CN103480649A - 一种直接轧制生产长型材的方法 - Google Patents

Abstract

一种直接轧制生产长型材的方法，属于长型材热轧加工领域。包括：圆钢坯、方钢坯或矩形钢坯连续铸造、液压切断、快速输送、高刚度轧制等工序，优点在于，取消了常规生产使用的加热炉，生产长型材的过程中，降低了轧钢工序能耗，减少了二氧化碳的排放。

Description

一种直接轧制生产长型材的方法

技术领域

本发明属于长型材热轧加工技术领域,特别是涉及一种直接轧制生产长型材的方法，适用于螺纹钢筋、高速线材、圆钢、小型材等钢材的生产。

背景技术

现在使用的常规流程生产长型材流程是钢水经连铸机铸成钢坯、定尺剪切、上冷床（或热装入加热炉）、铸坯库存放、装入加热炉、出炉、除鳞、进入连轧机或半连轧机组轧制。这种常规流程虽然比过去的铸锭开坯、多火成材工艺有了很大的进步，在提高金属成材率、节省能源、提高生产率方面有明显的优越性。但这种流程仍然将成形过程分成两步（连铸和轧制）在两条线上依次完成，特别是在这两个工序之间必须经过加热炉的加热。

意大利DANIELI公司在ABS厂开发一种无头连铸连轧特钢生产流程ECR。主要包括高速连铸机，两个淬火水箱，125m长的辊底隧道式均热炉，17架连轧机，控制冷却，冷床，卷取机等。由于该生产线的品种要求，它也必须有均热炉。

典型的钢材直接轧制生产方式，如：发明专利200510047295.9连铸板坯直接轧制生产取向硅钢带的方法是描述的带钢生产方法；发明专利200910263072.4锌锭直接轧制方法是描述锌板的生产方法；实用新型专利200520090074.5“热轧带材连铸连轧机组传输辊道上的保温罩”描述的是带钢的保温装置。

为了提高劳动生产率、降低能源消耗，在生产长型材时，通过控制铸坯断面形状、连铸机和连轧机的生产工艺等手段，完全有可能实现不使用加热炉、连续的直接轧制生产过程，本发明可以实现这一生产工艺过程。

发明内容

发明的目的在于提供一种直接轧制生产长型材的方法，长型材连铸和连轧过程中不使用加热炉的轧制方法，它能实现长型材连铸和连轧过程的连续生产过程。

本发明的连铸和轧钢衔接工序的生产工艺包括：

连续铸造→钢坯切断→保温输送→高刚度轧制。在工艺中控制的技术参数如下:

（1）圆钢坯、方钢坯或矩形钢坯的连续铸造的浇铸速度为0.5～6m/min，其流数为1～8；它的出坯温度、浇铸速度、生产能力与后接的轧制要求相符。连铸坯输送到除鳞装置之前的表面温度850～1250℃；

（2）为了保持钢坯的表面温度850～1250℃，在保证连铸坯在液芯后面切断的情况下，采用火焰和液压剪的方式切断连铸坯；

（3）采用火焰或液压剪切断的连铸坯，在带有保温罩的辊道上输送，输送速度为0.5～5米/秒；

适合轧制的长型材包括：螺纹钢筋、高速线材、圆钢、小型材等钢材产品。

轧钢机具有较大的轧制温度窗口，适合轧制850～1250℃的圆钢坯、方钢坯或矩形坯，并适合轧制普碳钢、微合金钢、低合金钢和高合金钢。

本发明的技术特点是在连铸机和连轧机上连续完成钢材的成形过程，即在连铸和连轧过程中间取消加热炉，其生产品种的铸坯断面形状要求、连铸机和连轧机的工艺要求如下：

所述铸坯断面形状要求：直径φ50～900mm的圆形和椭圆形、边长50～500mm的矩形或正方形且带有R5～175mm的圆角。

所述连铸机要求能够连续稳定高质量地浇铸上述断面的铸坯，浇铸速度为0.5～6m/min，其流数为1～8；它的出坯温度、浇铸速度、生产能力与后接的轧制要求相符。连铸坯输送到除鳞装置之前的表面温度850～1250℃。

本发明中开轧温度控制，其特点是在连铸机二次冷却控制基础上，根据轧制要求，考虑坯壳的生成时间、铸坯位置、预计开轧时间，对铸坯进行冷却、保温的措施。

上述开轧温度控制的另一个特点是保证铸坯的整体温度场符合轧制要求，这里的关键是温度的均匀。铸坯内部与表面温度的均匀依靠均温、保温的措施达到。铸坯表面各处的温度均匀依靠上述特定的铸坯断面形状来保证。

