一种棒材精轧控冷系统及控冷方法与流程

本发明属于钢铁冶金轧制装备，具体涉及一种棒材精轧控冷系统及控冷方法。

背景技术：

1、棒材精轧轧制生产中，控冷设备用于控制轧件轧后的冷却速度，使之快速冷却到相变区域，防止奥氏体晶粒快速长大，从而使产品获得细小的晶粒组织，提高钢材的最终强度，改善最终产品的力学性能，并能使出精轧机的轧件具有良好的表面质量。目前带有穿水冷却装置的轧线，通常采用在精轧后上冷床前设置多组水箱，多组水箱之间呈串联排列，冷却段过于集中，容易导致钢材内外冷却不均匀，尤其是较大径棒材的精轧时，表面容易出现淬回火等异常组织，所以高强度的轧后冷却往往伴随轧件温差大及上冷床头尾弯曲问题，严重时的宏观金相组织形成水冷闭环，成品基圆微观组织出现回火马氏体组织，不能满足热轧带肋钢筋新国家标准gb/t 1499.2-2018的要求。以上问题在老式棒材生产线上特别显著。

2、综上所述，如何解决棒材轧后冷却后伴随的轧件温差大及上冷床头尾弯曲问题，以及宏观金相组织形成水冷闭环和微观组织出现回火马氏体组织，为棒材生产特别是为早年建设的老式棒材生产线提供稳定均匀的力学性能的精轧机前后冷却装置及方法，是亟需解决的问题。同时为实施tmcp热机械轧制工艺，也需要在更适宜的温度范围精轧。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种设备配置合理，精轧机前后冷却，可避免出现水冷闭环和马氏体组织，以及由此导致的阴阳面及其弯曲现象，能改善成品轧件的组织性能，降低合金成本，提高产品质量档次的棒材精轧控冷系统及控冷方法。

2、本发明的第一目的是这样实现的，一种棒材精轧控冷系统，所述控冷系统包括依次设置在轧线上的前冷却装置、精轧入口飞剪、精轧机组、后冷却装置、和精轧出口飞剪，所述精轧机组由多台轧机串联组成，所述前冷却装置前与中轧机组轧线连接，所述精轧出口飞剪后与冷床连接，所述前冷却装置、后冷却装置由一段或多段冷却器组成。

3、本发明的第二目的是这样实现的，一种应用于棒材精轧控冷系统的控冷方法，所述方法包括如下步骤：

4、1）精轧前冷却，中轧目标坯料进入前冷却装置，进行精轧前冷却，然后送往精轧入口飞剪，精轧前冷却前的温度为950～1070℃，精轧前冷却后的温度为800～930℃；

5、2）入口飞剪切头尾，精轧入口飞剪切去不规则的轧件头尾后，立即送入精轧机组；

6、3）精轧机组轧制，精轧机组进行六个机架的六个道次精轧，直至轧制成目标尺寸的成品棒材；

7、4）精轧后冷却，成品棒材出精轧机后即进入后冷却装置，进行轧后冷却，精轧后冷却后温度720～900℃；

8、5）出口飞剪切定尺及冷床空冷，精轧冷却后的成品棒材，经精轧出口飞剪切定尺后进入冷床空冷，冷床入口温度700～960℃。

9、本发明具有以下技术效果：采用精轧前入口前控冷工艺，可以有效降低精轧后出口轧后冷却强度，从而避免出现水冷闭环和马氏体组织，以及由此导致的阴阳面及其弯曲现象，通过合理的设备配置及精轧机前后冷却工艺，使整个机组产量效率更为提高，可以提供尺寸精度高、表面质量好、温度均匀、微观组织和性能更好的棒材成品。

10、1、本发明通过合理的设备配置及精轧机前后冷却的工艺，可实现低温精轧和分段水冷的控温轧制工艺，实现合金减量化热轧钢筋生产；

11、2、本发明通过合理的设备配置及精轧机前后冷却的工艺，在棒材轧制生产中用于控制轧件轧后的冷却速度，使之快速冷却到相变区域，防止奥氏体晶粒快速长大。从而使出精轧机组的产品获得细小的晶粒组织，提高钢材的最终强度和韧性，改善最终产品的综合力学性能，并能使出精轧机的轧件具有良好的表面质量；

12、3、本发明通过合理的设备配置及精轧机前后冷却的工艺，进一步地可以降低精轧后出口轧后冷却强度，从而避免形成水冷闭环，避免成品基圆微观组织出现回火马氏体组织等严重的宏观金相组织问题，避免了高强度的轧后冷却伴随的轧件温差大及上冷床头尾弯曲问题及阴阳面现象，更好满足热轧带肋钢筋国家标准gb/t 1499.2-2018的要求；

