一种高精度合金钢棒线材轧制方法.pdf

一种高精度合金钢棒线材轧制方法，在传统的轧制工艺基础上去掉六架精轧机架，采用六架三辊减定径机组和在线测径仪，以实现轧制尺寸的自由调整，可以使最终产品的表面质量更好、尺寸公差精度更高，同时在六架三辊减定径机组前后各布置一组穿水冷却装置，实现了低温轧制和控轧控冷，使得轧线产品的机械性能得到大幅提高，本发明采用的棒线材轧制方法，在原有生产线的基础上改动少，能够实现控温控轧以及成品尺寸的精密轧制，同时大大降低改造成本，提高产品的附加值，具有成品精度高的特点，使钢厂能够快速实现普碳钢到特殊钢的转型。

权利要求书
1.  一种高精度合金钢棒线材轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将原料送入步进式加热炉加热，加热温度控制在950℃-1150℃，之后输送至六架平立辊初轧机组进行轧制，然后飞剪切头去尾；
步骤2：将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组进行轧制，然后飞剪切头，进入1#穿水冷却装置，将轧件冷却到800-850℃；
步骤3：将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组，若所需轧制的成品尺寸与之前已设定的成品尺寸相比，规格变化不大于9％，则调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度，将钢坯轧制为所需成品尺寸；若所需轧制的成品尺寸与之前已设定的成品尺寸相比，规格变化大于9％，则需要更换轧辊，调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度，将钢坯轧制为所需成品尺寸，经过在线测径仪检测达标后，进入2#穿水冷却装置，实现轧后余热淬火，获得高屈服强度和高延展性的组织结构，如果检测到轧件的尺寸公差超差，在线实时调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度，直至得到合格产品，然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨，再经定尺剪剪切至所需尺寸，最后打捆称重收集。

2.  根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法， 其特征在于，所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置，在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，水量为100-750m3/h，水压为1.6-2.0MPa，压缩空气耗量为100-540Nm3/h，压力0.4-0.5Mpa，使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在800-850℃，以实现控温控轧。

3.  根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法，其特征在于，所述的六架三辊减定径机组采用的机架具备较大延伸率，单机架延伸系数μ可达1.3，可实现棒线材的减径和定径。

4.  根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法，其特征在于，所述的六架三辊减定径采用独立传动控制，便于实现微张力轧制，同时三辊减定径的轧辊开口度具备在线调整功能，使得成品获得更多的尺寸规格和更高的尺寸公差精度。

5.  根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法，其特征在于，所述的在线测径仪采用的光学成像系统能够实时监测成品直径，配合六架三辊减定径机组的在线调整功能，使整个轧线的成品尺寸得到有效的闭环控制。

6.  根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：
来料原料为150mm×150mm的连铸方坯轧制成Φ14mm的棒材的工艺过程如下：
步骤1：将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热，加热温度控制在950℃，之后输送至六架平立辊粗轧机组轧至Φ71mm的圆断面，然后飞剪切头去尾；
步骤2：将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组，轧制为Φ30mm圆断面，然后飞剪切头，进入1#穿水冷却装置，将轧件冷却到850℃；
步骤3：将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组，将钢坯轧制为Φ14.2mm的热态圆，经过在线测径仪检测达标后，进入2#穿水冷却装置，实现轧后余热淬火，获得高屈服强度和高延展性的组织结构，如果检测到轧件的尺寸公差超差，在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度，直至得到合格产品，然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨，再经定尺剪剪切至所需尺寸，最后打捆称重收集；
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置，在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，水量为100m3/h，水压为1.8MPa，压缩空气耗量为100Nm3/h，压力0.4Mpa，使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在850℃，以实现控温控轧。

7.  根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：
来料原料为150mm×150mm的连铸方坯轧制成Φ15mm的棒材的工艺过程如下：
步骤1：将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热，加热温度控制在1000℃，之后输送至六架平立辊粗轧机组，轧制为Φ71mm的圆断面，然后飞剪切头去尾；
步骤2：将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组，轧制为Φ30mm圆断面，然后飞剪切头，进入1#穿水冷却装置，将轧件冷却到800℃；
步骤3：将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组，在实施例一的基础上调整轧辊的开口度，将钢坯轧制为Φ15.2mm的热态圆，经过在线测径仪检测达标后，进入2#穿水冷却装置，实现轧后余热淬火，获得高屈服强度和高延展性的组织结构，如果检测到轧件的尺寸公差超差，在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度，直至得到合格产品，然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨，然后再经定尺剪剪切至所需尺寸，最后打捆称重收集；
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置，在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，水量为500m3/h，水压为2.0MPa，压缩空气耗量为300Nm3/h，压力0.45Mpa，使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在800℃，以实现控温控轧。

