中国高速线材轧制生产技术装备的发展与展望
2005-01-17 00:00 来源： 我的钢铁
由于高速线材轧机具有轧制的高速度、产品的高质量、设备的高效率等特点，为产品的高产量和产品规格的大范围提供了保证条件。因此，一出现即引起线材领域的革命性变化，在中国的线材生产领域也随之崛起强劲的旋风。从1986年底我因建设了第一条高速线材轧机开始，到2003年中国高速线材生产线已达产73条，中国已成为拥有高速线材生产线最多、产量最高的国家。
中国高速线材工厂建设情况及技术装备水平分析
高速线材生产线的技术装备水平大致可分为4个档次，其划分主要与建厂年代及产品定位有关。
以马钢、宝钢、洒钢、新疆八一、杭钢、安阳、青钢三线等高速线材厂为代表，其特点是轧制速度能保证在110～120m／s，采用温度闭环控制系统，能完善地实现控温轧制及控制冷却，采用超重型精轧机组及减定径机组，能实现精密轧制及单一孔型轧制，盘重也都在2t以上，采用交流变频调速和全数字控制系统，设有在线测径及探伤装置，生产效率和产品质量都能得到控制和保障，因此具备生产高级品种钢的能力和条件。
下面介绍几条有代表性的生产线情况
a．马鞍山钢铁公司高速线材生产线
全新引进德圈SMS公司最新一代线材轧机，采用具有首创的单线多道柔性切换，可实现热机轧制技术，具有低温(750℃)轧制的超重载精轧机组和减定径机，采用CCT工艺控制及全线的数字化控制和在线测径技术。其产品主要定位在生产标准件用冷镦钢、弹簧钢、轴承钢、优质碳素钢、焊条钢、合金钢等。采用热机轧制工艺技术，能生产免退火的8.8级高强度冷镦钢盘条，也能生产免退火或缩短一半退火时间的l0～9级高强度冷镦钢、弹簧钢和合金钢盘条等。新高线最高轧制速度120m／s，产品规格为Ф5～22mm，轧后控制冷却线的长度达105m，配置了18台大风机，40个保温罩盖，并采用了最新型风嘴设计，可按不同品种质量的要求实现快速或缓冷，以保证线材的内部组织和通条性能均匀。
马鞍山钢铁公司高线厂的最大特点是在CCT控制系统中采用了大活套装置，即由多个水箱、通道和辅助设备组成的在预精轧机、减定径机之间的多通路系统，通过水冷却的方式，实现在750～1050℃之间的控冷控轧，此项工艺已成为马钢与西马克公司共有的专利技术。
b．宝山钢铁公司高速线材生产线
全线由6架粗轧、8架中轧、4架预精轧、8架精轧、4架减定径机组成，产品规格Ф5～25mm，产品品种为优质碳结、弹簧钢、冷镦钢、焊条焊丝钢、轴承钢等。宝钢线材生产的工艺技术特点是：
(1)采用8加4工艺，发挥减定径机组RSM的作用，实现自由尺寸轧制，提高产品精度和生产率；(2)实现在线尺寸精度和缺陷检测；(3)控制轧制和控制冷却工艺由闭环式水箱系统加带有风机和保温罩的斯泰尔摩线组成；(4)轧机传动系统采用全交流变频传动和直接转矩控制；(5)生产信息系统实行实时物料跟踪，成品卷实行三维坐标管理。
c．酒钢宏兴二高线厂
2003年1月正式投产，产品规格Ф5～25mm，钢种有碳素结构钢、弹簧钢、焊丝钢、焊条钢、冷镦钢、低碳拉丝钢。轧制生产线由30架单线轧机组成，保证速度112m／s，主要工艺及设备情况如下：
(1)坯料采用连铸坯短流程热装热送工艺，热装温度可达500～750℃，热装率90%以上；(2)加热炉为步进木梁双蓄热式，燃料为纯高炉煤气，煤气消耗水平平均为7GT／t，达到高效节能要求；(3)粗、中轧机组共14架。采用平――立交替布置的二辊高刚度闭口式轧机；(4)预精轧机，精轧机组由美国摩根公司没计制造，预精轧机组由两个Ф250mm模块轧机组成，精轧机组由8架超重型Ф230轧机组成；(5)减定径机组由吸架“v”型布置的悬臂轧机组成，可实现模块切换快速换辊，将产品规格转换时间压缩至5min；(6)在线水冷装覆由3部分组成，布置在预精轧机组、精轧机组、减定径机组后，采用压力流量双闭环进行控制；(7)斯泰尔摩控制线长112m，保温罩长101.2m，14台15400m3／h的大风量风机；(8)电气传动采用交流变频调速。
