一种新型轧钢生产工艺的制作方法

[0001]
本发明涉及轧钢生产工艺技术领域，尤其涉及一种新型轧钢生产工艺。


背景技术：

[0002]
轧钢，是指在旋转的轧辊间改变钢锭或钢坯形状的压力加工过程。轧钢的目的，一方面是为了得到所需形状的钢材，另一方面是为了改善钢的内部质量，提高钢的力学性能。
[0003]
轧钢生产工艺流程为钢锭或钢坯轧制成具有一定形状、尺寸和性能的钢材所需要的一系列工序的组合和顺序。轧制产品不同，生产工艺流程也不一样。一种轧钢生产工艺流程的制定是轧钢车间设计的重要项目之一。目前，一种轧钢生产工艺流程可归纳为3种基本图式，即碳素钢热轧生产工艺流程图式、合金钢热轧生产工艺流程图式和冷加工生产工艺流程图式。在碳素钢生产工艺流程图式中，若生产同一种钢材，可能采用不同的工艺流程，它们能得到的技术经济效果也是不同的。因此，在制定产品工艺流程时，要正确选择所需的工序、工序排列的书序、每个工序的具体内容及其参数，这样才能达到高产、优质、低耗的目的。此外，随着对轧制产品质量要求的提高，品种范围的扩大以及新技术、设设备的应用，轧制产品的工艺流程及工序的具体内容也会有相应的变化。
[0004]
一种轧钢生产工艺流程由以下几个基本工序组成：即坯料准备、坯料加热、钢的轧制、轧后冷却与精整。坯料准备可以为炼钢转炉生产钢坯或外购钢坯，坯料加热为通过加热使热坯或冷坯达到一定温度，钢的轧制是通过轧机将钢坯轧制为所需形状的钢材，轧后冷却与精整是对钢材的后续调整。
[0005]
直径为550mm
×
6/直径为450mm
×
6/直径为350mm
×
6连轧机，在轧钢领域是一种标准的设计，在该连轧机组上通常采用150（160）方坯轧制圆钢。目前市面上一直采用的就是该种轧制工艺，但是随着炼钢转炉产量的增加，该种轧制工艺的轧制速度已无法跟上节奏，导致了钢坯大量囤积，既影响生产节奏，冷坯再加热也会加大能耗，影响整体产量。


技术实现要素：

[0006]
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种新型轧钢生产工艺，通过二式轧机对钢进行轧制，并采用了孔型轧制法，产品种类少，有利于提高生产技术水平和发挥其专业特长：具有配置设备少设备利用率高、投资少、产量高和节能减排的优点，适于大规模集中生产；生产成本低。
[0007]
为了实现上述目的，本发明提供一种新型轧钢生产工艺，将金属受轧机挤压使其塑性变形而生成轧钢，其工艺包括以下步骤：坯料准备步骤、钢的加热步骤、钢的轧制步骤、钢的精整与入库步骤。
[0008]
优选的，所述钢的加热步骤包括：步骤（1），坯料入炉，把准备好的坯料输送到上料台架上，上料台架将坯料向前移送，由取料装置逐根地放到装料辊道上。经装料辊道送入加热炉内；步骤（2），坯料加热，根据坯料加热制度及加热时间通过加热炉进行加热；
步骤（3），坯料出钢，坯料经过步骤（2）加热后符合开轧温度时，由出炉辊道送出加热炉，高压水除鳞后，由辊道或夹送辊喂入粗轧机组轧制。
[0009]
进一步地，所述步骤（2），坯料加热中，所采用的加热炉为煤气三段连续式加热炉，在所述加热炉还设有热电偶自动测温仪和自动平衡记录仪，用于测量炉内的加热指标。
[0010]
进一步地，所述步骤（2），坯料加热中，包括加热ⅰ段、加热ⅱ段和均热段；所述加热ⅰ段为缓慢加热，加热时间为90~120分钟，炉温控制在900℃左右；加热ⅱ段为快速加热，其加热时间为60~90分钟，炉温控制在1150~1180℃，均热段炉温控制在1250℃。把钢坯加热到工艺控制温度范围内进行轧制，此时钢还有良好塑性，对变形有利，减少设备零部件磨损，并能采用较大压下量，减少道次，增加机生产率。
