長(zhǎng)期以來，我國(guó)的棒線材產(chǎn)量占鋼鐵產(chǎn)品總產(chǎn)量一直處于40%-50%之間，2015年棒線材產(chǎn)量總和約為5億噸，除了約10%出口外，其余產(chǎn)量均用于國(guó)內(nèi)消化，可見棒線材產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著相當(dāng)重要的作用。

棒線材軋機(jī)量大面廣，全國(guó)共有1000多條生產(chǎn)線。自20世紀(jì)80、90年代，我國(guó)陸續(xù)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的棒線材軋機(jī)以來，通過消化—轉(zhuǎn)化—提升這一技術(shù)路線，使我國(guó)的國(guó)產(chǎn)棒線材軋機(jī)裝備接近世界先進(jìn)水平，加上12%的進(jìn)口國(guó)際先進(jìn)水平的生產(chǎn)線，目前，處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平以上的這部分比例約占到75%，成為市場(chǎng)主流。另有20%的普通軋機(jī)，采用的是雙線扭轉(zhuǎn)軋制工藝，產(chǎn)量大，僅適合普碳鋼生產(chǎn)。還有5%的落后軋機(jī)有待淘汰。下面主要介紹近幾年國(guó)內(nèi)外在棒線材生產(chǎn)工藝技術(shù)及裝備方面的最新發(fā)展情況，以及高效軋制國(guó)家工程研究中心依托北京科技大學(xué)設(shè)計(jì)研究院對(duì)外應(yīng)用工程部分實(shí)例。

一國(guó)內(nèi)自主開發(fā)和引進(jìn)的軋制新工藝

1.1連鑄坯直接軋制

連鑄坯直接軋制包含三種情形，一是有常規(guī)加熱爐和感應(yīng)加熱同時(shí)存在；二是無(wú)常規(guī)加熱爐，僅通過感應(yīng)加熱方式給連鑄坯補(bǔ)溫；三是不采取任何加熱措施，而是利用連鑄坯自身的溫度直接進(jìn)入軋機(jī)進(jìn)行軋制。

直接軋制技術(shù)適合軋機(jī)布置在 0.00m的地坪上情形，因?yàn)槿绻垯C(jī)布置在高架平臺(tái)上，鋼坯提升將耽擱較多時(shí)間，溫降較大。對(duì)于新建的短流程生產(chǎn)線應(yīng)將連鑄中心線和軋制中心線布置在同一條線上，如果設(shè)置了加熱爐，則連鑄坯可直接穿過加熱爐，加熱爐出坯型式為輥道出鋼；但對(duì)于改造項(xiàng)目，可能需要橫移臺(tái)架，并在爐頭增加一組輥道實(shí)現(xiàn)鋼坯繞過加熱爐。連鑄坯表面溫度約800℃ ，通過感應(yīng)加熱將鋼坯溫度提高到1050℃ 。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)連鑄和軋鋼能力不匹配時(shí)，多余的冷坯定期采用加熱爐加熱軋制，組織生產(chǎn)較靈活。

如果連鑄機(jī)和軋機(jī)之間沒有加熱爐，僅有感應(yīng)加熱器給連鑄坯進(jìn)行補(bǔ)溫。這種布置必須要求煉鋼和軋鋼能力嚴(yán)格匹配，軋機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)甩出的冷坯只能外賣，生產(chǎn)組織難度較大，僅適合小時(shí)產(chǎn)量相當(dāng)?shù)膸追N規(guī)格產(chǎn)品。如果軋制小規(guī)格產(chǎn)品，可能甩出相當(dāng)一部分冷坯。優(yōu)點(diǎn)是投資省，沒有了坯料跨和加熱爐。

沒有感應(yīng)加熱補(bǔ)溫的直接軋制工藝的技術(shù)核心是在連鑄切割區(qū)，讓切割點(diǎn)位于凝固臨界點(diǎn)，將常規(guī)的切割點(diǎn)前移，提高連鑄坯自身溫度。通過計(jì)算機(jī)模擬，連鑄坯在切割點(diǎn)斷面溫度分布為表面950℃，芯部1275℃。定尺切割后的鋼坯在輥道上運(yùn)輸時(shí)間控制在2min內(nèi)，溫降應(yīng)該小于50℃。如果輥道較長(zhǎng)，可以加保溫罩，鋼坯在保溫罩內(nèi)表面溫度得以回復(fù)，到軋機(jī)入口鋼坯斷面的平均溫度能夠達(dá)到1000-1050℃，滿足軋制要求。

