CN116637928A - 一种大规格圆钢的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大规格圆钢的制造方法，在成品轧机后方增加一架矫直轧机，且该轧机的轧辊上设置矫直孔，圆钢在经过多道次的轧制后，进入矫直轧机，通过矫直轧机的矫直孔对成品圆钢头部弯曲部分进行矫直。本发明使成品圆钢通过矫直孔时，轧辊对成品头部施加压力对头部弯曲部分进行矫直，对改善大规格圆钢头部弯曲效果明显，有利于改善圆钢的端部倒棱质量。
Description
技术领域
本发明涉及钢材生产技术领域，更具体地说，它涉及一种大规格圆钢的制造方法。
背景技术
圆棒由于品种规格多、订单量小、加热工艺复杂等原应，在生产过程中会频繁更换产品规格。在热轧生产过程中，轧件温度不可避免地存在不均匀性，轧机进出口导卫中心与轧辊轧槽的中心线也很难保证在同一条直线上，因轧制温度的均匀性问题及进出口导卫的影响会导致成品圆钢头部产生弯曲质量缺陷。对于直径≥190mm大规格圆钢因圆钢内外温差的均匀性偏差更大，同时轧辊轧槽及导卫内腔的尺寸大，导卫进出口对中的难度更大，直径≥190mm大规格圆钢的头部弯曲更加容易产生、更加严重。
为保证产品质量，通常会锯切掉弯曲部份或者采用下离线精整进行矫直。采用锯切切除弯曲部分会导致金属收得率降低，采用离线精整会增加矫直工序，增加精整成本，同时影响产品的交付期，尤其是对于直径≥190mm大规格圆钢,受精整矫直机最大矫直能力的影响，采用矫直机无法直接进行矫直，采用压力矫进行矫直需增加压力矫设备，设备投资大，同时压力矫矫直效率低下，难以满足产品交付期，尤其是在生产过程大规格圆钢头部弯曲超过4mm/1000mm时，通常会锯切掉头部500-800mm弯曲部份，因圆钢规格大，每支钢坯轧制后会有110Kg-240Kg的金属切头损失，金属收得率低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种大规格圆钢的制造方法，成品圆钢通过矫直孔时，轧辊对成品头部施加压力对头部弯曲部分进行矫直，对改善大规格圆钢头部弯曲效果明显，有利于改善圆钢的端部倒棱质量。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种大规格圆钢的制造方法，在成品轧机后方增加一架矫直轧机，且该轧机的轧辊上设置矫直孔，圆钢在经过多道次的轧制后，进入矫直轧机，通过矫直轧机的矫直孔对成品圆钢头部弯曲部分进行矫直；
其中，矫直孔的扩张圆弧半径R1＝
(Bk2+S2+H2-2H×(S×sinA+Bk×cosA))÷
(4H-4×(S×sinA+Bk×cosA))；
H表示矫直孔高度，矫直孔的高度H比成品轧机来料的宽度b小0.5-1mm；
Bk表示矫直孔宽度，矫直孔的宽度Bk比成品轧机的轧辊轧槽的宽度bk大2.5-3.5mm；
A表示矫直孔扩张角，矫直孔的扩张角A与成品轧机的成品孔a相同；
S表示矫直孔辊缝矫直孔的辊缝S与成品轧机的辊缝s相同。
在其中一个实施例中，圆钢经过矫直轧机的矫直速度V：
其中，h是指矫直孔的槽孔深度，v是指圆钢过成品轧机时的成品轧制速度。
在其中一个实施例中，矫直轧机的入口导卫采用滚动导卫。
在其中一个实施例中，滚动导卫孔型的圆弧半径与成品轧机的成品孔圆弧半径相同。
在其中一个实施例中，滚动导卫的开口度比来料高度小2mm。
在其中一个实施例中，圆钢经过矫直轧机的矫直温度大于或等于850℃在其中一个实施例中，圆钢进入矫直轧机前的制造步骤如下：
钢坯经过高压水除磷，利用高压水去除钢坯表面的氧化铁皮；
然后钢坯经过二辊可逆式轧机轧制，轧制7-9个道次，得到轧制坯；
轧制坯通过液压剪切头，切头长度大于或等于100mm，切除轧制坯端部缺陷；
切除后的轧制坯通过多个连轧机进行轧制，轧机为平立交替布置。
在其中一个实施例中，钢坯经过高压水除磷时，除鳞压力大于或等于18MPa，
