CN102069090A - 超大直径圆钢生产孔型系统及轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超大直径圆钢生产孔型系统及轧制工艺，所述孔型系统是在一对轧辊上设计了三个孔型，即扁六角孔型1、八角孔型2和圆孔型3；所述轧制工艺包括以下步骤：利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为20～90mm/道次；利用八角孔型2轧制经上述步骤轧制形成的坯料，首先用推床将坯料翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为30～85mm/道次；利用圆钢孔型3对经过上述步骤轧制形成的坯料进行精轧，压下量为≤50mm/道次。上述三步骤各道次之间翻转坯料90°。本发明的优点是，只需1台大型型钢轧机，通过一次加热后轧制即可将坯料轧到要求尺寸，生产工艺简单，可生产效率高约5倍，降低生产成本50％，并且该生产工艺可将成材率提高20％。
Description
技术领域
本发明涉及一种超大直径圆钢生产孔型系统及轧制工艺。
背景技术
生产直径大于Φ350mm的大棒材或圆钢，按照传统的生产工艺必须采用锻造方法，而且根据金属材料性能要求，一般都需要两次以上加热后成型，尤其针对有较高性能要求的产品需要遵循以下生产工艺：
压钳把(包括割底、割把、割肩)-倒棱-(滚圆)-镦粗-加热-拔方-八方-加热-拔长(圆)-卡台阶(分段压槽)-拔长-精整、修正-切割。
现有工艺的不足之处在于：通常成材率只有70～75％，生产效率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超大直径圆钢生产孔型系统及轧制工艺，可以有效提高生产效率，降低成本。
本发明提供了一种超大直径圆钢生产孔型系统，在一对轧辊上设计了三个孔型，即扁六角孔型1、八角孔型2和圆孔型3，其中：
扁六角孔型1具有如下关键参数：
孔型总长度L＝D坯(1.2～1.24)；孔型底边长度L1＝(0.52～0.56)L；型槽深度H1＝0.4～0.5D；过度圆弧半径r1＝0.09～0.15D。
八角孔型2具有如下关键参数：边长L2＝0.4～0.5D；过度圆弧半径r2＝0.09～0.15D。
圆孔型3具有如下关键参数：圆弧半径R＝0.5D+4～10mm。其中D坯为八角形钢坯的对角线长度。
所述D为成品圆钢直径。
本发明提供了一种超大直径圆钢轧制工艺，主要包括以下步骤：
第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为20～90mm/道次，各道次之间利用推床翻转坯料90°；
第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为30～85mm/道次，各道次之间利用推床翻转坯料90°。
第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为≤50mm/道次，各道次之间利用推床翻转坯料90°。
随后，按照常规工艺，将热轧成品大棒材钢冷却后并经过矫直、切分、切头尾、修磨工序加工成成品。
本发明的优点在于：使用本发明中超大直径圆钢生产孔型系统及生产工艺，只需1台大型型钢轧机，通过一次加热后轧制即可将坯料轧到要求尺寸，生产工艺简单，可生产效率高约5倍，降低生产成本50％，并且该生产工艺可将成材率提高20％。应用本发明制造超大直径圆钢，可保证钢材的变形充分渗透，有效破碎了金属内部的碳化物和粗大晶粒，保证了材料的韧性和机械性能，同时有利于提高成品的尺寸精度和表面质量。由于孔型的设计合理精确，变形连续性完整，使得轧制后的大棒材直度得以保证。
附图说明
图1是本发明的孔型系统示意图。
图2是本发明的轧制工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一：
本实施例所述为生产Φ660mm超大直径圆钢的孔型设计和轧制工艺，其完整的工艺过程为：钢坯-加热-扁六角孔型1轧制-八角孔型2延伸轧制-成品圆孔型3精轧-矫直-冷却-切分-精整-入库。本实施例中选用对角线长为1010mm的八棱柱形钢坯，钢坯材质为P91，生产圆钢的直径为Φ660mm，使用轧辊直径为1500mm，轧辊转速为15rpm，钢坯的初轧温度为1250℃左右。该轧辊上各孔型设计参见附图1，其相关参数为：
扁六角孔型1：孔型总长度L＝1250mm；孔型底边长度L1＝700mm；型槽深度H1＝330mm；过度圆弧半径r1＝90mm。
八角孔型2：边长L2＝320mm；过度圆弧半径r2＝70mm。
圆孔型3：圆弧半径R＝336mm。
本实施例所述的超大直径圆钢轧制工艺主要包括：
第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为30～70mm/道次，往返轧制每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸约为740×830mm时，完成开坯轧制。
利用第一道次压下剥离了表面的氧化铁皮，使得后续表面质量得以提高，同时由于连续轧制，变形均匀，使得轧制棒材的变形渗透较深，有效破碎了金属内部的碳化物和坯料中的粗大晶粒，保证了材料的韧性和机械性能。
第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为60～80mm/道次，每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸约为665×740时结束本步骤。
由于采用八角孔型和适当的压下量，进一步保证轧制过程中金属充分延伸，变形渗透较深，有效破碎了金属内部的碳化物和坯料中的粗大晶粒，提高了材料的韧性和机械性能，确保轧制后的大棒材的各项机械性能满足市场的质量需求。