由于無(wú)法保證連鑄做到無(wú)缺陷鋼坯，因此，直接軋制技術(shù)僅能用于普碳鋼和低合金鋼的棒線材生產(chǎn)線。

1.2連鑄坯熱送熱裝

連鑄坯熱送熱裝是20世紀(jì)80年代從國(guó)外興起的一項(xiàng)鋼鐵生產(chǎn)新技術(shù)。我國(guó)從20世紀(jì)90年代，先從普碳鋼企業(yè)開始，隨著連鑄比不斷提高，一些企業(yè)開始嘗試熱送熱裝。90年代中期以后，我國(guó)棒線材大量采用了熱送熱裝技術(shù)，但是距日本和一些歐美國(guó)家的水平還有較大差距，熱裝率超過60%以上的企業(yè)還不多。2000年之后，新建的一些鋼鐵企業(yè)，由于布置合理，熱裝率和熱裝溫度均獲得較大提高，個(gè)別企業(yè)熱裝溫度達(dá)到了800℃。

用于棒線材生產(chǎn)的連鑄坯收集包括兩種型式，一是帶翻轉(zhuǎn)功能的步進(jìn)式冷床，二是帶撥爪的移鋼機(jī)。其中，步進(jìn)式冷床適合優(yōu)特鋼企業(yè)，連鑄坯冷卻均勻，表面質(zhì)量好，但冷卻時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)熱裝來說，連鑄坯溫度較低。而移鋼機(jī)適合普碳鋼企業(yè)，鋼坯移動(dòng)速度快，溫降小，加熱爐熱裝溫度高，配合短流程布置，熱裝溫度可以達(dá)到800℃，甚至可以經(jīng)過適當(dāng)補(bǔ)溫直接軋制。

1.3連鑄坯表面檢測(cè)

連鑄坯的生產(chǎn)是整條鋼材生產(chǎn)線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鑄坯的質(zhì)量直接影響后續(xù)鋼材的質(zhì)量。傳統(tǒng)的鑄坯檢查方式已不能滿足企業(yè)節(jié)能降耗和提高生產(chǎn)效率的要求，對(duì)鑄坯進(jìn)行表面在線檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)熱裝熱送工藝和及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷的重要手段，可為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。

HXSI-H0系列表面檢測(cè)系統(tǒng)是北京科技大學(xué)高效軋制國(guó)家工程研究中心于2008年起研制的連鑄坯表面檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是專門針對(duì)板坯工藝特點(diǎn)、表面特性而開發(fā)，系統(tǒng)能夠在復(fù)雜惡劣的煉鋼生產(chǎn)環(huán)境下穩(wěn)定工作。針對(duì)板坯表面復(fù)雜的狀況，如氧化鐵皮、保護(hù)渣等問題專門設(shè)計(jì)了缺陷檢測(cè)算法和缺陷識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)板坯表面缺陷高精度、高可靠性的檢出與識(shí)別。2015年又開發(fā)了適合棒材軋機(jī)使用的大圓坯及方坯表面檢測(cè)系統(tǒng)。

1.4連鑄坯輕/重壓下工藝

連鑄坯輕壓下工藝（SR）最早是20世紀(jì)80年代在板坯上實(shí)現(xiàn)的，后來在大方坯上也成功應(yīng)用了該項(xiàng)技術(shù)，對(duì)于棒線材軋機(jī)使用的小方坯150mm×150mm-200mm×200mm斷面，應(yīng)用較少，但隨著人們對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的深入研究，小方坯的壓下技術(shù)很快就會(huì)工程化。

