線材軋制

自20世紀50年代以來，線材軋制是沿著高速、連續兩個方向發展的。在線材原料成分、品種以及規格方面逐漸擴大。在新建現代化線材軋機的同時，對已有的線材軋機不斷地挖掘其潛力，並進行改造和革新。其中具有代表性的精軋機有兩種，一種是以美國摩根公司為代表的集體傳動的二輥水平式軋機，其特點是多線軋制；另一種是以德國施羅曼公司為代表的單獨驅動的平、立交替軋機，其特點是單線軋制。20世紀60年代中期，高速、單線、無扭、微張力的45°無扭精軋機和散卷冷卻技術的開發，促進了線材軋制生產技術的飛躍發展。20世紀80年代，為提高線材產品的質量、降低消耗、降低成本，又湧現出了一批新的生產技術。近幾十年來，線材軋制技術已實現軋機單獨驅動、軋輥快速更換並且安裝有張力控制系統、AGC自動控制系統，能實現高壓下定徑控制等，使線材產品的尺寸公差以及產品的力學性能得到很大的改善。

由於軋制時具有高速度、產品高質量、設備高效率，高速線材軋機一出現就引起了線材領域的革命性變化。我國從1986年底建設第一條高速線材軋機開始，到2003年，我國的高速線材軋機生產線已達73條。我國已成為擁有高速線材生產線最多、產量最高的國家。

如今世界特殊軋制工藝技術的發展十分迅速，一些發達國家先後研究、開發了許多新技術、新工藝和新設備。其中，具有代表性的線材軋制新技術是：①無頭軋制技術；②高精度定徑/減徑機組；③低溫軋制技術；④控冷軋制技術；⑤在線熱處理。而線材生產工藝及設備發展的總趨勢為：①提高軋機的生產能力，降低原材料及動力消耗；②改善線材的物理性能和表面質量；③提高產品的尺寸精度；④提高勞動生產率，改善勞動條件。

線材軋制具有以下特點。

①機架多，分工細。從坯料到成品，總伸長率較大，每架軋機只軋一道，因此，現代化的線材軋機一般為2l～28架，多數為25架。一般分為粗軋、中軋和精軋機組。由於產品斷面單一，軋機的專業化程度較高。為平衡各機組的生產能力和保證產品的精度，粗軋多採用較大的伸長率、較低的轉速和多線軋制，而精軋則採用較小的伸長率和較高的軋速以及多路單線的軋制方法。

②小輥徑高轉速。新式的線材精軋機的軋輥輥徑僅為φ152mm，而轉速則高達9000r/min以上。為解決小線徑、大盤重和線材質量要求之間的矛盾，要求增加軋制速度。軋制速度的提高，有利於軋件溫降的減小，並可充分利用軋件的高溫塑性，提高軋件的內部質量。提高軋制速度要求有相應的機械化、自動化和較高的工藝技術水平。有色金屬連續式線材軋機的軋制速度可達45～60m/s以上。

各種類型的線材軋機軋制的工藝流程大致如下。

①半連續式線材軋機

分線→粗軋機組軋制→中軋機組軋制→切頭→精軋機組軋制。

②連續式線材軋機

連續式軋機主要有3種形式：平-立式連續機，兩輥與地面呈45°交叉連軋機和三輥Y形連軋機。由於在軋制過程中不需要翻轉軋件，這三種連軋機軋制速度高，並且線材無扭轉，軋件質量高，應用越來越廣泛。該種軋機軋制的工藝流程為：分線→粗軋機組軋制→切頭→第一中軋機組軋制→切頭→分路→第二中軋機組軋制→分路→精軋機組軋制。

③橫列式及復二重式線材軋機

粗軋機組軋制→分線（1線分2～4線）→中軋機組軋制→切頭→精軋機組軋制。

線材的孔型設計是制定軋制工藝的重要組成部分。合理的孔型系統與合理的孔型設計，對順利軋制，提高軋機生產能力及保證產品質量有很大作用。軋制線材時，所採用的孔型系統很多。在選擇孔型系統時根據軋機結構形式和工藝特點，選用合適的延伸係數則能軋出符合尺寸公差和表面質量好的線材。孔型系統的選擇與軋機類型，原料尺寸，軋機設備條件及生產操作條件有關。

粗、中軋機組的設備大多是水平二輥軋機順列式布置，軋機強度大。粗、中軋機組的軋制工藝採用單線或多線軋制，除中軋機組最末一兩架外，其他各架的孔型對所有產品都是共用的。

由奇數道次組成的粗、中軋機組的延伸孔型系統，以選擇箱（變態箱）-橢圓（雙弧橢圓）-圓-橢圓-圓的組合孔型系統最理想，也可選用箱-橢圓-方-橢圓-圓的組合孔型系統。

由偶數道次組成的粗、中軋機組的延伸孔型系統，以選擇橢圓-圓-橢圓-圓的組合孔型系統最理想，也可選用箱-箱-橢圓-方-橢圓-圓的組合孔型系統。

粗軋機為緊湊式軋機單線軋制的粗、中軋延伸孔型系統，則應選擇箱（平）-箱（平）-（平）-六角-方-橢圓-圓的組合孔型系統。

在粗軋階段，利用高溫塑性好的特點採用較大的延伸係數1.3～1.45，緊湊式軋機為1.4~1.7，中軋機組採用中等的延伸係數1.25～1.38。

現代高速線材軋機的預精軋、精軋機組多採用橢圓一圓孔型系統。預精軋機組一般由4個機架組成，平均延伸係數為1.21～1.31。精軋機組一般由8～10個機架組成，多數為10個機架，精軋機組的平均延伸係數為1.215～1.255。