1、我国线材发展现状及工艺技术探索(文献综述)

我国线材发展现状及工艺技术探索

前言

近几年我国线材无论是生产能力还是消费水平均得到了快速发展，2007年我国线材实际产量已达7921万t，2008年尽管受到国际金融危机的影响，线材实际产量仍然增长到8024万t。目前我国已成为世界上最大的线材生产国，年产量己超过世界线材生产总量的三分之一，在线材生产规模不断扩大的同时，我国在线材生产技术进步、产品研发方面也取得了可喜成效。但是，在看到我国线材产业飞速发展的同时，也要清醒的看到我国线材产业目前仍然存在不少的问题；尤其是应该看到生产规模不断扩大与现有产品结构的不相适应，已成为困扰我国线材产业发展的主要问题，这也是造成我国线材产业处于生产能力相对过剩而高附加值产品实物质量仍落后于国外发达国家的根本原因。

总之，我国线材产业离科学发展、可持续发展的要求，离国民经济各用钢行业的需要，离发达产钢国的先进水平，还有相当大的距离。

1 线材轧机在国内外的发展动态

按钢种和用途，通常将线材分为两大类：即一般建筑和结构用线材<普通线材）及特殊用途专用线材。在我国线材消费中，一般建筑和结构用线材为最大的消费品种，其消费量占线材总消费量的70%左右，专用线材<指中高碳钢线材<硬线）、预应力钢丝及钢绞线专用线材、钢帘线用线材、易切削钢线材、冷镦钢线材、焊接材料用线材、弹簧钢线材、轴承钢线材、不锈钢线材等）线材消费量占线材总消费量的30%左右。

1.1 国内线材生产消费现状

线材是我国第二大钢材生产品种(第一大钢材生产品种为钢筋，年总产量已超过10000万t>，在国内钢铁产量中所占的比重一直较高，长期保持在16％--一19％。近几年国内线材产量基本与国内粗钢产量增长速度差不多，保持在20％的水平上。2007年我国线材生产量7921万t，进口6l万t，出口624万t，扣除库存变化因素，表观消费量约为7476万t，占钢材实际消费总量的18．02％。由于受全球金融危机的影响，2008年国内线材生产情况与2007年基本持平，全年总产量仅略增1．2％。从国内线材生产消费平衡看，目前国内线材产量已大于消费需要，从线材进出口情况来看，长期以来，线材一直是我国主要钢材出口品种，也是我国一直保持净出口状态的钢材品种，特别是近几年出口增长特别迅速。另外，普通线材属于低附加值产品，销售半径小(一般小于800km>，市场竞争激烈。线材生产应充分考虑区域承受能力，今后线材品种发展的重点是生产高强度硬线品种，提高线材的使用效率。

1.2 我国线材制品行业现状

自我国加入WTO后的几年间，线材制品行业的企业结构和产品结构不断优化和调整，技术进步继续创新，主要产品的生产能力和水平全面提高，产量持续增长，产品标准和实物质量进一步提高，品种结构调整工作取得新的成绩。2003年线材产量达到4020万吨；线材深加工量超过1000万吨，国内市场消费和市场满足率都有较大增长。总体发展趋势良好。

1、企业结构继续调整

企业结构的调整表现为“一减三增”即：国有独资企业逐渐减少；多种经济成份组成的股份制企业比例增加，民营企业所占比例增加，外资独资企业的数量增加。企业的活力增强，整体素质提高。

国有企业进一步深化改革，管理体制改革加快，运行机制明显改善。诸如宝钢集团上海二钢、贵州钢绳集团、天津钢线钢缆集团、鞍钢集团钢绳厂、湘钢集团钢绳厂、武钢集团钢绳厂、咸阳钢管钢绳厂等一批国有老企业经过深化改革，焕发出青春活力；已经先行一步改革的诸如法尔胜集团、新华金属制品有限公司、福星科技股份有限公司、宁夏恒力集团等企业继续深化改革，进行资产整合，从而进一步增强了企业实力。近几年我国制品企业的数量有所减少，但现有企业的素质提高，产能规模增加，竞争力加强。

2、产品结构和技术装备进一步调整和优化

经过几年的发展，以优质钢绳、低松弛预应力钢丝纲绞线、轮胎钢帘线、高级弹簧钢丝为代表的一批高档产品，其生产规模扩大，产品质量提高，市场领域拓宽，部分或全部替代了进口产品，并开始进入国际市场。