連鑄坯在凝固末端是最容易出現(xiàn)缺陷的位置，此處也正是拉矯輥的位置，如何在拉矯輥上來改善連鑄坯質(zhì)量，一直被人們關(guān)注。大部分人的觀點(diǎn)都是在1#-6#拉矯輥上施以較小的壓下量連續(xù)變形，近期有人嘗試，采用單輥大壓下量一次變形也獲得較好效果。連鑄坯壓下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要是改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，消除縮孔、改善疏松和偏析，提高中心致密度，細(xì)化晶粒，提高等軸晶比例3%以上，特別適合優(yōu)特鋼生產(chǎn)，可以替代現(xiàn)有的二火成材及大斷面連鑄坯一火軋制棒線材的大壓縮比工藝，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約生產(chǎn)線的建設(shè)投資。單輥重壓下需要壓輥機(jī)架具有較高的強(qiáng)度和剛度，適合新建連鑄機(jī)；多輥輕壓下適合舊線改造。

1.5無(wú)頭軋制

無(wú)頭軋制作為一項(xiàng)新技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）可大幅度提高盤條的盤重和軋機(jī)產(chǎn)量。由于消除了每根軋件在各機(jī)架咬入瞬間引起的動(dòng)態(tài)降速，連軋過程穩(wěn)定，張力波動(dòng)減小，從而為進(jìn)一步提高軋制速度創(chuàng)造了條件；

2）由于消除了兩根相鄰軋件之間的間隙時(shí)間，消除了軋件的切頭切尾，消除了棒材生產(chǎn)線上的短尺／短尾或線材盤卷頭尾修剪，軋機(jī)利用率提高3%以上，生產(chǎn)能力提高2%-5%；盤條的盤重可根據(jù)要求用飛剪任意調(diào)節(jié)；

3）消除了咬入時(shí)因堆拉鋼造成的斷面尺寸超差和中間軋廢，并大量減少切頭、切尾的金屬消耗，從而使金屬收得率提高3%以上；

4）減少了溫度較低的軋件頭、尾部分對(duì)軋輥和導(dǎo)衛(wèi)裝置的頻繁沖擊，減少了軋輥磨損，有利于軋機(jī)及其傳動(dòng)裝置的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)；

5）連續(xù)穩(wěn)定的軋制給整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制創(chuàng)造了有利條件，沒有了活套輥頻繁起套和收套動(dòng)作。由于咬鋼次數(shù)的減少，使堆鋼事故出現(xiàn)的可能性更小， 減少了停機(jī)時(shí)間，大大提高了產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，成材率比常規(guī)生產(chǎn)時(shí)提高約1.3%-1.5%，降低了生產(chǎn)成本，獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益；

6）焊縫質(zhì)量良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)與母材基本一致，焊接成功率＞98%。

1.6脫頭軋制

棒線材軋線的布置型式經(jīng)歷了從單機(jī)架、半連軋式，發(fā)展到目前廣泛應(yīng)用的全連續(xù)式，但對(duì)于特殊鋼棒線材軋制生產(chǎn)線完全應(yīng)用全連續(xù)軋制尚存在一些不足，因此，脫頭軋制在特殊鋼棒線材廠得到了較多應(yīng)用。

脫頭軋制指軋件在粗軋機(jī)組與中軋機(jī)組之間不發(fā)生連軋關(guān)系，在中間輥道上處于脫頭狀態(tài)。脫頭軋制具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）可按需要選擇合適的鋼坯斷面尺寸；

2）能提高鋼坯進(jìn)入粗軋機(jī)組的入口速度，特殊鋼坯進(jìn)入粗軋機(jī)組的入口速度不應(yīng)低于0.12 m/s。而過低的入口速度造成軋輥表面龜裂，降低軋輥使用壽命，影響軋材質(zhì)量，過低的入口速度造成軋材的頭尾溫差大，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量及尺寸公差。按不同的鋼種可提高或降低精軋機(jī)成品終軋速度而不影響粗軋機(jī)組的速度，有些特殊鋼的軋制速度不能過高，過高后所產(chǎn)生的高變形抗力，會(huì)使軋材出現(xiàn)芯部過熱、芯熔。

