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高速線材生產(chǎn)工藝技術(shù)

概 述 線材一般是指直徑為5 16mm的熱軋圓鋼或相 線材一般是指直徑為5~16mm的熱軋圓鋼或相 當(dāng)該斷面的異型鋼，因以盤卷狀態(tài)交貨， 當(dāng)該斷面的異型鋼，因以盤卷狀態(tài)交貨，統(tǒng)稱為線 材或盤條。國外線材規(guī)格已擴(kuò)大到Φ50mm Φ50mm。 材或盤條。國外線材規(guī)格已擴(kuò)大到Φ50mm。常見線 材多為圓斷面，異型斷面線材有橢圓形、 材多為圓斷面，異型斷面線材有橢圓形、方形及螺 紋形等，但生產(chǎn)數(shù)量很少。 紋形等，但生產(chǎn)數(shù)量很少。 線材品種按化學(xué)成分分類， 線材品種按化學(xué)成分分類，一般分為低碳線材 稱軟線) 中高碳線材(硬線) (稱軟線)、中高碳線材(硬線),還有低合金與 合金鋼線材、不銹鋼線材及特殊鋼線材(軸承、 合金鋼線材、不銹鋼線材及特殊鋼線材(軸承、工 精密等)幾大類。 具、精密等)幾大類。量大面廣的品種屬碳素鋼線 占線材總量的80 90% 80~ 材，占線材總量的80~90%。



一般將軋制速度大于40m/s的線材軋機(jī)稱為高 一般將軋制速度大于 40m/s的線材軋機(jī)稱為高 40m/s 速線材軋機(jī)。 速線材軋機(jī)。 高速線材軋機(jī)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)： 高速線材軋機(jī)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)： 連續(xù)、 高速、無扭和控冷。 連續(xù) 、 高速 、 無扭和控冷 。 其中高速軋制是最 主要的工藝特點(diǎn)(此外，單線、微張力、組合結(jié)構(gòu)、 主要的工藝特點(diǎn) ( 此外 ， 單線 、 微張力 、 組合結(jié)構(gòu) 、 碳化鎢輥環(huán)和自動化 )。 高速線材產(chǎn)品特點(diǎn)： 高速線材產(chǎn)品特點(diǎn)： 盤重大、精度高、性能優(yōu)。 盤重大、精度高、性能優(yōu)。


 

線材在國民經(jīng)濟(jì)中的作用與地位較重要， 線材在國民經(jīng)濟(jì)中的作用與地位較重要 ， 是不 可或缺的重要品種。 可或缺的重要品種。 首先， 線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的比例很大， 首先 ， 線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的比例很大 ， 一 般線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的8 10% 而我國占20 20% 般線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的8~10%,而我國占20%以 上； 其次，線材用途遍布國民經(jīng)濟(jì)各個部門， 其次，線材用途遍布國民經(jīng)濟(jì)各個部門，除直接 用作建筑鋼材外， 用作建筑鋼材外，線材的深加工產(chǎn)品用途更為廣泛和 重要，例如各類商品鋼絲及專用彈簧鋼絲、焊絲、 重要，例如各類商品鋼絲及專用彈簧鋼絲、焊絲、冷 激鋼絲、鍍鋅鋼絲、通訊線、輪胎鋼絲及鋼簾線、 激鋼絲、鍍鋅鋼絲、通訊線、輪胎鋼絲及鋼簾線、高 強(qiáng)度鋼絲及鋼絞線、軸承鋼絲、工具鋼絲、不銹鋼絲、 強(qiáng)度鋼絲及鋼絞線、軸承鋼絲、工具鋼絲、不銹鋼絲、 各

種鋼絲繩、鋼釘、標(biāo)準(zhǔn)件等等。 各種鋼絲繩、鋼釘、標(biāo)準(zhǔn)件等等。發(fā)達(dá)國家線材加工 比在70 左右，我國為30 左右。 70% 30% 比在70%左右，我國為30%左右。 