国产装备质量、档次有限明显提高，拉丝机、股绳机、热处理炉窑、镀层生产线等制品主体生产设备已基本能满足国内市场需求，部分装备已有出口。变频调速、机电一体化、热处理节能、高性能涂镀层、环保型表面清洗等先进技术，以及大盘重连续作业线均得到广泛推广应用。

3、产量持续增长，质量不断提高

据不完全统计，近几年我国线材制品的产量每年以10%左右的速度发展，1999年全国线材深加工产品产量约680万吨，到2003年，全国线材深加工产品总量已超过1000万吨，增长47%，年均增长10.12%。2009年，国家经济刺激政策发挥作用，国内钢铁市场产需两旺，2009年我国线材总产量9580万t，同比增长21%；2018年上半年全国线材产量5285万t，同比增长18.3%。2018年我国线材产量将增加1000万t，年增幅10%左右，线材产量达到10500万t。

制品企业在注重拓宽应用领域、产量不断增加的同时，更加注重加强管理，执行先进标准，提高产品质量；国家标准与国际标准接轨，部分主要产品的标准经再次进行修订后，达到了国际先进水平；钢绳、预应力钢材制品产品

生产许可证的换证工作及行业中多数企业的9000系列认证改版工作的继续推进，促进了行业生产、设备、管理水平的提高，产品质量和档次都得到了进一步提高。

4、绝大部分制品用线材已能满足生产需要

近几年来，作为制品生产的基础原材料，我国深加工用优质线材生产仍处于快速发展时期，其总量和大部分品种已能满足市场需求。2003年我国线材产量达4020万吨，线材深加工比为25%。线材产品质量明显提高表现为：作为制品主要品种的低松弛钢绞线和优质钢绳所用线材，无论是从化学成份、物理性能、尺寸及表面精度，还是成材率等指标评价，都可与进口线材相媲美，不仅能满足国内市场需求，而且部分产品已出口；宝钢、武钢、沙钢、鞍钢等效钢厂生产的钢帘线用线材也已在国内钢帘线生产厂使用。

2 线材的生产工艺

生产工艺流程如下：

钢坯运入→成批称重→入库存放→炉前上料→钢坯质量检查→单根称重→加热→粗轧→切头尾→中轧→预精轧(轧间水冷>→切头尾→精轧(轧间水冷>→穿水冷却→吐丝成圈→散卷冷却→集卷→切头尾→压紧打捆→称重挂牌→卸卷→入库。线材的特点是断面小、长度大，对尺寸精度和表面质量要求较高。主要的轧制工序有：坯料、加热、轧制、精整。

2.1 坯料

高速度、控轧、控冷、大盘重和使用大断面方坯是高速线材轧机工艺的主要特征。其中大盘重是减少事故，提高作业率的重要手段是提高产量和成材率的途径。因此，如何正确地选择钢坯的断面尺寸和长度，即选择钢坯的重量<即线材盘重）是线材生产工艺设计的重要方面。

2.1.1. 高速线材生产，通常使用两种坯料：初轧坯和连铸坯

初轧坯是以钢锭为原料，经均热、开坯轧制而成的。因此，初轧坯具有规格范围广，钢种多的特点。钢锭经过压缩比为20-30轧成的初轧坯的压比大，从而改善了组织。但轧制不能消除钢锭表面缺陷，也不能消除偏析、缩孔等内部缺陷。初轧坯的表面的质量及内在质量主要取决于钢锭的原始状况。初轧坯在生产中发生烧损并要切头、切尾，因此初轧坯金属收得率比连铸坯低10%左右。

连铸坯是用钢水直接浇注拉矫而成的。连铸工艺较模铸开坯减少了钢锭再加热与开坯后的切头切尾，金属收得率高，能源消耗少。就此而言，它具有初轧坯不可相比的优点，但由于连铸小方坯的质量不易保证，小规格的连铸方坯不易生产，有些钢种<尤其是沸腾钢和某些合金钢等）还不能生产。因此，高速线材厂还不能全部采用连铸小方坏作为生产线材的坯料。国外为了扩大连铸坯

