高速线材生产工艺技术47页.ppt

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1、钢铁公司轧钢厂培训部钢铁公司轧钢厂培训部2008年年1月月高速线材生产工艺技术高速线材生产工艺技术【轧钢厂培训资料轧钢厂培训资料】主讲：主讲：*一、线材生产发展历程一、线材生产发展历程概 述 线材一般是指直径为线材一般是指直径为5 516mm16mm的热轧圆钢或相的热轧圆钢或相当该断面的异型钢，因以盘卷状态交货，统称为线当该断面的异型钢，因以盘卷状态交货，统称为线材或盘条。国外线材规格已扩大到材或盘条。国外线材规格已扩大到50mm50mm。常见线。常见线材多为圆断面，异型断面线材有椭圆形、方形及螺材多为圆断面，异型断面线材有椭圆形、方形及螺纹形等，但生产数量很少。纹形等，但生产数量很少。线线材

2、材品品种种按按化化学学成成分分分分类类，一一般般分分为为低低碳碳线线材材（称称软软线线）、中中高高碳碳线线材材（硬硬线线），还还有有低低合合金金与与合合金金钢钢线线材材、不不锈锈钢钢线线材材及及特特殊殊钢钢线线材材（轴轴承承、工工具具、精精密密等等）几几大大类类。量量大大面面广广的的品品种种属属碳碳素素钢钢线线材，占线材总量的材，占线材总量的80809090。一一般般将将轧轧制制速速度度大大于于40m/s40m/s的的线线材材轧轧机机称称为为高高速线材轧机。速线材轧机。高速线材轧机的生产工艺特点：高速线材轧机的生产工艺特点：连连续续、高高速速、无无扭扭和和控控冷冷。其其中中高高速速轧轧制制是是

3、最最主主要要的的工工艺艺特特点点（此此外外，单单线线、微微张张力力、组组合合结结构构、碳化钨辊环和自动化碳化钨辊环和自动化）。）。高速线材产品特点：高速线材产品特点：盘重大、精度高、性能优。盘重大、精度高、性能优。线线材材在在国国民民经经济济中中的的作作用用与与地地位位较较重重要要，是是不不可或缺的重要品种。可或缺的重要品种。首首先先，线线材材产产量量占占钢钢材材总总产产量量的的比比例例很很大大，一一般般线线材材产产量量占占钢钢材材总总产产量量的的8 810%10%，而而我我国国占占2020以以上；上；其其次次，线线材材用用途途遍遍布布国国民民经经济济各各个个部部门门，除除直直接接用用作作建建

4、筑筑钢钢材材外外，线线材材的的深深加加工工产产品品用用途途更更为为广广泛泛和和重重要要，例例如如各各类类商商品品钢钢丝丝及及专专用用弹弹簧簧钢钢丝丝、焊焊丝丝、冷冷激激钢钢丝丝、镀镀锌锌钢钢丝丝、通通讯讯线线、轮轮胎胎钢钢丝丝及及钢钢帘帘线线、高高强强度度钢钢丝丝及及钢钢绞绞线线、轴轴承承钢钢丝丝、工工具具钢钢丝丝、不不锈锈钢钢丝丝、各各种种钢钢丝丝绳绳、钢钢钉钉、标标准准件件等等等等。发发达达国国家家线线材材加加工工比在比在7070左右，我国为左右，我国为3030左右。左右。轧制速度是高速线材轧机发展水平的标志，轧制速度是高速线材轧机发展水平的标志，按照轧制速度可将现代轧机分为如下几代：按照

5、轧制速度可将现代轧机分为如下几代：第一代，第一代，1966196619691969年，轧制速度年，轧制速度434350m/s50m/s；第二代，第二代，1970197019751975年，轧制速度年，轧制速度505060 60 m/s/s；第三代，第三代，1976197619781978年，轧制速度年，轧制速度61617575m/s/s；第四代，第四代，1979197919801980年，轧制速度年，轧制速度757580m/s80m/s；第五代，第五代，1981198119851985年，轧制速度年，轧制速度8080100m/s100m/s；第六代，第六代，19861986年以后，轧制速度年以

6、后，轧制速度100100120m/s120m/s。据据不不完完全全统统计计，目目前前世世界界上上有有近近300300条条高高速速线线材材轧轧机机，其其中中高高速速无无扭扭线线材材轧轧机机约约260260套套（摩摩根根式式占占170170套套），年年产产线线材材约约70007000万万吨吨。其其中中高高线线产产量量约约占占8080以以上上，线线材材产产量量占占钢钢材材总总产产量量9 91010。各各国国的的输输出出量量与与输输人人量量平平均均在在2020左左右右。美美国国是是世世界界上上最最大大的的线线材材输输人人国国，每每年年线线材材消消费费量量约约800800万万吨吨，而而本本国国每每年年只

7、只生生产产400400450450万万吨吨，输输人人量量占占404050%50%；日日本本是是世世界界上上线线材材输输出出量量最最大大国国，每每年年线线材材产产量量约约750750万万吨吨，输输出出量量约约200200万万吨吨；世世界界上上线线材材产产量量最最大大的的国国家家是是中中国国，20042004年年线线材材实实际际产产量量为为49404940万万吨吨（其其中中1/31/3以以上上的的线线材，是复二重轧机生产的）材，是复二重轧机生产的）国内外线材生产现状 目目前前我我国国拥拥有有线线材材轧轧机机近近110110套套，其其中中复复二二重重轧轧机机占占一一半半，横横列列式式线线材材轧轧机机

