第一節(jié) 國內(nèi)高速線材軋機(jī)產(chǎn)業(yè)主要技術(shù)成果
1、無槽軋制
無槽軋制是指采用不刻槽、無孔型的軋輥軋制生產(chǎn)，無槽軋制中僅有的孔型是成品時(shí)的孔型。該軋制最早使用在棒材全連續(xù)生產(chǎn)中，現(xiàn)在已可以應(yīng)用于高速線材生產(chǎn)的粗、中、預(yù)精軋機(jī)組上。無槽軋制通過單一改變輥縫即可調(diào)整軋件的斷面尺寸，且軋件的受力簡化，使軋件變形更均勻，能減少軋件的開裂和翹皮，改善軋材表面質(zhì)量。
對于無槽軋制，軋件的寬展和鼓形預(yù)報(bào)很關(guān)鍵。軋件的寬展，通過精確的預(yù)測各道次的寬展量，對軋件的寬變形規(guī)律的 研究 ，從而設(shè)定連續(xù)工藝參數(shù)，使線材在各道次之間咬入時(shí)，軋制穩(wěn)定。鼓形預(yù)報(bào)，避免雙鼓形帶來的，角部寬展大而中部小，角部尖化，成型進(jìn)入孔型時(shí)造成軋件折疊質(zhì)量問題。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集，不斷優(yōu)化和修正工藝，采取合宜的防治措施，進(jìn)而設(shè)計(jì)出合理的軋件斷面和軋制參數(shù)。
國內(nèi)八一鋼鐵公司已成功應(yīng)用無槽軋制技術(shù)于高線機(jī)組上，軋制典型Φ5.5mm線材時(shí)，其寬展最大延伸率在28.6%，最小為9.6%，30道次軋制，對于個(gè)別道次，軋機(jī)采用滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，以解決軋件的扭轉(zhuǎn)和脫方等。在其無槽軋制過程中氧化皮的脫落容易，使開軋溫度降低了30℃，減少了燃耗。同時(shí)軋制成材率提高了0.4%。輥耗也得到了極大降低，低至0.12kg/t。另外，軋制的鋼種覆蓋的范圍很廣，質(zhì)保數(shù)據(jù)得知，產(chǎn)品質(zhì)量均達(dá)到或超過國標(biāo)要求，該無槽軋制技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)效率，而且取得了顯著的節(jié)能降耗，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
2、高速線材生產(chǎn)中小張力控制的實(shí)現(xiàn)
在軋鋼生產(chǎn)中，由于受前滑、后滑及孔型、軋件溫度的不斷變化等各種因素的影響，使得各機(jī)架間軋件的秒流量也跟著變化，從而產(chǎn)生軋件在機(jī)架間的堆鋼和拉鋼現(xiàn)象，習(xí)慣上稱拉鋼為張力。在軋件尺寸過大或機(jī)架間距過短而不能形成話套的區(qū)域，通過調(diào)節(jié)軋機(jī)的速度來調(diào)節(jié)軋件在機(jī)架間的張力，有助于避免堆鋼。
高速線材生產(chǎn)線的小張力控制是由控制系統(tǒng)內(nèi)的軟件來實(shí)現(xiàn)的。控制系統(tǒng)通過檢測機(jī)架咬鋼前后電流(力矩)的變化，來判斷軋件是處于張力還是堆鋼狀態(tài)。通過改變機(jī)槊速度達(dá)到修正軋件張力的目的。小張力控制一般分為力矩測量、張力的記憶、張力控制，強(qiáng)迫封鎖、控制封鎖等幾個(gè)過程。
第二節(jié) 國外高速線材軋機(jī)產(chǎn)業(yè)主要技術(shù)成果
目前世界主要產(chǎn)鋼國家普遍采用全連續(xù)高速無扭線材精軋機(jī)組和控制冷卻技術(shù)作為線材軋機(jī)的主要工藝裝備手段，它集中了當(dāng)代線材生產(chǎn)工藝和設(shè)備成就，其特點(diǎn)是高速、單線、無扭、微張力組合結(jié)構(gòu)，采用了碳化鎢輥環(huán)、自動(dòng)化控制、快速換輥、油氣潤滑和導(dǎo)衛(wèi)裝置，使其產(chǎn)品盤重大，精度高，質(zhì)量好。
國外幾種高速線材軋機(jī)的結(jié)構(gòu)型式如下：
1、摩根無扭高速懸臂式45度軋機(jī)
這種新一代高速線材精軋機(jī)命名為懸臂式45度精軋機(jī)組。該機(jī)組解決了軋機(jī)振動(dòng)問題，其辦法是取消了接軸式聯(lián)軸器，采用了精密螺旋傘齒輪與螺旋齒輪軋輥軸直接嚙合連接代替了普通精軋機(jī)上的萬向接軸。由于不帶接軸可使各回轉(zhuǎn)部分得到動(dòng)平衡，保證軋機(jī)在高速下運(yùn)行平穩(wěn)，消除了經(jīng)常性振動(dòng)。
軋棍箱傳動(dòng)布置圖
