CN101306432B

CN101306432B - 圆钢切分轧制工艺

Info

Publication number: CN101306432B
Application number: CN2007101075255A
Authority: CN
Inventors: 李子文; 肖国栋; 韩文锋; 孔利明; 谢国谊; 魏新疆; 程建华
Original assignee: Xinjiang Bayi Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Bayi Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2027-05-18
Also published as: CN101306432A

Abstract

本发明公开了一种圆钢切分轧制工艺，经过粗轧、中轧和精轧阶段，将坯料轧成并联轧件，再经切分轮进行切分得到圆钢轧件，其中在中轧和精轧阶段依次采用扁菱形孔型、梅花方形孔型、哑铃形预切分孔型、双圆形切分孔型、椭圆形孔型以及圆形孔型等具有特定结构尺寸的轧辊孔型，而由梅花方形孔形轧辊轧制出的方形轧件需要再经过切分楔进行切分定位，切分楔顶角θ的大小为60°～65°；最后通过切分导卫上的切分轮对轧件薄而窄的连接带进行切分，切分轮顶角的大小为90°～95°。采用本发明圆钢切分轧制工艺生产的圆钢表面质量好，生产速度快，能够有效地提高圆钢的机时产量，提高工厂的生产效率。

Description

圆钢切分轧制工艺

技术领域

本发明属于圆钢轧制工艺的改进，特别是圆钢切分轧制工艺。

背景技术

棒材切分轧制是指在棒材轧机上，利用特殊的轧辊孔型和导卫装置或其它形式的切分装置，将一根轧件沿纵向切分成两根或多根轧件的轧制工艺。棒材切分轧制能大幅提高产量，经过三十年的发展，目前主要有辊切法、切分轮切分法、圆盘剪切分法、火焰切分法四种轧制方法。但近些年得到较大推广和普遍应用的是切分轮切分法，采用切分轮切分法，切分精度高，设备简单，调整方便，且适合多线切分，满足了轧钢生产高效稳产的要求。由于切分轧制是在特定的轧制道次将轧件剖开，在切分带的撕裂处会出现不同程度的“折叠”现象。切分带撕裂处的形状和“折叠”的大小，直接影响到成品的质量，因此，国内在连轧机上所采用的切分轧制技术，均是用来轧制螺纹钢而不能用来切分圆钢，其原因是因为轧辊孔型设计不合理，所以不能有效地消除切分带撕裂处产生的折叠、耳子等质量缺陷，故而不能用来切分轧制圆钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆钢切分轧制工艺，所用轧辊孔型设计合理，不仅能够切分生产圆钢，有效消除切分带撕裂处产生“折叠、耳子”等质量缺陷，而且生产圆钢的速度快，能够有效地提高圆钢的机时产量，提高工厂的生产效率。

本发明的目的是这样实现的：一种圆钢切分轧制工艺，经过粗轧、中轧和精轧阶段，将坯料轧成并联轧件，再经切分轮进行切分得到圆钢轧件，在中轧和精轧阶段所采用的轧辊孔型依次为扁菱形孔型、梅花方形孔型、哑铃形预切分孔型、双圆形切分孔型、椭圆形孔型以及圆形孔型，所说的上述各孔型中扁菱形孔型的结构尺寸(单位均为毫米)为：Bk1＝49.05-49.1、H1＝24.1-24.5、S1＝2.9-3.1、R1≥17；梅花方形孔型的结构尺寸为：Bk2≤42.6、H2＝22.6-22.9、R2＞6.8、S2＜2.8；哑铃形预切分孔型的结构尺寸为：Bk3＝29-29.1、bk3＝20.0-21.0、Hk3＝18.3-19.0、h3＝7.6-8.0、R3＞1.2、S3＝1.8-2.1、ψ＝27.7°；双圆形切分孔型的结构尺寸为：Bk4＝69.1-69.15、bk4＝32.02-32.1、Hk4＝27-27.05、R4＞1.2、S4＝2.8-3.1、ψ≤38°、2θ≤60°；椭圆形孔型的结构尺寸为：Bk5＝19.65-19.85、R5≥14.5、S5＝0.9-1.2；圆形孔型的结构尺寸为：Bk6＝12.20-12.25、R6≥12.25、S6＝0.8-1.1；由梅花方形孔型轧辊轧制出的方形轧件需要再经过切分楔进行切分定位，切分楔顶角θ的大小为60°～65°；最后通过切分导卫上的切分轮对轧件薄而窄的连接带进行切分，切分轮顶角的大小为90°～95°。

