一種直接軋制生產長型材的方法
【專利摘要】一種直接軋制生產長型材的方法，屬于長型材熱軋加工領域。包括：圓鋼坯、方鋼坯或矩形鋼坯連續鑄造、液壓切斷、快速輸送、高剛度軋制等工序，優點在于，取消了常規生產使用的加熱爐，生產長型材的過程中，降低了軋鋼工序能耗，減少了二氧化碳的排放。
【專利說明】一種直接軋制生產長型材的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于長型材熱軋加工【技術領域】，特別是涉及一種直接軋制生產長型材的方法，適用于螺紋鋼筋、高速線材、圓鋼、小型材等鋼材的生產。
【背景技術】
[0002]現在使用的常規流程生產長型材流程是鋼水經連鑄機鑄成鋼坯、定尺剪切、上冷床(或熱裝入加熱爐)、鑄坯庫存放、裝入加熱爐、出爐、除鱗、進入連軋機或半連軋機組軋制。這種常規流程雖然比過去的鑄錠開坯、多火成材工藝有了很大的進步，在提高金屬成材率、節省能源、提高生產率方面有明顯的優越性。但這種流程仍然將成形過程分成兩步(連鑄和軋制)在兩條線上依次完成，特別是在這兩個工序之間必須經過加熱爐的加熱。
[0003]意大利DANIELI公司在ABS廠開發一種無頭連鑄連軋特鋼生產流程ECR。主要包括高速連鑄機，兩個淬火水箱，125m長的輥底隧道式均熱爐，17架連軋機，控制冷卻，冷床，卷取機等。由于該生產線的品種要求，它也必須有均熱爐。
[0004]典型的鋼材直接軋制生產方式，如:發明專利200510047295.9連鑄板坯直接軋制生產取向硅鋼帶的方法是描述的帶鋼生產方法；發明專利200910263072.4鋅錠直接軋制方法是描述鋅板的生產方法；實用新型專利200520090074.5 “熱軋帶材連鑄連軋機組傳輸輥道上的保溫罩”描述的是帶鋼的保溫裝置。
[0005]為了提高勞動生產率、降低能源消耗，在生產長型材時，通過控制鑄坯斷面形狀、連鑄機和連軋機的生產工藝等手段，完全有可能實現不使用加熱爐、連續的直接軋制生產過程，本發明可以實現這一生產工藝過程。

【發明內容】

[0006]發明的目的在于提供一種直接軋制生產長型材的方法，長型材連鑄和連軋過程中不使用加熱爐的軋制方法，它能實現長型材連鑄和連軋過程的連續生產過程。
[0007]本發明的連鑄和軋鋼銜接工序的生產工藝包括:
[0008]連續鑄造一鋼坯切斷一保溫輸送一高剛度軋制。在工藝中控制的技術參數如下:
[0009](I)圓鋼坯、方鋼坯或矩形鋼坯的連續鑄造的澆鑄速度為0.5?6m/min，其流數為I?8 ;它的出坯溫度、澆鑄速度、生產能力與后接的軋制要求相符。連鑄坯輸送到除鱗裝置之前的表面溫度850?1250°C ；
[0010](2)為了保持鋼坯的表面溫度850?1250°C，在保證連鑄坯在液芯后面切斷的情況下，采用火焰和液壓剪的方式切斷連鑄坯；
[0011](3)采用火焰或液壓剪切斷的連鑄坯，在帶有保溫罩的輥道上輸送，輸送速度為
0.5?5米/秒；
[0012]適合軋制的長型材包括:螺紋鋼筋、高速線材、圓鋼、小型材等鋼材產品。
[0013]軋鋼機具有較大的軋制溫度窗口，適合軋制850?1250°C的圓鋼坯、方鋼坯或矩形坯，并適合軋制普碳鋼、微合金鋼、低合金鋼和高合金鋼。[0014]本發明的技術特點是在連鑄機和連軋機上連續完成鋼材的成形過程，即在連鑄和連軋過程中間取消加熱爐，其生產品種的鑄坯斷面形狀要求、連鑄機和連軋機的工藝要求如下:
[0015]所述鑄還斷面形狀要求:直徑Φ 50?900mm的圓形和橢圓形、邊長50?500mm的矩形或正方形且帶有R5?175mm的圓角。
[0016]所述連鑄機要求能夠連續穩定高質量地澆鑄上述斷面的鑄坯，澆鑄速度為0.5?6m/min，其流數為I?8 ;它的出坯溫度、澆鑄速度、生產能力與后接的軋制要求相符。連鑄坯輸送到除鱗裝置之前的表面溫度850?1250°C。
[0017]本發明中開軋溫度控制，其特點是在連鑄機二次冷卻控制基礎上，根據軋制要求，考慮坯殼的生成時間、鑄坯位置、預計開軋時間，對鑄坯進行冷卻、保溫的措施。
[0018]上述開軋溫度控制的另一個特點是保證鑄坯的整體溫度場符合軋制要求，這里的關鍵是溫度的均勻。鑄坯內部與表面溫度的均勻依靠均溫、保溫的措施達到。鑄坯表面各處的溫度均勻依靠上述特定的鑄坯斷面形狀來保證。
[0019]所述連軋機要求高強度、大軋制力，適應鑄坯的溫度范圍在850?1250°C，開始軋制速度與鑄坯連鑄速度匹配。開軋溫度控制的關鍵是鑄坯溫度的均勻，鑄坯內部與表面溫度的均勻是依靠上述鑄坯斷面形狀來保證，連軋機組后接在線控制冷卻機組，冷卻速度范圍 I ?200。。/S。
[0020]本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0021]1、在連鑄和軋鋼工序之間取消了加熱爐，降低了能源消耗，與傳統軋鋼工藝相比，軋鋼工序能耗降低了 30%，減少了二氧化碳的排放。
[0022]2、不使用鋼坯加熱爐，減少了軋鋼生產線建設的投資和備件消耗，同時縮短了整個生產線長度約20米。
