包钢长材厂高速线材减定径机组项目研究

包钢长材厂高速线材减定径机组项目研究

雷虎 ,刘奇 , 赵志新

内蒙古包钢钢联股份有限公司长材厂，内蒙古 包头 014010

【摘要】：本文通过对包钢长材厂现状及目前市场对线材产品的质量要求进行分析，结合高速线材减定径机组的设备技术优点，提出了减定径机组项目实施的必要性。

【关键词】：高速线材  技术改造   减定径机组

         Research on Reconstruction Project about Reducing sizing mill In Wire and Bar Plant of Baotou Steel

   LEI Hu, LIU Qi,ZHAO Zhi Xin

（1、Wire Plant of Steel Union Co.Ltd.Baotou Steel(Group)Corp., Baotou 014010, Nei Monggol，China)

Abstract: Based on the analysis of the present situation and the quality requirements of the wire products in Wire and Bar Plant of Baotou Steel,Combined with the high speed wire rod unit eqiuipment technical advantages of Reducing sizing mill.

Key word: high-speed wire bar ，Technical innovation，Reducing sizing mill

1 前言

包钢高速线材生产线是包钢“八五”末期的三大重点工程之一，该生产线经过近二十多年的运行，设备精度下降，自动化控制系统急需升级，产品尺寸精度和性能已不能满足下游高端用户的需求。近十多年来随着技术进步、市场需求和节能环保的不断提高，高速线材轧机技术也有了不少新的发展，例如：①精轧机普遍重型顶交结构。②8+2或8+4精轧机及其衍生的减定径机技术[1]。③日益完善的控轧控冷技术。④一些高级别、高性能线材的冶炼、连铸、轧制总体生产工艺的开发。⑤节能环保的钢坯热送热装和蓄热式加热炉高温燃烧技术。⑥开发高等级线材配套的探伤，抛丸、磁探装置及砂轮修磨线等。其中高速线材轧机减定径机组技术的开发和使用是今后高速线材轧机发展的方向和重点。

2 现阶段生产中存在的问题

目前线材光圆盘条尺寸标准执行的标准是GB/T14981-2009，线材螺纹钢盘条尺寸标准执行的标准是GB1499.2-2007。由于该生产线经过近二十年的运行，随着设备的老化和备件国产化，产品尺寸精度已达不到最初设计的水平（Φ5.5 — Φ8.0 公差不超过0.12mm;，Φ8.5 — Φ22 公差不超过0.15mm），通条尺寸波动大，在一个辊环圆周范围内，波动在0.10mm左右。由于直径及椭圆度波动大，既影响产品力学性能，又影响成材率等指标，同时给下游深加工工序带来困难。高速线材减定径机组通过椭圆-圆-圆-圆孔型系统实现精密轧制，可以解决上述问题。

3几种典型的减定径机组的技术优点

3.1几种典型的高速线材减定径机组

近年来，现代高速线材轧制生产技术正向着提高小时产量、提高作业率、提高产品尺寸精度、提高产品组织和力学性能方向快速发展[2]。现今，线材减定径技术比较成熟且应用较 多 的 主 要 有 摩 根 (Morgan) 的 RSM (Reducing & Sizing Mill)与达涅利(Danieli)的TMB (Twin Module Block)。Morgan的RSM经过二十多年的工程应用与不断革新，其技术已日趋成熟，应用业绩较多，国内的宝钢、青钢、邯钢、酒钢等企业相继引进。Danieli的TMB双模块机组在国内的鞍钢、莱钢等高线厂均有应用业绩，其技术也比较成熟。之外，西马克(SMS)也开发出了FRS减定径机组，但目前国内尚未成功引进的案例。我国自1999年上海宝钢高速线材生产线第一次引进摩根公司减定径机组以来, 邯钢、湘钢、青钢和酒钢等二十多条新建的高速线材生产线也先后引进摩根公司减定径机组。鞍钢、新疆八一钢厂高速线材生产线采用了达涅利(Danieli)开发的TMB (Twin Module Block)双模块减定径技术。为了适应国家制造强国和工业4.0战略发展要求，实现线材行业产品的结构调整，采用减定径机技术进行控轧控冷和精密轧制是未来一段时期线材生产企业发展的方向。

3.2优化控轧控冷，改善组织

精轧机后加设减定径及水箱，配合温度闭环系统[3]，降低10架高速精轧所产生的急剧温升；基于细晶强化及相变强化，通过低温大压下轧制及温度闭环控制，大幅提高线材最终机械性能。通过低温轧制细化晶粒度，缩短离线球化退火时间。

3.3提高轧机小时产量

由于减定径机组的位置布置和设备特点，可以将原精轧机的轧制速度大幅提高，例如Φ5.5mm线材产品的轧制速度可以由目前105 m/s提高至120m/s，由于速度的提高，轧机小时产量可提高约15%左右。

