国内棒材生产线生产超细晶棒材的轧制工艺与前景

国内棒材生产线生产超细晶棒材的轧制工艺与前景2007-12-14 13:24:38 来源:TNC数据库钢铁是国家经济建设和社会发展的重要物质基础，其新一代材料的开发亦倍受钢铁行业的重视。

1998年10月启动的“新一代钢铁材料”研究计划，经多年的研究、探讨及实践已取得重要成就，并已进入推广应用的关键阶段。

国内学派尽管对超细晶的形成理论及应用技术的思路不同且有争论，但都公认其在经济效益、社会效益和材料科学方面的重要贡献。

试验和实践表明，采用超细晶钢生产工艺可显著细化钢的晶粒，用Q235钢代替2OMnsiV和20MnSiNb生产400MPa级，用20MnSi钢生产500MPa级带肋钢筋，能降低成本、节约资源，并符合可持续发展方针。

目前，细晶粒钢筋产品标准已纳入GB1499《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》修订版，即将正式颁布，其中单独设有HRBF335、HRBF400、HRBF500牌号，其化学成分、力学性能等主要技术标准与HRB系列牌号完全相同。

本文从分析国内钢铁工业装备现状人手，在“制造成本基本不增加，少用合金资源和能源，塑性和韧性基本不降低的条件下强度翻番和使用寿命翻番”的目标下，探讨了棒材生产线改造生产超细晶棒材的轧制工艺与发展前景。

1、国内棒材生产线及其控制技术有关统计数据表明，棒材产量在国内钢材生产总量中约占25%以上，且随社会的发展其需求量有增无减。

但国内棒材生产线装备却有相当一部分是2O世纪70-80年代，有的甚至更早。

据了解，目前国内全连轧、半连轧棒材生产线约有7O多条，已进行超细晶棒材工业试验和推广应用的不足10条且应用程度差异较大，绝大多数距全流程控温轧制工艺装备有很大差距。

既要不失时机地应用超细晶理论指导生产超细晶棒材，又不可能投入大量资金或长时间停产进行改造，是目前存在的最大困难和问题。

1.1、超细晶棒材的形成原理与生产流程1.1.1、基本原理超细晶形成的基本原理是形变与相变耦合机制，主要控制技术是使奥氏体过冷和获得大的累积变形量，精轧阶段轧制温度控制在Ae3～Ar3，使其产生形变诱导铁素体相变（DIFT），获得细小的铁素体晶粒，轧后的控冷进一步阻止铁素体晶粒长大。

特殊钢棒线材轧制工艺的发展趋势陆波摘要通过对世界特殊钢主要生产国家的棒材生产品种、规模、坯料断面、产品质量和发展方向等研究，对我国特殊钢厂的引进和改造提出建议关键词棒线材特殊钢发展当今世界特殊钢工业生产技术发展十分迅速，工业发达国家相继开发了许多新工艺、新技术和新设备,特殊钢的棒线材轧制工艺也发生了质的飞跃。

本文通过对德国、意大利、法国、日本和瑞典等世界特殊钢主要生产国家的棒线材生产品种、规模、坯料断面、产品质量和发展方向的研究，为我国特殊钢厂的引进和改造提出一些想法和建议，以供参考。

1 产品品种从多种类型向同类型发在我们过去的概念中，一条特殊钢棒线材生产线往往是一机多能，既能够生产合金结构钢、弹簧钢，又能够生产轴承钢、不锈钢、模具钢、工具钢；既能够生产大棒材、小棒材，又能够生产线材和大盘卷；是一种多品种多类型的生产线。

这种观念至今还影响着我们的建设和改造思路。

然而，外国一些先进的、著名的特殊钢企业，从80年代起，特别是近10年来大多进行了一定的专业化的改组或改造。

这些改组或改造可以分为3种类型，一种是不同公司之间的专业化改组，另一种是同一公司内的专业化改组，第3种是一条生产线向简化生产流程和适当集中的同类型产品品种方向进行改造。

