CN115351069B - 一种热轧h型钢产线生产阴极扁钢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热轧H型钢产线生产阴极扁钢的方法，包括如下工艺步骤：精轧保留前4架轧机，拆除其它轧机后安装替换辊道，确保钢材输送；在H型钢生产线的精轧后和冷床入口中间段增加一台阴极扁钢压力式热矫直机；粗轧采用箱型孔型进行开坯轧制，轧制完无需对轧件进行切头，直接输送至精轧轧制四道次，精轧配置为“H1‑UF1‑H2‑UF2”；根据成品截面积的3倍选择合适的坯料尺寸；粗轧机采用箱型孔轧制5‑7道次，粗轧终轧轧件厚度大于成品厚度10‑15mm，宽度7‑12mm；万能轧机水平辊侧壁和水平辊间的辊缝3‑5mm，UF1取上线，UF2取下线，精轧H2的槽深30mm，槽底R圆角半径为18mm，通过UF2的轧制将H2的R圆角挤压至半径为12‑14mm。

Description

一种热轧H型钢产线生产阴极扁钢的方法
技术领域
本发明涉及一种热轧H型钢产线生产阴极扁钢的方法。
背景技术
阴极扁钢做为氧化铝厂电解槽电解电棒，广泛用于全国各大电解铝厂，也是电解铝厂消耗量最大的钢材。随着电解铝厂对能耗成本的不断追求，对阴极扁钢的外形尺寸精度要求也不断提高。
目前国内生产阴极扁钢的生产技术主要有两种：
生产技术一：利用两辊轧机轧制阴极扁钢，轧制成倍尺长度后堆垛冷却，冷却至环境温度后，用乙炔火切成用户要求的定尺长度，最后使用压力式矫直机进行冷矫直成材，码捆打包称重入库发货。缺点：成品材收得率低。两辊轧机每道次轧制时轧件只有上下两个面同时被加工，根据金属塑性变形原理，未被加工的两个侧面通常表现为双鼓形和单鼓形，平直度小于70%。该技术中各道次轧机全部为用箱型孔，轧制过程中轧件发生脱方是无法避免的缺陷，只是有脱方轻微和严重的区别。产能低。轧制过程中轧件会有不同程度的弯曲和扭曲，通过热钢堆垛的方式只对上下弯曲有一定的作用，侧弯需要通过冷矫直机进行矫正，而且扭曲的钢材很难通过压力矫直机进行校正，矫直的效率直接影响到了交货的周期。
生产技术二：利用中厚板产线将板坯轧制到阴极扁钢所需的厚度，将厚钢板运输到阴极扁钢加工场地后用乙炔火切成用户要求宽度和长度，最后使用压力式矫直机进行冷矫直成材，码捆打包称重入库发货。缺点：板坯通过1-2个道次轧制成所需的厚度，压缩比较小，无法满足用户压缩比大于3的要求。阴极扁钢成品尺寸精度低，外观质量差。乙炔火焰切割的精度低于轧制精度，切割后的宽度和切割面垂直度较差，另外切割面的平直度和光洁度也无法满足用户要求。成品4个R角无法通过火焰切割获得，必须要通过机床加工成形，成本高，效率低。目前电解铝厂要求阴极扁钢以热轧状态交货，该生产技术生产的阴极扁钢因外形尺寸和表面质量也无法满足电解铝厂的要求，该技术已逐步淘汰。
文献检索：1.刘宝峰、王作成，电极扁钢孔型设计的探讨，山东冶金，2013年8月第35卷第4期；2.吴功军等，电极扁钢系列产品开发，河北冶金，2016年04期；3.唐剑等，电极扁钢系列孔型设计与开发，柳钢科技，2011年第3期；4.李强、宋维兆，提高热轧阴极扁钢成品尺寸精度的实践，新疆钢铁，2020年第1期；5.胡小伟、刘奉家，向华，电解铝槽用阴极扁钢的轧制工艺，专利号：CN201410780627.3。
通过对论文和专利进行检索，论文（1-3）可知目前国内阴极扁钢的生产主要是在两辊轧机上采用箱型孔进行轧制，解决侧面凹凸的措施是将K2立轧（立箱型孔）的槽底加工成凹形，通过水平轧机（K1）轧制压下变形时形成的双鼓形将K2槽底两边的金属填充起来，这种轧制技术对轧机的精度要求非常高，且对轧槽的磨损控制很严格，用角尺测量成品侧面可发现侧面的多为轻微的三鼓形，而且垂直度精度低。论文（4）为我公司在探索生产高精度阴极扁钢的初期过程中形成的关于工艺路线设计和孔型设计的论文，随着近两年的研究不断深入和实验，对工艺路线、万能轧制孔型技术和高效率低成本的生产控制技术进行了多次试轧和优化后形成本发明。专利（5）为我公司采用“阴极扁钢生产技术二”生产阴极扁钢的专利，目前该阴极扁钢生产技术因无法满足电解铝厂的质量要求已经停用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热轧H型钢产线生产阴极扁钢的方法，可以解决目前两辊轧机热轧电极扁钢时产品外形尺寸精度低、平直度及垂直度差和侧边鼓肚等质量问题，解决目前电极扁钢生产方法中矫直效率和成品收得率低的问题，同时也在H型钢产线上实现了阴极扁钢的轧制生产和快速切换。