在其中一个实施例中，轧制坯通过多个连轧机进行轧制时，轧制温度大于或等于850℃。
在其中一个实施例中，所述圆钢的规格直径为190mm-210mm。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在现有轧制的最后一道次(即成品轧机)增加一架用于矫直用的轧机，在矫直轧辊上车削矫直孔，成品圆钢通过矫直孔时，轧辊对成品头部施加压力对头部弯曲部分进行矫直，本发明对改善大规格圆钢头部弯曲效果明显，不仅可减少圆钢头部的锯切损失，又可以利用热轧圆钢的高温特性对圆钢进行在线高温矫直，在大于或等于850℃的矫直金属的变形抗力比常温矫直的变形抗力显著降低，采用本发明生产工艺不仅生产效率高，而且矫直成本低，对产品的交付期不会产生影响，同时因为圆钢头部弯曲度小，更加有利于改善圆钢的端部在线倒棱质量。
附图说明
图1是本发明的矫直孔的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
值得注意的是，本文所涉及的“上”“下”等方位词均相对于附图视角而定，仅仅只是为了便于描述，不能够理解为对技术方案的限制。
一种大规格圆钢的制造方法，针对规格直径在190mm-210mm的大规格圆钢，在常规轧制的最后一道次，即成品轧机的后方增加一架矫直轧机，且该轧机的轧辊上设置矫直孔，如图1所示，圆钢在经过多道次的轧制后，进入矫直轧机，通过矫直轧机的矫直孔对成品圆钢头部弯曲部分进行矫直。
图1中，H表示矫直孔高度，Bk表示矫直孔宽度，A表示矫直孔扩张角，S表示矫直孔辊缝，R1表示矫直孔扩张圆弧半径，r表示倒角半径，r＝2mm，R表示槽底半径，R＝H/2，h表示槽孔深度，h＝(H-S)/2。
本发明的矫直孔对于矫直效果有着直接的影响，具体的，矫直孔的设计参数如下：
矫直孔的高度H比成品轧机来料的宽度b小0.5-1mm。
矫直孔的宽度Bk比成品轧机的轧辊轧槽的宽度bk大2.5-3.5mm。
矫直孔的扩张角A与成品轧机的成品孔a相同。
矫直孔的辊缝S与成品轧机的辊缝s相同。
矫直孔的扩张圆弧半径R1与高度H、扩张角A和辊缝S相关，
R1＝(Bk2+S2+H2-2H×(S×sinA+Bk×cosA))÷
(4H-4×(S×sinA+Bk×cosA))。
本发明对于圆钢经过矫直轧机的矫直速度V也有具体要求：
其中，h是指矫直孔的槽孔深度，v是指圆钢过成品轧机时的成品轧制速度。
比如，当规格直径是190mm的大规格圆钢，矫直孔的宽度Bk为197mm，槽底半径R是96mm，矫直孔扩张角A是25°，矫直孔的辊缝S是6mm，矫直孔高度H是192mm，倒角半径是2mm，矫直孔的槽孔深度h是93mm，矫直孔的扩张圆弧半径R1是141.3mm。
当规格直径是195mm的大规格圆钢，矫直孔的宽度Bk为202mm，槽底半径R是98.65mm，矫直孔扩张角A是25°，矫直孔的辊缝S是5mm，矫直孔高度H是197.3mm，倒角半径是2mm，矫直孔的槽孔深度h是96.15mm，矫直孔的扩张圆弧半径R1是137.9mm。
当规格直径是200mm的大规格圆钢，矫直孔的宽度Bk为208mm，槽底半径R是101mm，矫直孔扩张角A是25°，矫直孔的辊缝S是6mm，矫直孔高度H是202mm，倒角半径是2mm，矫直孔的槽孔深度h是98mm，矫直孔的扩张圆弧半径R1是158.0mm。
当规格直径是210mm的大规格圆钢时，矫直孔的宽度Bk为218mm，槽底半径R是106.35mm，矫直孔扩张角A是25°，矫直孔的辊缝S是6mm，矫直孔高度H是212.7mm，倒角半径是2mm，矫直孔的槽孔深度h是103.35mm，矫直孔的扩张圆弧半径R1是152.4mm。
进一步的，本发明的矫直轧机的入口导卫采用滚动导卫，优选的，滚动导卫孔型的圆弧半径与成品轧机的成品孔圆弧半径相同；滚动导卫的开口度比来料高度小2mm。
