本發(fā)明涉及特殊鋼(也稱特鋼)冶煉鍛造技術(shù)，特別是一種適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)和特冶鍛造新流程，所述特冶指特鋼冶煉，所述特鋼相對于普鋼而言是指由于成分、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝特殊而具有特殊物理、化學性能或者特殊用途的鋼鐵產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

鋼鐵分為普鋼和特鋼(Special steel)，特鋼就是特殊鋼的簡稱。特殊鋼是在冶煉過程中加入了較多的合金元素及采取了特殊的生產(chǎn)、加工工藝，特鋼的化學成分、組織結(jié)構(gòu)以及機械性能均優(yōu)于一般鋼鐵。其晶粒的復雜性高過一般鋼鐵，從而獲得更多的應(yīng)用領(lǐng)域，需求量一直快速增加中。特鋼產(chǎn)品具有多樣性，不同的品種因成分和工藝要求的不同而導致了性能上的巨大差異，進而在產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域上有所區(qū)別，因此既可以按照用途分類也可以按照性能分類，還可以按技術(shù)含量和產(chǎn)品檔次分類。特殊性能鋼也就是特殊質(zhì)量合金鋼，這些鋼是指有電磁、光、聲、熱及電化學等效應(yīng)和功能的鋼，例如常用的有不銹鋼、耐熱鋼、電工硅鋼、電子純鐵及各種精密合金(軟磁合金、象磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙合金、電阻合金、電偶材料等)。目前，世界上約有特鋼近2000個牌號、約50000個品種規(guī)格。本發(fā)明人認為，如此眾多的特鋼產(chǎn)品，以及在此基礎(chǔ)上的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，必然對應(yīng)著不同的特冶鍛造流程和在流程上的創(chuàng)新或再造。因此，如果能夠有選擇性地整合現(xiàn)有先進技術(shù)資源，建設(shè)一個適配于多種特鋼產(chǎn)品的特冶鍛造流程的特鋼制造系統(tǒng)，形成一個具備流程創(chuàng)新功能的平臺，以“特色化、系列化、專業(yè)化”的定位為導向，既考慮到大批量低成本產(chǎn)品生產(chǎn)，又考慮到多品種小批量高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)，則無論從滿足現(xiàn)實需求上還是從適應(yīng)未來發(fā)展上都具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)和特冶鍛造新流程，所述特冶指特鋼冶煉，所述特鋼相對于普鋼而言是指由于成分、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝特殊而具有特殊物理、化學性能或者特殊用途的鋼鐵產(chǎn)品。所述系統(tǒng)能夠支持多種特冶鍛造流程，例如，合金鋼生產(chǎn)流程、高合金鋼生產(chǎn)流程、不銹鋼生產(chǎn)流程等， 同時有利于流程創(chuàng)新或流程再造。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)，其特征在于，包括電弧爐，所述電弧爐分別連接鋼包精煉爐和氬氧脫碳爐，所述鋼包精煉爐的進口側(cè)連接感應(yīng)爐，所述鋼包精煉爐的出口側(cè)連接真空脫氣爐或真空吹氧脫碳爐，所述真空脫氣爐或真空吹氧脫碳爐連接鑄造設(shè)備，所述氬氧脫碳爐連接鑄造設(shè)備，所述鑄造設(shè)備包括連鑄機或連鑄坯生產(chǎn)設(shè)備，和模鑄設(shè)備，以及依次連接的電極棒或鋼錠成型設(shè)備、和電渣設(shè)備或真空自耗冶煉設(shè)備，所述鑄造設(shè)備通過退火裝置和/或加熱裝置連接鍛造設(shè)備，所述鍛造設(shè)備包括徑鍛機和快鍛機，所述鍛造設(shè)備分別連接熱處理設(shè)備和機加工設(shè)備，所述熱處理設(shè)備和機加工設(shè)備均連接檢驗裝置。

所述感應(yīng)爐連接鐵合金和返回廢鋼投料設(shè)備，所述電弧爐連接廢鋼和生鐵投料設(shè)備，所述連鑄機為立式連鑄機。

所述連鑄機或連鑄坯生產(chǎn)設(shè)備連接所述電渣設(shè)備或真空自耗冶煉設(shè)備，所述電極棒或鋼錠成型設(shè)備直接連接退火裝置。

所述快鍛機連接所述徑鍛機。

所述熱處理設(shè)備包括緩冷/空冷/退火裝置。

所述緩冷/空冷/退火裝置直接連接精整熱處理設(shè)備，以及通過中間熱處理設(shè)備連接精整熱處理設(shè)備，所述精整熱處理設(shè)備連接檢驗裝置。

