CN116037646A - 双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，属于钢铁冶金工业长材生产技术领域。通过预精轧机组、精轧前高压水除鳞、精轧机组、精轧后弱穿水水箱及回复段、倍尺飞剪、多通道转辙器、多通道夹尾制动器，实现双高速棒材螺纹钢免“红锈”生产，其高压水除鳞系统有效去除了精轧前残余的氧化铁皮，精轧后表面质量好，结合精轧机组大压下轧制工艺，进一步去除残余的氧化铁皮；轧制后采用弱穿水，减少轧件与水接触时间，抑制了轧件氧化反应。弱穿水后采用多组高压反吹气，快速清除轧件表层的残留水，进一步抑制氧化反应时间。该生产方法，提高了螺纹钢产品表面质量，有效解决了棒材轧后红锈现象，提高了双高速棒材冷却效率且投资成本低。

Description

双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金工业长材生产技术领域，涉及一种双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法。

背景技术

螺纹钢棒材作为钢铁行业的重要产品之一，广泛用于建筑、桥梁、道路、轨道交通等行业。近年来，产量持续增加，2018年中国螺纹钢产量为21115.5万吨，同比增长1.87％；2019年中国螺纹钢产量为24996.0万吨，同比增长18.38％。2020年我国钢筋产量26639.1万吨,同比增长5.1％。其产量达到中国钢铁总量的20.11％。

螺纹钢棒材主轧线轧制机组主要包括：粗轧机组、中轧机组、精轧机组。目前棒材粗轧机组、中轧机组、精轧机组机架数分别为6架+6架+6架。随着客户对钢铁产品包含表面质量在内的性能要求的提高，为了获得更优的力学性能及更低的生产成本，需要提高轧机利用率及作业率，以提高产线产量。

为了提高螺纹钢产量，目前国内钢厂可采用切分轧制方法对于切分轧制，其存在如下不足：

1.切分轧制速度限制，只能最高达到18m/s，目前大多生产线只有16m/s；

2.切分轧制产品无法实现负偏差轧制；

3.对料型要求更为严格，切头量要增加0.5％

4.切分轧制后，产品容易出现毛刺，容易导致折叠或裂纹缺陷，成材率低；方坯缺陷切分后暴露，形成表面缺陷；切分后需扭转，需配备扭转导卫；

5.轧制过程容易出现故障，轧机利用率降低；

6.受生产技术限制，切分轧制只能轧制螺纹钢、普碳钢等一般钢种；

7.受生产技术限制，切分轧制后倍尺飞剪至冷床间距大，一般为80m左右，轧线长度大、厂房面积大，投资较高；

针对切分轧制过程中出现的问题，部分生产厂采用高速上钢系统，通过提高轧制速度，提高小时产量，提高经济效益。高速上钢系统主要包括：夹送辊、转辙器、倍尺飞剪、双通道夹尾制动器、双通道转毂。然而高速上钢系统存在棒材产量低、控温水冷段距离不足、设备造价昂贵等问题。

为了解决切分轧制过程中存在的问题，部分钢厂采用双高速棒材轧制方法，即保证了生产线产量，又可适当降低合金成本。然而，对于双高速棒材生产线，仍存在如下问题：

1.精轧温度较低，轧后穿水，易产生“红锈”；

2.上冷床时存在单槽两根现象，易缠钢绕钢，增加事故率；

针对目前高速棒材及双高速棒材生产线中工业生产中存在的问题，本发明提供一种双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，可有效提高螺纹钢产品的表面质量，减少“红锈”，同时提高生产稳定性，提高轧机作业率，提高平均小时产量，降低运行成本，提高经济效益。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，该生产系统与生产方法设计、建造成本低，易于实现工业化生产，运行成本低、产品表面质量优异，具有明显的经济效益。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，提供一种生产系统，该系统沿生产方向包括加热炉、粗轧模块、中轧模块、预精轧模块、高压水除磷、精轧模块、后处理模块；

