CN112247038B - 一种线材轧钢件及其轧钢件生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线材轧钢件及其轧钢件生产工艺，线材轧钢件成分含有Fe、Mo、W、碳、硅、以及不可避免的杂质等成分，还包括稀土元素和金属氧化物，稀土元素为Re，金属氧化物为氧化铝。线材轧钢件制备采用自动化生产线作业，从而提高生产效率，并在生产线中设置有多个抛光机，以使提高工件表面粗糙度，该生产线生产出线材轧钢件，具有较好的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优点，力学性能均匀，机械性能较为突出。
Description
技术领域
本发明涉及棒线材轧钢件技术领域,特别是涉及到一种线材轧钢件及其轧钢件生产工艺。
背景技术
棒线材在国家工业化的过程中是需求量很大的一个钢材门类，用途较为广泛，如钢筋、配筋、钢丝、钢丝绳、钢绞线等。棒线材断面形状简单，适用于大规模的专业化生产。
我国在棒线材发展中，在品种结构、性能指标和质量稳定性等方面还有待于提高，如高端钢丝绳需要能够满足高速拉拔的要求，拉拔度可达到18m/s，而国内目前还难以达到如此的性能要求。如高速钢生产时也面临着强度和热塑性的提升。
目前国内在棒线材方面也有一定研究，例如如图1所示的，现有技术专利文献CN201891403U公开了一种热采光杆密封装置，就是一种棒材作为超精表面杆件使用场合，由上盘根压盖1、上盘根腔2、下盘根压盖3、下盘根腔4、高精度光杆5、密封短接6、下密封盘根7、下盘根压块8、上密封盘根9组成，上盘根压盖1、上盘根腔2、下盘根压盖3、下盘根压块8、下盘根腔4、密封短6接依次连接，上密封盘根9在上盘根腔2内，下密封盘根7在下盘根腔4内，高精度光杆5和密封短接6采用间隙配合，组成隔热密封带，高精度光杆5表面采用喷焊处理，喷焊层硬度58-63HRC，表面粗糙度低于0.8um。密封短接内表面采用镀镍磷处理，表面硬度65-68HRC，表面粗糙度低于0.41um，能延长油井生产周期，减少修井费用。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高韧性耐磨线材，所述线材轧钢件成分质量百分比为：碳：0.12-0.20wt％，硅：0.41-0.74wt％，锰：9.20-12.60wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，镍：12.20-19.60wt％，铬：21.30-32.50wt％，钼：4.20-7.60wt％，钒：2.12-4.00wt％，钨：3.36-5.15wt％，稀土元素：0.20-0.36wt％，金属氧化物0.02-0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本案为棒材轧钢件系列申请。
进一步地所述稀土元素为Re。所述线材轧钢件(或称为棒线材轧钢件，或棒材轧钢件，包括以下发明内容或实施例的相关主题)直径为5-50mm，进一步的可以为6mm、10mm、28mm、32mm、36mm、38mm、42mm。
进一步地，本发明还包括该高热性耐磨线材的制备方法，一种高韧性耐磨线材(线材轧钢件)的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，粗炼：通过转炉对所述线材进行炼制，成分质量百分比为：碳：0.12-0.20wt％，硅：0.41-0.74wt％，锰：9.20-12.60wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，镍：12.20-19.60wt％，铬：21.30-32.50wt％，钼：4.20-7.60wt％，钒：2.12-4.00wt％，钨：3.36-5.15wt％，稀土元素：0.20-0.36wt％，金属氧化物0.02-0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质，进行炼制，获得粗炼钢水；
步骤2，精炼：将所述步骤1中炼出的获得粗炼钢水通过精炼炉进行精炼，尽量减少钢中的夹杂物含量，从而保证产品的性能及表面质量，获得精炼钢水；
