CN111097797B - 一种合金钢棒材的光亮材制造系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金行业特殊钢生产加工领域，特别涉及一种合金钢棒材的光亮材制造方法。所述系统包括依次连接、均延轧制中心线依次布置的：加热装置，高压除磷装置，粗轧装置，中轧装置，第一穿水冷却装置，精轧装置，第二穿水冷却装置，减定径装置，第三穿水冷却装置，缓冷装置，矫直装置，扒皮装置。本发明是一种在线制造的光亮材制造方法简化了中间环节，节省人力、节省时间，提升效率；本发明得到的合金钢棒材表面无氧化皮覆盖，提高客户锻造加工的便捷性，同时能够避免由于残留附着的氧化皮导致产生锻造加工的缺陷，提高成材率。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业特殊钢生产加工领域，特别涉及一种合金钢棒材的光亮材制造方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，我国汽车及工程机械制造行业获得发展，带动了下游零部件加工行业的发展，对于原材料的质量升级也越来越迫切。普通圆钢表面由于Fe原子由内部向外部扩散，而O原子由外部向内部扩散，外层氧的浓度大，铁的浓度小，生成铁的高价氧化物，内层铁的浓度大，而氧的浓度小，生成氧的低价氧化物。所以氧化铁皮的结构是分层的。
但是，根据钢的成分的不同，形成的氧化铁皮的特性也不同。比如对于Si含量较高或中等的钢（如：4Cr5MoSiV1模具钢），由于铁皮中气孔直径大，空冷时的裂纹容易在氧化铁皮厚度中间停止，除鳞时裂纹与基底金属相平等传播，导致基底金属侧的氧化铁皮易残留下来，所以氧化铁皮剥离性不好。而对于Si含量≤0.05%的C-Mn钢，氧化铁皮中气孔小，分布比较均匀，由空冷引起的热应力使氧化铁皮产生裂纹，低Si钢氧化铁皮中由于气孔小，应力松弛缓小，裂纹就沿气孔扩展到基底金属界面。除鳞时，热应力就在氧化铁皮和基底金属界面作为剪切力起作用，使氧化铁皮从基底金属上剥离开。
目前对于Si含量较高或中等的合金钢圆钢，由于其表面形成的氧化铁皮不易脱落，以致后期成形的成品进入客户端之后，对其进行锻造加工过程中，由于氧化铁皮形成的缺陷会继续扩展延伸，影响最终产品的性能，尤其在阀或者轴承类的零部件中，对产品性能的影响更为明显。另外，目前对于Mo、V含量中等或较高的钢材（12Cr1MoV、 15/25CrMo）的制备过程中，氧化皮的形成也会影响产品的性能。
目前，对于氧化皮的处理，需要待到成品阶段才对材料进行打磨或扒皮，增加了客户的加工工序及成本。因此，对于钢铁生产企业，能够直接向客户提供一种合金钢棒材的光亮材为目前领域内亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种合金钢棒材的光亮材制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种合金钢棒材的光亮材的制备系统，包括依次连接的：加热装置，高压除鳞装置，粗轧装置，中轧装置，第一穿水冷却装置，精轧装置，第二穿水冷却装置，减定径装置，第三穿水冷却装置，缓冷装置，矫直装置，扒皮装置；上述各个装置均延轧制中心线依次布置；
其中，所述加热装置，用于对连铸坯进行加热处理，得到预热的连铸坯；所述高压除鳞装置，用于对所述预热的连铸坯进行高压水除鳞处理，得到除鳞连铸坯；所述粗轧装置，用于对所述除鳞连铸坯进行粗轧处理，得到粗轧件；所述粗轧装置优选包括7个机架，用于进行7道次全连轧；所述中轧装置，用于对所述粗轧件进行中轧处理，得到中轧件；所述中轧装置优选包括6个机架，用于进行6道次全连轧；所述第一穿水冷却装置，用于对所述中轧件进行第一次穿水冷却处理，得到第一次穿水冷却后轧件；所述精轧装置，用于对所述第一次穿水冷却后轧件进行精轧处理，得到精轧件；所述精轧装置优选包括4个机架，用于进行4道次全连轧；所述第二穿水冷却装置，用于对精轧件进行第二次穿水冷却处理，得到第二次穿水冷却后轧件；所述减定径装置，用于对所述第二次穿水冷却后轧件进行减定径处理，得到减定径轧件；所述减定径装置优选包括4个机架，用于进行4道次全连轧；所述第三穿水冷却装置，用于对所述减定径轧件进行第三次穿水冷却处理，得到第三次穿水冷却后轧件；所述缓冷装置，用于对所述第三次穿水冷却后轧件进行缓冷处理，得到缓冷后轧件；所述矫直装置，用于对所述缓冷后轧件进行矫直处理，得到矫直钢管；所述扒皮装置，用于对所述矫直钢管进行扒皮处理，得到光亮材。