采用本发明工艺生产圆钢，由于在中轧和精轧阶段依次采用了具有上述特定结构尺寸的轧辊孔型，同时对各阶段轧辊工作时的辊缝大小作了限制，优化了孔型设计和各阶段轧辊的工作参数，从而能够使轧件切分带顺利撕开，不仅极大地减少了毛刺少，而且有效地消除了“耳子、花边、折叠”等缺陷，使得切分轧制圆钢生产得以顺利实施。经试验，使用150mm²×10000mm(Q235)的连铸坯取代120mm²×10000mm(Q235)的连铸坯轧制Ф12mm圆钢，钢坯单重由1.2t增至1.7t。根据设备状况和产量均衡考虑，设计成品速度14m/s，粗轧咬入速度0.2m/s，机时产量80t/h。单线轧制时，成品速度18m/s，粗轧咬入速度0.22m/s，机时产量45t/h。采用该工艺切分轧制Ф12mm圆钢，达到了速度降低22％、产量却增加78％的效果。2×φ12mm圆钢生产的小时产量由单线的45t/h，提高到80t/h，增幅78％，达到了设计要求，不仅极大地提高了圆钢产量，而且采用本发明工艺所产的圆钢成品表面质量较好，酸洗后切分带处仅有轻微痕迹，两根圆钢的直径误差在0～0.1mm之间。抽样力学性能试验显示：屈服强度达440～495N/mm²，抗拉强度达310～340N/mm²，完全能够满足生产和使用要求。据销售部门近两年的平均需求量(φ10mm圆钢2万吨，φ12mm圆钢5万吨，φ14mm圆钢2万吨，φ16mm圆钢3万吨)进行效益分析，见表1。

表1

由表中可知，按规定计划产量，在相同的时间内采用切分轧制技术可净增φ10mm圆钢19800吨，φ12mm圆钢38000吨，φ14mm圆钢7665吨，φ16mm圆钢9036吨，合计74501吨。以近两年平均吨钢盈利300元计算，则年增效益约2235万元。单线设计φ10mm圆钢，φ12mm圆钢使用120mm²连铸坯，其它规格使用150mm²连铸坯，由150mm²孔型系统倒换至120mm²孔型系统，需换18个轧机，粗轧6机架体积大，拆装困难。每次倒换需12小时左右。而由150mm²孔型系统内部倒换最多只需换9架中精轧轧机，耗时6小时。以生产计划每月换一次φ12mm圆钢，每两月换一次φ10mm圆钢计算，单线每年需耗时216小时，切分每年需耗时108小时，节时108小时，增产8640吨，则年增效益约259万元。因轧制时间的缩短，与单线轧制相比切分轧制综合电耗可节约15％。按平均80千瓦时/吨钢，0.22元/千瓦时来计算电耗，74501吨的圆钢采用切分生产可节约电耗19.6万元。切分轧制与单线轧制相比，燃耗可降低15％。以计划56公斤标煤/吨钢，1.05元/公斤标煤计算，74501吨的圆钢采用切分生产可节约燃耗65.7万元。通过以上计算，采用切分技术生产φ10～φ14mm圆钢，可为企业年创造2579余万元的经济效益，而实际投入的备件改制费用不足5万元，技术和经济效益都非常突出。国内目前能够运用切分技术生产螺纹钢的连轧生产线多达30余条，这些都具备圆钢切分轧制技术应用的条件，产业化前景好。采用本发明切分轧制工艺生产圆钢可以用较大断面的原料或在原料断面相同的情况下，减少轧制道次，缩短轧制时间，减少坯料规格，提高小断面产品的产量。可用同样坯料，同样道次，轧制不同的规格产品，统一了坯料，大大简化了孔型设计；各种规格产量均衡，电机负荷均衡，产能达到高水平；缩短了轧制节奏，提高了轧机小时产量。根据规格的不同和切分轧制的速度，产量较单线提高30％～100％，规格越小，产量增长越多；与单线相比，轧制节奏快，温降小，变形功小，电耗降低约15％；由于作业率提高，使得加热炉加热效率提高，与轧机能力匹配，避免空烧，燃耗可降低约15％。