由于粗軋出來的中間坯長(zhǎng)度較長(zhǎng)，斷面較小。當(dāng)軋件頭部進(jìn)入中軋機(jī)組軋制時(shí)，尾部在輥道上將等待較長(zhǎng)時(shí)間。為了保證成品頭尾性能一致，必須做到軋件頭尾溫差小于30℃。因此，在中間輥道上設(shè)置保溫罩或者增加感應(yīng)加熱器對(duì)軋件進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)溫。特殊情況采用帶爐底輥的隧道爐進(jìn)行均溫，但投資較大，且處理事故較難。

1.7高剛度軋機(jī)及減定徑機(jī)組

經(jīng)過30多年的發(fā)展，目前，棒材軋機(jī)種類歸結(jié)起來為三大類，即閉口式二輥軋機(jī)、短應(yīng)力線軋機(jī)、懸臂輥環(huán)軋機(jī)。其中閉口式二輥軋機(jī)主要是摩根型及西馬克型（含德馬克型），摩根型閉口軋機(jī)通過引進(jìn)、消化，已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)上百條生產(chǎn)線上。短應(yīng)力軋機(jī)引進(jìn)機(jī)型主要是達(dá)涅利型和潑米尼型，我國(guó)各大研究院所也綜合研制出自己品牌的短應(yīng)力線軋機(jī)，國(guó)內(nèi)幾百條棒線材生產(chǎn)線上有應(yīng)用。懸臂輥環(huán)軋機(jī)僅達(dá)涅利開發(fā)，我國(guó)引進(jìn)不多，如萊鋼、唐鋼等，僅用于粗軋組。

棒材減定徑軋機(jī)是安裝在棒材精軋機(jī)組后，用于提高產(chǎn)品尺寸精度、改善產(chǎn)品性能（通過控制溫度軋制）的一種機(jī)型，主要用于優(yōu)特鋼棒材。減定徑軋機(jī)區(qū)別于普通軋機(jī)主要表現(xiàn)在三點(diǎn)：一是采用帶速比的離合器，使其能夠適應(yīng)所有產(chǎn)品不同軋制速度需要二是采用最小軋機(jī)中心距，減少微張力軋制帶來的尺寸影響；三是采用單一孔型的硬質(zhì)合金輥環(huán)，軋輥為雙支撐，保證足夠的剛度適應(yīng)很寬的產(chǎn)品規(guī)格范圍。目前，國(guó)內(nèi)引進(jìn)的機(jī)型包括兩種：一種是二輥軋機(jī)；一種是三輥Y軋機(jī)。二輥軋機(jī)主要是潑米尼型和達(dá)涅利型，有三機(jī)架平—立—平布置和四機(jī)架平—立—平—立布置兩種型式，軋機(jī)輥系采用的是高剛度的短應(yīng)力線軋機(jī)框架結(jié)構(gòu)。三輥Y軋機(jī)主要是KOCKS型和西馬克型，通常由3-5個(gè)機(jī)架組成，軋輥孔型呈Y-Δ交替布置。

線材精軋機(jī)組國(guó)產(chǎn)主流機(jī)型是摩根五代10架頂交45°重型機(jī)組，最高運(yùn)行速度90m/s，基本能夠滿足大部分線材產(chǎn)品生產(chǎn)需要。同時(shí)引進(jìn)了一些摩根六代8 4機(jī)型、西馬克減定徑機(jī)組及達(dá)涅利雙模塊機(jī)組，配合先進(jìn)的20°傾角吐絲機(jī)，最高運(yùn)行速度達(dá)到120m/s。六代機(jī)型突出優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)低溫精軋、精密軋制、單一孔型軋制，特別適合優(yōu)特鋼線材生產(chǎn)。

由于減定徑機(jī)組投資較大，而且要實(shí)現(xiàn)控溫軋制，需要精軋機(jī)和吐絲機(jī)之間有足夠的距離，這對(duì)老廠改造提出了很大的難題。一種新型的雙機(jī)架線材MINI軋機(jī)由哈爾濱飛機(jī)制造有限公司研制成功，并在國(guó)內(nèi)成功應(yīng)用兩家。這種MINI軋機(jī)安裝在現(xiàn)有的10架精軋機(jī)和吐絲機(jī)之間，可以將Φ5.5mm線材速度由原來的90m/s提高到105m/s，能夠提高小規(guī)格線材的產(chǎn)量，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)部分控溫軋制。這種軋機(jī)投資少，非常適合老線改造。