步骤3，连铸：通过所述步骤2中获得所述精炼钢水，通过连铸机对所述精炼钢水进行轧制，连铸时，进行全程保护浇注，控制钢水温度，最终得到线材实心钢坯。
步骤4，加热：将连铸的所述线材实心钢坯的上料平台进入步进梁式加热炉(113)中加热，严格控制加热温度，将所述线材实心钢坯加热至950-1050℃；
步骤5，轧制：所线材实心钢坯依次进入粗轧机组，一号飞剪，中轧机组，二号飞剪，精轧机组，三号飞剪，然后上冷床进行冷却，其中开轧温度控制为840-960℃，所述一号飞剪、二号飞剪和三号飞剪，用于切头、切尾和发生事故状态的切断，最后置于空气中自然冷却至室温，得到线材轧钢件毛坯。
步骤6：抛光打磨：所述线材轧钢件毛坯进行冷剪后，然后依次进入粗抛光打磨机组、精抛光打磨机组和高精抛光打磨机组；所述粗抛光打磨机组对所述线材轧钢件毛坯抛光后，表面粗糙度达到0.82um；所述精抛光打磨机组对所述线材轧钢件毛坯抛光后，表面粗糙度达到0.46um；所述高精抛光打磨机组对所述线材轧钢件毛坯抛光后，表面粗糙度达到0.18um，得到线材轧钢件；
步骤7：打包和入库：所述线材轧钢件进入包装机进行打包，然后进入收集台入库。
所述粗抛光打磨机组、精抛光打磨机组和高精抛光打磨机组分别都设置有多个抛光机。所述抛光机包括支架，所述支架通过伺服电机底座设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有皮带轮，所述皮带轮通过皮带驱动旋转套筒作旋转运动，所述旋转套筒通过旋转套筒轴承转动设置在所述支架上，所述旋转套筒通过磨具公转驱动机构带动所述旋转套筒左右两侧多个磨具机构公转，所述磨具机构包括磨具自转驱动电机和磨具。
所述磨具公转驱动机构包括旋转套筒齿圈、带滑轨齿轮和旋转板,所述旋转套筒齿圈设置在V型滑槽底端部，所述带滑轨齿轮包括带滑轨齿轮齿部和带滑轨齿轮滑轨，所述带滑轨齿轮齿部与所述旋转套筒齿圈啮合，所述带滑轨齿轮滑轨与V型滑槽相互配合滑动，所述带滑轨齿轮设置成至少三个，所述带滑轨齿轮的旋转轴左右两端分别固定有所述旋转板，所述旋转板中间设置有所述线材轧钢件毛坯通过的旋转板通孔，沿着所述旋转板通孔周向等距间隔设置有所述磨具机构。
本发明有益效果有以下几方面：
(1)本申请的线材轧钢件，所述线材轧钢件成分质量百分比为：碳：0.12-0.20wt％，硅：0.41-0.74wt％，锰：9.20-12.60wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，镍：12.20-19.60wt％，铬：21.30-32.50wt％，钼：4.20-7.60wt％，钒：2.12-4.00wt％，钨：3.36-5.15wt％，稀土元素：0.20-0.36wt％，金属氧化物0.02-0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。所述稀土元素为Re。所线材轧钢件可用于钢筋、配筋、钢丝、钢丝绳等生产，耐高温工作温度≥660℃。上述元素选择及配比共同作用形成本申请的线材轧钢件的较好的物理性能。
(2)本申请的线材轧钢件的制备方法，包括：步骤1，粗炼：通过转炉对所述线材轧钢件成分质量百分比为：所述线材轧钢件成分质量百分比为：碳：0.12-0.20wt％，硅：0.41-0.74wt％，锰：9.20-12.60wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，镍：12.20-19.60wt％，铬：21.30-32.50wt％，钼：4.20-7.60wt％，钒：2.12-4.00wt％，钨：3.36-5.15wt％，稀土元素：0.20-0.36wt％，金属氧化物0.02-0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质进行炼制，获得粗炼钢水；步骤2，精炼：将所述步骤1中炼出的获得粗炼钢水通过精炼炉进行精炼，尽量减少钢中的夹杂物含量，从而保证产品的性能及表面质量，获得精炼钢水；步骤3，连铸：通过所述步骤2中获得所述精炼钢水，通过连铸机对所述精炼钢水进行轧制，连铸时，进行全程保护浇注，控制钢水温度，最终得到线材实心钢坯。