所述檢驗裝置連接包裝入庫設(shè)備。

所述連接包括連接設(shè)施，所述連接設(shè)施包括流程通道，所述流程通道上設(shè)置有機器人。

包括中央控制室和系統(tǒng)內(nèi)各功能模塊組成的物聯(lián)網(wǎng)，所述中央控制室控制所述物聯(lián)網(wǎng)。

特冶鍛造新流程，其特征在于，其構(gòu)建方式包括利用上述適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)。

本發(fā)明技術(shù)效果如下：本發(fā)明能夠有選擇性地整合現(xiàn)有先進技術(shù)資源，能夠適應(yīng)不同的特冶鍛造流程和在流程上的創(chuàng)新或再造，形成一個具備流程創(chuàng)新或再造的功能平臺，以“特色化、系列化、專業(yè)化”的定位為導向，既考慮到大批量低成本產(chǎn)品生產(chǎn)，又考慮到多品種小批量高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)，則無論從滿足現(xiàn)實需求上還是從適應(yīng)未來發(fā)展上都具有重要意義。

本發(fā)明具有特點如下：1、發(fā)明包括特冶鍛造新流程技術(shù)的提出。新流程由初煉爐、精煉爐、合金熔化感應(yīng)爐、真空精煉爐、立式連鑄機和模鑄、精鍛機組成。2、發(fā)明是特冶鍛 造流程的優(yōu)化集成，充分考慮生產(chǎn)能力效率、材料收得率、節(jié)能降耗等因素，優(yōu)化整個流程。同時考慮到與不銹鋼、特冶冶煉、鍛造生產(chǎn)流程的銜接。3、發(fā)明包括創(chuàng)新的大圓坯立式連鑄技術(shù)：提高金屬收得率，保證高合金鋼的質(zhì)量，特別是均勻性。4、發(fā)明包括靈活的電爐與感應(yīng)爐混煉技術(shù)，實現(xiàn)高合金鋼的低成本、高效率、規(guī)?；⒌裙?jié)奏生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是實施本發(fā)明的適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是適配于特鋼生產(chǎn)流程的特鋼制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是適配于不銹鋼生產(chǎn)流程的特鋼制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記列示如下：100-廢鋼和生鐵投料設(shè)備；101-電弧爐(EAF，Electric Arc Furnace)；102-鋼包精煉爐(LF，Ladle Furnace)；103-真空脫氣爐(VD，Vacuum Degassing)/真空吹氧脫碳爐(VOD，vacuum oxygen debikeburization)；104-鑄造設(shè)備；105-退火裝置；106-加熱裝置；107-鍛造設(shè)備；108-鍛造毛坯和鍛造成品；109-緩冷/空冷/退火裝置；110-中間熱處理設(shè)備；111-精整熱處理設(shè)備；112-檢驗裝置；113-包裝入庫；1001-鐵合金和返回廢鋼投料設(shè)備；1002-感應(yīng)爐；1011-氬氧脫碳爐(AOD，Argon Oxygen Decarburization)；1040-電極棒和鋼錠成型設(shè)備；1041-連鑄坯生產(chǎn)設(shè)備；1042-電渣設(shè)備或真空自耗冶煉設(shè)備；1043-電渣錠；1071-快鍛機；1072-徑鍛機；1081-機加工設(shè)備。

200-廢鋼和生鐵投料設(shè)備；201-電弧爐(EAF，Electric Arc Furnace)；202-鋼包精煉爐(LF，Ladle Furnace)；203-真空脫氣爐(VD，Vacuum Degassing)/真空吹氧脫碳爐(VOD，vacuum oxygen debikeburization)；204-鑄造設(shè)備；205-退火裝置；206-加熱裝置；207-鍛造設(shè)備；208-鍛造毛坯和鍛造成品；209-緩冷/空冷/退火裝置；210-熱處理設(shè)備；211-精整熱處理設(shè)備；212-檢驗裝置；213-包裝入庫；2001-鐵合金和返回廢鋼投料設(shè)備；2002-感應(yīng)爐；2040-電極棒和鋼錠成型設(shè)備；2041-連鑄坯生產(chǎn)設(shè)備和鋼錠成型設(shè)備；2042-電渣設(shè)備或真空自耗冶煉設(shè)備；2043-電渣錠；2071-快鍛機；2072-徑鍛機；2081-機加工設(shè)備。

300-中頻爐；301-電弧爐；302-氬氧脫碳爐(AOD，Argon Oxygen Decarburization)；303-鋼包精煉爐(LF，Ladle Furnace)；304-連鑄設(shè)備；305-緩冷退火裝置；306-鍛造設(shè)備；307-熱處理設(shè)備；308-機加工設(shè)備；309-檢驗裝置/入庫設(shè)備；3041-熱送裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖(圖1-圖3)對本發(fā)明進行說明。