8、有有近近3030套套（将将逐逐步步被被淘淘汰汰）；其其余余4040多多套套属属于于高高速速线线材材轧轧机机，其其中中从从国国外外引引进进的的高高水水平平线线材材轧轧机机有有2020多多套套，国国产产高高速速线线材材轧轧机机有有近近2020套套。20042004年年，全全国国线线材材生生产产中中，高高线线比比已已经经超超过过55%55%；但但优优质质硬硬线线比比约约10%10%，精精炼炼比比不不到到3030。（l l）19861986年年前前，无无高高速速线线材材轧轧机机，高高线线比比为为零零；线线材材自自给给率率为为6060。国国内内线线材材缺缺口口很很大大，每每年年进进口口线线材材20020

9、0300300万万吨吨。国国产产线线材材质质量量较较差差，盘盘重重小小、化化学学成成分分不不稳稳定、表面质量差、尺寸公差大、性能也较差等。定、表面质量差、尺寸公差大、性能也较差等。（2 2）1988198819921992年年，国国产产线线材材有有很很大大改改观观，高高线线比比近近30%30%，线线材材自自给给率率达达100%100%，进进口口逐逐年年减减少少，出出口口逐逐年年增增加加，历史性变化的历史性变化的19911991年，线材出口大于进口。年，线材出口大于进口。（3 3）1993199319941994年，国产线材大幅增长，年，国产线材大幅增长，但满足不了国民经济迅猛增长的需求，但满足

10、不了国民经济迅猛增长的需求，造成线材大量进口，线材自给率降到造成线材大量进口，线材自给率降到历史最低点历史最低点5757。（4 4）1995199519991999年，国产线年，国产线材年净增长材年净增长200200万吨以上，高速万吨以上，高速线材产量逐年大幅度提高，线材产量逐年大幅度提高，到到19991999年高线比达年高线比达46.746.7%，这又是一个可喜变化。这又是一个可喜变化。我我国国虽虽然然是是线线材材生生产产大大国国，但但还还不不能能说说是是线线材材生生产产强强国国。目目前前我我国国还还有有部部分分线线材材品品种种仍仍然然依依靠靠进进口口维维持持生生产产、如如钢钢帘帘线线、高高

11、应应力力弹弹簧簧钢钢、不不锈锈钢钢、冷冷镦镦钢钢等等线线材材。在在重重要要用用途途线线材材实实物物质质量量方方面面，与与发发达达国国家家仍仍有有较较大大差距。差距。品种质量差距 差距主要表现在以下方面：差距主要表现在以下方面：（l l）化学成分。国外线材波动小且稳定，）化学成分。国外线材波动小且稳定，C%C%一般波动在一般波动在3 3个范围；国内在个范围；国内在6 68 8个范围，头尾偏析更严重。个范围，头尾偏析更严重。（2 2）表面质量主要表现在脱碳层深度方面，国产一般为）表面质量主要表现在脱碳层深度方面，国产一般为0.0230.0230.14mm0.14mm，最深为，最深为0.230.23

12、0.35mm0.35mm；国外一般；国外一般0.020.020.05mm0.05mm。(3 3）金相组织。进口线材实测奥氏体晶粒度为）金相组织。进口线材实测奥氏体晶粒度为5 56 6级，很均级，很均匀，索氏体一般匀，索氏体一般8585以上。国产线材奥氏晶粒度以上。国产线材奥氏晶粒度2 27 7级，很不均级，很不均匀，索氏体一般达不到匀，索氏体一般达不到85%85%，(4 4）非金属夹杂。国产线材夹杂多且颗粒很大，尤其是）非金属夹杂。国产线材夹杂多且颗粒很大，尤其是A12O3A12O3颗粒最长达颗粒最长达133m133m，一般为，一般为50m50m，进口国外线材最大，进口国外线材最大30m30m

13、，一般，一般8m8m左右。左右。(5(5）钢中气体含量也普遍比国外线材高，）钢中气体含量也普遍比国外线材高，H H、O O、（N N一般比国外线材高一般比国外线材高1 12 2倍甚至更高。倍甚至更高。理化性能差距其它差距 主主要要表表现现为为线线材材在在钢钢材材中中的的比比例例、控控冷冷线线材材比比、硬硬线线比比、合合金金线线材材比比、制制品品用用线线材材比比、线线材材直直径径、大大规规格格盘盘条条、盘盘重重、减减面面率率、氧氧化化铁铁皮皮量量、散散捆捆率率、尺尺寸寸偏偏差差、不不圆圆度度、通通条条屈屈服服应应力力差差、含含碳碳量量、含含磷磷量、含硫量等方面。量、含硫量等方面。二、高速线材轧机

