一种改善CrMo圆钢弯曲的轧制工艺

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，更具体地说，它涉及一种改善CrMo圆钢弯曲的轧制工艺。

背景技术

钢铁企业生产钢材，其产品一般是圆钢形式。在生产CrMo圆钢的过程中，需要对钢材进行加热，然后钢材在暴露大气环境中会降温，如此一来，生产的CrMo圆钢最终完全冷却后会出现弯钢的现象，即，CrMo圆钢整体朝一边弯曲。CrMo圆钢弯曲率高达5.20％。这些弯曲的CrMo圆钢不能直接出货，需要经过离线矫直后才能满足客户的要求。但是CrMo圆钢的离线矫直会直接增加生产成本，而且CrMo圆钢的生产制造周期也被延长，影响了订单的交付。这就是现有的CrMo圆钢的轧制工艺的局限性，必须需要通过增加生产成本或限制CrMo圆钢的产量来达到弯曲改善效果。由此可见，有必要寻找一种新的CrMo圆钢生产工艺来解决现有的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改善CrMo圆钢弯曲的轧制工艺，根据加热炉出钢速率来调整加热段的温度及钢材在加热段内停留的加热时间，有效地解决了CrMo圆钢弯曲的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种改善CrMo圆钢弯曲的轧制工艺，包括以下步骤，

加热：将钢材连续投入加热炉中进行加热，钢材在加热炉中的加热过程包括预热段、加热段和均热段，

加热段包括第一加热段和第二加热段，根据加热炉的出钢速率来调整第二加热段的温度及钢材在加热段内停留的加热时间；

加热炉的出钢速率越快，第二加热段的温度越低，钢材在加热段内停留的加热时间越长；加热炉的出钢速率越慢，第二加热段的温度越高，钢材在加热段内停留的总加热时间越短；

除磷：对从加热炉出来的钢材进行高压水除磷，利用高压水对钢材进行除磷；

轧制：对除磷后的钢材依次进行粗轧、中轧和精轧；

冷却：对轧制后的钢材进行飞剪倍尺分段后在冷床上进行冷却；

分段：冷却后的钢材通过热锯定尺分段，然后通过定尺机定尺后用砂轮锯分段；

精整：对分段后的钢材进行精加工和探伤。

延长CrMo圆钢在加热段内的停留时间，使得CrMo圆钢在加热段中有足够时间以相对较慢的速率升温，同时降低第二加热段的温度，使CrMo圆钢在第二加热段内最高温度减小，同样起到了使得CrMo圆钢在加热段中有足够时间以相对较慢的速率升温的作用，避免了CrMo圆钢在加热段内的升温速率较大导致CrMo圆钢受热不均而出现弯曲的现象；当加热炉的出钢速率较慢时，CrMo圆钢在加热段中停留的时间相对较长，CrMo圆钢在加热段中有足够的时间实现以较慢的速率来升温，因此提高第二加热段的温度，缩短钢材在加热段内停留的总加热时间以提高生产效率。

在其中一个实施例中，加热炉的出钢速率为2.25-4.5分钟/支，第二加热段的温度为1000℃-1240℃。

在其中一个实施例中，加热炉的出钢速率为2.25-4.5分钟/支，钢材在加热段中停留的时间大于90分钟。

在其中一个实施例中，钢材在加热段中停留的时间为90-210分钟。

在其中一个实施例中，当加热炉的出钢速率为4.5分钟/支时，第二加热段的温度为1000℃-1190℃，钢材在加热段的停留时间大于180分钟；

当加热炉的出钢速率为3.75-4.5分钟/支时，第二加热段的温度为1190℃-1200℃，钢材在加热段的停留时间为150-180分钟；

当加热炉的出钢速率为3-3.75分钟/支时，第二加热段的温度为1200℃-1220℃，钢材在加热段的停留时间为120-150分钟；

当加热炉的出钢速率为2.25-3分钟/支时，第二加热段的温度为1220℃-1240℃，钢材在加热段的停留时间为90-120分钟。

在其中一个实施例中，在冷却步骤中，冷床设置保温罩，钢材在保温罩内均匀冷却。现有的生产CrMo圆钢的方式中，冷床不设置保温罩，CrMo圆钢进入冷床后急冷，从而CrMo圆钢出现弯曲的现象。本发明的冷床设置保温罩，CrMo圆钢在冷床中冷却时，高温的水蒸气被保温罩截留在冷床内而不能挥发到大气中，高温的水蒸气在冷床上方形成一个温度较高的空间，在冷床内的CrMo圆钢得以均匀降温，减轻了CrMo圆钢在冷床内的弯曲程度。