從上圖可以看出傳動(dòng)長軸1通過傘齒輪2和一對齒數(shù)相同互相嚙合的同步齒輪3各自驅(qū)動(dòng)軋輥軸，偏心套4用以調(diào)整輥縫，這樣布置使兩根傳動(dòng)長軸離軋制線均較遠(yuǎn)，免使軋輥冷卻水和氧化鐵皮侵入齒輪，所有機(jī)架的軋輥均在操作側(cè)，使換輥、調(diào)整輥縫等操作方便。
2、德馬克無扭高速線材軋機(jī)
德馬克設(shè)計(jì)了一套搖臂式調(diào)整輥縫的高速線材軋機(jī)，軋機(jī)的布置型式有兩種，一種與摩根式的相仿，各相鄰機(jī)架間互相成90度角布置且各自與水平面交替上下成45度角，另一種布置型式是各相鄰機(jī)架間仍然互相成90度角布置，但各自與水平面上下成15度角/75度角。
根據(jù)軋制不同鋼種，德馬克開發(fā)了3種線材精軋機(jī)組：
1）普通鋼種用高壓下率精軋機(jī)組，延伸率達(dá)到14.5%。
2）優(yōu)質(zhì)鋼種的精軋機(jī)組，延伸率達(dá)到9.54%。
3）高級合金鋼種的精軋機(jī)組，延伸率可達(dá)6.93%。
上述3種型式的精軋機(jī)組具有相同的基本設(shè)計(jì)，但對于各機(jī)座壓下率是不同的。因而速度分配也不同。軋制高變形抗力鋼時(shí)則采用較低的壓下率，而軋制普通碳鋼時(shí)精軋機(jī)組可采用非常高的壓下率。德馬克精軋機(jī)組可軋制直徑5.5~16毫米線材外，還可軋制直徑6~14毫米的螺紋鋼筋。該機(jī)組具有如下特點(diǎn)：
1）線材精軋機(jī)組的所有機(jī)座結(jié)構(gòu)相同，故可以互換，并可減少備用機(jī)架，相應(yīng)地減少了投資。
2）輥環(huán)直徑為標(biāo)準(zhǔn)的210毫米，與其它設(shè)計(jì)較小直徑輥環(huán)相比，可降低驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)數(shù)，并可提高輥槽的使用壽命。
3）采用液壓快速夾緊和松開裝置，輥環(huán)部分可快速調(diào)換，這樣可保證精軋機(jī)組的高生產(chǎn)率。
4）軋輥軸安裝在搖臂里，能夠在較大范圍內(nèi)對稱調(diào)整輥縫，從而使軋制線保持恒定，這對于穩(wěn)定軋制工藝，減少生產(chǎn)事故，提高軋機(jī)作業(yè)率是十分有利的。
5）采用搖臂機(jī)構(gòu)使軋輥軸承處的斷面系數(shù)增大，提高了軋機(jī)剛度和強(qiáng)度，從而提高了產(chǎn)品的精度，增強(qiáng)了精軋機(jī)的軋制力。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不用聯(lián)軸器，防止了振動(dòng)產(chǎn)生。
6）輥環(huán)緊固采用了卡菲克斯，與標(biāo)準(zhǔn)輥環(huán)緊固相比較，使碳化鎢輥環(huán)槽壽命從400噸/毫米直徑，提高到900~1000噸/毫米直徑，軋輥輥環(huán)更換的時(shí)間間隔大大增加了。
第三節(jié) 高速線材軋機(jī)產(chǎn)業(yè)技術(shù) 研究 熱點(diǎn)
高速和連續(xù)，是工業(yè)發(fā)達(dá)國家提出的線材軋機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。線材軋機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有小斷面、重量輕等特點(diǎn)，只有提高其軋制速度才能提高產(chǎn)品的小時(shí)產(chǎn)量。當(dāng)然，企業(yè)設(shè)備多條軋制生產(chǎn)線也可以達(dá)到提高產(chǎn)品小時(shí)產(chǎn)量的目的，但這樣會降低產(chǎn)品精度，并且會因?yàn)楦鬈埦€之間相互干擾而影響軋機(jī)的作業(yè)率和產(chǎn)品成材率。因此，線材軋機(jī)一直將提高軋制速度作為增產(chǎn)的主要手段。連續(xù)是指軋機(jī)的布置形式、方式和工藝。生產(chǎn)實(shí)踐證明，橫列式、順列式、布棋式、半連續(xù)式軋機(jī)都不如連續(xù)式軋機(jī)更能適應(yīng)線材的軋制要求。鑒于以上原因，工業(yè)發(fā)達(dá)國家都將高速和連續(xù)確定為線材軋機(jī)的技術(shù)發(fā)展方向。