軋制速度是高速線材軋機(jī)發(fā)展水平的標(biāo)志， 軋制速度是高速線材軋機(jī)發(fā)展水平的標(biāo)志， 按照軋制速度可將現(xiàn)代軋機(jī)分為如下幾代： 按照軋制速度可將現(xiàn)代軋機(jī)分為如下幾代： 第一代，1966~1969年 軋制速度43 50m/s 43~ m/s; 第一代，1966~1969年，軋制速度43~50m/s; 第二代，1970~1975年 軋制速度50 50~ /s; 第二代，1970~1975年，軋制速度50~60 m/s; 第三代，1976~1978年 軋制速度61 61~ /s; 第三代，1976~1978年，軋制速度61~75m/s; 第四代，1979~1980年 軋制速度75 80m/s 75~ m/s; 第四代，1979~1980年，軋制速度75~80m/s; 第五代，1981~1985年 軋制速度80 100m/s 80~ m/s; 第五代，1981~1985年，軋制速度80~100m/s; 第六代，1986年以后 軋制速度100 120m/s 年以后， 100~ m/s。 第六代，1986年以后，軋制速度100~120m/s。



國內(nèi)外線材生產(chǎn)現(xiàn)狀 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上有近300 300條高速線材軋 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上有近300條高速線材軋 其中高速無扭線材軋機(jī)約260 260套 摩根式占170 機(jī) ， 其中高速無扭線材軋機(jī)約 260 套 ( 摩根式占 170 年產(chǎn)線材約7000萬噸。其中高線產(chǎn)量約占80 7000萬噸 80% 套),年產(chǎn)線材約7000萬噸。其中高線產(chǎn)量約占80% 以上， 線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量9 10% 以上 ， 線材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量 9 ~ 10 % 。 各國的輸出 量與輸人量平均在20 左右。 20% 量與輸人量平均在20%左右。美國是世界上最大的線 材輸人國， 每年線材消費(fèi)量約800萬噸， 800萬噸 材輸人國 ， 每年線材消費(fèi)量約 800 萬噸 ， 而本國每年 只生產(chǎn)400 450萬噸 輸人量占40 50% 400~ 萬噸， 40~ 只生產(chǎn) 400 ~ 450 萬噸 ， 輸人量占 40 ~ 50% ; 日本是世 界上線材輸出量最大國， 每年線材產(chǎn)量約750萬噸， 750萬噸 界上線材輸出量最大國 ， 每年線材產(chǎn)量約 750 萬噸 ， 輸出量約200萬噸； 200萬噸 輸出量約 200 萬噸 ； 世界上線材產(chǎn)量最大的國家是中 2004年線材實(shí)際產(chǎn)量為 4940萬噸 其中1 年線材實(shí)際產(chǎn)量為4940萬噸( 國 ， 2004 年線材實(shí)際產(chǎn)量為 4940 萬噸 ( 其中 1/3 以上 的線材，是復(fù)二重軋機(jī)生產(chǎn)的) 的線材，是復(fù)二重軋機(jī)生產(chǎn)的)



 

目前我國擁有線材軋機(jī)近110套 目前我國擁有線材軋機(jī)近 110套， 110 其中復(fù)二重軋機(jī)占一半， 其中復(fù)二重軋機(jī)占一半，橫列式線材 軋機(jī)有近30套 將逐步被淘汰) 軋機(jī)有近30套(將逐步被淘汰);其 30 40多套屬于高速線材軋機(jī) 多套屬于高速線材軋機(jī)， 余40多套屬于高速線材軋機(jī)，其中從 國外引進(jìn)的高水平線材軋機(jī)

有20多套， 國外引進(jìn)的高水平線材軋機(jī)有20多套 20多套， 國產(chǎn)高速線材軋機(jī)有近20套 2004年 國產(chǎn)高速線材軋機(jī)有近20套。2004年， 20 全國線材生產(chǎn)中 ， 高線比已經(jīng)超過 55% 但優(yōu)質(zhì)硬線比約10 10% 55%;但優(yōu)質(zhì)硬線比約10%,精煉比不 到30% 。 30%