在其中一个实施例中，在轧制步骤中，使用六架连轧机进行粗轧，粗轧的连轧机平立交替布置，粗轧的连轧机的组成为φ850x6，连轧机均为第五代短应力轧机。

在其中一个实施例中，在轧制步骤中，使用六架连轧机进行中轧，中轧的连轧机平立交替布置，中轧的连轧机的组成为φ750x6，连轧机均为第五代短应力轧机。

在其中一个实施例中，在轧制步骤中，使用八架连轧机进行精轧，精轧的连轧机平立交替布置，精轧的连轧机的组成为φ550x8，连轧机均为第五代短应力轧机。

在其中一个实施例中，在精整步骤中，精加工包括对分段后钢材进行的倒棱、矫直、漏磁表面探伤和超声内部探伤。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明通过实际出钢的速率调整加热段温度及钢材在加热段内的停留时间，改变了常规加热工艺控制手段，不仅能降低钢材在加热段和均热段的温度偏差，有效的改善了CrMo圆钢弯曲的情况，有利于提高了生产效率。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细描述。

在生产CrMo圆钢的过程中，需要对钢材进行加热，然后钢材在暴露大气环境中会降温，如此一来，生产的CrMo圆钢最终完全冷却后会出现弯钢的现象，即，CrMo圆钢整体朝一边弯曲。CrMo圆钢弯曲率高达5.20％。这些弯曲的CrMo圆钢不能直接出货，需要经过离线矫直后才能满足客户的要求。但是CrMo圆钢的离线矫直会直接增加生产成本，而且CrMo圆钢的生产制造周期也被延长，影响了订单的交付。这就是现有的CrMo圆钢的轧制工艺的局限性。

现有的生产CrMo圆钢的方式是，CrMo钢材连续投入加热炉中，依次经过预热段、加热段和均热段，CrMo圆钢在预热段中快速升温，然后在加热段中温度逐渐升高达到最高，最后在均热段中保温，如果此时加热炉的出钢速率加快，则CrMo圆钢在加热段中停留的时间相对较短，CrMo圆钢在加热段内的升温速率过快，容易导致CrMo圆钢容易受热不均从而出现弯曲的现象，而且高温的CrMo圆钢随后在大气环境中自然冷却，经过飞剪倍尺分段后进入冷却床冷却，由于CrMo圆钢离开加热炉时温度很高，此时CrMo圆钢进入冷却床急冷，CrMo圆钢整体出现弯曲的现象，且弯曲程度较大，后续需要离线进行矫直，增加了生产成本，延长了生产时间。

现有的CrMo圆钢的加热工艺如表1所示。

表1，现有的CrMo圆钢的加热工艺

针对上述问题，本发明提供了一种改善CrMo圆钢弯曲的轧制工艺，根据加热炉出钢速率来调整加热段的温度及钢材在加热段内停留的加热时间，有效地解决了CrMo圆钢弯曲的问题，包括以下步骤，

加热：将钢材连续投入加热炉中进行加热，钢材在加热炉中的加热过程包括预热段、加热段和均热段，根据加热炉的出钢速率来调整加热段的温度及钢材在加热段内停留的加热时间；

具体地，加热段包括第一加热段和第二加热段，根据加热炉的出钢速率来调整第二加热段的温度及钢材在加热段内停留的加热时间；

除磷：对从加热炉出来的钢材进行高压水除磷，利用高压水对钢材进行除磷；

轧制：对除磷后的钢材依次进行粗轧、中轧和精轧；

冷却：对轧制后的钢材进行飞剪倍尺分段后在冷床上进行冷却；

分段：冷却后的钢材通过热锯定尺分段，然后通过定尺机定尺后用砂轮锯分段；

精整：对分段后的钢材进行精加工和探伤。

其中，在冷却步骤中，冷床设置保温罩，钢材在保温罩内均匀冷却。现有的生产CrMo圆钢的方式中，冷床不设置保温罩，CrMo圆钢进入冷床后急冷，从而CrMo圆钢出现弯曲的现象。本发明的冷床设置保温罩，CrMo圆钢在冷床中冷却时，高温的水蒸气被保温罩截留在冷床内而不能挥发到大气中，高温的水蒸气在冷床上方形成一个温度较高的空间，在冷床内的CrMo圆钢得以均匀降温，减轻了CrMo圆钢在冷床内的弯曲程度。

加热炉的出钢速率越快，第二加热段的温度越低，钢材在加热段内停留的加热时间越长；加热炉的出钢速率越慢，第二加热段的温度越高，钢材在加热段内停留的总加热时间越短。

具体地，CrMo圆钢在加热炉中依次经过预热段、第一加热段、第二加热段和均热段。CrMo圆钢在预热段中快速升温，然后在加热段内快速升温达到最高温度，然后在均热段进行保温。

当加热炉的出钢速率较快时，CrMo圆钢在加热段中停留的时间相对较短，即CrMo圆钢在第一加热段和第二加热段内快速升温，CrMo圆钢容易出现受热不均而弯曲的现象，因此延长CrMo圆钢在加热段内的停留时间，使得CrMo圆钢在加热段中有足够时间以相对较慢的速率升温，同时降低第二加热段的温度，使CrMo圆钢在第二加热段内最高温度减小，同样起到了使得CrMo圆钢在加热段中有足够时间以相对较慢的速率升温的作用，避免了CrMo圆钢在加热段内的升温速率较大导致CrMo圆钢受热不均而出现弯曲的现象；

