第一節(jié) 高速線材軋機(jī)產(chǎn)業(yè)界定及主要產(chǎn)品

一、產(chǎn)業(yè)定義

線材軋機(jī)(wirerodrollingmill)是指專門用于軋制盤條(即線材)的軋機(jī)。軋制速度大于40m/s的軋機(jī)為高速線材軋機(jī)。結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)速高，扭矩大，裝配精度高是高速線材軋機(jī)的主要特點(diǎn)。

高速線材軋機(jī)生產(chǎn)的線材稱為高速線材，主要品種有碳素鋼、焊條鋼，低合金鋼、彈簧鋼等，以及用于建筑、預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絲繩、焊條等。

二、主要產(chǎn)品及應(yīng)用情況

目前現(xiàn)代化的連續(xù)式線材軋機(jī)一般由21～28架軋機(jī)組成，分為粗軋機(jī)組、中軋機(jī)組和精軋機(jī)組，中軋機(jī)組有時還分為一中軋、二中軋兩組。線材軋機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置方式一直朝著高速、連續(xù)、無扭、單線、組合結(jié)構(gòu)、機(jī)械化、自動化的方向發(fā)展。

粗軋機(jī)組起開坯作用，常采用橫列式、順列式、連續(xù)式等幾種布置形式，其中連續(xù)式布置的粗軋機(jī)組多由6～8架二輥水平式軋機(jī)組成，布置在緊靠加熱爐的出口處，機(jī)架間采用扭轉(zhuǎn)輥翻鋼。在粗軋機(jī)組的入口處設(shè)有分料器和計(jì)數(shù)裝置，以實(shí)現(xiàn)多槽軋制。在其出口處設(shè)有飛剪，以去除軋后可能產(chǎn)生的劈頭，防止進(jìn)下一機(jī)組時產(chǎn)生卡鋼事故，同時當(dāng)下一機(jī)組中出現(xiàn)生產(chǎn)故障時，對軋件進(jìn)行連續(xù)剪斷。生產(chǎn)合金鋼或小批量、多品種普通鋼的車間，有時還采用Y型軋機(jī)或45。軋機(jī)組成粗軋機(jī)組，此時機(jī)架間不需扭轉(zhuǎn)翻鋼，所使用的坯料斷面尺寸亦比較靈活，但每次只能軋一根軋件。

中軋機(jī)組的作用是承上啟下，既可生產(chǎn)粗直徑的成品線材，又可調(diào)整進(jìn)入精軋機(jī)組的軋件斷面尺寸，保證精軋機(jī)組穩(wěn)定軋制。中軋機(jī)組的布置形式有橫列式、復(fù)二重式、連續(xù)式等形式，而連續(xù)式布置又分全連軋和半連軋兩種形式。除全連軋外，軋制時軋件一般均形成一次以上的活套，以利于調(diào)整。中軋機(jī)可為二輥水平軋機(jī)、平-立交替布置的軋機(jī)、Y型軋機(jī)和45。軋機(jī)。一般采用光電控制活套長度，當(dāng)采用下出套的活套挑時，還可采用電容或電感原理控制活套長度。中軋機(jī)組與精軋機(jī)組間一般要設(shè)飛剪，進(jìn)行切頭和事故剪切。

精軋機(jī)組的作用是保證生產(chǎn)合格的產(chǎn)品。其布置形式有復(fù)二重式、半連軋和全連軋等形式。全連軋又分采用全水平式機(jī)組、平-立交替機(jī)組、Y型精軋機(jī)組和45。精軋機(jī)組幾種。中國線材車間采用復(fù)二重精軋機(jī)組的較多，它是由交流電機(jī)成組傳動軋機(jī)，采用圍盤進(jìn)行多槽并列軋制，軋制時軋件有扭轉(zhuǎn)翻鋼，軋制速度多在15～20m／s以下，盤重不超過160kg(φ6.5mm線材)。半連軋均為二輥水平軋機(jī)，利用圍盤操作和扭轉(zhuǎn)翻鋼進(jìn)行1～2槽并列軋制，軋制速度一般在25～30m／s左右，此種軋機(jī)一般采用預(yù)應(yīng)力軋機(jī)和滾動軸承，軋制產(chǎn)品的精度高，采用直流電機(jī)傳動，各機(jī)架間均出活套，故調(diào)整方便，生產(chǎn)靈活，各中間機(jī)架均可軋出不同規(guī)格的產(chǎn)品，適于小批量、多品種的線材生產(chǎn)。水平式全連軋是集體傳動，多線軋制，軋制速度為20～30m／s。平一立交替布置的直連軋精軋機(jī)組，各機(jī)架均由直流電機(jī)單獨(dú)傳動，采用懸臂式的立輥與水平輥軋機(jī)相互交替布置，進(jìn)行多路單線軋制，軋制速度可達(dá)35m／s左右，盤重達(dá)800kg。Y型精軋機(jī)組軋制速度可達(dá)50m／s。45。精軋機(jī)組軋制速度已達(dá)到140m／s以上，實(shí)現(xiàn)了高速無扭軋制。在這種近代連續(xù)式線材軋機(jī)上，為平衡各機(jī)組的生產(chǎn)能力和保證產(chǎn)品精度，粗軋機(jī)組多采用較大延伸、較低轉(zhuǎn)速和多槽軋制。而精軋機(jī)組則采用較小延伸、較高轉(zhuǎn)速和單槽多路軋制方案，即設(shè)置多達(dá)4列的精軋機(jī)列，每列同時只軋一根線材。

