CN110961452A - 一种矩形连铸坯无头轧制生产工艺及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明属于棒线材生产技术领域，具体公开了一种矩形连铸坯无头轧制生产工艺及生产线，生产工艺包括如下步骤：通过炼钢浇注单元生产出坯料断面为矩形的原始浇注坯；经拉矫单元矫直后送入变形单元；变形单元将原始浇注坯依次通过立式轧机和水平轧机，进行压延变形，形成连铸坯，连铸坯为方坯或矩形坯；变形后，连铸坯进入轧钢单元，生产成为相对应的产品。本发明可以高产量无头轧制，避免频繁咬入，避免轧制时切头尾，增加成材率；避免轧制时连铸坯存在的头尾温差，产品性能通条性好；无需二次加热，避免轧制时由于轧制状态变化导致头尾尺寸差异，保证产品尺寸精度稳定。

Description

一种矩形连铸坯无头轧制生产工艺及生产线

技术领域

本发明涉及棒线材生产技术领域，特别是涉及一种矩形连铸坯无头轧制生产工艺及生产线。

背景技术

线棒材作为钢铁行业的重要产品之一，广泛用于建筑、机械及金属制品行业。目前线棒材常规的生产方法是采用多流连铸机生产出小方坯或小圆坯，将铸坯切割后通过热送辊道送到加热炉，加热炉将铸坯加热后送至轧机进行轧制。具体工艺流程如下：连铸机→拉矫机→切割机→运输辊道→移钢机→分钢机→热送辊道→加热炉台架→加热炉→粗轧机组→中轧机组→精轧机组→收集装置。其中，多流铸坯需通过移钢机分批移送至分钢机台架上，再由分钢机逐根放置到热送辊道上，通过热送辊道运输至加热炉进行加热，加热完毕后送至轧钢车间进行轧制。

现有棒材或线材生产中存在连铸与轧钢生产小时产量及生产组织方式不匹配的问题，传统的解决办法都是基于单坯轧制方式，即将连铸机生产的连续坯料切割为单根坯料进行组织生产。这些生产方式的主要弊端有：(1)轧制时频繁咬入，容易造成生产事故；(2)频繁咬入，容易对导卫、轧钢、乃至设备造成损害和冲击，减少使用寿命；(3)切割连铸坯在轧制时需切头尾，切损在1％以上，产品成材率低；(4)单根钢坯存在头尾温差，会造成轧制温度不一致，导致产品性能通条性差异；(5)单根钢坯轧制时，由于轧制状态会发生变化，导致头尾尺寸差异，使产品尺寸不一致。

此外，为保证轧制温度，生产线一般采用连铸坯冷坯上料加热或热送热装方式组织生产。此类型生产工艺，连铸坯必须经过加热炉再次加热才能生产。这种生产方式主要弊端有：(1)采用加热炉二次加热，浪费能源；(2)连铸坯再次加热过程会损失约1％烧损，产品成材率低；(3)会产生废气、固体废弃物等，污染环境。

为了解决上述问题，国内外技术人员进行了大量研究及改进，主要有以下几种方式：

(1)国外有生产线采用1台单流方坯连铸机直接对应1条轧线。连铸生产的连续单流方坯料，不经过切割，不经过加热炉，仅根据需要进行边部感应补热，或不补热直接进入轧机进行生产。

这种方式能够实现直接轧制和无头轧制，节约了能源，解决了频繁咬入及头尾缺陷温差，但由于该方法采用的坯料为110mm×110mm～150mm×150mm方坯，拉速不超过6m/min，单流产量不超过60t/h，单条生产线产能较小，适应于小范围、小半径、小用量的消费市场。在我国庞大的消费市场上，该类型生产线无产品竞争力。

(2)国内外有生产线采用1台或数台多流方坯连铸机与不同轧钢生产线协同组织生产。由连铸生产的单根合格连铸方坯，经过轧钢生产线二次加热，再通过在线焊机或在线挤压机将高温单根坯料对接起来，实现无头轧制。

该方法实现了比较好的产量匹配，也解决了频繁咬入、头尾温差、头尾缺陷的问题，但无法解决二次加热问题。同时，该方式要对连续连铸方坯料进行切割，还要对切割后坯料进行对接，既浪费能源，也降低成材率。

(3)国内外有生产线采用1台多流方坯连铸机与1条轧钢生产线直接对应，多流连铸机采用阶梯型生产单根连铸方坯。高温的单根连铸方坯经过高速辊道输，依次送至轧钢生产线进行直接轧制。

