CN101984093A - 热轧钢管连铸圆坯热装方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种热轧钢管连铸圆坯热装方法及系统，其方法包括步骤：精炼后的钢水浇铸成连铸圆坯；用火焰枪在连铸圆坯生产线上将连铸圆坯切成倍尺长度，而成热连铸圆坯；倍尺长度的热连铸圆坯至少具有两个流向，第一部分热连铸圆坯通过第一圆坯输送辊道进入到预热炉预热或保温，接着通过第二圆坯输送辊道送到高温炉加热；第二部分热连铸圆坯通过第二圆坯输送辊道直接送到高温炉加热；将送到高温炉加热的热连铸圆坯通过热锯设备热锯切成定尺长度；将热锯切成定尺长度的连铸圆坯送去热定心、穿孔、轧管；接着进入下道工序。本发明能充分利用热连铸圆坯的热量，节省大量燃料；同时减少所需设备和厂房，降低建厂投资和设备维修费用。
Description
技术领域
本发明是有关于一种热轧钢管连铸圆坯热装方法及系统。
背景技术
目前，钢材品种中有热轧钢板、带钢，热轧型钢和热轧钢管三大类，其中，热轧钢管的能源消耗在这三大类钢材品种中是最高的。
现有热轧钢管的炼钢系统，其为热轧钢管连铸圆坯冷装系统，参见图1所示，其包括圆坯连铸机1’，在圆坯连铸机1’的一侧设有圆坯回转辊道2’，圆坯回转辊道2’一侧设有圆坯冷却台架3’，以将热连铸圆坯冷却到常温，圆坯冷却台架3’的末端设有圆坯收集台架4’，以将冷却到常温的连铸圆坯收集入圆坯库5’。冷装系统还包括圆坯上料台架6’，圆坯上料台架6’连接圆坯输送链7’，圆坯输送链7’的另一端依次连接倍尺坯锯前分配小车8’，圆坯锯9’，定尺坯锯后分配小车10’，定尺坯锯后分配小车10’通过圆坯输送链11’与环形加热炉12’的入口连接，环形加热炉12’的出口通过圆坯输送链13’依次与圆坯定心装置14’、穿孔机15’、轧管机及下道工序设备相连。
现有热轧钢管的制造方法，其为冷装方法，配合图1和图2所示，其包括步骤：炼钢，将炼好的钢水进行炉外精炼；在圆坯连铸机1’上将精炼后的钢水浇铸成连铸圆坯，并用火焰枪在连铸机生产线上将连铸圆坯切成倍尺长度(即火焰切倍尺)，此时连铸圆坯的温度约900-1000℃，为热连铸圆坯；接着，使所有的热连铸圆坯进入圆坯冷却台架3’以进行圆坯冷却，使圆坯冷却到常温(约20℃)，形成常温的冷连铸圆坯，将常温的冷连铸圆坯入圆坯库5’存放。在热轧无缝钢管生产时，常温的冷连铸圆坯则进台架运输，即，冷连铸圆坯先被吊运到圆坯上料台架6’，经圆坯输送链7’被输送到倍尺坯锯前分配小车8’上，以将冷连铸圆坯运送到圆坯锯9’，以进行冷锯切定尺，待锯切成定尺长度，然后借助定尺坯锯后分配小车10’将冷连铸圆坯输送到圆坯输送链11’上，接着装入环形加热炉12’内，由常温加热到1250-1280℃，出炉后通过圆坯输送链13’依次与圆坯定心装置14’和穿孔机15’及轧管机而被热定心、穿孔、轧管；接着进入下道工序。
从上述描述可以看到，连铸圆坯在火焰切倍尺后，即热连铸圆坯的温度为约900-1000℃，接着所有的热连铸圆坯被冷却至常温，也就是说，热连铸圆坯的热量完全没有利用，白白浪费掉。
发明内容
本发明的目的是，提供一种热轧钢管连铸圆坯热装方法，其能充分利用热连铸圆坯的热量，节省大量燃料；同时减少设备和厂房，降低建厂投资和设备维护费用。