14、的发展二、高速线材轧机的发展 高高速速线线材材轧轧机机与与其其他他先先进进技技术术一一样样也也是是时时代代的的产产物物，是冶金技术、电传电控技术、机械制造技术的综合产物。是冶金技术、电传电控技术、机械制造技术的综合产物。据据记记载载，世世界界上上第第一一台台线线材材轧轧机机问问世世于于1717世世纪纪，当当时时是是用用锻锻坯坯轧轧制制线线材材。1818世世纪纪中中期期出出现现了了比比较较正正规规的的线线材材轧轧机机，由由粗粗轧轧及及精精轧轧两两列列横横列列式式轧轧机机组组成成，其其轧轧速速不不超超过过8m/s8m/s。2020世世纪纪初初，开开发发了了半半连连续续式式轧轧机机。粗粗轧轧及及中中

15、轧轧采采用用连连轧轧，精精轧轧机机组组仍仍采采用用横横列列式式轧轧机机（复复二二重重轧轧机机是是半半连连续续式式轧轧机机的的一一个个特特例例）。轧轧制制速速度度提提高高到到16m/s16m/s，盘盘重重增增加加到到100kg100kg左左右右，尺尺寸寸精精度度较较横横列列式式为为好好，但但品品种种及及质质量量未未有根本好转。有根本好转。高线轧机的诞生高线轧机的诞生 2020世世纪纪6060年年代代是是线线材材生生产产技技术术发发展展的的兴兴盛盛与与创创新新时时期期，最最高高轧轧制制速速度度达达到到了了35m/s35m/s，盘盘重重达达到到了了550kg550kg，精精度度达达到到了了0.25m

16、m 0.25mm。在在轧轧制制速速度度不不断断提提高高的的同同时时也也解解决决了了大大盘盘重重线线材材的的控控制制冷冷却却问问题题，因因此此从从根根本本上上解解决决了了盘盘重重增增大大后后，内内层层的的线线材材长长时时间间在在高高温温下下停停留留生生成成粗粗大大的的晶晶粒粒，使使内内外外圈圈线线材材的的力力学学性性能能差差别别很很大大、表表面面氧氧化化铁铁皮皮厚等问题厚等问题。高线轧机的发展 目目前前世世界界上上应应用用最最广广泛泛的的摩摩根根型型高高速速无无扭扭轧轧机机是是美美国国摩摩根根（MorganMorgan）公公司司19621962年年开开始始研研制制的的，19661966年年首首先

17、先应应用用于于加加拿拿大大钢钢铁铁公公司司哈哈密密尔尔顿顿（HamiltonHamilton）厂厂，其其轧轧制制速速度度434350m/s50m/s。同同时时摩摩根根公公司司和和加加拿拿大大斯斯太太尔尔摩摩(StelmoStelmo）公公司司联联合合开开发发了了线线材材轧轧后后控控制制冷冷却却系系统统，称称之之为为斯斯太太尔尔摩摩线。线。摩摩根根新新式式精精轧轧机机发发展展经经历历了了6 6个个阶阶段段，精精轧轧机机的的轧轧制制速速度度从从第第I I代代的的43m/s43m/s，到到第第代代的的100m/100m/，提高了，提高了1.31.3倍。倍。摩摩根根公公司司8080年年代代中中期期研研

18、制制的的高高精精度度轧轧机机是是高高速速线线材材轧轧机机的的又又一一突突破破。该该高高精精度度轧轧机机是是在在精精轧轧机机后后面面的的水水冷冷段段之之间间或或夹夹送送辊辊之之前前再再增增加加一一对对或或两两对对轧轧机机。轧轧机机型型式式如如同同现现在在的的精精轧轧机机，是是顶顶交交4545。原原精精轧轧机机将将轧轧制制断断面面放放大大，高高精精度度轧轧机机再再精精轧轧减减径径，每每两两道道次次减减径径lmmlmm左左右右。既既可可提高轧制速度又可提高轧件精度。提高轧制速度又可提高轧件精度。高高精精度度轧轧机机生生产产的的成成品品尺尺寸寸精精度度皆皆可可达达到到0.15mm0.15mm。由由于于

19、高高精精度度轧轧机机置置于于水水冷冷区区之之后后，轧轧制制温温度度低低（在在奥奥氏氏体体、铁铁素素体体两两相相区区），可可以以收收到到形形变变热热处处理理的的效效果果，能能改改善善线线材材的的力力学学性能。性能。高高速速线线材材轧轧机机一一出出现现就就显显示示出出极极大大的的优优越越性性，继继美美国国之之后后，其其他他一一些些国国家家和和公公司司也也纷纷纷纷创创新新高高速速线线材材轧轧机机，出出现现了了各各种机型，目前基本上有四种：种机型，目前基本上有四种：1 1）侧交）侧交4545的美国摩根型；的美国摩根型；2 2）1515/75/75的的德德国国德德马马克克（DemakDemak）型；型；