一种合金钢棒材的光亮材的制备方法，包括以下步骤：加热步骤：将连铸坯进行加热处理，得到预热的连铸坯；高压水除鳞步骤：将所述预热的连铸坯进行高压水除鳞处理，得到除鳞连铸坯；粗、中轧步骤：将所述除鳞连铸坯进行粗轧处理得到粗轧件；再将所述粗轧件进行中轧处理得到中轧件；再将所述中轧件进行第一次穿水冷却处理，得到第一次冷却后轧件；精轧步骤：将所述第一次冷却后轧件进行精轧处理得到精轧件；再将所述精轧件进行第二次穿水冷却处理，得到第二次穿水冷却后轧件；减定径步骤：先将所述第二次穿水冷却中间材进行减定径处理得到减定径轧件；再将所述减定径轧件进行第三次穿水冷却处理，得到第三次穿水冷却后轧件；缓冷步骤：将所述第三次穿水冷却后轧件进行缓冷处理，得到缓冷后轧件；矫直步骤：将所述缓冷后轧件进行矫直处理，得到矫直钢材；扒皮步骤：将所述矫直钢材进行扒皮处理，得到所述光亮材。
作为优选的实施方式，所述加热步骤的所述加热处理中，预热段温度≤950℃；加热段温度1220～1260℃，均热段温度1200～1240℃，所述预热的连铸坯的断面温差≤30℃。
作为优选的实施方式，所述高压水除鳞步骤中，所述高压水的压力为25～30MPa，优选为26～28MPa。
作为优选的实施方式，所述粗、中轧步骤中，采用全连轧的方式，开轧温度为1130～1180℃；优选地，所述粗轧处理的轧制道次为7道；优选地，所述中轧处理的轧制道次为6道；优选地，所述第一次穿水冷却处理中，所述第一次冷却后轧件的温度为1000～1050℃；更优选地，水压为0.8～1.3MPa，水流速为2.5-5m/s。
作为优选的实施方式，所述精轧步骤中，所述精轧处理的轧制道次为4道；优选地，所述第二次穿水冷却处理中，所述第二次冷却后轧件温度为950～1000℃；更优选地，水压为0.8～1.3MPa，水流速为2.5-5m/s。
作为优选的实施方式，所述减定径步骤中，所述减定径处理的轧制道次为4道；优选地，所述第三次穿水冷却处理中，所述第三次穿水冷却后轧件温度为900～950℃；更优选地，水压为1.0～1.5MPa，水流速为3-6m/s。
作为优选的实施方式，所述缓冷步骤中，所述缓冷后轧件的温度≤550℃。
作为优选的实施方式，所述矫直步骤中，所述矫直钢材的弯曲度≤2.5mm/m。
作为优选的实施方式，所述扒皮步骤中，所述扒皮处理共进行1次，扒皮去掉表层深度为0.3～0.6mm。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1、本发明得到的合金钢棒材表面无氧化皮覆盖，提高客户锻造加工的便捷性，同时能够避免由于残留附着的氧化皮导致产生锻造加工的缺陷。
2、本发明通过全连轧和在中轧、精轧后、减定径均穿水冷却处理，使得轧件的温度逐步降低，钢材表面的氧化铁皮少而且钢材的弯曲度小，便于后续的矫直及扒皮处理，使得钢材轧之后在扒皮机中一次扒皮成材，成材率提高。
3、本发明通过控制轧制与穿水冷却的各个参数，减少轧制过程中的氧化铁皮生成，钢材轧后进入扒皮机一次扒皮成材，与传统的工艺相比，成材率提高0.3-1.0%，优选为0.3-0.5%。上述成材率的提高也直接节省了生产成本；例如：产能（本发明的原料：连铸坯）60万吨，每吨钢售价：5000元，如成材率由95.0%提高至95.5%，提高了0.5%，那么减少的成本为：60万吨×5000元×0.5%=1500万元。
4、本发明的各个步骤、参数之间协同作用，共同进一步提高了光亮材产品的质量。
5、本发明工艺现场操作简单，减少工人劳动强度，减少了运输成本及热处理成本，获得低成本高附加值的圆钢。
6、本发明是一种在线制造（即制备系统中，12个装置均延轧制中心线依次布置，属于同一个工艺流程）的光亮材制造方法；而传统方法是：第一个工艺流程—轧制到下冷床后的钢材打捆收集后，再进行第二个工艺流程—通过天车或汽车把钢材转运到另一个地方的车间后进行精整扒皮等后续环节，增加了中间的打捆收集、转运运输、拆捆、人工等成本，增加时间成本，增加劳动强度。可见，传统方法工艺繁琐，人力成本高，增加中间环节中间成本；本发明简化了中间环节，节省人力、节省时间，提升效率。
附图说明
图1为本发明提供的制备系统的示意图。
其中，图中所示附图标记说明如下：
