CN101704034B - 一种线棒材生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线棒材生产方法，它依次包括冶炼、二次精炼、方坯连铸、重压下、轧制控冷、成品集卷。本发明方法采用重压下工艺，省去了方坯连铸步骤后的铸坯堆垛缓冷、方坯下送、方坯加热，将过去的炼钢厂和高线厂或棒材厂有机地压缩、组合到一起，形成一种线棒材短流程生产方法，大大降低了能源消耗，生产成本远低于传统长流程工艺，更低于二火成材的超长流程工艺，效益优势明显，且在生产高碳棒线材时质量远胜于传统工艺。

Description

一种线棒材生产方法

技术领域

本发明涉及钢铁材料的生产方法，特别是线棒材的生产方法。

背景技术

在本发明以前，线棒材生产一般需经过电炉或转炉冶炼、二次精炼、方坯连铸、铸坯堆垛缓冷、方坯下送、方坯加热、轧制控冷的步骤后生产出成品，这样的工艺路线为长流程生产工艺路线，其涉及工序较多，一般炼钢厂和轧钢厂相距较远，无法实现连铸连轧，最多实现热装热送。特别在生产高碳钢与合金钢线棒材时，尽管连铸时采用低温浇铸、降低拉速、结晶器电磁搅拌、凝固末端轻压下等技术措施，但成品中的中心偏析仍然比较严重(过共析钢的中心C偏析系数平均值1.20～1.40，最高超过1.50)。由于连铸时偏析严重，控冷时采用快冷会在钢材心部产生淬火组织，采用慢冷又会在偏析部位产生网状组织，并且在后续冷拔深加工过程中，偏析缺陷会引起频繁断线，同时给最终钢丝、钢绳等成品带来质量隐患。连铸凝固末端轻压下技术主要是在铸坯快要完全凝固处，对铸坯进行轻微压下(总压下量5～20mm，总压下后的方坯外截圆直径为成品直径的15～30倍)，其对压下位置要求及其严格，但现有生产水平决定中包钢水温度和凝固冷却强度存在较大波动，所以该技术在应用中基本不能解决偏析问题。

有些钢厂为解决高碳钢偏析问题，采用二火成材工艺，即连铸大方坯(200mm×240mm～400mm×560mm)在均热炉加热后，经初轧机开坯生产小方坯(140mm×140mm～200mm×200mm)，再将小方坯加热后轧制成材，其原理是利用均热炉约1350℃的均热温度对钢坯中的偏析进行高温扩散，并利用初轧机的大压下量减轻或消除钢坯中的疏松、缩孔。其缺点是经过二次加热，造成较大的能源消耗和环境污染，生产成本比传统工艺也高出不少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能源消耗小、成本低的线棒材生产方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种线棒材的生产方法，它依次包括冶炼、二次精炼、方坯连铸、重压下、轧制控冷、成品集卷；

重压下的步骤中的重压下装置设置在方坯连铸步骤后的液相比为10～30％的凝固末端区域；

二次精炼步骤得到的钢的化学成分中，C的重量百分比为0.42％～2.00％、Si的重量百分比为0.01％～3.00％、Mn的重量百分比为0.01％～3.00％、P的重量百分比≤0.10％、S的重量百分比≤0.10％。

上述方案中，重压下装置包括2～4架带孔型的连续式锻压机，经各锻压机压下后的方坯横截面边长为成品直径的4～20倍。

上述方案中，重压下的步骤中，经重压下后的尾坯切除。

与现有技术相比，本发明方法的优点在于：

1、采用重压下工艺，省去了方坯连铸步骤后的铸坯堆垛缓冷、方坯下送、方坯加热，将过去的炼钢厂和高线厂或棒材厂有机地压缩、组合到一起，形成一种线棒材短流程生产方法，大大降低了能源消耗，生产成本远低于传统长流程工艺，更低于二火成材的超长流程工艺，效益优势明显，且在生产高碳棒线材时质量远胜于传统工艺。

2、重压下的步骤中的重压下装置设置在方坯连铸步骤后的液相比为10～30％的凝固末端区域，这样可实现大压下量而不致出现边部裂纹等缺陷。

3、重压下装置包括2～4架带孔型的连续式锻压机，经各锻压机压下后的方坯横截面的边长为成品直径的4～20倍，可保证连续式锻压机向后挤压易偏析元素经常聚集的液芯，明显改善了铸坯的中心偏析现象。

4、重压下的步骤中，经重压下后的尾坯切除，进一步保证避免铸坯中心偏析。

本发明方法可广泛应用于棒线材中普碳钢、低碳钢、高碳钢、低合金钢及合金钢的生产。

附图说明

图1为本发明方法流程框图

图2为重压下步骤的工作原理图

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

本发明线棒材的生产方法实施例1，它依次包括转炉冶炼的步骤、精炼炉二次精炼步骤、6流方坯连铸机方坯连铸步骤、重压下的步骤、高速线材轧机高线轧制的步骤、控冷集卷成品。

如图1所示，本发明线棒材的生产方法使用的设备包括重压下装置、均热炉2、线材轧机3、控冷集卷设备4等。

重压下的步骤中的重压下装置设置在方坯连铸步骤后的液相比为10～30％的凝固末端区域。重压下装置包括3架带孔型的连续式锻压机1，经各锻压机压下后的方坯横截面的外截圆直径为成品直径的4～20倍。