20、3 3）顶顶交交4545的的英英国国阿阿希希洛洛（AshlowAshlow）型；型；4)4)0 0/90/90平平 立立 布布 置置 的的 达达 涅涅 利利（DaniliDanili）型。）型。各各种种机机型型各各有有优优点点，但但基基本本工工艺艺特特点点差异不大，其中摩根机型应用最广泛。差异不大，其中摩根机型应用最广泛。现代高线轧机技术新进展现代高线轧机技术新进展 (l(l）无无扭扭精精轧轧机机组组。其其发发展展趋趋势势如如下下：降降低低机机组组重重心心，降降低低传传动动轴轴高高度度，减减少少机机组组的的震震动动；强强化化轧轧机机，增增加加精精轧轧机机组组的的大大辊辊径径轧轧机机的的数数量量

21、；改改进进轧轧机机调调整整性性能。能。（2 2）采用控温轧制与低温轧制。）采用控温轧制与低温轧制。（3 3）高精度轧制设备。）高精度轧制设备。（4 4）粗轧机组的改进。）粗轧机组的改进。三、高线轧机生产工艺三、高线轧机生产工艺 高高速速无无扭扭精精轧轧工工艺艺是是现现代代线线材材生生产产的的核核心心技技术术之之一一，它它是是针针对对以以往往各各种种线线材材轧轧机机存存在在诸诸多多问问题题，综综合合解解决决产产品品多多品品种种规规格格、高高断断面面尺尺寸寸精精度度、大大盘盘卷卷和和高高生生产产率率的的有有效效手手段段。唯唯精精轧轧高高速速度度才才能能有有高高生生产产率率。才才能能解解决决大大盘盘

22、重重线线材材轧轧制制过过程程的的温温降降问问题题。精精轧轧的的高高速速度度要要求求轧轧制制过过程程中中轧轧件件无无扭扭转转，否否则则事事故故频频发发，轧轧制制根根本本无无法法进进行行。因因此此，高高速速无无扭精轧是高速线材轧机的一个基本特点。扭精轧是高速线材轧机的一个基本特点。高速无扭精轧工艺高速无扭精轧工艺坯重与盘重坯重与盘重 盘盘重重是是线线材材轧轧机机的的基基本本工工艺艺参参数数之之一一。近近年年盘盘重重随随轧轧制制速速度度的的提提高高得得到到迅迅速速增增加加。盘盘重重可可增增大到大到100010002000kg2000kg，个别的甚至达到，个别的甚至达到2500kg2500kg。随随着

23、着连连续续铸铸钢钢技技术术的的发发展展和和轧轧制制速速度度的的提提高高，轧轧机机采采用用的的坯坯料料已已从从原原来来的的边边长长为为8080100mm100mm的的方方坯坯逐逐步步发发展展到到边边长长为为110110130mm130mm的的方方坯坯，个个别别轧轧机机已已采采用用了了边边长长为为180180200mm200mm的的方方坯坯，为为满满足足增大盘重的需要，坯料断面还有继续增大的趋势。增大盘重的需要，坯料断面还有继续增大的趋势。高线轧机的高质量控制要求 线线材材产产品品质质量量包包括括外外形形、尺尺寸寸精精度度、表表面面质质量量、化化学学成成分分、金金相相组组织织及及力力学学性性能能几

24、几个个方方面面的的内内容容。随随着着生生产产技技术的发展，用户对产品质量提出越来越高的要求。如：术的发展，用户对产品质量提出越来越高的要求。如：目目前前5.5mm5.5mm线线材材的的尺尺寸寸精精度度可可达达0.lmm0.lmm，个个别别的的甚甚至至可可达达0.05mm0.05mm。提提高高外外形形尺尺寸寸精精度度，一一方方面面能能减减小小超超差差废废品品，提提高高收收得得率率，另另一一方方面面，可可为为金金属属制制品品提提供供优优质质原原料，提高拉丝效率和拉模寿命，减少拉拔道次及动力消耗。料，提高拉丝效率和拉模寿命，减少拉拔道次及动力消耗。线线材材表表面面不不得得有有裂裂缝缝、折折叠叠、结结

25、疤疤、夹夹层层等等缺缺陷陷，允允许许有有轻轻微微的的划划痕痕。对对冷冷镦镦、高高碳碳钢钢丝丝和和琴琴钢钢丝丝用用线线材材，表表面质量要求更加严格，一般必须作酸洗检查。面质量要求更加严格，一般必须作酸洗检查。含含碳碳量量在在0.30.3以以上上的的线线材材，应应严严格格控控制制其其表表面面脱脱碳碳，否则脱碳后的线材表面变软，疲劳强度降低。否则脱碳后的线材表面变软，疲劳强度降低。质量控制手段 各各种种高高质质量量的的线线材材在在质质量量控控制制上上需需要要各各工工序序都具备生产高质量线材的能力，即：都具备生产高质量线材的能力，即：保保证证原原料料质质量量。要要求求原原料料段段具具有有原原料料检检测

26、测、检检查查与与清清理理修修磨磨的的手手段段，使使投投入入的的原原料料具具有有生生产产优质线材的条件；优质线材的条件；采采用用步步进进式式加加热热炉炉，以以保保证证灵灵活活的的加加热热制制度；度；在在单单线线生生产产时时粗粗轧轧采采用用平平一一立立机机组组，减减小小轧件刮伤；轧件刮伤；尽尽可可能能使使用用滚滚动动导导卫卫及及硬硬面面轧轧辊辊，保保证证轧轧件表面质量。件表面质量。控轧及轧后控制冷却 以以高高速速连连续续、大大盘盘重重方方式式生生产产的的高高线线产产品品，终终轧轧温温度比普线轧机更高，必须采用轧后控制冷却工艺。度比普线轧机更高，必须采用轧后控制冷却工艺。控控制制冷冷却却是是分分阶阶