1、加热炉，2、高压水泵，3、粗轧机组，4、中轧机组，5、第一水冷箱，6、精轧机组，7、第二水冷箱，8、减定径机组，9、第三水冷箱，10、冷床，11、矫直机，12、扒皮机。
图2为本发明提供的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一方面，如图1、2所示，本发明提供一种合金钢棒材的光亮材的制备系统，包括依次连接的：加热装置—加热炉1，高压除鳞装置—高压水泵2，粗轧装置—粗轧机组3，中轧装置—中轧机组4，第一穿水冷却装置—第一水冷箱5，精轧装置—精轧机组6，第二穿水冷却装置—第二水冷箱7，减定径装置—减定径机组8，第三穿水冷却装置—第三水冷箱9，缓冷装置—冷床10，矫直装置—矫直机11，扒皮装置—扒皮机12。上述各个装置都是延轧制中心线依次布置，故上述装置都属于同一个工艺流程，简化了中间环节。
下面对以上部件进行一一说明。
加热炉1，优选为步进式加热炉，用于对连铸坯进行加热处理，得到预热的连铸坯。
高压水泵2，用于对上述预热的连铸坯进行高压水除鳞处理，去除上述预热的连铸坯表面的氧化铁皮，得到除鳞连铸坯。
粗轧机组3，用于对上述除鳞连铸坯进行粗轧处理，得到粗轧件；优选粗轧机组包括7个机架，可实现7道次全连轧。
中轧机组4，用于对上述粗轧件进行中轧处理，得到中轧件；优选中轧机组包括6个机架，可实现6道次全连轧。
第一水冷箱5，用于对上述中轧件进行第一次穿水冷却处理，得到第一次穿水冷却后轧件。
精轧机组6，用于对上述第一次穿水冷却后轧件进行精轧处理，得到精轧件；优选精轧机组包括4个机架，可实现4道次全连轧。
第二水冷箱7，用于对精轧件进行第二次穿水冷却处理，得到第二次穿水冷却后轧件。
减定径机组8，用于对上述第二次穿水冷却后轧件进行减定径处理，得到减定径轧件；优选减定径机组包括4个机架，可实现4道次全连轧。
第三水冷箱9，用于对上述减定径轧件进行第三次穿水冷却处理，得到第三次穿水冷却后轧件。
冷床10，优选为步进式冷床，用于对上述第三次穿水冷却后轧件进行缓冷处理，得到缓冷后轧件。
矫直机11，用于对上述缓冷后轧件进行矫直处理，得到矫直钢管。
扒皮机12，用于对上述矫直钢管进行扒皮处理，得到光亮材。
上述各个装置之间优选通过辊道连接。
第二方面，本发明提供一种合金钢棒材的光亮材（如：4Cr5MoSiV1模具钢）的制备方法，该方法优选采用图1的系统来实施，具体工艺流程图参见图2，包括以下步骤：
步骤一、加热：将连铸坯送入加热炉1（优选为步进式加热炉），对该连铸坯进行加热处理，得到预热的连铸坯。
上述加热处理中，预热段温度控制在≤950℃；加热段温度控制在1220～1260℃，时间为4-6h，优选为5h；均热段温度控制在1200～1240℃，时间为3-5h，优选为4h；出钢连铸坯（即上述预热的连铸坯）断面温差≤30℃。
上述预热、加热、均热的温度均达到奥氏体化温度以上，使钢材发生奥氏体化，故变形抗力最低，便于热轧加工；出钢时连铸坯的断面温差越大，则轧制过程中钢坯越容易翘头，而温度低的一面延伸率低，这样就使钢材在轧制过程中易于损毁，所以要控制出钢连铸坯断面温差不可过大。
本步骤的目的是使连铸坯均匀成分，便于钢材成分扩散均匀，钢材发生奥氏体化便于热轧。
步骤二、高压水除鳞：将上述预热的连铸坯通过高压水泵2进行高压水除鳞处理，其间高压水的压力为25～30MPa，优选为26～28MPa，去除表面的氧化铁皮，得到除鳞连铸坯。
步骤三、粗、中轧：采用全连轧的方式，开轧温度（轧制温度）为1130～1180℃，该温度如果过高则容易出现晶粒粗大，表面氧化铁皮过厚，影响成材率；先将上述除鳞连铸坯送入粗轧机组3进行粗轧处理，轧制道次为7道，得到粗轧件；再将上述粗轧件送入中轧机组4进行中轧处理，轧制道次为6道，得到中轧件；再将上述中轧件送入第一水冷箱5进行第一次穿水冷却处理，得到第一次冷却后轧件。
上述全连轧的方式中，粗轧区全部为不可逆轧机组成，轧件自始至终没有逆向轧制的道次；全连轧年产量可达600万吨，适合与大批量单一品种生产，操作简单、维护方便。
上述第一次穿水冷却处理中，控制水压为0.8～1.3MPa，水流速为2.5-5m/s，控制第一次冷却后轧件的温度为1000～1050℃，该温度可以降低之后的精轧温度，减少氧化铁皮生成、控制温度区间，便于后续轧制。
步骤四、精轧：将上述第一次冷却后轧件送入精轧机组6进行精轧处理，轧制道次为4道，得到精轧件；再将上述精轧件送入第二水冷箱7进行第二次穿水冷却处理，得到第二次穿水冷却后轧件。