的钢种。改善铸坯质量，有的厂家先铸出边长300mm以上的大方坯，再经连轧机轧成线材轧机需要的小方坯。

2.1.2 对钢坯尺寸和质量的要求

对钢坯的外形、尺寸、质量的要求有：钢坯断面形状及允许偏差、定尺长度、短尺的最短长度及比例、弯曲、扭转等。这些要求是考虑了充分发挥轧机生产能力，保证加热与轧制顺利并考虑供坯的可能性和合理性等综合因素确定的。

2.1.3 对表面质量与内部质量的要求

对钢坯表面质量的要求是：

<1）钢坯端面不得有缩孔、尾孔和分层；

<2）钢坯表面应无裂缝、折叠、耳子、结疤、拉裂和夹杂等缺陷；

<3）钢坯表面缺陷必须沿纵向加工清除，清除处应圆滑、无棱角，清除宽度不得小于清除深度的- 倍，表面清理深度不大于公称厚度的8%。

对钢坯内部质量的要求是：

<1）钢坯低倍组织不得有肉眼可见的缩孔、分层、气泡、裂缝、白点等；

<2）对优质碳素结构钢和弹簧钢、轴承钢、冷镦钢等合金钢种，根据需方要求，可以做高倍检验，检查脱碳层，检查钢中非金属夹杂，检查晶粒度是否达到规定的要求。

2.1.4 钢坯的检查和清理

为确保线材的质量及生产的顺利进行，对钢坯进行质量检查及清理是十分重要的。这里所说的质量检查主要是对钢坯表面缺陷的检查。有的厂也对钢坯的内部缺陷，如对内部的裂纹、缩孔与非金属夹杂等进行检查。质量检查的方法有下述几种：<1）目视检查即由人工检查钢坯的表面缺陷。这种方法效率低，也不太可靠，只能检查出较明显的缺陷。但这种检查方法的设备少，只需要台架和运行辊道即可。<2）电磁感应探伤检查钢坯的表面缺陷。电磁感应探伤的方法较多，例如干荧光磁粉探伤法、涡流探伤法、录磁探伤法。<3）超声波探伤检查方坯的内部缺陷。这种方法基本上是用带有发射和接收器的检测探头通过脉冲回波原理<脉冲反射原理）进行工作的。钢坯清理方法：<1）火焰清理虽设备简单、效率高，且经济，但冷钢坯的火焰清理方法受到钢坯含碳量的限制，对于含碳量高于0.4%的钢坯，在清理时由于局部加热钢坯会产生热应力，如果钢坯在清理后3-4天才轧制的话，钢坯就会产生裂纹。因此，冷钢坯的火焰清理方法一般只适用于含碳量低于0.4%的钢坯。<2）风铲清理设备简单，但劳动强度大、效率低，所以一般只在无别的清理设备或清理设备不足的情况下，用于不宜火焰清理的钢坯。<3）手动砂轮清理方法虽设备简单、投资省，但劳动强度也较大。而自动砂轮修磨的，劳动条件好、效率高，但设备多、投资大。砂

轮修磨清理方法对钢种的适应性强，特别是用来清理硬钢坯更为合适。

2.1.5 线材的坯料选择

综上所述，线材的坯料以连铸小方坯为主，其边长一般为120~150mm，长度一般在6~12M左右。在实际生产中，采用目测、电磁感应探伤和超声波探伤等方式检验连铸小方坯的质量。

2.2 加热

一般采用步进式加热炉加热。加热的要求是氧化脱碳少、钢坯不发生扭曲、不产生过热过烧等。现代化的高速线材轧机坯料大且长，这就要求加热温度均匀、温度波动范围小。

2.2.1 加热炉

加热炉是轧钢生产线的重要环节，是保证产品质量、产量和降低能耗的关键。因此，加热炉炉型选择和装备水平，应与车间规模和轧线工艺设备装备水平相匹配。只追求提高轧线工艺机械电气设备水平，而忽略了提高加热炉装备水平的做法，势必难以保证产品质量，难以发挥整体效益，是不可行的。用于高速线材轧机钢坯加热的加热炉类型，主要有推钢式加热炉和步进式加热炉。推钢式加热炉是加热钢坯的早期传统炉型。由于其结构简单、机械设备少投资低、设备维修少、操作简便，过去曾被广泛使用。此种炉型的缺点是：加热钢坯断面温差大，无法消除水冷黑印；钢坯在炉加热时间长，容易氧化和脱碳，难以保证钢坯加热质量。特别是容易出现拱钢、粘钢和钢坯划伤现象，以及不易排空炉料等，给生产带来麻烦。为保证钢坯加热质量，满足高速线材轧机对钢坯断面和长度方向温度梯度的要求，并防止高碳钢和弹簧钢的脱碳问题，目

