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摘要：在钢铁工业中，线材是非常重要的产品，在各种基础的设施建设及工程建设上广泛应用。当前，我国的线材发展向着高轧速与高精度发展，与此同时尽可能增加盘重，扩大规格的范围。早在上世纪60年代，我国的线材轧制速度发展遭遇瓶颈，直到上世纪80年代在经济的推动下才实现了产量的快速增长，当前我国成为了世界上高速线材产量最大的国家。
关键词：高速线材；生产现状；新技术；应用
1我国高速线材生产线存在的问题
1.1优质钢线材中合金钢线材的比例仍然偏低。一些高质量的合金钢线材,纯净钢线材,易切钢线材还存在着品种和质量方面的问题,每年仍需进口。
1.2部分产品的质量仍有问题,如钢的纯净度不高,线材通条力学性能不够稳定,含碳量的偏差较大。
1.3虽然我国已有多条世界一流的生产线,但产品的品种质量还达不到世界一流水平。如钢帘线,虽然宝钢、武钢等已能生产,但产量偏低,尤其是产品质量还不能令用户十分满意,不能完全替代进口。
1.4我国高线的日历作业率和机时产量与先进国家的生产线相比,有较大的差距,除坯料供应不足外,主要是生产准备和更换规格所用的工时较长,设备备件寿命低且储备不足,设备维护监测手段不够完善,从而造成故障停机和检修工时长。
1.5生产中热装率、燃耗、电耗等方面与先进国家的生产线相比也同样存在着一定的差距。(6)我国高线厂与国外先进钢厂的差距还表现在员工人数上,我国一个高线厂的员工一般在300～400人左右,而国外类似生产厂一般不到200人。
2我国高线采用的先进技术
2.1原料工序
为了获得优质的钢水,不少生产厂尽量扩大转炉容量,增加精炼,将热铁水兑入废钢中冶炼,不仅改善了钢质的纯净度,而且减少了电耗。钢坯在进加热炉前设置探伤及修磨工序。目前高线生产的坯料大部分使用连铸坯,采用连铸坯与采用初轧坯相比,从炼钢到成材,能耗可降低80kg/t标煤,金属收得率提高10%。上料采用短流程热装热送工艺,热装温度可达500～750℃,采用热装工艺可大大降低燃料消耗,提高加热炉产量,减少金属消耗,减少仓库面积。
2.2蓄热式燃烧技术
20世纪90年代中期,日本工业炉公司在开发新技术时使蓄热体在单位体积上的蓄热能力取得突破性进展,研发的蓄热式燃烧技术在高线生产线钢坯加热过程中得到广泛的应用。目前,我国很多全梁式步进炉均运用了蓄热式燃烧技术。蓄热式燃烧系统由蓄热室和换向装置组成,可将空、煤气同时预热至1000℃左右,可使用高炉煤气等低热值燃料。采用此项技术的加热炉,不仅平均节能约35%,且缩短了加热时间,降低了烧损。
2.3无头轧制技术
无头轧制技术是指在钢坯出炉时将两根钢坯首尾相连焊接在一起进行轧制。应用于高线生产的无头轧制技术是20世纪90年代中期分别由当时日本的NKK公司和意大利的达涅利公司开发的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆使用无头轧制技术可消除轧制过程中的间隔时间,极大提高作业率;可减少切头、切尾损失,提高成材率;可大幅度减少堆钢及其所引起的停机时间;可稳定轧制参数,使成品尺寸精度提高;可增加工艺件和机械部件的使用寿命;可减少劳动强度和维修工作量等。目前我国新疆八一钢厂现已成功使用这项技术。
3我国高速线材生产的新技术应用分析
3.1很多生产厂尽可能地将转炉容量扩大，并增加精炼的程度，采用热铁水溶入废钢中进行冶炼，从而获取更优质的钢水，这个过程也有效改善了钢制纯净度，减少电耗，钢坯放入加热炉以前还要经过修磨等工序。当前我国很多高速线材常使用的坯料为连铸坯，这种材料与初轧坯相比每吨可有效降低80kg的标煤，而且也保证了10%以上的金属回收率的提高。以上的热装热送流程与工艺需要500℃~750℃范围内的温度，而这道工艺的加入能够大幅度减少燃料消耗，并有效提高了加热炉的出产量，同时减少仓库面积。
3.2蓄热式燃烧技术
这种技术是日本的工业炉公司在上个世纪90年代开发，其蓄热能力在当时的应用中取得了突破性的进展，随着高线生产厂的增加与工业的发展，这种技术在不断的改进与研发中实现了更广泛的应用。蓄热式燃烧系统主要是由换向装置与蓄热室所形成，在对煤气与空气同时进行预热时，其对应的温度可达到1000℃，另外还可以选择高炉煤气等热值较低的进行应用。将蓄热式燃烧技术应用在加热炉中，可实现约35%左右的节能目标，有效缩短了加热花费的时间，烧损也由此降低。
3.3无头轧制技术
这种技术主要是通过在钢坯出炉的同时焊接两根钢坯的首尾位置，将其进行轧制，研制开发这种技术的是上世纪90年代的日本NKK公司与意大利的达涅利公司。无头轧制技术能够消除轧制时花费的时间，作业率大大提高，并且有效减少切头与切口发生的损失，以及因堆钢问题而出现的停机；另外，轧制的参数稳定性也相应提高，确保了成品的尺寸标准与精度，延长部件使用的寿命。
3.4精密轧机
精密轧机是建立在提高高速线材轧制精度，尽可能满足用户产品质量需求等基础上的，早在上世纪90年代，意大利达涅利公司与美国的摩根公司共同开发了双模块轧机与减定径轧机。双模块轧机由4架轧机分为两个独立模块，并且单独的电机齿轮箱传动，电气联锁两台电机，确保每一个模块都能实现在线小车的快速更换，其主要采用椭圆孔型系统。目前我国很多生产线采用的均为这种技术。双模块轧机则是由1台交流电机和组合齿轮、2台减径机遇定径机组成，包括9个离合器，并根据不同的规格产品变化与其对应工艺相符的速比，以设定辊缝的方式确定产品的高精度。生产线装备为减定径轧机，包括30台轧机，将4架减定径轧机与8架精轧安装在吐丝机与水箱之间来保证应用优势。
3.5控制冷却系统
在高速线材生产的过程中应用控制冷却系统，主要由风冷线与水冷线完成。前者针对不同规格与钢种的线材有不同的冷却控制程序，控制风机的风量，且其速度调节的自动控制也能实现在不同钢种中的在线操作与处理。通常情况下，风冷辊道有10段，每一段都可以进行单独的调速操作，且每段之间都有落差，还设置了风量调节装置。后者通常由6个独立控制水箱组成，且要确保其中一个在完成预精轧机以后安装，其余的均安装在吐丝机和精轧之间。产品的不同决定了冷却工艺的不同，应用过程中能够实现质量与性能的要求，每个水箱入口处均有高温计，一旦测出的温度值达到一定标准且被送到计算机自动启动后，温度闭环将自动完成控制工作，产品的不同决定了水箱的水量不同，只要温差不超过10℃，生产的线材就能保证有较好的力学性能。
4结语
近20年来,我国线材生产快速发展,集中了世界上几乎所有的先进机型,引进了最先进的技术,通过我们的消化吸收,达到了一定的高度。但我们也应该清醒的看到我们同世界钢铁先进国家和先进生产线的差距,找到问题的根源,迎头赶上。
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论文作者:吉庆波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/14
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