1 引言
新国标GB1499.2-2018于2018年11月开始启用，对定尺长度、弯曲度、重量偏差、横肋末端间隙等加严，传统小规格中12、Ф14 螺棒材主要采用多线切分轧制生产，该工艺存在尺寸精度、重量偏差波动大、工艺故障多的问题，且解决难度大，为此，首钢长钢公司轧钢厂于2018年将一条高速线材生产线改造为高速棒/线材复合生产线，改造后高速棒材/线材复合型生产线除了原有产品中5.5~12mm圆钢和螺纹盘条，还可以生产12~16mm的直条圆钢及螺纹钢，实现年产60万吨直条棒材/线材的生产能力。
2工艺流程简述
2.1高速棒材工艺流程
首钢长钢高速棒材生产线φ12螺成品轧制速度为35m/s，日产可突破2200吨，具体工艺流程为,加热炉→高压水除鳞→粗轧机组→1#飞剪→中轧机组→2#飞剪→预精轧机组→预穿水一S弯转#飞剪一精轧机组一精轧后分段穿水一倍尺飞剪一冷床冷却一检验、打捆、重、入库。
粗轧机组前有高压水除鳞装置，工作压力可稳定在20MPa以上，钢坯表面氧化铁皮去效果佳，有利于产品表面质量控制。
2.2切分棒材工艺流程
国内某四切分棒材中12螺成品速度15m/s，日产为3500吨，具体工艺流程为，加热炉一相轧机组一1#飞剪一中轧机组一2#飞剪一精轧机组一倍尺飞剪一冷床冷却一检验、打据称重、入库。
粗轧机组前四架次为无孔型轧制，以此去除氧化铁皮，但效果不佳。
3力学性能、金相组织对比
3.1高速棒材力学性能及金相组织情况
首钢长钢高速棒材Ф12mn螺纹直条轧制道次为22道次，压缩丰大，最后几个道次应变速率快，经轧制强烈变形后的奥氏体品粒，存在大量的位错和亚晶组织，其位错密度更高。利于成品性能提高。在此基础上，通过投入预水冷，降低轧件进精轧机温度，可进一步提高成品性能。
钒氮合金成分控制在>0.020%即可，金相组织品粒度可达到10级以上，产品屈服强度可稳定控制在430~460MPu，金相组织及屈服强度波动见图1及图2
3.2切分棒材力学性能及金相组织情况
国内某切分棒材线，Ф12mm螺纹四切分轧制道次为18道次，压缩率小，由于中轧机组皮去除料型为矩形，不能使用预水冷，否则易引起中间和边部冷却不均匀，且会增加精轧机组料型调整难度和工艺故障率。
为保证产品屈服强不小于430MPa，钒氮合金成分须控制在0.030~0.045%，金相组织晶粒度可达到8级以上，由于尺寸波动和压缩率小的影响，屈服强度波动超过40MPa，合金成本较高速棒材高，金相组织及屈服强度波动见图3及图4。
4、产品尺寸精度、重量偏差波动对比
4.1高速棒材产品尺寸精度、重量偏差波动情况
首钢长钢高速棒材生产线,粗轧前采用高压水除鳞,其预精轧机组采用四道次悬臂轧机，精轧机组采用顶交45°无扭轧机。预精轧和精轧机组均使用碳化钨辊环，轧机弹跳值小，成品内径高度尺寸几无变化。纵肋波动可控制在0.2mm以内，产品表面质量光滑，重量偏差波动范围-4.8%~-5.8%之间，偏差波动范围见图5。
4.2切分棒材产品尺寸精度、重量偏差波动情况
国内某切分棒材线、Ф12m螺纹四切分轮制道次为18道次，轧机均为短应力线轧机，经对精轧机组孔型、导卫、架梁、活套器、轧辊材质多次改进优化。采取加强机机和导工装质量等措施。其线差仅可稳定控制在200m~400mm之间，且边部两线与中间两线存在纵肋差距达到0.8mm以上、内径高度差断0.Im以上的问题，产品表而亦存在氧化铁皮，重量偏差波动范围-3.5%~-5.5%之间，偏差波动范围见图6.
5成材率指标对比
5.1高速棒材成材率情况
首钢长钢高棒中Ф12mm螺纹为单线生产，预精轧和精轧机组为碳化钨辊环，影响成材率的因素为工艺故障、冷剪切损、飞剪切损，控制点少，通过对轧机预装、导卫预装等精细化管控。其成材率可控制在103.10%以上，对比切分棒材。Ф12mn螺纹钢成材率可提高0.60%
5.2切分棒材成材率情况
影响Ф12mm螺纹钢四切分成材率的因素为线差控制、轧槽磨损、精轧机组故障率等方面。四切分工艺优化调整涉及孔型、架梁、导卫、轧机、轧辊、飞剪、冷剪等方面，控制点多、控制面广、控制难度大，通过对生产过程精细化管控，其成材率可维持在102.50%以上。
6经济效益对比
6.1 直接经济效益
首钢长钢高速棒材对比国内某切分棒材，钒氮合金添加量减少0.010%，吨钢成本降低约20元:成材率指标提升0.6%，吨钢成本降低22000.6%=13.2元:能耗指标中电耗增加10Kwh/t，吨钢成本增加4.5元;长钢高速棒材2020年Ф12mm热轧带肋钢筋累计产量36.5万吨，其累计生产成本吨钢效益增加值为1047.5万元((20 13.2-4.5)x36.5=1047.5万元)。
6.2社会效益
首钢长钢通过建设高速棒材工程，可以淘汰旧区落后的热轧带肋钢筋生产线，提高其轧钢系统整体技术装备水平。采用线材精轧机碳化钨辊环轧制的产品，产品表面质量好、尺寸精度高，更具有市场竞争力，并实现调整产品结构、提高企业经济效益的目标。
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