摘要：因多模塊軋機設(shè)計具有設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊化，生產(chǎn)組織靈活化，工藝適應能力更強，大大降低了生產(chǎn)成本的優(yōu)勢，廣西鋼鐵棒線廠高速線材生產(chǎn)線采用多模塊軋機工藝設(shè)計路線，也出現(xiàn)了一些問題，對此提出了解決方案，并對產(chǎn)品質(zhì)量進行了提升。

關(guān)鍵詞：高速線材；多模塊；吐絲機；技術(shù)改造

0 引言

隨著國家“十四五”規(guī)劃提出的核心內(nèi)容，走高質(zhì)量發(fā)展道路，直接推動鋼鐵制造業(yè)走高質(zhì)量發(fā)展道路，主動淘汰落后產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)能，推進高速、高產(chǎn)、低能耗工藝的生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)的高速線材生產(chǎn)中，精軋區(qū)域所采用的軋機均為集中傳動，即一臺電機帶動十臺軋機傳動，集中傳動存在設(shè)備傳動鏈長、錐箱更換時間長、通過機架軋制時空載電耗高、連軋溫升高不能實現(xiàn)低溫軋制、孔型系統(tǒng)復雜、輥環(huán)儲備量高等諸多問題。為響應鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排以及國家“碳達峰”、“碳中和”的要求，廣西鋼鐵棒線廠高速線材生產(chǎn)線采用多模塊軋機工藝設(shè)計路線，即一臺電機帶動一臺軋機或兩臺軋機的方式，同時對多模塊軋機之間的距離有嚴格的要求。相比集中傳動而言，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊化，生產(chǎn)組織靈活化，工藝適應能力更強，大大降低了生產(chǎn)成本，更能適用現(xiàn)代鋼鐵行業(yè)高品質(zhì)、高質(zhì)量、短流程、智能化和節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益，也是響應國家在鋼鐵行業(yè)的政策要求。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，高速線材模塊軋機調(diào)整方式也將會更加智能化和自動化，為現(xiàn)代工業(yè)用材的生產(chǎn)提供更好的支持。

1 產(chǎn)線存在的技術(shù)、質(zhì)量問題

１.1 高速線材模塊化分級熱機軋制技術(shù)要解決技術(shù)問題

（1）模塊軋機使用過程中成品尺寸頭尾會因為失張出現(xiàn)超差問題，需要優(yōu)化程序控制，完善料型。

（2）控軋控冷溫度過低導致軋制電流、扭矩偏大，超出設(shè)備能力，增加成品道次設(shè)備負荷，提高電耗及生產(chǎn)維修費用。

（3）免加熱直軋過程中，坯料頭部溫度920℃附近，尾部溫度在1000℃附近，頭尾溫差可達100℃左右。且經(jīng)研究，Nb微合金加熱溫度在920℃內(nèi)，因C、Si和Mn元素得不到充分擴散，固溶強化效果降低，導致屈服強度和抗拉強度存在下降趨勢，產(chǎn)品通條性能波動最大可達20 MPa。

（4）微合金高強鋼筋生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)成品性能低，時效大，對產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，降低了使用穩(wěn)定性。

（5）軋制速度快，軋制溫度低，成品輥、導衛(wèi)導輥、軸承易磨損、抱死、變形等，生產(chǎn)穩(wěn)定性降低，備件成本升高。

2.2 高速線材吐絲狀態(tài)不穩(wěn)定、質(zhì)量不佳

廣西鋼鐵高速線材自投產(chǎn)開始生產(chǎn)抗震盤螺以來，小規(guī)格φ8.0 mm和φ6.0 mm規(guī)格的盤螺出現(xiàn)整體吐絲亂圈、圈形不規(guī)則、吐絲狀態(tài)不穩(wěn)定及吐斷絲等吐絲質(zhì)量不佳的現(xiàn)象。該現(xiàn)象的主要特征是吐絲機吐絲口火花較大，吐絲后地輥處圈型排列不整齊且有吐斷絲的現(xiàn)象，需要人工干預才能勉強在上集卷處進行落料集卷見圖1、圖2。吐絲后線材在斯太爾摩風冷輥道不平齊見圖3。經(jīng)過打包后鋼卷呈突起不平整狀態(tài)見圖4。

