杜紅波 田昭國(guó) 徐曾國(guó)

石橫特鋼集團(tuán)有限公司 山東泰安 271612

棒線材作為中國(guó)年產(chǎn)量最大的鋼材種類(lèi)之一，每年的年產(chǎn)量都在4 億噸左右，軋線達(dá)到了500 條以上。國(guó)內(nèi)各大企業(yè)為了增加利潤(rùn)以及降低生產(chǎn)成本，企業(yè)不斷加強(qiáng)鋼材生產(chǎn)工藝水平。以能耗方面來(lái)說(shuō)，主要通過(guò)將連鑄- 軋鋼界面進(jìn)行優(yōu)化處理，不斷拿提高熱送熱裝比，采用免加熱技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)等新型技術(shù)來(lái)降低生產(chǎn)能耗。但目前來(lái)說(shuō)，大部分企業(yè)具有的軋線并不能實(shí)施免加熱工藝進(jìn)行生產(chǎn)改造。因此通過(guò)優(yōu)化連鑄- 軋鋼來(lái)提升熱總熱裝比是相對(duì)來(lái)說(shuō)投資更低的技術(shù)，這樣的技術(shù)基本不影響正常鋼材生產(chǎn)量，具有很大的優(yōu)勢(shì)。因此優(yōu)化連鑄- 軋鋼生產(chǎn)工藝是降低生產(chǎn)成本的有利選擇。

1 我國(guó)棒線材市場(chǎng)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段而言，中國(guó)生產(chǎn)棒線材的企業(yè)就技術(shù)設(shè)備來(lái)與之前相比有著顯著的提升，尤其是自從1990 年以后，中國(guó)鋼鐵工業(yè)取得了巨大的進(jìn)步：新建了大量在世界上都算先進(jìn)的大型高爐、大型轉(zhuǎn)爐、連鑄、連續(xù)小型棒材軋機(jī)等鋼材設(shè)備的生產(chǎn)，使得中國(guó)棒線材行業(yè)的裝備水準(zhǔn)與之前相比有著顯著的提高[1]。

2 棒線材連鑄- 軋鋼技藝優(yōu)化的意義

隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的鋼鐵工業(yè)也在不斷的發(fā)展進(jìn)步，鋼鐵行業(yè)企業(yè)的規(guī)模和數(shù)量不斷增多，怎樣才能使企業(yè)持續(xù)高效發(fā)展?fàn)顟B(tài)是現(xiàn)階段相關(guān)部門(mén)的關(guān)注重點(diǎn)，因此為了實(shí)現(xiàn)切分軋制，對(duì)棒線材連鑄- 軋鋼生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化是非常重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)數(shù)據(jù)資料可以看出，棒線材連鑄- 軋鋼工藝優(yōu)化不僅可以降低生產(chǎn)成本，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)器械發(fā)生故障的機(jī)率，為企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)棒線材連鑄- 軋鋼生產(chǎn)工藝在進(jìn)行優(yōu)化后從某個(gè)角度來(lái)說(shuō)不僅可以穩(wěn)定生產(chǎn)工藝發(fā)揮水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，還可以延長(zhǎng)生產(chǎn)器械的使用壽命，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)?？偠灾?，鋼鐵企業(yè)如果想要取得顯著的發(fā)展進(jìn)步，就要重視水棒線材連鑄- 軋鋼生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，這樣一來(lái)在可以生產(chǎn)質(zhì)量更加優(yōu)良的產(chǎn)品，進(jìn)而提高企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力[2]。

3 棒線材連鑄- 軋鋼工藝發(fā)展

3.1 無(wú)頭軋制技術(shù)

在以往的軋鋼生產(chǎn)工作時(shí)，相鄰的軋件之間一定要保留一段距離的間隔，這樣是為了給下游留出相應(yīng)的緩沖時(shí)間，但這樣的設(shè)定反而增加了軋機(jī)咬鋼頻率過(guò)高出現(xiàn)的堆鋼概率，咬入材料產(chǎn)生的沖擊力也會(huì)增加生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)擔(dān)，最終造成降低生產(chǎn)設(shè)備使用壽命、耗能增多、降低生產(chǎn)有效率等問(wèn)題。無(wú)頭軋制技術(shù)非常適合長(zhǎng)材例如板材軋制的一種新型技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是在二十世紀(jì)九十年代的日本高松廠發(fā)明改進(jìn)的一種新技術(shù)。在我國(guó)第一家鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)唐鋼棒材加工廠采用這項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行工作生產(chǎn)之后，位于新疆的八一鋼鐵公司和漣源鋼鐵公司同樣訂購(gòu)了國(guó)外公司的生產(chǎn)設(shè)備。將加熱工序加設(shè)在閃光焊接，由專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)控制焊接過(guò)程，并且還加入了自動(dòng)化軋鋼的系統(tǒng)，這樣的工序會(huì)使焊接過(guò)程保持穩(wěn)定性和可重復(fù)性，提高生產(chǎn)過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 低溫軋制技術(shù)

