CN103801560A - 二辊可逆轧机采用连铸圆坯轧制生产的轧辊装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种二辊可逆轧机采用连铸圆坯轧制生产的轧辊装置及工艺，一对轧辊上设计了四种类型的孔型，过渡孔型、扶持孔型、成品前孔型以及成品孔型。所述轧制工艺利用过渡孔型1轧制连铸圆坯，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；利用扶持孔型继续轧制前面轧出的“鼓”形轧件压下量为40～90mm/道次，得到形状规整的矩形或者方形轧件，轧制完成后翻钢；利用成品前孔型3将轧件轧制成预留压下量和宽展量的矩形或者椭形轧件，压下量为20～90mm/道次，轧制完成后翻钢；最后利用成品孔型轧制一道次，获得尺寸精度高和产品质量好的轧件，方钢或者矩形成品压下量为40～60mm/道次，圆钢的名义压下量为10～40mm/道次。
Description
技术领域
本发明涉及轧钢工艺技术领域，具体涉及一种二辊可逆轧机采用连铸圆坯轧制生产的轧辊装置及工艺。
背景技术
二辊可逆轧机生产大规格方圆钢一般采用钢锭和连铸坯，钢锭生产存在生产效率低，质量差别大，能耗和生产成本高等问题，连铸坯由于连铸机连铸半径的限制，坯料尺寸受限，压缩比达不到要求，生产过程中由于冷却不均匀易出现角部裂纹和成分偏析较严重。采用大断面连铸圆坯轧制可解决上述问题，因而大规格方圆钢生产厂家正掀起一轮采用连铸圆坯的改造风潮。
但是大规格连铸圆坯轧制后，轧件断面形状呈“鼓”形（如图1所示），轧件端部区域较中间部分宽展大呈“铲”形，翻钢后，在二辊可逆轧机上轧制易出现脱方甚至倒钢而轧废，大大影响了成材率，有些钢厂由于孔型设计的问题，其成材率不足40%。而现在的孔型设计为了防止轧件脱方、倒钢的出现，一般采用减少道次压下量的办法，而这又导致粗大铸态组织得不到充分变形，而影响产品的晶粒度和组织结构，最终使产品的质量无法得到保证。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种轧制过程中不倒钢，成材率高、轧制成本低的二辊可逆轧机采用连铸圆坯轧制生产的轧辊装置及工艺。
为达到上述目的，本发明二辊可逆轧机采用大规格连铸圆坯轧制生产的孔型装置，在轧辊上沿所述轧辊的中心轴方向上至少排布有过渡孔型、扶持孔型和成品孔型；
其中，所述过渡孔型的孔槽上宽为D+（50～80）mm，孔槽底宽为D+（5～30）mm，孔槽深度为0.5a-（15～50）mm；
所述扶持孔型的孔槽上宽为b后+（5～15）mm，孔槽底宽为b前-（5～10）mm，孔槽深度为（0.08～0.12）D辊；
所述成品方钢孔型的孔槽上宽为a+（5～30），孔槽底宽为a-（5～15），孔槽深度为0.5a-（15～50）mm；
成品圆钢孔型的孔槽宽为(d+△+)×（1.007～1.02），通常取1.013；基圆直径为d×（1.007～1.02），通常取1.013；采用切线扩张，扩张角为10～30°；
其中，D为连铸圆坯直径，a为方钢边长，d为成品圆钢直径，△+为圆钢直径的正公差，b后为轧件轧后最大宽度，b前为轧件轧前宽度，D辊为二辊可逆轧机轧辊直径。
进一步地，在所述连铸圆坯上沿所述连铸圆坯的中心轴方向上还设有成品前孔型，所述方钢的成品前孔型的孔槽上宽为a+Δh+（5～30）mm，孔槽底宽为a+Δh-（5～15）mm，孔槽深度为0.5a-（15～50）mm，其中a为方钢边长，Δh为40～60mm；所述圆钢的成品前孔型的孔槽上宽为a+Δh+（5～30）mm，孔槽底宽为d+Δh-（5～15）mm，孔槽深度为0.5d-（15～50）mm，Δh为10～40mm，槽底圆弧直径为（1.5～2.4）d，其中d为成品圆钢直径。
特别地，过渡孔型和所述扶持孔型的槽底为平面结构。
进一步地，所述成品孔型的槽底为平面或弧面结构。
为达到上述目的，本发明二辊可逆轧机采用大规格连铸圆坯轧制生产的工艺，所述工艺包括步骤：
S1利用过渡孔型轧制连铸圆坯，轧制道次为2～4道次，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S2将步骤S1轧制出的所述连铸圆坯送入扶持孔型进行轧制2～4道次，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S3将S2轧制出的所述连铸圆坯送入过渡孔型、扶持孔型、成品孔型中的其中一个孔型进行轧制2～6道次，压下量为20～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S4将S3轧制出的所述连铸圆坯送入成品孔型进行轧制1道次，压下量为40～60mm/道次。
为达到上述目的，本发明二辊可逆轧机采用大规格连铸圆坯轧制生产的工艺，所述工艺包括步骤：
