CN107962071A - 棒线材轧制生产线及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶金工业棒线材轧制技术领域，涉及一种棒线材轧制生产线及其生产方法。本发明提供的棒线材轧制生产线，包括夹送辊和转辙器，以及依次通过辊道连接的加热炉、BD轧机、第一棒材轧机组、第二棒材轧机组和线材轧机；加热炉与第一棒材轧机组之间设置有旁通辊道，旁通辊道与BD轧机并列设置；夹送辊和转辙器可选择的设置在第一棒材轧机组与第二棒材轧机组之间和/或第二棒材轧机组与线材轧机之间。本发明可以同时满足多种产品规格的生产，提高产品的多样性，还可以根据不同的场地条件利用枝状布置方式，提高轧线布置的灵活多样性，适应性强。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金工业棒线材轧制技术领域，具体涉及一种棒线材轧制生产线及其生产方法。
背景技术
棒线材是钢铁工业中重要的产品之一，广泛应用于基础建设、房地产等建筑业，同时也应用在机械、金属制品等工业领域。据统计截止到2017年8月份棒材、钢筋及盘条总的产量为27227万吨。
目前，传统的棒线材轧线(轧制生产线)组成主要包括加热炉、棒材轧机组、线材轧机组、控冷装置、棒材精整收集线、线材PF线等。轧线布置上多采用长条形布置，占地面积大，易受到场地的限制；生产线的产品多是单一的线材或棒材，每一种产品的规格范围也相对较窄。一条传统的年产50万吨高速线材车间仅能生产产品规格为：Φ5.5～Φ20mm；或者一条传统年产100万吨螺纹钢棒材车间仅能生产产品规格为：Φ12～Φ40mm。
上述轧线布置及产品规格范围在集约化、规模化生产普碳钢产品时有着十分不错的优势，但在生产不锈钢等优特钢产品及建设场地长度短时就存在一定的不足，主要表现为：不锈钢等优特钢产品因其产品本身的单位附加值高，适用在要求较高的环境及产品上，总产量不高，但产品种类丰富。这样，上述传统单一轧线所生产产品规格范围就很难满足不锈钢等优特钢产品的生产要求。而为了满足各种规格产品，多建设不同产线能够解决上述的问题，但一定会造成投资成本高，部分设备闲置率高，生产线布置与产能不匹配等一系列问题。
再有，上述轧线布置适合在场地长度充足时布置，但在方形场地或圆形场地等其他形状的场地布置时就难以布置开全部设备，有一定的局限性，轧线布置灵活性差。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种棒线材轧制生产线，可以同时满足多种产品规格的生产，提高产品的多样性，缓解现有的一条轧制生产线产品单一的问题；再有，还可以根据不同的场地条件利用枝状布置方式，提高轧线布置的灵活多样性，缓解场地受限的问题。
本发明的第二目的在于提供适用于上述的棒线材轧制生产线的生产方法，该操作方便，生产成本低，适用性强，灵活性好，得到的产品规格范围更宽，适用范围更广。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
根据本发明的一个方面，本发明提供一种棒线材轧制生产线，包括夹送辊和转辙器，以及依次通过辊道连接的加热炉、BD轧机、第一棒材轧机组、第二棒材轧机组和线材轧机；
所述加热炉与所述第一棒材轧机组之间设置有旁通辊道，所述旁通辊道与所述BD轧机并列设置；
所述夹送辊和转辙器可选择的设置在所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组之间和/或所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间。
作为进一步优选技术方案，所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组之间设有第一夹送辊和第一转辙器；
所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间设有第二夹送辊和第二转辙器。
作为进一步优选技术方案，所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组呈夹角0°～90°设置；
所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间呈夹角0°～90°设置。
作为进一步优选技术方案，所述加热炉为多功能加热炉。