1.8切分軋制

切分軋制就是在軋制過程中，鋼坯通過孔型設(shè)計(jì)軋制成兩個(gè)或兩個(gè)以上斷面形狀相同的并聯(lián)件，然后經(jīng)切分設(shè)備將坯料沿縱向切分成兩條或兩條以上斷面形狀相同的軋件，并繼續(xù)軋制直至獲得成品的軋制工藝。

切分軋制在我國(guó)獲得非常成功的應(yīng)用，離不開兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一是軋輥技術(shù)，二是導(dǎo)衛(wèi)技術(shù)。

鋼坯在軋制過程中，軋輥孔型磨損直接影響到料型尺寸精度。如果孔型磨損快，料型難以控制，切分過程工藝事故增加。因此，軋輥材質(zhì)越來越被人們重視，盡管價(jià)格較貴，但節(jié)省了換輥時(shí)間，減少了換槽次數(shù)，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了作業(yè)率，提高了產(chǎn)量，生產(chǎn)綜合成本降低。目前，硬質(zhì)合金（WC或高速鋼）輥環(huán)廣泛應(yīng)用于切分軋制K1及K2軋輥，部分廠家也用于K3和K4軋輥。和鑄鐵軋輥相比，常規(guī)鑄鐵軋輥每個(gè)軋槽產(chǎn)量為200-300t，更換硬質(zhì)合金輥環(huán)后每個(gè)軋槽產(chǎn)量提高5-10倍。

我國(guó)的導(dǎo)衛(wèi)技術(shù)最初是在20世紀(jì)80年代引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的棒線材軋機(jī)時(shí)隨機(jī)引進(jìn)的導(dǎo)衛(wèi)基礎(chǔ)上經(jīng)過消化、轉(zhuǎn)化發(fā)展而來的。導(dǎo)衛(wèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要保證拆裝、調(diào)整方便快捷，切分角設(shè)計(jì)合理，切分通道流暢，避免刮絲現(xiàn)象和易于處理堆鋼事故。導(dǎo)衛(wèi)材質(zhì)切分輪普遍采用Cr12MoV模具鋼系列，根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格和使用環(huán)境不同，一次軋制量為1500-3000t。切分刀作為切分輪的后續(xù)輔助工具，其設(shè)計(jì)也很重要。

目前，已能夠?qū)崿F(xiàn)2-5線切分穩(wěn)定生產(chǎn)，6線切分也有嘗試。我國(guó)的多線切分技術(shù)已走在世界前列。

1.9無(wú)孔型軋制

孔型軋制是在不刻軋槽的平輥上，通過方-矩形變形過程，完成延伸孔型的任務(wù)，并減小斷面到一定程度，再通過數(shù)量較少的精軋孔型，最終軋制成方、圓、扁等簡(jiǎn)單斷面軋件。與傳統(tǒng)的孔型軋制相比，無(wú)孔型軋制技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是軋輥利用率高，生產(chǎn)成本降低。

無(wú)孔型軋制最早應(yīng)用在引進(jìn)的緊湊式粗軋機(jī)上，采用貫穿式導(dǎo)衛(wèi)，由于機(jī)架間距短，可借助軋制推力增大下游軋機(jī)咬入角，獲得大的延伸變形。由于這種設(shè)計(jì)處理事故困難，在推廣到普通軋機(jī)時(shí)，改為采用帶導(dǎo)板尖的滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)。目前無(wú)孔型軋制技術(shù)應(yīng)用在鋼筋生產(chǎn)線上，除成品機(jī)架外的所有軋機(jī)上，應(yīng)用在線材生產(chǎn)線上的預(yù)精軋前所有軋機(jī)上。

1.10單一孔型軋制

棒線材單一孔型軋制技術(shù)是基于減定徑機(jī)組的應(yīng)用出現(xiàn)的，常規(guī)的孔型系統(tǒng)更換不同規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，需要更換精軋機(jī)組乃至中軋機(jī)組的孔型及軋輥，而減定徑機(jī)組可以軋制出所有規(guī)格的產(chǎn)品，根據(jù)來料需要，僅需甩開前面的若干個(gè)機(jī)架空過即可，空過的機(jī)架采用替換輥道連接。因此，單一孔型軋制具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）減少了換輥、換導(dǎo)衛(wèi)的時(shí)間，提高了作業(yè)率；