[0023]3、降低了鋼材加工時間周期一個小時以上。
[0024]4、減少了鋼坯加熱的燒損，提高長型材生產的成材率0.5%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]現結合附圖對本發明一種直接軋制生產長型材的方法的生產工藝作進一步說明。
[0026]圖1是本發明生產線布置示意圖。其中，連鑄中間包和結晶器1、扇形段2、拉矯機
3、連鑄坯二冷區4、第一段保溫罩5、熱剪6、第二段保溫罩7、除鱗裝置8、切頭剪9、粗中軋機組10、中間冷卻水箱11、碎斷剪12、精軋機組13、軋后控制冷卻水箱14、定尺剪15、冷床16。
[0027]圖2為一種連鑄坯在進入軋機前的溫度分布和凝固狀況。
[0028]圖3為另一種連鑄坯在進入軋機前的溫度分布和凝固狀況。
[0029]圖2和圖3中，t為時間，X為至結晶器距離，T為溫度，D為凝殼厚度，Tc是中心溫度，Ts是表面溫度，Tws是寬表面溫度，Tns是窄表面溫度，Tco是角部溫度，Vc澆鑄速度。
【具體實施方式】
[0030]采用本發明所述的一種直接軋制生產長型材的方法，可以連續、高效、低能耗地生產長型材。本實施例采用150X150毫米的30號鋼連鑄坯，取消連鑄坯中間加熱爐，節約加熱能源折合成電耗為300~400度，其工藝參數和產品的力學性能見表1，實施例說明了本發明所述的方法是可行的，并且所得的鋼材質量性能是可靠的。
[0031]表1直接軋制生產30號鋼的工藝參數和鋼材力學性能
[0032]
? L 開$1 終軋.1終冷-力學性能.號速度一溫度'溫庋.溫度-屈服強度*.抗拉強度.^延伸率-1ll, limp V''V'XUMPa,:MPa^
1, 3.0>; 95<l.SSO-..690^— 392:.?41>:— 3-:.1OOCXS90::.........6S(b389^539^3(V
4眾.lOMi90().—03,— 386.536.— 28.^ 1100,905,697,rL.535^29^
% 5.0^ 1150# 920,.' I685.3”，532’.31^
[0033]下面結合附 圖進一步描述本發明的【具體實施方式】。
[0034]如圖1所示，鋼水在連鑄中間包和結晶器I中開始凝固，在鑄坯在拉矯機3的牽引下，經過扇形段2和連鑄坯二冷區4，之后進入第一段保溫罩5和第二段保溫罩7，進行保溫，在這個過程中，連鑄坯的溫度趨于均勻，為后續的穩定軋制變形提供了基礎條件，熱剪6用于連鑄坯的在線切斷，當軋制工序不能正常工作，連鑄坯下線時使用，均溫后的連鑄坯經過除鱗裝置8除鱗、切頭剪9進行切頭后，進入粗中軋機組10進行軋制，中間冷卻水箱11用于對經過粗中軋的鋼坯進行冷卻，以保證中間坯在合適的溫度下進入精軋機組13進行軋制，若生產線不能正常工作，用碎斷剪12切碎中間坯，經過精軋機組13的鋼材具有了成品的外形尺寸，經過軋后控制冷卻水箱14進行在線加速冷卻，控制鋼材的最終力學性能，之后，經過定尺剪15剪切成成品長度，進入冷床16，冷卻、收集處理。
[0035]除鱗裝置前的第一段保溫罩5、第二段保溫罩7是專為無加熱連鑄連軋考慮的，這樣的配置保證鑄坯的溫度歷程和分布達到圖2所示的狀況。
[0036]圖2表示連鑄坯在進入軋機前的溫度分布和凝固狀況。鑄坯先經5分鐘(24m)強制冷卻，再經過3分鐘空冷后進入第一保溫段，完成凝固。出第一保溫段后進行切割等必要的處理，相當于空冷。第25分鐘后進入第二保溫段，此時鑄坯溫度中心1120°C、表面1040°C、角部980°C左右，適合開軋。圖3與圖2相似，但根據鑄坯的規格和澆鑄速度不同，所需的時間和長度有一定的變化。
【權利要求】
1.一種直接軋制生產長型材的方法，工藝流程包括:連續鑄造一鋼坯切斷一保溫輸送—高剛度軋制；其特征在于，在工藝中控制的技術參數如下: (1)圓鋼還、方鋼還或矩形鋼還的連續鑄造的燒鑄速度為0.5?6m/min,其流數為I?8 ;連鑄坯輸送到除鱗裝置之前的表面溫度為850?1250°C ； (2)保持鋼坯的表面溫度為850?1250°C，在保證連鑄坯在液芯后面切斷的情況下，采用火焰或液壓剪的方式切斷連鑄坯； (3)采用火焰或液壓剪切斷的連鑄坯，在帶有保溫罩的輥道上輸送，輸送速度為0.5?5米/秒。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，適合直接軋制的長型材包括:螺紋鋼筋、高速線材、圓鋼、小型材。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，直接軋制的軋鋼機具有較大的軋制溫度窗口，適合軋制850?1250°C的圓鋼坯、方鋼坯或矩形坯，并適合軋制普碳鋼、微合金鋼、低合金鋼和高合金鋼。
【文檔編號】B21B45/02GK103480649SQ201310475792
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】馮光宏, 張興中, 張宏亮 申請人:鋼鐵研究總院