第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为≤50mm/道次，每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸为Φ672时结束。
轧制过程中，坯料截面的变形情况大致如附图2所示，图中虚线表示进入相应孔型之前的钢坯截面，剖面线区域表示完成相应步骤时的钢坯截面。
由于孔型设计的合理精确，变形连续性完整，使得轧制后的大棒材直度得以保证，椭圆度大大改善，远远优于传统的锻造成型工艺，可以保证最终产品表面质量和尺寸精度，椭圆度大大改善，远远优于传统的锻造成型工艺。
实施例二：
本实施例所述为生产Φ600mm超大直径圆钢的轧辊设计和轧制工艺，其完整的工艺过程为：钢坯-加热-扁六角孔型1轧制-八角孔型2延伸轧制-成品圆孔型3精轧-矫直-冷却-切分-精整-入库。本实施例中选用对角线长1010mm的八棱柱形钢坯，钢坯材质为P22。本实施例中使用轧辊直径为1500mm，转速为30rpm，钢坯的初轧温度为1250℃左右。该轧辊上各孔型设计参见附图1，其相关参数为：
扁六角孔型1：孔型总长度L＝1212mm；孔型底边长度L1＝630mm；型槽深度H1＝240mm；过度圆弧半径r1＝60mm。
八角孔型2：边长L2＝250mm；过度圆弧半径r2＝60mm。
圆孔型3：圆弧半径R＝304mm。
本实施例所述的轧制工艺主要包括：
第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为20～60mm/道次，每道次间将坯料翻转90°，直至工件断面尺寸约为680×810mm时，完成开坯轧制。
第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为30～70mm/道次，每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸约为602×680mm时，结束本步骤。
第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为≤50mm/道次，每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸为Φ608时结束。
轧制过程中坯料截面的变形情况大致如附图2所示，图中虚线表示进入相应孔型之前的钢坯截面，剖面线区域表示完成相应步骤时的钢坯截面。
实施例三：
本实施例所述为生产Φ350mm超大直径圆钢的轧辊设计和轧制工艺，其完整的工艺过程为：钢坯-加热-扁六角孔型1轧制-八角孔型2延伸轧制-成品圆孔型3精轧-矫直-冷却-切分-精整-入库。本实施例中仍然选用对角线长为1010mm的八棱柱形钢坯，钢坯材质为P22，使用轧辊直径为1500mm，轧辊转速为15rpm，钢坯的初轧温度为1250℃左右。该轧辊上各孔型系统参见附图1，其相关参数为：
扁六角孔型1：孔型总长度L＝1230mm；孔型底边长度L1＝660mm；型槽深度H1＝150mm；过度圆弧半径r1＝35mm。
八角孔型2：边长L2＝150mm；过度圆弧半径r2＝35mm。
圆孔型3：圆弧半径R＝180mm。
本实施例所述的轧制工艺主要包括：
第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为50～90mm/道次，每道次间将坯料翻转90°，直至工件断面尺寸约为410×500mm时，完成开坯轧制。
第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为20～50mm/道次，每道次间将坯料翻转90°，直至工件断面尺寸约为343×425mm时，结束本步骤。
第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为≤50mm/道次，每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸为Φ360时结束。
轧制过程中坯料截面的变形情况大致如附图2所示，图中虚线表示进入相应孔型之前的钢坯截面，剖面线区域表示完成相应步骤时的钢坯截面。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (5)
1.一种超大直径圆钢轧制工艺，其特征在于主要包括以下步骤：
第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为20～90mm/道次，各道次之间翻转坯料90°；
第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为30～85mm/道次，各道次之间翻转坯料90°；
第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为≤50mm/道次，各道次之间利用推床翻转坯料90°。
2.一种超大直径圆钢轧制生产孔型系统，其特征在于：一对轧辊上设计有三个孔型，即扁六角孔型(1)、八角孔型(2)和圆孔型(3)。
3.根据权利要求2所述的超大直径圆钢轧制生产孔型系统，其特征在于：所述的扁六角孔型(1)中，孔型总长度L＝(1.2～1.24)D坯；孔型底边长度L1＝(0.52～0.56)L；型槽深度H1＝0.4～0.5D；过度圆弧半径r1＝0.09～0.15D。
4.根据权利要求2所述的超大直径圆钢轧制生产孔型系统，其特征在于：所述的八角孔型(2)中，边长L2＝0.4～0.5D；过度圆弧半径r2＝0.09～0.15D。
5.根据权利要求2所述的超大直径圆钢轧制生产孔型系统，其特征在于：所述的圆孔型(3)中，圆弧半径R＝0.5D+4～10mm。
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