棒材轧制工艺和设备选择
  发布时间:2024年01月26日 点击数:

  对于热轧棒材来说工艺布置方案主要分为连轧(中间一般设置脱头区)和半连轧布置。

  布置方式一般为一架二辊可逆轧机+连轧机(6架或者8架)布置。二辊轧机一般带机前机后翻钢和推床,连轧机一般为平/立布置,或者也有立/平布置。采用立/平布置主要考虑为来料为矩形坯时不必翻钢。

  布置方式一般为粗轧机组(4架或者6架轧机,一般优选4架轧机)、第一中轧机组、第二中轧机组、精轧机组、减定径机组布置。

  合金钢棒材生产坯料主要选用为锻坯、轧坯、连铸坯、钢锭、电轧锭。坯料选择主要根据钢种、压缩比等要求。

  锻、轧坯:(莱氏体及马氏体)、高工、合工(冷模具)、不锈(马氏体、双相钢)。

  连铸坯:碳结、合结、(碳工)、弹簧、轴承(圈)、不锈(奥氏作、铁素体)。

  钢锭(或电渣):轴承(珠)、合金模具(莱氏体及马氏体)。

  压缩比大小对轧材产品影响方面主要包括:中心疏松、疲劳性质、表面质量。

  连铸坯最小断面应根据钢种的最小压缩比和生产的产品的最大断面来选择,如果产品规格范围比较大,连铸坯可多选用几个断面规格。

  2.3对轴承钢优选矩形坯,对中心疏松有利,但是对轧钢孔形设计不利。其它钢种主要以有利孔型设计为主以及连铸过程中尽可能减少疏松的断面为主。

  轧制道次在选择过程中主要受到压缩比和平均延伸系数的限制,根据压缩比最大的轧件计算平均延伸系数,根据计算出的平均延伸系数来选择轧机数量。其它压缩比较小的在设计轧制道次的过程中也需要考虑品均延伸系数。平均延伸系数要求如下:

  高工、不锈、合工(模具)共用孔型μcp≤1.26(一般1.25);

  碳结、合结、碳工、弹簧、轴承共用孔型μcp≤1.28~1.29;

  特别精轧孔延伸系数不易大,便于孔型调整。

  一般来说轧机尽可能机型(轧机大小型号)选择少一点,使备件数量减少。通常情况下一个机组选择一种轧机。轧机大小选择主要根据本机组最大通过轧件,最大轧件咬入方便为原则,但是不能选择过大避免浪费,同时也要预留一定富于量便于将来发展。轧机选择也不能过大主要在于大轧机轧制小规格轧件尺寸精度不好保证。

  轧机轧辊长度一般考虑两个方面:第一,辊身刚度。辊身太长影响轧辊钢度,对轧件尺寸精度不利。第二,配辊。轧辊长可以多配轧槽数量,有利于降低轧辊吨钢消耗,节约轧辊。

  轧机布置要考虑剪切头尾、脱头区、热机轧制、无张力活套控制,半连轧还要考虑可逆轧制过程中最大轧件长度等因素。

  由于轧件在连轧过程中超过6道次以后很容易产生劈头、鱼尾等不利于轧机轧制的因素,否则容易卡入口导卫、不易咬入以及卡出口导位造成轧制事故的发生。为了避免轧制事故的发生一般连轧线每6架轧机后要设置一台飞剪用来切头、切尾以及事故时碎断轧件防止事故进一步扩大。对于半连轧轧线在进连轧前也要切掉轧件头、尾。所以轧机布置要考虑剪机得布置。

  中小型合金钢棒材连轧线一般在粗轧机组后设置一段脱头区,所以轧机布置过程中要考虑脱头区的布置。连轧脱头区设置主要是为了保证连轧机咬入速度和精轧轧出速度,咬入速度和精轧最大轧出速度如下:

  咬入速度:高工、不锈、合工(模具)≥0.3m/s(轧件温降);

  碳结、合结、碳工、弹簧、轴承≥01m/s(烫辊速度);

  精轧最高速度:高工、不锈、合工(模具)≤10m/s(轧制升温,晶界熔化);

  缓冷材≤8m/s(方便装缓冷箱);

  碳结、碳工、合结、弹簧、轴承≤16m/s。

  热机轧制(TMCP,又称“温度-形变控制轧制”是指在调整或不调整钢的化学成分基础上,通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等参数,来控制奥氏体状态和相变产物的组织状态;通过控制钢材热轧后的冷却条件来控制奥氏体状态、控制相变条件、控制碳化物析出、控制相变后的组织和性能。被普遍应用于现代中小型合金钢棒材生产线中。通过热机轧制可以达到:

  (1)碳结、合结钢可省掉离线热处理、降低成本。

  (2)轴承钢等,可缩短离线热处理周期。

  (3)晶粒度可达7~8级提高产品性能。

  (4)坯料出炉温度降低,节省燃料消耗。

  控制轧制温度一般在精轧、减定径机组前增加控温水箱,控温后为了保证轧件内外温度一致,要留一段恢复段再进轧机轧制。所以连轧线布置也要设计热机轧制的位置。

  为了保证产品尺寸精度小棒精轧机组间需要设置一定数量的活套来保证无张力自由轧制,在布置轧机时也要考虑活套的布置。为了保证产品质量,避免扭转轧制轧机一般采用立/平或者平/立交替布置。

来源:轧钢之家