我國線材軋機(jī)的發(fā)展，最初受到其技術(shù)裝備水平和坯料的限制。隨著我國連鑄生產(chǎn)水平的提高，線材軋機(jī)實(shí)現(xiàn)了較快發(fā)展，其生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量也有了較大幅度的提高。目前，我國線材軋機(jī)的主力軋機(jī)大多都是直接使用連鑄坯成材的連續(xù)式軋機(jī)，其裝備和自動(dòng)化水平也達(dá)到了現(xiàn)代軋機(jī)的先進(jìn)水平，一改過去線材生產(chǎn)多次開坯、小坯成材的局面。但是，我國仍有為數(shù)不少的線材軋機(jī)的技術(shù)水平較為落后，其生產(chǎn)的產(chǎn)品品種較少且質(zhì)量不高。線材軋機(jī)應(yīng)堅(jiān)持高速和連續(xù)的技術(shù)開發(fā)方向，并且著眼于全過程的連續(xù)。
高速線材軋機(jī)產(chǎn)業(yè)技術(shù) 研究 應(yīng)關(guān)注一下幾方面：
首先，軋鋼與連鑄的銜接至關(guān)重要。目前，一些線材軋機(jī)在某些產(chǎn)品的軋制過程中，不能直接使用連鑄坯進(jìn)行軋制，其原因是有些鋼種不適合澆鑄小斷面連鑄坯，大斷面連鑄坯軋機(jī)又不能直接使用，這種銜接上的錯(cuò)位妨礙了軋制過程的連續(xù)。企業(yè)有效解決這個(gè)問題的方法是從煉鋼人手，改善對爐外精煉及連鑄的控制，擴(kuò)大限定斷面連鑄坯的品種，但目前有些高碳鋼、合金鋼小斷面連鑄坯的質(zhì)量尚達(dá)不到軋制要求。
其次，運(yùn)用控軋控冷開發(fā)新品種?？刂其摰幕瘜W(xué)成分、純凈度、軋制溫度及其變形量，是控軋控冷工藝的基本控制因素。運(yùn)用控軋控冷工藝可以開發(fā)性能優(yōu)良的新產(chǎn)品，如利用純凈的低碳鋼在奧氏體的非再結(jié)晶區(qū)保持溫度并施加一定的變形，便可以得到超細(xì)晶粒鋼?？剀埧乩涔に囉捎诿馊チ嗽S多離線處理而更好地體現(xiàn)了軋制過程的全連續(xù)。企業(yè)要采用控軋控冷工藝，在設(shè)備上要開發(fā)適合的控溫設(shè)備，如冷卻器、加熱器，保溫槽等。在工藝布置上要留有軋件冷卻后的均溫時(shí)間段，使內(nèi)外溫度一致后再進(jìn)行軋制。要有用于低溫軋制的大功率、高強(qiáng)度軋機(jī)。
再次，通過加強(qiáng)計(jì)算機(jī)管理推動(dòng)軋制過程的連續(xù)運(yùn)行。企業(yè)要實(shí)現(xiàn)全連續(xù)作業(yè)、車間生產(chǎn)自動(dòng)化作業(yè)都必須加強(qiáng)計(jì)算機(jī)管理。設(shè)備控制和過程控制是計(jì)算機(jī)管理的基礎(chǔ)。企業(yè)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)管理首先要從設(shè)備控制開始，每一個(gè)該控制的單體設(shè)備進(jìn)入了控制狀態(tài)才能開始實(shí)施過程控制，然后進(jìn)入計(jì)劃管理和協(xié)調(diào)，最后到業(yè)務(wù)全面管理。目前，我國許多軋機(jī)工作基礎(chǔ)較差，各系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)管理水平較為落后，不能使各區(qū)域的信息實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、集成化，也就不可能實(shí)現(xiàn)智能管理的靈活性和擴(kuò)展性。企業(yè)實(shí)施計(jì)算機(jī)管理要從基礎(chǔ)工作做起，一方面要具備精確的傳感器，另一方面必須有科學(xué)的軟件，如煉鋼模型、精煉模型、連鑄坯冷卻模型、質(zhì)量控制數(shù)據(jù)庫、控軋控冷數(shù)學(xué)模型等。
最后，應(yīng)提高我國線材軋機(jī)的裝備水平。當(dāng)前，我國線材軋機(jī)關(guān)鍵設(shè)備的更新速度較緩慢，先進(jìn)設(shè)備國產(chǎn)化率低是制約我國線材軋機(jī)發(fā)展的主要因素之一。此外，提高軋機(jī)的裝備水平還有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化，因?yàn)檐垯C(jī)的精度、穩(wěn)定性、可控性是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化的基礎(chǔ)。但許多軋機(jī)因裝備的穩(wěn)定性差、精度低而不能很好地進(jìn)入可控狀態(tài)，不利于計(jì)算機(jī)控制和自化的實(shí)現(xiàn)。
免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點(diǎn)，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。