本发明的另一目的是，提供一种热轧钢管连铸圆坯热装系统，其能充分利用热连铸圆坯的热量，节省大量燃料；同时减少设备和厂房，降低建厂投资和设备维护费用。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
一种热轧钢管连铸圆坯热装方法，其包括下述步骤：
步骤一，精炼后的钢水浇铸成连铸圆坯；
步骤二，用火焰枪在连铸圆坯生产线上将连铸圆坯切成倍尺长度，而成热连铸圆坯；
步骤三，倍尺长度的热连铸圆坯至少具有两个流向，第一部分热连铸圆坯通过第一圆坯输送辊道进入圆坯保温装置保温后，输送到预热炉预热或保温，接着通过第二圆坯输送辊道送到高温炉加热；第二部分热连铸圆坯通过第二圆坯输送辊道直接送到高温炉加热；
步骤四，将送到高温炉加热的热连铸圆坯通过热锯设备，热锯切成定尺长度；
步骤五，将热锯切成定尺长度的连铸圆坯送去热定心、穿孔、轧管；接着进入下道工序。
在优选的实施方式中，上述步骤三中，还包括，切成倍尺长度的热连铸圆坯中还具有第三个流向，第三部分热连铸圆坯通过圆坯冷却台架被冷却到常温，形成冷连铸圆坯。
在优选的实施方式中，所述冷连铸圆坯从圆坯上料台架被送到所述预热炉中预热，再送到所述高温炉加热。
在优选的实施方式中，上述步骤三中，所述预热炉为步进梁式预热炉，所述高温炉为步进梁式高温炉。
在优选的实施方式中，上述步骤三中，第一部分热连铸圆坯通过带保温罩的圆坯运输台架和第一圆坯输送辊道，被直接送到圆坯保温装置中保温，此时热连铸圆坯的温度约为800℃，再进入预热炉中预热或保温，以使热连铸圆坯维持在800℃的温度，之后热连铸圆坯再通过带保温罩的第二圆坯输送辊道进入高温炉被加热到1250-1280℃；第二部分热连铸圆坯通过带保温罩的圆坯运输台架和第二圆坯输送辊道而直接被送到高温炉中，从800℃加热到1250-1280℃。
在优选的实施方式中，上述步骤四中，热连铸圆坯通过回转热锯机进行热锯，以将热连铸圆坯锯成定尺长度。
本发明还提出了一种热轧钢管连铸圆坯热装系统，其包括圆坯连铸机，在圆坯连铸机的一端设有圆坯运输台架，其中，圆坯运输台架分别连接着平行设置的第一圆坯输送辊道和第二圆坯输送辊道，第一圆坯输送辊道的另一端依次连接着圆坯保温装置和预热炉，第二圆坯输送辊道的另一端连接着高温炉，预热炉的圆坯出口端与第二圆坯输送辊道相连接；高温炉依次与热锯设备，圆坯定心装置，穿孔机和连轧管机及下道工序设备相连接。
在优选的实施方式中，在所述第一圆坯输送辊道上，在圆坯运输台架和圆坯保温装置之间的位置上，连接着圆坯冷却台架；所述预热炉的入口一侧设有圆坯上料台架；所述圆坯冷却台架的出口端设有圆坯收集台架。
在优选的实施方式中，所述预热炉为步进梁式预热炉，所述高温炉为步进梁式高温炉；所述热锯设备为回转热锯机。
在优选的实施方式中，所述圆坯运输台架，第一、二圆坯输送辊道上均设有保温罩。
本发明实施例的热装系统和方法的特点和优点是：
切成倍尺长度的热连铸圆坯至少具有两个流向，第一部分的热连铸圆坯从保温装置最终进入高温炉加热，第二部分的热连铸圆坯直接进入高温炉加热，二者均减少和取消了现有相关技术中冷连铸圆坯入圆坯库，冷圆坯上料，台架运输，冷锯切定尺，环形炉加热这些工艺步骤，节省燃料。