S1利用过渡孔型轧制连铸圆坯，轧制道次为2～4道次，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S2将步骤S1轧制出的所述连铸圆坯送入扶持孔型进行轧制2～4道次，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S3将S2轧制出的所述连铸圆坯送入成品前孔型进行轧制2～6道次，压下量为20～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S4将S3轧制出的所述连铸圆坯送入成品孔型进行轧制1道次，方钢或者矩形成品压下量为40～60mm/道次，圆钢的名义压下量为10～40mm/道次。
本发明二辊可逆轧机采用连铸圆坯轧制生产的轧辊装置及工艺，轧制成材率高，采用本发明所述孔型后，连铸圆坯轧制过程中基本杜绝了脱方甚至倒钢而出现轧废的现象；使用大规格连铸坯轧制方圆钢，可以有效克服由于方、矩形坯边角部冷却快，在轧制时易产生角部裂纹和对孔型磨损较重的缺陷，有效地提高了产品质量和孔型过钢量，降低了辊耗；孔型的设计可实现大规格连铸圆坯大压下量轧制，轧制稳定，又采用控制手段保证产品的尺寸精度，产品质量好，产品尺寸精度高。
本发明孔型设计简单实用，轧制道次少，轧制过程中不倒钢，具有成材率高、轧制成本低、节约能源、成品尺寸精度高、产品质量和性能好。
附图说明
图1是本发明连铸圆坯经过渡孔型单方向轧制后的形状
图2本发明二辊可逆轧机采用Φ380mm连铸圆坯生产200X200和150X150方钢的轧辊装置及工艺的轧辊结构示意图。
图3本发明二辊可逆轧机采用Φ500mm连铸圆坯生产270X270和220X220方钢的轧辊装置及工艺的轧辊结构示意图。
图4本发明二辊可逆轧机采用Φ600mm连铸圆坯生产320X320和270X270方钢的轧辊装置及工艺的轧辊结构示意图。
图5本发明二辊可逆轧机采用Φ600mm连铸圆坯生产Φ380mm圆钢的轧辊装置及工艺的轧辊结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1：
如图2所示，本实施例所述为采用Φ380mm连铸圆坯生产200X200和150X150方钢的孔型设计和轧制工艺，其完整的工艺过程为：钢坯-加热-高压水除磷-过渡孔型1轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-扶持孔型2轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-成品前孔型3轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-成品孔型4轧制-定尺-冷却-精整-入库。本实施例中的钢坯材质选用42CrMo，使用轧辊的直径为1150mm，辊身长度为2600mm，轧辊转速0～50/120rpm，钢坯的开轧温度为：1150℃。该轧辊上各孔型根据辊身长度共布置7个孔槽，200X200和150X150成品槽各两个，并且200X200成品槽兼做150X150的成品前孔，其相关参数为：
过渡孔型11：孔槽宽Bk1=440mm；孔槽底宽：bk1=410mm；孔槽深度：h1=60mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
扶持孔型12：孔槽宽：Bk2=270mm；孔槽底宽：bk2=215mm；孔槽深度：h2=100mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
成品前孔型13：孔槽宽：Bk3=290mm；孔槽底宽：bk3=250mm；孔槽深度：h1=60mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
第一成品孔型14（200X200方钢）：孔槽宽Bk4=210mm；孔槽底宽bk3=190mm；孔槽深度h1=60mm；孔槽内圆角半径R2=25mm；孔槽外圆角半径r2=10mm，
第二成品孔型15（150X150方钢）：孔槽宽Bk4=160mm；孔槽底宽bk3=140mm；孔槽深度h1=60mm；孔槽内圆角半径R2=25mm；孔槽外圆角半径r2=10mm，。
本实施例所述为采用Φ380mm连铸圆坯生产200X200方钢的轧制工艺主要包括：
第一步，利用过渡孔型11轧制连铸圆坯，轧制道次为2～4道次，压下量为40～90mm/道次，至轧件尺寸至225X415mm的鼓形，轧制完成后翻钢。
由于采用大压下量轧制变形，可有效剥离表面的氧化铁皮，提高轧制的表面质量，同时因为变形程度大，轧件的变形渗透范围广，有效破坏粗大铸态组织和破碎金属内部粗大碳化物和粗大晶粒，提高材料的韧性和强度。
第二步，将第一步轧制出的轧件送入扶持孔型2进行轧制2～4道次，压下量为40～90mm/道次，至轧件尺寸至245X265mm的矩形，轧制完成后翻钢。