步骤4，加热：将连铸的所述线材实心钢坯的上料平台进入步进梁式加热炉中加热，严格控制加热温度，将所述线材实心钢坯加热至950-1050℃；步骤5，轧制：所线材实心钢坯依次进入粗轧机组，一号飞剪，中轧机组，二号飞剪，精轧机组，三号飞剪，然后上冷床进行冷却，其中开轧温度控制为840-960℃，所述一号飞剪、二号飞剪和三号飞剪，用于切头、切尾和发生事故状态的切断，最后置于空气中自然冷却至室温，得到线材轧钢件毛坯。步骤6：抛光打磨：所述线材轧钢件毛坯进行冷剪后，然后依次进入粗抛光打磨机组、精抛光打磨机组和高精抛光打磨机组；所述粗抛光打磨机组对所述线材轧钢件毛坯抛光后，表面粗糙度达到0.82um；所述精抛光打磨机组对所述线材轧钢件毛坯抛光后，表面粗糙度达到0.46um；所述高精抛光打磨机组对所述线材轧钢件毛坯抛光后，表面粗糙度达到0.18um，得到线材轧钢件；生产线设备布置合理，节约空间，采用自动化，集约化生产制造，相对现有技术中先制造线材，再运输到相应制造工厂，制造相应的工件，更加节约时间，提高生产效率等优点。
(3)本申请的线材轧钢件的生产线上设置有抛光机，包括：所述粗抛光打磨机组、精抛光打磨机组和高精抛光打磨机组分别都设置有多个抛光机。所述抛光机包括支架，所述支架通过伺服电机底座设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有皮带轮，所述皮带轮通过皮带驱动旋转套筒作旋转运动，所述旋转套筒通过旋转套筒轴承转动设置在所述支架上，所述旋转套筒通过磨具公转驱动机构带动所述旋转套筒左右两侧多个磨具机构公转，所述磨具机构包括磨具自转驱动电机和磨具。所述磨具公转驱动机构包括旋转套筒齿圈、带滑轨齿轮和旋转板,所述旋转套筒齿圈设置在V型滑槽底端部，所述带滑轨齿轮包括带滑轨齿轮齿部和带滑轨齿轮滑轨，所述带滑轨齿轮齿部与所述旋转套筒齿圈啮合，所述带滑轨齿轮滑轨与V型滑槽相互配合滑动，所述带滑轨齿轮设置成至少三个，所述带滑轨齿轮的旋转轴左右两端分别固定有所述旋转板，所述旋转板中间设置有所述线材轧钢件毛坯通过的旋转板通孔，沿着所述旋转板通孔周向等距间隔设置有所述磨具机构。综上所述，本申请的线材轧钢件的生产线上，创新性设置有方便用于生产线上的抛光机，以使提高工件表面粗糙度。
附图说明
图1为本发明的背景技术的CN201891403U公开了一种热采光杆密封装置结构示意图；
图2为本发明的线材轧钢件的制备工艺流程方框示意图；
图3为本发明的线材轧钢件的制备的设备顺序布置示意图；
图4为本发明的线材轧钢件的抛光机200结构示意图；
图5为本发明的线材轧钢件的抛光机200截面示意图；
图6A和6B为本发明的线材轧钢件的抛光机200的旋转套筒齿圈301结构示意图；
图7为本发明的线材轧钢件的抛光机200的带滑轨齿轮302结构示意图；
其中：
100为传送机构，110为转炉，111为精炼炉，112为连铸机，113为步进梁式加热炉，114为粗轧机组，115为一号飞剪，116为中轧机组，117为二号飞剪，118为精轧机组，119为三号飞剪，120为冷床，121为冷剪，121为冷剪，122为粗抛光打磨机组，123为精抛光打磨机组，124为高精抛光打磨机组，125为包装机，126为收集台；
200为抛光机，201为支架，202为伺服电机，203为皮带，204为旋转套筒，205为旋转套筒，2041为V型滑槽；
300为磨具公转驱动机构，301为旋转套筒齿圈，302为带滑轨齿轮，3021为带滑轨齿轮齿部，3022为带滑轨齿轮滑轨，303为旋转板，3031为旋转板通孔；
400为磨具机构，401为磨具自转驱动电机，402为磨具，500为线材轧钢件毛坯，501为线材轧钢件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例：如图1-7，一种棒线材轧钢件，成分质量百分比为：碳：0.12-0.20wt％，硅：0.41-0.74wt％，锰：9.20-12.60wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，镍：12.20-19.60wt％，铬：21.30-32.50wt％，钼：4.20-7.60wt％，钒：2.12-4.00wt％，钨：3.36-5.15wt％，稀土元素Re：0.20-0.36wt％，金属氧化物Al2O30.02-0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。
