CN104841695A - 一种高精度合金钢棒线材轧制方法 - Google Patents

一种高精度合金钢棒线材轧制方法 Download PDF

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Abstract

一种高精度合金钢棒线材轧制方法,在传统的轧制工艺基础上去掉六架精轧机架,采用六架三辊减定径机组和在线测径仪,以实现轧制尺寸的自由调整,可以使最终产品的表面质量更好、尺寸公差精度更高,同时在六架三辊减定径机组前后各布置一组穿水冷却装置,实现了低温轧制和控轧控冷,使得轧线产品的机械性能得到大幅提高,本发明采用的棒线材轧制方法,在原有生产线的基础上改动少,能够实现控温控轧以及成品尺寸的精密轧制,同时大大降低改造成本,提高产品的附加值,具有成品精度高的特点,使钢厂能够快速实现普碳钢到特殊钢的转型。

Description

一种高精度合金钢棒线材轧制方法
技术领域
本发明涉属于钢铁轧制技术领域,特别涉及一种高精度合金钢棒线材轧制方法。
背景技术
随着我国钢铁行业的不断深入发展,特殊钢以其优越的金属性能和极高的附加值,受到各大钢厂的追捧。但目前大部分的棒线材生产线过于陈旧,无法满足生产高性能的特殊钢的要求。即使最近几年新上的生产线采用的平-立交替布置的短应力线轧机无扭转轧制,但是轧件在圆孔中有近1/2的断面轮廓线是由轧件的自由宽展所形成,而且该自由宽展的量比较大,导致最终的成品尺寸椭圆度难以精确控制。
目前国内的轧制线根据不同钢种的加热制度和加热要求,钢坯加热至1050~1150℃,按照轧制节奏需要,由炉内辊道将加热好的钢坯送到出炉辊道上,然后送入18架轧机进行轧制。在精轧后设置水冷装置,轧件通过水冷装置,进行在线热处理后,送至成品倍尺飞剪分段剪切;若不需要水冷,则直接由一组变频辊道送往成品倍尺飞剪分段剪切。变频辊道和水冷装置同装在一台可横向移动的小车上,根据生产计划,可将变频辊道(或控制水冷装置)移入或移出轧制线。目前这种轧制生产线无法实现控温控轧,无法保证成品尺寸的公差及椭圆度,严重制约了特殊钢产品的机械性能和尺寸公差。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种高精度合金钢棒线材轧制方法,能够实现控温控轧以及成品尺寸的精密轧制,同时大大降低改造成本,提高产品的附加值,具有在原生产线基础上改动小、成品精度高的特点。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:一种高精度合金钢棒线材轧制方法,包括以下步骤:
步骤1:将原料送入步进式加热炉加热,加热温度控制在950℃-1150℃,之后输送至六架平立辊初轧机组进行轧制,然后飞剪切头去尾;
步骤2:将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组进行轧制,然后飞剪切头,进入1#穿水冷却装置,将轧件冷却到800-850℃;
步骤3:将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组,若所需轧制的成品尺寸与之前已设定的成品尺寸相比,规格变化不大于9%,则调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度,将钢坯轧制为所需成品尺寸;若所需轧制的成品尺寸与之前已设定的成品尺寸相比,规格变化大于9%,则需要更换轧辊,调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度,将钢坯轧制为所需成品尺寸,经过在线测径仪检测达标后,进入2#穿水冷却装置,实现轧后余热淬火,获得高屈服强度和高延展性的组织结构,如果检测到轧件的尺寸公差超差,在线实时调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度,直至得到合格产品,然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨,再经定尺剪剪切至所需尺寸,最后打捆称重收集。
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置,在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴,水量为100-750m3/h,水压为1.6-2.0MPa,压缩空气耗量为100-540Nm3/h,压力0.4-0.5Mpa,使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在800-850℃,以实现控温控轧。
所述的六架三辊减定径机组采用的机架具备较大延伸率,单机架延伸系数μ可达1.3,可实现棒线材的减径和定径。
所述的六架三辊减定径采用独立传动控制,便于实现微张力轧制,同时三辊减定径的轧辊开口度具备在线调整功能,使得成品获得更多的尺寸规格和更高的尺寸公差精度。
所述的在线测径仪采用的光学成像系统能够实时监测成品直径,配合六架三辊减定径机组的在线调整功能,使整个轧线的成品尺寸得到有效的闭环控制。
本发明采用的一种高精度合金钢棒线材轧制方法,在传统的轧制工艺基础上去掉六架精轧机架,采用六架三辊减定径机组和在线测径仪,实现轧制尺寸的自由调整,保证最终产品的表面质量更好、尺寸公差精度更高,尺寸公差可以从原来的±0.8mm提高到±0.1mm;同时在六架三辊减定径机组前后各布置一组穿水冷却装置,实现了低温轧制和控轧控冷,使得轧线产品的机械性能得到大幅提高,可将产品的屈服极限提高10%。本发明采用的棒线材轧制方法,在原有生产线的基础上改动少,能够实现控温控轧以及成品尺寸的精密轧制,同时大大降低改造成本,提高产品的附加值,具有成品精度高的特点,使钢厂能够快速实现普碳钢到特殊钢的转型。
附图说明
图1为本发明的工艺布置简图,其中,1、冷装料台架;2、加热炉;3、初轧机组;4、1#飞剪;5、中轧机组;6、2#飞剪;7、1#穿水冷却装置;8、三辊减定径机组;9、在线测径仪;10、2#穿水冷却装置;11、倍尺飞剪;12、冷床;13、定尺飞剪;14、成捆收集;15、打捆机;16、自动堆垛机;17、非定尺收集。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一:
