半連續軋制是指在型材軋制中，粗軋和精軋兩個工序一個採用連續軋制，另一個採用其他非連續軋制的一種組合軋製法。型材半連續軋製法有兩種形式:一種是粗軋為連續軋制，精軋為橫列式軋機的穿梭軋制或活套軋制;另一種是粗軋為橫列式軋機採用穿梭軋制，精軋為連續軋制。
基本介紹
- 中文名：半連續軋制
- 外文名：Semicontinuous rolling
- 學科：冶金工程
- 領域：軋制
- 工序：粗軋和精軋
- 優點：多線軋制，產量較高
介紹,生產工藝,質量的控制,總結,
介紹
半連續軋制是指在型材軋制中，粗軋和精軋兩個工序一個採用連續軋制，另一個採用其他非連續軋制的一種組合軋製法。型材半連續軋製法有兩種形式:一種是粗軋為連續軋制，精軋為橫列式軋機的穿梭軋制或活套軋制;另一種是粗軋為橫列式軋機採用穿梭軋制，精軋為連續軋制。目前，一些小型車間採用的復二重軋機(見復二重精軋機組)的軋制方法亦屬於一種特殊的半連續軋制方法，它是在前後兩機架間實行連軋，在相鄰兩組軋機之間用圍盤進行活套軋制。精軋過程為連續軋制時，軋制速度不受限制，產量高，但軋機調整複雜，改變產品品種困難，生產不靈活，適於簡單斷面型材的少品種批量生產;精軋過程為橫列式軋機穿梭軋制或活套軋制時，改變軋製品種方便，但軋制速度低，產量也低，適於異形斷面型材的軋制和多品種小批量生產;復二重式的半連續軋制亦稱雙排半連續軋制，其優點是:設備布置緊湊;調整方便;可採用多線軋制，產量較高。缺點是:多線軋制時棍跳不一，產品精度難於控制;軋件經正圍盤轉向180°，使軋制速度的提高受到限制。
生產工藝
1 加熱工藝
所生產的鋼種均為Si - Mn、Cr - Mn 系的彈簧鋼, 脫碳傾向嚴重, 因此必須從加熱工藝上對脫碳嚴加控制。
（1） 爐溫、爐內氣氛的控制
為減少脫碳層主要採取了以下措施: 一是避開彈簧鋼脫碳的峰值溫度1080 ℃; 二是在保證鋼坯溫度均勻前提下, 儘量縮短在爐內高溫段停留時間。根據脫碳的峰值溫度, 制訂出爐內各段爐氣合理的溫度範圍和爐內氣氛。爐內氣氛的控制是生產易脫碳鋼很重要的環節, 應選擇微正壓操作以達到弱還原性氣氛。
（2） 有效控制軋制節奏
軋制節奏是影響加熱爐加熱工藝制訂和加熱操作的重要方面, 也是控制脫碳的重要手段,這是半連軋生產彈簧扁鋼和橫列式軋機生產的最大區別。半連軋的軋制節奏明顯高於橫列式軋機。結合生產實際綜合考慮, 在工藝允許溫度範圍內, 軋制節奏可選擇: 高溫快速軋制、中溫中速軋制、低溫透燒軋制, 以達到降低脫碳層目的。
（3） 坯料尺寸
坯料尺寸大小也是影響成品脫碳層的因素之一, 半連軋生產彈簧扁鋼的坯料遠大於橫列式軋機生產彈簧扁鋼的坯料。同樣脫碳層的坯料, 延伸係數大的成品脫碳層淺薄。
半連軋“一火成材”生產彈簧扁鋼對脫碳層控制有較多有利條件。對1998 年5 月至1999 年12 月生產的彈簧扁鋼脫碳結果進行統計, 合格率達99.97 % (以爐批為單位) 。
2 軋制工藝
（1） 粗軋工藝
140mm ×140mm ×218～310m 連鑄坯加熱到1050 ℃左右, 出爐後進入Φ530mm 三輥粗軋機往復軋制7 道次。根據不同的軋輥孔型軋制3種中間坯料: 生產窄系列扁鋼用方坯, 生產中寬系列扁鋼用矩形坯, 生產寬系列扁鋼用扁坯。同一種連鑄坯通過更換3 套軋輥可生產出3 種中間坯供中精軋機軋制扁鋼, 其規格範圍基本上覆蓋了國標中的規格, 很好地適應了彈簧鋼板廠的規格配套供應。為打開市場, 拓寬銷路創造了條件。
粗軋孔型設計中, 採用共軛箱型孔型系統和共軛箱型孔型接菱方孔型軋制出中間方和中間矩形坯, 從而解決了三大問題: 一是滿足了中精軋機生產的3 種坯料的要求; 二是很好地解決了連鑄彈簧鋼坯對不均勻變形易形成表面皺摺的質量問題; 三是較好地解決了軋件表面氧化鐵皮的去除問題。軋件氧化鐵皮的儘可能脫落對提高成品的表面質量有很大作用。
