阅读说明：本技术 一种常规轧机生产高压缩比优特钢方法 (Method for producing high-compression-ratio high-quality special steel by conventional rolling mill ) 是由 杨新龙 杨作宏 姜军 金武俊 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种常规轧机生产高压缩比优特钢方法,包括以下步骤,(1)炼钢,(2)连铸、重压下和轻压下,(3)加热,(4)控轧控冷,(5)打包。本发明充分利用了利用连铸坯外冷内热的状态,在铸坯心部的1250-1450℃高温粘塑性区予以轧制变形,实施高温粘塑性区心部组织的粘塑性变形,改善铸坯组织；连铸过程中钢坯自身的热量,无需加热,直接从大规格方坯轧制成常规规格方坯,减少了加热时间、能耗和烧损,同时提高了轧机机时产量,降低的生产成本；在连铸机上添加一组轻压下粗轧机,在高温区域1150-1450℃工作的轧机的轧制力较小,无需投资加热炉,减少了大量的投资。(The invention provides a method for producing high-compression-ratio special steel by a conventional rolling mill, which comprises the following steps of (1) steel making, (2) continuous casting, heavy reduction and light reduction, (3) heating, (4) controlled rolling and controlled cooling, and (5) packaging. The method makes full use of the external cold and internal heat states of the continuous casting billet, performs rolling deformation in the 1250-plus-1450 ℃ high-temperature viscoplasticity area at the core of the casting billet, implements viscoplasticity deformation of the core structure of the high-temperature viscoplasticity area, and improves the casting billet structure; the heat of the steel billet in the continuous casting process is not required to be heated, and the steel billet is directly rolled into a square billet with a conventional specification from a large-specification square billet, so that the heating time, the energy consumption and the burning loss are reduced, the time yield of a rolling mill is improved, and the production cost is reduced; a group of soft reduction rough rolling mills are added on a continuous casting machine, the rolling force of the rolling mill working at the temperature of 1150-.)

一种常规轧机生产高压缩比优特钢方法

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，涉及一种常规轧机生产高压缩比优特钢方法。

背景技术

无论是在钢丝绳、钢绞线、电缆、焊丝焊条、镀锌钢丝、切丝等领域使用线材原料用盘条原料，还是轴承、齿轮、电极等使用棒材原料，对成品的强度、塑韧性、疲劳、扭转等性能要求极高，要求大幅度的降低成品中的缺陷，反过来要求消除原材料线材和棒材中的偏析、夹杂、疏松等缺陷，在目前的技术背景下，一部分具有先进冶炼设备的钢厂，采用冶炼纯净化和夹杂物改性无害化处理技术以降低成品中的缺陷，但采用该技术炼钢，对设备要求高，而且不能将合金线棒钢的偏析有效的消除，还有一部分具备轧线改造的钢厂，通过增加方坯断面的方式，用于实现压缩比的增加，将原材料中的缺陷充分的压合进而生产高品质优特优特钢，同时又可以生产小压缩比的大断面异形材料，但以上工艺的实现均需要对原有轧线惊醒改造，增设大型轧机，新建加热炉，投资巨大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种常规轧机生产高压缩比优特钢方法。

为此本发明采取如下技术方案：

（1）炼钢得到方坯；

（2）通过连铸机对方坯进行连铸，获得截面积分别为：厚度*宽度=220mm*220和180mm*180mm的方坯，在连铸机上增设一台重压下设备以及一组轻压下小型扎机，进行重压下和轻轧制操作，具体为：控制连铸后的方坯温降，在高温粘塑性区1050℃-固相线温度1450℃附近，予以重压下以及轻轧制操作将厚度*宽度=220mm*220和180mm*180mm的方坯压制为规格150*150*9000-12000mm的高压缩比常规尺寸方坯；