前广泛采用步进式加热炉(分步进底式、梁底复合式、步进梁式三种）。步进式炉与推钢式炉相比较，有以下显著优点：<1）钢坯靠步进梁的运动在炉内通过，因此钢坯之间可以留出间隙，不会产生粘钢现象。<2）在推钢式炉内，钢坯运行是靠<3）推钢机的推力在滑轨上滑行，因此钢坯下表面往往产生划痕，对线材产品质量带来很大影响。推钢式炉在推钢时易发生拱钢事故，炉子有效长度受钢坯断面尺寸和推钢机能力的限制，但步进式炉其长度不受此限制，可充分利用烟气的余热预热钢坯。<4）推钢式炉不能空炉,因此，对不同种钢不同加热工艺的调整、检修空炉等灵活性很差，但步进炉方便，步进操作灵活，加热各种钢种的适应性强。<5）步进炉加热速度快，温度均匀，操作灵活，因此，减少了钢坯的烧损，推钢式炉的氧化铁皮占钢坯总重的１%-1.5%，步进炉的仅占0.5%-0.8%，减轻了清渣劳动强度。(6>﹚在投资方面，步进式炉比推钢式炉高15-20%，由于步进炉具有一系列优点，现代新建或改建的高速线材轧机，绝大多数采用了步进式加热炉。并为今后发展热送热装创造了条件。

2.2.2 钢坯加热工艺

1、加强三勤操作。钢坯加热工艺的基础在于三勤的操作方法：勤检查，<炉内温度、空煤气、水、炉膛压力和钢坯移动情况）勤联系，(上料、出钢、调度）勤调整。

2、钢坯的加热温度。

当轧制速度大于10m/s 时，轧件在轧制过程中是升温的。当高速线材轧机的轧制速度达到100m/s 时，在预精轧段就要开始控冷，甚至必须降低粗轧的开轧温度。所以高速线材轧机钢坯加热温度不再单纯是为了使钢坯获得尽可能大的塑性和尽可能小的变形抗力，而必须与轧机、轧制速度和控轧控冷结合起来，按高速轧制工艺要求确定钢坯加热温度，保证轧后产品的性能。3、钢坯的加热速度。现将各钢种在步进炉中的加热速度的经验数据列下供参考。

钢种加热速度

低碳钢 6～9min/cm

低合金钢 9～12min/cm

高碳钢 12～18min/cm

高合金钢 18～24min/cm

4、在高线生产中较典型的加热制度是三段加热制度。钢坯的加热分别在预热段、加热段和均热段进行。在三段加热制度中，目前高线是从预热、加热和再加热的强化加热方式，称为快速加热法。而在它的优越是均热段的热负荷最大，温度最高，均热段起着强化钢坯加热的作用。这种加热方式中，钢坯温度一直上升，到均热段达到高峰后转入平缓。

2.3 轧制

线材的断面比较单一，因此轧机专业化程度较高。线材轧制主要包括粗轧、中轧、预精轧、精轧。由于坯料到成品，总延伸较大，因此轧机架数较多，一般为21~28架，分为粗、中、精轧机组。目前高速线材轧机成品出口速度已达100m/s以上。

2.3.1 线材轧机的布置形式

线材轧机多为二辊式,布置形式很多,主要有如下几种：<1）横列式轧机架数一般不超过15架，布置成二列或多列式，以穿梭和活套方式轧制。使用横列式轧机劳动强度大、终轧温度低、头尾温差大、产品质量低。但投资少，灵活性大，适合于多品种小批量生产。复二辊式中国采用这种形式比较多，粗轧为横列式或连续式,而中轧和精轧多为复二辊式,采用多线(2～5线>轧制。年生产能力可达35万吨，比横列式前进了一步。<2）连续式一般以串列式布置，粗轧和中轧机组采用平辊同时轧四根钢，而精轧机组采用平立辊单线、平辊多线或多列控制活套单线轧制。1862年英国人贝德森(G.Bedson>取得平立辊配置连续