由于侧壁在轧件咬入和变形过程的扶持和矫正形状，该孔型的设计有效地保证了大压下量变形还能防止脱方或者倒钢。
第三步，将第二步轧制出的轧件送入成品前孔型13进行轧制2～4道次，压下量为20～90mm/道次，至轧件尺寸至185X260mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第四步，将第三步轧制出的轧件送入成品孔型14进行轧制1道次，压下量为60mm/道次。
150X150方钢的轧制规程第三步前一致，后续工艺为：
第四步，将第三步轧制出的轧件送入成品孔型14(200X200成品孔型)进行轧制2～4道次，压下量为20～90mm/道次，至轧件尺寸至135X210mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第五步，将第四步轧制出的轧件送入成品孔型15(150X150成品孔型)进行轧制1道次，压下量为60mm/道次。
实施例二：
如图3所示，本实施例所述为采用Φ500mm连铸圆坯生产270X270和220X220方钢的孔型设计和轧制工艺，其完整的工艺过程为：钢坯-加热-高压水除磷-过渡孔型21轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-扶持孔型22轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-过渡孔型1轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-成品孔型4轧制-定尺-冷却-精整-入库。本实施例中的钢坯材质选用40Cr，使用轧辊的直径为1150mm，辊身长度为2600mm，轧辊转速0～50/120rpm，钢坯的开轧温度为：1150℃。该轧辊上根据辊身长度共布置6个孔槽，270X270和220X220方钢成品槽各两个，并且270X270成品槽兼做150X150的成品前孔，其相关参数为：
过渡孔型21：孔槽宽Bk1=560mm；孔槽底宽：bk1=510mm；孔槽深度：h1=70mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
扶持孔型22：孔槽宽：Bk2=370mm；孔槽底宽：bk2=315mm；孔槽深度：h2=110mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
成品前孔型：过渡孔型1兼做270X270方钢的成品前孔；270X270方钢成品孔兼做220X220方钢的成品前孔。
第一成品孔型24（270X270方钢）：孔槽宽Bk4=290mm；孔槽底宽bk3=260mm；孔槽深度h1=70mm；孔槽内圆角半径R2=25mm；孔槽外圆角半径r2=10mm，
第二成品孔型25（220X220方钢）：孔槽宽Bk4=240mm；孔槽底宽bk3=210mm；孔槽深度h1=70mm；孔槽内圆角半径R2=25mm；孔槽外圆角半径r2=10mm。
本实施例所述为采用Φ500mm连铸圆坯生产270X270的轧制工艺主要包括：
第一步，利用过渡孔型21轧制连铸圆坯，轧制道次为2～4道次，压下量为40～90mm/道次，至轧件尺寸至320X540mm的鼓形，轧制完成后翻钢。
第二步，将第一步轧制出的轧件送入扶持孔型22进行轧制2～4道次，压下量为40～90mm/道次，至轧件尺寸至360X365mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第三步，将第二步轧制出的轧件送入过渡孔型21进行轧制2～6道次，压下量为20～60mm/道次，轧制过程中需翻钢一次，至轧件尺寸至260X310mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第四步，将第三步轧制出的轧件送入成品孔型24进行轧制1道次，压下量为40mm/道次。
220X220方钢的轧制规程第三步前同上，后续工艺为：
第四步，将第三步轧制出的轧件送入成品孔型24(270X270成品孔型)进行轧制2～4道次，压下量为20～90mm/道次，至轧件尺寸至190X240mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第五步，将第四步轧制出的轧件送入成品孔型25(220X220成品孔型)进行轧制1道次，压下量为40mm/道次。
实施例三：