进一步的，本发明的矫直温度大于或等于850℃，利用热轧圆钢的高温特性对圆钢进行在线高温矫直，在大于或等于850℃的情况下矫直金属的变形抗力比常温矫直的变形抗力显著降低。
基于上述内容，本发明的具体生产步骤如下：
第一步：连铸坯320×425×9000通过步进式加热炉加热；
第二步：高压水除磷，除鳞压力≥18MPa，利用高压水去除钢坯表面的氧化铁皮；
第三步：二辊可逆式轧机(φ1100×2500)轧制，轧制7到9个道次；
第四步：1#液压剪切头，切头长度≥100mm，切除轧制坯端部缺陷；
第五步：使用四架连轧机进行轧制，轧机为平立交替布置，均为第五代短应力轧机，轧机的组成为φ750×4，轧制温度：≥850℃，Φ190mm≤圆钢规格≤Φ210mm；
第六步：使用一架连轧机作为矫直轧机进行矫直，轧机水平布置，为第五代短应力轧机，轧机为φ750，在轧辊上车削矫直孔，轧机进口安装滚动导卫，滚动导卫的开口度比来料的高度小2mm，矫直规格：Φ190mm-Φ210mm，矫直温度：≥850℃，高温圆钢通过矫直孔，在通过矫直孔的过程中轧辊对圆钢头部弯曲部分进行矫直，高温下金属变形抗力小，因而在对头部矫直过程中矫直力小；
第七步：三台Φ1800mm金属锯(1#锯、移动锯、2#锯)锯切分段，锯切温度：600℃-850℃，锯切钢：轴承钢、齿轮钢、弹簧钢等优特圆钢；
第八步：冷床，空冷、矫直；
第九步：在线倒棱，对圆钢的端部倒角、去毛刺；
第十步：收集、打捆。
第十一：入库。
以下通过实施例及对比例来具体说明本发明的具体步骤。
以20CrMnTi齿轮钢连铸坯生产φ190mm规格圆棒为例，挑选10支20CrMnTi连铸坯，坯料序号按1～10标号，坯料为320mm×425mm×9000mm，将10支表面质量完好的20CrMnTi连铸坯分为2组，每组5支连铸坯，第一组采用旧工艺，作为对比例，第二组采用本发明的工艺，作为实施例。
对比例
将第一组的5支20CrMnTi连铸坯连续装入步进式加热炉进行加热。
通过高压水除磷，除鳞压力≥18MPa,利用高压水去除钢坯表面的氧化铁皮。
通过二辊可逆式轧机(φ1100×2500)轧制，轧制9个道次。
钢坯经过1#液压剪切头，切头长度≥100mm，切除轧制坯端部缺陷。
通过4架连轧机进行轧制，轧机为平立交替布置，均为第五代短应力轧机。轧机的组成为φ750x4，轧制温度：≥850℃，圆钢规格Φ190mm。
通过三台Φ1800mm金属锯(1#锯、移动锯、2#锯)锯切分段，锯切温度为600℃-850℃，锯切钢：轴承钢、齿轮钢、弹簧钢等优特圆钢。
经过冷床，空冷、矫直后，在线倒棱，对圆钢的端部倒角、去毛刺，最后收集、打捆，入库。
对比例中制得的5支Φ190mm圆钢的头部1米处的弯曲度进行测量，测量数据如下表1所示：
表1第一组圆钢头部1米处弯曲度测量数据
实施例
将第二组20CrMnTi连铸坯连续装入步进式加热炉进行加热。
通过高压水除磷，除鳞压力≥18MPa,利用高压水去除钢坯表面的氧化铁皮。
通过二辊可逆式轧机(φ1100×2500)轧制，轧制9个道次。
钢坯经过1#液压剪切头，切头长度≥100mm，切除轧制坯端部缺陷。
采用4架连轧机进行轧制，轧机为平立交替布置，均为第五代短应力轧机。轧机的组成为φ750×4，轧制温度：≥850℃，圆钢规格Φ190mm；
然后1架矫直轧机进行矫直，轧机水平布置，为第五代短应力轧机，轧机为φ750,在轧辊上车削矫直孔，轧机进口安装滚动导卫，滚动导卫的开口度比来料的高度小2mm，矫直规格：Φ190mm，矫直温度：≥850℃，高温圆棒通过矫直孔，在通过矫直孔的过程中轧辊对圆钢头部弯曲部分进行矫直；
通过三台Φ1800mm金属锯(1#锯、移动锯、2#锯)锯切分段，锯切温度：600℃-850℃，锯切钢：轴承钢、齿轮钢、弹簧钢等优特圆钢
经过冷床，空冷、矫直后，在线倒棱，对圆钢的端部倒角、去毛刺，最后收集、打捆，入库。