本发明采用的技术方案是，一种热轧H型钢产线生产阴极扁钢的方法，包括如下工艺步骤：
步骤一、精轧保留前4架轧机，拆除其它轧机后安装替换辊道，确保钢材输送；
1）、在H型钢生产线的精轧后和冷床入口中间段增加一台阴极扁钢压力式热矫直机，作用是阴极扁钢在热状态下完成第一次矫直工作，减少后续冷矫直量；
2）、H型钢冷床后增加一个推钢式阴极扁钢冷床，并将冷床输入辊道延长至阴极扁钢冷床；
3）、根据阴极扁钢产能需求布置不同数量的带锯床，带锯床前后布置有自动输送和收集的辊道，作用是按用户要求的长度锯切阴极扁钢；
步骤二、热轧阴极扁钢的生产方法：
1）、粗轧采用箱型孔型进行开坯轧制，轧制完无需对轧件进行切头，直接输送至精轧轧制四道次，精轧配置为“H1-UF1-H2-UF2”；其中：“H”为两辊水平轧机，作用是对轧件的四个R圆角进行加工和减小轧件厚度，“UF”为短应力万能轧机，作用是利用万能轧机四辊的特性对轧件四个平面进行同时加工，以获得精度较高的平直度和垂直度；
2）、为避免轧件脱方，精轧导卫的配置为：H1进口配置滑动导卫，H2进口配置单排导轮的滚动导卫，万能轧机UF1和UF2进口配置双排导轮的滚动导卫；
3）、精轧轧制完成后通过辊道输送至阴极扁钢压力式热矫直机，矫直完成后输送至阴极扁钢冷床冷却；
4）、行车将阴极扁钢倍尺材吊运至堆垛场地，采用“井”字形堆垛码放，通过堆垛能消除一部分大弧度弯曲的钢材；
5）、阴极扁钢倍尺材弯曲冷却后，吊运至带锯床输送平台上输送至每台带锯床按用户协议长度进行锯切，对部分弯曲的钢材通过阴极扁钢压力冷矫直机进行矫直，最后打包称重入库；
步骤三、万能轧机轧制阴极扁钢的孔型设计方案：
1）、根据成品截面积的3倍选择合适的坯料尺寸；
2）、粗轧机采用箱型孔轧制5-7道次，粗轧终轧轧件厚度大于成品厚度10-15mm，宽度7-12mm；
3）、万能轧机UF1和UF2两道次立辊压下量大于水平辊压下，取值范围根据万能轧机辊径进行选择，目的是轧件先接触立辊，将轧件扶正后再咬入水平辊；
4）、万能轧机水平辊侧壁和水平辊间的辊缝3-5mm，UF1取上线，UF2取下线，目的是加工轧件四个面的同时，防止水平辊和立辊辊缝轧出凸台；
5）、精轧H2的槽深30mm，槽底R圆角半径为18mm，通过UF2的轧制将H2的R圆角挤压至半径为12-14mm。
本发明实现了在热轧H型钢产线上进行小投入的改造即可实现阴极扁钢与H型钢的互换生产，无需单独建造阴极扁钢热轧生产线，利用万能轧机的特性轧制出的阴极扁钢精度达到0.1mm，同时减小冷矫直量，提高作业效率和成材率，采用本发明后阴极扁钢外形尺寸精度和加工成本更具市场竞争力。分析可知，与现有技术相比，本发明生产的阴极扁钢尺寸精度达到0.1mm，垂直度达到0.2mm，侧面平直度大于70%，高于同类产品精度，满足电解铝厂对于阴极扁钢的精度要求。本发明生产的阴极扁钢通过在线压力热矫直和堆垛方法能有效减小阴极扁钢弯曲的问题，冷矫直量降幅达到80%，成材率明显提升。本发明适用于采用万能轧机的H型钢产线上生产高精度的阴极扁钢，经过技术拓展也可以生产各类扁钢产品。
附图说明
图1为本发明的工艺结构示意图；
图2为本发明方法中的粗轧配辊图；
图3为本发明中精轧两辊轧机H1、H2孔型图；
图4为本发明中精轧万能轧机UF1、UF2孔型图。
具体实施方式
一种热轧H型钢产线生产阴极扁钢的方法，如图1、2、3、4所示，包括如下工艺步骤：
步骤一、精轧保留前4架轧机，拆除其它轧机后安装替换辊道，确保钢材输送；
1）、在H型钢生产线的精轧后和冷床入口中间段增加一台阴极扁钢压力式热矫直机，作用是阴极扁钢在热状态下完成第一次矫直工作，减少后续冷矫直量；
2）、H型钢冷床后增加一个推钢式阴极扁钢冷床，并将冷床输入辊道延长至阴极扁钢冷床；
