线棒材无头轧制技术发展迅速
2002-10-31 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
1.前言
无头轧制技术最初是70年代初在冷轧带钢上实现的，在此之后逐步实现了酸洗与冷轧、冷轧与连续退火及平整的全连续生产。90年代中期，热轧带钢，特别是薄板坯连铸连生产线上也实现了无头或半无头轧制。按照热轧带钢上所取得的经验，90年代中后期相继又在棒线材生产中采用无头轧制技术。线棒材无头轧制技术目前主要有两种形式：1)钢坯焊接连续生产方式，包括EWR工艺和Ebros工艺；2)更进一步的由达涅利公司开发成功的无头铸轧工艺，目前称之为Luma无头铸轧生产工艺。
无头轧制技术即适合于新建线棒材生产线采用，也适用于现有生产线的技术改造。目前已有泰国、马来西亚、墨西哥、法国等国的线棒材生产线装备了EWR设备，我国新疆八一钢铁公司、唐山钢铁公司、涟源钢铁公司等先后签订了建设EWR无头焊接轧制设备的合同。芬兰的芬达钢公司和我国邢台钢铁公司的线棒材生产线上则安装了Ebros方坯焊接系统进行无头轧制。
2.焊接型无头轧制技术
2.1方坯焊接技术
无头轧制技术实质上就是连续轧制，所采用的轧机及其配置与目前现代化的高速线棒材轧制生产线无本质上的区别，最主要的区别在于经加热炉加热后的方坯不是一根接一根地送入轧机进行间断生产，而是焊接成一条“无头尾”的方坯条送入轧机实施连续生产，因此主要的一个不同内容是增设了一套方坯焊接装置。
方坯焊接过程主要包括下列的步骤和内容:
在加热炉出料侧，加热好后的小方坯先把两端除鳞，正在待轧的前一块方坯的尾端与后一块刚从加热炉中出来的方坯的头部接合起来；焊接机组从启动位置起动并加速至方坯运动速度，随后由夹紧装置将要焊接的前后方坯头尾两端夹紧；来坯位置按轧制中心线进行调整；对方坯两端先预热，再用电闪速熔化，并用大机械力压迫熔化后的钢坯两端面使其熔焊接在一起；随后冷却、去毛刺；放松夹紧装置，焊接机组随即减速并退到启动位置停止运行。下一块方坯到来时再进行下一轮焊接周期。
焊接时间长短要按照生产钢种和焊接时的方坯温度来决定，对于130mm×130mm的小方坯，焊接周期大约是25秒，单纯的电闪速熔化焊接时间约为7秒。此种焊接装置适用的焊接范围是100mm×100mm到200mm×200mm之间的方坯、直径100mm到200mm的圆坯和在此之间两边边长不越过30%的扁坯。其中的EWR工艺还能焊接来自粗轧机的中间轧件(直径50mm到100mm之间，这对老轧钢厂的改造十分有利，增加了一种选择方案)。适用焊接钢种包括有全部的碳素钢和合金钢(包括不锈钢)。
达涅利EWR无头焊接技术中包含有以下的新技术新设备：
-在工业性生产线棒材的同时进行钢坯焊接的技术；
-采用DC(代替AC)传动技术
-在线的自动去毛刺系统；
-为不干扰轧制线的正常生产，设有焊接装置的离线定位系统以便进行维修和装配。
-设有高效的冲洗系统及防喷溅/火花的系统。
整个焊接周期的第一个步骤都是人自动控制的，其中包括：焊接机组的加速和运行速度控制，夹紧：熔化(电力大小和供电周期)；压焊；去毛刺及焊接机组的返回速度控制。此计算机全自动控制系统与轧机自动化系统相连接(也可组合到轧机自动化系统内)，这样可确保焊接过程能正确地重复进行，特别是在焊接短方坯时特别重要，因为能完成焊接周期所需时间有限。Ebros焊接工艺与EWR工艺大致相同，略有区别。它是采用闪光对焊进行方坏焊接，焊接机安装在一个活动小车上，其运行速度与轧机入口侧速度同步，在保持与轧制线速度同步的情况下在轧制线上完成方坯焊接。
