專利名稱：一種線棒材生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵材料的生產(chǎn)方法，特別是線棒材的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明以前，線棒材生產(chǎn)一般需經(jīng)過電爐或轉(zhuǎn)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、軋制控冷的步驟后生產(chǎn)出成品，這樣的工藝路線為長(zhǎng)流 程生產(chǎn)工藝路線，其涉及工序較多， 一般煉鋼廠和軋鋼廠相距較遠(yuǎn)，無法實(shí)現(xiàn)連鑄連軋，最 多實(shí)現(xiàn)熱裝熱送。特別在生產(chǎn)高碳鋼與合金鋼線棒材時(shí)，盡管連鑄時(shí)采用低溫澆鑄、降低拉 速、結(jié)晶器電磁攪拌、凝固末端輕壓下等技術(shù)措施，但成品中的中心偏析仍然比較嚴(yán)重(過 共析鋼的中心C偏析系數(shù)平均值1. 20 1. 40，最高超過1. 50)。由于連鑄時(shí)偏析嚴(yán)重，控冷 時(shí)采用快冷會(huì)在鋼材心部產(chǎn)生淬火組織，采用慢冷又會(huì)在偏析部位產(chǎn)生網(wǎng)狀組織，并且在 后續(xù)冷拔深加工過程中，偏析缺陷會(huì)引起頻繁斷線，同時(shí)給最終鋼絲、鋼繩等成品帶來質(zhì)量 隱患。連鑄凝固末端輕壓下技術(shù)主要是在鑄坯快要完全凝固處，對(duì)鑄坯進(jìn)行輕微壓下(總 壓下量5 20mm，總壓下后的方坯外截圓直徑為成品直徑的15 30倍)，其對(duì)壓下位置要 求及其嚴(yán)格，但現(xiàn)有生產(chǎn)水平?jīng)Q定中包鋼水溫度和凝固冷卻強(qiáng)度存在較大波動(dòng)，所以該技 術(shù)在應(yīng)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，采用二火成材工藝，即連鑄大方坯 (200mmX240mm 400mmX560mm)在均熱爐加熱后，經(jīng)初軋機(jī)開還生產(chǎn)小方還 (140mmX 140mm 200mmX200mm)，再將小方還加熱后軋制成材，其原理是利用均熱爐約 135(TC的均熱溫度對(duì)鋼坯中的偏析進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散，并利用初軋機(jī)的大壓下量減輕或消除鋼 坯中的疏松、縮孔。其缺點(diǎn)是經(jīng)過二次加熱，造成較大的能源消耗和環(huán)境污染，生產(chǎn)成本比 傳統(tǒng)工藝也高出不少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能源消耗小、成本低的線棒材生產(chǎn)方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 —種線棒材的生產(chǎn)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(shè)置在方坯連鑄步驟后的液相比為 10 30%的凝固末端區(qū)域。 上述方案中，重壓下裝置包括2 4架帶孔型的連續(xù)式鍛壓機(jī)，經(jīng)各鍛壓機(jī)壓下后 的方坯橫截面邊長(zhǎng)為成品直徑的4 20倍。 上述方案中，重壓下的步驟中，經(jīng)重壓下后的尾坯切除。 上述方案中，二次精煉步驟得到的鋼的化學(xué)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于 1、采用重壓下工藝，省去了方坯連鑄步驟后的鑄坯堆垛緩冷、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(jī)地壓縮、組合到一起，形成一種線棒材短流程生 產(chǎn)方法，大大降低了能源消耗，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)長(zhǎng)流程工藝，更低于二火成材的超長(zhǎng)流 程工藝，效益優(yōu)勢(shì)明顯，且在生產(chǎn)高碳棒線材時(shí)質(zhì)量遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)工藝。 2、重壓下的步驟中的重壓下裝置設(shè)置在方坯連鑄步驟后的液相比為10 30%的 凝固末端區(qū)域，這樣可實(shí)現(xiàn)大壓下量而不致出現(xiàn)邊部裂紋等缺陷。 3、重壓下裝置包括2 4架帶孔型的連續(xù)式鍛壓機(jī)，經(jīng)各鍛壓機(jī)壓下后的方坯橫 截面的邊長(zhǎng)為成品直徑的4 20倍，可保證連續(xù)式鍛壓機(jī)向后擠壓易偏析元素經(jīng)常聚集的 液芯，明顯改善了鑄坯的中心偏析現(xiàn)象。 4、重壓下的步驟中，經(jīng)重壓下后的尾坯切除，進(jìn)一步保證避免鑄坯中心偏析。
