CN114798739B - 一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法 - Google Patents

一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法，采取了连铸机高拉速降低钢坯热损失、铸坯切后头部温度为1050℃～1070℃、铸坯切后尾部温度为1070℃～1100℃、钢坯切割后到轧钢全程保温、高速辊道送钢，提高了连铸机的拉速，通过优化配水，减少钢坯的显热损失，使钢坯出拉矫机后铸坯心部的热能补充到表面，保证切割后的温度，全程保温罩能够降低30℃左右的钢坯温降，缩短钢坯在运输过程中的温降，实现了免补热直轧，钢坯氧化烧损降低了5.6kg/t，吨材节约了3.2kg，直轧后煤气消耗降低150立方米/吨材可用于发电，可发电45kW·h，加热炉停用后吨材可节约电量3kW·h。

Description

一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法
技术领域
本发明涉及连铸直轧技术领域，尤其是涉及一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法。
背景技术
随着双碳战略的逐步推进，钢铁企业作为耗能大户，生产过程中产生的余能余热的利用作为节能减排的重要手段，变得越来越重要。因此，为了降低钢铁企业的碳排放和节约能源，部分企业开始充分利用钢坯生产过程中产生的余热，通过辊道热送或电磁感应补热的方式进行轧制，降低轧钢加热炉的煤气消耗，节约能源。
现有技术中，连铸多流16m小方坯多切分连轧棒材存在以下问题：(1)在小方坯的连铸连轧过程中，由于连铸机的流数普遍较多、钢坯的坯形较小、散热快、连铸机的拉速低，难以达到普通轧机的开轧温度要求；(2)为了减少钢坯在运行过程中的温度损失，部分厂家采用液压剪剪切钢坯，此方案能够节约钢坯的运行时间，但液压剪故障后无法在线更换或切换备用，造成此流无法继续生产，另外液压剪剪切后钢坯脱方严重，直接轧制时温度低，造成轧机损坏或无法轧制；(3)采用在线电磁感应补热技术，对钢坯进行二次加热，耗电量大，心表加热不均匀，造成二次利用能源；(4)采用单线直接轧制，钢坯头尾温差大，导致钢材性能波动大，多切分时因钢坯头尾温差大，钢材性能和重量偏差无法控制。
因此，如何优化生产工艺，优化工艺步骤与工艺参数等，以实现连铸多流16m小方坯免加热免补热多切分直轧棒材，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法，提供一种多流16m小方坯免加热、免补热、低温多切分轧制棒材的方法，通过提高连铸机拉速、优化二冷水冷却配水、优化钢坯辊道保温措施、优化不同流钢坯送坯制度、开发低温开轧工艺、开发钢坯大头尾温差下多切分轧制工艺，实现多流16m小方坯的免加热免补热轧制。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法，连铸阶段控制：
中间包中的钢水的温度为1525℃～1530℃，过热度为18℃～23℃；
结晶器内的冷却水流量为2400L/min～2600L/min，结晶器中的冷却水的进出口温差为≤10℃；
连铸机采用高拉速操作，拉速控制在4.2m/min～4.5m/min；
调整二冷区的配水，采用4段配水控制，一区水流量为350L/min～420L/min，二区水流量为440L/min～510L/min，三区水流量为130L/min～160L/min，四区水流量为170L/min～210L/min，使得钢坯进拉矫机时的表面温度不低于1070℃，使得钢坯到火焰切割机的温度控制在1060℃以上；
铸坯切后尾部温度为1070℃～1100℃，铸坯切后头部温度为1050℃～1070℃。
优选的，二冷区的配水中，总水量为1110L/min～1290L/min，比水量为1.30L/kg-1.40L/kg。
优选的，连铸与连轧之间传送的保温控制：钢坯出火焰切割机后全部使用保温罩覆盖，覆盖方式为四面环绕覆盖，控制温降在1℃/秒以内，在传送辊道上的切后坯的温度控制在1000℃-1040℃；