2.2唐山钢铁公司棒材厂
唐山钢铁公司于1994年投资5.84亿元人民币从意大利达涅利公司引进一套棒材连轧生产线，设计年产量60万t，主要产品为12-40mm直径的螺纹钢筋和14-50mm的圆钢，1996年6月热试投产。
棒材生产线的原料是165mm×165mm的连铸方坯，长度为12m，在步进梁式加热炉加热后由18架平立交替布置的粗、中、精轧机组进行全连续无扭轧制。
2000年12月唐钢棒材厂又投资3750万元(其中外汇350万美元)在原生产线上增设了EWR焊接机组，成功地焊接了第一批165mm×165mm的方坯进行无头轧制，这是中 和线条无头轧制线棒材生产线，产量达到150t/h，这也是世界上投产的最高产量的焊接无头轧制生产线。唐钢认为，采用此无头轧制技术后，可大大提高有效轧制时间，年产量可提高5万t，提高成材率1.5%。此外，还可提高产品精度、减少事故、延长备品备件的使用寿命，预计可创年效率1000万元。为充分发挥无头轧制的优点，确保质量稳定和延长设备使用寿命，在引进EWR焊接装置的同时，还引进了在线测径技术和硬质合金辊环。
2.3新疆八一钢铁公司高速线材厂
新疆八钢高线的主要产品是5-20mm直径的光圆线材和6-16mm直径的螺纹钢筋。原料是150mm×150mm的连铸小方坯，生产钢种主要是优质碳素结构钢、低合金钢、冷镦钢、焊条钢、弹簧钢和不锈钢等。设计年产量为40万t/a，产品尺寸精度达±0.01mm，保证轧制速度为110m/s，设计速度为140m/s，为当今世界的最高速度水平。采用8+4(精轧机组+减定径机组)方案，粗、中、预精轧平立交替布置及精轧和减定径机组45度顶交技术(属摩根六代技术)，实现全线无扭轧制。4道次(2+2)双模块高速精轧机组是首次亮相世界，它的快速自动置换系统能在5分钟内完成机组置换。采用EWR焊接无头轧制技术，这是世界上第一套投产的超高速无头轧制的线棒材轧机，这也是第一次将EWR与双模块精轧机组相结合的尝试，预计将会大大提高轧机生产率、金属收得率和经济效益。
2.4邢台钢铁公司线棒材生产线
湖北省邢台市钢铁公司总投资2.8亿元人民币的这条线棒材生产线用来生产直径为5.5-16mm的线材和直径为18-42mm的棒材及1000-3000kg的盘卷。设备包括一台加热炉和一套Ebros方坯焊接系统、6机架粗轧机、6机架中轧机、7机架粗轧机(带有PRS定径轧制系统)、盘卷设施、冷却和精整设施及一套用于小直径线棒材的快速输出系统。
原料是150mm×150mm的方坯，加热炉可以进行冷、热装料，额定加热能力为80t/h，短时生产能力可达90t/h。粗轧机组是6架平立布置的无扭机架，6机架的中轧机组也采用平立布置，在粗、中轧机组中间设有飞剪。另一个飞剪设在精轧机之前，精轧机组由6架以X型配置的CCR型盒式机架和1台PRS万能定径机架组成，在各粗轧机架前面都高有活套以进行无张力轧制。精轧机组后面设有一个水冷箱来控制线棒材冷却温度以提高产品的微结构性能并减少产品表面的氧化铁皮。
这条105m/s的高速度线棒材轧机的核心设备即精轧组是由西航集团公司与英国阿希洛公司联合研制生产的，是国内目前最快的国产高速线材轧机，已于2002年元月份进行了热试生产。这是中国第一套采用Ebros焊接机组的无头轧制线棒材生产线。