1.1 不同公司之间的专业化改组瑞典的特殊钢工业在世界上占有十分重要的地位，尽管近20年来世界钢铁工业起伏不定，瑞典的钢铁工业仍有长足的进步。

早在70年代中期瑞典的特殊钢工业已进入世界前列，尤其是轴承钢、钎钢、工具钢和不锈钢，几个主要特殊钢公司虽有各自的特长，但其产品还是相互交叉。

后来受到能源危机和造船工业衰退的影响，瑞典的3个大型钢铁公司：位于Lulea的国营NJA公司和位于Boulange及Oxelosund的两个私营公司很快地陷入了经济困境。

这种情况导致了1978年这3个公司的合并和1978～1982年及1986～1991年间进行的两次结构调整。

此外，Uddedholm公司和Fagersta公司的两个高速钢厂合并组建Kloster高速钢公司，使得该公司产品在世界上占有领先地位；改组后的Uddedholm公司不再生产不锈钢棒材，而专营工具钢，成为Uddedholm工具钢厂。

中国钢铁轧制技术的进步与发展趋势随着我国经济的快速发展，钢铁材料产量的需求呈现出爆发式增长。

为满足市场需求，钢铁轧制技术也在不断发展和进步。

本文将从技术层面探讨我国钢铁轧制技术的进步与发展趋势。

一、高端钢铁材料的需求趋势我国的钢铁产业从存量革命到优质化引领，经历了快速发展。

当前，我国产量已经达到了全球领先地位。

然而，仍然需要满足更高端的需求，例如重要工程和高端用途的钢铁材料。

这些钢铁材料需要较高的机械性能、化学成分和微观组织，才能满足设计和使用要求。

在这种情况下，提高钢铁材料的热加工技术是至关重要的。

因为钢材的热加工过程会改变其物理性能和微观结构。

例如，精确控制钢材的温度和时间可以影响钢材的硬度、强度、韧性和延展性。

所以，钢铁轧制技术的研究和发展变得尤为重要。

我国的钢铁轧制技术从20世纪初开始逐步完善。

最初，轧制主要依赖于人工劳动和手工车间。

20世纪60年代，我国引进外国轧机和轧制技术，开始实施全面改造和技术革新。

此后，新的轧机、轧制好工艺和工具被引入，使得我国的钢铁轧制产量和质量得到了提高。

目前，我国正处于钢铁产业优化升级的时期。

技术创新和成果转化为我国钢铁产业的发展带来了广阔的空间。

作为最具代表性的热加工工艺，钢铁轧制技术的发展已经成为制约或推动我国钢铁产业进一步发展的关键因素之一。

1. 轧制工艺自动控制和模型预测钢铁轧制工艺自动控制和模型预测是未来发展的应用方向之一。

在轧制过程中，自动控制技术可以实现较高精度的温度和厚度控制，提高轧制效率和质量。

预测模型可以辅助操作员及时调整工艺参数、解决工艺失控问题，并且通过基于数据的思考和分析，推动轧制技术的进步。

2. 智能轧机系统智能轧机系统是未来发展的另一个应用方向，在轧制过程中可以监测并控制轧机参数，提高管控能力和监测效果。

通过大数据和机器学习算法的支撑，这种系统能够对钢铁轧制遇到的各种问题进行预警或自动修复，提升生产工艺的智能化和自动化程度。

3. 信息化和数字化技术信息化和数字化技术可以改变轧制过程中的人工操作和决策过程，提高操作及决策的准确率和精度。

棒材直接轧制
（原创实用版）
目录
1.棒材直接轧制的概述
2.棒材直接轧制的优点
3.棒材直接轧制的应用领域
4.棒材直接轧制的发展前景
正文
一、棒材直接轧制的概述
棒材直接轧制是一种将金属材料通过轧制设备直接加工成棒材的工
艺方法。