（3）将高压缩比方坯入炉后进行加热；

（4）对加热后的高压缩比常规尺寸方坯控轧控冷，得到线材或棒材；

（5）将线材或棒材打包。

进一步地，所述步骤（2）中连铸操作中，连铸机的结晶器为角部圆弧过渡。

进一步地，所述步骤（3）中对对高压缩比常规尺寸方坯进行三段式加热，其中预热段650-900℃，加热段1050-1150℃，均热段1050-1150℃，总加热时间不高于150min。

进一步地，所述步骤（4）中，线材的控轧控冷操作中，粗轧和中轧在常规尺寸方坯的再结晶区内完成，预精轧、精轧、减定径轧制在常规尺寸方坯的未再结晶区完成，轧制完成后将线材快速冷却到吐丝温度，然后上斯泰尔莫辊道冷却至相变点温度。

进一步地，所述步骤（4）中，棒材的控轧控冷操作中，粗轧和中轧在再结晶区内完成，预精轧和精轧在未再结晶区完成，轧制完成后将棒材分段剪断后上冷床冷却，通过自然冷却方式冷却至室温。

进一步地，步骤（2）中，对厚度*宽度=220mm*220的方坯进行轻轧制操作时，采取轻压下、轻压下、重压下、轻压下平整道次；

道次下压率：1.032-1.093-1.224-1.227-1.181-1.103；

孔型压下制度为：

220*220mm-215*223.8mm-200*220mm-165*218mm-160*183mm-145*171mm-150*150mm。

进一步地，步骤（2）中，对厚度*宽度=180mm*180的方坯进行轻轧制操作时，采取轻压下、重压下、轻压下平整道次；

道次压下率：1.036-1.085-1.171-1.122；

孔型压下制度为：

180*180mm-175*183mm-165*179mm-143*177mm-150*158mm。

本发明的有益效果在于：

（1）用小轧制力的常规轧机代替原先大轧制力重型轧机生产高压缩比的优特钢，避免了高性能高压缩比的优特钢在传统大轧制力重型粗轧机、所配套的大型加热炉以及大断面炼钢连铸装备的巨额投资，只需要在原有连铸机上增加一台重压下设备和一组轻压下轧机，通过高温轧制得到含有一定变形量的常规尺寸方坯，该方坯再通过常规优特钢轧制工艺，在原先常规轧机上即可获得高性能、高密度、少缺陷的优质优特钢，该技术用最少的投资实现现有轧机上钢种性能的升级且易操作。

（2）在目前紧凑式的优特钢轧机组之间，增加大断面方坯，需要拆除现有的加热炉来增加粗轧机的位置，一个加热炉投资5000万左右，大规格方坯的加热炉的投资接近10000万，增加的轧机也是重压下粗轧机，采用一种常规轧机生产高压缩比优特钢技术，只需要在连铸机上添加一组轻压下粗轧机，在高温区域1150-1450℃工作的轧机的轧制力较小，无需投资加热炉，减少了大量的投资。

（3）采用采用一种常规轧机生产高压缩比优特钢技术，充分利用了连铸过程中钢坯自身的热量，无需加热，直接从大规格方坯轧制成常规规格方坯，加热炉内只需要将常规规格尺寸的预压下的方坯，而不是大规格的方坯加热到 1200℃，相比较而言，减少了加热时间、能耗和烧损，同时提高了轧机机时产量，降低的生产成本。

（4）在轧制过程中，利用连铸坯外冷内热的状态，在铸坯心部的 1250-1450℃高温粘塑性区予以轧制变形，实施高温粘塑性区心部组织的粘塑性变形，改善铸坯组织。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做详细解释。

一种常规轧机生产高压缩比优特钢方法，包括以下步骤：

（1）过常规炼钢操作得到方坯，炼钢时选择优质铁水，经转炉冶炼后到精炼炉，控制有害元素S+P≤0.020%；

（2）对方坯进行连铸，连铸所采用的连铸结晶器为角部圆弧过度，连铸结晶器的截面积分别为220mm*220mm或180mm*180mm，所以连铸后可得到规格为220mm*220mm和180mm*180mm方培，连铸前采用连铸工艺的钢水进行保护浇铸，浇铸过热度控制在15-30℃，连铸时，通过一组重压下装备，一边压缩，迫使心部夹杂物上浮，提高铸坯的内部纯净度，同时一边外拉，外拉过程中连铸方坯结晶器流出的大规格断面方坯以拉坯速率为3.5-4.5m/min，拉出后的大规格断面方坯呈现出内热外冷的状态，坯子内部熔融态-外部凝固形成足够的坯壳；