27、段段控控制制自自精精轧轧机机轧轧出出的的成成品品轧轧件件的的冷冷却却速速度度，尽尽量量降降低低轧轧件件的的二二次次氧氧化化量量，可可根根据据钢钢的的化化学学成成分分和和使使用用性性能能要要求求，使使散散卷卷状状态态下下的的轧轧件件从从高高温温奥奥氏氏体组织转变成与所要求性能相对应的常温金相组织。体组织转变成与所要求性能相对应的常温金相组织。高高线线轧轧机机问问世世后后，大大盘盘重重自自然然冷冷却却使使产产品品质质量量恶恶化化极极为为突突出出，这这就就使使轧轧后后控控制制冷冷却却工工艺艺被被广广泛泛采采用用，并并随随用用户户对对产产品品日日益益提提高高的的要要求求而而逐逐渐渐完完善善。轧轧后后控

28、控制制冷冷却却工工艺艺已已成成为为高高速速线线材材轧轧机机不不可可分分割割的的组组成成部部分分，是是高高线线轧机区别于老式线材轧机的特点之一。轧机区别于老式线材轧机的特点之一。轧后切头及切尾 高高速速无无扭扭线线材材精精轧轧机机组组采采用用微微张张力力轧轧制制，轧轧件件头头部部及及尾尾部部失失张张段段断断面面尺尺寸寸大大于于公公称称断断面面尺尺寸寸。失失张张段段长长度度和和张张力力值值大大小小、机机架架间间距距以以及及精精轧轧延延伸伸系系数数成成正正比比，同同所所要要求求公公称称断断面面尺尺寸寸偏偏差差成成反反比比。通通常常要要将将此此超超偏偏差差段段切切除除后后交交货货。超超差差段段可可以以

29、在在散散卷卷空空冷冷运运输输机机上上用用人人工工切切除除，但但在在延延迟迟型型控控制制冷冷却却过过程程中中因因为为无无保保温温罩罩段段过过短短操操作作困困难难，而而且且切切除除头头部部时时容容易易造造成成线线圈圈拉拉乱乱变变形形，集集卷卷困困难难。目目前前较较合合理理的的切切除除超超差差段段是是在在集集卷卷后后打打捆捆前前的的运运输输过过程程中中，采采用用倒倒卷卷系系统统，由由人人工工用用液液压压便便携携剪剪先先切切去去轧轧件件尾尾部部的的超超差差段段，之之后后将将盘盘倒倒卷卷，使使轧轧件件头头部部超超差差段段露露在在外外面面，再再由由人人工工用用液液压压便携剪切去头部超差段。便携剪切去头部超

30、差段。保证高速轧制的主要工艺条件 主要条件是保证原料质量、轧件精度、轧件温度。主要条件是保证原料质量、轧件精度、轧件温度。应应保保证证进进人人精精轧轧机机的的轧轧件件偏偏差差不不大大于于0.30mm0.30mm。当当成成品品精精度度要要求求小小于于0.15mm0.15mm时时，进进入入精精轧轧的的轧轧件件偏偏差差不不应应大大于于成成品品尺尺寸寸偏偏差差的的2 2倍倍。必必须须严严格格控控制制钢钢坯坯尺尺寸寸精精度度，钢钢坯坯尺尺寸寸的的波波动动对对粗粗轧轧前前几几道道影影响响较较大大。为为此此近近几几年年粗粗轧轧机机组组都都采采用用单单独独传传动动，以以便便及及时时灵灵活活地地调调节节轧制速度

31、，保证微张力轧制。轧制速度，保证微张力轧制。要要保保证证轧轧件件精精度度，轧轧机机精精度度必必须须高高，必必须须减减少少槽槽孔孔加加工工误误差差和和轧轧机机部部件件间间不不可可控控制制的的配配合合间间隙隙等等造造成成的的偏偏差误差。差误差。要要保保障障轧轧件件精精度度，必必须须保保证证轧轧件件温温度度均均匀匀稳稳定定，要求加热温度均匀、控冷设施灵敏。要求加热温度均匀、控冷设施灵敏。四、重要品种开发的四、重要品种开发的 主要技术要求主要技术要求 目目前前国国产产线线材材除除个个别别品品种种外外（如如钢钢帘帘线线、气气门门簧簧、悬悬架架簧簧、超超低低碳碳不不锈锈钢钢用用线线材材等等），基基本本都都

32、能能满满足足用用户户要要求求，供供需需基基本本平平衡衡，自自给给率率达达9393以以上上。从从线线材材品品种种与与质质量量来来看看，我我国国基基本本能能按按国国际际标标准准（ISOISO）、欧欧洲洲标标准准（ENEN）、日日本本标标准准（JJSJJS）等等标标准准要要求求生生产产。典典型线材钢号和主要用途见下表型线材钢号和主要用途见下表。国内外应用现状对比国内外应用现状对比国外国外我国我国钢结构用钢占钢钢结构用钢占钢材消费量比例材消费量比例 美、日等美、日等 3030一般国家达到一般国家达到1010 3.3%3.3%钢结构建筑面积钢结构建筑面积比例比例建筑总面积的建筑总面积的40%40%（欧美