该生产方法包括以下步骤；

S1采用加热炉加热铸坯，并进行粗轧轧制、中轧轧制；

S2采用切分轧制的方式对S1中得到的轧件进行预精轧轧制；

S3对S2中得到的轧件进行预精轧后控制冷却及回复；

S4对S3中得到的轧件进行高压水除磷；

S5对S4中得到的轧件进行精轧轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统；

S6对S5中得到的轧件进行精轧后弱穿水及回复；

S7倍尺飞剪剪切、高速上钢、冷床冷却、冷剪定尺剪切、打捆收集。

可选的，S4中采用环状喷嘴进行高压水除磷，高压水水压为15MPa～30MPa。

可选的，S3及S6中均提供水箱进行冷却，水箱间夹送辊在轧件出水箱后开始夹送，除头部外，采用全程夹送。

可选的，S6中提供精轧后弱穿水水箱组进行精轧后弱穿水及回复，单个水箱冷却能力不超过150℃，水箱喷嘴冷却水压力为0.3MPa～2.0MPa。

可选的，S6中精轧后弱穿水水箱出口段采用高压反吹气组喷吹高压气体，组数为1～4组。

可选的，高压气体为压缩空气，高压反吹气的压力为0.2MPa～1.5MPa。

可选的，螺纹钢上冷床温度范围为800℃～920℃或650℃～750℃。

可选的，双高棒上冷床采用单齿单根钢，以减少缠钢绕钢。

可选的，精轧轧制出口速度范围为10m/s～50m/s。

可选的，成品直径尺寸范围为8mm～22mm。

本发明的有益效果在于：

1)通过精轧前高压水除鳞系统有效去除了精轧前残余的氧化铁皮，精轧后表面质量好；

2)精轧机组轧制后采用弱穿水，减少了轧件与水接触时间，抑制了轧件氧化反应；

3)弱穿水后采用多组高压反吹气，快速清除了轧件表层的残留水，进一步抑制了氧化反应时间；

4)产品生产规格范围广，可以生产8mm～22mm规格范围内所有螺纹钢产品；

5)由于采用单齿单根钢，减少了缠钢绕钢等现象，减少了冷床事故及冷床工工作量，提高了工作效率；

6)可以实现负偏差轧制，提高金属收得率；

此种生产方法通过精轧前高压水除鳞系统有效去除了精轧前残余的氧化铁皮，精轧后表面质量好；精轧机组轧制后采用弱穿水，减少了轧件与水接触时间，抑制了轧件氧化反应；弱穿水后采用多组高压反吹气，快速清除了轧件表层的残留水，进一步抑制了氧化反应时间；产品生产规格范围广，可以生产8mm～22mm规格范围内所有螺纹钢产品；由于采用单齿单根钢，减少了缠钢绕钢等现象，减少了冷床事故及冷床工工作量，提高了工作效率；可以实现负偏差轧制，提高金属收得率。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的生产线示意图。

附图标记：1-加热炉；2-粗轧机组；3-粗轧后飞剪；4-中轧机组；5-中轧后飞剪；6-预精轧平立轧机；7-预精轧切分轧机；8-预精轧后水箱；9-精轧前飞剪；10-高压水除鳞；11-精轧机组；12-精轧后弱穿水；13-水箱间夹送辊；14-倍尺飞剪；15-夹尾制动器；16-多通道转毂；17-冷床；18-冷床输出辊道；19-冷剪；20-过跨收集。

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。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，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。

请参阅图1，该生产线提供了以下设备，沿生产方向依次设置加热炉1、粗轧机组2、粗轧后飞剪3、中轧机组4、中轧后飞剪5、预精轧平立轧机6、预精轧切分轧机7、预精轧后水箱8、精轧前飞剪9、高压水除鳞10、精轧机组11、精轧后弱穿水12、水箱间夹送辊13、倍尺飞剪14、夹尾制动器15、多通道转毂16、冷床17、冷床输出辊道18、冷剪19、过跨收集20。

该生产方法的特例之一具体如下：

(1)预精轧前加热及粗中轧机组4轧制：采用步进梁式加热炉1或电磁感应加热装置将截面尺寸为165m×165mm钢坯加热到900℃～1300℃，并经6机架粗轧机组2及4机架中轧机组4轧制，轧制后轧件直径为43mm，轧件运行速度为3m/s～9m/s，粗轧机组2及中轧机组4的轧制温度为900℃～1100℃；

(2)预精轧轧机组轧制：采用切分轧制方式对中轧后的轧件进行6道次短应力线预精轧机组11轧制，11/12机架为平立交替，13-18机架为水平轧机，每一架轧机前后均设有导卫，粗轧机组2后设有粗轧后飞剪3，轧制后轧件直径为19.1mm，轧制过程中道次变形平均压缩比为1.10～1.23，变形温度为900℃～1100℃，预精轧机组11轧制后轧件运行速度为8m/s～25m/s；

(3)预精轧后冷却及回复：对经预精轧机组11轧制后的轧件进行预精轧后控制冷却及回复，以减小芯表温差，单个水箱冷却能力最大约250℃；

(4)高压水除鳞10：对经预精轧后冷却后的轧件进行高压水除鳞10，高压水除鳞10水箱的喷嘴压力为15～30MPa，经高压水除鳞10后表层温降为30℃～100℃；

(5)精轧机组11轧制：对经高压水除鳞10后，并经精轧前飞剪9切头尾后的轧件进行4道次45°顶交精轧机组11轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统，每一架轧机前后均设有导卫，轧制过程中平均道次变形压缩比为1.20～1.30，变形温度为750℃～900℃，轧件经精轧机组11轧制后运行速度为10m/s～50m/s；