[0011]
进一步地，所述钢的轧制步骤，通过18架平立交替布置的高刚度短应力线轧机对钢坯轧制，得到成品；所述钢的轧制包括以下步骤：步骤（a），粗轧，由钢的加热操作中得到的钢坯，达到开轧温度再通过输送道送到制机进行粗轧；步骤（b），切头，由步骤(a)得到的钢坯，再通过输送辊道送至1#剪进行切头；步骤（c），中轧，由步骤(b)得到的钢坯，再送到机列中轧6道次；步骤（d），精轧，由步骤(c)得到的钢坯，达到中轧温度，再送到机列中轧6道次；步骤（e），倍尺飞剪，由步骤(d)得到的钢坯，再通过3#剪进行倍尺分段的操作。
[0012]
进一步地，所述步骤（a），粗轧中，粗轧机组包括依次交替排列的平式轧机和立式轧机，平式轧机和立式轧机均设置有3架且直径均为550mm；所述步骤（c），中轧中，中轧机组包括依次交替排列的平式轧机和立式轧机，平式轧机和立式轧机均设置有3架且直径均为450mm；所述步骤（d），精轧中，精轧机组包括依次交替排列的平式轧机和立式轧机，平式轧机和立式轧机均设置有3架且直径均为350mm。
[0013]
进一步地，所述步骤（a），粗轧中，开轧温度为1010~1100℃；所述步骤（d），精轧中，终轧温度为850~950℃，终轧温度控制在再结晶温度以上进行轧制。
[0014]
进一步地，所述步骤（b），切头中，采用的剪切设备为剪切机，剪切力为100-160吨；所述步骤（e），倍尺飞剪中，切段操作所用的剪切设备为闸剪，其剪切力为100~160吨。
[0015]
进一步地，所述钢材的精整与入库步骤中，包括冷床冷却、定尺冷却、成品检验、计量打包以及挂牌入库；所述冷床冷却，成品分段后，由冷床输入辊道送往冷床自然冷却，得到冷却轧件；所述定尺冷却，经检验合格后的冷却轧件，由冷剪将冷却轧件切成规定的定尺长度的钢材；所述计量打包以及挂牌入库，剪切后的钢材由链式移钢机移送、计数；再由取钢装置取出放至辊道上，经对齐的成捆钢材运往打捆机勒紧打捆；打捆的钢材随即被运至后部的收集台架上称重，挂标牌，然后由吊车吊至成品区堆放、发货。进一步地，所述定尺冷却中，成品剪切使用的剪切设备为剪切机，其剪切力为850吨；成品剪切工艺操作规程，按炉批号剪切、剪切长度为12米/9米/6米定尺，允许偏差为+50~0mm，
决不允许负偏差；钢筋端部应剪切正直，局部变形应不影响使用；首次剪切用≥10m的钢尺测量成品剪切长度，若有不符，及时调节定尺挡板；正常剪切时，每隔半小时，用钢圈尺测量成品定尺长度，若有不符，及时调整定尺挡板；正常剪切时，每隔半小时检查上刀片与下刀片是否接触良好，剪刃同隙、剪切支数应符合相关保准规定，发现剪切后的成品面上有弯头以及其它缺陷时，必须调整上下刀片的距离或更换刀片，上下刀片之间的距离为被剪切材料高度的3-6%。
[0016]
本发明提供一种新型轧钢生产工艺，通过二式轧机对钢进行轧制，并采用了孔型轧制法，产品种类少，有利于提高生产技术水平和发挥其专业特长：具有配置设备少设备利用率高、投资少、产量高和节能减排的优点，适于大规模集中生产；生产成本低。
[0017]
1)提高了炼钢的产量。
[0018]
2)减少了轧钢轧制过程中的间歇时间，有效的提高了车间圆钢产量。
[0019]
3)坯料断面增大，轧制的压缩比增大，钢材的内在质量得到改善，轧制合格率提升。
[0020]
4)现190方坯轧制工艺(以直径为25mm圆钢为例）：a、释放了炼钢的生产能力，本公司120吨转炉日产增加500吨。