然后在连铸机上增设一组轻压下设备（六台轧机），大大降低了成本，对连铸后的方培先进行重压下操作后进行轻轧制操作，在操作时依据方培的目标厚度和方坯壳的凝固状态，调节压下装置的压下量和冷却配水量；

具体地，对截面为220mm*220mm的方坯进行轻轧制操作时，利用连铸操作时的热量无需对方坯再次进行加热操作，节省工序以及能源，即方坯温度在高温区1150℃至固相线温度之间时，依次对方坯进行轻压下、轻压下、重压下、重压下、轻压下平整道次的操作；

具体地，先采取先轻压下，此时温度最高，芯部有部分液态相，大压下会产生漏钢的风险，轻压下可以将夹杂物挤压上浮，破坏枝晶长大，改善坯子内部质量。然后再次轻压下，此时温度逐步降低，芯部液态相几乎为零，其可以将坯子内部缺陷有效压合，然后进行两次重压下，重压下可以有效的保证轧制力逐步渗透到铸坯内部，最大程度的压合疏松疏空等缺陷改，极大改善内部质量，最后轻压下平整道次；

道次压下率：1.032-1.093-1.224-1.227-1.181-1.103，

孔型压下制度为：

220*220mm-215*223.8mm-200*220mm-165*218mm-160*183mm-145*171mm-150*150mm（表1所示）；

表1 220mm高性能预压下坯压下制度

以上压下操作完毕后即可得到150*150mm0*9000-12000mm的方坯；

对截面为180mm*180mm的方坯进行轻压下操作时，采取轻压下、重压下、最后轻压下平整道次；

具体地，先采取先轻压下，此时温度最高，芯部有部分液态相，大压下会产生漏钢的风险，轻压下可以将夹杂物挤压上浮，破坏枝晶长大，改善坯子内部质量，然后重压下，重压下可以有效的保证轧制力逐步渗透到铸坯内部，最大程度的压合疏松疏空等缺陷改，极大改善内部质量，最后轻压下平整道次；

道次压下率：1.036-1.085-1.171-1.122；

孔型压下制度为：

180*180mm-175*183mm-165*179mm-143*177mm-150*158mm（如表2所示）；

表2 180mm高性能预压下坯压下制度

整个操作完成后最终得到规格为160*160mm*9000～12000mm的高性能高压缩比方坯；

（3）对高压缩比常规尺寸方坯进行加热，具体地将高压缩比常规尺寸方坯放入加热炉中，进行三段式加热，其中预热段650-900℃，加热段1050-1150℃，均热段1050-1150℃，总加热时间不高于150min，以便于进行后续的轧制操作；

（4）对加热后的高压缩比常规尺寸方坯控轧控冷，制得线材或棒材；

在线材的控轧控冷制作过程中：

首先通过轧机对高压缩比常规尺寸方坯进行组扎和中扎，粗轧和中轧在方坯的再结晶区内完成，粗轧和中轧完成后进行预精轧、精轧、减定径轧制，其中预精轧、精轧、减定径轧制在未再结晶区完成，轧制完成后将线材快冷到吐丝温度，然后上斯泰尔莫辊道冷却至相变点温度形成线材，然后集卷打包挂牌，包装入库。

在棒材的控轧控冷制作过程中：

粗轧和中轧在再结晶区内完成，预精轧和精轧在未再结晶区完成，轧制完成后将棒材分段剪断后上冷床冷却，自然冷却至室温最后打捆挂牌，包装入库即可。