CN204676122U - 一种钢材生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢材生产系统，包括用于冷却轧件、控制轧件处于控制轧制区的第一冷却装置、用于回复轧件温度的回复段装置、对轧件进行轧制的轧制机组、对轧件进行快速冷却的第二冷却装置和保温装置；第一冷却装置的输出端与回复段装置的输入端连接，回复段装置的输出端与轧制机组的输入端连接，轧制机组的输出端与第二冷却装置的输入端连接，第二冷却装置的输出端与冷床的输入端连接，冷床上设置有保温装置。本实用新型提供的钢材生产系统可使轧件始终处于晶粒再结晶的温度以下，并通过控制冷却装置，严格控制晶粒长大，使最终产品得到细小而均匀的晶粒，达到高强度、高韧性的高品质钢材性能。

Description

一种钢材生产系统

技术领域

本实用新型涉及材料加工制造技术领域，特别涉及一种钢材生产系统。

背景技术

近年来，钢材产能过剩、市场竞争日趋激烈，在钢材制造和加工领域，大量钢铁生产企业迫切的需要找到一种钢材生产的工艺技术，改变现存的钢材生产现状，为钢材生产提供更高效、节能的方法。

现有技术中，针对钢材的生产中，轧线大都采用粗轧机组6架、中轧机组6架、精轧机组6架的布置方式轧制普碳钢、低合金结构钢等为了是钢材的强度达到国家标准，普遍采用添加微合金或在线余热淬火手段。

采用微合金化技术有利于在钢中形成细小碳化物和氮化物，通常细小碳氮化物质点起到钉扎晶界的作用，在再加热钢坯过程中阻止奥氏体晶粒长大。在再结晶控轧过程中阻止形变奥氏体的再结晶，延缓再结晶奥氏体晶粒长大。在焊接过程中阻止焊接热影响区晶粒的粗化。通过碳氮化物的沉淀析出，显著提高微合金化钢的强度。然而，在轧制普通建筑用钢时，大量添加微合金钒和添加Si-Mn合金来控制晶粒长大，这样大大增加了原料的成本。

相比起采用微合金化技术而言，采用在线预热淬火技术钢材相对生产成本低。主要方法是利用轧件高温余热淬火，会使得轧件表面形成马氏体，但轧件的芯部仍为奥氏体。由于轧件芯部热量向外传递，表面马氏体回火，产生回火马氏体，芯部转变为细珠光体组织，从而获得高屈服强度和较高延展性的组织结构，但产品性能波动大，抗震性能差，对于焊接和螺纹连接有难度，导致在国家标准中已经禁止采用这种方式进行生产。

鉴于上述两种装置的装置均存在一定的问题，钢铁制造领域需要改变对钢材轧制的工艺，探索一种新的钢材轧制生产工艺布置，以减少合金和微合金的使用，降低生产成本，同时提高产品质量，生产出强度高、塑韧性好、焊接性能优的细晶粒热热轧带肋钢材和优特钢。

综上所述，如何提供一种产出高强度钢材的钢材生产系统，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种钢材生产系统，该系统可以制造出高强度的钢材。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种钢材生产系统，包括用于冷却轧件、控制所述轧件处于控制轧制区的第一冷却装置、用于回复所述轧件温度的回复段装置、对所述轧件进行热轧的轧制机组、对所述轧件进行快速冷却的第二冷却装置和保温装置；

所述第一冷却装置的输出端与所述回复段装置的输入端连接，所述回复段装置的输出端与所述轧制机组的输入端连接，所述轧制机组的输出端与所述第二冷却装置的输入端连接，所述第二冷却装置的输出端与冷床的输入端连接，所述冷床上设置有所述保温装置。

优选地，所述轧制机组包括轧制机的个数范围由两个至五个。

优选地，所述第一冷却装置和/或所述第二冷却装置为穿水冷却装置。

优选地，所述保温装置设置在所述冷床的冷床齿板上方。

优选地，所述保温装置包括活动杆，所述活动杆的一端安装有摆锤，另一端安装有保温板，所述活动杆的中部铰接在所述冷床旁边，所述保温板可移动的设置在所述冷床齿板上方。

优选地，所述保温板包括用于隔热的石棉板。

优选地，所述第一冷却装置与所述回复段装置之间、所述回复段装置与所述轧制机组之间、所述轧制机组与所述第二冷却装置之间和/或所述第二冷却装置与冷床之间，通过传递辊道连接。