[0021]
b、轧钢车间圆钢产量由4000吨增加到5000吨（直径为50~70mm圆钢）。
附图说明
[0022]
图1为190方坯轧制直径为25~70mm圆钢的孔型系统图；图2为190方坯轧制直径为25mm圆钢的孔型图；图3为190方布料图；图4为新型轧钢生产工艺流程图。
具体实施方式
[0023]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]
实施例1 一种新型轧钢生产工艺本发明提供一种新型轧钢生产工艺，将金属受轧机挤压使其塑性变形而生成轧钢，其工艺包括以下步骤：坯料准备步骤、钢的加热步骤、钢的轧制步骤、钢的精整与入库步骤。
[0025]
在本发明中，坯料加热的目的是提高塑性，降低变形抗力，以便于轧制。在钢的轧制步骤中，钢坯通过二辊式轧机进行轧制，该二辊式轧机采用的配置形式为连续式，其生产率和质量等方面都比其他方式优越。其中，轧制的钢材品种为钢筋混凝土用热轧带肋钢筋中的hrb400、hrb400e、hrb500、， hrb500e、hrb600d等、规格为直径为8m~40mm，是目前国内最为普通的建筑用钢材，其产品要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好，且符合gb1499.2-2018的钢材。在本实施例中，轧钢采用的纵向热轧，即被轧物体一轧件，加热到950~1050℃时，钢坯通过两个相反方向转动的轧得到加工的轧制方法，是轧钢生产中最常见的一种轧制方法。
[0026]
为了详细阐述本新型轧钢生产工艺，结合图1，具体阐述如下：
连铸坯经供应办验收数量和供方质量证明书后通知质管办复验化学成份及表面质量并组坯，定尺坯料由加热工段按炉批号装料送入到燃煤气三段连续式加热炉加热到950-1050℃出钢；钢的轧制步骤，由输送道送到直径为550mm
×
6机列，粗轧6道次后，由输送辊道送至100t/160t热剪机切头，再送到机列中轧6道次后，再将轧件输送到直径为350mm
×
6机列连轧多道次(按工艺要求)出成品并适时抽检k1质量控制点，由孔出来的成品轧件经倍尺飞剪由轴送辊道进入步进式冷床(12.5
×
108m)自然冷却，同时进行热检。钢的精整与入库步骤，检验后送入到850吨剪切机将成品材剪切成定尺，再由输送道送到检验打包台(成品检验)进行成品检验后移送到电子地磅计量后打包，挂牌起吊入库。
[0027]
其详细具体步骤如下：坯料准备步骤，包括坯料检查和坯料切割整修的操作过程；坯料经检查合格后，坯料进入坯料切割整修工序。
[0028]
所述的坯料为190
×
190方的连铸钢坯，在坯料准备中要求对连铸钢坯表面清理，常用的缺陷清理方法是火焰清理。如发现钢坯表面有缺陷，用手提砂轮机按规定要求进行整修，在清除连铸钢坯表面时，其清除宽度不得小于深度的6倍，长度不得小于深度的10倍。整修后缺陷部位应圆滑、无棱角。整修深度单面不得大于连铸边长的8%，两相对面清除深度之和不得大于厚度的12%。
[0029]
所述钢的加热步骤包括：步骤（1），坯料入炉，把准备好的坯料输送到上料台架上，上料台架将坯料向前移送，由取料装置逐根地放到装料辊道上。经装料辊道送入加热炉内；步骤（2），坯料加热，根据坯料加热制度及加热时间通过加热炉进行加热；步骤（3），坯料出钢，坯料经过步骤(2)加热后符合开轧温度时，由出炉辊道送出加热炉，高压水除鳞后，由辊道或夹送辊喂入粗轧机组轧制。
[0030]
所述步骤（2）坯料加热中，所采用的加热炉为煤气三段连续式加热炉，在所述加热炉还设有热电偶自动测温仪和自动平衡记录仪，用于测量炉内的加热指标。