这种工艺在金属加工领域具有广泛的应用，特别是在钢铁、铜、铝等金属的生产和加工过程中。

棒材直接轧制不仅能够提高金属材料的利用率，降低生产成本，还能提高产品的质量和性能。

二、棒材直接轧制的优点
1.提高金属材料的利用率：棒材直接轧制工艺能够充分地利用金属材料，减少浪费，提高材料的利用率。

2.降低生产成本：由于棒材直接轧制工艺的简化，减少了中间环节，降低了生产成本。

3.提高产品质量：棒材直接轧制工艺能够提高产品的尺寸精度和表面质量，提高产品的质量。

4.提高生产效率：棒材直接轧制工艺能够实现连续生产，提高生产效率。

三、棒材直接轧制的应用领域
棒材直接轧制工艺在钢铁、铜、铝等金属的生产和加工过程中得到广
泛应用。

特别是在建筑、机械制造、汽车制造等行业，对棒材的需求量大，对棒材的质量和性能要求高，棒材直接轧制工艺具有重要的应用价值。

四、棒材直接轧制的发展前景
随着我国经济的发展，对金属材料的需求将持续增长，对棒材直接轧制工艺的要求也将越来越高。

线棒材生产现状及发展趋势线棒材是一种广泛应用于建筑、制造和交通等领域的材料，其生产现状和发展趋势备受关注。

本文将从产业规模、技术创新、市场需求和可持续发展等方面探讨线棒材生产的现状和未来发展趋势。

一、产业规模线棒材生产是一个庞大的产业，涉及到钢铁、金属加工和建筑等多个领域。

目前，全球线棒材生产规模不断扩大，年产量持续增长。

中国是世界上最大的线棒材生产国家，其产能和产量居全球领先地位。

此外，亚洲、欧洲和北美地区也是线棒材生产的重要地区。

二、技术创新线棒材生产技术在不断创新和改进。

传统的生产工艺主要包括连铸、轧制和拉拔等步骤，但随着科技进步和自动化技术的应用，线棒材生产过程越来越智能化和高效化。

例如，引入先进的连铸机和轧机，可以实现连续生产和高速轧制，提高生产效率和产品质量。

此外，一些新材料和新工艺的应用也为线棒材生产带来了新的发展机遇。

三、市场需求线棒材是建筑和制造业中不可或缺的材料，其市场需求受到经济发展和基础设施建设的影响。

随着全球城市化进程的加速和工业化水平的提高，线棒材的市场需求将继续保持增长。

此外，新兴行业如新能源、电动汽车和航空航天等对线棒材的需求也在不断增加。

因此，线棒材生产企业需要根据市场需求调整产品结构和提高产品质量，以满足不同行业的需求。

四、可持续发展随着全球环境问题的日益突出，线棒材生产也面临着可持续发展的压力和挑战。

传统的线棒材生产过程会产生大量的废气、废水和固体废弃物，对环境造成污染。

因此，线棒材生产企业需要加大环保投入，采用清洁生产技术和循环经济模式，减少和回收废弃物。

此外，提高能源利用效率和降低碳排放也是可持续发展的重要任务。

线棒材生产在全球范围内具有巨大的规模和潜力。

随着技术创新和市场需求的推动，线棒材生产将不断发展壮大。

然而，可持续发展问题也需要引起重视，产业需要加强环保意识，采用清洁生产技术，实现资源的高效利用和循环利用。

只有在技术创新、市场需求和可持续发展的支撑下，线棒材生产才能持续发展，并为社会经济发展做出更大贡献。

棒材直接轧制摘要：一、棒材直接轧制的定义与原理二、棒材直接轧制的过程与分类三、棒材直接轧制的优势与挑战四、棒材直接轧制的应用领域与发展前景正文：棒材直接轧制是一种通过连续轧制方式，将金属棒材经过一系列轧制工序，使其形状、尺寸、表面质量以及内部组织得到改善和优化的工艺方法。