上述第二次穿水冷却处理中，控制水压0.8～1.3MPa，水流速为2.5-5m/s，控制第二次冷却后轧件温度950～1000℃，该温度可以降低之后的减定径温度，减少氧化铁皮生成、控制温度区间，便于后续轧制。
步骤五、减定径：先将上述第二次穿水冷却中间材送入减定径机组8，进行减定径处理，轧制道次为4道，得到减定径轧件；再将上述减定径轧件送入第三水冷箱9，进行第三次穿水冷却处理，得到第三次穿水冷却后轧件。
上述第三次穿水冷却处理中，控制水压为1.0～1.5MPa，水流速为3-6m/s，控制第三次穿水冷却后轧件温度900～950℃，该温度可以降低之后的缓冷温度，减少氧化铁皮生成、控制温度区间，便于后续轧制。
上述步骤三至五中，通过控制轧制与穿水冷却的参数（如压制道次、水压、水流速、轧件冷却后温度），通过全连轧、控轧控冷（即中轧后、精轧后、减定径后都要进行穿水冷却处理），使轧件的温度逐步降低，使得钢材表面的氧化铁皮少而且钢材的弯曲度小，便于后续的矫直及扒皮处理；这样就减少了轧制过程中的氧化铁皮生成，使得钢材轧之后在扒皮机中一次扒皮成材，与传统的工艺相比，成材率提高了0.3-0.5%。
上述成材率的计算方式：（合格的钢材重量/投入的钢坯重量）×100%，即（合格的光亮材的重量/连铸坯的重量）×100%。
步骤六、缓冷：将上述第三次穿水冷却后轧件送入冷床10（优选为步进式冷床）利用冷床保温罩进行缓冷处理，得到缓冷后轧件，该缓冷后轧件温度为小于等于550℃。本步骤的目的之一是进一步降低轧件的温度，以便后续的矫直处理。
步骤七、矫直（即精整）：将上述缓冷后轧件送入矫直机11在线进行矫直处理，得到矫直钢材；该矫直钢材的弯曲度≤2.5mm/m。
上述矫直处理使钢材的该弯曲度符合扒皮条件，以便后进入下一步扒皮工序。
步骤八、扒皮：将上述矫直钢材送入扒皮机12进行在线扒皮处理，得到光亮材。上述扒皮处理共进行1次（如果多道次扒皮会导致钢材尺寸超出标准要求），扒皮去掉表层深度0.3～0.6mm。上述制备方法适用于Si、Mo、V中一种或多种组分含量中等或较高的钢材（如：4Cr5MoSiV1的Si：0.8-1.20%、V：0.8-1.2%，12Cr1MoV的V：0.15-0.30%，15/25CrMo的Mo：0.15-0.30%）的制备。
以下各个实施例和对比例中使用的连铸坯尺寸和最终得到的光亮坯尺寸均相同。各个实施例和对比例统计成材率时采用的基数即连铸坯的重量是相同的，均以5吨连铸坯作为原料来计算。
实施例1
本实施例的合金钢棒材为4Cr5MoSiV1模具钢，采用图1的制备系统，制备方法包括：
（1）加热：连铸坯进入步进式加热炉加热，预热段温度850℃，加热段温度1240℃时间5h，均热段温度控制在1240℃时间4h，出钢连铸坯断面温差28℃。
（2）高压水除鳞：去除连铸坯表面的氧化铁皮，高压水的压力28MPa。
（3）粗、中轧：采用全连轧轧制，开轧温度为1150℃；粗轧机组轧制，轧制机组为7架，轧制道次为7道；轧后进入中轧机组轧制，轧制机组为6架，轧制道次为6道；中轧后进入水冷箱第一次穿水冷却，水压0.9MPa，水流速2.5m/s，控制冷却后轧件温度1040℃。
（4）精轧：进入精轧机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第二次穿水冷却，水压1.0MPa，水流速2.5m/s，控制冷却后轧件温度980℃。
（5）减定径：进入减定径机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第三次穿水冷却，水压1.5MPa，水流速3.5m/s，控制冷却后轧件温度940℃。
（6）缓冷：轧后由传送辊道进入步进式冷床，保温罩覆盖缓冷，缓冷温度到550℃，由辊道传送至下一道工序。
（7）矫直（精整）：进入在线矫直机矫直，矫直后弯曲度为2.0mm/m。
（8）扒皮：由传送辊道进入在线扒皮工序，每一组由10个砂轮机进行扒皮，扒皮去掉表层深度0.5mm，基本去除掉所有的折叠及裂纹缺陷，表面光亮无氧化铁皮，得到光亮材。
（9）扒皮后打捆收集。
本实施例光亮材的成材率（（（步骤（8）得到的且检测合格的光亮材的重量/步骤（1）的连铸坯的重量）×100%））为96.1%。
实施例2
本实施例的合金钢棒材为4Cr5MoSiV1模具钢，采用图1的制备系统，制备方法包括：