2 解決技術(shù)問題擬采用的方案

為此開展軋制工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)研發(fā)，通過以下攻關(guān)措施，解決了相關(guān)行業(yè)難題。

（1）模塊精軋、減徑機輥環(huán)材質(zhì)選用碳化鎢，孔型磨損量小，可提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量。同時，通過優(yōu)化電氣系統(tǒng)程序，將現(xiàn)有的熱檢測信號及軋機咬鋼信號相結(jié)合跟蹤軋件運行，通過提升高強鋼筋的共性關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化電氣系統(tǒng)程序投入自適應的動態(tài)速降補償技術(shù)、尾部速降技術(shù)，軋制在頭部、尾部通過模塊軋機時，控制模塊軋機的運行狀態(tài)，在特定的時間節(jié)點降低上游模塊軋機道次的速度，增加頭尾張力，來調(diào)節(jié)頭尾尺寸差，以此來縮減頭尾尺寸，提高通條尺寸均勻性，實現(xiàn)高尺寸精度長材產(chǎn)品集成軋制技術(shù)。

（2）柔性化生產(chǎn)，可以實現(xiàn)孔型統(tǒng)一，工藝布置靈活，適應能力強。生產(chǎn)過程中任何模塊軋機都可以由相鄰的軋機替代，生產(chǎn)組織靈活，設(shè)備利用率高，設(shè)備共用性強，錐箱、輥環(huán)機架間可以共用。輥環(huán)由整體分化成多個節(jié)點，每一個節(jié)點都可以單獨更換輥環(huán)，且切換規(guī)格時共用孔型無需更換，只需甩掉部分道次、機架即可滿足生產(chǎn)要求，大幅減少換輥時間和工序能耗。車削量也可根據(jù)生產(chǎn)需要靈活調(diào)節(jié)，打破輥環(huán)的輥徑整體性限制，降低輥環(huán)、導衛(wèi)等貴重備件的庫存量，降低成本風險。

（3）針對免加熱直軋頭尾溫差大問題，與上游工序聯(lián)動，提高拉坯速度從原3.0 m/min左右提到3.3 m/min，縮短拉坯時間；優(yōu)化二冷區(qū)水量，減少溫度消耗；采用階梯出坯，減少坯料等待時間；優(yōu)化塞棒技術(shù)，保證流與流之間拉速穩(wěn)定；在拉坯輥道和直送輥道增加保溫罩，減少溫降；增設(shè)預水冷分段控冷程序等，目前已將成品頭、中、尾溫度控制在30℃以內(nèi)，保證最終成品負偏差和性能穩(wěn)定。

（4）分級熱機軋制技術(shù)。采用多模塊軋機，全線分段設(shè)置了三段穿水冷卻裝置，第一段設(shè)置在精軋機組前，用于控制進入精軋的溫度；第二段設(shè)置在精軋機組后，用于軋后余熱淬火芯部熱回火處理。第三段設(shè)置在減定徑機組后，用于控制軋件軋后的冷卻速度。水冷裝置采用閉環(huán)控制，共計7個水箱以及配套的緩冷導管，以冷卻不同規(guī)格的產(chǎn)品。水流量最大可達1050 m3/h，水壓最大可達1.6 MPa，可以滿足低合金鋼種的溫降要求，防止奧氏體晶?？焖匍L大，增加晶核的形成量來達到細晶強化的目的，同時，確保成品表面不進入馬氏體和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域，基圓不出現(xiàn)回火馬氏體和異于基體的閉環(huán)組織，滿足國標要求。具備 780～820℃低溫軋制能力。

