棒線材直接軋制工藝關鍵問題分析

1、棒線材直接軋制工藝關鍵問題分析2016-10-22中國冶金報軋鋼之家許宏安近年來，隨著我國對鋼鐵生產能耗和環(huán)保的要求日益嚴格，業(yè)內掀起了開發(fā)低能耗軋制工藝的熱潮。許多棒線材企業(yè)都在現有生產線上試驗提高熱裝率、熱裝溫度，試驗補熱直接軋制、無加熱直接軋制，但很多關鍵工藝問題沒有得到很好的解決。因此，有必要對國內無加熱直接軋制高強度鋼筋生產工藝存在的問題進行進一步探討。直接軋制和熱送熱裝的分類與發(fā)展真正的直接軋制，應是將從連鑄機送來的連鑄坯不經任何其他加熱或補熱工序直接軋制成最終產品。然而，多年來，大部分生產高質量產品的生產工藝研究和試驗，都在軋制前對連鑄坯進行再加熱或者補熱。連鑄坯熱送熱裝和直接軋

2、制技術是正在發(fā)展中的新技術，其概念和分類見附表，具體特征如下：連鑄坯無加熱或補熱直接軋制，簡稱cc-fdr，分類為1類。連鑄坯在表面溫度在820以上（芯部在960以上）的條件下，不經任何形式的加熱和補熱，也不用建設加熱爐，直接被送入軋機軋制。鑄坯軋前未經過-相變再結晶過程，仍保留鑄態(tài)粗大的奧氏體晶粒，微量元素nb、v等無常規(guī)冷裝爐的析出、再溶解過程，因而須開發(fā)新的軋制工藝來得到晶粒細化的組織。連鑄坯直接軋制，簡稱cc-dr，分類為2類。連鑄坯在a3溫度以上的條件下不經加熱爐，在輸送過程中通過邊角補熱裝置，被直接送入軋機軋制。連鑄坯熱直接軋制，簡稱cc-hdr，分類為3類。連鑄坯溫度在a3以上，

3、鑄坯不經加熱爐，在輸送過程中通過補熱和均熱達到可軋溫度，被直接送入軋機軋制。連鑄坯直接熱裝軋制，簡稱cc-dhcr，分類為4類。連鑄坯溫度在a3以下、a1以上，鑄坯被直接送加熱爐加熱后軋制。由于熱裝溫度較高，它也叫紅送紅裝，加熱爐在連鑄機和軋機間起緩沖作用。連鑄坯熱裝軋制，簡稱cc-hcr，分類為5類。連鑄坯溫度在a1以下、400以上，鑄坯不放冷即被送保溫設備（保溫坑、保溫車和保溫箱等）中保溫，再被送加熱爐加熱后軋制，也叫熱送熱裝。保溫設備在連鑄機和加熱爐之間起緩沖和協調作用。連鑄坯冷裝爐加熱后軋制，簡稱cc-ccr，分類為6類。這是沒有熱送熱裝工藝時的常規(guī)軋制方式。無加熱直接軋制的優(yōu)點與問題

4、無加熱直接軋制的優(yōu)點。直接軋制具有以下優(yōu)點：一是能夠充分利用連鑄冶金熱能，降低能源消耗，起到節(jié)能減排的作用；二是減少加熱爐設備、耐材、廠房、生產人員的投入；三是減少氧化鐵皮燒損，提高成材率，縮短生產周期，減少鋼坯堆放廠房和運輸設備的投資；四是鋼坯斷面溫度外低內高，有利于軋制成型。從指標上講，無加熱直接軋制可以做到“六個零、一提高、一降低”，即二氧化碳排放為零、煙塵排放為零、二氧化硫排放為零、氮氧化物排放為零、加熱氧化燒損為零、加熱燃料消耗為零，不但提高產品性能，而且降低生產成本50元/噸150元/噸。棒線材無加熱直接軋制工藝存在的主要問題。棒線材無加熱無補熱直接軋制工藝的以下問題亟待解決：一是