（1）加热：连铸坯进入步进式加热炉加热，预热段温度880℃，加热段温度1260℃时间5h，均热段温度控制在1220℃时间4h，出钢连铸坯断面温差25℃。
（2）高压水除鳞：去除连铸坯表面的氧化铁皮，高压水的压力26MPa。
（3）粗、中轧：采用全连轧轧制，开轧温度为1160℃；粗轧机组轧制，轧制机组为7架，轧制道次为7道；轧后进入中轧机组轧制，轧制机组为6架，轧制道次为6道；中轧后进入水冷箱第一次穿水冷却，水压1.1MPa，水流速3m/s，控制冷却后轧件温度1030℃。
（4）精轧：进入精轧机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第二次穿水冷却，水压1.1MPa，水流速3m/s，控制冷却后轧件温度990℃。
（5）减定径：进入减定径机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第三次穿水冷却，水压1.4MPa，水流速3.5m/s，控制冷却后轧件温度920℃。
（6）缓冷：轧后由传送辊道进入步进式冷床，保温罩覆盖缓冷，缓冷温度到500℃，由辊道传送至下一道工序。
（7）矫直（精整）：进入在线矫直机矫直，矫直后弯曲度为2.2mm/m。
（8）扒皮：由传送辊道进入在线扒皮工序，每一组由10个砂轮机进行扒皮，扒皮去掉表层深度0.6mm，基本去除掉所有的折叠及裂纹缺陷，表面光亮无氧化铁皮，得到光亮材。
（9）扒皮后打捆收集。
本实施例光亮材的成材率为95.95%。
实施例3
本实施例的合金钢棒材为4Cr5MoSiV1模具钢，采用图1的制备系统，制备方法包括：
（1）加热：连铸坯进入步进式加热炉加热，预热段温度900℃，加热段温度1235℃时间5h，均热段温度控制在1220℃时间4h，出钢连铸坯断面温差20℃。
（2）高压水除鳞：去除连铸坯表面的氧化铁皮，高压水的压力27MPa。
（3）粗、中轧：采用全连轧轧制，开轧温度为1150℃；粗轧机组轧制，轧制机组为7架，轧制道次为7道；轧后进入中轧机组轧制，轧制机组为6架，轧制道次为6道；中轧后进入水冷箱第一次穿水冷却，水压1.2MPa，水流速3.5m/s，控制冷却后轧件温度1020℃。
（4）精轧：进入精轧机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第二次穿水冷却，水压1.1MPa，水流速3.5m/s，控制冷却后轧件温度960℃。
（5）减定径：进入减定径机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第三次穿水冷却，水压1.3MPa，水流速4m/s，控制冷却后轧件温度935℃。
（6）缓冷：轧后由传送辊道进入步进式冷床，保温罩覆盖缓冷，缓冷温度到480℃，由辊道传送至下一道工序。
（7）矫直（精整）：进入在线矫直机矫直，矫直后弯曲度为2.0mm/m。
（8）扒皮：由传送辊道进入在线扒皮工序，每一组由10个砂轮机进行扒皮，扒皮去掉表层深度0.5mm，基本去除掉所有的折叠及裂纹缺陷，表面光亮无氧化铁皮，得到光亮材。
（9）扒皮后打捆收集。
本实施例光亮材的成材率为96.15%。
实施例4
本实施例的合金钢棒材为12Cr1MoV模具钢，采用图1的制备系统，制备方法包括：
（1）加热：连铸坯进入步进式加热炉加热，预热段温度950℃，加热段温度1220℃时间6h，均热段温度控制在1230℃时间5h，出钢连铸坯断面温差29℃。
（2）高压水除鳞：去除连铸坯表面的氧化铁皮，高压水的压力25MPa。
（3）粗、中轧：采用全连轧轧制，开轧温度为1180℃；粗轧机组轧制，轧制机组为7架，轧制道次为7道；轧后进入中轧机组轧制，轧制机组为6架，轧制道次为6道；中轧后进入水冷箱第一次穿水冷却，水压1.3MPa，水流速4m/s，控制冷却后轧件温度1000℃。
（4）精轧：进入精轧机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第二次穿水冷却，水压1.2MPa，水流速4.0m/s，控制冷却后轧件温度950℃。
（5）减定径：进入减定径机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第三次穿水冷却，水压1.5MPa，水流速3m/s，控制冷却后轧件温度950℃。
（6）缓冷：轧后由传送辊道进入步进式冷床，保温罩覆盖缓冷，缓冷温度到520℃，由辊道传送至下一道工序。