8.  根据权利要求1所述的一种高精度合金钢棒线材轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：
来料原料为150mmx150mm的连铸方坯轧制成Φ20mm的棒材的工艺过程如下：
步骤1：将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热，加热温度控制在1150℃，之后输送至六架平立辊初轧机组，轧制为Φ71mm的圆断面，然后飞剪切头去尾；
步骤2：将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组，轧制为Φ30mm圆断面，然后飞剪切头，进入1#穿水冷却装置，将轧件冷却到830℃；
步骤3：将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组，在实施例一的基础上需要重新更换轧辊，调整轧辊的开口度，将钢坯轧制为Φ20.3mm的热态圆，经过在线测径仪检测达标后，进入2#穿水冷却装置，实现轧后余热淬火，获得高屈服强度和高延展性的组织结构，如果检测到轧件的尺寸公差超差，在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度，直至得到合格产品，然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨，然后再经定尺剪剪切至所需尺寸，最后打捆称重收集；
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置，在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，水量为750m3/h，水压为1.6MPa，压缩空气耗量为540Nm3/h，压力0.5Mpa，使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在830℃，以实现控温控轧。

说明书一种高精度合金钢棒线材轧制方法
技术领域
本发明涉属于钢铁轧制技术领域，特别涉及一种高精度合金钢棒线材轧制方法。
背景技术
随着我国钢铁行业的不断深入发展，特殊钢以其优越的金属性能和极高的附加值，受到各大钢厂的追捧。但目前大部分的棒线材生产线过于陈旧，无法满足生产高性能的特殊钢的要求。即使最近几年新上的生产线采用的平-立交替布置的短应力线轧机无扭转轧制，但是轧件在圆孔中有近1/2的断面轮廓线是由轧件的自由宽展所形成，而且该自由宽展的量比较大，导致最终的成品尺寸椭圆度难以精确控制。
目前国内的轧制线根据不同钢种的加热制度和加热要求，钢坯加热至1050～1150℃，按照轧制节奏需要，由炉内辊道将加热好的钢坯送到出炉辊道上，然后送入18架轧机进行轧制。在精轧后设置水冷装置，轧件通过水冷装置，进行在线热处理后，送至成品倍尺飞剪分段剪切；若不需要水冷，则直接由一组变频辊道送往成品倍尺飞剪分段剪切。变频辊道和水冷装置同装在一台可横向移动的小车上，根据生产计划，可将变频辊道(或控制水冷装置)移入或移出轧制线。 目前这种轧制生产线无法实现控温控轧，无法保证成品尺寸的公差及椭圆度，严重制约了特殊钢产品的机械性能和尺寸公差。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高精度合金钢棒线材轧制方法，能够实现控温控轧以及成品尺寸的精密轧制，同时大大降低改造成本，提高产品的附加值，具有在原生产线基础上改动小、成品精度高的特点。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高精度合金钢棒线材轧制方法，包括以下步骤：
步骤1：将原料送入步进式加热炉加热，加热温度控制在950℃-1150℃，之后输送至六架平立辊初轧机组进行轧制，然后飞剪切头去尾；
步骤2：将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组进行轧制，然后飞剪切头，进入1#穿水冷却装置，将轧件冷却到800-850℃；
步骤3：将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组，若所需轧制的成品尺寸与之前已设定的成品尺寸相比，规格变化不大于9％，则调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度，将钢坯轧制为所需成品尺寸；若所需轧制的成品尺寸与之前已设定的成品尺寸相比，规格变化大于9％，则需要更换轧辊，调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度，将钢坯轧制为所需成品尺寸，经过在线测径仪检测达标后，进入2#穿水冷却装置，实现轧后余热淬火，获得高屈服强度和高延展 性的组织结构，如果检测到轧件的尺寸公差超差，在线实时调整六架三辊减定径机组的轧辊的开口度，直至得到合格产品，然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨，再经定尺剪剪切至所需尺寸，最后打捆称重收集。
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置，在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，水量为100-750m3/h，水压为1.6-2.0MPa，压缩空气耗量为100-540Nm3/h，压力0.4-0.5Mpa，使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在800-850℃，以实现控温控轧。
所述的六架三辊减定径机组采用的机架具备较大延伸率，单机架延伸系数μ可达1.3，可实现棒线材的减径和定径。
所述的六架三辊减定径采用独立传动控制，便于实现微张力轧制，同时三辊减定径的轧辊开口度具备在线调整功能，使得成品获得更多的尺寸规格和更高的尺寸公差精度。
所述的在线测径仪采用的光学成像系统能够实时监测成品直径，配合六架三辊减定径机组的在线调整功能，使整个轧线的成品尺寸得到有效的闭环控制。