5、連鑄坯未經過加熱或補熱，在長度方向存在嚴重的溫度分布不均問題，棒材頭尾屈服強度性能差高達40mpa，出現抽檢合格而工地檢驗不合格的現象，因而須要均勻同根鋼坯頭尾的性能，提高產品質量穩(wěn)定性。二是鑄坯軋前未經過-相變再結晶過程，仍保留鑄態(tài)粗大的奧氏體晶粒，微量元素nb、v等無常規(guī)冷裝爐的析出、再溶解過程，因而須開發(fā)新的軋制工藝來得到晶粒細化的組織。三是無加熱爐的緩沖和協調作用，煉鋼與軋鋼剛性連接，生產節(jié)奏不匹配，生產相互影響，不可避免產生冷坯，因此，要開發(fā)新的柔性銜接工藝。四是棒線材無加熱無補熱直接軋制，鋼坯經常出現850左右的溫度，甚至出現820的溫度，若放棄不軋，將不利于提高直軋率。這些鋼坯軋

6、制時，軋機軋制負荷較高，因此，工藝設備的強度和負荷必須滿足要求。五是鋼坯溫度過低時無法直接軋制。一般車間連鑄坯送到軋機前，鋼坯轉運周期在300秒以上，鑄坯的溫度已降至700800。若要減少鋼坯轉運過程的溫降，則要提高鋼坯的轉運速度。無加熱無補熱直接軋制是一項龐大而復雜的系統(tǒng)工程，涉及眾多技術領域、多個分系統(tǒng)。其研制工作環(huán)環(huán)相扣，任何一個微小環(huán)節(jié)的失誤，都可能導致整個生產無法順利、高效、穩(wěn)定地進行。無加熱直接軋制工藝實踐全連軋棒材生產線無加熱直接軋制工藝。熱送熱裝技術雖在行業(yè)廣泛應用，在節(jié)能減排方面發(fā)揮了很大的作用，但畢竟需要加熱爐補熱，仍消耗少量燃氣，并增加氧化鐵皮。因此，業(yè)內始終把無加熱無補

7、熱直接軋制作為一項降低軋鋼工序能耗和制造成本的技術進行攻關。無加熱無補熱低溫直接軋制技術應用在高強度抗震鋼筋生產線上，其典型工藝包括四機四流連鑄機、出坯輥道、橫向調配裝置以及軋線，多流連鑄機每流出口處設置出坯輥道，出坯輥道的末端設置可橫向調配坯料的裝置，在橫向調配裝置與出坯輥道相對的一側設置全連軋棒材軋線。經過8年的試驗與試產，研究者于2011年研發(fā)了26項技術，完善了該工藝，并在某鋼鐵企業(yè)的全連軋棒材生產線上得以應用，實現了無加熱無補熱弱降溫直接軋制高強度抗震鋼筋的實際生產。該項目至2015年底共生產抗震鋼筋231萬噸，直軋率為95.8%，成材率提高了1.35%，鋼材抗震性能指標提高了30m

8、pa，二次氧化燒損為零，氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫排放為零，生產成本降低了147.5元/噸。產品性能。某鋼鐵企業(yè)采用該工藝生產的hrb500e鋼材通過了國家建筑鋼材質量監(jiān)督檢驗中心理化檢驗、焊接型式試驗檢測。抽取100批的數據統(tǒng)計顯示，抗震性能符合率為100%；屈服強度為565mpa，抗拉強度為725mpa，斷后伸長率為22%；強屈比為1.28；冷彎、反彎、焊接性能等全部合格。經過60批對比試驗，頭尾平均屈服強度差小于5mpa（某半連軋棒材線調整做到了尾比頭性能高）。金相數據對比顯示，晶粒尺寸邊中比值減小，晶?？傮w得到進一步細化。工藝特點。該棒材無加熱無補熱直接軋制工藝的主要特點如下：均勻了同根鋼坯頭尾性能，提高了產品質量；用一定的工藝來得到晶粒細化的組織；開發(fā)了新的柔性銜接工藝；系統(tǒng)確定了工藝設備的強度和負荷，滿足了棒線材無加熱無補熱直接軋制對參數的要求；連鑄火切裝置到1號軋機的距離可以放長到300米，輥道運送鋼坯線速度