3）、根据阴极扁钢产能需求布置不同数量的带锯床，带锯床前后布置有自动输送和收集的辊道，作用是按用户要求的长度锯切阴极扁钢；
步骤二、热轧阴极扁钢的生产方法：
1）、粗轧采用箱型孔型进行开坯轧制，轧制完无需对轧件进行切头，直接输送至精轧轧制四道次，精轧配置为“H1-UF1-H2-UF2”；其中：“H”为两辊水平轧机，作用是对轧件的四个R圆角进行加工和减小轧件厚度，“UF”为短应力万能轧机，作用是利用万能轧机四辊的特性对轧件四个平面进行同时加工，以获得精度较高的平直度和垂直度；
2）、为避免轧件脱方，精轧导卫的配置为：H1进口配置滑动导卫，H2进口配置单排导轮的滚动导卫，万能轧机UF1和UF2进口配置双排导轮的滚动导卫；
3）、精轧轧制完成后通过辊道输送至阴极扁钢压力式热矫直机，矫直完成后输送至阴极扁钢冷床冷却；
4）、行车将阴极扁钢倍尺材吊运至堆垛场地，采用“井”字形堆垛码放，通过堆垛能消除一部分大弧度弯曲的钢材；
5）、阴极扁钢倍尺材弯曲冷却后，吊运至带锯床输送平台上输送至每台带锯床按用户协议长度进行锯切，对部分弯曲的钢材通过阴极扁钢压力冷矫直机进行矫直，最后打包称重入库；
步骤三、万能轧机轧制阴极扁钢的孔型设计方案：
1）、根据成品截面积的3倍选择合适的坯料尺寸；
2）、粗轧机采用箱型孔轧制5-7道次，粗轧终轧轧件厚度大于成品厚度10-15mm，宽度7-12mm；
3）、万能轧机UF1和UF2两道次立辊压下量大于水平辊压下，取值范围根据万能轧机辊径进行选择，目的是轧件先接触立辊，将轧件扶正后再咬入水平辊；
4）、万能轧机水平辊侧壁和水平辊间的辊缝3-5mm，UF1取上线，UF2取下线，目的是加工轧件四个面的同时，防止水平辊和立辊辊缝轧出凸台；
5）、精轧H2的槽深30mm，槽底R圆角半径为18mm，通过UF2的轧制将H2的R圆角挤压至半径为12-14mm。
本发明附图仅仅用来对本发明技术方案起到参考作用，不能用来对本发明技术方案构成限制，其中所用的热矫直机等均为现有机械设备。

Claims (1)

1.一种热轧H型钢产线生产阴极扁钢的方法，其特征在于包括如下工艺步骤：
步骤一、精轧保留前4架轧机，拆除其它轧机后安装替换辊道，确保钢材输送；
1）、在H型钢生产线的精轧后和冷床入口中间段增加一台阴极扁钢压力式热矫直机，作用是阴极扁钢在热状态下完成第一次矫直工作，减少后续冷矫直量；
2）、H型钢冷床后增加一个推钢式阴极扁钢冷床，并将冷床输入辊道延长至阴极扁钢冷床；
3）、根据阴极扁钢产能需求布置不同数量的带锯床，带锯床前后布置有自动输送和收集的辊道；
步骤二、热轧阴极扁钢的生产方法：
1）、粗轧采用箱型孔型进行开坯轧制，轧制完无需对轧件进行切头，直接输送至精轧轧制四道次，精轧配置为“H1-UF1-H2-UF2”；其中：“H”为两辊水平轧机，作用是对轧件的四个R圆角进行加工和减小轧件厚度，“UF”为短应力万能轧机；
2）、为避免轧件脱方，精轧导卫的配置为：H1进口配置滑动导卫，H2进口配置单排导轮的滚动导卫，万能轧机UF1和UF2进口配置双排导轮的滚动导卫；
3）、精轧轧制完成后通过辊道输送至阴极扁钢压力式热矫直机，矫直完成后输送至阴极扁钢冷床冷却；
4）、行车将阴极扁钢倍尺材吊运至堆垛场地，采用“井”字形堆垛码放；
5）、阴极扁钢倍尺材弯曲冷却后，吊运至带锯床输送平台上输送至每台带锯床按用户协议长度进行锯切，对部分弯曲的钢材通过阴极扁钢压力冷矫直机进行矫直，最后打包称重入库；
步骤三、万能轧机轧制阴极扁钢的孔型设计方案：
1）、根据成品截面积的3倍选择合适的坯料尺寸；
2）、粗轧机采用箱型孔轧制5-7道次，粗轧终轧轧件厚度大于成品厚度10-15mm，宽度7-12mm；
3）、万能轧机UF1和UF2两道次立辊压下量大于水平辊压下，取值范围根据万能轧机辊径进行选择；
4）、万能轧机水平辊侧壁和水平辊间的辊缝3-5mm，UF1取上线，UF2取下线，目的是加工轧件四个面的同时，防止水平辊和立辊辊缝轧出凸台；
5）、精轧H2的槽深30mm，槽底R圆角半径为18mm，通过UF2的轧制将H2的R圆角挤压至半径为12-14mm。
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