（2） 中精軋工藝
粗軋後的軋件經1 # 熱剪下頭後進入中軋6架軋機, 軋制後經2 # 飛剪下頭切尾進入精軋機軋制, 從10H 水平軋機出成品。
（3） 孔型系統設計
中精軋孔型系統的設計中, 採用箱- 平- 平- 立- 平- 平- 立- 平和橢圓- 圓- 平- 平- 立- 平- 平- 立- 平2 種孔型系統。在扁鋼孔型設計中, 關鍵要解決好立軋槽槽底圓弧設計問題。
在彈簧鋼標準中對扁鋼兩側圓弧有嚴格規定。中軋機組的立槽和精軋機組的立槽孔型設計有嚴格區別, 根據彈簧鋼標準中對圓弧的要求, 精軋立槽槽底圓弧設計和孔型側壁相切; 而中軋立槽槽底圓弧設計和孔型側壁相交。掌握兩種立槽孔型設計的基本原則後, 根據前道來料尺寸、壓下量、側壁斜度、成品規格等來計算, 設計出合理孔型, 才能保證生產出兩側圓弧合格的扁鋼。
3 連軋程式編制和計算機的自動控制
在編制連軋機的軋製程序中, 首先設計出主導產品的軋製程序, 在該生產線生產彈簧扁鋼主導產品程式編制中選擇窄系列以65mm 系列為主導, 中寬系列以90mm 系列為主導, 寬系列以120mm 系列為主導, 相鄰系列的扁鋼軋制通過調整軋槽輥縫, 從主導產品程式中分離出其它產品的軋製程序, 每種產品軋製程序參數都存入計算機系統中, 軋制相鄰系列規格的扁鋼時計算機對每架軋機的參數調整變化不大, 以便快速實現計算機自動控制, 以滿足彈簧鋼板用戶小批量、多品種規格的需求。
中軋機組6 架連軋機在計算機工作站系統中採用微張力控制程式, 確保微張力程式正常投用對中軋紅坯的通條寬度尺寸一致起到了關鍵作用。精軋機組3 架連軋採用無張力活套軋制, 從而對成品通條寬度尺寸在公差範圍內起到了保證作用。
質量的控制
彈簧扁鋼的表面質量是影響彈簧鋼板總成疲勞壽命的主要原因之一。彈簧扁鋼表面的麻點、凹凸坑、裂紋、劃傷等都可能成為因疲勞壽命破壞的疲勞源, 因此解決好彈簧扁鋼表面質量尤為重要。
連軋彈簧扁鋼和橫列式軋機生產彈簧扁鋼的區別在於, 軋件通過連軋機組時, 對紅坯的表面質量無法進行檢查, 如連軋機中延伸道次的軋輥表面剝落, 熱裂紋嚴重會導致軋件表面呈現缺陷而到成品後無法用肉眼發現, 容易造成表面質量批量事故。
為控制好表面質量, 應做好以下工作:
(1) 選擇優良的軋輥材質, 使軋輥表面具有較高的硬度和良好的耐磨性。該生產線選擇針狀下貝氏體球墨鑄鐵軋輥後, 軋制量每條每槽提高到200t 左右。
(2) 提高軋輥表面的光潔度和加工精度, 可使扁鋼表面質量明顯提高。
(3) 改善軋槽冷卻條件, 可防止和延緩輥面剝落、熱裂紋產生, 對延長軋槽使用壽命, 保證良好的表面質量有重要作用。
(4) 提高工裝導衛的加工、安裝精度; 關鍵道次使用滾動導衛。
通過採取上述措施, 半連軋生產的彈簧扁鋼表面質量得到了有效控制。對該半連軋生產線1998 年5 月至1999 年12 月彈簧扁鋼質量合格率進行統計, 達到99.26 % , 成材率為95.35 %。
總結
(1) 採用半連軋生產線生產彈簧扁鋼取得了高定尺率、優良的表面質量、淺薄的脫碳層、靈活的軋製程序等良好效果。
(2) 中軋立槽軋制需2 次用輥式扭轉導衛對軋件進行扭轉, 許多文獻中關於扭轉軋制對質量的影響有不同的分析, 但在該條半連軋生產線上由於很好地解決了輥式扭轉導衛的扭轉孔型設計問題, 因此所生產的彈簧扁鋼加工成汽車板簧總成和加拿大SCAL T 無扭軋制生產的汽車板簧總成在美國通用汽車( GM) 公司做疲勞壽命破壞試驗時, 兩者壽命在同一水平上。當然, 扭轉軋制不是發展方向, 該生產線已在進行無扭軋制的技術設備改造。