作为进一步优选技术方案，沿轧制方向，在所述第一棒材轧机组的前方设置方坯和/或大圆坯收集装置，在所述第一棒材轧机组的后方设置中棒和/或大棒精整收集装置。
作为进一步优选技术方案，沿轧制方向，在所述第二棒材轧机组的后方设置小棒精整收集装置和冷床。
作为进一步优选技术方案，沿轧制方向，在所述线材轧机的前方设置控冷装置，在所述线材轧机的后方依次设置控冷装置、吐丝机、斯太尔摩风冷线和线材PF线。
作为进一步优选技术方案，所述转辙器采用气缸、油缸或电机伺服缸驱动；
和/或，所述夹送辊设有1～10套。
作为进一步优选技术方案，所述加热炉附近的两侧辊道上设有保温装置和/或局部加热装置。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种适用于上述的棒线材轧制生产线的生产方法，主要包括以下步骤：
利用加热炉加热好的坯料，经BD轧机或旁通辊道后，送入第一棒材轧机组中，生产出中型或大型棒材；
任选地经过夹送辊和转辙器后，进入第二棒材轧机组中，生产出小型棒材；
再任选地经过夹送辊和转辙器后，进入线材轧机中，生产出高线线材。
作为进一步优选技术方案，坯料为连铸坯：150mm×150mm～510mm×470mm，或钢锭：12”～20”，加热炉加热坯料的温度为1000～1250℃；
钢锭及矩形连铸坯在BD轧机轧制11～19道次，轧制温度1000～1200℃，每道次轧件延伸系数为1.05～1.3，轧制速度为0.5～4.5m/s；得到的产品规格：Φ200～Φ300mm。
作为进一步优选技术方案，由BD轧机提供的轧制坯或150mm×150mm～180mm×180mm的连铸坯在第一棒材轧机组和/或第二棒材轧机组进行多道次轧制，轧制10～22道次，轧制温度1000～950℃，每道次轧件延伸系数为1.15～1.3，轧制速度为0.2～18m/s；得到的产品规格：Φ20～Φ200mm；
优选地，Φ12.5～Φ17.5mm的轧件经转辙器和夹送辊进入线材轧机中，轧制4～10道次，轧制温度1000～950℃，每道次轧件延伸系数为1.15～1.25，轧制速度为12～90m/s；得到的产品规格：Φ5.0～Φ20mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)、本发明的棒线材轧制生产线，设置了转辙器和夹送辊，轧线可以不断分支，利用红热轧件可以弯曲的特性，借助专有设备转辙器和夹送辊等，缓解了场地受限的问题；即该轧制生产线采用枝状的布置方法可以适用于各种场地，布置灵活多样，适应性强，应用范围广。
(2)、轧制生产线采用枝状的布置方法，可以提高设备的利用率，生产节奏紧凑，节能高效，避免建设多条生产线，造成设备闲置、投资费用高且浪费投资的问题，降低了轧线的建设成本和运营维护成本。
(3)、适用于用于钢锭、连铸坯等多种坯料，满足Φ5.0～Φ300mm极宽范围棒线材的市场需求，提高了产品的多样性。
(4)、轧线采用枝状的布置方法，在不同机组后生产出不同规格的棒线材，可将不同组距的棒线材产品有序分割在不同的成品库内，使不同产品存放在各自独立的仓库，便于管理，运输方便。
(5)、轧线采用枝状的布置方法，可以做到轧线外围是各规格产品仓库，中心为轧线配套的公辅设施，使整体布局合理，美观实用。
(6)、生产方法简单，易于操作，投资成本低，得到的产品规格范围更宽，适用范围更广，在钢铁冶金工业棒线材轧制领域上具有很好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的棒线材轧制生产线结构示意图。
图标：1－加热炉；2－BD轧机；3－旁通辊道；4－方坯和大圆坯收集装置；5－第一棒材轧机组；6－中棒和大棒精整收集装置；7－第一转辙器；8－第一夹送辊；9－第二棒材轧机组；10－冷床；11－小棒精整收集装置；12－第二转辙器；13－第二夹送辊；14－控冷装置；15－线材轧机；16－吐丝机；17－斯太尔摩风冷线；18－线材PF线。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一方面，在至少一个实施例中提供一种棒线材轧制生产线，包括夹送辊和转辙器，以及依次通过辊道连接的加热炉、BD轧机、第一棒材轧机组、第二棒材轧机组和线材轧机；
所述加热炉与所述第一棒材轧机组之间设置有旁通辊道，所述旁通辊道与所述BD轧机并列设置；
所述夹送辊和转辙器可选择的设置在所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组之间和/或所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间。
