CN102626712B - 不锈螺纹钢的轧制设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈螺纹钢的轧制设备及方法,该不锈螺纹钢的轧制设备,包括高速线材轧制生产线(1)和棒材轧制生产线(2),高速线材轧制生产线(1)包括顺次设置的开坯轧机(11)、粗轧机组(12)、中轧机组(13)和预精轧机(14),其中,高速线材轧制生产线(1)和棒材轧制生产线(2)并行设置,高速线材轧制生产线(1)中的粗轧机组(12)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间设置有用于输送轧件的斜辊道(5),中轧机组(13)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间设置有用于输送轧件的斜过管(4),预精轧机(14)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间设置有用于输送轧件的弧形围盘(3)。
Description
技术领域
本发明涉及一种轧制螺纹钢的设备,尤其涉及一种轧制不锈螺纹钢的设备,以及运用该设备轧制不锈螺纹钢的方法。
背景技术
不锈钢钢筋混凝土具有如下特点:(1)很强的抗腐蚀能力,能大大降低结构在整个服役期内的造价,延长结构使用寿命;(2)良好的抗磁穿透性能(适于敏感电子厂房、军事工程等);(3)自我修复功能;(4)可以减小混凝土保护层厚度;(5)在高温和低温下具有良好的力学性能;(6)易于装配、安装,强度、可焊性和塑性更高等。
目前大量用于普通钢筋混凝土结构中的是碳素钢筋,其致命弱点是抗锈蚀能力差,在腐蚀环境下极易被锈蚀,导致结构的性能退化,严重缩短了结构的服务寿命。钢筋锈蚀已给现有的建筑物造成了巨大损失。近年来,不锈钢钢筋以其优良的耐腐蚀特性,长久的使用寿命以及良好的机械性能,越来越受到重点建筑行业的青睐,有效地改善了结构的耐久性、减少了维修费用、延长了结构的使用寿命,在国外桥梁、港口及建筑工程中得到了迅速的发展和应用。美国、英国已将其列入钢筋混凝土用钢筋之列,并在一些处于高腐蚀地区且设计使用寿命在100年以上的结构中得到了应用。
现在世界上许多近海工程和建筑、跨海大桥、寿命在百年以上的工程建筑等,为了保证使用寿命和耐腐蚀性,都在使用不锈钢螺纹钢筋,以取代碳钢的3级和4级的螺纹钢筋。但目前国际上可以生产Φ28mm以上不锈带肋钢筋的只有3家,且生产过程繁琐、生产效率低,远远无法满足市场的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作方便、结构简单、生产灵活的不锈螺纹钢的轧制设备及方法。
本发明的一种不锈螺纹钢的轧制设备及方法的具体技术方案为:
一种不锈螺纹钢的轧制设备,包括高速线材轧制生产线和棒材轧制生产线,高速线材轧制生产线包括顺次设置的开坯轧机、粗轧机组、中轧机组和预精轧机,其中,高速线材轧制生产线和棒材轧制生产线并行设置,高速线材轧制生产线中的粗轧机组的出口与棒材轧制生产线的辊道之间设置有用于输送轧件的斜辊道,中轧机组的出口与棒材轧制生产线的辊道之间设置有用于输送轧件的斜过管,预精轧机的出口与棒材轧制生产线的辊道之间设置有用于输送轧件的弧形围盘。
其中,中轧机组的出口与棒材轧制生产线的辊道之间的斜过管上设置有第一水冷装置。
其中,棒材轧制生产线上对应围盘和斜辊道的出成品方向设置有第二水冷装置。
其中,高速线材轧制生产线的开坯轧机后设置有分段剪。
其中,棒材轧制生产线的尾端设置有集料槽,集料槽的前面设置有液压成品剪。
一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用上述的轧制设备,其中,包括下列步骤:坯料由高速线材轧制生产线轧制;经高速线材轧制生产线上的水冷段水冷和吐丝后喷水冷却;出成品。
一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用上述的轧制设备,其中,包括下列步骤:坯料由高速线材轧制生产线轧制;通过设置在预精轧机的出口与棒材轧制生产线的辊道之间的围盘将半成品送入棒材轧制生产线的辊道;经设置在棒材轧制生产线上的第二水冷装置水冷;出成品。