连铸与连轧之间的输送距离：建立连铸大辊道到连轧的快速输送辊道，输送距离小于170m，快速输送辊道通过变频电机控制，输送速度控制为4.5m/s-5.0m/s，钢坯在传送辊道上的停留时间控制在88s以内。
优选的，连轧为单条轧线，单条轧线的送坯制度控制：通过编制连铸到连轧的送坯程序，钢坯自动送轧，具体工作模式：连铸机具备轧制条件后，轧钢发出要钢信号，连铸机根据轧制的小时产量，从连铸一级界面选择投入直轧的流号；
当轧钢产量为250吨/h时，连铸机投入6个流次直轧送坯，使连铸机的产能大于轧钢的产能；
每支钢坯的送坯间隔按照轧钢单支钢轧制周期由轧钢设定调整，保证轧制的连续性；
当连铸机不同流次有同时到达等待位置时，为了保证外送钢坯的温度，在连铸一级程序里设定，钢坯在保温罩里的等待时间小于90s，同时结合连铸机的钢坯使能选择系统，根据下一只钢坯的运行位置，判断当前等待的钢坯是否送轧，如果后一只钢坯能够满足轧钢的轧制周期要求，则将当前等待的钢坯进行剔除。
优选的，钢坯入轧机前，设置温度检测装置检测钢坯头部温度，入轧机的钢坯头部温度控制在不低于900℃；
当入轧机的钢坯头部温度低于900℃，通过钢坯剔除系统，从轧机直线段辊道通过加热炉的出炉辊道后退到原料区，送其它轧机轧制或等待加热炉生产后，再集中加热轧制。
优选的，通过在2号剪后的水箱建立温度检测闭环控制系统，根据2号剪的温度，设定出水箱的温度，通过检测2号剪后轧件不同段的温度，实现钢坯的均温轧制。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
1).本申请通过采取了轧制过程中钢坯温度在线检测、水箱智能调整控制保持温度均匀措施，在水箱前，设置温度检测装置，将检测到的钢坯不同段的温度反馈水箱，利用温度闭环控制系统解决了钢坯在免加热的情况下，多切分直轧的线差和钢坯头尾温差的问题。
2).本申请采取了连铸机高拉速降低钢坯热损失、铸坯切后头部温度为1050℃～1070℃、铸坯切后尾部温度为1070℃～1100℃、钢坯切割后到轧钢全程保温、高速辊道送钢，提高了连铸机的拉速，通过优化配水，减少钢坯的显热损失，使钢坯出拉矫机后铸坯心部的热能补充到表面，保证切割后的温度，全程保温罩能够降低30℃左右的钢坯温降，高速辊道送钢，缩短钢坯在运输过程中的温降，实现了“免补热”直轧。
3).本申请通过采用了智能化的钢坯预报剔除系统，建立一套钢坯生产预测系统，连铸机的生产参数接入系统，与轧钢的轧制周期结合，预测每个流的每支钢坯的状态，通过与轧钢的要钢周期对比分析，将不合适轧制节奏的钢坯直接剔除，解决了多流钢坯送单条轧线的钢坯的有序供应和自动剔除的问题。
4).本申请中，免加热轧制对比传统的钢坯热送工艺，钢坯氧化烧损降低了5.6kg/t，吨材节约了3.2kg，直轧后煤气消耗降低150立方米/吨材可用于发电，可发电45kW·h，加热炉停用后吨材可节约电量3kW·h。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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的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。
本申请提供了一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法，连铸阶段控制：
中间包中的钢水的温度为1525℃～1530℃，过热度为18℃～23℃；
结晶器内的冷却水流量为2400L/min～2600L/min，结晶器中的冷却水的进出口温差为≤10℃；
连铸机采用高拉速操作，拉速控制在4.2m/min～4.5m/min；
调整二冷区的配水，采用4段配水控制，一区水流量为350L/min～420L/min，二区水流量为440L/min～510L/min，三区水流量为130L/min～160L/min，四区水流量为170L/min～210L/min，使得钢坯进拉矫机时的表面温度不低于1070℃，使得钢坯到火焰切割机的温度控制在1060℃以上；