而现有技术中的热连铸圆坯的热量完全没有利用，直接被冷却到常温，形成冷连铸圆坯，在使用时，冷连铸圆坯在环形炉中从常温加热到1250-1280℃，使得热连铸圆坯的热量完全没有被利用，从而浪费能源，不利于环保；相对于此，本发明实施例充分利用了热连铸圆坯的热量，节省了大量燃料；同时减少设备和厂房，降低建厂投资和设备维护费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的热轧钢管连铸圆坯冷装系统的平面布置示意图；
图2是现有的热轧钢管连铸圆坯冷装方法的流程示意图；
图3是本发明的热轧钢管连铸圆坯热装系统的平面布置示意图；
图4是本发明的热轧钢管连铸圆坯热装方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图3所示，本发明实施例的热轧钢管连铸圆坯热装系统，其包括圆坯连铸机1，在圆坯连铸机1的一端设有圆坯运输台架2，圆坯运输台架2分别连接着平行设置的第一圆坯输送辊道31和第二圆坯输送辊道32，第一圆坯输送辊道31的另一端连接着预热炉5，第二圆坯输送辊道32的另一端连接着高温炉6，预热炉5的圆坯出口端与第二圆坯输送辊道32相连接，也就是说，热连铸圆坯从圆坯运输台架2出来后分为两个流向，一路通过第一圆坯输送辊道31进入预热炉5，接着从第二圆坯输送辊道32进入高温炉6加热；另一路通过第二圆坯输送辊道32直接进入高温炉6加热；高温炉6则依次与热锯设备7，圆坯定心装置8，穿孔机9和连轧管机相连接，使得从高温炉6出来的热连铸圆坯在热状态下依次进行热锯切定尺，定心，穿孔，轧管。
在本发明的一个实施方式中，在圆坯运输台架2与预热炉5之间还连接着圆坯保温装置4，以作为圆坯进入预热炉5之前的过渡装置。
在所述第一圆坯输送辊道31上，在圆坯运输台架2和圆坯保温装置4之间的位置上，连接着圆坯冷却台架10，使得一部分热连铸圆坯通过第一圆坯输送辊道31可进入圆坯冷却台架10进行冷却到常温，形成冷连铸圆坯；所述预热炉5的入口一侧设有圆坯上料台架51，以便冷连铸圆坯可从圆坯上料台架51进入预热炉5进行预热处理。
所述预热炉5为步进梁式预热炉，所述高温炉6为步进梁式高温炉；所述热锯设备7为回转热锯机。
所述圆坯冷却台架10的出口端设有圆坯收集台架11，以将冷却到常温的冷连铸圆坯收集在圆坯收集台架11上，以便入圆坯库储存。
其中，上述连铸圆坯热装方法对140～460等各种规格的连轧管机是适用的，而对其它规格的连轧管机和其它类型某种轧管机，要根据具体条件再研究是否适用。
参见图4所示，本发明实施例的热轧钢管连铸圆坯热装方法，其包括：
步骤一，形成连铸圆坯。其中，形成连铸圆坯的步骤可包括：炼钢，例如在超高功率电炉中进行炼钢，将炼好的钢水进行炉外精炼，在圆坯连铸机1上将精炼后的钢水浇铸成连铸圆坯。
步骤二，将连铸圆坯用火焰切成倍尺长度，而成热连铸圆坯。具体是，用火焰枪在连铸机生产线上将连铸圆坯切成所需的倍尺长度，火焰切断前连铸圆坯温度大约为1200℃，切成倍尺长度的连铸圆坯的温度约900-1000℃，为热连铸圆坯。