三、產(chǎn)業(yè)基本屬性

高速線材軋機(jī)產(chǎn)業(yè)屬于裝備制造業(yè)。裝備制造業(yè)位居工業(yè)的核心地位，擔(dān)負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)提供技術(shù)裝備的重任，是工業(yè)化國家的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

高速線材軋機(jī)生產(chǎn)的高速線材具有如下特點(diǎn)：

1、它的尺寸精度高，橢圓度小。

2、它采用集散卷風(fēng)冷卻，它成分均勻，機(jī)械性能好。

3、由于采用負(fù)公差軋制，它節(jié)約了金屬，相同重量的高線要比普線長度更長。

4、每件只有一個頭和尾。

第二節(jié) 高速線材軋機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

線材軋機(jī)始于17世紀(jì)。19世紀(jì)中葉，隨著大工業(yè)發(fā)展，對小型線棒材需求日益增加、堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法的出現(xiàn)為大規(guī)模軋鋼生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，小型線棒材軋機(jī)迅速發(fā)展。1860年前后出現(xiàn)了比利時式線材軋機(jī)，即橫列式線材活套軋機(jī)。用一臺電機(jī)帶動一列3～5架軋機(jī)，人工圍盤實(shí)行活套軋制，軋制速度可達(dá)4.6m/s。為提高軋制速度、并盡量減少活套長度，逐漸形成多列橫列式軋機(jī)。1870年有人將比利時式線材軋機(jī)分為兩段，各用一臺電機(jī)傳動。至1882年出現(xiàn)4列橫列式軋機(jī)，即加林特式軋機(jī)，終軋速度可達(dá)8～9m/s。

幾乎同時，在跟蹤式軋機(jī)基礎(chǔ)上串列式水平連軋機(jī)或平/立交替的連軋機(jī)也在發(fā)展。但平/立交替的無扭轉(zhuǎn)連軋機(jī)發(fā)展并不順利，1862年英國曾試驗(yàn)平/立交替的連軋機(jī)，當(dāng)時軋機(jī)與導(dǎo)衛(wèi)均不完善，尤其是立輥的安裝及傳動較困難，因此并未成功。

1878年建立了16架串列式水平連軋機(jī)（舊摩根式軋機(jī)），由蒸汽機(jī)成組傳動，以軋輥直徑變化來調(diào)節(jié)各架軋機(jī)速度，扭轉(zhuǎn)導(dǎo)管翻鋼，終軋速度可達(dá)15m/s。為提高生產(chǎn)效率，實(shí)行在一架軋機(jī)上雙條或多條軋制。此后若干年，工藝布置上沒有新的突破，但在軋機(jī)完善上有較大進(jìn)步。如滾動軸承的應(yīng)用，精軋機(jī)座單獨(dú)傳動的采用等，使軋制速度接近20m/s，盤重增至200kg。

值得提出的是，橫列式軋機(jī)易于調(diào)整、無張力、速度控制要求不嚴(yán)，出現(xiàn)了粗軋為舊摩根式水平連軋機(jī)，精軋機(jī)為橫列式或復(fù)二重式（又稱蘇?？剖杰垯C(jī)，軋制速度16～20m/s）的半連續(xù)式軋機(jī)。

二戰(zhàn)后，由于控制技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，小型軋機(jī)技術(shù)水平又得到了進(jìn)一步提高。為改變橫列式軋機(jī)活套無控制的狀況，逐漸向更多列乃至單機(jī)傳動發(fā)展。20世紀(jì)50年代，瑞典推出法格斯塔型軋機(jī)。精軋機(jī)組每兩架一個直流電機(jī)傳動，用光電系統(tǒng)測定小活套位置控制各列轉(zhuǎn)速。每列兩架間以不同的軋輥直徑來獲得不同的軋制速度，以減少大活套長度。軋制速度可達(dá)20～27m/s，實(shí)際上仍屬于半連續(xù)軋制范圍。60年代初又發(fā)展為莫格沙瑪型軋機(jī)，即所謂的“活套連軋機(jī)組”，其各架均有一臺直流電機(jī)拖動，用圍盤連接，可精確控制活套長度，實(shí)現(xiàn)連軋，特別適合小批量、多品種軋制，至70年代中期仍活躍在世界線材生產(chǎn)中，直至高速摩根軋機(jī)問世才轉(zhuǎn)向合金鋼領(lǐng)域。

