中国小型线材生产发展迅速

1．前言

    我国小型材及线材生产发展及技术进步非常迅速，小型材及线材占钢材生产份额最大，本文谨就我国小型线材生产基本情况及技术进步做一概述。

2．我国小型线材生产基本情况

    小型线材生产基本情况及特点如下：

2．l 小型线材产能高

    我国小型线材无论从轧机数量还是产量都是世界第一，而且产量逐年增长很快，详见表l－l。同期美国、日本的小型及线材产量及比例分别见表l－2及表l－3。

表1-1 我国小型线材生产量                     单位：万t

表1-2 美国棒材及线材产量          单位：万t

表1-3 日本棒材及线材产量                     单位：万t

表2-1 螺纹钢占小型材的比例              单位：万t

　

    由表1-1，表l－2及表1-3可以看出美国同期小型材及线材占钢材总比例分别为17％与5％左右；日本同期小型材与线材占钢材总比例分别为20％与8％左右；而中国小型材、线材的产量无论是占钢材的比例还是绝对产量都远高于美国与日本。

    此外，由上述3个表还可以看出在生产量上我国小型材、线材增长较快，五年来小型材、线材平均增长速度分别为14.56％与10.96％，而美国、日本的生产量基本平稳。

2.2 小型线材车间装备进步

    近年来我国小型，线材车间装备进步幅度很快，小型轧机向连续化发展、线材生产则趋向采用高速线材轧机，到2002年上半年为止全国共投产连续及半连续小型轧机约70套，设计产能超过2100万t／a。

    全国共有高速线材轧机约70线（含棒线复合轧机），设计产能超过1700万t／a。国产设备最高精轧保证速度已达90m／s。

    目前国内采用连续式小型轧机及高速线材轧机生产的小型材及线材产量均超过总产量60％，连续小型轧机与高速线材轧机已成为小型材及线材生产的主流设备。

2．3 螺纹钢份额逐年提高

    我国小型轧机生产的螺纹钢（也称带肋钢筋）所占比例相当高，近年有逐渐扩大份额的趋势。详见表2－1。

2．4 管理水平逐年提高

    近年来我国小型、线材厂总体生产管理水平逐年提高，这主要表现以下几方面:

l）达产快

    一般连续小型及高速线材轧机投产后2年左右就能达到或超过设计产量。

2）成材率提高

    1996年以前我国多数小型线材轧机成材率在96％以下，到2000年以后，不少小型线材轧机成材大于97％，有的轧机实行负公差轧制，成材率达98％以上。

3）注重产品质量

    开发强度400MPa的三级螺纹钢筋；增加硬线生产比例，特别是扩大高强度低松驰预应力钢丝、钢绞线生产份额，改善冷墩钢质量，扩大供线尺寸规格，可供直径Ø5－25mm的盘条，直径公差达±0．lmm，椭圆度达0．14mm。

3. 小型线材生产技术的发展与进步

    近年来小型线材生产技术发展，进步很快，主要表现在如下几方面：

3．l 注重改进前工序

    为能生产优质棒材及线材，首先要有优质钢，扩大转炉容量，增加精炼，在进加热炉前设置或预留“抛丸 - 超声波探伤”或“磁粉探伤 - 修磨”工艺生产线。

    自供坯的小型线材轧机多注意采用热送钢坯，以降低产品的热耗。

3.2 加热炉技术进步

1）普遍采用步进式钢坯加热炉

    80年代末到90年代初建设的连续小型及高速线材轧机多采用步进底式加热炉，90年代中期以后建设的钢坯加热炉多采用侧迸侧出全梁式步进炉，步距可调，新型低NO_X型烧嘴，侧烧嘴采用带中心风的凋焰烧嘴，调节比可达1：10，＞12m 长钢坯多设置端烧嘴，使钢坯加热温度加均匀。