铸坯切后尾部温度为1070℃～1100℃，铸坯切后头部温度为1050℃～1070℃。
在本申请的一个实施例中，二冷区的配水中，总水量为1110L/min～1290L/min，比水量为1.30L/kg-1.40L/kg。
在本申请的一个实施例中，连铸与连轧之间传送的保温控制：钢坯出火焰切割机后全部使用保温罩覆盖，覆盖方式为四面环绕覆盖，控制温降在1℃/秒以内，在传送辊道上的切后坯的温度控制在1000℃-1040℃；
连铸与连轧之间的输送距离：建立连铸大辊道到连轧的快速输送辊道，输送距离小于170m，快速输送辊道通过变频电机控制，输送速度控制为4.5m/s-5.0m/s，钢坯在传送辊道上的停留时间控制在88s以内。
在本申请的一个实施例中，连轧为单条轧线，单条轧线的送坯制度控制：通过编制连铸到连轧的送坯程序，钢坯自动送轧，具体工作模式：连铸机具备轧制条件后，轧钢发出要钢信号，连铸机根据轧制的小时产量，从连铸一级界面选择投入直轧的流号；
当轧钢产量为250吨/h时，连铸机投入6个流次直轧送坯，使连铸机的产能大于轧钢的产能；
每支钢坯的送坯间隔按照轧钢单支钢轧制周期由轧钢设定调整，保证轧制的连续性；
当连铸机不同流次有同时到达等待位置时，为了保证外送钢坯的温度，在连铸一级程序里设定，钢坯在保温罩里的等待时间小于90s，同时结合连铸机的钢坯使能选择系统，根据下一只钢坯的运行位置，判断当前等待的钢坯是否送轧，如果后一只钢坯能够满足轧钢的轧制周期要求，则将当前等待的钢坯进行剔除。
在本申请的一个实施例中，钢坯入轧机前，设置温度检测装置检测钢坯头部温度，入轧机的钢坯头部温度控制在不低于900℃；
当入轧机的钢坯头部温度低于900℃，通过钢坯剔除系统，从轧机直线段辊道通过加热炉的出炉辊道后退到原料区，送其它轧机轧制或等待加热炉生产后，再集中加热轧制。
在本申请的一个实施例中，通过在2号剪后的水箱建立温度检测闭环控制系统，根据2号剪的温度，设定出水箱的温度，通过检测2号剪后轧件不同段的温度，实现钢坯的均温轧制。
在本申请的一个实施例中，待直轧的钢坯的连轧阶段：
连轧方法包括以下依次进行的步骤：粗轧、中轧、精轧、控制冷却、飞剪剪切、在冷床上进行冷却、自然时效；
精轧机组包括根据钢材通过的先后顺序依次设置的平轧机、立轧机、预切道次轧机、切分道次轧机、椭圆道次轧机、圆道次轧机、成前道次轧机、成品道次轧机。
本申请中，多流是8机8流。
本申请中，多切分轧制具体是三切分或四切分。
本申请的一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法的工作原理：
(1).连铸机的拉速控制，将连铸机的拉速提高到4.2m/min以上，钢坯的内部质量稳定合格，能够满足轧制的需要，需要进行精确的配水模型的自动化控制；
(2).轧钢的低温开轧技术，通过智能化送坯程序，自动选择需要剔除的钢坯，能够保证稳定均匀的钢坯温度；
(3).钢坯的头尾温差控制技术，通过轧线安装闭环控制水箱系统，根据2号剪处的钢坯温度，自动调整候补水箱的流量和压力，均匀钢坯温度。
本申请中，多切分是提高生产效率的有效措施，但是受直轧工艺，尤其是16m钢坯，带来的主要问题是：一是钢坯头尾温差较大，二是钢坯心部和表面温度差异较大，三切分或四切分时，受温度影响导致切分不均匀，同时轧线受到的张力不一致，导致切分后轧件的尺寸偏差较大，影响钢材质量和成材率；为了解决这一问题，轧钢生产线总体上采用水箱闭环冷却系统，利用粗轧、中轧、精轧机间布置的水箱，在通过每段水箱前对前一段轧机轧制的整支钢坯的温度检测，利用按照不同段钢坯的温度差异，通过自动调整水箱的流量和压力，达到均匀钢坯温度，均匀切分的目的，很好地解决了这一问题。
本申请中，开发了低温开轧工艺：正常通过加热炉加热的钢坯，开轧温度一般能够达到1000℃以上，而采用直轧方式，钢坯的头部温度低，1号轧机的温度控制在900℃-930℃之间，钢坯的开轧温度较低，对粗轧轧机和中轧轧机的冲击负荷较大，低温开轧工艺通过优化选定较高轧制力的轧机和优化粗轧、中轧的轧制参数，使轧机能够在低温的情况下，顺利连续地轧制。