无头轧制技术最初是70年代初在冷轧带钢上实现的，在此之后逐步实现了酸洗与冷轧、冷轧与连续退火及平整的全连续生产。90年代中期，热轧带钢，特别是薄板坯连铸连生产线上也实现了无头或半无头轧制。按照热轧带钢上所取得的经验，90年代中后期相继又在棒线材生产中采用无头轧制技术。线棒材无头轧制技术目前主要有两种形式：1)钢坯焊接连续生产方式，包括EWR工艺和Ebros工艺；2)更进一步的由达涅利公司开发成功的无头铸轧工艺，目前称之为Luma无头铸轧生产工艺。
无头轧制技术即适合于新建线棒材生产线采用，也适用于现有生产线的技术改造。目前已有泰国、马来西亚、墨西哥、法国等国的线棒材生产线装备了EWR设备，我国新疆八一钢铁公司、唐山钢铁公司、涟源钢铁公司等先后签订了建设EWR无头焊接轧制设备的合同。芬兰的芬达钢公司和我国邢台钢铁公司的线棒材生产线上则安装了Ebros方坯焊接系统进行无头轧制。
2.焊接型无头轧制技术
2.1方坯焊接技术
无头轧制技术实质上就是连续轧制，所采用的轧机及其配置与目前现代化的高速线棒材轧制生产线无本质上的区别，最主要的区别在于经加热炉加热后的方坯不是一根接一根地送入轧机进行间断生产，而是焊接成一条“无头尾”的方坯条送入轧机实施连续生产，因此主要的一个不同内容是增设了一套方坯焊接装置。
方坯焊接过程主要包括下列的步骤和内容:
在加热炉出料侧，加热好后的小方坯先把两端除鳞，正在待轧的前一块方坯的尾端与后一块刚从加热炉中出来的方坯的头部接合起来；焊接机组从启动位置起动并加速至方坯运动速度，随后由夹紧装置将要焊接的前后方坯头尾两端夹紧；来坯位置按轧制中心线进行调整；对方坯两端先预热，再用电闪速熔化，并用大机械力压迫熔化后的钢坯两端面使其熔焊接在一起；随后冷却、去毛刺；放松夹紧装置，焊接机组随即减速并退到启动位置停止运行。下一块方坯到来时再进行下一轮焊接周期。
焊接时间长短要按照生产钢种和焊接时的方坯温度来决定，对于130mm×130mm的小方坯，焊接周期大约是25秒，单纯的电闪速熔化焊接时间约为7秒。此种焊接装置适用的焊接范围是100mm×100mm到200mm×200mm之间的方坯、直径100mm到200mm的圆坯和在此之间两边边长不越过30%的扁坯。其中的EWR工艺还能焊接来自粗轧机的中间轧件(直径50mm到100mm之间，这对老轧钢厂的改造十分有利，增加了一种选择方案)。适用焊接钢种包括有全部的碳素钢和合金钢(包括不锈钢)。
达涅利EWR无头焊接技术中包含有以下的新技术新设备：
-在工业性生产线棒材的同时进行钢坯焊接的技术；
-采用DC(代替AC)传动技术
-在线的自动去毛刺系统；
-为不干扰轧制线的正常生产，设有焊接装置的离线定位系统以便进行维修和装配。
-设有高效的冲洗系统及防喷溅/火花的系统。
整个焊接周期的第一个步骤都是人自动控制的，其中包括：焊接机组的加速和运行速度控制，夹紧：熔化(电力大小和供电周期)；压焊；去毛刺及焊接机组的返回速度控制。此计算机全自动控制系统与轧机自动化系统相连接(也可组合到轧机自动化系统内)，这样可确保焊接过程能正确地重复进行，特别是在焊接短方坯时特别重要，因为能完成焊接周期所需时间有限。Ebros焊接工艺与EWR工艺大致相同，略有区别。它是采用闪光对焊进行方坏焊接，焊接机安装在一个活动小车上，其运行速度与轧机入口侧速度同步，在保持与轧制线速度同步的情况下在轧制线上完成方坯焊接。