本发明采用的一种高精度合金钢棒线材轧制方法，在传统的轧制工艺基础上去掉六架精轧机架，采用六架三辊减定径机组和在线测径仪，实现轧制尺寸的自由调整，保证最终产品的表面质量更好、尺寸公差精度更高，尺寸公差可以从原来的±0.8mm提高到±0.1mm；同时在六架三辊减定径机组前后各布置一组穿水冷却装置，实现了低温 轧制和控轧控冷，使得轧线产品的机械性能得到大幅提高，可将产品的屈服极限提高10％。本发明采用的棒线材轧制方法，在原有生产线的基础上改动少，能够实现控温控轧以及成品尺寸的精密轧制，同时大大降低改造成本，提高产品的附加值，具有成品精度高的特点，使钢厂能够快速实现普碳钢到特殊钢的转型。
附图说明
图1为本发明的工艺布置简图，其中，1、冷装料台架；2、加热炉；3、初轧机组；4、1#飞剪；5、中轧机组；6、2#飞剪；7、1#穿水冷却装置；8、三辊减定径机组；9、在线测径仪；10、2#穿水冷却装置；11、倍尺飞剪；12、冷床；13、定尺飞剪；14、成捆收集；15、打捆机；16、自动堆垛机；17、非定尺收集。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一：
来料原料为150mm×150mm的连铸方坯轧制成Φ14mm的棒材的工艺过程如下：
步骤1：将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热，加热温度控制在950℃，之后输送至六架平立辊粗轧机组轧至Φ71mm的圆断面，为所能达到的最接近成品的尺寸，然后飞剪切头去尾；
步骤2：将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组，轧制为Φ30mm圆断面，为所能达到的最接近成品的尺寸，然后飞剪切头，进入1#穿水冷却装置，将轧件冷却到850℃；
步骤3：将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组，将钢坯轧制为Φ14.2mm的热态圆，经过在线测径仪检测达标后，进入2#穿水冷却装置，实现轧后余热淬火，获得高屈服强度和高延展性的组织结构，如果检测到轧件的尺寸公差超差，在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度，直至得到合格产品，然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨，再经定尺剪剪切至所需尺寸，最后打捆称重收集；
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置，在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，水量为100m3/h，水压为1.8MPa，压缩空气耗量为100Nm3/h，压力0.4Mpa，使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在850℃，以实现控温控轧。
实施例二：
来料原料为150mm×150mm的连铸方坯轧制成Φ15mm的棒材的工艺过程如下：
步骤1：将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热，加热温度控制在1000℃，之后输送至六架平立辊粗轧机组，轧制为Φ71mm的圆断面，为所能达到的最接近成品的尺寸，然后飞剪切头去尾；
步骤2：将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组，轧制为Φ30mm圆断面，为所能达到的最接近成品的尺寸，然后飞剪切头，进入1#穿水冷却装置，将轧件冷却到800℃；
步骤3：将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组，在实施例一的基础上调整轧辊的开口度，将钢坯轧制为Φ15.2mm的热态圆， 经过在线测径仪检测达标后，进入2#穿水冷却装置，实现轧后余热淬火，获得高屈服强度和高延展性的组织结构，如果检测到轧件的尺寸公差超差，在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度，直至得到合格产品，然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨，然后再经定尺剪剪切至所需尺寸，最后打捆称重收集；
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置，在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，水量为500m3/h，水压为2.0MPa，压缩空气耗量为300Nm3/h，压力0.45Mpa，使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在800℃，以实现控温控轧。
实施例三：
来料原料为150mmx150mm的连铸方坯轧制成Φ20mm的棒材的工艺过程如下：
步骤1：将150mm×150mm方坯冷料送入步进式加热炉加热，加热温度控制在1150℃，之后输送至六架平立辊初轧机组，轧制为Φ71mm的圆断面，为所能达到的最接近成品的尺寸，然后飞剪切头去尾；
步骤2：将步骤1得到的粗轧钢坯送入六架平立辊中轧机组，轧制为Φ30mm圆断面，为所能达到的最接近成品的尺寸，然后飞剪切头，进入1#穿水冷却装置，将轧件冷却到830℃；
步骤3：将步骤2得到的钢坯送入六架三辊减定径机组，在实施例一的基础上需要重新更换轧辊，调整轧辊的开口度，将钢坯轧制为Φ20.3mm的热态圆，经过在线测径仪检测达标后，进入2#穿水冷却 装置，实现轧后余热淬火，获得高屈服强度和高延展性的组织结构，如果检测到轧件的尺寸公差超差，在线实时调整六架三辊减定径的轧辊开口度，直至得到合格产品，然后经过倍尺飞剪后进入冷床缓冷过跨，然后再经定尺剪剪切至所需尺寸，最后打捆称重收集；
所述的1#穿水冷却装置与2#穿水冷却装置，在每组水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，水量为750m3/h，水压为1.6MPa，压缩空气耗量为540Nm3/h，压力0.5Mpa，使得进入三辊减定径机组的来料温度控制在830℃，以实现控温控轧。
由以上三个实施例可知，实施例一成品规格为Φ14mm，实施例二成品规格为Φ15mm，当成品规格变化跨度不大于9％时，仅需要通过调整六架三辊减定径机组的轧辊辊缝数值，无需更换轧辊即可实现轧制尺寸的调整；而当成品规格变化跨度大于9％时，如从实施例一成品规格Φ14mm变化为实施例三成品规格Φ20mm，则需要通过更换轧辊实现轧制尺寸的调整。但是更换轧辊也仅需要5分钟，大大提高了轧制效率，减少了换辊时间。