进一步地，沿轧制方向，在所述第一棒材轧机组的前方设置方坯和/或大圆坯收集装置，在所述第一棒材轧机组的后方设置中棒和/或大棒精整收集装置；在所述第二棒材轧机组的后方设置小棒精整收集装置和冷床；在所述线材轧机的前方设置控冷装置，在所述线材轧机的后方依次设置控冷装置、吐丝机、斯太尔摩风冷线和线材PF线。
本实施方式提供的棒线材生产线包括了加热炉、BD轧机、旁通辊道、方坯和/或大圆坯收集装置、第一棒材轧机组、第二棒材轧机组、线材轧机、至少一组转辙器和夹送辊、控冷装置、中棒和/或大棒精整收集装置、小棒精整收集装置和线材PF线等。其中，BD轧机和旁通辊道并列设置，加热炉、BD轧机以及其他设备通过辊道连接。
一方面，通过多个轧机组的设置，并在不同的轧机组之间选择性的设置夹送辊和转辙器，使得轧线不断分支，通过枝状布置的方法可以适用各种场地，提高布置的灵活多样性，增强适应性，缓解现有的轧线占地面积大或布置场地受限的问题。另一方面，在不同机组后生产出不同规格的棒线材，可提高产品的多样性，满足Φ5.0～Φ300mm极宽范围棒线材的市场需求，还降低了建造成本，提高了设备的利用率，并且可以使不同产品存放在各自独立的仓库，管理便捷，便于运输，缓解了现有的一条轧制生产线产品单一的问题。此外，旁通辊道的设置也增加了设备的灵活适应性，对于不同的坯料原料即生产需求，可以将连铸坯或BD轧机提供的轧制坯输送至第一棒材轧机组进行轧制。
实际应用中，根据场地的不同，考虑实际工程设计中的空间情况，可以在第一棒材轧机组与第二棒材轧机组之间设置夹送辊和转辙器，或者在第二棒材轧机组与线材轧机之间设置夹送辊和转辙器，或者在第一棒材轧机组与第二棒材轧机组之间和第二棒材轧机组与线材轧机之间均设置夹送辊和转辙器。
其中，BD轧机为本领域常用的开坯轧机，BD轧机的数量可以配置为一架、两架或两架以上。
控冷装置优选为水箱，即在线材轧机的前后均设有水箱。
方坯和/或大圆坯收集装置包括方形坯料和大圆形坯料收集台架；中棒和/或大棒精整收集装置包括中棒和大棒精整收集台架，小棒精整收集装置包括小棒精整收集台架，收集好的棒材可由吊车吊至不同的成品库中堆存。
在至少一个实施例中，所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组之间设有第一夹送辊和第一转辙器；
所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间设有第二夹送辊和第二转辙器。
在至少一个实施例中，所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组呈夹角0°～90°设置；
所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间呈夹角0°～90°设置。
考虑实际工程设计中的空间布置，若空间足够大，第一棒材轧机组与第二棒材轧机组方向一致，即二者之间的夹角为0°，但是也有可能为节省轧制线方向空间，第一棒材轧机组与第二棒材轧机组之间呈一定角度设置，最大呈90°；同样，第二棒材轧机组与线材轧机方向一致或呈一定角度设置，进而满足不同的工程设计空间的要求，节省占地面积，并增强适应性，提高布置的灵活多样性。
在至少一个实施例中，所述加热炉为多功能加热炉。
采用多功能的加热炉，既可以加热连铸坯不能替代的特种钢锭，也可以加热长尺的连铸坯。
进一步地，所述加热炉附近的两侧辊道上设有保温装置和/或局部加热装置。
其中，所述保温装置优选为保温罩，加热炉固定在所述保温罩内；所述局部加热装置优选为加热器，设置在运输辊道上。通过保温装置和局部加热装置的设置，可以尽量减少坯料的温度散失，降低温度的损失，从而提高开坯温度。
在至少一个实施例中，所述转辙器采用气缸、油缸或电机伺服缸驱动；
和/或，所述夹送辊设有1～10套。
本实施方式的棒线材轧制生产线还可以配置有相关的辅助设备，如切废飞剪、导槽、切割机、热检等。
第二方面，本实施方式还提供一种适用于上述的棒线材轧制生产线的生产方法，主要包括以下步骤：
利用加热炉加热好的坯料，经BD轧机或旁通辊道后，送入第一棒材轧机组中，生产出中型或大型棒材；
任选地经过夹送辊和转辙器后，进入第二棒材轧机组中，生产出小型棒材；
再任选地经过夹送辊和转辙器后，进入线材轧机中，生产出高线线材。
