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高线出产工艺及设备选用
  发布时间:2021年02月10日 点击数:

  1.工艺流程说明

  1.1上料和加热

  热装:连铸坯由热送辊道送至热送跨内的旋转辊道,经转向后送至提升机上,提升机将钢坯提升至5.0m平台上的入炉辊道上。不合格的钢坯在入炉辊道上由废坯剔除装置剔除,合格钢坯经测长后,由炉外和炉内辊道逐根送入步进梁式加热炉。

  冷装:冷连铸坯在连铸车间冷却、存放。按出产计划,用吊车将坯料吊至连铸车间的冷坯上料台架上,由热送辊道送至热跨内的旋转辊道,经转向后送至提升机上,提升机将钢坯提升至5.0m平台上的入炉辊道。不合格的钢坯在入炉辊道上由废坯剔除装置剔除,合格钢坯经测长后,由炉外和炉内辊道逐根送入步进梁式加热炉加热。钢坯在炉内加热至1000~1150℃出炉。

  1.2轧制

  采用全连轧方式组织出产。钢坯出炉后,经辊道将轧件送入由8架平立交替安插的短应力线二辊轧机组成的粗轧组进行轧制,轧件出粗扎机组经1#飞剪切头后,再进入由四架平立交替安插的短应力线二辊轧机组成的中轧机组继续轧制。

  轧件出中轧机组由导管经侧活套器进入四架平立交替安插的悬臂辊环式预精轧机组,预精轧机组机架间设有立活套器,对轧件进行无张无扭轧制。

  从预精轧机组轧出的轧件经中心水箱冷却,以保证进精轧机组所需的轧件温度,再经2#飞剪切头、侧活套进入无扭精轧机组。

  1.3控制冷却

  线材自精轧机组出后,进入控制冷却线的水冷段,进行控制水冷,以控制合适的成圈温度和氧化铁皮的生铁量。然后由夹送辊送入吐丝机吐丝圈,均匀分布到辊式散卷冷却运输机上,进行控制空冷。冷却后的线环在集卷站收集成盘卷。

  1.4精整

  盘卷经芯棒旋转翻平后由挂卷小车运至打捆跨挂到P/F运输机横钩上,在运输过程中继续进行冷却,同时进行外表质量、外形尺寸查抄;取样;切头、切尾及修剪,经压紧打捆后运输至成品跨进行称重、标识表记标帜、卸卷,再由吊车将盘卷吊至成品库,呈梯形堆放。

  1.5废钢及氧化铁皮清除

  切头和碎断了的废轧件落至平台下废料筐,由叉车送至堆料场整理存方,由汽车运出。落入铁皮沟内的氧化铁皮,用水冲至沉淀池按期用抓头吊车抓出虑干后,由汽车运走。细颗粒氧化铁皮和废油在水处理站凝聚沉淀,制成泥饼,由汽车外运。

  2.出产工艺特点

  2.1高线轧机出产的主要工艺特点

  通常高线轧机的工艺特点可以概括为持续、高速、无扭和控冷。其中高速轧制是最主要的工艺特点。

  ①高速线材轧机的高速轧制

  在工艺上保证高速的主要条件是原料质量、轧件精度、轧件温度。高精度、高质量的轧件是保证不产生轧制故障的最根本条件。通常应保证进入精轧机的轧件偏差不大于正负0.3mm。当成品精度小于正负0.15mm是,进口精轧的轧件偏差不应大于成品尺寸偏差的2倍。轧件偏差值是指轧件全长(包罗头尾),特殊是头部的最大偏差。头部不良引起的故障多。要保证轧件精度,必需严格控制钢坯尺寸精度。钢坯尺寸的波动会影响轧件尺寸及机座间的张力,特殊对粗轧前几道次影响较大。为此近几年粗轧机组都采用单独传动,以便及时灵活地调节轧制速度,保证微张力轧制。轧件温度也是影响高速轧制的主要因素,要保证轧件精度,必需保证轧件温度均匀不变,所以要求加热温度均匀、控冷设施灵敏。

  ②控轧及轧后控制冷却

  控制冷却是分阶段控制自精轧机轧出的成品轧件的冷却速度,尽量降低轧件的二次氧化量,可按照钢的化学成分和使用性能要求,是散卷状况下的轧件从高温奥氏体组织转换成与所要求性能相对应的常温晶像组织。它已是高线轧机不成分割的组成部门。