二次精炼步骤得到的钢的化学成分中，C的重量百分比为0.001％～2.00％、Si的重量百分比为0.01％～3.00％、Mn的重量百分比为0.01％～3.00％、P的重量百分比≤0.10％、S的重量百分比≤0.10％。钢为常见的SWRH82B钢，它的成分含有C：0.79％～0.86％、Si：0.15％～0.30％、Mn：0.60％～0.90％、P：≤0.03％、S：≤0.03％。

如图2所示，方坯5连铸步骤后的200mm×240mm大方坯，经过3架连续式锻压机每架10～40mm的压下量，锻轧成160mm×160mm小方坯，通过向后挤压偏析元素易聚集的液芯6，并切除每浇次尾坯，成品的直径为40mm。图中箭头方向为连注方向。

本发明线棒材的生产方法实施例2，它由实施例1基本相同，连铸后的280mm×320mm大方坯，经过4架连续式锻压机每架20～70mm的大压下量，锻轧成200mm×200mm小方坯，成品的直径为20mm。钢为45钢，它的成分含有C：0.42％～0.50％、Si：0.17％～0.37％、Mn：0.50％～0.80％、P：≤0.040％、S：≤0.040％。

本发明中，如果铸机采用一机三流或三流以下，单条轧线即可匹配。如果铸机采用一机四流或四流以上，需二条轧线进行生产节奏的匹配。

重压下采用连续锻压式.在锻压机下方的固液共存层内经过一次锻压后，树状晶可破碎，糊状钢液及破碎的树状晶可被排挤到上流侧。棱破碎的柱状晶可作为等轴晶的核心，从而使得铸坯中心部位的组织致密且无偏析。且大压下量时.可防止内部裂纹的产生。采用连续锻压式不存在向辊子输送大扭矩的问题，因而不受压下量的限制。但如果压下量不足，凝固界面尚未压实.糊状钢液没排除.则产生负偏折和中心裂纹。

为防止重压下时出现边部裂纹或角部裂纹，本专利采取了相应措施，例如：横立交错分布式锻压机可破坏边部的柱状晶脆性结构，增加了钢坯横断面的延展性；还可以通过边部加热器，提高边部的延展性；压下量应根据连铸后原始大方坯断面尺寸调整，单道次压下变形率控制在15～25％。

本发明还可以通过电感应加热区或辊底式均热炉等温度补偿措施可实现方坯连铸连轧的顺利衔接。另外，还可在电感应加热区或辊底式均热炉旁设置若干个垛位，当连轧工序出现故障时，可将连铸工序积压的钢坯堆垛缓冷，尽量减少铸坯的温降，当连轧工序恢复正常后，再将堆垛缓冷的铸坯吊至推钢机前，推入电感应加热区或均热炉内升温。这样，可大大缓解后工序处理故障时对前工序生产的影响。

上述本发明实施例是实现线棒材的新型短流程环保生产工艺，提高生产效率，降低生产成本，减少环境污染，并有效解决高碳棒线材常规生产工艺中不能解决的中心偏析问题。这样，轧后控冷时可采用一定的快冷工艺，而不必担心钢材偏析部位出现淬火组织及网状组织，有利于提高线棒材抗拉强度等机械性能，还可从根本上解决棒线材后续深加工中偏析缺陷引起的频繁断线及最终钢丝、钢绳成品质量隐患的问题。

上述本发明实施例的优点还在于：

1、应用先进的近终型连铸技术，将铸出的方坯厚度减薄到一临界区间，省去传统的热轧棒线机组中的粗轧机架。在连铸机和连轧机之间通过电感应加热区或辊底式均热炉等温度补偿措施，可实现方坯连铸连轧的顺利衔接，还可以有效提高棒线材的生产节奏并较好地处理故障对节奏的影响。

2、由于采用了铸坯凝固末端重压下技术，连铸时的拉速和温度要求比传统工艺宽松许多，可大幅度提高生产节奏。例如方坯拉速可提高至1.2～4.0m/min，而传统工艺方坯拉速为0.8～2.0m/min。

3、可大幅度提高经济效益：投资低，约为传统工艺的80％；总体能耗约降低1/5；生产成本约为常规轧机的80％；成材率比常规轧机高约1％；维修费用约为常规轧机的50％。

4、采用本发明方法生产的高碳钢和合金钢线棒材，各元素的中心偏析系数平均值不超过1.05，最大值不超过1.10。这样，轧后控冷时可采用快速冷却工艺，而不必担心钢材偏析部位出现淬火组织及网状组织，有利于提高线棒材抗拉强度等机械性能，从根本上解决线棒材后续深加工中偏析缺陷引起的频繁断线及最终钢丝、钢绳成品质量隐患的问题。

Claims (3)

1.一种线棒材的生产方法，其特征在于：它依次包括冶炼、二次精炼、方坯连铸、重压下、轧制控冷、成品集卷；

重压下的步骤中的重压下装置设置在方坯连铸步骤后的液相比为10～30％的凝固末端区域；

二次精炼步骤得到的钢的化学成分中，C的重量百分比为0.42％～2.00％、Si的重量百分比为0.01％～3.00％、Mn的重量百分比为0.01％～3.00％、P的重量百分比≤0.10％、S的重量百分比≤0.10％。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：重压下装置包括2～4架带孔型的连续式锻压机，经各锻压机压下后的方坯横截面边长为成品直径的4～20倍。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：重压下的步骤中，经重压下后的尾坯切除。

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