西宁特殊钢股份有限公司 青海西宁 810005
摘要：详细介绍了具有国际先进水平的某特殊钢棒线材连轧工艺设备特点及主要技术参数。主要包括：步进梁式加热炉、红圈轧机、棒材减定径机等情况。
关键词：特殊钢；棒线材；全连轧
前言：某特殊钢棒线材连轧生产线于2015年底全面建成并投产，其中棒材生产线于先后一次性热负荷试车成功。该生产线关键设备主要引进意大利波米尼（VAIPOMINI）和达涅利（DANIELI）公司的成熟产品，采用了全线控轧控冷和全连续高速轧制的先进生产工艺，主要生产附加值较高的高强度机械和铁路用钢。其技术装备水平及生产工艺均达到了国际领先水平，是国内目前最现代化的特殊钢棒线材复合生产线之一。
1 主要设备特点
1.1 加热炉
加热炉为侧装侧出的步进梁式加热炉，设计能力：110t/h，最大：120t/h（合金结构钢），根据不同钢种出炉温度为950～1200℃，加热炉燃料为天然气。
1.2 轧机
（1）粗、中、精轧机组及棒材减定径机组前2架粗、中、精轧机组各6架及棒材减定径机组前2架共20架轧机均为“红圈”轧机，呈平－立交替布置，每架轧机均采用交流变频调速电机单独传动，其中，立式轧机为上传动。该轧机主要有以下特点：重量轻、应力线短、刚度高、弹跳小、轧制精度高；采用四列圆柱轴承，承载能力高、寿命长、安装维护方便；轴承座可自动调节位置以补偿轧辊弯曲，均衡轧辊辊颈轴承座的边缘负荷；轴承座的支撑座非常紧凑；压下螺丝非常短并且直径大，强度和刚度高；轴承座采用液压平衡，轧制条件好，产品通条尺寸公差小；立式－水平轧机的机芯结构完全相同，可以互换，可减少备用机芯数量；辊缝为对称调整、轧制线固定，生产操作和调整十分方便；采用快换装置更换机架，换辊时间短；可在轧辊间预先调整好孔型和导卫，大大减少了在线安装和调整时间，轧机作业率高。
（2）棒材减定径机组
棒材减定径机组后3架为传统意义上标准的3机架2辊式棒材减定径机组，由平－立－平紧凑布置的3架“红圈”轧机组成。该机组前2个机架间为活套轧制、后2个机架间为微张力轧制，产品尺寸精度可达到1/3DIN～1/5DIN。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其主要特点如下：具有“红圈”轧机的全部优点；采用椭－圆－圆孔型系统，前2架减径、最后一架定径，产品尺寸精度高；Φ16～75mm规格的棒材均从该机组出成品，轧制的产品范围广，适应性强；前2架减径机的减速比为2档可调，Φ16～38mm规格采用小减速比，Φ39～75mm规格采用大减速比，可分别满足小规格对轧制速度及大规格对轧制力矩的需求；带有快换装置，可同时快速进行单机架或整体更换；电气传动的速度控制精确、响应时间短；简化了孔型系统，换辊频率和时间显著降低，生产效率高；设备结构相对简单，造价较低，应用较广。
（3）线材减定径机组
悬臂式“双模块”线材减定径机组为V型45°顶交布置，能够以恒定的最终公差和较高的利用系数将轧件轧制成最终尺寸。它包括：2个模块、每个模块2机架，2台带转换减速比装置的增速机，2台主电机，1个保护罩，2个备用模块和1套快换装置（换辊时间为5min）。每架轧机有4个速比，每对模块有6组速比。设有1台卡断剪和1套由液压开启的保护罩用于保护安全。辊缝调节通过带螺纹的调节机构作用于偏心套同时打开或闭合2只辊环，以保持轧制线固定不变。辊环在辊轴上机械锁紧，通过锥形套径向定位，由带螺纹的环行螺母进行辊环轴向对中。辊环轴为油膜轴承，辊环材质为碳化钨。32＃、33＃轧机起减径作用，34＃、35＃轧机进行定径，可使线材精度达±0.1mm，保证速度达110m/s，本车间受利旧线材精轧机组能力限制，实际保证速度为90m/s。
1.3 飞剪
全线共设有5台飞剪。其中，1＃飞剪具有切头尾功能；2＃、3＃飞剪具有切头尾和碎断功能；4＃飞剪为倍尺飞剪，除切倍尺外，还具有切头尾功能；5＃飞剪为组合式飞剪，除切头尾外，还具有碎断功能。
1.4 控冷水箱
全线共设有5组控冷水箱。其中，1＃、2＃、3＃控冷水箱的冷却喷嘴和控制软件引进POMINI产品，主要用于棒材生产，冷却轧件断面：≤Φ50mm，各水箱最大冷却能力～150℃。4＃、5＃控冷水箱的冷却喷嘴和控制软件引进DANIELI产品，只用于线材生产，各水箱最大冷却能力～150℃。