来料原料为150mm×150mm的连铸方坯轧制成Φ14mm的棒材的工艺过程如下:
步骤1:将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热,加热温度控制在950℃,之后输送至六架平立辊粗轧机组轧至Φ71mm的圆断面,为所能达到的最接近成品的尺寸,然后飞剪切头去尾;
步骤2:将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组,轧制为Φ30mm圆断面,为所能达到的最接近成品的尺寸,然后飞剪切头,进入1#穿水冷却装置,将轧件冷却到850℃;
步骤3:将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组,将钢坯轧制为Φ14.2mm的热态圆,经过在线测径仪检测达标后,进入2#穿水冷却装置,实现轧后余热淬火,获得高屈服强度和高延展性的组织结构,如果检测到轧件的尺寸公差超差,在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度,直至得到合格产品,然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨,再经定尺剪剪切至所需尺寸,最后打捆称重收集;
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置,在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴,水量为100m3/h,水压为1.8MPa,压缩空气耗量为100Nm3/h,压力0.4Mpa,使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在850℃,以实现控温控轧。
实施例二:
来料原料为150mm×150mm的连铸方坯轧制成Φ15mm的棒材的工艺过程如下:
步骤1:将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热,加热温度控制在1000℃,之后输送至六架平立辊粗轧机组,轧制为Φ71mm的圆断面,为所能达到的最接近成品的尺寸,然后飞剪切头去尾;
步骤2:将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组,轧制为Φ30mm圆断面,为所能达到的最接近成品的尺寸,然后飞剪切头,进入1#穿水冷却装置,将轧件冷却到800℃;
步骤3:将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组,在实施例一的基础上调整轧辊的开口度,将钢坯轧制为Φ15.2mm的热态圆,经过在线测径仪检测达标后,进入2#穿水冷却装置,实现轧后余热淬火,获得高屈服强度和高延展性的组织结构,如果检测到轧件的尺寸公差超差,在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度,直至得到合格产品,然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨,然后再经定尺剪剪切至所需尺寸,最后打捆称重收集;
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置,在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴,水量为500m3/h,水压为2.0MPa,压缩空气耗量为300Nm3/h,压力0.45Mpa,使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在800℃,以实现控温控轧。
实施例三:
来料原料为150mmx150mm的连铸方坯轧制成Φ20mm的棒材的工艺过程如下:
步骤1:将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热,加热温度控制在1150℃,之后输送至六架平立辊初轧机组,轧制为Φ71mm的圆断面,为所能达到的最接近成品的尺寸,然后飞剪切头去尾;
步骤2:将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组,轧制为Φ30mm圆断面,为所能达到的最接近成品的尺寸,然后飞剪切头,进入1#穿水冷却装置,将轧件冷却到830℃;
步骤3:将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组,在实施例一的基础上需要重新更换轧辊,调整轧辊的开口度,将钢坯轧制为Φ20.3mm的热态圆,经过在线测径仪检测达标后,进入2#穿水冷却装置,实现轧后余热淬火,获得高屈服强度和高延展性的组织结构,如果检测到轧件的尺寸公差超差,在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度,直至得到合格产品,然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨,然后再经定尺剪剪切至所需尺寸,最后打捆称重收集;
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置,在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴,水量为750m3/h,水压为1.6MPa,压缩空气耗量为540Nm3/h,压力0.5Mpa,使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在830℃,以实现控温控轧。
由以上三个实施例可知,实施例一成品规格为Φ14mm,实施例二成品规格为Φ15mm,当成品规格变化跨度不大于9%时,仅需要通过调整六架三辊减定径机组的轧辊辊缝数值,无需更换轧辊即可实现轧制尺寸的调整;而当成品规格变化跨度大于9%时,如从实施例一成品规格Φ14mm变化为实施例三成品规格Φ20mm,则需要通过更换轧辊实现轧制尺寸的调整。但是更换轧辊也仅需要5分钟,大大提高了轧制效率,减少了换辊时间。

Claims (8)