一种线材轧钢件的制备方法，包括如下步骤：步骤1，粗炼：通过转炉110对线材轧钢件501进行炼制，获得粗炼钢水；
步骤2，精炼：将步骤1中炼出的获得粗炼钢水通过精炼炉111进行精炼，尽量减少钢中的夹杂物含量，从而保证产品的性能及表面质量，获得精炼钢水；
步骤3，连铸：通过步骤2中获得精炼钢水，通过连铸机112对精炼钢水进行轧制，连铸时，进行全程保护浇注，控制钢水温度，最终得到线材实心钢坯。
步骤4，加热：将连铸的线材实心钢坯的上料平台进入步进梁式加热炉113中加热，严格控制加热温度，将线材实心钢坯加热至950-1050℃；
步骤5，轧制：线材实心钢坯依次进入粗轧机组114，一号飞剪115，中轧机组116，二号飞剪117，精轧机组118，三号飞剪119，然后上冷床进行冷却，其中开轧温度控制为840-960℃，一号飞剪115、二号飞剪117和三号飞剪119，用于切头、切尾和发生事故状态的切断，最后置于空气中自然冷却至室温，得到线材轧钢件毛坯500。
步骤6：抛光打磨：线材轧钢件毛坯500进行冷剪121后，然后依次进入粗抛光打磨机组122、精抛光打磨机组123和高精抛光打磨机组124；粗抛光打磨机组122对线材轧钢件毛坯500抛光后，表面粗糙度达到0.82um；精抛光打磨机组123对线材轧钢件毛坯500抛光后，表面粗糙度达到0.46um；高精抛光打磨机组124对线材轧钢件毛坯500抛光后，表面粗糙度达到0.18um，得到线材轧钢件501；
步骤7：打包和入库：线材轧钢件501进入包装机125进行打包，然后进入收集台126入库。
粗抛光打磨机组122、精抛光打磨机组123和高精抛光打磨机组124分别都设置有多个抛光机200。抛光机200包括支架201，支架201通过伺服电机底座设置有伺服电机202，伺服电机202的输出轴连接有皮带轮，皮带轮通过皮带203驱动旋转套筒204作旋转运动，旋转套筒204通过旋转套筒轴承205转动设置在支架201上，旋转套筒204通过磨具公转驱动机构300带动旋转套筒204左右两侧多个磨具机构400公转，磨具机构400包括磨具自转驱动电机401和磨具402。磨具公转驱动机构300包括旋转套筒齿圈301、带滑轨齿轮302和旋转板303,旋转套筒齿圈301设置在V型滑槽2041底端部，带滑轨齿轮302包括带滑轨齿轮齿部3021和带滑轨齿轮滑轨3022，带滑轨齿轮齿部3021与旋转套筒齿圈301啮合，带滑轨齿轮滑轨3022与V型滑槽2041相互配合滑动，带滑轨齿轮302设置成至少三个，带滑轨齿轮302的旋转轴左右两端分别固定有旋转板303，旋转板303中间设置有线材轧钢件毛坯500通过的旋转板通孔3031，沿着旋转板通孔3031周向等距间隔设置有磨具机构400。
本发明有益效果有以下几方面：本申请的线材轧钢件元素选择及配比共同作用形成本申请的线材轧钢件的较好的物理性能。另外，本申请的线材轧钢件的制备方法生产线设备布置合理，节约空间，采用自动化，集约化生产制造，相对现有技术中先制造线材，再运输到相应制造工厂，制造相应的工件，更加节约时间，提高生产效率等优点。最后，本申请的线材轧钢件的生产线上设置有抛光机，包括：粗抛光打磨机组、精抛光打磨机组和高精抛光打磨机组分别都设置有多个抛光机。抛光机包括支架，支架通过伺服电机底座设置有伺服电机，伺服电机的输出轴连接有皮带轮，皮带轮通过皮带驱动旋转套筒作旋转运动，旋转套筒通过旋转套筒轴承转动设置在支架上，旋转套筒通过磨具公转驱动机构带动旋转套筒左右两侧多个磨具机构公转，磨具机构包括磨具自转驱动电机和磨具。磨具公转驱动机构包括旋转套筒齿圈、带滑轨齿轮和旋转板,旋转套筒齿圈设置在V型滑槽底端部，带滑轨齿轮包括带滑轨齿轮齿部和带滑轨齿轮滑轨，带滑轨齿轮齿部与旋转套筒齿圈啮合，带滑轨齿轮滑轨与V型滑槽相互配合滑动，带滑轨齿轮设置成至少三个，带滑轨齿轮的旋转轴左右两端分别固定有旋转板，旋转板中间设置有线材轧钢件毛坯通过的旋转板通孔，沿着旋转板通孔周向等距间隔设置有磨具机构。