與此同時，跟蹤式連軋機(jī)（串列式連軋機(jī)）也在發(fā)展，50年代末，扭轉(zhuǎn)導(dǎo)管改為輥式扭轉(zhuǎn)裝置，達(dá)涅利式組合機(jī)架取代了獨(dú)立機(jī)架，使串列水平連軋機(jī)速度達(dá)到了40m/s，而平立交替式串列連軋機(jī)由于軋機(jī)振動問題與電機(jī)動態(tài)性能所限，速度也停頓在40m/s左右，加之造價過高不能大量建造。由此可見，一般線材軋機(jī)的最大軋制速度提高到40m/s以后就無法再提高了，故稱軋制速度大于40m/s的軋機(jī)為高速線材軋機(jī)。

軋制速度進(jìn)一步的提高是20世紀(jì)60年代中期，美國摩根（Morgan）公司結(jié)合了組合式軋機(jī)結(jié)構(gòu)與平/立連軋機(jī)布置形式，采用了微張力軋制工藝，發(fā)明了世界最早的高速線材軋機(jī)機(jī)型之一——摩根式軋機(jī)，即45°軋機(jī)。1966年9月美國摩根公司設(shè)計(jì)的第一套二輥懸臂式軋機(jī)，投產(chǎn)于加拿大鋼鐵公司漢密爾頓廠。該型軋機(jī)是多機(jī)架連軋（8架）且組合式軋機(jī)結(jié)構(gòu)。軋輥軸線與地面成45°角，相鄰機(jī)架兩對軋輥軸線交叉成90°角，故稱為45°軋機(jī)。由于避免了軋件進(jìn)入下一道時的扭轉(zhuǎn)翻鋼，又以螺旋齒輪直接嚙合取代了軋輥前的傳動連接軸，因而消除了震動。實(shí)現(xiàn)了無扭、振動小，軋制速度突破35～40m/s,達(dá)到50m/s。后期為進(jìn)一步提高軋制速度，就要進(jìn)一步降低傳動軸的高度，在側(cè)交45°軋機(jī)的基礎(chǔ)上又推出了頂交45°軋機(jī)。為控制軋件溫升還加大了軋機(jī)間距，以便配置水冷噴嘴。這種軋機(jī)一問世便獲得50m/s的軋制速度（第一代），70年代初60m/s（第二代），70年代中、后期75m/s（第三代），70年代末80年代初90m/s（第四代），80年代中期100m/s（第五代）。80年代末至今，重負(fù)荷和超重負(fù)荷精軋機(jī)組、減徑定徑機(jī)組、高速飛剪等技術(shù)在線使用，使軋制速度達(dá)到120m/s（設(shè)計(jì)速度達(dá)140m/s），保證速度達(dá)到110～115m/s（第六代）。自1966年至今相繼出現(xiàn)了摩根、德馬克、阿希洛、達(dá)涅利、施羅曼、克虜伯和摩哥斯哈瑪?shù)葯C(jī)型。

綜上所述，線材軋機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了橫列式、順列式、布棋式、半連續(xù)式、跟蹤式（水平輥）連續(xù)式、平立交替式串列連續(xù)式和45°或Y型高速連續(xù)式等階段。橫列式和復(fù)二重線材軋機(jī)已在我國明令淘汰并禁止新建。

我國1987年開始引進(jìn)生產(chǎn)高速線材，隨著結(jié)構(gòu)不斷升級和消費(fèi)市場強(qiáng)勁拉動，生產(chǎn)線越建越多，產(chǎn)量快速增長，呈現(xiàn)了在裝備上追求高速、單線、無扭、微張力組合，在產(chǎn)品上追求高精度、高品質(zhì)、大盤重等特點(diǎn)。

第三節(jié) 高速線材軋機(jī)產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

目前，我國已成為世界上擁有高速線材生產(chǎn)線最多、產(chǎn)量最大的國，2008年線材總產(chǎn)量8024萬t，其中高速線材預(yù)計(jì)將占90%左右。

我國線材產(chǎn)品品種和規(guī)格范圍在不斷地?cái)U(kuò)大，線材產(chǎn)品質(zhì)量有了飛躍性的提高，滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，我國已經(jīng)成為線材最大的生產(chǎn)國和出口國，生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平也屬世界一流。一些鋼鐵企業(yè)正準(zhǔn)備建設(shè)高速線材軋機(jī)替代老式線材軋機(jī)，也有一些早期建設(shè)的高速線材軋機(jī)在醞釀更新改造。高速線材軋機(jī)技術(shù)在線材 行業(yè) 里正在得到迅速普及。

即使在信息社會中，裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)地位仍不會動搖。發(fā)達(dá)國家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)充分證明，沒有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，就無法完成工業(yè)化，更不可能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。進(jìn)入21世紀(jì)，發(fā)達(dá)國家把裝備制造業(yè)置于更為優(yōu)先發(fā)展的重要地位，不僅體現(xiàn)在裝備制造業(yè)占本國工業(yè)總量的比重、資本累積、就業(yè)貢獻(xiàn)等指標(biāo)上均居前列，更體現(xiàn)在裝備制造業(yè)為新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。裝備制造業(yè)的發(fā)展水平直接影響其他產(chǎn)業(yè)的競爭力，決定著各國現(xiàn)代化的進(jìn)程。

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