本实用新型提供的一种钢材生产系统，由第一冷却装置、回复段装置、轧制机组、第二冷却装置和冷床上的保温装置组成，以上装置分别依次在轧制传动方向上依次连接。

在使用过程中，通过控制进入轧制机组轧件的温度，使轧件温度在控制轧制区范围内，然后通过回复段装置中时，可以使轧件的内外温差缩小，避免由于轧件内热外冷导致的轧制变形不均匀和晶粒的变大，在轧制完成后控制轧件的温度，使轧件不会降温到能够生成马氏体的温度范围内，并通过保温装置保持所述轧件的过冷奥氏体的温度，控制轧件的铁素体和珠光体等组织的生成，并控制冷却温度，避免马氏体等组织的生成。

整个过程通过控制温度和控制轧制，控制轧后马氏体的生成，使局部轧件中马氏体的组织比例极少，可有效地避免由于马氏体过多导致的轧件脆性较高、强屈比不够的问题，大大提高了轧件的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供一种钢材生产系统具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所提供一种钢材生产系统具体实施例中保温装置的结构示意图。

其中，1为第一冷却装置，2为回复段装置，3为轧制机组，4为第二冷却装置，5为保温装置，6为冷床，501为活动杆，502为保温板，503为摆锤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种钢材生产系统，该系统可以制造出高强度的钢材。

请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供一种钢材生产系统具体实施例的结构示意图；图2为本实用新型所提供一种钢材生产系统具体实施例中保温装置的结构示意图。

本实施例所提供的钢材生产系统主要包括第一冷却装置1、回复段装置2、轧制机组3、第二冷却装置4、冷床6和保温装置5。

如图2所示，上述装置分别依次在轧件的传递方向上进行连接，具体的，第一冷却装置1的输出端与回复段装置2的输入端连接，回复段装置2的输出端与第二冷却装置4的输入端连接，第二冷却装置4的输出端与冷床6的输入端连接，冷床6旁边设置有保温装置5。上述连接部分均可以采用辊道进行传递。

第一冷却装置1用于冷却进入轧制机组的轧件，并控制轧件的冷却温度，以实现轧件处于控制轧制区，即720至860℃范围内。

回复段装置2用于回复处于控制轧制区的轧件的温度，使轧件的表面和芯部进行充分的热交换，使表面温度和芯部温度趋于一致。

轧制机组3用于控制轧制区轧制温度回复后的轧件，以细化轧件的奥氏体晶粒。

第二冷却装置4用于快速冷却轧件，以得到过冷奥氏体，并控通过制冷却温度，抑制铁素体晶粒析出，生成多的珠光体组织，且轧件的温度高于轧件生成马氏体的温度。

保温装置6用于保持得到过冷奥氏体的轧件的温度，用以控制轧件的铁素体减少、珠光体生成；并控制冷却温度，避免马氏体的生成。

可选的，轧制机组3包括轧机的个数包括两个至五个。轧制机组由于轧机数量少，总变形量小，工作过程中并不会产生大量热量，就保证了轧件不会因温度上升过高而导致的晶粒长大。

可选的，轧制机组3中轧机的数量可进一步减少，设置较少机架的轧制机组，使轧件通过少道次的轧制，可进一步使温升不至于过高，以至于使晶粒长大。

可选的，轧制机的类型可以为二辊水平轧机、二辊立式轧机、Y型三辊轧机等轧机机型，或者是它们的组合等。

可选的，上述第一冷却装置1或者第二冷却装置4可以为穿水冷却装置。利用水冷方式对钢材一类的材料进行冷却较为合适，但也并不局限于利用水冷方式，一切可用于对钢材进行冷却的装置均可以作为本实施例的方案。可选的，也可以通过其他冷却方法的冷却装置对轧件进行冷却。

可选的，回复段装置2主要是通过辊道将轧件向前传递，或通过导槽传递，使轧件在导槽空气中穿行时，芯部热量扩散至表面。

可选的，保温装置5包括活动杆501，活动杆501的中部铰接在冷床6旁边，活动杆501的一端安装有摆锤503，活动杆501的另一端安装有保温板502。可选的，保温装置5的结构形状等并不局限于上述方式，也可选择电动驱动等方式。保温装置5设置于冷床6输入辊道后，并设置在冷床6齿板的上方，可根据不同的轧制工艺需求，改变保温罩装置的状态，操控其打开或者关闭。当轧件传输到冷床6齿板正上方的时候，保温装置5放下，置于轧件的正上方，由于轧件本身具有一定温度，轧件周围较高温度的气体因热空气上升原因，会向上浮动，但保温板502在轧件正上方，可有效地阻止轧件周围具有较高温度的气体对流，保证轧件一定时间内温度的稳定。