1.5 冷床
冷床为步进齿条式，有效尺寸为84m×11m，齿距110mm，总齿数65个，最小运行周期为3s，输入轧件最大速度为13m/s，生产缓冷材时，冷床可采用快速输送模式。
1.6 砂轮锯
1＃、2＃砂轮锯均为固定式，锯机本体引进POMINI产品，锯片直径：Φ1250/Φ750mm，厚度：10mm，锯片线速度：80～100m/s，锯切率：7～20cm2/s，最高锯切温度：800℃。1＃砂轮锯主要用于锯切10～18m的倍尺和10～12m的定尺，
2＃砂轮锯主要用于锯切4～12m的定尺。
1.7 夹送辊及吐丝机
吐丝机前的智能夹送辊用于保持吐丝机和线材减定径机组之间的张力，向吐丝机送料，使轧件尾部加速或减速，控制其尾部成型。主要参数：辊环直径315.5/280.5mm，辊身长度50mm，最大夹紧力5.48kN，辊环材质为碳化钨，最大夹送速度125m/s，辊环更换时间20min。
卧式吐丝机用于将轧件变成线圈以便成卷，可使大规格轧件尾部加速、小规格轧件尾部减速以便轧件尾部保持良好的圈型。主要参数：倾角20°和30°（30°用于≥18mm规格）、最大设计速度：140m/s、吐丝管直径：1080mm、吐丝管内径34mm、吐丝头更换时间20min，设计吐丝温度：550～1050℃。
2 主要工艺特点
（1）采用步进梁式加热炉加热钢坯，加热质量好、钢坯出炉温度稳定、烧损低、操作灵活，为实行低温轧制、控温轧制工艺生产创造了有利条件。
（2）加热炉出口设有高压水除鳞装置，产品表面质量好。
（3）粗、中轧机组脱开布置，粗轧机组可采用较高的入口速度轧制，不受成品出口速度的限制，轧制过程灵活，适合合金钢多品种轧制。
（4）粗、中、精轧及棒材减定径机组均选用“红圈”轧机，平立交替布置，线材精轧及减定径机组采用顶交45°高刚度轧机，实现全线无扭轧制。粗、中轧及棒材减定径机组后2架为微张力轧制，精轧及棒材减定径机组前4架为活套无张力轧制。轧制精度高，产品质量好，故障率低。
（5）棒、线材生产线均配置了减定径机组，可实现自由规格轧制。Φ16～75mm规格均从棒材减定径机组出成品，Φ5.5～20mm规格均从线材减定径机组出成品，棒线材成品及线材中间坯尺寸精度高，孔型系统简单，换辊时间少，特别适合多品种，小批量的特殊钢棒线材生产。
（6）采用控轧控冷生产工艺，在中轧、精轧、棒材减定径机组、线材精轧及减定径机组后均设有水冷箱，可控制轧件在生产过程中各阶段温度，从而满足产品方案中各钢种不同冷却制度的要求，有利于缩短合金结构钢、弹簧钢和轴承钢等钢种的热处理时间，甚至替代热处理，提高产品综合性能。
（7）棒材倍尺飞剪可进行优化剪切，在进行分段剪切时，可根据最佳剪切控制系统提供的优化后的倍尺长度进行剪切，从而提高冷床利用率、成品定尺率和成材率。
（8）采用棒线材复合生产的工艺路线，可生产Φ5.5～100mm的产品，生产规格范围大，符合特殊钢棒线材的生产特点，市场适应性强。
（9）需缓冷的线材可采用高温集卷站收集并送入缓冷坑保温冷却，可满足不同钢种线材的轧后冷却要求。
（10）设计上预留了增设中轧前感应再加热装置及在线涡流探伤装置等设施的位置，如生产需要还可以更新线材精轧机组，为以后进一步提高产品质量和扩大生产品种创造了条件。
结语
总之，该生产线为目前国内装备水平较高、生产工艺复杂的特殊钢棒线材生产线，该线的投产不仅使攀长钢连轧厂的装备水平达到国际一流水平，而且还扩大其产品规格范围，降低生产成本，增强市场竞争力，对国内其它特殊钢建设和改造项目也有较好的借鉴作用。
参考文献
[1]MasismoeLstani.线材生产的技术进步，高速线材轧机装备技术，冶金工业出版社，1997；1
[2]王有铭，等.直径34~5mm轴承钢棒材轧后控制冷却与快速球化工艺研究.特殊钢，2003（2）：or一14
论文作者:赵生荣,王文雅,张贵成,安志明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/25
标签：轧机论文; 线材论文; 机组论文; 棒材论文; 加热炉论文; 规格论文; 产品论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;