科创中国
基于独立驱动的线棒材柔性化高速轧制关键技术
发布时间: 2023-11-15
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,实用新型专利
行业领域：
高新技术改造传统产业
成果介绍
高品质线棒材直接决定超高层建筑、超大跨度桥梁及超大型水利设施等的安全性
与可靠性，是国家重大基础设施以及城镇化建设的基石，市场需求巨大。线棒材轧制速度高、轧制温度范围宽，高速高温等极端工况下的组织性能转变过程极为复杂。然而，原有基于集中传动机组的单级轧-冷工艺固化，无法实现轧制工艺参数动态调控，高速轧制装备振动抑制极为困难，产品精度和力学性能一致性差，难以实现柔性化生产。当时，国内在线棒材高速轧制多级轧-冷工艺、装备、控制与集成技术领域尚属空白，亟待开发具有自主知识产权的线棒材柔性化高速轧制关键技术与成套装备。
中冶赛迪依托国家冶炼装备系统集成工程技术研究中心，历经十余年协同创新，
自主开发了基于多级冷却的等温大变形高品质线棒材高速轧制工艺、高互换性模块化线棒材高速轧机装备、高速轧制协同控制技术、高速轧制成套装备系统集成技术，成功研制了具有自主知识产权的国内首台套基于独立驱动的高品质线棒材高速轧制机组，形成系列化线棒材柔性高速轧制装备，解决了线棒材柔性化生产技术难题。
成果亮点
针对高速线材轧机长期存在的工艺不灵活、空载消耗高、辊环备件多、互换性及适应性差等重大关键问题，进行了基于独立传动模块轧机柔性化组织性能调控技术、模块化高速轧机辊箱耦合刚度及模块轧机关键部件振动、吐丝管曲线力能模型及转子动力学和动态速降补偿技术等研究，开发了具有自主知识产权的模块化高速轧机工艺、装备及控制技术。
1.基于独立传动模块轧机，开发了灵活性、适应性好的孔型系统，实现了产品尺寸精度高，辊环备件少；开发了高速线材及高速棒材柔性化组织性能调控技术，减少了产品合金元素的添加量，实现了绿色低耗生产。
2.开发出基于独立传动的模块化高速轧机及与之配合的单一速比及多速比齿轮箱，形成了具有高互换性及高适应性的超重载型250、230及高精度型150标准化轧机，实现了低温轧制及高精度轧制，简化了设备结构，提高了机组高速运行稳定性，降低了空载电耗。
3.开发了曲率光滑的吐丝管曲线、轻量化设计的吐丝头、吐丝头非对称转子动力学分析软件和120m/s的20°倾角吐丝机，可实现更大规格范围线材的低温高速吐丝成圈。
4.开发了自适应的动态速降补偿技术，消除了高速轧制过程中咬钢速降对轧制稳定性的影响。
团队介绍
为解决高速线棒材行业所存在的痛点问题，中冶赛迪研发团队颠覆传统的集中传
动技术思维，以独立传动柔性化高速线棒材生产技术为核心，通过对多级冷却的等温大变形高品质线棒材高速轧制工艺、高互换性模块化线棒材高速轧机装备、高速轧制协同控制技术、高速轧制成套装备系统集成等关键技术的研究，创新开发出基于独立驱动的线棒材柔性化高速轧制关键技术，并实现产业化应用。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”高端装备用特种合金制造产业科技服务团 (中国金属学会) 评价时间：2023-11-22
车彦民
中国金属学会
高级工程师
综合评价
线棒材轧制速度高、 轧制温度范围宽， 高速高温等极端工况下的组织性能转变过程极为复杂，原有基于集中传动机组的单级轧-冷工艺固化， 无法实现轧制工艺参数动态调控。该项技术创新提出基于多级冷却的等温大变形高品质线棒材高速轧制工艺， 开发了基于高速轧制限制宽展变形模型的孔型系统设计技术， 建立了线棒材高速轧制道次温升及控制冷却模型， 开发了基于连续冷却转变的线棒材组织性能调控技术， 实现高品质线棒材高效低耗生产。成果总体达到国际先进水平， 其中开发的基于独立传动模块化轧机的高速线材柔性化组织性能调控技术达到国际领先水平，市场广阔，值得推广。
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