（7）矫直（精整）：进入在线矫直机矫直，矫直后弯曲度为2.1mm/m。
（8）扒皮：由传送辊道进入在线扒皮工序，每一组由10个砂轮机进行扒皮，扒皮去掉表层深度0.4mm，基本去除掉所有的折叠及裂纹缺陷，表面光亮无氧化铁皮，得到光亮材。
（9）扒皮后打捆收集。
本实施例光亮材的成材率为96.00%。
实施例5
本实施例的合金钢棒材为12Cr1MoV模具钢，采用图1的制备系统，制备方法包括：
（1）加热：连铸坯进入步进式加热炉加热，预热段温度920℃，加热段温度1230℃时间5h，均热段温度控制在1220℃时间4h，出钢连铸坯断面温差30℃。
（2）高压水除鳞：去除连铸坯表面的氧化铁皮，高压水的压力30MPa。
（3）粗、中轧：采用全连轧轧制，开轧温度为1130℃；粗轧机组轧制，轧制机组为7架，轧制道次为7道；轧后进入中轧机组轧制，轧制机组为6架，轧制道次为6道；中轧后进入水冷箱第一次穿水冷却，水压1.2MPa，水流速4m/s，控制冷却后轧件温度1010℃。
（4）精轧：进入精轧机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第二次穿水冷却，水压1.1MPa，水流速3.5m/s，控制冷却后轧件温度960℃。
（5）减定径：进入减定径机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第三次穿水冷却，水压1.0MPa，水流速6m/s，控制冷却后轧件温度910℃。
（6）缓冷：轧后由传送辊道进入步进式冷床，保温罩覆盖缓冷，缓冷温度到510℃，由辊道传送至下一道工序。
（7）矫直（精整）：进入在线矫直机矫直，矫直后弯曲度为2.3mm/m。
（8）扒皮：由传送辊道进入在线扒皮工序，每一组由10个砂轮机进行扒皮，扒皮去掉表层深度0.5mm，基本去除掉所有的折叠及裂纹缺陷，表面光亮无氧化铁皮，得到光亮材。
（9）扒皮后打捆收集。
本实施例光亮材的成材率为96.15%。
实施例6
本实施例的合金钢棒材为12Cr1MoV模具钢，采用图1的制备系统，制备方法包括：
（1）加热：连铸坯进入步进式加热炉加热，预热段温度800℃，加热段温度1240℃时间6h，均热段温度控制在1225℃时间4h，出钢连铸坯断面温差26℃。
（2）高压水除鳞：去除连铸坯表面的氧化铁皮，高压水的压力29MPa。
（3）粗、中轧：采用全连轧轧制，开轧温度为1140℃；粗轧机组轧制，轧制机组为7架，轧制道次为7道；轧后进入中轧机组轧制，轧制机组为6架，轧制道次为6道；中轧后进入水冷箱第一次穿水冷却，水压0.8MPa，水流速5m/s，控制冷却后轧件温度1050℃。
（4）精轧：进入精轧机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第二次穿水冷却，水压0.8MPa，水流速4.5m/s，控制冷却后轧件温度970℃。
（5）减定径：进入减定径机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道；轧后进入水冷箱第三次穿水冷却，水压1.2MPa，水流速5m/s，控制冷却后轧件温度900℃。
（6）缓冷：轧后由传送辊道进入步进式冷床，保温罩覆盖缓冷，缓冷温度到530℃，由辊道传送至下一道工序。
（7）矫直（精整）：进入在线矫直机矫直，矫直后弯曲度为2.0mm/m。
（8）扒皮：由传送辊道进入在线扒皮工序，每一组由10个砂轮机进行扒皮，扒皮去掉表层深度0.6mm，基本去除掉所有的折叠及裂纹缺陷，表面光亮无氧化铁皮，得到光亮材。
（9）扒皮后打捆收集。
本实施例光亮材的成材率为96.05%。
实施例7
本实施例的合金钢棒材为15/25CrMo模具钢，采用图1的制备系统，制备方法的步骤（1）-（9）采用的操作和参数与实施例1相同。
本实施例光亮材的成材率为96.1%。
对比例1
本对比例采用传统制备方法生产合金钢棒材4Cr5MoSiV1模具钢的光亮材，该制备方法的流程为：加热炉加热-高压水除鳞-粗轧-精轧-冷床-收集缓冷-离线矫直-离线扒皮，包括以下步骤：
（1）加热：连铸坯进入步进式加热炉加热，预热段≤950℃，加热段1200-1260℃，时间4-6h，均热段1200-1250℃，时间3-5h。
（2）高压水除鳞：去除连铸坯表面的氧化铁皮，高压水压力10-20Mpa。