步骤三，切成倍尺长度的热连铸圆坯至少具有两个流向，第一部分热连铸圆坯通过第一圆坯输送辊道31进入预热炉5预热或保温，接着送到高温炉6加热；第二部分热连铸圆坯，其可通过带保温罩的圆坯运输台架2和第二圆坯输送辊道32而直接被送到高温炉中，从约800℃加热到1250-1280℃。第一和第二部分热连铸圆坯占热连铸圆坯总量的大部分(例如约78％左右)。
进一步而言，第一部分热连铸圆坯可通过第一圆坯输送辊道31先进入圆坯保温装置4保温后，再输送到预热炉5预热或保温。
具体来说，第一部分热连铸圆坯可通过带保温罩的圆坯运输台架2和第一圆坯输送辊道31，被直接送到圆坯保温装置4中保温，此时热连铸圆坯的温度约为800℃，再进入预热炉5(例如为步进梁式预热炉)中预热或保温，以使热连铸圆坯维持在大约800℃的温度，之后热连铸圆坯则可通过第二圆坯输送辊道32再进入高温炉6(例如为步进梁式高温炉)中被加热到1250-1280℃，热连铸圆坯在高温炉中被加热的温度可视生产计划的需要而定；而保温装置及保温罩均可使热状态下的连铸圆坯减少热量损失。
上述切成倍尺长度的热连铸圆坯具有两个流向的情况，是适应于轧机小时产量大于、基本相等和小于连铸机小时产量的情况。
而在轧机小时产量与连铸机小时产量不相等的情况下：根据生产计划，当轧机小时产量小于连铸机小时产量或轧机停机(其小时产量为0)而连铸机继续生产时，此时，切成倍尺长度的部分热连铸圆坯或全部热连铸圆坯还可具有第三个流向，即第三部分热连铸圆坯(例如约占热连铸圆坯总量的22.0％左右)被冷却到常温(约20℃)，形成常温的冷连铸圆坯，并入圆坯库；第三部分热连铸圆坯可经第一圆坯输送辊道31进入圆坯冷却台架10而被冷却到常温，接着通过圆坯收集台架11而存放在圆坯库中；根据生产计划，当轧机小时产量大于连铸机小时产量时，第三部分切成倍尺长度的冷连铸圆坯还可被圆坯上料台架51送到所述预热炉5中预热，使之从常温预热到约800℃，接着再送到所述高温炉6加热，使之从约800℃加热到1250-1280℃。
其中，第一部分的热连铸圆坯从圆坯保温装置4最终进入高温炉6加热，第二部分的热连铸圆坯直接进入高温炉6加热，二者均减少和取消了现有技术中冷连铸圆坯入圆坯库，冷圆坯上料，台架运输，冷锯切定尺，环形炉加热这些工艺步骤，节省燃料。
步骤四，将送到高温炉加热的热连铸圆坯通过热锯设备7进行热锯锯定尺。具体是，连铸圆坯在高温炉中加热到1250-1280℃，出炉后要用锯断设备在热状态下将它锯切成穿孔机要求的定尺长度，为减少连铸圆坯的温度降和满足穿孔机生产能力要求，此切断设备必须切断速度快，切断质量好，例如可为回转热锯机，后一根定尺长度热连铸圆坯可以返回到高温炉6中保温。
步骤五，将热锯锯成定尺长度的连铸圆坯送去热定心、穿孔、轧管，即将具有定尺长度的热连铸圆坯在热状态下进行定心、穿孔和轧管，具体是，可通过圆坯定心装置12使连铸圆坯进行定心，可通过穿孔机使连铸圆坯穿孔成毛管，可通过轧管机将毛管轧制成荒管；接着进入下道工序，下道工序已为本领域技术人员所熟知，例如荒管再加热后或不加热，进入张力减径机或定径机轧制成倍尺钢管，倍尺钢管冷却到常温后，锯切成定尺长度钢管，经矫直、铣头倒棱、无损探伤等工序，成为成品钢管。故不再详细说明。
在上述步骤三中，采用步骤梁式炉加热热连铸圆坯，具有下述特点和优点：
1、步进梁式炉可以加热倍尺长度的连铸圆坯，而图1所示的工艺流程中，其采用环形炉来加热经过冷锯切定尺的冷连铸圆坯，即，环形炉对倍尺长度的连铸圆坯进行加热是不适用的；
