棒材生产线工艺流程：钢坯验收、加热、轧制等关键步骤详解

1.棒材生产线工艺流程

钢坯验收→加热→轧制→倍尺剪切→冷却→剪切→检验→包装→计量→入库

（1）钢坯验收=钢坯质量是成品质量的关键，必须检查验收。

①.毛坯验收程序包括：料卡核对、外形尺寸测量、表面质量检查、记录保存等。

②.钢坯验收按钢坯技术标准及内控技术条件执行，不合格的钢坯不得入炉。

（2）钢坯加热

钢坯加热是热轧生产过程中的一个重要工序。

①.钢坯加热的目的

钢坯加热的目的是提高钢材的塑性，降低变形抗力，以利于轧制；正确的加热工艺还可以消除或减少钢坯内部的组织缺陷。钢材的加热工艺与钢材质量、轧机产量、能耗、轧机寿命等各项技术经济指标有直接关系。

②.三段连续加热炉，所谓三段即：预热阶段、加热阶段和均热阶段。

预热段作用：利用烟气余热对钢坯进行预热，节省燃料。（一般预热至300-450℃）

加热段的作用是将预热后的钢坯重新加热到1150～1250℃，是加热炉的主要加热段，决定着加热炉的加热生产能力。

均热段的作用：降低钢坯内外温差及消除水冷溜片上的黑标，稳定加热质量。

③.钢坯加热时常见的几种缺陷

a. 过热

钢坯在高温下长时间加热时，容易产生过热现象，钢坯过热主要表现在钢晶粒过度长大为粗晶组织，使晶粒间结合力降低，使钢材的塑性降低。

过热的钢材在轧制过程中容易产生开裂，特别是在角部。稍微过热的钢材会在表面产生裂纹，影响钢材的表面质量和力学性能。

为了避免产生过热缺陷，必须严格控制加热温度和加热时间。

b. 过度刻录

钢坯在高温下长时间加热时，会转变为粗大的晶体组织，同时晶界上的低熔点非金属化合物会氧化而破坏晶体组织，使钢失去应有的强度和塑性，这种现象称为过烧。

过烧钢在轧制过程中会产生严重的裂纹。因此，过烧是比过热更严重的加热缺陷。过烧钢除非重新冶炼，否则无法挽救。

避免过烧的途径：合理控制加热温度和炉内氧化性气氛，严格执行正确的加热制度和等待制度，避免温度过高。

c.温度不均匀

这种现象在钢坯加热过快或轧机产量大于加热能力时容易出现，钢坯温度不均匀使轧制时轧件尺寸精度难以稳定控制，容易造成轧制事故或设备事故。

避免方法：合理控制炉温和加热速度；保证轧制与加热的衔接。

d.氧化和燃烧

钢坯在常温下会发生氧化，但氧化速度较慢，随着加热温度的升高，氧化速度加快，当钢坯加热到1100-1200℃时，在炉气作用下发生强烈氧化，生成氧化铁皮，氧化铁皮的生成使加热损耗增加，造成成材率指标下降。

减少氧化与烧伤的措施：采用合理的加热制度和正确操作，控制炉内气氛。

e. 脱碳

钢坯加热时，表面含碳量降低的现象称为脱碳。容易发生脱碳的钢一般是优质碳素结构钢和含碳量较高的合金钢，这些钢都有其特殊的用途。脱碳后，钢材表面与内部含碳量不一致，使钢材强度降低，影响使用性能。特别是对要求高耐磨、高弹性、高韧性的钢材，脱碳使表面硬度和性能大大降低，甚至造成废品。

控制方法：严格执行加热制度，合理控制炉温和炉内氧化气氛。

（3）滚动

轧制工序是整个轧钢生产过程的核心，钢坯经过轧制、变形成为用户所需的产品，轧制工序对产品质量起着决定性的作用。

轧制产品的质量包括：产品的几何形状、尺寸精度、内部组织、工艺力学性能及表面光洁度等，因此，轧制工艺必须根据产品技术标准或技术要求、产品特点和生产工艺装备能力，以及生产成本、工人劳动条件等要求，制定相应的轧制工艺技术规程和工艺管理制度，确保轧制产品质量和技术经济指标达到最优化。

轧制工序一般由一排或两排（组）粗轧机、中轧机和精轧机组成，分别负责钢坯断面的压缩、半成品轧制的变形和成品的轧制。成品轧机或精轧机的孔型为K1孔，预成品轧机的孔型为K2孔，预成品轧机的孔型为K3孔，依此类推。