如图4所示，本实施例所述为采用Φ600mm连铸圆坯生产320X320和270X270方钢的孔型设计和轧制工艺，其完整的工艺过程为：钢坯-加热-高压水除磷-过渡孔型1轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-扶持孔型2轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-成品前孔型3轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-成品孔型4轧制-定尺-冷却-精整-入库。本实施例中的钢坯材质选用40Cr，使用轧辊的直径为1150mm，辊身长度为2600mm，轧辊转速0～50/120rpm，钢坯的开轧温度为：1150℃。该轧辊上根据辊身长度共布置5个孔槽，320X320成品槽两个，和270X270成品槽一个，并且200X200成品槽兼做150X150的成品前孔，其相关参数为：
过渡孔型31：孔槽宽Bk1=660mm；孔槽底宽：bk1=615mm；孔槽深度：h1=90mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
扶持孔型32：孔槽宽：Bk2=470mm；孔槽底宽：bk2=410mm；孔槽深度：h2=110mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
成品前孔型：过渡孔型31兼做270X270方钢的成品前孔；270X270方钢成品孔兼做220X220方钢的成品前孔。
第一成品孔型34（320X320方钢）：孔槽宽Bk4=350mm；孔槽底宽bk3=310mm；孔槽深度h1=90mm；孔槽内圆角半径R2=30mm；孔槽外圆角半径r2=10mm，
第二成品孔型35（270X270方钢）：孔槽宽Bk4=290mm；孔槽底宽bk3=260mm；孔槽深度h1=90mm；孔槽内圆角半径R2=30mm；孔槽外圆角半径r2=10mm。
本实施例所述为采用Φ600mm连铸圆坯生产320X320和270X270方钢的轧制工艺主要包括：
第一步，利用过渡孔型1轧制连铸圆坯，轧制道次为2～4道次，压下量为40～90mm/道次，至轧件尺寸至420X620mm的鼓形，轧制完成后翻钢。
第二步，将第一步轧制出的轧件送入扶持孔型2进行轧制2～4道次，压下量为40～90mm/道次，至轧件尺寸至440X460mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第三步，将第二步轧制出的轧件送入过渡孔型31进行轧制2～6道次，压下量为20～60mm/道次，轧制过程中需翻钢一次，至轧件尺寸至310X360mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第四步，将第三步轧制出的轧件送入成品孔型34进行轧制1道次，压下量为40mm/道次。
270X270方钢的轧制规程第三步前同上，后续工艺为：
第四步，将第三步轧制出的轧件送入成品孔型34(320X320成品孔型)进行轧制2～4道次，压下量为20～90mm/道次，至轧件尺寸至260X310mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第五步，将第四步轧制出的轧件送入成品孔型35(270X270成品孔型)进行轧制1道次，压下量为40mm/道次。
实施例四：
如图5所示，本实施例所述为采用Φ600mm连铸圆坯生产Φ380mm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-高压水除磷-过渡孔型1轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-扶持孔型2轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-成品前孔型3轧制-二辊可逆轧机前翻钢钩翻钢-成品孔型4轧制-定尺-冷却-精整-入库。本实施例中的钢坯材质选用40Cr，使用轧辊的直径为1150mm，辊身长度为2600mm，轧辊转速0～50/120rpm，钢坯的开轧温度为：1150℃。该轧辊上根据辊身长度共布置4个孔槽，Φ380mm成品槽一个，其相关参数为：
过渡孔型41：孔槽宽Bk1=660mm；孔槽底宽：bk1=615mm；孔槽深度：h1=90mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
扶持孔型42：孔槽宽：Bk2=470mm；孔槽底宽：bk2=410mm；孔槽深度：h2=110mm；孔槽内圆角半径：R1=30mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
成品前孔型43：孔槽宽：Bk2=420mm；孔槽底宽：bk2=394.71；孔槽深度：h2=140mm；槽底基圆半径DK4=330mm；孔槽内圆角半径：R1=40mm；孔槽外圆角半径：r1=10mm。
成品孔型44（Φ380mm）：孔槽宽Bk4=394.31mm；基圆直径DK4=385mm；扩张角RD4=18°mm；孔槽外圆角半径r2=10mm。
本实施例所述为采用Φ600mm连铸圆坯生产Φ380mm圆钢的轧制工艺主要包括：