可选的，保温板502包括用于隔热的石棉板，石棉板的隔热能力好，可有效的阻止轧件附近的热空气快速上升，保证了轧件温度的稳定。

可选的，上述装置的数量和装置长短并不受本实施例的限制，可以根据具体情况进行调整、增添或适当的减少，基于本实施例所提供的方案而产生的类似方案，都应属于本实施例的范围之内。

本实施例所公开的一种钢材生产系统，具体使用流程包括：

首先，使用第一冷却装置，机穿水冷却装置冷却轧件，并控制轧件的冷却温度，使轧件处于控制轧制区范围内，使冷却温度高于轧件生成马氏体的温度。

上述过程，目的是为了保证在后续过程中，不会因轧件仍处于较高温度而导致二次轧制时的变形。同时还需要控制轧件降温的范围，不可降温幅度过大，尤其是不能降到该轧件可以生成马氏体的温度。通常情况下，当轧件由较高温进行加速降温，温度下降到可以生成马氏体的温度后，若轧件继续保持降温态势，则在轧件中则会产生马氏体，造成轧件的硬度较高、脆性较强。为了避免轧件过脆，则需要在过程中控温，避免使轧件中马氏体生成。

然后，将轧件放置在回复段装置2中，使轧件内外部的热量得以交换，进而内外温度趋于一致。本实施例的方案是使轧件在空气中穿行，在此过程中能使轧件芯部热量扩散至表面。这主要是为了避免下一步进行轧制时，轧件内外温差较大，而导致的轧件的不均匀变形。

此过程中，保证轧件外表和内芯的温度尽量充分传递，使轧件表面与芯部温度趋于一致或尽量保持在较小的范围内。

接着，通过轧制机组3对轧件进行控制轧制区内的轧制，进而可以得到细化的奥氏体晶粒。

再然后，通过第二冷却装置4对轧件进行再降温，抑制轧件中铁素体的析出，使轧件生成珠光体。

最后，通过冷床上的保温装置5保持轧件的温度，即对得到过冷奥氏体的轧件进行温度的保持，用以控制轧件的铁素体和珠光体的生成；并控制冷却温度，避免马氏体的生成。

本实施例所提供的一种钢材生产系统，通过第一冷却装置1、回复段装置2、轧制机组3、第二冷却装置4、冷床6及冷床6上设置的保温装置5形成一套完整的钢材生产系统。

在轧制过程中，可使轧件始终处于晶粒再结晶的温度以下，并通过控制冷却装置，严格控制晶粒长大，使最终产品得到细小而均匀的铁素体和珠光体晶粒，达到高强度、高韧性的高品质钢材性能。

另外，本实施例所提供的系统，通过控轧控冷提高钢材的强度，所以在炼钢环节中，可减少合金和微合金的使用量，节约钢材的炼制成本，为生产企业提供了高效节能的制备系统。

上述钢材生产系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的一种钢材生产系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种钢材生产系统，其特征在于，包括用于冷却轧件、控制所述轧件处于控制轧制区的第一冷却装置(1)、用于回复所述轧件温度的回复段装置(2)、对所述轧件进行轧制的轧制机组(3)、对所述轧件进行快速冷却的第二冷却装置(4)和保温装置(5)；

所述第一冷却装置(1)的输出端与所述回复段装置(2)的输入端连接，所述回复段装置(2)的输出端与所述轧制机组(3)的输入端连接，所述轧制机组(3)的输出端与所述第二冷却装置(4)的输入端连接，所述第二冷却装置(4)的输出端与冷床(6)的输入端连接，所述冷床(6)上设置有所述保温装置(5)。

2.根据权利要求1所述的钢材生产系统，其特征在于，所述轧制机组(3)包括轧制机的个数范围由两个至五个。

3.根据权利要求2所述的钢材生产系统，其特征在于，所述第一冷却装置(1)和/或所述第二冷却装置(4)为穿水冷却装置。

4.根据权利要求3所述的钢材生产系统，其特征在于，所述保温装置(5)设置在所述冷床(6)的冷床齿板上方。

5.根据权利要求4所述的钢材生产系统，其特征在于，所述保温装置(5)包括活动杆(501)，所述活动杆(501)的一端安装有摆锤(503)，另一端安装有保温板(502)，所述活动杆(501)的中部铰接在所述冷床(6)旁边，所述保温板(502)可移动的设置在所述冷床齿板上方。

6.根据权利要求5所述的钢材生产系统，其特征在于，所述保温板(502)包括用于隔热的石棉板。

7.根据权利要求6所述的钢材生产系统，其特征在于，所述第一冷却装置(1)与所述回复段装置(2)之间、所述回复段装置(2)与所述轧制机组(3)之间、所述轧制机组(3)与所述第二冷却装置(4)之间和/或所述第二冷却装置(4)与冷床(6)之间，通过传递辊道连接。