本申请中的含量(％)均为质量百分数。
本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例
以生产HRB400E 12-25mm规格螺纹钢为例，实施例1-3中的钢筋的成分、工艺参数，如下表1-3所示：
表1实施例中的中间包中的钢水的成分与温度
Figure BDA0003625770890000071
表2实施例中的连铸工序中的工艺参数
Figure BDA0003625770890000072
Figure BDA0003625770890000081
表3实施例中的连轧工序中的工艺参数
Figure BDA0003625770890000082
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法，其特征在于，连铸阶段控制：
中间包中的钢水的温度为1525℃～1530℃，过热度为18℃～23℃；
结晶器内的冷却水流量为2400L/min～2600L/min，结晶器中的冷却水的进出口温差为≤10℃；
连铸机采用高拉速操作，拉速控制在4.2m/min～4.5m/min；
调整二冷区的配水，采用4段配水控制，一区水流量为350L/min～420L/min，二区水流量为440L/min～510L/min，三区水流量为130L/min～160L/min，四区水流量为170L/min～210L/min，使得钢坯进拉矫机时的表面温度不低于1070℃，使得钢坯到火焰切割机的温度控制在1060℃以上；
铸坯切后尾部温度为1070℃～1100℃，铸坯切后头部温度为1050℃～1070℃；
连铸与连轧之间传送的保温控制：钢坯出火焰切割机后全部使用保温罩覆盖，覆盖方式为四面环绕覆盖，控制温降在1℃/秒以内，在传送辊道上的切后坯的温度控制在1000℃-1040℃；
连铸与连轧之间的输送距离：建立连铸大辊道到连轧的快速输送辊道，输送距离小于170m，快速输送辊道通过变频电机控制，输送速度控制为4.5m/s-5.0m/s，钢坯在传送辊道上的停留时间控制在88s以内；
连轧为单条轧线，单条轧线的送坯制度控制：通过编制连铸到连轧的送坯程序，钢坯自动送轧，具体工作模式：连铸机具备轧制条件后，轧钢发出要钢信号，连铸机根据轧制的小时产量，从连铸一级界面选择投入直轧的流号；
当轧钢产量为250吨/h时，连铸机投入6个流次直轧送坯，使连铸机的产能大于轧钢的产能；
每支钢坯的送坯间隔按照轧钢单支钢轧制周期由轧钢设定调整，保证轧制的连续性；
当连铸机不同流次有同时到达等待位置时，为了保证外送钢坯的温度，在连铸一级程序里设定，钢坯在保温罩里的等待时间小于90s，同时结合连铸机的钢坯使能选择系统，根据下一只钢坯的运行位置，判断当前等待的钢坯是否送轧，如果后一只钢坯能够满足轧钢的轧制周期要求，则将当前等待的钢坯进行剔除。
2.根据权利要求1所述的一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法，其特征在于，二冷区的配水中，总水量为1110L/min～1290L/min，比水量为1.30L/kg-1.40L/kg。
3.根据权利要求1所述的一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法，其特征在于，钢坯入轧机前，设置温度检测装置检测钢坯头部温度，入轧机的钢坯头部温度控制在不低于900℃；
当入轧机的钢坯头部温度低于900℃，通过钢坯剔除系统，从轧机直线段辊道通过加热炉的出炉辊道后退到原料区，送其它轧机轧制或等待加热炉生产后，再集中加热轧制。
4.根据权利要求1所述的一种连铸多流16m小方坯多切分直轧棒材的方法，其特征在于，通过在2号剪后的水箱建立温度检测闭环控制系统，根据2号剪的温度，设定出水箱的温度，通过检测2号剪后轧件不同段的温度，实现钢坯的均温轧制。
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