第一節(jié) 國內高速線材軋機產業(yè)主要技術成果
1、無槽軋制
無槽軋制是指采用不刻槽、無孔型的軋輥軋制生產，無槽軋制中僅有的孔型是成品時的孔型。該軋制最早使用在棒材全連續(xù)生產中，現(xiàn)在已可以應用于高速線材生產的粗、中、預精軋機組上。無槽軋制通過單一改變輥縫即可調整軋件的斷面尺寸，且軋件的受力簡化，使軋件變形更均勻，能減少軋件的開裂和翹皮，改善軋材表面質量。
對于無槽軋制，軋件的寬展和鼓形預報很關鍵。軋件的寬展，通過精確的預測各道次的寬展量，對軋件的寬變形規(guī)律的 研究 ，從而設定連續(xù)工藝參數(shù)，使線材在各道次之間咬入時，軋制穩(wěn)定。鼓形預報，避免雙鼓形帶來的，角部寬展大而中部小，角部尖化，成型進入孔型時造成軋件折疊質量問題。通過對現(xiàn)場數(shù)據的收集，不斷優(yōu)化和修正工藝，采取合宜的防治措施，進而設計出合理的軋件斷面和軋制參數(shù)。
國內八一鋼鐵公司已成功應用無槽軋制技術于高線機組上，軋制典型Φ5.5mm線材時，其寬展最大延伸率在28.6%，最小為9.6%，30道次軋制，對于個別道次，軋機采用滾動導衛(wèi)，以解決軋件的扭轉和脫方等。在其無槽軋制過程中氧化皮的脫落容易，使開軋溫度降低了30℃，減少了燃耗。同時軋制成材率提高了0.4%。輥耗也得到了極大降低，低至0.12kg/t。另外，軋制的鋼種覆蓋的范圍很廣，質保數(shù)據得知，產品質量均達到或超過國標要求，該無槽軋制技術的應用不僅提高了生產效率，而且取得了顯著的節(jié)能降耗，具有明顯的經濟效益和社會效益。
2、高速線材生產中小張力控制的實現(xiàn)
在軋鋼生產中，由于受前滑、后滑及孔型、軋件溫度的不斷變化等各種因素的影響，使得各機架間軋件的秒流量也跟著變化，從而產生軋件在機架間的堆鋼和拉鋼現(xiàn)象，習慣上稱拉鋼為張力。在軋件尺寸過大或機架間距過短而不能形成話套的區(qū)域，通過調節(jié)軋機的速度來調節(jié)軋件在機架間的張力，有助于避免堆鋼。
高速線材生產線的小張力控制是由控制系統(tǒng)內的軟件來實現(xiàn)的?？刂葡到y(tǒng)通過檢測機架咬鋼前后電流(力矩)的變化，來判斷軋件是處于張力還是堆鋼狀態(tài)。通過改變機槊速度達到修正軋件張力的目的。小張力控制一般分為力矩測量、張力的記憶、張力控制，強迫封鎖、控制封鎖等幾個過程。
第二節(jié) 國外高速線材軋機產業(yè)主要技術成果
目前世界主要產鋼國家普遍采用全連續(xù)高速無扭線材精軋機組和控制冷卻技術作為線材軋機的主要工藝裝備手段，它集中了當代線材生產工藝和設備成就，其特點是高速、單線、無扭、微張力組合結構，采用了碳化鎢輥環(huán)、自動化控制、快速換輥、油氣潤滑和導衛(wèi)裝置，使其產品盤重大，精度高，質量好。
國外幾種高速線材軋機的結構型式如下：
1、摩根無扭高速懸臂式45度軋機
這種新一代高速線材精軋機命名為懸臂式45度精軋機組。該機組解決了軋機振動問題，其辦法是取消了接軸式聯(lián)軸器，采用了精密螺旋傘齒輪與螺旋齒輪軋輥軸直接嚙合連接代替了普通精軋機上的萬向接軸。由于不帶接軸可使各回轉部分得到動平衡，保證軋機在高速下運行平穩(wěn)，消除了經常性振動。