2、步进梁式炉单位炉底面积应力(产量)约500kG/m2h，而环形炉单位炉底面积应力(产量)约300kG/m2h，也就是说，在连铸圆坯加热起始温度和加热小时产量相同条件下，步进梁式炉的炉底面积是环形炉的约60％，因此步进梁式炉的投资比环形炉的低；
3、为了真正达到节省燃料的目的，要有两座(一座高温炉，一座预热炉)步进梁式炉，两座步进梁式炉便于布置，占地面积小，节省厂房；
4、连铸圆坯在步进梁式炉中加热时，连铸圆坯四面受热，加热温度均匀；而环形炉在加热圆坯时，底面有一长条面积和炉底接触不受热，加热温度均匀性差一些；
5、在步进梁式炉内连铸圆坯的间距是相同的，环形炉装、出料机的夹角为12-15度，在环形炉内连铸圆坯长度方向的间距是不同的，炉底面积利用率底，燃料消耗比步进梁式炉高约10％。
在上述步骤四中，采用回转热锯机的特点和优点是：
1、切断时间短。
2、切割钢坯断面范围大。该机可切割最大直径约500mm的连铸圆坯，还可切割钢管、型钢、大型工槽钢、圆钢及连铸圆坯等。
3、其锯片使用寿命长。由于锯片的锯齿形状特殊，并进行了热处理，锯齿可重复修磨，反复使用，切割时锯片升温低，使用寿命长。
4、锯切噪音小。该机锯切时产生噪音时间很短，同时锯片和回转部分有防护罩，可有效减小噪音和防止锯屑飞溅。
5、更换锯片很方便。防护罩上有一个门作更换锯片用，在罩内更换锯片十分方便，和在生产线外更换锯片一样快。由于没有往复式锯机那样的滑座，锯片送进机构简单，修理费用也低。
6、电耗低。锯切相同断面钢材的电耗，比传统热锯机减少1/2-2/3，这是由于增加金属切屑厚度而减少它的切断功。
本发明实施例的热轧钢管连铸圆坯热装系统及其方法，具有如下特点和优点：
1、其能节省能源，降低能耗的方面包括二部分：即连铸圆坯热装后节省加热能耗，和由于机械设备数量减少以及设备运行时间缩短而降低能耗。
2、现有技术中，连铸圆坯100％冷装的轧管机组采用环形加热炉加热圆坯，从室温加热到1250-1280℃；本发明实施例中，采用步进炉加热圆坯，约占连铸圆坯总量78％左右的热连铸圆坯，其热装温度为约800℃，加热到1250-1280℃，从而使得连铸圆坯加热节省能耗。
3、减少轧管系统连铸圆坯的运输、锯断设备，节省能耗。
4、减少连铸圆坯氧化铁皮损失，提高金属收得率：现有相关技术中，连铸圆坯采用冷装，连铸圆坯温度从约800℃冷却到常温，会产生大量的氧化铁皮量；而本实施例中，采用热装后，仅有一小部分的热连铸圆坯(约占连铸圆坯总量22％左右)温度从约800℃冷却到常温，其氧化铁皮量大大减少。
5、节省设备投资。
6、减少二氧化碳排放量。
7、其各设备的平面布局更加紧凑。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种热轧钢管连铸圆坯热装方法，其特征在于，其包括下述步骤：
步骤一，精炼后的钢水浇铸成连铸圆坯；
步骤二，用火焰枪在连铸圆坯生产线上将连铸圆坯切成倍尺长度，而成热连铸圆坯；
步骤三，倍尺长度的热连铸圆坯至少具有两个流向，第一部分热连铸圆坯通过第一圆坯输送辊道(31)进入预热炉(5)预热或保温，接着通过第二圆坯输送辊道(32)送到高温炉(6)加热；第二部分热连铸圆坯通过第二圆坯输送辊道(32)直接送到高温炉(6)加热；