（5）生產(chǎn)提速過程中出現(xiàn)部分機架電流值超負荷現(xiàn)象，基于現(xiàn)有設(shè)備的額定能力參數(shù)，在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上重新設(shè)計了各道次的料型，并優(yōu)化了部分孔型，分配過載架次的軋制負荷，將各道次之間的負載值均勻化，維持設(shè)備在工作范圍內(nèi)運行，保證生產(chǎn)穩(wěn)定性。

（6）基于高強鋼筋未再結(jié)晶調(diào)控與過冷奧氏體相變耦合區(qū)間，開發(fā)出不加硅鐵的高強鋼筋形變誘導高效軋制新技術(shù)，解決微合金高強鋼筋生產(chǎn)無法實現(xiàn)低溫控軋問題，產(chǎn)品晶粒度達11級及以上，組織均勻、性能穩(wěn)定，實現(xiàn)綠色高效制造。

（7）摸索成品輥，導衛(wèi)備件的材質(zhì)，將導衛(wèi)固定底座結(jié)構(gòu)更改為雙套固定型式，改造冷卻水管水嘴的大小和噴射角度，改淺商標深度，增加商標刻字間隙等，改善軋制過程中應力集中問題，降低輥環(huán)崩孔、起絲。

（8）盤螺出現(xiàn)整體吐絲亂圈、圈形不規(guī)則、吐絲狀態(tài)不穩(wěn)定及吐斷絲等吐絲質(zhì)量不佳的現(xiàn)象解決措施：1）由設(shè)備廠家根據(jù)吐絲機情況進行返廠維修或更換滿足間隙要求、質(zhì)量過硬的吐絲機。2）檢查夾送輥夾持壓力是否在標準范圍0.4～0.6 MPa，其次2#主控臺調(diào)整吐絲機超前率過小造成線圈過大。3）風冷輥道入口段高度過低，吐絲機吐出的線圈下落到地輥的距離太大時，也容易出現(xiàn)橢圓狀，影響圈形質(zhì)量，直接調(diào)整風冷輥道入口段升降開關(guān)，調(diào)整到最高位。4）加熱溫度均勻性保證通條溫度相差在30 ℃范圍，同時2#主控臺各規(guī)格系列產(chǎn)品軋機張力控制好，確保線圈頭中尾尺寸均勻性，即保證：一溫二料三調(diào)整，保證了圈形的通條均勻性。5）嚴格執(zhí)行穩(wěn)電流、穩(wěn)延伸操作方法，保證吐絲機與模塊軋機間的速度匹配關(guān)系，通過調(diào)節(jié)吐絲超前率來解決。通條大圈就相應減小吐絲機超前率，反之增加超前率。6）吐絲管、吐絲片安裝的質(zhì)量及檢測冷卻水是否正常供給，防止吐絲盤摩擦吐絲機保護罩，造成吐絲機震動值大影響吐絲狀態(tài)不好，停機檢查緊固或更換磨損吐絲片。7）在線檢查吐絲管的吹掃功能是否正常，避免吐絲管積渣影響頭部圈形變大或不規(guī)則。

3 結(jié)論

通過實踐證明，高速線材的技術(shù)質(zhì)量問題解決措施確實行之有效。高速線材多模塊軋機顛覆了傳統(tǒng)集中傳動的調(diào)整方式，通過引入獨立調(diào)整、數(shù)控技術(shù)、自動調(diào)整和可追溯性等創(chuàng)新調(diào)整方式，實現(xiàn)了對線材尺寸的精確控制，使得高速線材模塊軋機在現(xiàn)代工業(yè)用材中的應用更加廣泛。在現(xiàn)階段鋼鐵行業(yè)效益下滑的大背景下，模塊化分級熱機軋制技術(shù)、微合金高強鋼筋的超細晶粒鋼控軋控冷技術(shù)、免加熱直軋技術(shù)、高精度自動化控制等綠色智能制造技術(shù)的開發(fā)和應用勢在必行。