该方式实现了比较好的产量匹配，免去二次加热问题，节约了能源，但无法解决单根轧制频繁咬入，头尾温差等问题。

总之，目前现有各种生产方式均无法较好实现棒材或线材生产线高产量、高品质、低能耗、低消耗等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种矩形连铸坯无头轧制生产工艺及生产线，用于解决现有的生产方式均无法较好地实现棒材或线材生产线高产量、高品质、低能耗、低消耗等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种矩形连铸坯无头轧制生产工艺，包括如下步骤：

(1)通过炼钢浇注单元生产出原始浇注坯，原始浇注坯的断面为矩形；

(2)原始浇注坯经拉矫单元矫直后送入变形单元；

(3)变形单元将原始浇注坯依次通过立式轧机和水平轧机，进行压延变形，形成连铸坯，所述连铸坯为方坯或矩形坯；

(4)变形后，连铸坯进入轧钢单元，生产成为相对应的产品。

可选地，步骤(1)中，所述原始浇注坯的坯料宽高比≤1.6。

可选地，步骤(1)中，所述原始浇注坯的坯料宽度为150～290mm，坯料高度为130～180mm；优选地，所述原始浇注坯的坯料宽度为150mm～250mm，坯料高度为130mm～170mm。

可选地，步骤(1)中，所述原始浇注坯的连铸速度为2.8m/min～9m/min。

可选地，步骤(3)中，压延变形时，延伸系数1.05～1.4。

可选地，步骤(3)中，所述方坯或矩形坯的中间断面宽度为110mm～170mm、高度为110mm～170mm。

可选地，步骤(3)和步骤(4)之间，所述变形单元与轧钢单元之间设有分段单元，压延变形后获得的连铸坯进行剪切或切割后，再进入轧钢单元。具体生产时，可根据需要，使用分段单元将变形后的连铸坯进行剪切或切割；当使用无头轧制工艺时，分段单元将不投入使用。

可选地，步骤(2)和(3)中，拉矫机输送速度和变形单元中轧机转速根据秒流量相等原则，由连铸速度确定。

本发明还提供一种采用上述工艺生产矩形连铸坯的无头轧制生产线，包括沿轧制方向顺次布置的炼钢浇注单元、拉矫单元、变形单元、分段单元和轧钢单元，所述炼钢浇注单元沿轧制方向顺次设有浇注平台和连铸机，所述连铸机为一流或二流连铸机，每流配置有一套辊道系统；所述变形单元为至少一组压下轧机，所述压下轧机分为立式轧机和水平轧机。

可选地，所述压下轧机为一组或两组，每组压下轧机包含1～9架轧机。

可选地，所述压下轧机中，所述立式轧机数量多于水平轧机；优选地，所述立式轧机的数量为1～5架，所述水平轧机的数量0～4架。

可选地，所述拉矫单元为连续拉矫机，所述连铸机每流配置1套拉矫机。

可选地，所述分段单元为剪机或火焰切割机。

可选地，所述轧钢单元为长型材轧钢生产线，生产线可为线材、棒材或型钢生产线中的一种。

如上所述，本发明的矩形连铸坯无头轧制生产工艺，具有以下有益效果：

1、可以免去二次加热，节约能源消耗，避免氧化烧损，避免产生废气和固体废弃物；

2、可以无头轧制，避免常规连铸工序对坯料进行切割，避免常规轧钢工序对坯料进行对接，节约能源和坯料损耗；

3、可以无头轧制，能够使连铸和轧制同时连续进行，避免连铸坯在每个轧制道次的重复咬入，避免频繁咬入，避免造成生产事故，避免对导卫、轧钢、乃至设备造成损害和冲击，增加设备和易损件的使用寿命；

4、可以无头轧制，避免轧制时切头尾，增加成材率；

5、可以无头轧制，避免轧制时连铸坯存在的头尾温差，产品性能通条性好；

6、可以无头轧制，避免轧制时由于轧制状态变化导致头尾尺寸差异，保证产品尺寸精度稳定。

7、采用矩形浇注坯，单流产量高，且浇注坯质量好，最终轧钢产品质量好。

附图说明

图1显示为本发明实施例中无头直接轧制生产线的结构示意图；

图2显示为本发明实施例1中单流连铸无头直接轧制—单高棒生产线的结构示意图；

图3显示为本发明实施例2中双流连铸无头直接轧制—双高棒生产线的结构示意图；

图4显示为本发明实施例3中单流连铸无头直接轧制—单高棒生产线的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