圖1是實施本發(fā)明的適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)，包括電弧爐101(其規(guī)格可以按需選定，例如60噸，即60t)，所述電弧爐101分別連接鋼包精煉爐102和氬氧脫碳爐1011，所述鋼包精煉爐102的進口側(cè)連接感應(yīng)爐1002(1號感應(yīng)爐)，所述鋼包精煉爐102的出口側(cè)連接真空脫氣爐或真空吹氧脫碳爐103，所述真空脫氣爐或真空吹氧脫碳爐103連接鑄造設(shè)備104，所述氬氧脫碳爐1011連接鑄造設(shè)備104，所述鑄造設(shè)備104包括連鑄機或連鑄坯生產(chǎn)設(shè)備1041，和模鑄設(shè)備，以及依次連接的電極棒或鋼錠成型設(shè)備1040、和電渣設(shè)備或真空自耗冶煉設(shè)備1042，所述鑄造設(shè)備104通過退火裝置105和/或加熱裝置106連接鍛造設(shè)備107，退火裝置用于對連鑄坯、電渣錠1043進行退火，所述鍛造設(shè)備107包括徑鍛機1072(例如，精鍛機)和快鍛機1071，所述鍛造設(shè)備107分別連接熱處理設(shè)備和機加工設(shè)備1081，熱處理設(shè)備和機加工設(shè)備用于對“鍛造毛坯+鍛材成品”進行熱處理、機加工，所述熱處理設(shè)備和機加工設(shè)備1081均連接檢驗裝置112。

所述感應(yīng)爐1002連接鐵合金和返回廢鋼投料設(shè)備1001，所述電弧爐101連接廢鋼和生鐵投料設(shè)備100，所述連鑄機為立式連鑄機。所述連鑄機或連鑄坯生產(chǎn)設(shè)備1041連接所述電渣設(shè)備或真空自耗冶煉設(shè)備，電渣設(shè)備或真空自耗冶煉設(shè)備對連鑄坯進行再熔以生產(chǎn)電渣錠1043，所述電極棒或鋼錠成型設(shè)備1040直接連接退火裝置105，退火裝置對電極棒或鋼錠進行退火處理。所述快鍛機1071連接所述徑鍛機1072，對快鍛后的鍛件進行精鍛。所述熱處理設(shè)備包括緩冷/空冷/退火裝置109。所述緩冷/空冷/退火裝置109直接連接精整熱處理設(shè)備111，以及通過中間熱處理設(shè)備110連接精整熱處理設(shè)備111，所述精整熱處理設(shè)備111連接檢驗裝置112。所述檢驗裝置112連接包裝入庫設(shè)備113。

所述連接包括連接設(shè)施，所述連接設(shè)施包括流程通道，所述流程通道上設(shè)置有機器人。適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)，包括中央控制室和系統(tǒng)內(nèi)各功能模塊組成的物聯(lián)網(wǎng)，所述中央控制室控制所述物聯(lián)網(wǎng)。

特冶鍛造新流程，其構(gòu)建方式包括利用上述適配于特冶鍛造新流程的特鋼制造系統(tǒng)。

圖2是適配于特鋼生產(chǎn)流程的特鋼制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，適配于特鋼生產(chǎn)流程的特鋼制造系統(tǒng)能夠利用圖1所示系統(tǒng)構(gòu)建，或者說被完全構(gòu)建在圖1所示系統(tǒng)中。適配于特鋼生產(chǎn)流程的特鋼制造系統(tǒng)包括電弧爐201，所述電弧爐201連接鋼包精煉爐202，所述鋼包精煉爐202的進口側(cè)連接感應(yīng)爐2002，所述鋼包精煉爐202的出口側(cè)連接真空脫氣爐或真空吹氧脫碳爐203，所述真空脫氣爐或真空吹氧脫碳爐203連接鑄造設(shè)備204，所述鑄造設(shè)備204包括連鑄機或連鑄坯生產(chǎn)設(shè)備2041，和模鑄設(shè)備，以及依次連接的電極棒 或鋼錠成型設(shè)備2040、和電渣設(shè)備2042，所述鑄造設(shè)備204通過退火裝置205和/或加熱裝置206連接鍛造設(shè)備207，所述鍛造設(shè)備207包括徑鍛機2072和快鍛機2071，所述鍛造設(shè)備207分別連接熱處理設(shè)備和機加工設(shè)備2081，對“鍛造毛坯+鍛材成品”進行熱處理、機加工，所述熱處理設(shè)備和機加工設(shè)備2081均連接檢驗裝置201。