1.一种高精度合金钢棒线材轧制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将原料送入步进式加热炉加热,加热温度控制在950℃-1150℃,之后输送至六架平立辊初轧机组进行轧制,然后飞剪切头去尾;
步骤2:将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组进行轧制,然后飞剪切头,进入1#穿水冷却装置,将轧件冷却到800-850℃;
步骤3:将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组,若所需轧制的成品尺寸与之前已设定的成品尺寸相比,规格变化不大于9%,则调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度,将钢坯轧制为所需成品尺寸;若所需轧制的成品尺寸与之前已设定的成品尺寸相比,规格变化大于9%,则需要更换轧辊,调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度,将钢坯轧制为所需成品尺寸,经过在线测径仪检测达标后,进入2#穿水冷却装置,实现轧后余热淬火,获得高屈服强度和高延展性的组织结构,如果检测到轧件的尺寸公差超差,在线实时调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度,直至得到合格产品,然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨,再经定尺剪剪切至所需尺寸,最后打捆称重收集。
2.根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法,其特征在于,所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置,在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴,水量为100-750m3/h,水压为1.6-2.0MPa,压缩空气耗量为100-540Nm3/h,压力0.4-0.5Mpa,使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在800-850℃,以实现控温控轧。
3.根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法,其特征在于,所述的六架三辊减定径机组采用的机架具备较大延伸率,单机架延伸系数μ可达1.3,可实现棒线材的减径和定径。
4.根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法,其特征在于,所述的六架三辊减定径采用独立传动控制,便于实现微张力轧制,同时三辊减定径的轧辊开口度具备在线调整功能,使得成品获得更多的尺寸规格和更高的尺寸公差精度。
5.根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法,其特征在于,所述的在线测径仪采用的光学成像系统能够实时监测成品直径,配合六架三辊减定径机组的在线调整功能,使整个轧线的成品尺寸得到有效的闭环控制。
6.根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法,其特征在于,包括以下步骤:
来料原料为150mm×150mm的连铸方坯轧制成Φ14mm的棒材的工艺过程如下:
步骤1:将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热,加热温度控制在950℃,之后输送至六架平立辊粗轧机组轧至Φ71mm的圆断面,然后飞剪切头去尾;
步骤2:将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组,轧制为Φ30mm圆断面,然后飞剪切头,进入1#穿水冷却装置,将轧件冷却到850℃;
步骤3:将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组,将钢坯轧制为Φ14.2mm的热态圆,经过在线测径仪检测达标后,进入2#穿水冷却装置,实现轧后余热淬火,获得高屈服强度和高延展性的组织结构,如果检测到轧件的尺寸公差超差,在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度,直至得到合格产品,然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨,再经定尺剪剪切至所需尺寸,最后打捆称重收集;
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置,在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴,水量为100m3/h,水压为1.8MPa,压缩空气耗量为100Nm3/h,压力0.4Mpa,使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在850℃,以实现控温控轧。
7.根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法,其特征在于,包括以下步骤:
来料原料为150mm×150mm的连铸方坯轧制成Φ15mm的棒材的工艺过程如下:
步骤1:将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热,加热温度控制在1000℃,之后输送至六架平立辊粗轧机组,轧制为Φ71mm的圆断面,然后飞剪切头去尾;
步骤2:将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组,轧制为Φ30mm圆断面,然后飞剪切头,进入1#穿水冷却装置,将轧件冷却到800℃;
步骤3:将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组,在实施例一的基础上调整轧辊的开口度,将钢坯轧制为Φ15.2mm的热态圆,经过在线测径仪检测达标后,进入2#穿水冷却装置,实现轧后余热淬火,获得高屈服强度和高延展性的组织结构,如果检测到轧件的尺寸公差超差,在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度,直至得到合格产品,然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨,然后再经定尺剪剪切至所需尺寸,最后打捆称重收集;
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置,在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴,水量为500m3/h,水压为2.0MPa,压缩空气耗量为300Nm3/h,压力0.45Mpa,使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在800℃,以实现控温控轧。
8.根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法,其特征在于,包括以下步骤:
来料原料为150mmx150mm的连铸方坯轧制成Φ20mm的棒材的工艺过程如下:
步骤1:将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热,加热温度控制在1150℃,之后输送至六架平立辊初轧机组,轧制为Φ71mm的圆断面,然后飞剪切头去尾;
步骤2:将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组,轧制为Φ30mm圆断面,然后飞剪切头,进入1#穿水冷却装置,将轧件冷却到830℃;
步骤3:将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组,在实施例一的基础上需要重新更换轧辊,调整轧辊的开口度,将钢坯轧制为Φ20.3mm的热态圆,经过在线测径仪检测达标后,进入2#穿水冷却装置,实现轧后余热淬火,获得高屈服强度和高延展性的组织结构,如果检测到轧件的尺寸公差超差,在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度,直至得到合格产品,然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨,然后再经定尺剪剪切至所需尺寸,最后打捆称重收集;
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置,在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴,水量为750m3/h,水压为1.6MPa,压缩空气耗量为540Nm3/h,压力0.5Mpa,使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在830℃,以实现控温控轧。
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