它具有生产效率高、能耗低、产品质量好等优点，广泛应用于建筑、汽车、轨道交通、航空航天等领域。

一、棒材直接轧制的定义与原理棒材直接轧制，顾名思义，是指直接将金属棒材进行轧制处理。

轧制是一种金属塑性变形的过程，通过轧制设备对金属棒材施加一定的压力，使其在通过轧辊时发生连续的塑性变形，从而改变其形状、尺寸和内部组织。

轧制过程中，金属棒材的外层受到较大的挤压力，内部受到较小的挤压力，从而使金属棒材产生塑性变形。

二、棒材直接轧制的过程与分类棒材直接轧制的过程主要包括：预热、轧制、退火、拉伸、热处理、冷却、矫直、检验等。

根据轧制方式的不同，棒材直接轧制可分为：热轧、冷轧、温轧等。

热轧是指在高温条件下进行的轧制，冷轧是指在室温条件下进行的轧制，温轧则介于两者之间。

三、棒材直接轧制的优势与挑战棒材直接轧制的优势主要体现在：生产效率高，每道轧制工序的时间较短，整个轧制过程可以实现连续生产；能耗低，由于采用连续轧制方式，使得棒材在轧制过程中的变形热能得到充分利用；产品质量好，通过轧制，可以改善金属棒材的形状、尺寸、表面质量以及内部组织。

然而，棒材直接轧制也面临着一些挑战，如轧制过程中可能出现的板形不良、表面缺陷等问题，需要加强对轧制过程的控制。

四、棒材直接轧制的应用领域与发展前景棒材直接轧制广泛应用于建筑、汽车、轨道交通、航空航天等领域。

随着我国经济的持续发展，对金属材料的需求不断增加，棒材直接轧制市场前景十分广阔。

2023年钢铁棒材行业市场前景分析
随着我国经济快速发展，钢铁棒材行业得到了广泛应用和发展。

未来，随着我国城市化进程的加快，交通、基础设施等领域对钢铁棒材的需求将会持续增加，因此，钢铁棒材行业仍将保持广阔的发展前景。

一、政策环境支持
我国政府高度重视钢铁行业的发展，并颁布了一系列钢铁产业政策，如《钢铁行业调整和振兴规划》、《钢铁行业增量指导目录》等，以及控制产能过剩、优化产业结构等产业政策，为钢铁棒材行业的发展提供了良好的政策环境支持。

二、市场需求增长趋势明显
随着我国城市化进程的不断加快，交通、基础设施等行业的需求量持续增长，对钢铁棒材的需求量也在不断增加。

除此之外，建筑业、船舶制造等领域也对钢铁棒材提出了更高的要求。

因此，未来钢铁棒材行业的市场需求将持续增长。

三、技术创新提升产品竞争力
钢铁棒材行业的竞争已经从数量竞争转向质量、品牌和技术竞争。

目前，国内钢铁棒材企业已经意识到这一点，开始通过技术创新提升产品竞争力，如采用高档、高强的钢材，采用先进的生产工艺等，来提高产品质量和技术含量，使品牌和产品更具竞争力。

四、国际市场需求增长迅速
随着“一带一路”战略的实施，我国钢铁棒材行业面临更大的国际市场需求。

国内钢铁棒材企业也已经开始走出国门，拓展海外市场，使出口数量和质量都在不断提高，国际市场需求和销售额都在逐年增加。

综上所述，钢铁棒材行业将继续保持广阔的发展前景。

政策环境、市场需求、技术创新和国际市场需求都将推动钢铁棒材行业的发展，同时，行业发展也将为国家经济的快速发展做出积极贡献。

高速棒材的轧制工艺及优势传统的小规格（12、14、16、18）棒材生产线为提高产量，主要以普棒（10-15m/s）双线轧制或切分多线轧制生产，该工艺存在尺寸精度、重量偏差波动大、工艺故障多的问题。