所述感應(yīng)爐2002連接鐵合金和返回廢鋼投料設(shè)備2001，所述電弧爐201連接廢鋼和生鐵投料設(shè)備200，所述連鑄機為立式連鑄機。所述連鑄機或連鑄坯生產(chǎn)設(shè)備連接所述電渣設(shè)備2042，電渣設(shè)備2042對連鑄坯、鋼錠進行再熔以生產(chǎn)電渣錠2043，所述電極棒或鋼錠成型設(shè)備2040直接連接退火裝置205。所述快鍛機2071連接所述徑鍛機2072。所述熱處理設(shè)備包括緩冷/空冷/退火裝置209。所述緩冷/空冷/退火裝置209直接連接精整熱處理設(shè)備211，以及通過中間熱處理設(shè)備210(最終熱處理)連接精整熱處理設(shè)備211，所述精整熱處理設(shè)備211連接檢驗裝置212。所述檢驗裝置212連接包裝入庫設(shè)備213。

圖3是適配于不銹鋼生產(chǎn)流程的特鋼制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，適配于不銹鋼生產(chǎn)流程的特鋼制造系統(tǒng)能夠利用圖1所示系統(tǒng)構(gòu)建，包括電弧爐301和中頻爐300，所述電弧爐301和中頻爐300均連接氬氧脫碳爐302，所述氬氧脫碳爐302連接鋼包精煉爐303，所述鋼包精煉爐303連接連鑄設(shè)備304，所述連鑄設(shè)備304分別連接緩冷退火裝置305和熱送裝置3041，所述緩冷退火裝置305連接鍛造設(shè)備306，所述鍛造設(shè)備306連接熱處理設(shè)備307，所述熱處理設(shè)備307連接機加工設(shè)備308，所述機加工設(shè)備連接檢驗裝置/入庫設(shè)備309。

冶煉生產(chǎn)新流程既考慮到大批量低成本產(chǎn)品生產(chǎn)，又考慮到多品種小批量高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)；既考慮到電爐冶煉特殊鋼流程，同時又考慮到不銹鋼冶煉生產(chǎn)和特冶生產(chǎn)的接口與匹配；既考慮到現(xiàn)實條件，又考慮到未來發(fā)展空間。如果建成，將是一條具備適應(yīng)性很強的高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)線，其先進性特色十分明顯。工序的合理分解：從改善產(chǎn)品質(zhì)量角度出發(fā)，關(guān)注關(guān)鍵生產(chǎn)工序的合理設(shè)置。創(chuàng)新的立式連鑄技術(shù)：提高金屬收得率，保證高合金鋼的質(zhì)量，特別是均勻性。靈活的電爐與感應(yīng)爐混煉技術(shù)：實現(xiàn)高合金鋼的低成本、高效率、規(guī)?；⒌裙?jié)奏生產(chǎn)。

在對國內(nèi)外典型的先進冶金生產(chǎn)流程研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合品種生產(chǎn)特點，以“特色化、系列化、專業(yè)化”的定位來考慮中原特鋼的冶煉項目。特別是在開展方案設(shè)計時，有選擇性地采用一些國內(nèi)外先進的技術(shù)裝備。

關(guān)于合金鋼生產(chǎn)流程、高合金鋼生產(chǎn)流程、不銹鋼生產(chǎn)流程分別介紹如下：

合金鋼生產(chǎn)流程：EAF—LF—VD—CC(IC)。

高合金鋼生產(chǎn)流程：EAF+IF(感應(yīng)爐)—LF—VD—CC(IC)。

不銹鋼生產(chǎn)流程：EAF+IF(感應(yīng)爐)—VOD—(LF)—IC(CC)，或者EAF+IF(感應(yīng)爐)—AOD—(LF)—IC(CC)。

在上述流程中，選擇成熟度較高的先進技術(shù)裝備，形成先進的高純凈特殊鋼冶煉技術(shù)流程，從而保證產(chǎn)品大綱中不同產(chǎn)品品質(zhì)的需求，同時保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。按照“先進、經(jīng)濟、實用、可靠”的原則，冶煉車間的設(shè)計力求達到生產(chǎn)工藝先進、布局合理、流程穩(wěn)定順行，形成低成本、高品質(zhì)、高合金、大規(guī)格特殊鋼鍛材(件)的純凈鋼平臺技術(shù)集成制造體系，保證產(chǎn)品質(zhì)量達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進的水平。

在此指明，以上敘述有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明創(chuàng)造，但并非限制本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍。任何沒有脫離本發(fā)明創(chuàng)造實質(zhì)內(nèi)容的對以上敘述的等同替換、修飾改進和/或刪繁從簡而進行的實施，均落入本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍。