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摘要控轧控冷技术是目前轧钢生产技术的重要发展方向,本文重点介绍了北满特钢2002年从意大利POMINI公司的引进的22架连轧机组的的轴承钢控轧控冷的应用情况,为其它小型材生产厂家提供参考。
关键词控轧控冷轴承钢应用
中图分类号:G356.6 文献标识码:A
1前言
东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司在2002年与意大利POMINI公司合作引进了具有90年代先进水平的棒材连轧生产线,于2002年10月热试车。其中POMINI公司负责连轧线的设计和主要设备供货,ABB公司负责全线电控设计与电控设备的供货,步进梁式加热炉由北京凤凰炉公司设计并制造,其余辅助设备由国内制造,北京钢铁设计总院承担了连轧线的工厂设计。
2生产的钢种与规格
目前,北兴公司生产产品为圆棒材。轴承钢生产规格为φ20-φ75mm,最大轧制速度为13m/s(φ20mm),采用的连铸坯料为250mm×280mm,根据用户要求可采用模铸坯生产,坯型245mm×245mm,坯长6m。
3主轧线的组成及布置
主轧线由22架平、立交替布置短应力轧机组成(第一架为平式轧机),其具体组成为:
3.1粗轧机组4架 φ840mm ×4
3.2中轧机组6架
φ730mm ×4+φ510mm ×2
3.3预精轧机组6架
φ510mm ×2+φ420mm ×4
3.4精轧机组6架 φ360mm ×6
其中坯料出炉后经高压水除鳞(最大工作压力为22MPa)进入粗轧机组,粗轧机组与中轧机组间为脱头轧制,且各机组后各有一台飞剪。
冷床尺寸为102m×10m,并带有可开启的保温罩,切断设备有1000吨冷剪和1250无齿锯。
4控轧控冷设备及布置情况
在主轧线16架轧机后、20架轧机后及22架轧机后,各有一段水冷段,其工艺布置图如下图1:
图1精轧机组前、后及机组内设置水冷装置
1-中轧机2-精轧前水箱 3-飞剪 4-精轧机
5-精轧间水箱6-精轧机7-精轧后水箱
其工艺参数如下:
4.11#水冷段(16架轧机后)
水冷线长度:约6m
返红距离:约18m
最大水压:0.8Mpa
最大水流量:120m3/h
最多水冷管数量及型号:
2个TR40(φ16~φ30)
2个TR50(φ32~φ40)
2个TR75(φ42~φ60)
4.2 2#水冷段(20架轧机后)
水冷线长度:约12m
返红距离:约15m
最大水压:0.8Mpa
最大水流量:240m3/h
最多水冷管数量及型号:
4个TR40(φ16~φ30)
4个TR50(φ32~φ40)
4个TR75(φ42~φ60)
4.3 3#水冷段(22架轧机后)
水冷线长度:约12m
最大水压:0.8Mpa
最大水流量:180m3/h
最多水冷管数量及型号:
3个TR40(φ16~φ30)
3个TR50(φ32~φ40)
3个TR75(φ42~φ60)
4.4在线高温计的布置
主轧线上设置了5个高温计,分别布置在出炉、4架轧机后、1#水冷段后、2#水冷段后、3#水冷段后。
5控轧控冷技术在北兴公司的应用情况
目前,北兴特钢控轧控冷线主要应用在轴承钢棒材上,通过连铸坯控制偏析程度、加热扩散、控制终轧温度降低轴承钢的网状级别。
从开始试验到目前主要采取了以下几点措施:
5.1控制连铸坯料的[C]=0.95~1.00%之间。
5.2控制连铸坯料的加热2段和均热段温度在1200℃以上,均加之和保证在120分钟以上,对于模铸坯料控制加热温度在1140~1180℃。
5.3四架后170圆坯料停留时间控制在3~4分钟,保证进入中轧机组的温度控制在950℃左右。
5.4合理选择水冷管直径与棒材直径相差10~15mm,以保证棒材冷却效果及冷却均匀。
5.5保证来水压力和来水流量。
5.6设备实现棒材红头轧制,保证棒材轧制顺利进行。
5.7生产过程中,轧机末架速度降速5~10%。
5.8冷床冷却方式为自然冷却。
5.9试验规格主要集中在φ22~φ40之间,通过以上措施,出现网状结果同一批次不稳定现象,个别试样出现超标
6主要问题
6.1从金相观察,连铸坯中心1.5mm范围内碳偏析较为严重,有的边缘碳与中心碳差20个,造成中心网状碳化物提前析出,大多数级别在4~5级的水平,而其它区域的网状碳化物的级别在3级以下的水平。
6.2模铸坯的网状情况较连铸坯的情况要好些,其合格率能保证在80%以上的水平.
6.3对于φ32-φ40mm的其终轧温度有时不能保证在800~850℃之间,大多数为850~900℃,上冷床温度也较高,大多数为780-900℃之间,造成其网状级别较高,此规格是下次试验的重点攻关对象。
6.4生产过程中,设备上实现了红头轧制,保证头部不被淋黑,改善了棒材咬入情况,保证了轧制稳定,但头尾未穿水长度在10-30米范围内,主要原因为控制水开启的比例阀动作较慢,其全开启时间在2~3秒,而棒材进入水冷管的速度在4-9m/s。
6.5水处理站来水流量设计总流量为540m3/h,但实际流量只能保证在100~190m3/h,此问题在下步试验过程中加以解决。
6.6对于管径与棒材直径相差较大时,水冷管的冷却效果不好,下步准备增加气封的数量,保证水冷效果。
7下一步措施
7.1进一步控制加热温度,进而有效控制棒材终轧温度。
7.2提高供水比例阀的动作速度,减小棒材未穿水的长度,最终控制在1~2米的范围内。
7.3提高供水系统的供水总量。
7.4通过自动控制系统,实现棒材温度、水压和水流量的合理匹配。
7.5研究可行方案,在上冷床前的辊道中再上一段水冷段,以增加轧后冷却效果,降低棒材上冷床温度。
参考文献
[1]王友铭 李曼云 韦光钢材的控制轧制和控制冷却 , 1995第1版
[2] 卢盛意连铸坯质量(第2版) 冶金工业出版社,2000(10)
作者简介:
李庆斌(1974-),男,工程师,东北特钢集团北满特殊钢有限公司开发工程师