2.2唐山钢铁公司棒材厂
唐山钢铁公司于1994年投资5.84亿元人民币从意大利达涅利公司引进一套棒材连轧生产线，设计年产量60万t，主要产品为12-40mm直径的螺纹钢筋和14-50mm的圆钢，1996年6月热试投产。
棒材生产线的原料是165mm×165mm的连铸方坯，长度为12m，在步进梁式加热炉加热后由18架平立交替布置的粗、中、精轧机组进行全连续无扭轧制。
2000年12月唐钢棒材厂又投资3750万元(其中外汇350万美元)在原生产线上增设了EWR焊接机组，成功地焊接了第一批165mm×165mm的方坯进行无头轧制，这是中 和线条无头轧制线棒材生产线，产量达到150t/h，这也是世界上投产的最高产量的焊接无头轧制生产线。唐钢认为，采用此无头轧制技术后，可大大提高有效轧制时间，年产量可提高5万t，提高成材率1.5%。此外，还可提高产品精度、减少事故、延长备品备件的使用寿命，预计可创年效率1000万元。为充分发挥无头轧制的优点，确保质量稳定和延长设备使用寿命，在引进EWR焊接装置的同时，还引进了在线测径技术和硬质合金辊环。
2.3新疆八一钢铁公司高速线材厂
新疆八钢高线的主要产品是5-20mm直径的光圆线材和6-16mm直径的螺纹钢筋。原料是150mm×150mm的连铸小方坯，生产钢种主要是优质碳素结构钢、低合金钢、冷镦钢、焊条钢、弹簧钢和不锈钢等。设计年产量为40万t/a，产品尺寸精度达±0.01mm，保证轧制速度为110m/s，设计速度为140m/s，为当今世界的最高速度水平。采用8+4(精轧机组+减定径机组)方案，粗、中、预精轧平立交替布置及精轧和减定径机组45度顶交技术(属摩根六代技术)，实现全线无扭轧制。4道次(2+2)双模块高速精轧机组是首次亮相世界，它的快速自动置换系统能在5分钟内完成机组置换。采用EWR焊接无头轧制技术，这是世界上第一套投产的超高速无头轧制的线棒材轧机，这也是第一次将EWR与双模块精轧机组相结合的尝试，预计将会大大提高轧机生产率、金属收得率和经济效益。
2.4邢台钢铁公司线棒材生产线
湖北省邢台市钢铁公司总投资2.8亿元人民币的这条线棒材生产线用来生产直径为5.5-16mm的线材和直径为18-42mm的棒材及1000-3000kg的盘卷。设备包括一台加热炉和一套Ebros方坯焊接系统、6机架粗轧机、6机架中轧机、7机架粗轧机(带有PRS定径轧制系统)、盘卷设施、冷却和精整设施及一套用于小直径线棒材的快速输出系统。
原料是150mm×150mm的方坯，加热炉可以进行冷、热装料，额定加热能力为80t/h，短时生产能力可达90t/h。粗轧机组是6架平立布置的无扭机架，6机架的中轧机组也采用平立布置，在粗、中轧机组中间设有飞剪。另一个飞剪设在精轧机之前，精轧机组由6架以X型配置的CCR型盒式机架和1台PRS万能定径机架组成，在各粗轧机架前面都高有活套以进行无张力轧制。精轧机组后面设有一个水冷箱来控制线棒材冷却温度以提高产品的微结构性能并减少产品表面的氧化铁皮。
这条105m/s的高速度线棒材轧机的核心设备即精轧组是由西航集团公司与英国阿希洛公司联合研制生产的，是国内目前最快的国产高速线材轧机，已于2002年元月份进行了热试生产。这是中国第一套采用Ebros焊接机组的无头轧制线棒材生产线。