实施例中制得的5支Φ190mm圆钢的头部1米处的弯曲度进行测量，测量数据如下表2所示：
表2第二组圆钢头部1米处弯曲度测量数据
根据表1和表2的数据可知，第一组Φ190mm的20CrMnTi齿轮钢圆钢头部1米处的弯曲度在6mm～9mm范围内波动，该弯曲度超过了国标4mm/m的标准要求，需要对头部弯曲部分进行切除，第二2组Φ190mm的20CrMnTi齿轮钢圆钢头部1米处的弯曲度在2.4mm～2.8mm范围内波动，该弯曲度满足国标4mm/m的标准要求，可以直接按国标材交货，由此可知，本发明大规格圆钢的头部弯曲度明显得到提高，可在同类产线上推广应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大规格圆钢的制造方法，其特征在于，在成品轧机后方增加一架矫直轧机，且该轧机的轧辊上设置矫直孔，圆钢在经过多道次的轧制后，进入矫直轧机，通过矫直轧机的矫直孔对成品圆钢头部弯曲部分进行矫直；
其中，矫直孔的扩张圆弧半径R1＝
(Bk2+S2+H2-2H×(S×sinA+Bk×cosA))÷
(4H-4×(S×sinA+Bk×cosA))；
H表示矫直孔高度，矫直孔的高度H比成品轧机来料的宽度b小0.5-1mm；
Bk表示矫直孔宽度，矫直孔的宽度Bk比成品轧机的轧辊轧槽的宽度bk大2.5-3.5mm；
A表示矫直孔扩张角，矫直孔的扩张角A与成品轧机的成品孔a相同；
S表示矫直孔辊缝矫直孔的辊缝S与成品轧机的辊缝s相同。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，圆钢经过矫直轧机的矫直速度V：
其中，h是指矫直孔的槽孔深度，v是指圆钢过成品轧机时的成品轧制速度。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，矫直轧机的入口导卫采用滚动导卫。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，滚动导卫孔型的圆弧半径与成品轧机的成品孔圆弧半径相同。
5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，滚动导卫的开口度比来料高度小2mm。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，圆钢经过矫直轧机的矫直温度大于或等于850℃。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，圆钢进入矫直轧机前的制造步骤如下：
钢坯经过高压水除磷，利用高压水去除钢坯表面的氧化铁皮；
然后钢坯经过二辊可逆式轧机轧制，轧制7-9个道次，得到轧制坯；
轧制坯通过液压剪切头，切头长度大于或等于100mm，切除轧制坯端部缺陷；
切除后的轧制坯通过多个连轧机进行轧制，轧机为平立交替布置。
8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，钢坯经过高压水除磷时，除鳞压力大于或等于18MPa。
9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，轧制坯通过多个连轧机进行轧制时，轧制温度大于或等于850℃。
10.如权利要求1-9任一项所述的制造方法，其特征在于，所述圆钢的规格直径为190mm-210mm。
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2023
- 2023-06-01 CN CN202310643169.8A patent/CN116637928A/zh active Pending
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