[0031]
所述步骤（2）坯料加热中，包括加热ⅰ段、加热ⅱ段和均热段。所述加热ⅰ段为缓慢加热，其加热时间为90~120分钟，炉温控制在900℃左右：加热ⅱ段为快速加热，其加热时间为60~90分钟，炉温控制在1150~1180℃，均热段炉温控制在1250℃。把钢坯加热到工艺控制温度范围内进行轧制，此时钢还有良好塑性，对变形有利，减少设备零部件磨损，并能采用较大压下量，减少道次，增加机生产率。
[0032]
所述步骤（3），坯料出钢中，坯料经过加热后生成为钢坯，在工作人员接到轧机通知出钢信号时，符合开轧温度即980℃～1030℃时才准按炉批号通过出钢机进行出钢。当轧机正常出钢信号时，应及时出钢。出钢应视轧机节奏和钢温状况均衡出钢，尽量避免轧机待钢现象。
[0033]
本发明中钢的加热步骤，目的是提高塑性降低变形抗力，以于轧制，需注意以下几点：（1）钢坯装出炉过程中，应经常检查炉号、根数、顺序与凭证是否相符。操作人员严格按照有关指令，依次装炉、出炉。
[0034]
（2）发现炉号、根数不符合或分号标记有误时，应立即通知当班班长或生产调度，查清后方可装炉。
[0035]
（3）对不同钢种，要执行相应的热工制度，在加热过程中，对坯料加热制度及加热时间如表1所示。加热后，同一支钢坯的表面温差在长度方向温度偏差为30℃。钢坯出炉后进第一架粗轧机温度为980℃～1030℃，偏差为20℃。
[0036]
表1为190方坯轧制直径为2mm5圆钢的轧制程序表：由于坯料断面增大，坯料的单重也相应增加，为解决钢坯在加热炉的承重问题，我们采用了钢坯等重装炉的办法，即：加大炉内坯料的间距，或二坯一空的方式，使190方钢坯在炉内的重量基本与150方在炉内的重量相等，参见图1至图2。
[0037]
坯料的断面增大，轧制时第一架轧机坯料咬入难度较大，为解决这个问题，采取适当降低钢坯开轧温度及适当降低轧机的线速度的办法解决了坯料咬入难度大的问题。
[0038]
本发明按照钢的加热温度制度要求，正确控制钢的加热温度，同时还要保证钢坯沿长度和断面上温差小，温度均匀。过高的钢温，增加热耗和氧化，易造成加热缺陷和粘钢，但钢温过低，也会增加电耗，易造成轧制设备事故。因此要合理控制炉温，正确确定钢的加热温度，一般可以通过仪表测量出钢温度及炉温，但仪表所指示的温度一般是炉内几个检测点的炉气温度，有一定的局限性。
[0039]
另外，本实施例中采用的加热设备为燃烧煤气连续步进式加热炉，节省了生产成本，在加热炉内安装有热电偶自动测温仪和自动平衡记录仪，用于测量炉内的加热指标，保证料的加热温度。
[0040]
钢的轧制步骤，在钢的轧制过程中，轧件必须切头和切尾，以便使轧制过程顺利进行。成品的切头、切尾及切断，主要是为了切除钢材两端变形不规则部分和获得规定的定尺长度。其具体先后步骤如下：所述钢的轧制步骤，通过18架平立交替布置的高刚度短应力线轧机对钢坯轧制，得到成品。
[0041]
具体的，所述钢的轧制包括以下步骤：步骤（a），粗轧，由钢的加热操作中得到的钢坯符合开轧温度再通过输送辊道送到中直径为550mm轧制机进行粗轧6道次:轧件头尾产生开花头等缺陷，影响咬入，为保证直径为450mm轧机列的连机正常进行，必须经过切头、切尾；步骤（b），切头，由步骤(a)得到的钢坯，再通过输送道送至热剪机进行切头。在本实施例中，常用的剪切设备为曲柄式飞剪、回转式飞剪和曲柄-回转组合式，其剪切力为100～160吨；步骤（c），中轧，由步骤(b)得到的钢坯，再送到直径为450mm轧机列中轧6道次；步骤（d），精轧，由步骤(c)得到的钢坯， 达到中轧温度，再送到直径为350mm轧机列中轧6道次；