33、）（欧美）5%5%消费品种消费品种热轧热轧H H型钢、中厚板、冷弯型型钢、中厚板、冷弯型钢、彩色涂层板等为主钢、彩色涂层板等为主刚起步刚起步性能性能 390390580MPa580MPa为主为主235MPa235MPa为主，为主，部分部分345MPa345MPa低合金高强钢占低合金高强钢占钢产量的比例钢产量的比例101015%15%不足不足5 5 1、钢帘线用线材 钢钢帘帘线线是是线线材材制制品品中中高高技技术术含含量量产产品品，不不但但生生产产装装备备昂昂贵贵，生生产产工工艺艺也也非非常常繁繁杂杂，是是线线材材制制品品中中质质量量要要求求最最为为严严格格的的产产品品之之一一，所所以以是是最最

34、难难生生产产的的品品种种。钢钢帘帘线线在在加加工工过过程程中中，其其单单丝丝直直径径小小至至0.15mm 0.15mm，从从5mm 5mm 的的线线材材开开始始拉拉拔拔，长长度度延延伸伸达达1344 1344 倍倍，而而在在随随后后的的双双捻捻中中还还要要经经受受扭扭转转、弯弯曲曲和和拉拉伸伸等等一一系系列列变变形形。在在工工艺艺稳稳定定的的情情况况下下，凡凡是是断断头头率率高高，力力学学性性能能不不合合格格等等情情况况，通通常常与与线线材材质质量量有有关关；同同时时，钢钢帘帘线线作作为为汽汽车车轮轮胎胎的的橡橡胶胶骨骨架架材材料料，要要承承受受弯弯曲曲拉拉伸伸复复合合交交变变载载荷荷及及冲冲

35、击击载载荷荷等等；因因此此，必必须须选选用用最最优优质质线线材材方方能能满满足足高高强强度度、抗抗疲疲劳劳、耐耐冲冲击击等等性性能能要要求求。国国内内外外都都没没有有钢钢帘帘线线用用线线材材专专门门国国家标准，往往是线材企业有对外保密的严格内控标准。家标准，往往是线材企业有对外保密的严格内控标准。l l）必必须须是是控控制制冷冷却却线线材材（斯斯太太尔尔摩摩型型），金金相相组组织织必必须须是是细细珠珠光光体体，奥奥氏氏体体晶晶粒粒度度2 25 5级级（ASTM)ASTM)，必必须须能能够够经经受受9090以以上上总总压压缩缩率率，不许用铝脱氧；不许用铝脱氧；2 2）脱脱碳碳、完完全全脱脱碳碳不

36、不允允许许存存在在，局局部部脱脱碳最大碳最大0.10mm0.10mm；3 3）夹夹杂杂、塑塑性性夹夹杂杂（A A、C C类类）最最大大2 2级级，(JK)(JK)；脆性夹杂（；脆性夹杂（B B、D D类）最大类）最大1 1级（级（JKJK)；钛和鋯的氮化物不允许存在；钛和鋯的氮化物不允许存在；4 4）线线材材偏偏析析度度：S S、P P为为1010、C C、MnMn为为3%3%（最大）（对成分上限而言）；（最大）（对成分上限而言）；5 5）线材内部孔隙：不得超过）线材内部孔隙：不得超过10m10m。2、高应力弹簧钢丝用线材 高高应应力力弹弹簧簧主主要要指指内内燃燃机机阀阀门门弹弹簧簧、汽汽车车

37、悬悬挂挂簧簧、摇摇架架簧簧等等。近近年年来来汽汽车车行行业业要要求求气气门门簧簧工工作作应应力力由由450MPa450MPa提提高高到到800800900MPa900MPa，疲疲劳劳寿寿命命为为2.52.5l07l07次次不不断断裂裂，应应力力松松弛弛率率1010年年内内5 5等等。欧欧洲洲各各国国长长期期以以来来习习惯惯用用CrVCrV钢钢，代代表表钢钢号号是是50CrV50CrV；近近年年来来又又大大量量使使用用CrSiCrSi钢钢，代代表表钢钢号号是是55CrSi55CrSi。日日本本最最近近又又开开发发了了在在CrSiCrSi钢钢基基础础上上加加钒钒及及镍镍、铌铌等等元元素素，综综合合

38、性性能能优优良良，且且每每个个弹弹簧簧重重量量比比55CrSi55CrSi钢钢号减轻号减轻22.622.6。l l）钢的牌号）钢的牌号9254V9254V（超纯净（超纯净SiSiCrCr钢）钢）2 2）化学成分（熔炼成分）化学成分（熔炼成分）%：C C ：0.510.510.59 0.59 SiSi ：0.600.600.80 0.80 Mn Mn：1.201.201.60 S 0.020 1.60 S 0.020 P P0.025 Cu0.025 Cu、Ni Ni：0.10 0.10 Cr Cr：0.60 0.60 0.800.803 3）尺寸公差）尺寸公差0.25mm(D10mm)0.25