式线材轧机的专利权。1877年美国人摩根(C.H.Morgan>设计了单线平辊连续式线材轧机。瑞典一家公司也设计出多列控制活套的连续式线材轧机，能轧制出尺寸精度高的线材，并适合于合金钢线材的生产。连续式线材轧机的年生产能力可达到30万吨以上。但这种轧机在一个相当长的时期里，由于轧制速度低，只能采用小坯料带张力单线轧制，因此产量较低,而平立辊连续式线材轧机的生产质量也较差,目前都已很少采用。<3）高速无扭整体式摩根式45°无扭整体机座的高速线材轧机为二辊式，辊轴中心线与水平成45°角，而相邻轧辊轴线成90°角交替配置,轧制中轧件没有扭转,轧机集体传动，一般简称为45°无扭线材轧机。相类似的还有其他传动形式的45°无扭轧机和三辊式Y型轧机。Y型轧机由三个盘式轧辊组成孔型，每个盘辊成120°,各架交替呈“Y-憱”配置,这种轧机适合于生产高精度的合金钢和有色金属线材，但因设备比较复杂，换辊和维修不便，到60年代才有一定的发展。

2.3.2 轧制技术：<1）无头轧制无头轧制是应用在小型线材轧制领域的一项最新技术。其要点是将刚出加热炉的钢坯的头部与前一根在粗轧机第一架的钢坯的尾部焊接起来进行无头轧制，从而可以提高轧机的生产效率，减少了切头和轮废，提高了成材率和金属收得率。在盘条打捆前也不需要切头尾，轧制参数稳定，线材的分卷在集卷筒内进行，可以根据用户需求选定线材的分卷盘重。03年以前，日本NKK公司东京制铁高松工厂的线材轧机上已经采用

了无头轧制这项技术。(2> 高精度轧制线材的直径公差大小对深加工的影响较大，故用户对线材的尺寸精度要求越来越高。轧制时，轧件高度上的尺寸是有孔型控制，可以有保证。但是宽度上的尺寸却是算出来的或者是根据经验确定的，孔型不严格限制宽度方向的尺寸。为确保轧机的尺寸精度，目前常用的方法是采用真圆孔型和三辊孔型严格控制轧件的高向和宽向尺寸，或在成品孔型后面设置专门的定径机组已经采用尺寸自动控制AGC系统等。线材产品目前

精度可达到0.10mm。发展目标是达到0.05mm。<3）切分轧制是指在轧制过程中利用轧辊孔型、导卫装置中的切分轮或其他切分装置将轧件沿纵向切成两线或多线的轧制技术．。切分轧制技术从上世纪70年代的两线切分轧制逐步发展，在两线切分轧制技术和三线切分轧制技术的基础之上发展到四线切分轧制技术。目前。两线和三线切分轧制技术作为成熟的切分轧制技术已经普遍应用在小规格螺纹钢的生产中，作为标准的小规格螺纹钢产品生产工艺替代传统的单线轧制工艺。切分轧制是一种轧钢生产的新T艺，与传统工艺相比具有生产率高，节省投资、节约能源、降低成本等优点，已成为当代各国轧钢领域推行增产节能的有效手段．近几年来，切分轧制技术发展迅速，日趋成熟，广泛应用予棒线材、型材以及开坯等生产，代表着金属材料加工技术的一个重要方向。

<4）低温轧制低温轧制就是将钢坯加热到低于常规加热温度、在低于常规热轧温度下进行的轧制，更确切地说是中温轧制，其主要目的是为了大幅度降低坯料加热所耗燃料、减少金属烧损。低温轧制规程一般有两种：一种是线材开轧温度从1000～1100℃降低到950～1050℃时，虽然轧钢能耗有所提高，但由于加热炉燃料消耗大大减少，因而可综合节能20％左右。另一种是不仅降低开轧温度，并且将终轧温度降至再结晶温度<700~800℃）以下，除节能外，还明显提高产品的机械性能，效果优于任何传统的热处理方法。