综上所述，本发明圆钢切分轧制工艺所用轧辊孔型设计合理，不仅能够切分生产圆钢，有效消除切分带撕裂处产生“折叠、耳子”等质量缺陷，而且生产圆钢的速度快，能够有效地提高圆钢的机时产量，提高工厂的生产效率，取得了极大的经济效益。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明中轧以及精轧阶段的轧辊孔型结构示意图；

图2为图1中的扁菱形孔型结构示意图；

图3为图1中的梅花方形孔型结构示意图；

图4为图1中的哑铃形预切分孔型结构示意图；

图5为图1中的双圆形切分孔型结构示意图；

图6为图1中的椭圆形孔型结构示意图；

图7为图1中的圆形孔型结构示意图；

图8为切分轮切分状态结构示意图；

图9为切分楔结构示意图；

图10为梅花方形轧件结构示意图。

具体实施方式

一种圆钢切分轧制工艺，如图1至图10所示，经过粗轧、中轧和精轧阶段，将坯料轧成并联轧件，再经切分轮进行切分得到圆钢轧件，在中轧和精轧阶段所采用的轧辊孔型依次为扁菱形孔型1、梅花方形孔型2、哑铃形预切分孔型3、双圆形切分孔型4、椭圆形孔型5以及圆形孔型6，所说的上述各孔型中扁菱形孔型1的结构尺寸(单位均为毫米)为：Bk1＝49.05-49.1、H1＝24.1-24.5、S1＝2.9-3.1、R1≥17；梅花方形孔型2的结构尺寸为：Bk2≤42.6、H2＝22.6-22.9、R2＞6.8、S2＜2.8；哑铃形预切分孔型3的结构尺寸为：Bk3＝29-29.1、bk3＝20.0-21.0、Hk3＝18.3-19.0、h3＝7.6-8.0、R3＞1.2、S3＝1.8-2.1、ψ＝27.7°；双圆形切分孔型4的结构尺寸为：Bk4＝69.1-69.15、bk4＝32.02-32.1、Hk4＝27-27.05、R4＞1.2、S4＝2.8-3.1、ψ≤38°、2θ≤60°；椭圆形孔型5的结构尺寸为：Bk5＝19.65-19.85、R5≥14.5、S5＝0.9-1.2；圆形孔型6的结构尺寸为：Bk6＝12.20-12.25、R6≥12.25、S6＝0.8-1.1；由梅花方形孔型轧辊轧制出的方形轧件需要再经过切分楔进行切分定位，切分楔顶角θ的大小为60°～65°。切分楔在整个切分轧制过程中至关重要，它要尽可能深地压入方形轧件的中部，完成切分定位，用以迅速减少轧件中部连接带的面积。最后通过切分导卫上的切分轮7对双圆轧件8薄而窄的连接带9进行切分，切分轮7顶角的大小为90°～95°。为了进一步优化孔型参数和轧辊工作参数，提高切分轧制圆钢的表面质量，所说的上述各孔型中扁菱形孔型1的优选结构尺寸(单位均为毫米)为：Bk1＝49.07、H1＝24.3、S1＝2.95、R1＝18；梅花方形孔型2的结构尺寸为：Bk2＝41.6、H2＝22.7、R2＝7.0、S2＝2.7；哑铃形预切分孔型3的结构尺寸为：Bk3＝29.06、bk3＝20.05、Hk3＝18.5、h3＝7.8、R3＝1.3、S3＝1.9、ψ＝27.7°；双圆形切分孔型4的结构尺寸为：Bk4＝69.1、bk4＝32.05、Hk4＝27.04、R4＝1.3、S4＝2.9、ψ＝38°、2θ＝60°；椭圆形孔型5的结构尺寸为：Bk5＝19.75、R5＝14.5、S5＝0.95；圆形孔型6的结构尺寸为：Bk6＝12.21、R6＝12.25、S6＝0.9，切分楔顶角θ的大小为63°，切分轮7顶角的大小为92°。