（3）轧制：采用半连轧轧制，开轧温度为1180-1250℃，粗轧机轧制7-9道次，精轧机轧制4道次；轧后轧件的温度为900-1000℃。
上述半连轧则是指粗轧机组各机架主要或全部为可逆式，可逆式轧机操作、维修和控制系统相对复杂，耗电量略大，产量一般较全连轧低。
（4）缓冷：进入冷床缓冷，收集后堆垛缓冷，缓冷时间≥24h。
（5）矫直：钢材缓冷后由天车转运至矫直机处进行矫直，矫直后钢材弯曲度≤2.5mm/m。
（6）扒皮：矫直后钢材进入扒皮机扒皮，每一组由10个砂轮机进行扒皮，扒皮去掉表层深度0.9-1.5mm，基本去除掉所有的折叠及裂纹缺陷，表面光亮无氧化铁皮，得到光亮材。
（7）扒皮后打捆收集。
其中，步骤（1）-（4）属于第一个工艺流程，步骤（5）-（7）属于第二个工艺流程，在步骤（4）之后需要通过天车或汽车把钢材转运到另一个地方的车间后进行步骤（5）-（7），增加了中间的打捆收集、转运运输、拆捆、人工等成本，增加时间成本，增加劳动强度。可见，传统方法工艺繁琐，人力成本高，增加中了间环节中间成本。
本对比例采用传统工艺得到的成材率为95.0-95.5%。
对比例2
本对比例的合金钢棒材为4Cr5MoSiV1模具钢，采用图1的制备系统，制备方法的操作与实施例1基本相同，区别如下：
步骤（2）的高压水压力为15MPa；水压过低，除鳞效果较差；欲提高除鳞效果要提高水压。
本对比例光亮材的成材率为95.8%。
对比例3
本对比例的合金钢棒材为4Cr5MoSiV1模具钢，采用图1的制备系统，制备方法的操作与实施例1基本相同，区别如下：
步骤（1）的出钢连铸坯断面温差55℃。
上述断面温差较大的直接影响就是在连轧过程中出现中间坯翘头，弯曲，轧制过程中可能会出现堆拉钢工艺事故，造成废品；本实施例光亮材的成材率仅为90.2%。
对比例4
本对比例的合金钢棒材为4Cr5MoSiV1模具钢，采用的制备系统（未图示）包括依次连接的：加热炉1，高压水泵2，粗轧机组3，中轧机组4，精轧机组6，减定径机组8，冷床10，矫直机11，扒皮机12；上述装置均延着轧制中心线依次布置。
本对比例的制备方法包括以下步骤：
（1）-（2）：与实施例1操作相同。
（3）粗、中轧：采用全连轧轧制，开轧温度为1150℃；粗轧机组轧制，轧制机组为7架，轧制道次为7道；轧后进入中轧机组轧制，轧制机组为6架，轧制道次为6道。
（4）精轧：进入精轧机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道。
（5）减定径：进入减定径机组轧制，轧制机组为4架，轧制道次为4道。
（6）-（9）：与实施例1操作相同。
本实施例光亮材的成材率为95.0%。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
Claims (22)
1.一种合金钢棒材的光亮材的制备系统，其特征在于：
所述系统包括依次连接的：加热装置，高压除鳞装置，粗轧装置，中轧装置，第一穿水冷却装置，精轧装置，第二穿水冷却装置，减定径装置，第三穿水冷却装置，缓冷装置，矫直装置，扒皮装置；
所述加热装置、高压除鳞装置、粗轧装置、中轧装置、第一穿水冷却装置、精轧装置、第二穿水冷却装置、减定径装置、第三穿水冷却装置、缓冷装置、矫直装置、扒皮装置均延着轧制中心线依次布置；
其中，
所述加热装置，用于对连铸坯进行加热处理，得到预热的连铸坯；
所述高压除鳞装置，用于对所述预热的连铸坯进行高压水除鳞处理，得到除鳞连铸坯；
所述粗轧装置，用于对所述除鳞连铸坯进行粗轧处理，得到粗轧件；
所述中轧装置，用于对所述粗轧件进行中轧处理，得到中轧件；
所述第一穿水冷却装置，用于对所述中轧件进行第一次穿水冷却处理，得到第一次穿水冷却后轧件；
所述精轧装置，用于对所述第一次穿水冷却后轧件进行精轧处理，得到精轧件；
所述第二穿水冷却装置，用于对精轧件进行第二次穿水冷却处理，得到第二次穿水冷却后轧件；
所述减定径装置，用于对所述第二次穿水冷却后轧件进行减定径处理，得到减定径轧件；
所述第三穿水冷却装置，用于对所述减定径轧件进行第三次穿水冷却处理，得到第三次穿水冷却后轧件；
所述缓冷装置，用于对所述第三次穿水冷却后轧件进行缓冷处理，得到缓冷后轧件；
所述矫直装置，用于对所述缓冷后轧件进行矫直处理，得到弯曲度≤2.5mm/m的矫直钢材，以符合扒皮条件；
所述扒皮装置，用于对所述矫直钢材进行扒皮处理，得到光亮材。