附图1标记说明：

炼钢浇注单元1、浇注平台11、连铸机12、拉矫单元2、变形单元3、分段单元4、轧钢单元5。

具体实施过程如下：

实施例1

本实施例为单流连铸-单高棒生产示工艺。

如图1和图2所示：本实施例中的轧制生产线包括沿轧制方向顺次布置的炼钢浇注单元、拉矫单元、变形单元、分段单元和轧钢单元，炼钢浇注单元包含1套浇注平台和1套连铸机，连铸机为一流连铸机，配置有一套独立驱动和控制的辊道系统；拉矫单元为连续拉矫机，连铸机每流配置1套拉矫机；变形单元为一组压下轧机，一组压下轧机为5架轧机，轧机分为立式轧机和水平轧机，立式轧机3台，水平轧机2台，呈V-H-V-H-V布置，可带液芯进行压下；分段单元为剪机；轧钢单元为长型材轧钢生产线，具体为棒材生产线。

工艺步骤如下：

(1)炼钢浇注单元生产出原始浇注坯，原始浇注坯的坯料断面为矩形，坯料宽高比为1.2，坯料宽度为200mm，坯料高度为165mm，连铸拉速为5m/min，小时产量为75t/h。

(2)拉矫单元将原始浇注坯矫直后送入变形单元，拉矫机输送速度根据秒流量相等原则，与连铸速度相匹配。

(3)变形单元将原始浇注坯依次通过立式轧机和水平轧机，进行压延变形，道次延伸系数为1.16、1.14、1.10、1.17、1.10，形成连铸坯，连铸坯为方坯，连铸坯的宽度为130mm、高度为130mm。变形单元中轧机转速根据秒流量相等原则，由连铸速度确定。

(4)根据需要，分段单元将变形后连铸坯进行剪切。当使用无头轧制工艺时，分段单元将不投入使用。

(5)变形后，连铸坯进入轧钢单元，不经过二次加热或补热，通过辊道直接送至单高棒生产线进行单根轧制。

如需要，根据要求，在不同工程应用中，可在压下轧机与单高棒生产线之间灵活设置钢坯冷床、感应加热装置等设施。

实施例2

本实施例为双流连铸-双高棒生产示工艺。

如图1和图3所示：本实施例中的轧制生产线包括沿轧制方向顺次布置的炼钢浇注单元、拉矫单元、变形单元、分段单元和轧钢单元，炼钢浇注单元包含1套浇注平台和1套连铸机，连铸机为二流连铸机，每流配置有一套独立驱动和控制的辊道系统；拉矫单元为连续拉矫机，连铸机每流配置1套拉矫机；变形单元为两组压下轧机，每组压下轧机为3架轧机，轧机分为立式轧机和水平轧机，立式轧机2台，水平轧机1台，呈V-H-V布置，可带液芯进行压下；分段单元为剪机；轧钢单元为长型材轧钢生产线，具体为线材生产线。

工艺步骤如下：

(1)炼钢浇注单元生产出原始浇注坯，原始浇注坯的坯料断面为矩形，坯料宽高比为1.2，坯料宽度为200mm，坯料高度为165mm，连铸拉速为6m/min，单流小时产量为90t/h，双流小时产量为180t/h。

(2)拉矫单元将原始浇注坯矫直后送入变形单元，拉矫机输送速度根据秒流量相等原则，与连铸速度相匹配。

(3)变形单元将原始浇注坯依次通过立式轧机和水平轧机，进行压延变形，道次延伸系数为1.16、1.14、1.10，形成连铸坯，连铸坯为方坯，连铸坯的宽度为150mm、高度为150mm。变形单元中轧机转速根据秒流量相等原则，由连铸速度确定。