2）蓄热式燃烧技术受到重视

    近年蓄热式燃烧技术在小型线材车间逐步得到应用，蓄热式燃烧系统可将空、煤气同时预热至1000℃左右，可使用低热值燃料，如高炉煤气。目前我国已开发2－3种蓄热式加热炉技术，并愈来愈成熟。

    我国现有40余座蓄热式加热炉，绝大部分用于小型及线材车间的钢坯加热。

3．3 无头轧制工艺

    上世纪90年代中由日本NKK及意大利DANIEI分别开发成功。

无头轧制技术的优点：

l）无前后两钢坯轧制的间隙时间，提供了更多的纯轧时间，增加了产量

2）可省去切头，切尾，提高了成材率。

3）减少了咬钢时轧件对轧机的冲上，运行平稳；减少事故率

4）减少轧件喷头、脱定、剪切等操作，降低轧辊，号卫、剪刀消耗量及维护量

5）消除了传统轧制中影响尺寸精度的因素，提高轧件全长尺寸稳定精确性

3.4 特色各异的多种机型

    除传统的机型外，近年来小型，线材轧机还大量采用了特色各异的多种机型。

l）无牌坊机力架

    无牌坊机架是由4根拉杆承受轧制力，轧制力分布在很短的回路内和较大的面积里。此外，为了保证轴承座的刚度和从滚柱轴承到拉杆的短距离，使机架和轴承座弯曲最小，对机架的拉杆位置进行了优化，这种元牌坊机架的优点：

? 可靠性高，简化零件，减少维修。

? 轴向径向刚度高，对实施低温轧制有利。

?  轧机刚度高，轧制产品尺寸公差小。

?  换辊时间短

    这种无牌坊机架易用于小型轧机的中、精轧机组。

2）悬臂式机架

    悬臂式机架采用芯轴加套NiCrCo热处理辊环，采用油膜轴承的结构，这种轧机优点如下：

?  轧辊辊颈直径增大约30％，断面积约增加65％，增强关键部位的强度，减少应力集中。

?  固定的轧制线，通过压下齿轮作用在偏心套上，来同步开闭上下辊环，调节中心距，轧线不变。

?  易于靠近更换辊环，维护及更换导卫方便，一旦堆钢也方便处理。

?  重量轻，可节约投资

    这种机型适于做为小型或高线轧机的粗轧机架，只配置一种孔型即可。

3）减定径轧机

    减定径轧机（TEKISUN轧机）是90年代摩根公司开发的技术，由2台减径、2台定径机架与1套组合变速箱传动系统组成，成组更换机架，其优点如下：

?  采用小压下量轧制，能确保产品尺寸的高精度。

?  简单地调整辊缝尺寸就能实现直径±0.3mm的“自由轧制”，有利于小批量，非标准线材的生产。

?  简化了孔型系统，l套精轧机组孔型即可生产Ø5.0－Ø20mm的所有产品。

?  减少换辊时间，提高作业时间。

?  实现低温控轧工艺。

4）双模块轧机

    双模块轧机（TMB）是DANIELI公司开发的技术，共4个精轧机架分成独立的2组，每组由单独的电机变速齿轮箱传动，2台电机实现电气联锁，双模块轧机与减定径轧机采用不同的结构，但其优点基本相同，这2种机型均用于高速线材生产，设于无扭精轧机后的水冷装置与吐丝机之间，通常原有的10架无扭精轧机改为8架。