3.4可实现热机轧制

减定径机组可实现轴承钢、高碳钢、弹簧钢、冷镦钢750℃-800℃的低温轧制，25%-45%的大压下轧制。高强钢筋的非稳态奥氏体区轧制（超细晶粒轧制）。摩根 (Morgan) 的 RSM 和达涅利（Danieli）的TMB双模块机组减定径机的允许轧制力相比以前精轧机成品机架有大幅度的提高。减定径机轧制力为：减径轧机350kN，定径轧机130kN，可在25%--40%的压下量范围内进行轧制。

3.5单一孔型系统

一般没有配备减定径机组的高速线材轧机从中轧到预精轧基本都有5-6套孔型系统，精轧也是一个规格一套孔型系统，换规格比较麻烦。由于减定径机组具有较大的压下率，通过调整压下可以方便调整轧件断面，从而可以简化中轧、预精轧和精轧机组的孔型系统，换规格和备辊量明显减少。

3.6提高产品精度

减定径机组通过减径机进行大压下量轧制，定径机采用小压下量归圆，轧制负荷小，可实现精密轧制。尺寸公差可控制在±0.1mm以内；椭圆度控制在尺寸总偏差的60%，这有利于下游用户进一步深加工的需求。

3.7提高轧机作业率

由于实现单一孔型系统，换规格时间可明显降低，原来换规格正常需要50分钟，现在由于换辊量及换导卫的数量减少，基本20-25分钟就可以完成， 由此缩短了换规格时间，提高了作业率。

3.8自由规格轧制

减定径机组的四架轧机一般采用椭圆-圆-圆 -圆孔型系统，如图1，通过合理调整辊缝，可以实现自由尺寸轧制，即原来通过换辊以0.5mm为级别生产产品，现在通过合理调整辊缝，在不换辊的情况下，可以实现以0.3mm为级别的产品轧制，从而扩大现有产品的尺寸规格范围和产品大纲，满足一些用户对特殊线材尺寸的要求。

图1 减定径机组椭圆-圆-圆-圆孔型系统

4 减定径机组项目实施的必要性

作为一个有着二十多年高速线材盘条生产历史的企业，在企业管理经验和人员素质方面有着一定的优势。但是随着设备的逐渐老化和线材下游深加工企业对线材盘条产品质量的越来越高的要求。如今的市场竞争形势十分严峻，已不再是从前的卖方市场，现在市场的需求才是企业发展的方向。所以企业要发展就必须进行产品升级，但产品的升级也必须有良好的设备做支撑。九十年代左右，钢材产品供需较为平衡，钢铁企业效益较好。随着钢材市场的无序竞争和恶意竞争，以及地方保护主义，大量的民营钢铁企业和一些低劣的“地条钢”生产企业如雨后春笋般的出现。据统计，2019年全国钢铁产能10.3亿吨，而全国钢材表观消费量8亿吨，设备开工率不足75%，大部分钢铁企业严重亏损。钢铁工业“十二五”规划的提出，要求企业在资金投入、技术投入、设备升级改造投入等多方面加大力度，实现企业钢铁企业的低碳经济和产业循环发展，来不断提高线材产品的质量和满足环境友好型企业的发展需求。从另一方面来看，同时也对钢铁行业提出了新的要求，就是要加快产品结构调整，加快产业集中、加快设备的升级换代和淘汰落后产能。包钢地处西北地区，周边钢材消耗量小，而大量的线材深加工企业地处华东、华南地区，产品运输成本高。常规产品质量不稳定，高附加值产品少，企业竞争能力弱。从长远角度出发，进行适当的设备技术升级改造，不断通过生产流程关键环节的设备进行技术升级改造，达到提高经济技术指标、提高产品质量和降低生产成本来占有周边钢材消费市场，利用高附加值产品开发华东、华南市场，高附加值抵消运输成本，避免同质化竞争，培养固定的忠诚客户，结合高速线材减定径机组的设备和技术优点，为实现企业的产品升级、降本增效，提高长材厂高速线材生产线核心竞争力，长材厂必须通过设备技术升级改造来满足生产工艺的需求。

【参考文献】

【1】《高速轧机线材生产》编写组．高速轧机线材生产［M］． 北京：冶金工业出版社，1995．

【2】任朝理．面向新世纪的高速线材轧机技术发展方向［J］．天津冶金，1999．

【3】陈莹卷，钱宝华，闵建军等．高速线材减定径机最新技术特点［J］．钢铁技术，2011,1(6):23-25．

作者：雷虎  （1974-）河南潢川县人，汉族 高级工程师 现从事轧钢质量管理