CN100382906C - 高碳钢盘条生产工艺技术 - Google Patents

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本发明涉及高碳钢盘条的生产工艺技术。目前生产高碳盘条，有三条工艺，一是将钢水浇注成大钢锭，开坯后再经高线轧成盘条；二是将钢水浇注成大钢坯，开坯后再经高线轧成盘条；三是将钢水浇注成小方坯，直接经高线轧成盘条。前两种工艺路线长，质量较好，第三种工艺路线短，质量不稳定。为了克服上述缺点，设计一种采用直径为135-150毫米的小圆连铸坯直接轧成盘条的工艺。在圆坯的连铸工艺中，优化了浇注温度和速度、采用了大比水量强冷却工艺、结晶器和凝固末端电磁搅拌。应用该工艺使碳偏析平均达到小于1.12-1.08，内裂纹达到0-2级。与大钢坯经过开坯再送高线轧制相比，降低了成本、提高了效率。

Description

高碳钢盘条生产工艺技术
技术领域
本发明涉及高碳钢线材或盘条的生产工艺，尤其是涉及到钢水经过连铸机浇注成钢坯再通过高速线材轧机轧制成盘条的生产工艺。
技术背景
高碳钢线材或盘条是生产线材或盘条深加工产品，如高强度低松弛预应力钢绞线、高性能钢丝绳、钢帘线等高技术含量、高附加值产品的原料，是发展线材或盘条深加工产品的重要环节，国内外钢铁企业都在积极开发其生产工艺。
目前国内外生产高碳盘条，主要有三条工艺路线，其一是将钢水通过钢锭模浇注成大钢锭，再通过开坯轧机轧制成较小断面的钢坯，最后经过高速线材轧机轧制成盘条；其二是将钢水经过连铸机浇注成大钢坯，再通过开坯轧机轧制成较小断面的钢坯，最后经过高速线材轧机轧制成盘条；其三是将钢水经过连铸机浇注成小方钢坯，直接经过高速线材轧机轧制成盘条。
上述三种工艺路线均具有各自的优势和不足。
第一种工艺路线，采用钢锭模浇注成大钢锭，需要去掉头尾使用中间段进行开坯，再轧制成盘条；它具有钢质纯净、组织致密、轧后的盘条性能均匀、稳定，但存在钢锭消耗高、开坯增加成本、生产效率低。
第二种工艺路线，采用连铸机浇注成大钢坯，通过开坯轧机开坯，再轧制成盘条；连铸成大钢坯，其铸坯存在中心疏松、成分偏析等缺陷，但经过开坯后会得到改善，克服了一部分连铸坯带来的缺陷；轧制后的盘条，其性能趋于均匀、稳定，基本上可以满足使用要求；但是由于采用了开坯工艺，增加了生产成本、降低了生产效率。
第三种工艺路线，采用连铸机浇注成小方钢坯，直接轧制成盘条；由于铸坯断面小，连铸冷却控制较难，易出现冷却不均的现象，造成一些质量缺陷；由于采用小方坯直接轧制盘条，再没有开坯等轧制过程，出现的缺陷无法克服和弥补，造成成品盘条性能波动；但是相对前两种工艺路线，又具有工序短、成本低、效率高的优势。
本发明为了克服上述第一、二两种工艺路线长、加工成本高、生产效率低的缺点，发扬第三种工艺路线的工序短、成本低、效率高的优势，设计一种采用小圆连铸坯直接轧制成盘条的高碳钢盘条生产工艺。
发明内容
本发明的高碳钢盘条生产工艺技术，主要靠如下工艺路线实现。
高碳钢盘条生产工艺技术，一般采用钢水经过连铸机浇注成钢坯，再通过高速线材轧机轧制成盘条的生产工艺流程。本发明是将钢水经过连铸机浇注成直径为135-150毫米的圆形钢坯，直接通过高速线材轧机轧制成盘条。
在上述的高碳钢盘条生产工艺中，在其中的圆形钢坯的连铸工艺中，优化了浇注温度和浇注速度、采用了大比水量强冷却工艺、结晶器电磁搅拌(M-EMS)工艺、凝固末端电磁搅拌(F-EMS)工艺。在优化了浇注温度和浇注速度工艺中，采用了2.6m-3.6m/min浇注速度的工艺；在大比水量强冷却工艺中，采用了I区水量占30％-36％、II区水量占48％-52％、III区水量占16％-20％的各区水量分配制度，且比水量达到1.6L-2.6L水/Kg钢的工艺；在电磁搅拌工艺中，采用了在结晶器和凝固末端两个位置的电磁搅拌的工艺参数相同，均由6个线圈组成，钢水流动形态呈现旋转搅拌，其中心磁场强度达到0.08-0.12T的工艺。
附图说明
附图1、附图2、附图3是已有工艺路线流程示意图。附图4是本发明的工艺技术路线流程示意图。