步骤（e），倍尺飞剪，由步骤(d)得到的钢坯，再通过曲柄-回转组合式飞剪逐根剪切倍尺，从而完成轧制的整个过程；其中，所述步骤（a），粗轧中，粗轧机组包括依次交替排列的平式轧机和立式轧机，平式轧机和立式轧机均设置有3架且直径均为550mm；所述步骤（b），切头中，采用的剪切设备为剪切机，其剪切力为100~160吨，所述切尾操作中，所用的剪切设备为闸剪，其剪切力为100~160吨；所述步骤（c），中轧中，中轧机组包括依次交替排列的平式轧机和立式轧机，平式轧机和立式轧机均设置有3架且直径均为450mm；所述步骤（d），精轧中，精轧机组包括依次交替排列的平式轧机和立式轧机，平式轧机和立式轧机均设置有3架且直径均为350mm；采用5～8个道次的无孔型轧制和实行单线、无扭连续轧制。其生产率和质量等方面都比其他方式优越；所述步骤（e），倍尺飞剪中，钢坯被轧成成品后，通过分段飞剪进行倍尺分段。
[0042]
作为优选，所述定尺冷却中，成品剪切使用的剪切设备为剪切机，其剪切力为850吨；成品剪切工艺操作规程，按炉批号剪切、剪切长度为12米/9米/6米定尺，允许偏差为+50~0mm，决不允许负偏差；钢筋端部应剪切正直，局部变形应不影响使用；首次剪切用≥10m的钢尺测量成品剪切长度，若有不符，及时调节定尺挡板；所述倍尺飞剪中，具体的，成品轧件k1孔出来进入冷床前，按炉批号逐根飞剪成倍尺长度，该倍尺长度为9米或6米的倍数，然后，进入下一个工序为冷床冷却。
[0043]
在刚的轧制过程中，轧件必须切头和切尾，以便使轧制过程顺利进行。成品的切头、切尾及切断，主要是为了切除钢材两变形不规则部分和获得规定的定尺长度。
[0044]
所述刚的轧制过程中的开轧温度为1010～1100℃，终轧温度为850～950℃，终轧温度控制在再结晶温度以上进行轧制，变形抗力减少，能量消耗因之降低，且保证了产品的机械性能。
[0045]
表2为190方轧制直径为25mm压下规程：
本实例中，还要进行导位安装和调整操作，导卫在横梁上固定，要对准孔型，导卫安装应对准轧槽保持与轧制线一致并固定要牢固头部(舌尖)应量靠近槽沿，但不得碰到轧，其间隙规定为进口导板：粗轧5～10mm，中轧3-6m，精轧2～3mm；出口导板：粗轧2～3mm，中轧1～2m，精轧0.5-1m。
[0046]
值得一提的是，在制过程中的最佳的开轧温度范围为980～1050℃，终轧温度范围为850～950℃；终轧温度控制在结晶温度以上进行轧制，变形抗力减少，能量消耗因之降低，且保证了产品的机械性能。使终温度控制在再结品温度以上进行轧制，变形抗力减少，能量消耗因之降低，且保证了产品的机械性能。
[0047]
值得注意的是，在变换产品规格、换槽等情况下，必须经过试轧校样轧制过程。试轧前，检查生产线各设备运行状况，待运行正常时，才可以试轧校样。试轧时，逐槽试轧小件，严格检查各道次的红坯外形尺寸是否符合工艺尺寸规定，若不符合，及时调整，直到红符合规定才准用大进行正常生产。
[0048]
钢的精整与入库步骤，包括冷床冷却、定尺冷却、成品检验、计量打包以及挂牌入库。
[0049]
所述冷床冷却，成品分段后，由冷床输入辊道送往冷床自然冷却，得到冷却轧件。
[0050]
所述定尺冷却，经检验合格后的冷却轧件，由冷剪将冷却轧件切成规定的定尺长度的钢材。
[0051]