(6)精轧后弱穿水12及回复：对经精轧机组11轧制后的轧件进行精轧后控制冷却及回复，以减小芯表温差，单个水箱冷却能力最大约150℃；

(7)高速上钢：对经精轧机组11后精轧后弱穿水12水箱控制冷却后的轧件进行倍尺飞剪14剪切及高速上钢；

(8)冷床17冷却：对经高速上钢系统控制的轧件进行冷床17空冷，其中，轧件上冷床17温度为两个温度区间，800℃～920℃或650℃～750℃；

(9)打捆收集：对经冷床17空冷后的轧件进行冷剪19定尺剪切，并经过跨收集10检查台架后，计数并打捆、称重及收集。

实施例1(12mm)

参照图1与表1，按照本发明，生产工艺顺序包括：预精轧前加热炉1及粗中轧机组4、预精轧机组11、预精轧后水箱8及回复段、水箱间夹送辊(未示出)、精轧前高压水除鳞10、精轧机组11、精轧后弱穿水12水箱及回复段、水箱间夹送辊13、倍尺飞剪前后夹送辊(未示出)、倍尺飞剪14、过跨收集16、多通道夹尾制动器15、冷床17、冷剪19、过跨收集20检查台架、计数器、打捆机等。该工艺具体如下：

(1)预精轧前加热及粗中轧机组4轧制：采用步进梁式加热炉1或电磁感应加热装置将截面尺寸为165m×165mm钢坯加热到900℃～1300℃，并经6机架粗轧机组2及4机架中轧机组4轧制，轧制后轧件直径为43mm，轧件运行速度为7.2m/s，粗轧机组2及中轧机组4的轧制温度为900℃～1100℃；

(2)预精轧轧机组轧制：采用切分轧制方式对步骤(1)中轧后的轧件进行6道次短应力线预精轧机组11轧制，11/12机架为平立交替，13-18机架为水平轧机，每一架轧机前后均设有导卫，粗轧机组2后设有粗轧后飞剪3，轧制后轧件直径为19.1mm，轧制过程中道次变形平均压缩比为1.168，变形温度为900℃～1100℃，预精轧机组11轧制后轧件运行速度为18.23m/s；

(3)预精轧后冷却及回复：对步骤(2)经预精轧机组11轧制后的轧件进行预精轧后控制冷却及回复，以减小芯表温差，单个水箱冷却能力最大约250℃；

(4)高压水除鳞10：对步骤(3)经预精轧后冷却后的轧件进行高压水除鳞10，高压水除鳞10水箱的喷嘴压力为15～30MPa，经高压水除鳞10后表层温降为30℃～100℃；

(5)精轧机组11轧制：对步骤(4)经高压水除鳞10后，并经精轧前飞剪9切头尾后的轧件进行4道次45°顶交精轧机组11轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统，每一架轧机前后均设有导卫，轧制过程中平均道次变形压缩比为1.253，变形温度为750℃～900℃，轧件经精轧机组11轧制后运行速度为45m/s；

(6)精轧后弱穿水12及回复：对步骤(5)经精轧机组11轧制后的轧件进行精轧后控制冷却及回复，以减小芯表温差，单个水箱冷却能力最大约150℃；

(7)高速上钢：对步骤(6)经精轧机组11后弱穿水水箱控制冷却后的轧件进行倍尺飞剪14剪切及高速上钢；

(8)冷床17冷却：对步骤(7)经高速上钢系统控制的轧件进行冷床17空冷，其中，轧件上冷床17温度为两个温度区间，800℃～920℃或650℃～750℃；

(9)打捆收集：对步骤(8)经冷床17空冷后的轧件进行冷剪19定尺剪切，并经过跨检查台架后，计数并打捆、称重及收集。

实施例2(20mm)

参照图1与表1，按照本发明，生产工艺顺序包括：预精轧前加热炉1及粗中轧机组4、预精轧机组11、预精轧后水箱8及回复段、水箱间夹送辊、精轧前高压水除鳞10、精轧机组11、精轧后弱穿水12水箱及回复段、水箱间夹送辊13、倍尺飞剪前后夹送辊、倍尺飞剪14、多通道转毂16、多通道夹尾制动器15、冷床17、冷剪19、过跨收集20检查台架、计数器、打捆机等。该工艺具体如下：