连轧机与连轧常数？连轧机是指将若干个轧机机架沿轧制方向排成一排，轧件同时在几台轧机上进行轧制变形，各机架的轧制速度随轧件长度的增加而增大，各轧机内金属流量保持相等或略有拉桩关系的轧制方法。连轧机的机械化、自动化程度高，轧制速度快，轧制精度高，因而劳动生产率高，产品质量优良，是棒、线材轧机改造和新建的方向。保持单位时间内通过各台轧机的轧件体积相等的轧制方法叫连续轧制。

连续滚动常数 = F1D1N1 = F2D2N2 = F3D3N3 = FnDnNn

式中：F—轧件截面积mm2

D—辊筒工作直径mm

N—滚筒速度（1/min）

（4）整理

①.钢材冷却

冷床是轧制棒材产品的主要冷却设备，冷却辊是线材产品的主要冷却设备。

冷床及冷却辊的作用是将800℃以上的高温轧制品冷却至150-100℃以下，恢复钢材固有的物理性能，以利于剪切质量及后续工序操作。

冷却方法根据钢的化学成分、组织状态、使用用途以及冷却后可能产生的缺陷等确定：

自然空冷？自然空冷是碳素结构钢、低合金结构钢、优质碳素结构钢、奥氏体不锈钢等钢种常用的冷却方法，这种冷却方法一般不影响钢材的物理性能。

强制快速冷却？强制快速冷却一般采用吹风、喷水、喷水等方法，其工艺特点是使钢铁材料在一定时间内冷却到一定温度后再自然冷却。这种冷却方式一般能改变钢铁材料的内部组织，影响钢铁材料的物理性能，如能提高普通线材的力学性能，消除钢铁材料中的网状碳化物。

控制缓冷？冷却后对应力高度敏感的钢种，一般都采用控制缓冷进行冷却，如高速工具钢、马氏体不锈钢、高合金工具钢、高合金结构钢等。这种冷却方式可防止钢组织变化和应力集中而产生裂纹缺陷。

②.钢材剪切

钢材剪切的目的：剪掉钢材的头、尾等影响钢材使用的部分（缺陷）；剪成

用户所需的长度。

钢材剪切设备分为冷剪和热剪，热剪常用于半成品的头、尾或倍数长度的剪切；

冷剪通常用于切割成品钢材的头部、尾部或按长度切割。

③.钢材检验

钢材检验是确保产品质量符合产品技术标准和技术条件的关键工序。产品检验通常包括：钢材尺寸、表面质量、定尺长度、重量偏差、工艺性能、力学性能等。不符合产品质量标准的钢材必须挑出来，分类处理。

产品表面常见缺陷及预防措施：棒线材产品通常要求表面无裂纹、折叠、耳子、伤痕、分层、夹杂等缺陷。

a.裂纹缺陷的产生及防止

特征：钢坯或钢材表面出现深浅不一、分散性良好的毛发状细纹，一般沿轧制方向呈不均匀排列。

产生原因：连铸坯内有皮下气泡、表面气孔、非金属夹杂物、加热温度不均匀、钢温太低或轧后冷却不当(如优质碳素结构钢)等。

预防措施：炼钢时应搞好钢水冶炼、脱气，降低出钢温度，采用保护性浇铸，避免二次氧化；轧钢时应合理控制炉温和冷却速度。

b. 折叠

特征：钢材表面沿轧制方向出现的局部、长条或连续的裂纹状缺陷。一般呈直线状。

产生原因：半成品出现耳子、严重划痕或辊孔错位后，继续轧制时轧制品角部无法延伸。

预防措施：合理控制半成品轧件尺寸，生产过程中要经常用木棍检查轧件辊缝两侧有无耳朵、孔型辊错边现象；注意轧件的运转情况。

耳朵

特征：钢辊缝沿轧制方向两侧或一侧过度填充，引起局部或连续的鼓包。

产生原因：成品前孔来料较大；进料导卫偏、松，轧件不直；辊道轴向窜动；加热不均匀或温度太低；成品孔磨损产生有台阶的凸起。

预防措施：合理控制加热炉温度和半成品尺寸；严格调整导向装置；提高轧机预装精度；定期定量反修孔形。

d. 疤痕

特征：钢材表面呈块状或鱼鳞状，大小不一，厚薄不均，形状不规则，如“舌头状”或“指甲状”疤痕。它们可以是闭合的，也可以不是；有根的，也可以是无根的。疤痕下通常有氧化铁皮。凸起的疤痕也叫“翘皮”。