第一步，利用过渡孔型41轧制连铸圆坯，轧制道次为2～4道次，压下量为40～90mm/道次，至轧件尺寸至420X620mm的鼓形，轧制完成后翻钢。
第二步，将第一步轧制出的轧件送入扶持孔型42进行轧制2～4道次，压下量为40～90mm/道次，至轧件尺寸至440X460mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第三步，将第二步轧制出的轧件送入过渡孔型41进行轧制2～4道次，压下量为20～60mm/道次，轧制过程中需翻钢一次，至轧件尺寸至420X390mm的矩形，轧制完成后翻钢。
第四步，将第三步轧制出的轧件送入送入成品前孔孔型43进行轧制2道次，压下量为20～60mm/道次，至轧件尺寸至365X405mm的椭圆形。
第五步，将第四步轧制出的轧件送入成品孔型44(Φ380mm成品孔型)进行轧制1道次，名义压下量为20mm/道次。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种二辊可逆轧机采用连铸圆坯轧制生产的轧辊装置，其特征在于：在所述二辊可逆机的轧辊上沿所述轧辊的中心轴方向上至少排布有过渡孔型、扶持孔型和成品孔型；
其中，所述过渡孔型的孔槽上宽为D+（50～80）mm，孔槽底宽为D+（5～30）mm，孔槽深度为0.5a-（15～50）mm；
所述扶持孔型的孔槽上宽为b后+（5～15）mm，孔槽底宽为b前-（5～10）mm，孔槽深度为（0.08～0.12）D辊；
所述方钢成品孔型的孔槽上宽为a+（5～30），孔槽底宽为a-（5～15），孔槽深度为0.5a-（15～50）mm；
所述圆钢成品孔型的孔槽宽为(d+△+)×（1.007～1.02），通常取1.013；基圆直径为d×（1.007～1.02），通常取1.013；采用切线扩张，扩张角为10～30°；
其中，D为连铸圆坯直径，a为方钢边长，d为成品圆钢直径，△+为圆钢直径的正公差，b后为轧件轧后最大宽度，b前为轧件轧前宽度，D辊为二辊可逆轧机轧辊直径。
2.根据权利要求1所述的二辊可逆轧机的连铸圆坯，其特征在于：在所述连铸圆坯上沿所述连铸圆坯的中心轴方向上还设有成品前孔型，所述方钢成品前孔型的孔槽上宽为a+Δh+（5～30）mm，孔槽底宽为a+Δh-（5～15）mm，孔槽深度为0.5a-（15～50）mm，其中a为成品方钢边长，Δh为40～60mm；所述圆钢的成品前孔型的孔槽上宽为a+Δh+（5～30）mm，孔槽底宽为d+Δh-（5～15）mm，孔槽深度为0.5d-（15～50）mm，Δh为10～40mm，槽底圆弧半径为（1.5～2.4）d，其中d为成品圆钢直径。
3.根据权利要求1所述的二辊可逆机的连铸圆坯，其特征在于：过渡孔型和所述扶持孔型的槽底为平面结构。
4.根据权利要求1所述的二辊可逆机的连铸圆坯，其特征在于：所述成品孔型的槽底为平面或弧面结构。
5.一种二辊可逆轧机采用大规格连铸圆坯轧制生产的工艺，其特征在于：所述工艺采用的轧辊为权利要求1、3或4任一所述的二辊可逆轧机采用大规格连铸圆坯轧制生产的轧辊装置，所述工艺具体包括步骤：
S1利用过渡孔型轧制连铸圆坯，轧制道次为2～4道次，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S2将步骤S1轧制出的所述连铸圆坯送入扶持孔型进行轧制2～4道次，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S3将S2轧制出的所述连铸圆坯送入过渡孔型、扶持孔型、成品孔型中的其中一个孔型进行轧制2～6道次，压下量为20～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S4将S3轧制出的所述连铸圆坯送入成品孔型进行轧制1道次，压下量为40～60mm/道次。
6.一种二辊可逆轧机采用大规格连铸圆坯轧制生产的工艺，其特征在于：所述工艺采用的轧辊为权利要求2、3或4任一所述的二辊可逆轧机采用大规格连铸圆坯轧制生产的轧辊装置，所述工艺具体包括步骤：
S1利用过渡孔型轧制连铸圆坯，轧制道次为2～4道次，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S2将步骤S1轧制出的所述连铸圆坯送入扶持孔型进行轧制2～4道次，压下量为40～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S3将S2轧制出的所述连铸圆坯送入成品前孔型进行轧制2～6道次，压下量为20～90mm/道次，轧制完成后翻钢；
S4将S3轧制出的所述连铸圆坯送入成品孔型进行轧制1道次，方钢或者矩形成品压下量为40～60mm/道次，圆钢的名义压下量为10～40mm/道次。
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