所述连轧机要求高强度、大轧制力，适应铸坯的温度范围在850～1250℃，开始轧制速度与铸坯连铸速度匹配。开轧温度控制的关键是铸坯温度的均匀，铸坯内部与表面温度的均匀是依靠上述铸坯断面形状来保证，连轧机组后接在线控制冷却机组，冷却速度范围1～200℃/S。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、在连铸和轧钢工序之间取消了加热炉，降低了能源消耗，与传统轧钢工艺相比，轧钢工序能耗降低了30%,减少了二氧化碳的排放。

2、不使用钢坯加热炉，减少了轧钢生产线建设的投资和备件消耗，同时缩短了整个生产线长度约20米。

3、降低了钢材加工时间周期一个小时以上。

4、减少了钢坯加热的烧损，提高长型材生产的成材率0.5%以上。

附图说明

现结合附图对本发明一种直接轧制生产长型材的方法的生产工艺作进一步说明。

图1是本发明生产线布置示意图。其中，连铸中间包和结晶器1、扇形段2、拉矫机3、连铸坯二冷区4、第一段保温罩5、热剪6、第二段保温罩7、除鳞装置8、切头剪9、粗中轧机组10、中间冷却水箱11、碎断剪12、精轧机组13、轧后控制冷却水箱14、定尺剪15、冷床16。

图2为一种连铸坯在进入轧机前的温度分布和凝固状况。

图3为另一种连铸坯在进入轧机前的温度分布和凝固状况。

图2和图3中，t为时间，X为至结晶器距离，T为温度，D为凝壳厚度，Tc是中心温度，Ts是表面温度，Tws是宽表面温度，Tns是窄表面温度，Tco是角部温度，Vc浇铸速度。

具体实施方式

采用本发明所述的一种直接轧制生产长型材的方法，可以连续、高效、低能耗地生产长型材。本实施例采用150×150毫米的30号钢连铸坯，取消连铸坯中间加热炉，节约加热能源折合成电耗为300～400度，其工艺参数和产品的力学性能见表1，实施例说明了本发明所述的方法是可行的，并且所得的钢材质量性能是可靠的。

表1直接轧制生产30号钢的工艺参数和钢材力学性能

下面结合附图进一步描述本发明的具体实施方式。

如图1所示，钢水在连铸中间包和结晶器1中开始凝固，在铸坯在拉矫机3的牵引下，经过扇形段2和连铸坯二冷区4，之后进入第一段保温罩5和第二段保温罩7，进行保温，在这个过程中，连铸坯的温度趋于均匀，为后续的稳定轧制变形提供了基础条件，热剪6用于连铸坯的在线切断，当轧制工序不能正常工作，连铸坯下线时使用，均温后的连铸坯经过除鳞装置8除鳞、切头剪9进行切头后，进入粗中轧机组10进行轧制，中间冷却水箱11用于对经过粗中轧的钢坯进行冷却，以保证中间坯在合适的温度下进入精轧机组13进行轧制，若生产线不能正常工作，用碎断剪12切碎中间坯，经过精轧机组13的钢材具有了成品的外形尺寸，经过轧后控制冷却水箱14进行在线加速冷却，控制钢材的最终力学性能，之后，经过定尺剪15剪切成成品长度，进入冷床16，冷却、收集处理。

除鳞装置前的第一段保温罩5、第二段保温罩7是专为无加热连铸连轧考虑的，这样的配置保证铸坯的温度历程和分布达到图2所示的状况。

图2表示连铸坯在进入轧机前的温度分布和凝固状况。铸坯先经5分钟（24m）强制冷却，再经过3分钟空冷后进入第一保温段，完成凝固。出第一保温段后进行切割等必要的处理，相当于空冷。第25分钟后进入第二保温段，此时铸坯温度中心1120℃、表面1040℃、角部980℃左右，适合开轧。图3与图2相似，但根据铸坯的规格和浇铸速度不同，所需的时间和长度有一定的变化。

Claims (3)

1.一种直接轧制生产长型材的方法，工艺流程包括：连续铸造→钢坯切断→保温输送→高刚度轧制；其特征在于，在工艺中控制的技术参数如下:

（1）圆钢坯、方钢坯或矩形钢坯的连续铸造的浇铸速度为0.5～6m/min，其流数为1～8；连铸坯输送到除鳞装置之前的表面温度为850～1250℃；

（2）保持钢坯的表面温度为850～1250℃，在保证连铸坯在液芯后面切断的情况下，采用火焰或液压剪的方式切断连铸坯；

（3）采用火焰或液压剪切断的连铸坯，在带有保温罩的辊道上输送，输送速度为0.5～5米/秒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，适合直接轧制的长型材包括：螺纹钢筋、高速线材、圆钢、小型材。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，直接轧制的轧钢机具有较大的轧制温度窗口，适合轧制850～1250℃的圆钢坯、方钢坯或矩形坯，并适合轧制普碳钢、微合金钢、低合金钢和高合金钢。

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