随着国内高速倍尺飞剪、夹送制动辊、高速上钢系统等技术的研发日渐成熟，高速棒材生产线成品速度已经可以做到40-42m/s，高速棒材生产线已经成为主流。

1、高速棒材工艺流程连铸输送过来的热坯/经加热炉加热的钢坯 粗轧机组 1#飞剪（切头、切尾、事故碎段） 中轧机组 2#飞剪（切头、切尾、事故碎段） 预精轧机组预穿水（闭环控温系统） 3#飞剪（切头、切尾、事故碎段） 精轧机组 精轧后分段穿水 高速倍尺飞剪 夹送制动辊 高速上钢系统 步进式冷床冷却 定尺冷剪定尺 检验、打捆、称重、入库。

2、高速棒材力学性能及金相组织钢材的力学性能跟内部的化学成分和金相组织有关，在化学成分一定的情况下，晶粒的大小直接影响到钢材的力学性能，晶粒越细强度越高。

改变钢材的力学性能主要是靠改变内部的化学成分及金相组织。

通过加入微量合金元素来改变化学成分及抑制晶粒长大来提高钢材的力学性能，微量合金元素的投入增加了炼钢的成本，为了节约成本早期国内通过成品强穿水形成马氏体来提高钢材的强度。

新国标GB1499.2-2018于2018年11月开始执行，其中就明确要求钢材的金相检测，基圆上不允许有回火马氏体。

因此，通过成品强穿水提高螺纹钢的强度行不通了。

目前普棒及切分轧制的生产线只能增加锰钒合金来保证钢材的力学性能，晶粒度只能做到8级。

高速棒材由于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430~460MPa。

超细晶粒钢制备工艺及机制与传统控轧控冷(TMCP)的异同张贵锋米运卿张建勋裴怡超细晶粒钢(Ultrafine—Grained Steel，简称UFG钢，目标粒径约1um)作为21世纪的代表性先进高性能金属结构材料，其强化思路具有鲜明的特点，即通过晶粒的超细化同时实现强韧化，完全不同于传统的以合金元素添加及热处理为主要手法的强化思路。

其优点在于：能同时实现强韧化；可尽量少用合金元素降低碳当量、改善焊接性，并利于循环利用以降低对环境的损害。

本文主要对日本及国内关于超细晶粒钢制备工艺及机制方面的研究予以综述。

传统热机械控制处理工艺及机制热机械控制处理(TMCP：Thermo Mechanical Control Process，也称控轧控冷工艺，在日本被译为加工热处理)工艺将“控轧”(CR：Controlled Rolling；轧制温度比普通轧制低)技术与随后的“加速冷却”(AcC：Accelerated Cooling，快于空冷)结合起来，在尽量减少合金元素添加的情况下，依靠细化晶粒能得到正火或淬火、回火等热处理不可能得到的强度和低温韧性，实现了非调质高强钢的开发。

足立吉隆概括了实现细化晶粒的几个关键点：① 相变驱动力的增加；② 晶界迁移度的抑制；③ 形核核心的增加。

TMCP工艺巧妙地结合了上述3点。

TMCP钢的制备工艺可分为奥氏体再结晶区轧制、奥氏体非再结晶区轧制(奥氏体的加工硬化对α晶粒的微细化最为有效)、两相区轧制和加速冷却4个阶段。

控轧在于细化晶粒，其实质在于人为地使奥氏体中尽可能多地形成铁索体相变形核点，具体而言，通过降低加热温度使轧前奥氏体晶粒减小；经奥氏体区的加工，利用反复再结晶细化奥氏体晶粒；关键在于通过增大奥氏体未再结晶区(加工硬化区)的累积压下量，以增加奥氏体每单位体积内的晶界面积和变形带面积来提高形核率。

2O世纪7O年代，人们经反复实验发现仅仅靠传统的控轧使相变组织微细化还远远不够，还需要通过冷却来控制相变本身。