所述计量打包以及挂牌入库，剪切后的钢材由链式移钢机移送、计数；再由取钢装置取出放至辊道上，经对齐的成捆钢材运往打捆机勒紧打捆；打捆的钢材随即被运至后部的收集台架上称重，挂标牌，然后由吊车吊至成品区堆放、发货。
本实例采用的冷床为12.5m
×
108m步进式冷床当成品进入冷床时，精整工必须将红钢靠直平齐铺开，如有弯条必须趁高温时校直，避免轧件表面括伤。对不合格成品轧件，却到300℃以下进行复检。成品轧件经冷床自然冷却到300℃以下时，按炉批号每隔15～30分钟检验外形尺寸和表面质量，对不合格品另类处理。
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作为优选，成品剪切使用的剪切设备为剪切力为850吨的剪切机，成品剪切所使用工艺操作规程：a、接班时检查设备是否正常，并加油润滑；b、检查定尺挡板放置距离是否符合成品剪切长度规定；b-1、成品定尺长度9米；b-2、根据用户所需而定；c、按炉批号剪切、剪切长度为9米定尺，允许偏差为0
±
50mm，决不允许负偏差；d、钢筋端部应剪切正直，局部变形应不影响使用首次剪切用≥10m的钢尺测量成品剪切长度，若有不符，及时调节定尺挡板；e、正常剪切时，每隔半小时，用钢圈尺测量成品定尺长度，若有不符，及时调整定尺挡板；f、正常剪切时，每隔半小时检查上刀片与下刀片是否接触良好，剪刃间隙、剪切支数(按号、规格)应符合产品工艺规定，发现剪切后的成品面上有弯头以及其它缺陷时，必须调整上下刀片的距离或更换刀片，上下刀片之间的距离为被剪切材料高度的3-6%；g、切头、切尾必须按规定切尽为止此外。
[0053]
成品入库包括成品检验、计量打包和挂牌入库，剪切后成品钢材在检验打包台上要均匀平铺，检验完毕后才准按规定捆轧；严格按gb1499-2018国家标准进行对成品钢材每隔15~20分钟按炉号逐根检验外形尺寸和表面质量，用游标卡尺钢卷尺检查成品钢材的几何尺寸和定尺长度。成品钢材外形尺寸表面质量经检验合格后按gb1499-2018规定按批检验化学成份和机械性能试验，合格产品按照国标gb1499-2018规定捆，不合格产品另类放井有明显标志。
[0054]
当换炉号时，应迅速将检验打包台上的钢材按规定捆轧挂上标牌进入成品库，并向上道工序领取下一炉的标志标牌。
[0055]
成品库入库工艺操作规程：（1）已检验过的钢材按炉批号过磅入库，不得混号；（2）定尺、非定尺钢材应分别过磅入库，填写磅码单分类推放，有明显标志；（3）钢材入库时应分清班次、炉号，不准混杂；（4）凡经检验合格钢材，必须按有关规定进行标识；（5）入库前应向检验人员领取入库单，经过确核定才能入库，未经检验的钢材一律不准入库；（6）凡不能及时入库之钢材必须按规格炉号分类放，并有明显标志；（7）不合格不准入成品库。
[0056]
本发明中质控点的设置：钢坯的准备为第一质控点，检测钢坯的化学成分、外形尺寸、表面质量等；加热工序、炉温检测为第二质控点，测定加热炉高温段温度；k9道次为第三质检点，目测轧制温度、测量
红还尺寸；k1道次为第四质检点，目测终轧温度，测量红坯尺寸。在设备运行时，工作人应每30分钟检查一次，k9、k1质控点每小时记录1次。
[0057]
本发明钢的轧制通过二式轧机对钢进行轧制，并采用了孔型轧制法，产品种类少，有利于提高生产技术水平和发挥其专业特长，从而达到高产、优质、低耗的目的；具有配置设备少设备利用率高、投资少、产量高和节能减排的优点，适于大规模集中生产；生产成本低。
[0058]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。