2.4 精整

精整阶段的主要过程：精轧吐丝机<线材）散卷控制冷却集卷检查包装

其中最重要的是控制冷却，由于现代线材轧制速度较高，轧制中温降较小甚至是升温轧制，因此线材精轧后的温度很高，，出现氧化铁皮增多，晶粒粗大，机械性能不均匀等问题,为保证产品质量，要进行散卷控制冷却。根据产品用途有珠光体控制冷却和马氏体控制冷却。现代轧后控制冷却技术包括两部分：精轧机至吐丝机间的喷水冷却(也称一次水冷>；吐丝机至集卷站间的散卷吹风冷却(也称二次风冷>。

2.4.1 精轧机至夹送辊及吐丝机间的一次水冷

轧后一次水冷控制技术主要是控温轧制技术的延续，目的是使轧件从精轧温度冷却到吐丝机所需的温度，并进一步控制线材奥氏体的晶粒度和减少氧化铁皮的，近年新建的高速线材车间轧制的保证速度超过lOOm／s。设计的最大速度可达l20m／s，甚至140m/s。如此高的轧制速度，在轧制过程中金属产生的变形热随轧制速度提高而增大，速度越高，变形热越大，轧件温度急剧升高，精轧机出口线材的温度一般为10O0～1050 ℃。难以满足吐丝机对轧件温度的要求(吐丝温度一般控制在接近相变的750～850℃>。为了控制吐丝温度，在精轧机出口到吐丝机间设有多个冷却水箱，采用闭环自动控制系统，根据吐丝温度的波动，自动控制轧后水冷段的水量，目前吐丝温度差值基本控制在15℃左右。在设计一次水冷段时要考虑到水冷速度不能太快，否则线材芯部与线材表面的温度差太大，不利于线材的质量。为了使线材均温，设计了间断冷却。一般在水冷箱间加设均温导槽。冷却过程是水冷—均温—再水冷一—再均温的过程。

2.4.2 吐丝机至集卷站问的二次风冷

作为主要的控制冷却的二次风冷，发展经过了很多年，效果最好的为斯太尔摩(STELMOR>链式风冷运输线和辊式风冷运输线，国内早期建设的高速线材车间多采用链式风冷运输线，目前被广泛应用的为辊式风冷运输线。斯太尔摩风

冷运输线是一种能满足线材不同冷却要求的灵活系统。它可以保证线材通过不同冷却工艺来获得要求的金相组织。

二次控制冷却的斯太尔摩线，按控制冷却的原理分，最常用的有3种控制冷却方式：标准型、延迟型、缓慢型。得到普遍应用的是标准型和延迟型，对于高碳钢等钢种则采用标准型冷却工艺散落在输送机上的线圈运行速度快(0．5～1．6m／s>，冷却速度6～17℃／s，线圈搭接稀疏，保温罩打开强制送风，在快速冷却过程中完成相变，获得索氏体化的金相组织。对于低碳钢，低合金钢等钢种，则采用延迟型冷却工艺，散落的线圈搭接密集，线圈在输送机上运行速度缓慢(0．12～0．36m／s>，冷却速度0．6～1．4℃／s，盖上保温罩，停止送风，在缓慢冷却过程中完成相变。

3 线材生产新工艺和新技术

近些年国内外又出现了许多新的线材生产工艺及技术，其中包括的添加碳纳M管提高强度技术和超细晶钢生产技术。

3.1 纳M材料在线材生产中的应用

纳M材料又称为超微颗粒材料，由纳M粒子组成。纳M粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100 nm间的粒子。由于尺寸小、比表面大和量子尺寸效应等原因，它具有不同于常规固体的新特性。目前碳纤维纳M管成为纳M技术研究的热点，同样其在钢铁领域的应用前景诱人。目前，国内北京科技大学等院校已开始研究该项技术并已取得阶段性成果。在炼钢的出钢过程或精炼过程，加入压制后附有一定钝化层的碳纳M管(可防止其被高温氧化，并提高了碳纳M管的收得率>。经充分搅拌后，碳纳M管均匀分布在钢基中，既起到弥散强化的作用，还可在轧制过程中阻止奥氏体晶粒长大，进而达到细晶强化的目的。现取得良好的应用效果，添加微量碳纳M管后制成的线材强度平均提高30--一50 MPa。影响碳纳M管广泛应朋的最大制约因素在于其制造成本高，但随着其制造技术的提高，可预见添加纳M碳纤维管提高钢的强度在未来必定会普遍应用。