产生原因：钢坯有伤痕、重皮、夹杂等缺陷；半成品轧件有局部凸起；孔内有掉块或砂眼；孔内有不良缺口或焊疤；轧件在孔内打滑；异物金属滚入轧件表面；半成品轧件被异物划伤等。

预防措施：不合格的钢坯不得入炉；孔型采用缺口或焊疤时，缺口、焊疤形状、高度应平缓、圆滑；加强轧辊质量检查；合理设计孔型；严禁低温、黑头钢轧制；经常检查孔型磨损情况，及时翻转孔型；轧件运输设备和操作场地应清洁、平稳。

e. 划痕（刮伤、磨损）

特征：钢材表面存在局部或断续的沟槽，一般为直槽或弧槽。

产生原因：进出口导轨加工、安装不当或卷件输送设备有划痕；卷件脱槽不利。

预防措施：正确加工、安装和使用进出口导向设施；卷件输送设备和操作场地应清洁、畅通。

f. 坑

特征：钢材表面存在局部周期性或不规则的凹状缺陷。

产生原因：轧孔上有碰伤或粘附有氧化铁皮；钢材表面无根无疤痕脱落；异物金属塞入孔内，轧后脱落。

预防措施：孔内冷却水要清洁、水量要充足；钢坯质量合格；生产环境无杂物。

2. 线材生产工艺

钢坯验收→加热→轧制→旋压→松卷冷却→卷取→卷取→卷取→检验→包装→计量→入库

线材生产的钢坯验收、加热、轧制等工序与棒材生产基本相同，但线材的冷却是通过冷却辊进行的。冷却后的散线需经卷取机收卷成卷，再经卷取机压实，包装成小卷。然后经检验、分类、包装成大捆，称重入库。

3.棒线材生产工艺故障分析及处理

（1）轧件不向前移动

产生原因：轧件有毛糙、裂口、黑头；进口导轨安装不正确或太小；进口导轨内有铁块或异物；轧件转弯角度过大或过小；滚动导轮不转或轴承烧坏；辊筒因断裂或连接原因不转；辊筒间隙调整不当或来料尺寸不符合要求；辊筒孔摩擦系数太小（新孔形）等。

分析、治疗及预防措施

①.分析轧件不能送入的原因，加强对轧件头部缺陷的检查，及时处理；

②进料导轨安装好后，用内卡尺测量进料腔宽度；用灯光照射，从出料方向检查进料导轨是否与孔型对齐，并拧紧导轨螺栓；

③、用卡尺检查测量轧件的实际尺寸，确保来料尺寸正确；

④.辊缝大小严格按轧制要求调整；

⑤.经常检查滚动导轮、扭力出口，并及时更换；经常检查入口导板，是否有铁屑、氧化铁或杂物；

⑥、新孔型应先用小料进行试验。

（2）轧件钢桩破坏

钢桩破坏是指轧件在轧机或轧机机组之间堆积、停滞的现象，称为钢桩破坏。

① 原因

a.来料轧件尺寸、截面积过大；轧件本身存在表面或内部质量缺陷；

b.辊孔摩擦系数不够，造成轧件打滑；

c.每秒进入磨机的体积流量大于每秒接收磨机的体积流量；

d.电气控制系统故障或失控。

e.自动绕圈系统机械操作部件或光电控制仪表安装不正确、失控或发生故障。

②分析、处理及预防措施

a.调整来料尺寸、面积，满足合理的连轧常数关系；

b.动态严格监控轧件运行状况，并及时进行调整；

c.保证入炉钢坯质量；及时处理有质量缺陷的半成品轧材；

d.定期检查各轧机速度、活套系统及电气控制系统，保证运行设备及电气控制系统稳定正常。

（3）轧制钢材失效

拉钢故障是指轧件在轧机或轧机机组之间拉得太紧或拉断的现象。拉钢故障常常会造成轧件尺寸的改变，严重时甚至会因尺寸过大或不圆而导致成品报废。

① 原因

a.来料轧材尺寸、截面积太小；

b.每秒进入磨机的体积流量小于每秒接收磨机的体积流量；

c.电气控制系统故障或失控。

②分析、处理及预防措施

a.调整来料尺寸、面积，满足合理的连轧常数关系。

b.确保电器及电控设备系统运行正常。

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