一種線棒材生產方法
2023-10-08 06:41:14
專利名稱：一種線棒材生產方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵材料的生產方法，特別是線棒材的生產方法。
背景技術：
在本發明以前，線棒材生產一般需經過電爐或轉爐冶煉、二次精煉、方坯連鑄、鑄 坯堆垛緩冷、方坯下送、方坯加熱、軋制控冷的步驟後生產出成品，這樣的工藝路線為長流 程生產工藝路線，其涉及工序較多， 一般煉鋼廠和軋鋼廠相距較遠，無法實現連鑄連軋，最 多實現熱裝熱送。特別在生產高碳鋼與合金鋼線棒材時，儘管連鑄時採用低溫澆鑄、降低拉 速、結晶器電磁攪拌、凝固末端輕壓下等技術措施，但成品中的中心偏析仍然比較嚴重(過 共析鋼的中心C偏析係數平均值1. 20 1. 40，最高超過1. 50)。由於連鑄時偏析嚴重，控冷 時採用快冷會在鋼材心部產生淬火組織，採用慢冷又會在偏析部位產生網狀組織，並且在 後續冷拔深加工過程中，偏析缺陷會引起頻繁斷線，同時給最終鋼絲、鋼繩等成品帶來質量 隱患。連鑄凝固末端輕壓下技術主要是在鑄坯快要完全凝固處，對鑄坯進行輕微壓下(總 壓下量5 20mm，總壓下後的方坯外截圓直徑為成品直徑的15 30倍)，其對壓下位置要 求及其嚴格，但現有生產水平決定中包鋼水溫度和凝固冷卻強度存在較大波動，所以該技 術在應用中基本不能解決偏析問題。 有些鋼廠為解決高碳鋼偏析問題，採用二火成材工藝，即連鑄大方坯 (200mmX240mm 400mmX560mm)在均熱爐加熱後，經初軋機開還生產小方還 (140mmX 140mm 200mmX200mm)，再將小方還加熱後軋製成材，其原理是利用均熱爐約 135(TC的均熱溫度對鋼坯中的偏析進行高溫擴散，並利用初軋機的大壓下量減輕或消除鋼 坯中的疏鬆、縮孔。其缺點是經過二次加熱，造成較大的能源消耗和環境汙染，生產成本比 傳統工藝也高出不少。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能源消耗小、成本低的線棒材生產方法。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是 —種線棒材的生產方法，它依次包括冶煉、二次精煉、方坯連鑄、重壓下、軋制控 冷、成品集巻。 上述方案中，重壓下的步驟中的重壓下裝置設置在方坯連鑄步驟後的液相比為 10 30%的凝固末端區域。 上述方案中，重壓下裝置包括2 4架帶孔型的連續式鍛壓機，經各鍛壓機壓下後 的方坯橫截面邊長為成品直徑的4 20倍。 上述方案中，重壓下的步驟中，經重壓下後的尾坯切除。 上述方案中，二次精煉步驟得到的鋼的化學成分中，C的重量百分比為0. 001% 2. 00%、Si的重量百分比為0. 01 % 3. 00%、Mn的重量百分比為0. 01 % 3. 00%、P的重 量百分比《0. 10%、S的重量百分比《0. 10%。
與現有技術相比，本發明方法的優點在於 1、採用重壓下工藝，省去了方坯連鑄步驟後的鑄坯堆垛緩冷、方坯下送、方坯加 熱，將過去的煉鋼廠和高線廠或棒材廠有機地壓縮、組合到一起，形成一種線棒材短流程生 產方法，大大降低了能源消耗，生產成本遠低於傳統長流程工藝，更低於二火成材的超長流 程工藝，效益優勢明顯，且在生產高碳棒線材時質量遠勝於傳統工藝。 2、重壓下的步驟中的重壓下裝置設置在方坯連鑄步驟後的液相比為10 30%的 凝固末端區域，這樣可實現大壓下量而不致出現邊部裂紋等缺陷。 3、重壓下裝置包括2 4架帶孔型的連續式鍛壓機，經各鍛壓機壓下後的方坯橫 截面的邊長為成品直徑的4 20倍，可保證連續式鍛壓機向後擠壓易偏析元素經常聚集的 液芯，明顯改善了鑄坯的中心偏析現象。 4、重壓下的步驟中，經重壓下後的尾坯切除，進一步保證避免鑄坯中心偏析。