另外，生产中，由于孔型磨损，轧件温度变化、调整等因素影响，会引起轧件断面积的变化。断面积的变化大时，除会造成“耳子”缺陷影响质量外，还会引起轧件速度变化，使连轧常数发生改变，产生堆钢或拉钢事故。对此，必须严格工艺尺寸的控制：(1)严格按规定测试中精轧红钢小样，控制尺寸精度；(2)严格换辊换槽制度，控制孔型磨损；(3)定期检查切分轮磨损状况，控制切分带尺寸，确保切分精度；(4)规范导卫调整，保证切分后的两根轧件断面尺寸尽量一致，从而稳定连轧关系；(5)活套调节要严格控制，避免一根堆一根拉的现象；(6)对轧钢负荷和速度的匹配要严格控制。

Claims

1.一种圆钢切分轧制工艺，经过粗轧、中轧和精轧阶段，将坯料轧成并联轧件，再经切分轮进行切分得到圆钢轧件，在中轧和精轧阶段所采用的轧辊孔型依次为扁菱形孔型、梅花方形孔型、哑铃形预切分孔型、双圆形切分孔型、椭圆形孔型以及圆形孔型，其特征在于：所说的上述各孔型中扁菱形孔型的结构尺寸为：Bk1＝49.05-49.1、H1＝24.1-24.5、S1＝2.9-3.1、R1≥17；梅花方形孔型的结构尺寸为：Bk2≤42.6、H2＝22.6-22.9、R2＞6.8、S2＜2.8；哑铃形预切分孔型的结构尺寸为：Bk3＝29-29.1、bk3＝20.0-21.0、Hk3＝18.3-19.0、h3＝7.6-8.0、R3＞1.2、S3＝1.8-2.1、ψ＝27.7°；双圆形切分孔型的结构尺寸为：Bk4＝69.1-69.15、bk4＝32.02-32.1、Hk4＝27-27.05、R4＞1.2、S4＝2.8-3.1、ψ≤38°、2θ≤60°；椭圆形孔型的结构尺寸为：Bk5＝19.65-19.85、R5≥14.5、S5＝0.9-1.2；圆形孔型的结构尺寸为：Bk6＝12.20-12.25、R6≥12.25、S6＝0.8-1.1；由梅花方形孔型轧辊轧制出的方形轧件需要再经过切分楔进行切分定位，切分楔顶角θ的大小为60°～65°；最后通过切分导卫上的切分轮对轧件薄而窄的连接带进行切分，切分轮顶角的大小为90°～95°；上述各结构尺寸的单位均为毫米。

2.根据权利要求1所述的圆钢切分轧制工艺，其特征在于：所说的上述各孔型中扁菱形孔型的结构尺寸为：Bk1＝49.07、H1＝24.3、S1＝2.95、R1＝18；梅花方形孔型的结构尺寸为：Bk2＝41.6、H2＝22.7、R2＝7.0、S2＝2.7；哑铃形预切分孔型的结构尺寸为：Bk3＝29.06、bk3＝20.05、Hk3＝18.5、h3＝7.8、R3＝1.3、S3＝1.9、ψ＝27.7°；双圆形切分孔型的结构尺寸为：Bk4＝69.1、bk4＝32.05、Hk4＝27.04、R4＝1.3、S4＝2.9、ψ＝38°、2θ＝60°；椭圆形孔型的结构尺寸为：Bk5＝19.75、R5＝14.5、S5＝0.95；圆形孔型的结构尺寸为：Bk6＝12.21、R6＝12.25、S6＝0.9；切分楔顶角θ的大小为63°，切分轮顶角的大小为92°；上述各结构尺寸的单位均为毫米。