軋棍箱傳動布置圖
從上圖可以看出傳動長軸1通過傘齒輪2和一對齒數(shù)相同互相嚙合的同步齒輪3各自驅動軋輥軸，偏心套4用以調整輥縫，這樣布置使兩根傳動長軸離軋制線均較遠，免使軋輥冷卻水和氧化鐵皮侵入齒輪，所有機架的軋輥均在操作側，使換輥、調整輥縫等操作方便。
2、德馬克無扭高速線材軋機
德馬克設計了一套搖臂式調整輥縫的高速線材軋機，軋機的布置型式有兩種，一種與摩根式的相仿，各相鄰機架間互相成90度角布置且各自與水平面交替上下成45度角，另一種布置型式是各相鄰機架間仍然互相成90度角布置，但各自與水平面上下成15度角/75度角。
根據軋制不同鋼種，德馬克開發(fā)了3種線材精軋機組：
1）普通鋼種用高壓下率精軋機組，延伸率達到14.5%。
2）優(yōu)質鋼種的精軋機組，延伸率達到9.54%。
3）高級合金鋼種的精軋機組，延伸率可達6.93%。
上述3種型式的精軋機組具有相同的基本設計，但對于各機座壓下率是不同的。因而速度分配也不同。軋制高變形抗力鋼時則采用較低的壓下率，而軋制普通碳鋼時精軋機組可采用非常高的壓下率。德馬克精軋機組可軋制直徑5.5~16毫米線材外，還可軋制直徑6~14毫米的螺紋鋼筋。該機組具有如下特點：
1）線材精軋機組的所有機座結構相同，故可以互換，并可減少備用機架，相應地減少了投資。
2）輥環(huán)直徑為標準的210毫米，與其它設計較小直徑輥環(huán)相比，可降低驅動系統(tǒng)的轉數(shù)，并可提高輥槽的使用壽命。
3）采用液壓快速夾緊和松開裝置，輥環(huán)部分可快速調換，這樣可保證精軋機組的高生產率。
4）軋輥軸安裝在搖臂里，能夠在較大范圍內對稱調整輥縫，從而使軋制線保持恒定，這對于穩(wěn)定軋制工藝，減少生產事故，提高軋機作業(yè)率是十分有利的。
5）采用搖臂機構使軋輥軸承處的斷面系數(shù)增大，提高了軋機剛度和強度，從而提高了產品的精度，增強了精軋機的軋制力。驅動系統(tǒng)不用聯(lián)軸器，防止了振動產生。
6）輥環(huán)緊固采用了卡菲克斯，與標準輥環(huán)緊固相比較，使碳化鎢輥環(huán)槽壽命從400噸/毫米直徑，提高到900~1000噸/毫米直徑，軋輥輥環(huán)更換的時間間隔大大增加了。
第三節(jié) 高速線材軋機產業(yè)技術 研究 熱點
高速和連續(xù)，是工業(yè)發(fā)達國家提出的線材軋機技術的發(fā)展方向。線材軋機生產的產品具有小斷面、重量輕等特點，只有提高其軋制速度才能提高產品的小時產量。當然，企業(yè)設備多條軋制生產線也可以達到提高產品小時產量的目的，但這樣會降低產品精度，并且會因為各軋線之間相互干擾而影響軋機的作業(yè)率和產品成材率。因此，線材軋機一直將提高軋制速度作為增產的主要手段。連續(xù)是指軋機的布置形式、方式和工藝。生產實踐證明，橫列式、順列式、布棋式、半連續(xù)式軋機都不如連續(xù)式軋機更能適應線材的軋制要求。鑒于以上原因，工業(yè)發(fā)達國家都將高速和連續(xù)確定為線材軋機的技術發(fā)展方向。