本發明方法可廣泛應用於棒線材中普碳鋼、低碳鋼、高碳鋼、低合金鋼及合金鋼的生產。
圖1為本發明方法流程框圖
圖2為重壓下步驟的工作原理圖
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述 本發明線棒材的生產方法實施例1，它依次包括轉爐冶煉的步驟、精煉爐二次精煉 步驟、6流方坯連鑄機方坯連鑄步驟、重壓下的步驟、高速線材軋機高線軋制的步驟、控冷集 巻成品。 如圖1所示，本發明線棒材的生產方法使用的設備包括重壓下裝置、均熱爐2、線 材軋機3、控冷集巻設備4等。 重壓下的步驟中的重壓下裝置設置在方坯連鑄步驟後的液相比為10 30%的凝 固末端區域。重壓下裝置包括3架帶孔型的連續式鍛壓機1，經各鍛壓機壓下後的方坯橫截 面的外截圓直徑為成品直徑的4 20倍。 二次精煉步驟得到的鋼的化學成分中，C的重量百分比為0. 001% 2. 00%、 Si
的重量百分比為0. 01% 3. 00%、 Mn的重量百分比為0. 01% 3. 00%、 P的重量百分比
《0. 10%、S的重量百分比《0. 10%。鋼為常見的SWRH82B鋼，它的成分含有C :0. 79%
0. 86%、Si :0. 15% 0. 30%、Mn :0. 60% 0. 90%、P :《0. 03%、 S :《0. 03%。 如圖2所示，方坯5連鑄步驟後的200mmX240mm大方坯，經過3架連續式鍛壓機
每架10 40mm的壓下量，鍛軋成160mmX 160mm小方坯，通過向後擠壓偏析元素易聚集的
液芯6，並切除每澆次尾坯，成品的直徑為40mm。圖中箭頭方向為連注方向。 本發明線棒材的生產方法實施例2，它由實施例1基本相同，連鑄後的
280mmX 320mm大方坯，經過4架連續式鍛壓機每架20 70mm的大壓下量，鍛軋成
200mmX 200mm小方坯，成品的直徑為20mm。鋼為45鋼，它的成分含有C :0. 42 % 0. 50 % 、
Si :0. 17% 0. 37%、Mn :0. 50% 0. 80%、P :《0. 040%、S :《0. 040%。
本發明中，如果鑄機採用一機三流或三流以下，單條軋線即可匹配。如果鑄機採用 一機四流或四流以上，需二條軋線進行生產節奏的匹配。 重壓下採用連續鍛壓式.在鍛壓機下方的固液共存層內經過一次鍛壓後，樹狀晶 可破碎，糊狀鋼液及破碎的樹狀晶可被排擠到上流側。稜破碎的柱狀晶可作為等軸晶的核 心，從而使得鑄坯中心部位的組織緻密且無偏析。且大壓下量時.可防止內部裂紋的產生。 採用連續鍛壓式不存在向輥子輸送大扭矩的問題，因而不受壓下量的限制。但如果壓下量 不足，凝固界面尚未壓實.糊狀鋼液沒排除.則產生負偏折和中心裂紋。
為防止重壓下時出現邊部裂紋或角部裂紋，本專利採取了相應措施，例如橫立交 錯分布式鍛壓機可破壞邊部的柱狀晶脆性結構，增加了鋼坯橫斷面的延展性；還可以通過 邊部加熱器，提高邊部的延展性；壓下量應根據連鑄後原始大方坯斷面尺寸調整，單道次壓 下變形率控制在15 25%。 本發明還可以通過電感應加熱區或輥底式均熱爐等溫度補償措施可實現方坯連 鑄連軋的順利銜接。另外，還可在電感應加熱區或輥底式均熱爐旁設置若干個垛位，當連軋 工序出現故障時，可將連鑄工序積壓的鋼坯堆垛緩冷，儘量減少鑄坯的溫降，當連軋工序恢 復正常後，再將堆垛緩冷的鑄坯吊至推鋼機前，推入電感應加熱區或均熱爐內升溫。這樣， 可大大緩解後工序處理故障時對前工序生產的影響。 上述本發明實施例是實現線棒材的新型短流程環保生產工藝，提高生產效率，降 低生產成本，減少環境汙染，並有效解決高碳棒線材常規生產工藝中不能解決的中心偏析 問題。這樣，軋後控冷時可採用一定的快冷工藝，而不必擔心鋼材偏析部位出現淬火組織及 網狀組織，有利於提高線棒材抗拉強度等機械性能，還可從根本上解決棒線材後續深加工 中偏析缺陷引起的頻繁斷線及最終鋼絲、鋼繩成品質量隱患的問題。