一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用上述的轧制设备,其中,包括下列步骤:坯料由高速线材轧制生产线轧制;通过设置在中轧机组的出口与棒材轧制生产线的辊道之间的斜过管将半成品送入棒材轧制生产线的辊道;同时经斜过管上设置的第一水冷装置冷却;出成品。
一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用上述的轧制设备,其中,包括下列步骤:坯料由高速线材轧制生产线轧制;通过设置在粗轧机组的出口与棒材轧制生产线的辊道之间的斜辊道将半成品送入棒材轧制生产线的辊道;经设置在棒材轧制生产线上的第二水冷装置水冷;出成品。
一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用上述的轧制设备,其中,包括下列步骤:坯料由棒材轧制生产线轧制;经设置在棒材轧制生产线上的第二水冷装置水冷;出成品。
本发明的一种不锈螺纹钢的轧制设备及方法的优点在于:
1、利用现有的棒线材生产线,经过简单的改造,可以生产出系列的不锈螺纹钢,尺寸精度、肋牙形状均达到了标准的要求;
2、通过在轧后的辊道上安装水冷装置,实现了在线的固溶和控制冷却,达到了机械性能和抗腐蚀性能的要求;
3、该生产线即可以生产Φ6~18的不锈螺纹钢盘条,又可以生产Φ18~50的不锈螺纹钢直条,规格齐全,生产灵活。
本发明的不锈螺纹钢的轧制设备及方法可以带来国内不锈钢筋应用观念的转换,促进不锈钢筋在中石化、核电、军工等高端行业的应用。本发明不锈螺纹钢的开发为国内不锈钢产品的大家族中增添了新的成员,增加了新的品种,可以取代不锈螺纹钢的进口,实现国产化。
附图说明
图1为本发明的不锈螺纹钢轧制设备的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明的一种不锈螺纹钢的轧制设备及方法做进一步详细的描述。
目前国内不锈螺纹钢的规格和技术要求为:
根据带肋钢筋国家标准GB1499.2-2007中的规格序列,带肋钢筋有如下15个规格:
Φ6 Φ8 Φ10 Φ12 Φ14 Φ16 Φ18 Φ20
Φ22 Φ25 Φ28 Φ32 Φ36 Φ40 Φ50
根据Q/太新046-2010《混凝土用热轧不锈钢钢筋技术条件》的要求,不锈螺纹钢的牌号、质量等级和机械性能有如下的规定。
热轧带肋钢筋尺寸应符合下表(GB1499.2-2007)的规定:
通常轧制生产的螺纹钢都是指HPB235、HRB335、HRB400及HRB500的碳钢螺纹钢;而本发明是轧制生产不锈螺纹钢的方法,与碳钢螺纹钢的生产工艺有很大的区别。
本发明的不锈螺纹钢轧制设备的具体结构为:由并行设置的高速线材轧制生产线1和棒材轧制生产线2组成,其中,高速线材轧制生产线1可包括顺次设置的开坯轧机11、粗轧机组12、中轧机组13及预精轧机14等轧制机组。
当然,本发明的不锈螺纹钢轧制设备中的高速线材轧制生产线1和棒材轧制生产线2可采用本领域中现有的设置形式及操作方式,为清楚的凸显本发明的创新之处,说明书中省略了对其他辅助组件的描述,如精轧机组15、切头剪16等,本领域的普通技术人员应结合现有技术来理解本申请的整体技术方案。
下面将结合不锈螺纹钢的具体轧制方法来进一步说明本发明的轧制设备的组成结构:
1、不锈螺纹钢的轧制方案
本发明中的坯料可采用初轧坯或连铸坯。其中,初轧坯规格可采用175×215×3000-3500mm,连铸坯可采用220×220×3000-3500mm。
(1)轧制Φ6-18盘条(可根据需要,矫直后供直条)
由高速线材轧制生产线1轧制,根据需轧制的不锈螺纹钢的具体规格,更换带肋牙的成品辊环。成品和成品前架的辊缝值按下表设定:
控冷工艺见表
(2)轧制Φ18-25直条
由高速线材轧制生产线1的预精轧机14出半成品,在预精轧机14出口与棒材轧制生产线2的辊道之间,设置一个弧形的围盘3,通过围盘3将成品送入棒材轧制生产线2的辊道。
(3)轧制Φ28-40直条
由高速线材轧制生产线1的中轧机组13出半成品,中轧机组13后面安装带有第一水冷装置41的斜过管4,通过斜过管4将成品送入棒材轧制生产线2的辊道。
(4)轧制Φ50直条