2）軋輥及導(dǎo)衛(wèi)備件數(shù)量減少，管理費(fèi)用及財(cái)務(wù)費(fèi)用降低。

棒材的減定徑機(jī)組通常由3-5機(jī)架組成，以4機(jī)架應(yīng)用較多，線材的減定徑機(jī)組通常由4機(jī)架組成。粗軋至精軋只用一套孔型，減定徑機(jī)組內(nèi)部只需更換少量孔型即可軋制不同規(guī)格產(chǎn)品，減定徑機(jī)組內(nèi)部還可以通過調(diào)整在某個(gè)規(guī)格范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自由尺寸軋制。

1.11碳鋼和不銹鋼復(fù)合軋制棒材

不銹鋼/碳鋼復(fù)合鋼筋是一種芯部為普通碳素鋼、外部覆層為不銹鋼，利用加工工藝使兩部分金屬達(dá)到冶金結(jié)合的一種性能優(yōu)越的鋼筋。不銹鋼/碳鋼復(fù)合鋼筋因?yàn)橥獠扛矊邮褂貌讳P鋼材料，可以有效抵抗外部環(huán)境的腐蝕，芯部則采用合適的碳素結(jié)構(gòu)鋼，能滿足工程上的力學(xué)性能要求。與普通鋼筋相比，不銹鋼/碳鋼復(fù)合鋼筋的抗腐蝕能力得到了巨大提升；與全不銹鋼鋼筋相比，不銹鋼/碳鋼復(fù)合鋼筋又有絕對(duì)的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品主要應(yīng)用于海港建筑、濱海電站建筑、海岸堤壩建筑、海洋隧道、橋梁建筑和海上油氣田陸地終端等領(lǐng)域，市場(chǎng)前景廣闊。

不銹鋼/碳鋼復(fù)合鋼筋的力學(xué)性能基本由芯部碳鋼決定。國(guó)內(nèi)外已研究了很多種復(fù)合技術(shù)，包括物理方法和化學(xué)方法，但實(shí)際操作起來都比較困難，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。最近，北京科技大學(xué)高效軋制國(guó)家工程研究中心科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種焊接加軋制工藝，首先采用焊接的方法使碳鋼芯棒與不銹鋼覆層形成簡(jiǎn)單的物理結(jié)合，再經(jīng)過多道次的無(wú)孔型軋制和孔型軋制形成冶金結(jié)合，最終得到成品，該技術(shù)易于操作，值得推廣應(yīng)用。

1.12高速棒材

我國(guó)的棒材標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定棒材產(chǎn)品規(guī)格下限為Φ6mm，而目前常規(guī)的多線切分工藝生產(chǎn)最小規(guī)格為Φ10mm，軋制速度13m/s時(shí)，四切分小時(shí)產(chǎn)量能夠達(dá)到100t/h，四根棒材通過輥道和裙板制動(dòng)上冷床。對(duì)于Φ6mm和Φ8mm棒材，由于斷面小，在上冷床的通道上極易出現(xiàn)亂鋼事故，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行正常生產(chǎn)。因此，小規(guī)格棒材不宜采用多線切分 裙板制動(dòng)上冷床工藝。為了實(shí)現(xiàn)軋機(jī)產(chǎn)量均衡，就必須走單線高速工藝路線。

棒材區(qū)別于線材的主要特點(diǎn)是直條交貨，棒材的高速軋制必須要解決的三個(gè)問題即精軋機(jī)、分段飛剪及冷床上鋼制動(dòng)系統(tǒng)。