d．新疆八一钢铁公司高线厂
2001年9月15日开始热负荷试车。设计速度140m／s，保证速度110m／s，可生产Ф5～20mm的光面盘条和Ф6～16mm螺纹盘条，产品品种有优质碳素结构钢、低合金钢、不锈焊条钢、不锈弹簧钢、冷镦钢等。新疆八钢高速线材生产线的主要特点有：
(1)采用连铸坯短流程热装热送工艺：(2)采用无头焊接轧制工艺；(3)采用低温轧制工艺，开轧温度950℃；(4)全线30架轧机无扭微张力控制，采用TMB减定径机组进行精密轧制；(5)传动系统采用全交流变频调速控制；(6)吐丝机头部精确定位；(7)集卷站内没高速分卷剪；(8)人性化的操作界面；(9)DSC结构控制系统由冷却水箱和斯泰尔库控冷线完成。
具有国际水平的生产线大多建在90年代后期，其保证速度一般在90～105m／s，精轧机前及机间设有冷却水箱并选用延迟型风冷线，能实现控温轧制，能满足高级品种钢的工艺要求。
一般水平的生产线，大多为经过改造的二手设备或80年代末90年代初所建成的生产线，其轧制速度一般在70～90m／s左右，采用延迟型或标准型风冷段，装备及自动化程度一般水平，能生产一般等级的品种钢。由于投产时间较长，对设备的掌握更熟练，所以这批生产线目前生产效率较高，运行成本低，设备运转状态尚好。目前还有一定的生命力，但随着生产品种钢对质量要求的提高，将有相当部分生产线面临改造。
较落后生产线。此部分生产线为80年代末或90年代初建设，或对复二重轧机进行部分改造建成的生产线，速度在50～70m／s 左右，装备水平较低，此类生产线目前以生产一般水平建筑用钢为主，随着市场竞争压力的增大，此类生产线面临技术改造的任务。
中国高速线材工厂建设情况及技术装备水平分析
高速线材生产线的技术装备水平大致可分为4个档次，其划分主要与建厂年代及产品定位有关。
以马钢、宝钢、洒钢、新疆八一、杭钢、安阳、青钢三线等高速线材厂为代表，其特点是轧制速度能保证在110～120m／s，采用温度闭环控制系统，能完善地实现控温轧制及控制冷却，采用超重型精轧机组及减定径机组，能实现精密轧制及单一孔型轧制，盘重也都在2t以上，采用交流变频调速和全数字控制系统，设有在线测径及探伤装置，生产效率和产品质量都能得到控制和保障，因此具备生产高级品种钢的能力和条件。
下面介绍几条有代表性的生产线情况
a．马鞍山钢铁公司高速线材生产线
全新引进德圈SMS公司最新一代线材轧机，采用具有首创的单线多道柔性切换，可实现热机轧制技术，具有低温(750℃)轧制的超重载精轧机组和减定径机，采用CCT工艺控制及全线的数字化控制和在线测径技术。其产品主要定位在生产标准件用冷镦钢、弹簧钢、轴承钢、优质碳素钢、焊条钢、合金钢等。采用热机轧制工艺技术，能生产免退火的8.8级高强度冷镦钢盘条，也能生产免退火或缩短一半退火时间的l0～9级高强度冷镦钢、弹簧钢和合金钢盘条等。新高线最高轧制速度120m／s，产品规格为Ф5～22mm，轧后控制冷却线的长度达105m，配置了18台大风机，40个保温罩盖，并采用了最新型风嘴设计，可按不同品种质量的要求实现快速或缓冷，以保证线材的内部组织和通条性能均匀。