13、4、更进一步的，本发明通过合理的设备配置及精轧机前后冷却的工艺，可以对棒材轧制实施tmcp热机械轧制工艺，降低钢材合金消耗成本；

14、5、本发明特别适用于对早年建成的老式棒材生产线进行精轧机前后冷却装置及工艺改造，效果特别显著。适用于对直径ф12～ф22 mm的热轧带肋钢筋生产，并可拓展到φ23～φ50mm热轧带肋钢筋生产中。

技术特征：

1.一种棒材精轧控冷系统，其特征在于：所述控冷系统包括依次设置在轧线上的前冷却装置（2）、精轧入口飞剪（3）、精轧机组（4）、后冷却装置（5）和精轧出口飞剪（6），所述精轧机组（4）由多台轧机串联组成，所述前冷却装置（2）前与中轧机组轧线连接，所述精轧出口飞剪（6）后与冷床（7）连接，所述前冷却装置（2）、后冷却装置（5）由一段或多段冷却器组成。

2.根据权利要求1所述棒材精轧控冷系统，其特征在于：所述后冷却装置（5）由三段冷却器组成，每段设置有两组水箱，每段长度≥5000mm，总长度≥20000mm。

3.根据权利要求1或2所述棒材精轧控冷系统，其特征在于：所述后冷却装置（5）包括正冷却装置和反冷却装置，所述正冷却装置的正冷却器为旋流式冷却器，所述反冷却装置的反冷却器为套管式冷却器，所述正冷却器与反冷却器的喷嘴间隙为可调整间隙，间隙可预先调整设置。

4.根据权利要求3所述棒材精轧控冷系统，其特征在于：旋流式正冷却器中喷射水流为柱状水流，具有35°～55°锥角和10°～25°螺旋角的喷射水流冷却棒材轧件（1），旋流式冷却器壳体内，具有圆锥斜齿轮与漏斗形套管配合形成的水流通道结构，以及通道逐渐缩小的螺旋喷嘴结构，圆锥斜齿轮节锥角35°～55°，螺旋角10°～25°，套管式反冷却器，在直喷环形喷嘴后连接套管，冷却水从环形喷嘴流出，并在套管中冷却棒材轧件（1），环形喷嘴缝隙与棒材轧件轴线的锥角35°～55°。

5.根据权利要求3所述棒材精轧控冷系统，其特征在于：所述正冷却器、反冷却器可部分换成过渡导管、空过导管，以实现间断式冷却。

6.根据权利要求1所述棒材精轧控冷系统，其特征在于：所述前冷却装置（2）为文式管冷却器。

7.根据权利要求6所述棒材精轧控冷系统，其特征在于：所述文式管冷却器长度≥3000mm，供水流量≥700m³/h，水压力1.0～3.0mpa。

8.根据权利要求1所述棒材精轧控冷系统，其特征在于：所述前冷却装置（2）、后冷却装置（5）均设有独立的流量监测与阀门控制系统，可对冷却器进水量、压力进行合理适时的调整。

9.根据权利要求8所述棒材精轧控冷系统，其特征在于：所述后冷却装置（5）第一段的主管控制系统为集中远程控制系统，通过调节阀及压力和流量检测元件，对第一段进行整体水流量和压力的实现远程调控，所述后冷却装置（5）第二段及以后各段的主管和各支管控制系统均具备集中远程控制和就地手动调节控制的双重控制功能。

10.一种应用于权利要求1～9任一项所述棒材精轧控冷系统的控冷方法，其特征在于，所述方法包括：精轧前冷却、入口飞剪切头尾、精轧机组轧制、精轧后冷却、出口飞剪切定尺及冷床空冷，具体包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种棒材精轧控冷系统及控冷方法，控冷系统包括依次设置在轧线上的前冷却装置、精轧入口飞剪、精轧机组、后冷却装置和精轧出口飞剪，所述精轧机组由多台轧机串联组成，所述前冷却装置前与中轧机组轧线连接，所述精轧出口飞剪后与冷床连接，所述前冷却装置、后冷却装置由一段或多段冷却器组成；控冷方法包括精轧前冷却、入口飞剪切头尾、精轧机组轧制、精轧后冷却、出口飞剪切定尺及冷床空冷等工艺。本发明通过合理的设备配置及冷却工艺，可以有效降低精轧后出口轧后冷却强度，从而避免出现水冷闭环和马氏体组织，以及由此导致的阴阳面及其弯曲现象，可提供出尺寸精度高、表面质量好、温度均匀、微观组织和性能更好的棒材成品。

技术研发人员：陈育生,戴川涵,黄建辉,李涛,何永昌
受保护的技术使用者：武钢集团昆明钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13