其中，任选地经过夹送辊和转辙器，是与夹送辊和转辙器可选择的设置在第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组之间和/或第二棒材轧机组与所述线材轧机之间相对应的。
具体的讲，该生产方法包括以下步骤：
坯料选择：连铸坯：150mm×150mm～510mm×470mm，或钢锭：12”～20”，加热炉加热坯料达到温度1000～1250℃；
钢锭及340mm×280mm以上矩形坯在BD轧机轧制11～19道次，轧制温度1000～1200℃，每道次轧件延伸系数为1.05～1.3，轧制速度为0.5～4.5m/s；得到的产品规格：150～200mm、Φ200～Φ300mm；
进一步，在上述步骤后进行150mm×150mm～180mm×180mm连铸坯或BD轧机提供的轧制坯在棒材轧机组轧制10～22道次，轧制温度1000～950℃，每道次轧件延伸系数为1.15～1.3，轧制速度为0.2～18m/s；得到的产品规格：Φ20～Φ200mm。
进一步，在上述步骤后进行Φ12.5～Φ17.5mm轧件经转辙器、夹送辊等设备并在线材轧机轧制4～10道次，轧制温度1000～950℃，每道次轧件延伸系数为1.15～1.25，轧制速度为12～90m/s；得到的产品规格：Φ5.0～Φ20mm。
需要说明的是，钢锭：12”～20”表示的是12寸～20寸的钢锭。
下面结合具体实施例和附图，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种棒线材轧制生产线，包括夹送辊和转辙器，以及依次通过辊道连接的加热炉1、BD轧机2、第一棒材轧机组5、第二棒材轧机组9和线材轧机15；加热炉1与第一棒材轧机组5之间设置有旁通辊道3，旁通辊道3与BD轧机2并列设置；
第一棒材轧机组5与第二棒材轧机组9之间设有第一夹送辊8和第一转辙器7；第二棒材轧机组9与线材轧机15之间设有第二夹送辊13和第二转辙器12。
沿轧制方向，在第一棒材轧机组5的前方设置方坯和大圆坯收集装置4，在第一棒材轧机组5的后方设置中棒和大棒精整收集装置6；在第二棒材轧机组9的后方设置小棒精整收集装置11和冷床10；在线材轧机15的前方设置控冷装置14，在线材轧机15的后方依次设置控冷装置14、吐丝机16、斯太尔摩风冷线17和线材PF线18。
其中，加热炉1为多功能加热炉，加热炉1附近的两侧辊道上设有保温罩；控制装置14为水箱。
第一棒材轧机组5由10(4+6)架轧机组成，第二棒材轧机组9由12(6+6)架轧机组成，线材轧机15由10架顶交45°轧机组成。
实施例2
一种采用实施例1所述的棒线材轧制生产线进行加工棒线材的生产方法，包括如下步骤：
(1)钢锭在多功能加热炉中加热到1200℃左右，加热好的钢锭通过辊道送入BD轧机进行多道次轧制，轧制成断面为180mm×180mm的方坯。轧制温度1000～1200℃，每道次轧件延伸系数为1.05～1.15，轧制速度为1.0～4.0m/s；
(2)轧制成断面为180mm×180mm的方坯由辊道运输送至第一棒材轧机组轧制成为Φ66mm中间坯，第一棒材轧机组由10(4+6)架轧机组成，轧制温度1000～1050℃，每道次轧件延伸系数为1.2～1.25，轧制速度为0.2～2.0m/s；
(3)轧制成为Φ66mm中间坯由第一转辙器、辊道、第一夹送辊夹送进入第二棒材轧机组进行轧制，轧成断面为Φ20mm圆钢；第二棒材轧机组由12(6+6)架轧机组成，轧制温度1000～950℃，每道次轧件延伸系数为1.15～1.22，轧制速度为2.0～18.0m/s；
(4)轧成断面为Φ20mm圆钢经辊道送至冷床进行冷却，当轧件温度降至100℃左右，由辊道输出送至小棒精整收集装置；收集好的棒材由吊车吊至成品库堆存。
实施例3
一种采用实施例1所述的棒线材轧制生产线进行加工棒线材的生产方法，包括如下步骤：
(1)180mm×180mm连铸坯在多功能加热炉中加热到1200℃左右，加热好的连铸坯通过旁通辊道不经过BD轧机直接送到第一棒材轧机组；
(2)连铸坯在第一棒材轧机组轧制成为Φ66mm中间坯，第一棒材轧机组由10(4+6)架轧机组成，轧制温度1000～1050℃，每道次轧件延伸系数为1.2～1.25，轧制速度为0.2～2.0m/s；
(3)轧制成为Φ66mm中间坯由第一转辙器、辊道、第一夹送辊夹送进入第二棒材轧机组进行轧制，轧成断面为Φ17.5mm轧件；第二棒材轧机组由12(6+6)架轧机组成，轧制温度1000～950℃，每道次轧件延伸系数为1.2～1.28，轧制速度为2.0～18.0m/s；