由于高速棒材最高速度只有50m/s，因此，采用6-8架國(guó)產(chǎn)頂交45°摩根五代精軋機(jī)完全能夠滿足要求。

高速狀態(tài)只能采用連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)工作制的圓盤飛剪，借助于剪前轉(zhuǎn)轍器進(jìn)行倍尺剪切控制，剪后棒材依次進(jìn)入兩個(gè)通道。剪區(qū)設(shè)備包括剪前夾送輥、轉(zhuǎn)轍器及飛剪本體三部分。經(jīng)過分段后的高速棒材由雙通道分別送至冷床，在冷床入口，設(shè)置兩臺(tái)夾送輥用于夾尾制動(dòng)，將高速運(yùn)行的棒材制動(dòng)到4m/s以下的速度，然后靠通道內(nèi)的摩擦阻力制動(dòng)，前后兩根依次落入冷床齒條的不同齒上。精軋機(jī)如為雙線生產(chǎn)，則冷床上鋼裝置應(yīng)為四通道。

1.13棒材卷取設(shè)備

棒材采用卷取收集的好處是用戶使用過程中無(wú)浪費(fèi)，鋼材利用率高；對(duì)生產(chǎn)企業(yè)，節(jié)省廠房面積，節(jié)省投資。棒材卷取設(shè)備不同于線材吐絲機(jī)，卷取過程無(wú)扭轉(zhuǎn)。主要包括兩種類型的設(shè)備，一是加勒特卷取機(jī)；二是達(dá)涅利工字輪卷取機(jī)及西馬克立式卷取機(jī)。前者適合優(yōu)特鋼企業(yè)，盤卷較松散，便于后續(xù)冷卻及在線熱處理。后者適合鋼筋生產(chǎn)線，盤卷密度大，卷取效率高。無(wú)扭轉(zhuǎn)的鋼筋盤卷特別適合鋼筋焊網(wǎng)企業(yè)，在開卷矯直過程中無(wú)扭轉(zhuǎn)打結(jié)現(xiàn)象。

棒材卷取設(shè)備通常配合高速棒材生產(chǎn)線，也有和線材生產(chǎn)線復(fù)合的。應(yīng)用在棒材生產(chǎn)線能夠保證大規(guī)格棒材具有足夠大的壓縮比。加勒特卷取機(jī)適應(yīng)產(chǎn)品直徑Φ16-50mm，速度范圍3-20m/s，工字輪卷取機(jī)適應(yīng)產(chǎn)品直徑Φ6-40mm，最大速度40m/s。

1.14線材立式卷芯架收集

我國(guó)早期引進(jìn)的美國(guó)摩根高線，采用的是雙芯棒 PF線收集系統(tǒng)，近期通過引進(jìn)瑞典森德斯的立式卷芯架收集系統(tǒng)，新建的高速線材生產(chǎn)線較多采用了立式卷芯架 PF線 臥式打捆機(jī)收集系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是卷重可以增加到3t；集卷站平臺(tái)高度可降低；通過卷芯架在輥床上的翻轉(zhuǎn)臺(tái)可方便切除線材頭尾，避免摩根系統(tǒng)在PF線上只能切頭，切尾拿不出的現(xiàn)象；線材的性能及外觀質(zhì)量均優(yōu)于其他收集系統(tǒng)。

1.15熱機(jī)軋制和在線熱處理

通過控制軋制和控制冷卻，采用低合金鋼生產(chǎn)非調(diào)質(zhì)鋼可大大降低制造業(yè)成本，節(jié)約合金元素。新建的優(yōu)特鋼棒線材生產(chǎn)線均考慮了控軋控冷，極大提高了生產(chǎn)的靈活性。中型棒材和大型棒材生產(chǎn)線均考慮了快速收集系統(tǒng)和緩冷坑，高速線材和棒材大盤卷生產(chǎn)線不僅考慮了快速冷卻系統(tǒng)，還考慮了在線緩冷、等溫回火等先進(jìn)工藝設(shè)備，滿足優(yōu)特鋼多品種生產(chǎn)的要求。

通過控制軋制和控制冷卻，采用低合金鋼生產(chǎn)非調(diào)質(zhì)鋼可大大降低制造業(yè)成本，節(jié)約合金元素。新建的優(yōu)特鋼棒線材生產(chǎn)線均考慮了控軋控冷，極大提高了生產(chǎn)的靈活性。中型棒材和大型棒材生產(chǎn)線均考慮了快速收集系統(tǒng)和緩冷坑，高速線材和棒材大盤卷生產(chǎn)線不僅考慮了快速冷卻系統(tǒng)，還考慮了在線緩冷、等溫回火等先進(jìn)工藝設(shè)備，滿足優(yōu)特鋼多品種生產(chǎn)的要求。