  ③高速轧机的高质量控制

  车间设计的质量控制上需要各工序都具备出产高速线材的能力:

  a.保证原料质量。要求原料段具有原料检测、查抄与清理修磨得手段,使投入的原料具有出产优质线材的条件

  b.采用步进式加热炉,以保证灵活的加热制度

  c.在单线出产时粗轧采用平立机组,减少轧件刮伤

  d.尽可能使用滚动导卫及硬面轧辊,保证轧件表面质量。 

  3.高线出产的主要设备概况

  一个完整合理的高速线材出产主要由以下设备组成;加热炉、粗中轧机、预精轧机、精轧机、、斯太尔摩冷却线等组成。要成功的设计一条高速线材出产线,合理的选择出产设备十分主要。选择设备的原则是在选择成熟设备的基础上考虑先进性,在保证工艺的条件下考虑经济性。以下就高速线材车间的主要设备的特点作较周全的阐述。

  3.1加热炉

  在高速线材出产中常见的加热炉有推钢式和步进式,步进式加热炉又可分为步进梁式和步进底式。

  步进式加热炉的特点:

  ①产量高。坯料四面受热,大大缩短加热时间,能很好地满足高线加热坯料量较大的的要求。

  ②加热质量好。钢坯在加热炉内散开安插,加热温度均匀,不会呈现一般推钢式加热炉炉底处水管产生的黑印;钢坯与步进梁无摩擦,避免钢坯底面划伤;加热时间短,减少钢坯氧化量及脱碳层;坯料芯部和底部温差小,全长加热均匀。

  ③操作灵活。操作不受钢坯外形的限制,炉长不受推钢长度限制,变换品种轻易;步进梁可作“踏步”动作,使钢坯温度均匀;空炉出炉简单,时间短,劳动强度低。

  进出料方式:出料采用侧出料,进料有侧进料(密封性好);端出料(料好排)。

  目前高速线材出产所用的加热炉是步进式加热炉。

  3.2粗中轧、精轧及预精轧机

  3.2.1  粗轧机类型很多,有摆锻式、三辊行星式、紧凑式、平立交替式、程度二辊式等形式。

  由于摆锻式、三辊行星式已基本不用,紧凑式主要用于老厂的改造场地的限制,所以重点总结平立交替式和程度二辊式。

  平立交替式:可实现轧件无扭轧制,特殊适合高级线材的出产,别的可实行无孔型轧制。现已有平立可转换轧机,可实现多线出产,但造价较高。以前用于高级钢的出产,现也遍及应用于碳结钢出产。

  程度二辊式:这种形式的粗轧机应用较遍及,尤其适用于以碳素布局钢低合金钢为主的多线轧制。其主要形式是闭口机架、短应力线轧机和预应力轧机。

  3.2.2 预精轧机当前多采用平立交替安插,具有悬臂式轧辊的予精轧机,其主要长处有以下几个:

  ①由于机架平立交替安插,实现了活套轧制,可以消除粗轧和中轧轧制时不成避免产生的堆、拉钢现象而造成的轧件尺寸不均匀,从而使精轧机组得到尺寸不变且均匀的轧件,这对获得高精度的线材创造了极为有利的条件。

  ②机架间设有活套从而实现了无张力轧制,消除了由于堆拉钢而造成的轧件头、尾尺寸差,减少了切头、切尾,提高了成材率。

  ③本机组采用悬臂轴,碳化钨辊环,硬度高,每孔轧出量可成倍提高,更换辊环便利,提高了作业率。

  ④到预精轧轧件的断面较小,为保证轧件断面外形准确、尺寸精确和工艺不变,道次变形小,悬臂式轧辊的予精轧机完全完足要求,其以设备重量轻、占地小。

  因此,采用平立交替安插的悬臂式予精轧机组是合理的,不仅提高了轧机作业率,更主要的是保证了产物质量,提高了金属收得率,降低了出产成本。

  3.2.3精轧机组是高速线材轧机最主要的、最要害的设备之一。

  当今世界主要有四种流行机组:摩根、阿希洛、德马克、达涅利。

  一般采用摩根第六代v型超重型轧机,它主要有以下几个长处:

  ①采用顶交45°机型,传动轴至地面设备机组距离短小,设备重心低,倾动力矩小。机组不变性好,震动小,噪音低,重量小、刚性大。

  ②操作视野开阔,便于操作治理。

  ③主电机功率大,为进一步提高精轧操作速度和实现低温轧制创造了条件。

  ④机架承载能力大,提高了轧制精度,最高轧制速度可达140m/s,成品范围大,出产率极高,是目前无扭精轧机的主导机型。

  3.3斯太尔摩冷却线和高线轧辊的使用特点和条件

  3.3.1斯太尔摩冷却

  控制冷却线是高速线材出产的主要技术之一。为避免当线材盘卷在800℃~1050℃高温下自然冷却时,因盘卷表里温差大而导致表面严重氧化、盘卷内部不符合要求、机械性能低、拉拔性能差等问题,为此目前新建的高线都选择了斯太尔摩冷却线,斯太尔摩冷却线有三种形式:尺度型、迟缓型、延迟型。

  延迟性斯太尔摹冷却线可以较灵活的控制冷却工艺,按照钢种的用途和性能要求,进行最佳的工艺配合,特殊适用于要求轧后迟缓冷却的低合金与合金类钢种,因而在新品种开发领域有着广阔的前景。此外,采用斯太尔摹冷却工艺出产和开发的各种线材氧化铁皮少,在组织和性能上能较好的满足用户需求,使线材在后续加工中可省略热处理与酸洗工序,降低加工成本。

  3.3.2高线轧辊的使用特点和条件

  轧辊最主要的出发点是保证线材的表面质量。耐磨性是轧辊最主要的指标。

  粗轧:压下量大,轧制条件恶劣,以强度、韧性为主。

  精轧:是保证产物质量的要害,以硬度和耐磨性为主。 

  4.总结

  4.1在坯料的选择和查抄清理方面

  线材坯料一般用比初轧坯更具有长处的连铸坯,一般是先铸出大的方坯,再经过连轧机轧成线材需要的小方坯,这样既利于方坯的出产,又利于线材的需要。线材方坯质量和尺寸要求严格,以保证轧制质量。对于钢坯表面质量查抄是必不成少的,表面质量是保证线材轧制的顺利进行。对于内部缺陷的检测,我认为假如线材轧制成品直径较大,则需要检测方坯内部的裂纹、缩孔等缺陷,对于轧制成品较小的线材,不需要检测内部缺陷,因为高速线材轧机用的坯料由大钢锭轧制成小方坯时,压缩比已经较大,加之由方坯再轧制成线材的总压缩比相当大,内部的裂纹、缩孔缺陷一般都能焊合。故没必要花费时间在内部检测中,这样可以提高小径线材出产的效率。

  4.2在加热方面

  线材一般采用步进式加热炉加热。加热的要求是氧化脱碳少、钢坯不发生扭曲、不产生过热过烧等。现代化的高速线材轧机坯料大且长,这就要求加热温度均匀、温度波动范围小。钢坯加热工艺使用的三勤的操作(勤查抄、勤联系、勤调整)是很科学的方法。在高线出产中较典型的加热制度是三段加热制度,别离是预热段、加热段和均热段,其优越性是比力明显的。我认为在国内高速线材出产厂的加热炉形式、炉长、供热点安插和供热方式不同。加热制度应该也不同,适合本身的方法才是最好的方法,因此在加热制度和操作方法上,各个线材厂按照本身的加热炉的具体特点,制订切合实际的加热制度,不要盲目模拟经典的方法,这样才能在钢坯加热过程中实现优质高产、低耗、无公害。

  4.3在轧制技术方面

  轧制技术主要包罗了无头轧制、高精度轧制、切分轧制和低温轧制及扎后冷却,这些都是经历无数考验的成熟技术。而新兴成长的技术主要是通过微合金化强化或工艺强化机理。提高棒线材强度或塑性,如碳纳米管技术、超细晶钢出产技术、超快冷丁艺、线材在线盐浴处理工艺等。虽然我国的技术在各方面基本达到了国际先进程度,然而大多数技术是通过引进-消化-吸收的方式得来的,这样严重影响我国线材轧制程度的提高速度和耗费学习先进技术的费用。因此我国自主开发新技术的能力还有待提高,国内技术员在学习国外先进技术程度的同时还应该抽出时间来自主开发新技术。

  总的来说,我国线材成长现阶段状况是成品种类多,侧重点明显。轧制技术多种多样并且成熟,但新兴技术缺乏,并且技术来源都是从国外,自主研制的技术很少,这方面还有待提高。

 

来源:轧钢之家 

 

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