步骤四，将送到高温炉(6)加热的热连铸圆坯通过热锯设备(7)，热锯切成定尺长度；
步骤五，将热锯切成定尺长度的连铸圆坯送去热定心、穿孔、轧管；接着进入下道工序。
2.根据权利要求1所述的热轧钢管连铸圆坯热装方法，其特征在于，上述步骤三中，还包括，切成倍尺长度的热连铸圆坯中还具有第三个流向，第三部分热连铸圆坯通过圆坯冷却台架(10)被冷却到常温，形成冷连铸圆坯。
3.根据权利要求2所述的热轧钢管连铸圆坯热装方法，其特征在于，上述第一部分热连铸圆坯通过所述第一圆坯输送辊道(31)先进入圆坯保温装置(4)保温后，再输送到所述预热炉(5)预热或保温。
4.根据权利要求3所述的热轧钢管连铸圆坯热装方法，其特征在于，所述冷连铸圆坯从圆坯上料台架(51)被送到所述预热炉(5)中预热，再送到所述高温炉(6)加热。
5.根据权利要求4所述的热轧钢管连铸圆坯热装方法，其特征在于，上述步骤三中，所述预热炉(5)为步进梁式预热炉，所述高温炉(6)为步进梁式高温炉；上述步骤四中，热连铸圆坯通过回转热锯机进行热锯，以将热连铸圆坯锯成定尺长度。
6.根据权利要求5所述的热轧钢管连铸圆坯热装方法，其特征在于，上述步骤三中，第一部分热连铸圆坯通过带保温罩的圆坯运输台架(2)和第一圆坯输送辊道(31)，被直接送到圆坯保温装置(4)中保温，此时热连铸圆坯的温度约为800℃，再进入预热炉(5)中预热或保温，以使热连铸圆坯维持在800℃的温度，之后热连铸圆坯再通过带保温罩的第二圆坯输送辊道(32)进入高温炉(6)被加热到1250-1280℃；第二部分热连铸圆坯通过带保温罩的圆坯运输台架(2)和第二圆坯输送辊道(32)而直接被送到高温炉中，从800℃加热到1250-1280℃。
7.一种热轧钢管连铸圆坯热装系统，其包括圆坯连铸机(1)，在圆坯连铸机(1)的一端设有圆坯运输台架(2)，其特征在于，圆坯运输台架(2)分别连接着平行设置的第一圆坯输送辊道(31)和第二圆坯输送辊道(32)，第一圆坯输送辊道(31)的另一端连接着预热炉(5)，第二圆坯输送辊道(32)的另一端连接着高温炉(6)，预热炉(5)的圆坯出口端与第二圆坯输送辊道(32)相连接；高温炉(6)依次与热锯设备(7)，圆坯定心装置(8)，穿孔机(9)和连轧管机相连接。
8.根据权利要求7所述的热轧钢管连铸圆坯热装系统，其特征在于，在所述圆坯运输台架(2)与预热炉(5)之间还连接着圆坯保温装置(4)。
9.根据权利要求8所述的热轧钢管连铸圆坯热装系统，其特征在于，在所述第一圆坯输送辊道(31)上，在圆坯运输台架(2)和圆坯保温装置(4)之间的位置上，连接着圆坯冷却台架(10)；所述预热炉(5)的入口一侧设有冷圆坯上料台架(51)；所述圆坯冷却台架(10)的出口端设有冷圆坯收集台架(11)。
10.根据权利要求9所述的热轧钢管连铸圆坯热装系统，其特征在于，所述预热炉(5)为步进梁式预热炉，所述高温炉(6)为步进梁式高温炉；所述热锯设备(7)为回转热锯机；所述圆坯运输台架(2)，第一、二圆坯输送辊道(31、32)上均设有保温罩。
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