二、未引進(jìn)的國(guó)外先進(jìn)工藝

2.1在線加熱退火的步進(jìn)式冷床

達(dá)涅利公司在108m×11m的步進(jìn)式冷床一半設(shè)置了ONA退火室，棒材在ONA退火室內(nèi)的移動(dòng)，由步進(jìn)梁式輸送器完成。步進(jìn)梁采用特殊的超耐熱合金鋼制造，內(nèi)部沒有通水冷卻，而且設(shè)有一個(gè)專用機(jī)構(gòu)，使棒材在熱處理過程中不斷翻轉(zhuǎn)，從而可有效避免產(chǎn)品表面形成黑印。燒嘴的合理布置，再加上專用大功率冷卻風(fēng)機(jī)，可確保退火爐內(nèi)溫度分布非常均勻，從而保證材料的最終組織具有良好的均勻性，并滿足產(chǎn)品的最終冶金組織和力學(xué)性能要求。

試驗(yàn)研究的結(jié)果是材料內(nèi)部組織的球化率大于80%。ONA退火室目前已投入到實(shí)際生產(chǎn)中，用于等溫退火和回火，從而使整個(gè)熱處理周期縮短到只用2h，而且在材料硬度和碳化物分布方面，均得到令人滿意的結(jié)果，特別適合軸承鋼等高碳鉻鋼生產(chǎn)。

2.2高線吐絲機(jī)前的高速飛剪

線材盤卷的頭尾剪切是線材生產(chǎn)廠家的主要操作。在傳統(tǒng)的線材軋機(jī)上，盤卷切頭尾操作是在打捆機(jī)之前通過人工在盤卷運(yùn)輸線上的一個(gè)小站臺(tái)上進(jìn)行的。也有一些廠家切頭是在集卷站之前的輥式輸送機(jī)上人工進(jìn)行的，以消除吐絲機(jī)不規(guī)則輸送形成的不規(guī)則形狀，但是由于環(huán)境溫度太高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度太大。

達(dá)涅利高速剪切機(jī)安裝在吐絲機(jī)前（或布置在雙模塊機(jī)組前）的穿水裝置后。在卷取之前，高速剪切機(jī)直接在線進(jìn)行自動(dòng)剪切，節(jié)省了操作人員。因剪頭操作是在成卷之前進(jìn)行的，避免吐絲機(jī)輸出的小直徑線材上未冷卻的線圈頭部紊亂，同時(shí)形成較好形狀的線圈，產(chǎn)生非常均勻的最終線卷形狀。

三、近幾年棒線材工程部分業(yè)績(jī)

軋制中心成立于1996年，此時(shí)正是我們國(guó)家棒線材軋機(jī)升級(jí)換代的鼎盛時(shí)期。從二十世紀(jì)80年代至2000年，現(xiàn)代化的棒線材連軋機(jī)基本以引進(jìn)為主。軋制中心自成立以來，在棒線材軋機(jī)領(lǐng)域由自主研發(fā)半連軋生產(chǎn)線開始，逐步發(fā)展到全連軋生產(chǎn)線，能夠承擔(dān)整條生產(chǎn)線的工程設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)過程中將自主研發(fā)的新工藝、新設(shè)備也融入到生產(chǎn)實(shí)踐中，具體內(nèi)容包括：（1）熱送熱裝技術(shù)；（2）直接軋制技術(shù)；（3）控軋控冷技術(shù)；（4）國(guó)產(chǎn)減定徑機(jī)組應(yīng)用及棒材減定徑機(jī)組的研發(fā)；（5）棒材多線切分技術(shù)；（6）棒材、線材、型鋼多元復(fù)合生產(chǎn)線設(shè)計(jì)；（7）棒材軋機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)；（8）線材精整線優(yōu)化組合設(shè)計(jì)。這些技術(shù)已在國(guó)內(nèi)外多條生產(chǎn)線上獲得成功應(yīng)用，并為企業(yè)創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益。