由高速线材轧制生产线1的粗轧机组12出成品,粗轧机组12后面安装有斜辊道5,通过斜辊道5将成品送入棒材轧制生产线2的辊道。
(5)轧制Φ18的盘条或直条
既可由高速线材轧制生产线1轧制,也可由棒材轧制生产线2轧制,根据具体情况决定。
典型不锈螺纹钢规格的轧制参数见下表:
2、不锈螺纹钢的轧制长度及半成品分段方式
由于受轧机管坯辊道长度的影响,开坯轧机11轧出的Φ85圆钢,需分段轧制。故本发明中在开坯轧机11的后面,具体可在保温辊道(图中未示)处设置一台液压分段剪17,按成品倍尺把Φ85圆钢剪切成所需长度,然后分段轧制。
不锈螺纹钢的轧制长度及半成品分段情况见下表:
3、不锈螺纹钢轧制的在线水冷处理
由于双相钢冷却过程中,要求快速冷却通过900-950℃(σ相析出温度),需增加快速冷却装置,故本发明中在管坯辊道上增设了穿水冷却装置,具体为:
(1)Φ6-18盘条可经高速线材轧制生产线1上的水冷段水冷和吐丝后喷水(图中未示),冷却至400℃以下;
(2)Φ18-25从预精轧机14后的围盘3输送到棒材轧制生产线2的辊道后,可由设置在棒材轧制生产线2上的第二水冷装置23水冷;
(3)Φ28-40出中轧机组13后,通过斜过管4进入棒材轧制生产线2的辊道;斜过管4上设置的第一水冷装置41可对其进行冷却;
(4)Φ50出粗轧机组12后,通过斜辊道5进入棒材轧制生产线2的辊道;可以通过设置在棒材轧制生产线2上的第二水冷装置23水冷;
(5)直条规格<Φ28的,优选用内径Φ50的水冷管;直条规格≧Φ28的,优选用内径Φ90的水冷管。
4、不锈螺纹钢轧制的成品剪切
在棒材轧制生产线2上,设置一台液压成品剪22,液压成品剪22优选位于定尺机(图中未示)后,可将成品按9m或12m的定尺进行剪切,并由设置在液压成品剪22后的集料槽21进行收集、打捆。
应用本发明的不锈螺纹钢的轧制设备及方法,轧制出的不锈螺纹钢的尺寸精度、肋牙形状、机械性能和抗腐蚀性能等均达到了标准的要求;抗腐蚀性能:晶间腐蚀检验均完好。
下面结合具体轧制实例对本发明的不锈螺纹钢的轧制过程进行说明,以便更好的理解本发明:
1、轧制Φ32和Φ28不锈螺纹钢
采用Φ80mm规格的2205双相钢小料进行轧制,未经过开坯轧机11直接从中轧机组13喂入。均热段的炉温按1230-1240℃控制,轧制速度设定为1.89m/s,辊道速度设定为1.9m/s。轧制参数按下表进行调整:
轧制当中为了防止温降过快而产生裂纹,可减小粗中轧轧辊的冷却水量(头部最好不通冷却水)。
轧成的Φ32和Φ28的螺纹钢,其长度分别长约25米和32米;通过斜过管4将其导入到棒材轧制生产线2的辊道上。成品按6米长度切割,单独打捆并标识钢种、规格。
另外,为达到更好的轧制效果,轧制Φ32和Φ28不锈螺纹钢时,轧机孔型的尺寸优选采用下列数值:
轧Φ32时,将第6架的孔型尺寸设为42*45,防止料型过充满。此外,将第7架的孔型尺寸也做了修改,设为26*56;轧Φ28时,1-5架料型仍然和Φ32的一样,只是从6架开始变小。
孔型修改后,各道次的料型尺寸要求如下:
Φ32
Φ28
2、轧制Φ14不锈螺纹钢盘条
轧制Φ14的铁素体、双相钢不锈螺纹钢,试验的钢种有TCBS、TCS和的2205。按现行Φ14螺纹钢的轧制工艺执行。TCBS、TCS的控冷工艺为:粗轧咬入温度900-950度;精轧前投入冷却水,精轧咬入温度850-880度;精轧后水冷段投1-2个水嘴,吐丝温度目标850-880度;保温罩全开;2#、3#风机开,风量50%;6#、9#风机开。
3、大生产条件下轧制Φ28和Φ32不锈螺纹钢筋
使用220*220的正常坯料。由于轧出的成品长度约200余米,后部的辊道长度有限,只能放下100余米的成品长度,因此在开坯轧机11和粗轧机组12之间安装了斜刃剪,用于对28米长的Φ80的半成品进行分段。在成品收集辊道上安装了成品冷剪,用于成品的剪切。