本發(fā)明方法可廣泛應(yīng)用于棒線材中普碳鋼、低碳鋼、高碳鋼、低合金鋼及合金鋼的生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明方法流程框圖
圖2為重壓下步驟的工作原理圖
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述 本發(fā)明線棒材的生產(chǎn)方法實(shí)施例1，它依次包括轉(zhuǎn)爐冶煉的步驟、精煉爐二次精煉 步驟、6流方坯連鑄機(jī)方坯連鑄步驟、重壓下的步驟、高速線材軋機(jī)高線軋制的步驟、控冷集 巻成品。 如圖1所示，本發(fā)明線棒材的生產(chǎn)方法使用的設(shè)備包括重壓下裝置、均熱爐2、線 材軋機(jī)3、控冷集巻設(shè)備4等。 重壓下的步驟中的重壓下裝置設(shè)置在方坯連鑄步驟后的液相比為10 30%的凝 固末端區(qū)域。重壓下裝置包括3架帶孔型的連續(xù)式鍛壓機(jī)1，經(jīng)各鍛壓機(jī)壓下后的方坯橫截 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(xué)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連鑄步驟后的200mmX240mm大方坯，經(jīng)過3架連續(xù)式鍛壓機(jī)
每架10 40mm的壓下量，鍛軋成160mmX 160mm小方坯，通過向后擠壓偏析元素易聚集的
液芯6，并切除每澆次尾坯，成品的直徑為40mm。圖中箭頭方向?yàn)檫B注方向。 本發(fā)明線棒材的生產(chǎn)方法實(shí)施例2，它由實(shí)施例1基本相同，連鑄后的
280mmX 320mm大方坯，經(jīng)過4架連續(xù)式鍛壓機(jī)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(fā)明中，如果鑄機(jī)采用一機(jī)三流或三流以下，單條軋線即可匹配。如果鑄機(jī)采用 一機(jī)四流或四流以上，需二條軋線進(jìn)行生產(chǎn)節(jié)奏的匹配。 重壓下采用連續(xù)鍛壓式.在鍛壓機(jī)下方的固液共存層內(nèi)經(jīng)過一次鍛壓后，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(cè)。棱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致密且無偏析。且大壓下量時(shí).可防止內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生。 采用連續(xù)鍛壓式不存在向輥?zhàn)虞斔痛笈ぞ氐膯栴}，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(shí).糊狀鋼液沒排除.則產(chǎn)生負(fù)偏折和中心裂紋。
為防止重壓下時(shí)出現(xiàn)邊部裂紋或角部裂紋，本專利采取了相應(yīng)措施，例如橫立交 錯(cuò)分布式鍛壓機(jī)可破壞邊部的柱狀晶脆性結(jié)構(gòu)，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(yīng)根據(jù)連鑄后原始大方坯斷面尺寸調(diào)整，單道次壓 下變形率控制在15 25%。 本發(fā)明還可以通過電感應(yīng)加熱區(qū)或輥底式均熱爐等溫度補(bǔ)償措施可實(shí)現(xiàn)方坯連 鑄連軋的順利銜接。另外，還可在電感應(yīng)加熱區(qū)或輥底式均熱爐旁設(shè)置若干個(gè)垛位，當(dāng)連軋 工序出現(xiàn)故障時(shí)，可將連鑄工序積壓的鋼坯堆垛緩冷，盡量減少鑄坯的溫降，當(dāng)連軋工序恢 復(fù)正常后，再將堆垛緩冷的鑄坯吊至推鋼機(jī)前，推入電感應(yīng)加熱區(qū)或均熱爐內(nèi)升溫。這樣， 可大大緩解后工序處理故障時(shí)對(duì)前工序生產(chǎn)的影響。 上述本發(fā)明實(shí)施例是實(shí)現(xiàn)線棒材的新型短流程環(huán)保生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，降 低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，并有效解決高碳棒線材常規(guī)生產(chǎn)工藝中不能解決的中心偏析 問題。這樣，軋后控冷時(shí)可采用一定的快冷工藝，而不必?fù)?dān)心鋼材偏析部位出現(xiàn)淬火組織及 網(wǎng)狀組織，有利于提高線棒材抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能，還可從根本上解決棒線材后續(xù)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(zhì)量隱患的問題。