上述本發明實施例的優點還在於 1、應用先進的近終型連鑄技術，將鑄出的方坯厚度減薄到一臨界區間，省去傳統 的熱軋棒線機組中的粗軋機架。在連鑄機和連軋機之間通過電感應加熱區或輥底式均熱爐 等溫度補償措施，可實現方坯連鑄連軋的順利銜接，還可以有效提高棒線材的生產節奏並 較好地處理故障對節奏的影響。 2、由於採用了鑄坯凝固末端重壓下技術，連鑄時的拉速和溫度要求比傳統工藝寬 松許多，可大幅度提高生產節奏。例如方坯拉速可提高至1. 2 4. Om/min，而傳統工藝方坯 拉速為0. 8 2. Om/min。 3、可大幅度提高經濟效益投資低，約為傳統工藝的80% ;總體能耗約降低1/5 ; 生產成本約為常規軋機的80% ;成材率比常規軋機高約1% ;維修費用約為常規軋機的 50%。 4、採用本發明方法生產的高碳鋼和合金鋼線棒材，各元素的中心偏析係數平均值 不超過1. 05，最大值不超過1. 10。這樣，軋後控冷時可採用快速冷卻工藝，而不必擔心鋼材 偏析部位出現淬火組織及網狀組織，有利於提高線棒材抗拉強度等機械性能，從根本上解 決線棒材後續深加工中偏析缺陷引起的頻繁斷線及最終鋼絲、鋼繩成品質量隱患的問題。
權利要求
一種線棒材的生產方法，其特徵在於它依次包括冶煉、二次精煉、方坯連鑄、重壓下、軋制控冷、成品集卷。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於重壓下的步驟中的重壓下裝置設置在方坯 連鑄步驟後的液相比為10 30%的凝固末端區域。
3. 如權利要求2所述的方法，其特徵在於重壓下裝置包括2 4架帶孔型的連續式 鍛壓機，經各鍛壓機壓下後的方坯橫截面邊長為成品直徑的4 20倍。
4. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於重壓下的步驟中，經重壓下後的尾坯切除。
5. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於二次精煉步驟得到的鋼的化學成分中，C的重量百分比為0. 001% 2. 00%、Si的重量百分比為0. 01% 3. 00%、Mn的重量百分比為 0. 01% 3. 00%、P的重量百分比《0. 10%、S的重量百分比《0. 10%。
全文摘要
本發明涉及一種線棒材的生產方法，它依次包括冶煉、二次精煉、方坯連鑄、重壓下、軋制控冷、成品集卷。本發明方法採用重壓下工藝，省去了方坯連鑄步驟後的鑄坯堆垛緩冷、方坯下送、方坯加熱，將過去的煉鋼廠和高線廠或棒材廠有機地壓縮、組合到一起，形成一種線棒材短流程生產方法，大大降低了能源消耗，生產成本遠低於傳統長流程工藝，更低於二火成材的超長流程工藝，效益優勢明顯，且在生產高碳棒線材時質量遠勝於傳統工藝。
文檔編號C22C38/60GK101704034SQ20091027263
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月3日 優先權日2009年11月3日
發明者周勇, 夏豔花, 桂江兵, 桂美文, 沈金龍, 練瑞民, 羅德信, 蔣躍東, 覃之光 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司