2.根据权利要求1所述制备系统，其特征在于：所述粗轧装置包括7个机架，用于进行7道次全连轧。
3.根据权利要求1所述制备系统，其特征在于：所述中轧装置包括6个机架，用于进行6道次全连轧。
4.根据权利要求1所述制备系统，其特征在于：所述精轧装置包括4个机架，用于进行4道次全连轧。
5.根据权利要求1所述制备系统，其特征在于：所述减定径装置包括4个机架，用于进行4道次全连轧。
6.一种合金钢棒材的光亮材的制备方法，其特征在于：利用权利要求1所述的合金钢棒材的光亮材的制备系统完成，所述制备方法包括以下步骤：
加热步骤：将连铸坯进行加热处理，得到预热的连铸坯；
高压水除鳞步骤：将所述预热的连铸坯进行高压水除鳞处理，得到除鳞连铸坯；
粗、中轧步骤：将所述除鳞连铸坯进行粗轧处理得到粗轧件；再将所述粗轧件进行中轧处理得到中轧件；再将所述中轧件进行第一次穿水冷却处理，得到第一次冷却后轧件；
精轧步骤：将所述第一次冷却后轧件进行精轧处理得到精轧件；再将所述精轧件进行第二次穿水冷却处理，得到第二次穿水冷却后轧件；
减定径步骤：先将所述第二次穿水冷却后轧件进行减定径处理得到减定径轧件；再将所述减定径轧件进行第三次穿水冷却处理，得到第三次穿水冷却后轧件；
缓冷步骤：将所述第三次穿水冷却后轧件进行缓冷处理，得到缓冷后轧件；
矫直步骤：将所述缓冷后轧件进行矫直处理，得到矫直钢材，所述矫直钢材的弯曲度≤2.5mm/m；
扒皮步骤：将所述矫直钢材进行扒皮处理，得到所述光亮材。
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述加热步骤的所述加热处理中，预热段温度≤950℃；加热段温度1220～1260℃，均热段温度1200～1240℃，所述预热的连铸坯的断面温差≤30℃。
8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述高压水除鳞步骤中，所述高压水的压力为25～30MPa。
9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于：
所述高压水除鳞步骤中，所述高压水的压力为26～28MPa。
10.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述粗、中轧步骤中，采用全连轧的方式，开轧温度为1130～1180℃。
11.根据权利要求10所述制备方法，其特征在于：
所述粗轧处理的轧制道次为7道。
12.根据权利要求10所述制备方法，其特征在于：
所述中轧处理的轧制道次为6道。
13.根据权利要求10所述制备方法，其特征在于：
所述第一次穿水冷却处理中，所述第一次冷却后轧件的温度为1000～1050℃。
14.根据权利要求10所述制备方法，其特征在于：
所述第一次穿水冷却处理中，水压为0.8～1.3MPa，水流速为2.5-5m/s。
15.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述精轧步骤中，所述精轧处理的轧制道次为4道。
16.根据权利要求15所述制备方法，其特征在于：
所述第二次穿水冷却处理中，所述第二次穿水冷却后轧件温度为950～1000℃。
17.根据权利要求15所述制备方法，其特征在于：
所述第二次穿水冷却处理中，水压为0.8～1.3MPa，水流速为2.5-5m/s。
18.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述减定径步骤中，所述减定径处理的轧制道次为4道。
19.根据权利要求18所述制备方法，其特征在于：
所述第三次穿水冷却处理中，所述第三次穿水冷却后轧件温度为900～950℃。
20.根据权利要求18所述制备方法，其特征在于：
所述第三次穿水冷却处理中，水压为1.0～1.5MPa，水流速为3-6m/s。
21.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述缓冷步骤中，所述缓冷后轧件的温度≤550℃。
22.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述扒皮步骤中，所述扒皮处理共进行1次，扒皮去掉表层深度为0.3～0.6mm。
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