当加热炉的出钢速率较慢时，CrMo圆钢在加热段中停留的时间相对较长，CrMo圆钢在加热段中有足够的时间实现以较慢的速率来升温，如果此时降低第二加热段的温度及延长CrMo圆钢在加热段内的停留时间，会存在以下问题：第二加热段的温度过低，使得CrMo圆钢在加热段的加热效率过低；由于均热段的停留时间较长，如果延长CrMo圆钢在加热段内的停留时间，CrMo圆钢在加热炉中时间就会过长，生产效率大大降低。因此当加热炉的出钢速率较慢时，第二加热段的温度较高，钢材在加热段内停留的总加热时间较短。

进一步地，加热炉的出钢速率为2.25-4.5分钟/支，第二加热段的温度为1000℃-1240℃，钢材在加热段中停留的时间大于90分钟，具体地，钢材在加热段中停留的时间为90-210分钟。

具体地，当加热炉的出钢速率为4.5分钟/支时，第二加热段的温度为1000℃-1190℃，钢材在加热段的停留时间大于180分钟；

当加热炉的出钢速率为3.75-4.5分钟/支时，第二加热段的温度为1190℃-1200℃，钢材在加热段的停留时间为150-180分钟；

当加热炉的出钢速率为3-3.75分钟/支时，第二加热段的温度为1200℃-1220℃，钢材在加热段的停留时间为120-150分钟；

当加热炉的出钢速率为2.25-3分钟/支时，第二加热段的温度为1220℃-1240℃，钢材在加热段的停留时间为90-120分钟。

示例性的，本发明的CrMo圆钢的加热工艺如表2所示。

表2，本发明的CrMo圆钢的加热工艺

进一步地，在轧制步骤中，使用六架连轧机进行粗轧，粗轧的连轧机平立交替布置，粗轧的连轧机的组成为φ850x6，连轧机均为第五代短应力轧机。

进一步地，在轧制步骤中，使用六架连轧机进行中轧，中轧的连轧机平立交替布置，中轧的连轧机的组成为φ750x6，连轧机均为第五代短应力轧机。

进一步地，在轧制步骤中，使用八架连轧机进行精轧，精轧的连轧机平立交替布置，精轧的连轧机的组成为φ550x8，连轧机均为第五代短应力轧机。

进一步地，在精整步骤中，精加工包括对分段后钢材进行的倒棱、矫直、漏磁表面探伤和超声内部探伤等精加工，圆钢探伤合格后交付客户使用。

以下用42CrMo连铸坯生产￠30规格轧制后圆钢弯曲度为例，具体包括如下步骤：

第一步：挑选同炉号的20支42CrMo连铸坯，20支S45C连铸坯断面均为280mm×280mm，检查连铸坯表面状态，确保坯料表面符合外观质量要求；

第二步：将20支表面质量完好的42CrMo连铸坯均分两组(第1组：10支42CrMo连铸坯，第2组：10支42CrMo连铸坯)。

第三步：将第1组42CrMo连铸坯连续装入加热炉，按传统加热工艺加热、轧制。

第四步：将第1组42CrMo连铸坯轧制完成后在线全部进行弯曲度检测，记录第1组42CrMo圆钢在线测量弯曲度检测值，第1组试样弯曲度检测结果如下表3所示(42CrMo圆钢弯曲度标准：≤2mm/m)

表3，第1组试样弯曲度检测结果

第五步：将第2组42CrMo连铸坯连续装入加热炉，按新型加热工艺加热、轧制。

第六步：将第2组42CrMo连铸坯轧制完成后在线全部进行弯曲度检测，记录第1组42CrMo圆钢在线测量弯曲度检测值，第1组试样弯曲度检测结果如下表4：

表4，第2组试样弯曲度检测结果

从表3和表4数据可知，第1组和第2组的42CrMo圆钢的弯曲度虽然都在标准范围内，但是显然第1组42CrMo圆钢的弯曲度远远大于第2组的42CrMo圆钢的弯曲度，而且从表4可知，第2组的42CrMo圆钢的弯曲度范围在0.10-0.19之间，弯曲度极小，说明使用本发明的轧制工艺，有效地降低了CrMo圆钢的弯曲度，减少了需要离线矫直的CrMo圆钢，降低了生产成本，提高了生产效率。

通过中棒CrMo系列圆钢弯曲改善，降低了公司生产成本，每年单矫直工序可节约成本约15万元；

通过中棒CrMo系列圆钢弯曲改善，解除了传统改善工艺方案对生产节奏的束缚，提高了生产效率，CrMo系列圆钢班产提高了约80吨，测算全部轧制该钢种时日产提高240吨。

本发明通过实际出钢的速率调整加热段温度及钢材在加热段内的停留时间，改变了常规加热工艺控制手段，不仅能降低钢材在加热段和均热段的温度偏差，有效的改善了CrMo圆钢弯曲的情况，有利于提高了生产效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。