为了对轧出的成品进行及时的穿水冷却,在中轧机组13和棒材轧制生产线2的辊道之间的斜过管4上安装了第一冷却装置41。该装置共分为5组,由于空间限制,3套长1.67mm水冷装置和2套长1.2mm的水冷装置。每段可降低双相不锈螺纹钢温度150℃。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述,但是应该理解的是,这里具体的描述,不应理解为对本发明的实质和范围的限定,本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改,都属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种不锈螺纹钢的轧制设备,包括高速线材轧制生产线(1)和棒材轧制生产线(2),高速线材轧制生产线(1)包括顺次设置的开坯轧机(11)、粗轧机组(12)、中轧机组(13)和预精轧机(14),其特征在于,高速线材轧制生产线(1)和棒材轧制生产线(2)并行设置,高速线材轧制生产线(1)中的粗轧机组(12)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间设置有用于输送轧件的斜辊道(5),中轧机组(13)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间设置有用于输送轧件的斜过管(4),预精轧机(14)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间设置有用于输送轧件的弧形围盘(3)。
2.根据权利要求1所述的不锈螺纹钢的轧制设备,其特征在于,中轧机组(13)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间的斜过管(4)上设置有第一水冷装置(41)。
3.根据权利要求1所述的不锈螺纹钢的轧制设备,其特征在于,棒材轧制生产线(2)上对应围盘(3)和斜辊道(5)的出成品方向设置有第二水冷装置(23)。
4.根据权利要求1所述的不锈螺纹钢的轧制设备,其特征在于,高速线材轧制生产线(1)的开坯轧机(11)后设置有分段剪(17)。
5.根据权利要求1所述的不锈螺纹钢的轧制设备,其特征在于,棒材轧制生产线(2)的尾端设置有集料槽(21),集料槽(21)的前面设置有液压成品剪(22)。
6.一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用权利要求1中所述的轧制设备,其特征在于,包括下列步骤:
坯料由高速线材轧制生产线(1)轧制;
经高速线材轧制生产线(1)上的水冷段水冷和吐丝后喷水冷却;
出成品。
7.一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用权利要求1中所述的轧制设备,其特征在于,包括下列步骤:
坯料由高速线材轧制生产线(1)的预精轧机(14)轧制;
通过设置在预精轧机(14)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间的围盘(3)将半成品送入棒材轧制生产线(2)的辊道;
经设置在棒材轧制生产线(2)上的第二水冷装置(23)水冷;
出成品。
8.一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用权利要求1中所述的轧制设备,其特征在于,包括下列步骤:
坯料由高速线材轧制生产线(1)的中轧机组(13)轧制;
通过设置在中轧机组(13)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间的斜过管(4)将半成品送入棒材轧制生产线(2)的辊道;
同时经斜过管(4)上设置的第一水冷装置(41)冷却;
出成品。
9.一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用权利要求1中所述的轧制设备,其特征在于,包括下列步骤:
坯料由高速线材轧制生产线(1)的粗轧机组(12)轧制;
通过设置在粗轧机组(12)的出口与棒材轧制生产线(2)的辊道之间的斜辊道(5)将半成品送入棒材轧制生产线(2)的辊道;
经设置在棒材轧制生产线(2)上的第二水冷装置(23)水冷;
出成品。
10.一种不锈螺纹钢的轧制方法,应用权利要求1中所述的轧制设备,其特征在于,包括下列步骤:
坯料由棒材轧制生产线(2)轧制;
经设置在棒材轧制生产线(2)上的第二水冷装置(23)水冷;
出成品。
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