在附图1中由钢包→浇注成钢锭→经过开坯→高线轧制→盘条；在附图2中由中间包→浇注成大钢坯→经过开坯→高线轧制→盘条；在附图3中由中间包→浇注成小方坯→经过高线轧制→盘条。在附图4中由中间包→浇注成小圆钢坯，在此工艺流程中，同时采用了优化的铸温、铸速工艺、强化冷却工艺、电磁搅拌工艺→经过高线轧制→盘条。
如附图所示，本发明省去了钢锭开坯或大钢坯开坯的工序，又没有直接使用小方坯直接送高速线材轧机轧制的工艺，而是开发了一种使用圆坯直接送高速线材轧机轧制的工艺。采用这种圆坯直接送高速线材轧机轧制的工艺，一是要求圆坯的直径不能太大，否则高速线材轧机不能直接轧制；二是要求必须改善圆坯连铸工艺，才有可能满足生产盘条的质量要求。因此本发明，根据连铸设备可浇注断面参数和高速线材轧机可轧制的断面参数，确定圆坯的断面尺寸为135-150毫米；根据线材或盘条的深加工产品对线材或盘条的质量要求，确定改善和优化连铸工序中的浇注温度和浇注速度、强化冷却工艺、结晶器电磁搅拌(M-EMS)工艺、凝固末端电磁搅拌(F-EMS)工艺。
既发明了将钢水经过连铸机浇注成直径为135-150毫米的圆形钢坯，直接通过高速线材轧机轧制成盘条的工艺。
在优化了浇注温度和浇注速度工艺中，采用了浇注速度为2.6m-3.6m/min的工艺。
在大比水量强冷却工艺中，改变了原I区水量占32％、II区水量占50％、III区水量占18％的各区水量分配制度，比水量达到1.2-1.6L水/Kg钢的工艺，而采用了I区水量占30％-36％、II区水量占48％-52％、III区水量占16％-20％的各区水量分配制度，且比水量达到1.6L水-2.6L水/Kg钢的工艺。
在电磁搅拌工艺中，采用了在结晶器和凝固末端两个位置的电磁搅拌的工艺参数相同，均由6个线圈组成，钢水流动形态呈现旋转搅拌，其中心磁场强度达到0.08-0.12T的工艺。
采用本发明设计的工艺技术路线，与小方坯直接送高速线材轧机轧制相比，大大改善了钢坯的成分偏析，抑制了缺陷的产生；使碳偏析平均达到小于1.12-1.08，内裂纹达到0-2级。与大钢坯经过开坯再送高速线材轧机轧制相比，降低了成本、提高了生产效率。与生产普碳钢相比，每吨可增加800-1200元的效益。
具体实施方式
本发明的工艺技术流程，在用于生产SWRH82B牌号的高碳钢盘条，如下表1。
表1
牌号/元素  C  Si     Mn   P、S     Cr  Ni Cu
SWRH82B  0.79-0.83  0.17-0.30     0.65-0.85   ≤0.02     0.15-0.25  ≤0.02 ≤0.02
并且要求铸坯表面不含有纵向/横向裂纹、表面夹杂等缺陷，碳偏析≤1.10、内部裂纹≥1级。
其生产工艺流程，采用钢水经过圆坯连铸机浇注成直径为150毫米的圆钢坯，直接通过高速线材轧机轧制成盘条；在其中的圆形钢坯的连铸工艺中，采用了3.0-3.4m/min浇注速度。采用了I区水量占36％、II区水量占50％、III区水量占14％的各区水量分配制度，且比水量达到1.6-2.6L水/Kg钢的工艺。采用了结晶器(M-EMS)和凝固末端(F-EMS)两个位置的电磁搅拌的工艺参数相同，均由6个线圈组成，钢水流动形态呈现旋转搅拌，其中心磁场强度达到0.08-0.12T的工艺。

Claims (2)

1.高碳钢盘条生产工艺，采用钢水经过连铸机浇注成钢坯，再通过高速线材轧机轧制成盘条的生产工艺流程，其特征在于将钢水经过连铸机浇注成直径为135-150毫米的圆形钢坯，直接通过高速线材轧机轧制成盘条；并采用2.6m-3.6m/min的浇注速度；采用比水量达到1.6L-2.6L水/Kg钢的冷却工艺。
2.如权利要求1所述的高碳钢盘条生产工艺，其特征在于在冷却工艺中，采用了I区水量占30％-36％、II区水量占48％-52％、III区水量占16％-20％的各区水量分配制度。
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