(4)根据需要，分段单元将变形后连铸坯进行剪切。当使用无头轧制工艺时，分段单元将不投入使用。

(5)变形后，连铸坯进入轧钢单元，不经过二次加热或补热，通过辊道直接送至双高棒材生产线进行双流轧制。

如需要，根据要求，在不同工程应用中，可在压下轧机与双高棒生产线之间灵活设置钢坯冷床、感应加热装置等设施。

实施例3

本实施例为单流连铸-单高棒生产示工艺。

如图1和图4所示：本实施例中的轧制生产线包括沿轧制方向顺次布置的炼钢浇注单元、拉矫单元、变形单元、分段单元和轧钢单元，炼钢浇注单元包含1套浇注平台和1套连铸机，连铸机为一流连铸机，配置有一套独立驱动和控制的辊道系统；拉矫单元为连续拉矫机，连铸机每流配置1套拉矫机；变形单元为一组压下轧机，一组压下轧机为4架轧机，轧机分为立式轧机和水平轧机，立式轧机3台，水平轧机1台，呈V-V-H-V布置，可带液芯进行压下；分段单元为火焰切割机；轧钢单元为长型材轧钢生产线，具体为型钢生产线。

工艺步骤如下：

(1)炼钢浇注单元生产出原始浇注坯，原始浇注坯的坯料断面为矩形，坯料宽高比为1.4，坯料宽度为230mm，坯料高度为165mm，连铸拉速为6m/min，小时产量为105t/h。

(2)拉矫单元将原始浇注坯矫直后送入变形单元，拉矫机输送速度根据秒流量相等原则，与连铸速度相匹配。

(3)变形单元将原始浇注坯依次通过立式轧机和水平轧机，进行压延变形，道次延伸系数为1.13、1.14、1.17、1.10，形成连铸坯，连铸坯为方坯，连铸坯的宽度为150mm、高度为150mm。变形单元中轧机转速根据秒流量相等原则，由连铸速度确定。

(4)根据需要，分段单元将变形后连铸坯进行切割。当使用无头轧制工艺时，分段单元将不投入使用。

(5)变形后，连铸坯进入轧钢单元，不经过二次加热或补热，通过辊道直接送至单高棒生产线进行单根轧制。

如需要，根据要求，在不同工程应用中，可在压下轧机与单高棒生产线之间灵活设置钢坯冷床、感应加热装置等设施。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种矩形连铸坯无头轧制生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过炼钢浇注单元生产出原始浇注坯，原始浇注坯的断面为矩形；

(2)原始浇注坯经拉矫单元矫直后送入变形单元；

(3)变形单元将原始浇注坯依次通过立式轧机和水平轧机，进行压延变形，形成连铸坯，所述连铸坯为方坯或矩形坯；

(4)变形后，连铸坯进入轧钢单元，生产成为相对应的产品。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述原始浇注坯的坯料宽高比≤1.6。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述原始浇注坯的坯料宽度为150～290mm，坯料高度为130～180mm；优选地，所述原始浇注坯的坯料宽度为150mm～250mm，坯料高度为130mm～170mm。

4.根据权利要求1所述的矩形连铸坯无头轧制生产工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述原始浇注坯的连铸速度为2.8m/min～9m/min。

5.根据权利要求1所述的矩形连铸坯无头轧制生产工艺，其特征在于：步骤(3)中，压延变形时，延伸系数1.05～1.4；

和/或，步骤(3)中，所述方坯或矩形坯的中间断面宽度为110mm～170mm、高度为110mm～170mm。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(3)和步骤(4)之间，所述变形单元与轧钢单元之间设有分段单元，压延变形后获得的连铸坯进行剪切或切割后，再进入轧钢单元。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述的工艺生产矩形连铸坯的无头轧制生产线，包括沿轧制方向顺次布置的炼钢浇注单元、拉矫单元、变形单元、分段单元和轧钢单元，所述炼钢浇注单元沿轧制方向顺次设有浇注平台及连铸机，所述连铸机为一流或二流连铸机，每流配置有一套辊道系统；所述变形单元为至少一组压下轧机，所述压下轧机分为立式轧机和水平轧机。

8.根据权利要求7所述的无头轧制生产线，其特征在于：所述压下轧机为一组或两组，每组压下轧机包含1～9架轧机。

9.根据权利要求8所述的无头轧制生产线，其特征在于：所述压下轧机中，所述立式轧机数量多于水平轧机；优选地，所述立式轧机的数量为1～5架，所述水平轧机的数量0～4架。

10.根据权利要求7所述的无头轧制生产线，其特征在于：所述拉矫单元为连续拉矫机，所述连铸机每流配置1套拉矫机；

和/或，所述分段单元为剪机或火焰切割机；

和/或，所述轧钢单元为长型材轧钢生产线，生产线可为线材、棒材或型钢生产线中的一种。

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