1986年前 無高速線材軋機(jī)， 高線比為零； 年前， ( l ) 1986 年前 ， 無高速線材軋機(jī) ， 高線比為零 ； 線 60% 國內(nèi)線材缺口很大， 材自給率為 60 % 。 國內(nèi)線材缺口很大 ， 每年進(jìn)口線材 200~ 300萬噸 國產(chǎn)線材質(zhì)量較差， 盤重小、 萬噸。 200 ~ 300 萬噸 。 國產(chǎn)線材質(zhì)量較差 ， 盤重小 、 化學(xué)成分 不穩(wěn)定、表面質(zhì)量差、尺寸公差大、性能也較差等。 不穩(wěn)定、表面質(zhì)量差、尺寸公差大、性能也較差等。 1988~ 1992年 國產(chǎn)線材有很大改觀， ( 2 ) 1988 ~ 1992 年 ， 國產(chǎn)線材有很大改觀 ， 高線比 30% 線材自給率達(dá)100 100% 進(jìn)口逐年減少， 近30%,線材自給率達(dá)100%,進(jìn)口逐年減少，出口逐年增 歷史性變化的1991 1991年 線材出口大于進(jìn)口。 加，歷史性變化的1991年，線材出口大于進(jìn)口。 1993~1994年 國產(chǎn)線材大幅增長， (3)1993~1994年，國產(chǎn)線材大幅增長， 但滿足不了國民經(jīng)濟(jì)迅猛增長的需求， 但滿足不了國民經(jīng)濟(jì)迅猛增長的需求， 造成線材大量進(jìn)口， 造成線材大量進(jìn)口，線材自給率降到 歷史最低點(diǎn)57 57% 歷史最低點(diǎn)57%。 1995~1999年 (4)1995~1999年，國產(chǎn)線 材年凈增長200萬噸以上， 200萬噸以上 材年凈增長200萬噸以上，高速 線材產(chǎn)量逐年大幅度提高， 線材產(chǎn)量逐年大幅度提高， 1999年高線比達(dá)46. 年高線比達(dá)46 到1999年高線比達(dá)46.7%, 這又是一個可喜變化。 這又是一個可喜變化。

品種質(zhì)量差距 我國雖然是線材生產(chǎn)大國，但還 我國雖然是線材生產(chǎn)大國， 不能說是線材生產(chǎn)強(qiáng)國。 不能說是線材生產(chǎn)強(qiáng)國。目前我國還 有部分線材品種仍然依靠進(jìn)口維持生 如鋼簾線、高應(yīng)力彈簧鋼、 產(chǎn)、如鋼簾線、高應(yīng)力彈簧鋼、不銹 冷鐓鋼等線材。 鋼、冷鐓鋼等線材。在重要用途線材 實(shí)物質(zhì)量方面，與發(fā)達(dá)國家仍有較大 實(shí)物質(zhì)量方面， 差距。 差距。



 

理化性能差距 差距主要表現(xiàn)在以下方面： 差距主要表現(xiàn)在以下方面： 化學(xué)成分。國外線材波動小且穩(wěn)定，[C]%一般波動在 一般波動在3 (l)化學(xué)成分。國外線材波動小且穩(wěn)定，[C]%一般波動在3 個范圍；國內(nèi)在6 個范圍，頭尾偏析更嚴(yán)重。 個范圍；國內(nèi)在6~8個范圍，頭尾偏析更嚴(yán)重。 表面質(zhì)量主要表現(xiàn)在脫碳層深度方面， (2)表面質(zhì)量主要表現(xiàn)在脫碳層深度方面，國產(chǎn)一般為 0.023~0.14mm,最深為0.23 0.35mm;國外一般0.02 0.05mm。 0.23~ 0.02~ 0.023~0.14mm,最深為0.23~0.35mm