3.2 材超细晶钢的生产技术和超快冷工艺的应用

20世纪50年代，Hall—Perch提出了的晶粒尺寸和屈服强度关

系。式中为晶格摩擦系数、k为常数，随着晶粒尺寸d的减小，屈服强度相应增大。

现在线材超细晶钢的研究已完成实验室阶段工作，正在推广应用中。其核心技术有：1>利用大变形量细化加热后的粗大奥氏体晶粒；2>防止大变形量后晶粒再长大，轧制过程中通过快速穿水冷却，防止轧制升温(线材精轧和减定径过程均会产生此类问题>引起奥氏体晶粒的回复长大；3>控制冷却速度和终轧温度，以得到所期望的组织和性能。

轧后超快冷(冷速达i00～400℃Is>，可快速通过网状碳化物或网状铁素体析出温度区间(700-一900℃>，避免生成网状组织，显著提高冷拔深加工性能。

4 结论

经过以上的各类信息总结出以下观点：

1.在我过线材发展方面虽然我国已经是线材发展大国，但是我国生产力和生产技术仍然落后于其他发达国家，此外，我过大规模建设虽然继续需要大量的建筑钢材，但是其他的特殊材料的需求同样不低，其中包括用于制作焊条、螺栓、弹簧、钢丝绳等产品。因此，我国线材行业应该两手抓，不能偏重任何一边。随着科技的发展，很多时候都是对建筑钢材和特殊材料的同时需求，缺少任何一方都会影响建设和发展。

2. 在坯料的选择和检查清理方面线材坯料一般用比初轧坯更具有优点的连铸坯，一般是先铸出大的方坯，再经过连轧机轧成线材需要的小方坯，这样既利于方坯的生产，又利于线材的需要。线材方坯质量和尺寸要求严格，以保证轧制质量。对于钢坯表面质量检查是必不可少的，表面质量是保证线材轧制的顺利进行。对于内部缺陷的检测，我认为如果线材轧制成品直径较大，则需要检测方坯内部的裂纹、缩孔等缺陷，对于轧制成品较小的线材，不需要检测内部缺陷，由于高速线材轧机用的坯料由大钢锭轧制成小方坯时，压缩比已经较大，加之由方坯再轧制成线材的总压缩比相当大，内部的裂纹、缩孔缺陷一般都能焊合。故没必要花费时间在内部检测中，这样可以提高小径线材生产的效率。

3.在加热方面线材一般采用步进式加热炉加热。加热的要求是氧化脱碳少、钢坯不发生扭曲、不产生过热过烧等。现代化的高速线材轧机坯料大且长，这就要求加热温度均匀、温度波动范围小。钢坯加热工艺使用的三勤的操作<勤检查、勤联系、勤调整）是很科学的方法。在高线生产中较典型的加热制度是三段加热制度，分别是预热段、加热段和均热段，其优越性是比较明显的。我认为在国内高速线材生产厂的加热炉形式、炉长、供热点布置和供热方式不同。加热制度应该也不同，适合自己的方法才是最好的方法，因此在加热制度和操作方法上，各个线材厂根据自己的加热炉的具体特点，制定切合实际的加热制度，不要盲目模仿经典的方法，这样才能在钢坯加热过程中实现优质高产、低耗、无公害。

4.在轧制技术方面轧制技术主要包括了无头轧制、高精度轧制、切分轧制和低温轧制及扎后冷却，这些都是经历无数考验的成熟技术。而新兴发展的技术主要是通过微合金化强化或工艺强化机理。提高棒线材强度或塑性，如碳纳M 管技术、超细晶钢生产技术、超快冷丁艺、线材在线盐浴处理工艺等。虽然我

国的技术在各方面基本达到了国际先进水平，然而大多数技术是通过引进-消化-吸收的方式得来的，这样严重影响我国线材轧制水平的提高速度和耗费学习先进技术的费用。因此我国自主开发新技术的能力还有待提高，国内技术员在学习国外先进技术水平的同时还应该抽出时间来自主开发新技术。

总的来说，我国线材发展现阶段状况是成品种类多，侧重点明显。轧制技术多种多样而且成熟，但新兴技术缺乏，并且技术来源都是从国外，自主研制的技术很少，这方面还有待提高。

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