39、mm(D10mm)4 4）不圆度（）不圆度（0.35mm(D10mm)0.35mm(D10mm)5 5）表面划痕深度（在卷的二端）表面划痕深度（在卷的二端）0.12(mm)(D10mm)0.12(mm)(D10mm)6 6）脱碳层深度（按）脱碳层深度（按JISG0555)JISG0555)总脱碳层深总脱碳层深DMDMT(0.12mm(D10mm)T(0.12mm(D10mm)全脱碳：不允许全脱碳：不允许7 7）非金属夹杂物（按）非金属夹杂物（按JISG0555)JISG0555)夹杂物总量夹杂物总量dT0.1%dT0.1%3、重要钢丝绳用线材 重重要要用用途途钢钢丝丝绳绳多多为为线线接接触触、

40、面面接接触触、多多层层股股及及特特殊殊结结构构钢钢丝丝绳绳，它它的的使使用用条条件件恶恶劣劣、苛苛刻刻，因因而而生生产产难难度度大大，技技术术要要求求高高，交交货货条条件件严严，对对线线材材的的质质量量也也相相应应提提出出了了严严格格的的要要求求。国国际际上上几几个个名名牌牌钢钢丝丝绳绳的的生生产产经经验验之之一一就就是是选选用用优优质质线线材材，保保证证钢钢丝丝绳绳通通条条性性能能优优良良、均均匀匀、稳稳定定。我我国国钢钢丝丝绳绳质质量量在在逐逐年年提提高高，但但与与国国际际名名牌牌差距仍较大，国产钢丝绳的平均使用寿命比进口低差距仍较大，国产钢丝绳的平均使用寿命比进口低。线线材材力力学学性性

41、能能的的通通条条性性要要求求高高，化化学学成成分分波波动动要要小小，轧轧钢钢工工艺艺要要稳稳定定。为为提提高高钢钢绳绳耐耐磨磨、耐耐疲疲劳劳、耐耐蚀蚀等等性性能能，对对线线材材的的表表面面缺缺陷陷、脱脱碳碳层层、金金相相组组织织都都应应明明确确规规范。范。(l(l）化学成分）化学成分碳波动范围碳波动范围0.05%0.05%，最好控制在，最好控制在0.030.03内；内；P0.015%P0.015%，S0.010%S0.010%，P+S0.02P+S0.02。(2(2）力力学学性性能能。抗抗拉拉强强度度9009001000MPa1000MPa，同同盘强度差盘强度差50MPa50MPa，断面收缩率

42、，断面收缩率35%35%。(3(3）金金相相组组织织。索索氏氏体体85%85%，奥奥氏氏体体晶晶粒粒度细小且均匀，不允许有马氏体组织存在。度细小且均匀，不允许有马氏体组织存在。(4(4）其其余余尺尺寸寸公公差差、表表面面质质量量、脱脱碳碳层层、非非金金属属夹夹杂杂等等项项均均按按GB/T4354GB/T4354优优质质碳碳素素钢钢热热轧轧盘盘条条标准执行标准执行 。4、预应力钢丝及钢绞线用线材 高高强强度度低低松松弛弛预预应应力力钢钢丝丝及及钢钢纹纹线线是是线线材材制制品品中中的的一一个个重重要要品品种种，也也是是我我国国近近年年来来发发展展速速度度较较快快的的一一种种新新型型建建筑筑材材料料

43、。据据资资料料介介绍绍，目目前前全全世世界界跨跨度度大大于于700m700m的的悬悬索索桥桥共共3434座座，其其中中我我国国占占5 5座座，江江阴阴长长江江大大桥桥主主跨跨1385m,19991385m,1999年年建建成成，世世界界排排名名第第5 5位位；大大跨跨度度斜斜拉拉桥桥有有南南京京长长江江二二桥桥、武武汉汉长长江江三三桥桥、青青州州闽闽江江大大桥桥等等。以以上上大大桥桥主主跨跨均均大大于于600m600m，都都将将采采用用国国产产PCPC钢钢丝丝及及钢钢绞线建造。绞线建造。目目前前我我国国重重要要用用途途高高强强度度低低松松弛弛预预应应力力钢钢丝丝及及钢钢绞绞线线仍仍然然依依靠靠

44、进进口口线线材材生生产产，尤尤其其是是镀镀锌锌预预应应力力钢钢丝丝及及钢钢绞绞线线。因因为为国国产产线线材材生生产产的的该该产产品品经经过过热热镀镀锌锌后后抗拉强度下降很大，满足不了使用要求。抗拉强度下降很大，满足不了使用要求。(l(l）钢钢种种与与化化学学成成分分。首首选选SWRH82BSWRH82B即即国国家家牌牌号号82MnA82MnA，用用较较高高锰锰含含量量的的钢钢种种为为宜宜。碳碳含含 量量（C C）控控 制制 在在 0.800.80 0.85%0.85%范范 围围 内内，(P(P）0.020.02、（、（S)0.015S)0.015。(2(2）尺寸与偏差）尺寸与偏差直径直径D10