上述本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)還在于 1、應(yīng)用先進(jìn)的近終型連鑄技術(shù)，將鑄出的方坯厚度減薄到一臨界區(qū)間，省去傳統(tǒng) 的熱軋棒線機(jī)組中的粗軋機(jī)架。在連鑄機(jī)和連軋機(jī)之間通過電感應(yīng)加熱區(qū)或輥底式均熱爐 等溫度補(bǔ)償措施，可實(shí)現(xiàn)方坯連鑄連軋的順利銜接，還可以有效提高棒線材的生產(chǎn)節(jié)奏并 較好地處理故障對(duì)節(jié)奏的影響。 2、由于采用了鑄坯凝固末端重壓下技術(shù)，連鑄時(shí)的拉速和溫度要求比傳統(tǒng)工藝寬 松許多，可大幅度提高生產(chǎn)節(jié)奏。例如方坯拉速可提高至1. 2 4. Om/min，而傳統(tǒng)工藝方坯 拉速為0. 8 2. Om/min。 3、可大幅度提高經(jīng)濟(jì)效益投資低，約為傳統(tǒng)工藝的80% ;總體能耗約降低1/5 ; 生產(chǎn)成本約為常規(guī)軋機(jī)的80% ;成材率比常規(guī)軋機(jī)高約1% ;維修費(fèi)用約為常規(guī)軋機(jī)的 50%。 4、采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的高碳鋼和合金鋼線棒材，各元素的中心偏析系數(shù)平均值 不超過1. 05，最大值不超過1. 10。這樣，軋后控冷時(shí)可采用快速冷卻工藝，而不必?fù)?dān)心鋼材 偏析部位出現(xiàn)淬火組織及網(wǎng)狀組織，有利于提高線棒材抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能，從根本上解 決線棒材后續(xù)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(zhì)量隱患的問題。
權(quán)利要求
一種線棒材的生產(chǎn)方法，其特征在于它依次包括冶煉、二次精煉、方坯連鑄、重壓下、軋制控冷、成品集卷。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于重壓下的步驟中的重壓下裝置設(shè)置在方坯 連鑄步驟后的液相比為10 30%的凝固末端區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于重壓下裝置包括2 4架帶孔型的連續(xù)式 鍛壓機(jī)，經(jīng)各鍛壓機(jī)壓下后的方坯橫截面邊長(zhǎng)為成品直徑的4 20倍。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于重壓下的步驟中，經(jīng)重壓下后的尾坯切除。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于二次精煉步驟得到的鋼的化學(xué)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(fā)明涉及一種線棒材的生產(chǎn)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(fā)明方法采用重壓下工藝，省去了方坯連鑄步驟后的鑄坯堆垛緩冷、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(jī)地壓縮、組合到一起，形成一種線棒材短流程生產(chǎn)方法，大大降低了能源消耗，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)長(zhǎng)流程工藝，更低于二火成材的超長(zhǎng)流程工藝，效益優(yōu)勢(shì)明顯，且在生產(chǎn)高碳棒線材時(shí)質(zhì)量遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)工藝。
文檔編號(hào)C22C38/60GK101704034SQ20091027263
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者周勇, 夏艷花, 桂江兵, 桂美文, 沈金龍, 練瑞民, 羅德信, 蔣躍東, 覃之光 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司