第第2 2部分：热轧带肋钢筋；部分：热轧带肋钢筋；国标号为：国标号为：GB 1499.2-2007GB 1499.2-2007； 31我厂产品标识n例如钢材表面标识4E/YL0/25的意义n4E: 4代表抗拉强度为400兆帕，E代表抗震钢筋 ； YL: 是“禹龙”品牌的缩写； 25: 代表钢筋的直径为25mm；32我厂生产要求n成对二支轧辊的螺
23、纹旋向，一支右旋，一支左旋。成对二支轧辊的螺纹旋向，一支右旋，一支左旋。轧槽刻字在右旋轧槽中，刻字辊装在轧机的轧槽刻字在右旋轧槽中，刻字辊装在轧机的上上辊辊。n轧钢厂生产定尺长度规格有轧钢厂生产定尺长度规格有: :9m 9m 、12m12m ； n钢筋应按批进行取样；每批重量不大于钢筋应按批进行取样；每批重量不大于6060吨的钢吨的钢材，取样材，取样4 4根。超过根。超过6060吨的部分，每增加吨的部分，每增加4040吨（或吨（或不足不足4040吨的余数），增加吨的余数），增加1 1个拉伸试验样和弯曲试个拉伸试验样和弯曲试验样；验样；n钢筋按定尺交货钢筋按定尺交货时时的长度允许偏差不得大于的长
24、度允许偏差不得大于25mm25mmn合格的棒材打包要求：合格的棒材打包要求：9 9米定尺钢材要求打米定尺钢材要求打8 8道道，1212米定尺钢材要求打米定尺钢材要求打1212道道。33我厂生产要求n带肋钢筋内径的测量应精确到 0.1mm；带肋钢筋横肋间距采用测量平均肋距的方法进行测量。即测取钢筋第一面上第1个与第11个横肋的中心距离，该数值除以10即为横肋间距，应精确到 0.1mm；n在同一生产班次，同一设备连续出现同一缺陷废品40t的质量事故属于A级质量事故；34精整部分的工艺特点n称重、挂牌及卸卷、入库。n称重有专门的电子秤，控制器显示屏主要内容有重量，日期、时间、批号、钢种、规格、钩号以
25、及故障和操作方式等。标牌机主要打印内容有日期、批号、钢种、规格和重量以及公司名称等。35生产新设备 轧机的布置形式也由原来的棋盘式发展到现在的连续式布置，由水平布置发展到现在的平立交替式的布置。 目前，棒线布置形式以连续式平立交替布置为主，甚至某些厂棒线在末架设置平立可转化式轧机。闭口式轧机短应力线轧机36闭口式轧机的特点n闭口式多孔槽二辊轧机是小型轧机最普通的形式。n压下装置设在轧机牌坊上横梁和上轴承座之问，既维持了牌坊的整体性，又使轧机剐度增加。n采用了上辊液压平衡和手动蜗杆蜗轮结构进行上辊轴向调节技术，以及液压小车换辊和轧机横移技术，使轧制线固定不变。n闭口式二辊轧机是可靠的粗轧和中轧机
26、组，常规的精轧机组也大多采用这种机型。n闭口轧机上辊采用液压压下，下辊采用加垫片的方式调节，所以，轧制线对中性差n通常采用在线换辊、在线磨槽，浪费生产时间。37短应力线轧机的特点n特点：轧机的高刚度保证了产品的高精度，容易实现负偏差轧制；能实现对称调整。这对于稳定操作，提高作业率，节省检修和更换导卫横梁时间，减少操作事故，避免轧件弯头、冲击、缠辊等工艺事故，提高导卫寿命具有重要意义。由于轧机改变了力的传递途径，将压下螺丝的集中载荷变为分散在轴承座两侧的分散载荷，使轴承和轴承座受力情况更好，轴承寿命较普通轧机提高1.5倍以上，从而降低了产品的成本。该种轧机的辊系在换辊前进行预安装并调整好，停车后
27、10min左右即可换好新辊系。调好的轧机过一二根钢后即可保证产品合格。因此，短应力轧机的预调性能好，换辊快，成材率高。 38生产新工艺- -无头轧制n日日 本本 钢钢 管管 公公 司司 19971997开开 发发 成成 功功EBROS(EndlessBar EBROS(EndlessBar Rolling Rolling System)System)技技术术，并并设设计计制制造造了了世世界界上上第第一一条条棒棒、线线材材无无头头轧制生产线。轧制生产线。n采采用用无无头头轧轧制制技技术术可可以以减减少少切切损损，提提高高生生产产率率，而而且且在在焊焊接接区区域域内内没没有有出出现现表表面面缺缺陷
28、陷、内内部部缺缺陷陷及及化化学学成成分分的的偏偏差差，也也没没有有任任何何缺陷而影响轧制工艺和最终产品的质量。缺陷而影响轧制工艺和最终产品的质量。39生产新工艺- -无孔型轧制n定义：在没有轧槽的平辊上轧制钢坯和棒材的方法,也叫平辊轧制、圆边矩形轧制或无槽轧制。n优点变形均匀，轧件质量好减少了轧辊的磨损和轧辊车削量减少了轧辊和导卫装置的数量提高辊身利用率40生产新工艺- -切分轧制n切切分分轧轧制制的的原原理理是是在在轧轧制制过过程程中中用用轧轧辊辊或或其其他他方方法法将将轧轧件件沿沿纵纵向向剖剖分分成成两两条条或或多多条条轧轧件件，变变单单条条轧制为多条轧制。轧制为多条轧制。n优点：优点：使
29、产量大幅提高使产量大幅提高可以扩大产品规格范围可以扩大产品规格范围充充分分利利用用轧轧机机能能力力，降降低低燃燃料料消消耗耗、电电耗耗以以及及轧辊消耗等轧辊消耗等41切分轧制采用的方式n切分的主要方法有两种：切分的主要方法有两种：切分轮切分轮和辊切法和辊切法先用特殊的孔型将轧件轧成准备切成的形状，先用特殊的孔型将轧件轧成准备切成的形状，再在轧机的出口处安装不传动的切分轮，利用再在轧机的出口处安装不传动的切分轮，利用其侧向分力将轧件切开。这种方法在连轧机上其侧向分力将轧件切开。这种方法在连轧机上普遍采用，是目前切分轧制的主要方法。普遍采用，是目前切分轧制的主要方法。利用轧辊孔型的特殊设计，在变形过程中将轧利用轧辊孔型的特殊设计，在变形过程中将轧件分开。这种方法不需要其他辅助设备，操作件分开。这种方法不需要其他辅助设备，操作简单，但要求轧辊的强度和韧性，要求轧辊孔简单，但要求轧辊的强度和韧性，要求轧辊孔型设计合理准确。型设计合理准确。42结结 束束谢谢此处有掌声44