45、mmD10mm，0.15mm0.15mm，不圆度，不圆度0.24mm0.24mm；直径直径10.510.514mm0.20mm14mm0.20mm，不圆度，不圆度0.32mm0.32mm 3 3）力力学学性性能能。PCPC钢钢丝丝用用线线材材力力学学性性能能，希望同炉号、同规格强度差希望同炉号、同规格强度差50MPa50MPa。4 4）金金相相组组织织。均均匀匀细细小小索索氏氏体体组组织织不不小小于于85%85%，不不允允许许有有马马氏氏体体和和网网状状渗渗碳碳体体等等组组织织存在。存在。5、焊丝用线材 船船舶舶、桥桥梁梁、工工程程机机械械、电电站站、建建筑筑、汽汽车车、压压力力容容器器、锅锅

46、炉炉等等钢钢结结构构件件大大都都采采用用焊焊接接结结构构，焊焊接接材材料料成成分分一一般般须须与与结结构构材材料料匹匹配配。例例如如钢钢材材有有碳碳素素钢钢、低低合合金金钢钢、合合金金钢钢及及不不锈锈钢钢等等，焊焊丝丝及及焊焊条条也也有有相相匹匹配配牌牌号号及及分分类类的的焊焊接接材材料料。一一般般要要求求焊焊缝缝金金属属的的力力学学性性能能达达到到母母材材相相当当水水平平，主主要要靠靠焊焊丝丝或或焊焊条条及及熔熔剂剂提提供供的的熔熔敷敷金金属属的的化化学学成成分分和和焊焊接接工工艺艺来来保保证证，而而不不是是靠靠焊焊丝丝或或焊焊条条的的力力学学性性能能。所所以以，在在焊焊丝丝用用线线材材的的

47、标标准准中中，对对各各牌牌号号的的化化学学成成分分有有严严格格规规定定，并并作作为为交交货货的的重重要要条条件件，而而对对线线材材力力学学性性能能不不作作具具体体规规定定，这这是是该该产产品品的的重重要要特特点点。当当然然，有有时时采采用用气气体体保保护护焊焊为为了了送送丝丝顺顺利利，要要求求焊焊丝丝有有一一定定的的挺挺直直度度，这这时时对对焊焊丝丝抗抗拉拉强强度提出适当要求也是可以的。度提出适当要求也是可以的。(l l）化化学学成成分分。在在保保证证强强度度的的同同时时尽尽量量降降低低碳碳含含量量，即即碳碳应应控控制制在在标标准准下下限限为为宜宜，因因为为碳碳元元素素是是造造成成焊焊缝缝冷冷

48、热热裂裂纹纹的的主主要要原原因因之之一一。另另外外就就是是把把磷磷、硫硫含含量量控控制制得得越越低低越越好。好。(2(2）钢钢中中气气体体。因因为为O O、H H、（N N气气体体含含量量高高容容易易产产生生焊焊缝缝气气孔孔、白白点点等等缺缺陷陷，也也是是造造成成焊焊接接裂裂纹纹的的原原因因之之一一，所所以以应应控控制制在在最最低低限限度度，一一般般为为O O40401010-6-6、N N70701010-6-6、H H221010-6-6。(3(3）钢钢中中夹夹杂杂物物。因因为为钢钢中中夹夹杂杂物物也也是是造造成成焊焊缝缝金金属属缺缺陷陷的的主主要要原原因因之之一一，所所以以应应该控制非金

49、属夹杂物形态、大小、个数等。该控制非金属夹杂物形态、大小、个数等。6、冷镦钢丝用线材 冷冷镦镦钢钢丝丝是是生生产产螺螺钉钉、螺螺帽帽、螺螺栓栓等等紧紧固固件件用用原原料料，使使用用领领域域极极其其广广泛泛，从从航航空空、航航天天、计计算算机机、汽汽车车等等重重要要用用途途，到到日日常常生生活活用用自自行行车车、照照相相机机、钟钟表表、家家用用电电器器等等领领域域，年年消消费费量量在在200200万万吨吨以以上上，常常用用规规格格3340mm40mm钢钢丝丝，其其中中16mm16mm以以下下的的钢钢丝丝占占6060以以上上。由由于于用用冷冷镦镦的的方方法法生生产产标标准准件件变变形形速速度度快快

50、、变变形形程程度度大大，变变形形又又不不均均匀匀，冷冷镦镦开开裂裂率率高高达达30%30%，所所以以要要求求制制造造标标准准件件用用线线材材首首先先必必须须有有良良好好的的塑塑性性和和尺尺寸寸精精度度。有有的的标标准准件件成成形形后后需需要要进进行行调调质质处处理理及及渗渗碳碳、渗渗氮氮，所所以以要要求求钢钢材材要要有较好的淬透性和回火稳定性等。有较好的淬透性和回火稳定性等。冷冷镦镦钢钢线线材材对对钢钢种种的的内内在在质质量量和和表表面面质质量量要要求求苛苛刻刻，冶冶炼炼要要采采用用炉炉外外精精炼炼技技术术。有有的的国国家家在在生生产产冷冷镦镦钢钢丝丝前前对线材要进行机械剥皮等对线材要进行机械