马鞍山钢铁公司高线厂的最大特点是在CCT控制系统中采用了大活套装置，即由多个水箱、通道和辅助设备组成的在预精轧机、减定径机之间的多通路系统，通过水冷却的方式，实现在750～1050℃之间的控冷控轧，此项工艺已成为马钢与西马克公司共有的专利技术。
b．宝山钢铁公司高速线材生产线
全线由6架粗轧、8架中轧、4架预精轧、8架精轧、4架减定径机组成，产品规格Ф5～25mm，产品品种为优质碳结、弹簧钢、冷镦钢、焊条焊丝钢、轴承钢等。宝钢线材生产的工艺技术特点是：
(1)采用8加4工艺，发挥减定径机组RSM的作用，实现自由尺寸轧制，提高产品精度和生产率；(2)实现在线尺寸精度和缺陷检测；(3)控制轧制和控制冷却工艺由闭环式水箱系统加带有风机和保温罩的斯泰尔摩线组成；(4)轧机传动系统采用全交流变频传动和直接转矩控制；(5)生产信息系统实行实时物料跟踪，成品卷实行三维坐标管理。
c．酒钢宏兴二高线厂
2003年1月正式投产，产品规格Ф5～25mm，钢种有碳素结构钢、弹簧钢、焊丝钢、焊条钢、冷镦钢、低碳拉丝钢。轧制生产线由30架单线轧机组成，保证速度112m／s，主要工艺及设备情况如下：
(1)坯料采用连铸坯短流程热装热送工艺，热装温度可达500～750℃，热装率90%以上；(2)加热炉为步进木梁双蓄热式，燃料为纯高炉煤气，煤气消耗水平平均为7GT／t，达到高效节能要求；(3)粗、中轧机组共14架。采用平――立交替布置的二辊高刚度闭口式轧机；(4)预精轧机，精轧机组由美国摩根公司没计制造，预精轧机组由两个Ф250mm模块轧机组成，精轧机组由8架超重型Ф230轧机组成；(5)减定径机组由吸架“v”型布置的悬臂轧机组成，可实现模块切换快速换辊，将产品规格转换时间压缩至5min；(6)在线水冷装覆由3部分组成，布置在预精轧机组、精轧机组、减定径机组后，采用压力流量双闭环进行控制；(7)斯泰尔摩控制线长112m，保温罩长101.2m，14台15400m3／h的大风量风机；(8)电气传动采用交流变频调速。
d．新疆八一钢铁公司高线厂
2001年9月15日开始热负荷试车。设计速度140m／s，保证速度110m／s，可生产Ф5～20mm的光面盘条和Ф6～16mm螺纹盘条，产品品种有优质碳素结构钢、低合金钢、不锈焊条钢、不锈弹簧钢、冷镦钢等。新疆八钢高速线材生产线的主要特点有：
(1)采用连铸坯短流程热装热送工艺：(2)采用无头焊接轧制工艺；(3)采用低温轧制工艺，开轧温度950℃；(4)全线30架轧机无扭微张力控制，采用TMB减定径机组进行精密轧制；(5)传动系统采用全交流变频调速控制；(6)吐丝机头部精确定位；(7)集卷站内没高速分卷剪；(8)人性化的操作界面；(9)DSC结构控制系统由冷却水箱和斯泰尔库控冷线完成。
具有国际水平的生产线大多建在90年代后期，其保证速度一般在90～105m／s，精轧机前及机间设有冷却水箱并选用延迟型风冷线，能实现控温轧制，能满足高级品种钢的工艺要求。
一般水平的生产线，大多为经过改造的二手设备或80年代末90年代初所建成的生产线，其轧制速度一般在70～90m／s左右，采用延迟型或标准型风冷段，装备及自动化程度一般水平，能生产一般等级的品种钢。由于投产时间较长，对设备的掌握更熟练，所以这批生产线目前生产效率较高，运行成本低，设备运转状态尚好。目前还有一定的生命力，但随着生产品种钢对质量要求的提高，将有相当部分生产线面临改造。
较落后生产线。此部分生产线为80年代末或90年代初建设，或对复二重轧机进行部分改造建成的生产线，速度在50～70m／s 左右，装备水平较低，此类生产线目前以生产一般水平建筑用钢为主，随着市场竞争压力的增大，此类生产线面临技术改造的任务。