低溫軋制技術(shù)是利用變形在再結(jié)晶溫度以下能使晶粒得到細(xì)化的原理，生產(chǎn)出具有更好的性能，更高的表面質(zhì)量和更優(yōu)越工藝性（含冷成型性）的軋件，這樣還可以有效避免常規(guī)的離線熱處理工序。隨著時(shí)代的發(fā)展科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也隨之不斷進(jìn)步發(fā)展，自動(dòng)控制這一專(zhuān)業(yè)學(xué)科也在飛速發(fā)展進(jìn)步，其中以工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展最為迅速。為了保證工藝的穩(wěn)定性、保障產(chǎn)品質(zhì)量，軋件在水冷箱內(nèi)的冷卻強(qiáng)度必須能在計(jì)算機(jī)控制下完成。其關(guān)鍵是根據(jù)在線實(shí)測(cè)的軋件溫度值來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水的流量，以使軋件在進(jìn)入精軋機(jī)時(shí)，其溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)。實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的關(guān)鍵是找到一個(gè)反映冷卻水流速、壓力與軋件斷面上溫度變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型[2]。

3.3 斯太爾摩控冷技術(shù)（棒材表面中淬火及自回火技術(shù)）

斯太爾摩控冷技術(shù)是1964 年年加拿大 Steleo 公司與美國(guó)摩根 Morgan 公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了該技術(shù)，這種新技術(shù)又稱(chēng)為棒材表面淬火及自回火工藝。開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)是為了有效解決參傳統(tǒng)軋制技術(shù)中，線材工作后終軋溫度高達(dá)1000 攝氏度的高溫下，自然冷卻盤(pán)卷中內(nèi)外溫差過(guò)大造成線材表面氧化嚴(yán)重、內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在缺陷、機(jī)械式不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。棒材表面中淬火及自回火技術(shù)利用終軋后軋件本身帶有的熱量，將其通過(guò)專(zhuān)門(mén)的穿水冷卻水箱和風(fēng)冷，精準(zhǔn)掌控軋件冷卻速度，以此獲得產(chǎn)品需要的結(jié)構(gòu)和性能的技術(shù)。這種技術(shù)可以有效利用普通的低碳鋼材代替微合金鋼和低合金鋼。

這項(xiàng)技術(shù)包含三個(gè)熱處理階段：

（1）淬火階段：精軋機(jī)組后設(shè)置一套水冷系統(tǒng)，使帶肋鋼筋表面淬火形成馬氏體，而芯部保持奧氏體組織，當(dāng)表層下形成一定深度的馬氏體后，便停止淬火處理。

（2）回火階段：淬火后，再在空氣中冷卻，由于棒線材各截面內(nèi)外溫度梯度較大，熱量從芯部傳到表層，使表層馬氏體回火形成回火馬氏體組織或回火索氏體。

（3）最終冷卻階段：棒線材在冷床上緩慢冷卻時(shí)芯部的奧氏體轉(zhuǎn)變成鐵素體和珠光體組織，或鐵素體、索氏體和貝氏體組織，使碳和合金元素含量較低的鋼獲得較高的綜合力學(xué)性能，降低鋼材成本。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的鋼鐵工業(yè)也在不斷的發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)階段棒線材產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，除了個(gè)別例如超低碳鋼等品種來(lái)說(shuō)，我國(guó)棒線材產(chǎn)量基本能夠滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需求，只給率不斷提升。但社會(huì)多元化發(fā)展需求以及日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)棒線材生產(chǎn)提出了更高的要求，不斷優(yōu)化棒線材連鑄-軋鋼生產(chǎn)工藝，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量降低生產(chǎn)成本都有著至關(guān)重要的作用。