综上，本申请的线材轧钢件的生产线上，创新性设置有方便用于生产线上的抛光机，以使提高工件表面粗糙度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高韧性耐磨线材，其特征在于所述线材成分质量百分比为：碳：0.12-0.20wt％，硅：0.41-0.74wt％，锰：9.20-12.60wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，镍：12.20-19.60wt％，铬：21.30-32.50wt％，钼：4.20-7.60wt％，钒：2.12-4.00wt％，钨：3.36-5.15wt％，稀土元素：0.20-0.36wt％，金属氧化物0.02-0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质；制备方法包括如下步骤：
步骤1，粗炼：通过转炉(110)对所述线材进行炼制，获得粗炼钢水；
步骤2，精炼：将所述步骤1中炼出的粗炼钢水通过精炼炉(111)进行精炼，尽量减少钢中的夹杂物含量，从而保证产品的性能及表面质量，获得精炼钢水；
步骤3，连铸：通过所述步骤2中获得所述精炼钢水，通过连铸机(112)对所述精炼钢水进行轧制，连铸时，进行全程保护浇注，控制钢水温度，最终得到线材实心钢坯；
步骤4，加热：将连铸的所述线材实心钢坯的上料平台进入步进梁式加热炉(113)中加热，严格控制加热温度，将所述线材实心钢坯加热至950-1050℃；
步骤5：轧制：线材实心钢坯依次进入粗轧机组(114)，一号飞剪(115)，中轧机组(116)，二号飞剪(117)，精轧机组(118)，三号飞剪(119)，然后上冷床进行冷却，其中开轧温度控制为840-960℃，所述一号飞剪(115)、 二号飞剪(117)和三号飞剪(119)，用于切头、切尾和发生事故状态的切断，最后置于空气中自然冷却至室温，得到线材轧钢件毛坯(500)；
步骤6：抛光打磨：所述线材轧钢件毛坯(500)进行冷剪(121)后，然后依次进入粗抛光打磨机组(122)、精抛光打磨机组(123)和高精抛光打磨机组(124)；所述粗抛光打磨机组(122)对所述线材轧钢件毛坯(500)抛光后，表面粗糙度达到0.82um；所述精抛光打磨机组(123)对所述线材轧钢件毛坯(500)抛光后，表面粗糙度达到0.46um；所述高精抛光打磨机组(124)对所述线材轧钢件毛坯(500)抛光后，表面粗糙度达到0.18um，得到线材轧钢件(501)；所述粗抛光打磨机组(122)、精抛光打磨机组(123)和高精抛光打磨机组(124)分别都设置有多个抛光机(200)；
步骤7：打包和入库：所述线材轧钢件(501)进入包装机(125)进行打包，然后进入收集台(126)入库；
所述抛光机(200)包括支架(201)，所述支架(201)通过伺服电机底座设置有伺服电机(202)，所述伺服电机(202)的输出轴连接有皮带轮，所述皮带轮通过皮带(203)驱动旋转套筒(204)作旋转运动，所述旋转套筒(204)通过旋转套筒轴承(205)转动设置在所述支架(201)上，所述旋转套筒(204)通过磨具公转驱动机构(300)带动所述旋转套筒(204)左右两侧多个磨具机构(400)公转，所述磨具机构(400)包括磨具自转驱动电机(401)和磨具(402)。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨线材，其特征在于所述稀土元素为Re。
3.根据权利要求2所述的一种高韧性耐磨线材，其特征在于，所述金属氧化物为Al2O3。
4.根据权利要求3所述的一种高韧性耐磨线材，其特征在于，所述磨具公转驱动机构(300)包括旋转套筒齿圈(301)、带滑轨齿轮(302)和旋转板(303),所述旋转套筒齿圈(301)设置在V型滑槽(2041)底端部，所述带滑轨齿轮(302)包括带滑轨齿轮齿部(3021)和带滑轨齿轮滑轨(3022)，所述带滑轨齿轮齿部(3021)与所述旋转套筒齿圈(301)啮合，所述带滑轨齿轮滑轨(3022)与V型滑槽(2041)相互配合滑动，所述带滑轨齿轮(302)设置成至少三个，所述带滑轨齿轮(302)的旋转轴左右两端分别固定有所述旋转板(303)，所述旋转板(303)中间设置有所述线材轧钢件毛坯(500)通过的旋 转板通孔(3031)，沿着所述旋转板通孔(3031)周向等距间隔设置有所述磨具机构(400)。
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