(4)轧成断面为Φ17.5mm轧件由第二转辙器、辊道、第二夹送辊夹送进入线材轧机前的控冷装置(水箱)进行控温，进入线材轧机前的温度控制在850～950℃之间，经过线材轧机轧成断面为Φ5.5mm产品；线材轧机由10架顶交45°轧机组成；每道次轧件延伸系数为1.2～1.25，轧制速度为12.0～90.0m/s；
(5)Φ5.5mm线材出线材轧机后进入控冷装置(水箱)达到吐丝温度850～950℃之间，由夹送辊将线材送入吐丝机成圈，之后在斯太尔摩风冷线上继续完成相变，然后落入集卷筒，最后由线材PF线收集，经打捆后由吊车吊至线材成品库堆存。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种棒线材轧制生产线，其特征在于，包括夹送辊和转辙器，以及依次通过辊道连接的加热炉、BD轧机、第一棒材轧机组、第二棒材轧机组和线材轧机；
所述加热炉与所述第一棒材轧机组之间设置有旁通辊道，所述旁通辊道与所述BD轧机并列设置；
所述夹送辊和转辙器可选择的设置在所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组之间和/或所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间。
2.根据权利要求1所述的棒线材轧制生产线，其特征在于，所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组之间设有第一夹送辊和第一转辙器；
所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间设有第二夹送辊和第二转辙器。
3.根据权利要求1所述的棒线材轧制生产线，其特征在于，所述第一棒材轧机组与所述第二棒材轧机组呈夹角0°～90°设置；
所述第二棒材轧机组与所述线材轧机之间呈夹角0°～90°设置。
4.根据权利要求1所述的棒线材轧制生产线，其特征在于，所述加热炉为多功能加热炉。
5.根据权利要求1所述的棒线材轧制生产线，其特征在于，沿轧制方向，在所述第一棒材轧机组的前方设置方坯和/或大圆坯收集装置，在所述第一棒材轧机组的后方设置中棒和/或大棒精整收集装置。
6.根据权利要求1所述的棒线材轧制生产线，其特征在于，沿轧制方向，在所述第二棒材轧机组的后方设置小棒精整收集装置和冷床。
7.根据权利要求1所述的棒线材轧制生产线，其特征在于，沿轧制方向，在所述线材轧机的前方设置控冷装置，在所述线材轧机的后方依次设置控冷装置、吐丝机、斯太尔摩风冷线和线材PF线。
8.一种适用于权利要求1～7任一项所述的棒线材轧制生产线的生产方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
利用加热炉加热好的坯料，经BD轧机或旁通辊道后，送入第一棒材轧机组中，生产出中型或大型棒材；
任选地经过夹送辊和转辙器后，进入第二棒材轧机组中，生产出小型棒材；
再任选地经过夹送辊和转辙器后，进入线材轧机中，生产出高线线材。
9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，坯料为连铸坯：150mm×150mm～510mm×470mm，或钢锭：12”～20”，加热炉加热坯料的温度为1000～1250℃；
钢锭及矩形连铸坯在BD轧机轧制11～19道次，轧制温度1000～1200℃，每道次轧件延伸系数为1.05～1.3，轧制速度为0.5～4.5m/s；得到的产品规格：Φ200～Φ300mm。
10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，由BD轧机提供的轧制坯或150mm×150mm～180mm×180mm的连铸坯在第一棒材轧机组和/或第二棒材轧机组进行多道次轧制，轧制10～22道次，轧制温度1000～950℃，每道次轧件延伸系数为1.15～1.3，轧制速度为0.2～18m/s；得到的产品规格：Φ20～Φ200mm；
优选地，Φ12.5～Φ17.5mm的轧件经转辙器和夹送辊进入线材轧机中，轧制4～10道次，轧制温度1000～950℃，每道次轧件延伸系数为1.15～1.25，轧制速度为12～90m/s；得到的产品规格：Φ5.0～Φ20mm。
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