;國外一般0.02~0.05mm。 (3)金相組織。進(jìn)口線材實(shí)測奧氏體晶粒度為5 (3)金相組織。進(jìn)口線材實(shí)測奧氏體晶粒度為5~6級，很均 索氏體一般85 以上。國產(chǎn)線材奧氏晶粒度2 85% 勻，索氏體一般85%以上。國產(chǎn)線材奧氏晶粒度2~7級，很不均 索氏體一般達(dá)不到85% 85%, 勻，索氏體一般達(dá)不到85%, (4)非金屬夾雜。國產(chǎn)線材夾雜多且顆粒很大，尤其是A12O3 (4)非金屬夾雜。國產(chǎn)線材夾雜多且顆粒很大，尤其是A12O3 顆粒最長達(dá)133μm 一般為≥50μm,進(jìn)口國外線材最大≥30μm, 133μm, 顆粒最長達(dá)133μm,一般為≥50μm,進(jìn)口國外線材最大≥30μm, 一般8μm左右。 8μm左右 一般8μm左右。 (5)鋼中氣體含量也普遍比國外線材高， (5)鋼中氣體含量也普遍比國外線材高，〔H〕、〔O〕、 一般比國外線材高1 倍甚至更高。 (N〕一般比國外線材高1~2倍甚至更高。



其它差距 主要表現(xiàn)為線材在鋼材中的比例、 主要表現(xiàn)為線材在鋼材中的比例 、 控 冷線材比、硬線比、合金線材比、 冷線材比 、 硬線比 、 合金線材比 、 制品用 線材比、線材直徑、大規(guī)格盤條、盤重、 線材比 、 線材直徑 、 大規(guī)格盤條 、 盤重 、 減面率、氧化鐵皮量、散捆率、尺寸偏差、 減面率 、氧化鐵皮量 、 散捆率 、 尺寸偏差 、 不圓度、通條屈服應(yīng)力差、含碳量、 不圓度 、 通條屈服應(yīng)力差 、 含碳量 、 含磷 含硫量等方面。 量、含硫量等方面。



 

二、高速線材軋機(jī)的發(fā)展

高線軋機(jī)的誕生 高速線材軋機(jī)與其他先進(jìn)技術(shù)一樣也是時(shí)代的產(chǎn)物， 高速線材軋機(jī)與其他先進(jìn)技術(shù)一樣也是時(shí)代的產(chǎn)物 ， 是冶金技術(shù)、電傳電控技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)的綜合產(chǎn)物。 是冶金技術(shù)、電傳電控技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)的綜合產(chǎn)物。 據(jù)記載，世界上第一臺線材軋機(jī)問世于17世紀(jì)， 17世紀(jì) 據(jù)記載，世界上第一臺線材軋機(jī)問世于17世紀(jì)，當(dāng)時(shí) 是用鍛坯軋制線材。18世紀(jì)中期出現(xiàn)了比較正規(guī)的線材軋 是用鍛坯軋制線材。18世紀(jì)中期出現(xiàn)了比較正規(guī)的線材軋 由粗軋及精軋兩列橫列式軋機(jī)組成， 機(jī) ， 由粗軋及精軋兩列橫列式軋機(jī)組成 ， 其軋速不超過 m/s。 8m/s。 20世紀(jì)初 開發(fā)了半連續(xù)式軋機(jī)。 世紀(jì)初， 20 世紀(jì)初 ， 開發(fā)了半連續(xù)式軋機(jī) 。 粗軋及中軋采用 連軋，精軋機(jī)組仍采用橫列式軋機(jī)( 連軋，精軋機(jī)組仍采用橫列式軋機(jī)(復(fù)二重軋機(jī)是半連續(xù) 式軋機(jī)的一個特例) 軋制速度提高到16m/s, 16m/s 式軋機(jī)的一個特例 ) 。 軋制速度提高到 16m/s , 盤重增加 100kg左右，尺寸精度較橫列式為好， kg左右 到 100kg 左右 ， 尺寸精度較橫列式為好 ， 但品種及質(zhì)量未 有根本好轉(zhuǎn)。 有根本好轉(zhuǎn)。







































































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