4）“COCKS”轧机

    “COCKS”轧机为3辊减径定径轧机，带有备用机架、整体换辊，其设于棒材轧机出口或线材精轧机的入口，其优点如下：

?  改善产品质量，由于呈120º的三辊参与变形，使变形更加均匀，能获得更精确的尺寸公差及良好的表面。

? 提高成材率

? 采用备用机架换辊，不需中断生产，提高有效作业时间。

? 由于产品精度高，表面质量好，能降低后部工序成本。

5）平／立可转换轧机

    这种机型设于后l、3架，能将立辊机架转换成平辊机架，采用较大断面钢坯，进行两剖分或三剖分轧制，生产小直径螺纹钢筋。

3．5 低温精轧技术

    低温精轧技术主要是指轧件最后道次 轧制温度处在常化温度或热机轧制温度范围内轧制。

低温下变形不发生再结晶，由于轧件 延伸，晶粒变形产生细化，获得更细化，更 均匀的微观组织、这改善了产品技术性能。  

主要优点如下：

?  提高了产品的屈服强度，并且韧性 也相应提高。

?  降低脱碳层深度。

?  较好的表面质量。

? 提高微合金钢的抗拉强度。

? 提高疲劳强度，改善低温韧性。

    通常要在最后2道次或4道次进行低温 轧制，若采用2道次时，最后2道次累积压下 率为24％－31％；若采用4道次轧制时，最 后4道次累积压下率为46％－57％，轧制不 同直径的棒材时，只能空过中间机架，因此棒材直径＞Ø40mm不适于此工艺。

3．6 轧后设备的完善

    我国近年来小型线材车间不但加热炉 与轧机装备水平有所提高，而轧机后装备 及技术也进一步完善，主要表现如下：

?  车间配有性能良好的齿条冷床。

? 高速线材采用辊道式大风量延迟型 控冷线，辊道分段有加速与落差，使线圈冷 却更均匀。

? 性能更佳的夹送辊与吐丝机，夹送辊可提供全长夹送，头部夹送，尾部加减速 夹送，并能自动凋整夹送压力，吐丝机的吐 丝管结构与形状也有所改进，延长吐丝管 使用寿命，减少震动并能快速更换吐丝管，吐丝管入口设压缩空气吹扫氧化铁皮系 统就清理吐丝管，在吐丝机前轴承处设置 温度与震动监视器，确保吐丝机能处于良 好工作状态。

?  集卷系统增加密实收集线圈系统， 通常生产Ø14mm以下线材时，集卷筒设 置线圈分配器，可密实收集线圈，当生产2t 线卷时，松线卷高度可由 31 00mm降到 2200mm，对于Ø14mm以上线材采用吐丝 机驱动的WOB系统功能来密实集卷。

?  设置全自动捆扎机及半机械化捆扎机。

  资金条件较好的企业进口全自动条材及线材捆扎机，资金较紧的企业设置机械 拉紧或扭紧捆带。

?  已有不少高水平的轧线配置了在线测径仪，探伤仪等仪表。

4 存在问题

4.1 落后轧机尚需淘汰

    目前尚有一些落后小型线材轧机仍在 生产，在不久的将来，这些轧机会退出历史 舞台。但近几年来还出现了一批厂家，利用 已淘汰的设备，简陋的厂房，外购钢坯甚至 是废钢做原料生产螺纹钢或线材，对国民 经济发展起了不良作用，也威协了环保。

4.2 三级钢筋产量有待迅速提高

    经过多年努力三级螺纹钢筋推广应用 已经取得了一定成效，有36家企业先后试 制和生产了三级螺纹钢筋，2001年产量达 104. 8万t，这仅占我国螺纹钢总产量的 2. 8％，因此应掌握好这项生产技术，进一步降低成本，迅速扩大生产。

4.3 高品质棒、线材有待进一步开发

    虽然我国已具有多套一流的小型高线 轧机，但生产的品种及质量还不够世界一流，也没有形成商业化生产。冷镦钢的冲 废率还较高，高强度低松驰的绳索用线生 量也不足等，这些产品每年进口数量虽不 是很大，但价格很高，有待于进一步开发。

4.4 企业效益有负面影响

    棒线材总体生产能力相对供大于求， 导致一定程度L的无序竞争，使生产企业 的效益受到损失。

5 结束语

    近年我国小型线材生产发展很快，其 装备既有世界一流的，也有水平不低的国 产化先进设备，其产品数量和质量有很大提高，在加入WTO后，面临着更多的机遇 与挑战，相信经过轧钢界的努力今后会取 得更大的成就。