(1)预精轧前加热及粗中轧机组4轧制：采用步进梁式加热炉1或电磁感应加热装置将截面尺寸为165m×165mm钢坯加热到900℃～1300℃，并经6机架粗轧机组2及2机架中轧机组4轧制，轧制后轧件直径为57mm，轧件运行速度为3.79m/s，粗轧机组2及中轧机组4的轧制温度为900℃～1100℃；

(2)预精轧轧机组轧制：采用切分轧制方式对步骤(1)中轧后的轧件进行6道次短应力线预精轧机组11轧制，11/12机架为平立交替，13-18机架为水平轧机，每一架轧机前后均设有导卫，粗轧机组2后设有粗轧后飞剪3，轧制后轧件直径为25.4mm，轧制过程中道次变形平均压缩比为1.167，变形温度为900℃～1100℃，预精轧机组11轧制后轧件运行速度为9.57m/s；

(3)预精轧后冷却及回复：对步骤(2)经预精轧机组11轧制后的轧件进行预精轧后控制冷却及回复，以减小芯表温差，单个水箱冷却能力最大约250℃；

(4)高压水除鳞10：对步骤(3)经预精轧后冷却后的轧件进行高压水除鳞10，高压水除鳞10水箱的喷嘴压力为15～30MPa，经高压水除鳞10后表层温降为30℃～100℃；

(5)精轧机组11轧制：对步骤(4)经高压水除鳞10后，并经精轧后飞剪9切头尾后的轧件进行4道次45°顶交精轧机组11轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统，每一架轧机前后均设有导卫，轧制过程中平均道次变形压缩比为1.252，变形温度为750℃～900℃，轧件经精轧机组11轧制后运行速度为15m/s；

(6)精轧后弱穿水12及回复：对步骤(5)经精轧机组11轧制后的轧件进行精轧后控制冷却及回复，以减小芯表温差，单个水箱冷却能力最大约150℃；

(7)高速上钢：对步骤(6)经精轧机组11后弱穿水水箱控制冷却后的轧件进行倍尺飞剪14剪切及高速上钢；

(8)冷床17冷却：对步骤(7)经高速上钢系统控制的轧件进行冷床17空冷，其中，轧件上冷床17温度为两个温度区间，800℃～920℃或650℃～750℃；

(9)打捆收集：对步骤(8)经冷床17空冷后的轧件进行冷剪19定尺剪切，并经过跨收集20检查台架后，计数并打捆、称重及收集。

表1采用本发明方案生产的螺纹钢力学性能

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：提供一种生产系统，该系统沿生产方向包括加热炉、粗轧模块、中轧模块、预精轧模块、高压水除磷、精轧模块、后处理模块；

该生产方法包括以下步骤；

S1采用加热炉加热铸坯，并进行粗轧轧制、中轧轧制；

S2采用切分轧制的方式对S1中得到的轧件进行预精轧轧制；

S3对S2中得到的轧件进行预精轧后控制冷却及回复；

S4对S3中得到的轧件进行高压水除磷；

S5对S4中得到的轧件进行精轧轧制，轧制时孔型系统为椭圆-圆孔型系统；

S6对S5中得到的轧件进行精轧后弱穿水及回复；

S7倍尺飞剪剪切、高速上钢、冷床冷却、冷剪定尺剪切、打捆收集。

2.根据权利要求1所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：S4中采用环状喷嘴进行高压水除磷，高压水水压为15MPa～30MPa。

3.根据权利要求1所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：S3及S6中均提供水箱进行冷却，水箱间夹送辊在轧件出水箱后开始夹送，除头部外，采用全程夹送。

4.根据权利要求1所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：S6中提供精轧后弱穿水水箱组进行精轧后弱穿水及回复，单个水箱冷却能力不超过150℃，水箱喷嘴冷却水压力为0.3MPa～2.0MPa。

5.根据权利要求1所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：S6中精轧后弱穿水水箱出口段采用高压反吹气组喷吹高压气体，组数为1～4组。

6.根据权利要求5所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：高压气体为压缩空气，高压反吹气的压力为0.2MPa～1.5MPa。

7.根据权利要求1所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：螺纹钢上冷床温度范围为800℃～920℃或650℃～750℃。

8.根据权利要求1所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：双高棒上冷床采用单齿单根钢，以减少缠钢绕钢。

9.根据权利要求1所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：精轧轧制出口速度范围为10m/s～50m/s。

10.根据权利要求1所述的双高速棒材免“红锈”螺纹钢生产方法，其特征在于：成品直径尺寸范围为8mm～22mm。

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