我國線材軋機的發(fā)展，最初受到其技術裝備水平和坯料的限制。隨著我國連鑄生產水平的提高，線材軋機實現(xiàn)了較快發(fā)展，其生產的產品質量也有了較大幅度的提高。目前，我國線材軋機的主力軋機大多都是直接使用連鑄坯成材的連續(xù)式軋機，其裝備和自動化水平也達到了現(xiàn)代軋機的先進水平，一改過去線材生產多次開坯、小坯成材的局面。但是，我國仍有為數(shù)不少的線材軋機的技術水平較為落后，其生產的產品品種較少且質量不高。線材軋機應堅持高速和連續(xù)的技術開發(fā)方向，并且著眼于全過程的連續(xù)。
高速線材軋機產業(yè)技術 研究 應關注一下幾方面：
首先，軋鋼與連鑄的銜接至關重要。目前，一些線材軋機在某些產品的軋制過程中，不能直接使用連鑄坯進行軋制，其原因是有些鋼種不適合澆鑄小斷面連鑄坯，大斷面連鑄坯軋機又不能直接使用，這種銜接上的錯位妨礙了軋制過程的連續(xù)。企業(yè)有效解決這個問題的方法是從煉鋼人手，改善對爐外精煉及連鑄的控制，擴大限定斷面連鑄坯的品種，但目前有些高碳鋼、合金鋼小斷面連鑄坯的質量尚達不到軋制要求。
其次，運用控軋控冷開發(fā)新品種?？刂其摰幕瘜W成分、純凈度、軋制溫度及其變形量，是控軋控冷工藝的基本控制因素。運用控軋控冷工藝可以開發(fā)性能優(yōu)良的新產品，如利用純凈的低碳鋼在奧氏體的非再結晶區(qū)保持溫度并施加一定的變形，便可以得到超細晶粒鋼。控軋控冷工藝由于免去了許多離線處理而更好地體現(xiàn)了軋制過程的全連續(xù)。企業(yè)要采用控軋控冷工藝，在設備上要開發(fā)適合的控溫設備，如冷卻器、加熱器，保溫槽等。在工藝布置上要留有軋件冷卻后的均溫時間段，使內外溫度一致后再進行軋制。要有用于低溫軋制的大功率、高強度軋機。
再次，通過加強計算機管理推動軋制過程的連續(xù)運行。企業(yè)要實現(xiàn)全連續(xù)作業(yè)、車間生產自動化作業(yè)都必須加強計算機管理。設備控制和過程控制是計算機管理的基礎。企業(yè)加強計算機管理首先要從設備控制開始，每一個該控制的單體設備進入了控制狀態(tài)才能開始實施過程控制，然后進入計劃管理和協(xié)調，最后到業(yè)務全面管理。目前，我國許多軋機工作基礎較差，各系統(tǒng)之間的網絡管理水平較為落后，不能使各區(qū)域的信息實現(xiàn)網絡化、集成化，也就不可能實現(xiàn)智能管理的靈活性和擴展性。企業(yè)實施計算機管理要從基礎工作做起，一方面要具備精確的傳感器，另一方面必須有科學的軟件，如煉鋼模型、精煉模型、連鑄坯冷卻模型、質量控制數(shù)據庫、控軋控冷數(shù)學模型等。
最后，應提高我國線材軋機的裝備水平。當前，我國線材軋機關鍵設備的更新速度較緩慢，先進設備國產化率低是制約我國線材軋機發(fā)展的主要因素之一。此外，提高軋機的裝備水平還有利于實現(xiàn)計算機控制和自動化，因為軋機的精度、穩(wěn)定性、可控性是實現(xiàn)計算機控制和自動化的基礎。但許多軋機因裝備的穩(wěn)定性差、精度低而不能很好地進入可控狀態(tài)，不利于計算機控制和自化的實現(xiàn)。
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