李慶斌
(東北特鋼集團(tuán)北滿特殊鋼有限責(zé)任公司,黑龍江 齊齊哈爾 161041)
東北特鋼集團(tuán)北滿特殊鋼有限責(zé)任公司在2002年與意大利POMINI公司合作引進(jìn)了具有90年代先進(jìn)水平的棒材連軋生產(chǎn)線,于2002年10月熱試車。其中POMINI公司負(fù)責(zé)連軋線的設(shè)計(jì)和主要設(shè)備供貨,ABB公司負(fù)責(zé)全線電控設(shè)計(jì)與電控設(shè)備的供貨,步進(jìn)梁式加熱爐由北京鳳凰爐公司設(shè)計(jì)并制造,其余輔助設(shè)備由國內(nèi)制造,北京鋼鐵設(shè)計(jì)總院承擔(dān)了連軋線的工廠設(shè)計(jì)。
目前,北興公司生產(chǎn)產(chǎn)品為圓棒材。軸承鋼生產(chǎn)規(guī)格為φ20-φ75mm,最大軋制速度為13m/s(φ20mm),采用的連鑄坯料為 250mm×280mm,根據(jù)用戶要求可采用模鑄坯生產(chǎn),坯型 245mm×245mm,坯長 6m。
主軋線由22架平、立交替布置短應(yīng)力軋機(jī)組成(第一架為平式軋機(jī)),其具體組成為:
3.1 粗軋機(jī)組 4架 φ840mm×4
3.2 中軋機(jī)組 6架 φ730mm×4+φ510mm×2
3.3 預(yù)精軋機(jī)組 6架 φ510mm×2+φ420mm×4
3.4 精軋機(jī)組 6架 φ360mm ×6
其中坯料出爐后經(jīng)高壓水除鱗(最大工作壓力為22MPa)進(jìn)入粗軋機(jī)組,粗軋機(jī)組與中軋機(jī)組間為脫頭軋制,且各機(jī)組后各有一臺(tái)飛剪。
冷床尺寸為102m×10m,并帶有可開啟的保溫罩,切斷設(shè)備有1000噸冷剪和1250無齒鋸。
在主軋線16架軋機(jī)后、20架軋機(jī)后及22架軋機(jī)后,各有一段水冷段,其工藝布置圖如下圖1:
圖1 精軋機(jī)組前、后及機(jī)組內(nèi)設(shè)置水冷裝置
其工藝參數(shù)如下:
4.1 1#水冷段(16架軋機(jī)后)
水冷線長度:約6m
返紅距離:約18m
最大水壓:0.8Mpa
最大水流量:120m3/h
最多水冷管數(shù)量及型號(hào):
2 個(gè) TR40(φ16~φ30)
2 個(gè) TR50(φ32~φ40)
2 個(gè) TR75(φ42~φ60)
4.2 2#水冷段(20架軋機(jī)后)
水冷線長度:約12m
返紅距離:約15m
最大水壓:0.8Mpa
最大水流量:240m3/h
最多水冷管數(shù)量及型號(hào):
4 個(gè) TR40(φ16~φ30)
4 個(gè) TR50(φ32~φ40)
4 個(gè) TR75(φ42~φ60)
4.3 3#水冷段(22架軋機(jī)后)
水冷線長度:約12m
最大水壓:0.8Mpa
最大水流量:180m3/h
最多水冷管數(shù)量及型號(hào):
3 個(gè) TR40(φ16~φ30)
3 個(gè) TR50(φ32~φ40)
3 個(gè) TR75(φ42~φ60)
4.4 在線高溫計(jì)的布置
主軋線上設(shè)置了5個(gè)高溫計(jì),分別布置在出爐、4架軋機(jī)后、1#水冷段后、2#水冷段后、3#水冷段后。
目前,北興特鋼控軋控冷線主要應(yīng)用在軸承鋼棒材上,通過連鑄坯控制偏析程度、加熱擴(kuò)散、控制終軋溫度降低軸承鋼的網(wǎng)狀級(jí)別。
從開始試驗(yàn)到目前主要采取了以下幾點(diǎn)措施:
5.1 控制連鑄坯料的 [C]=0.95~1.00%之間。
5.2 控制連鑄坯料的加熱2段和均熱段溫度在1200℃以上,均加之和保證在120分鐘以上,對(duì)于模鑄坯料控制加熱溫度在1140~1180℃。
5.3 四架后170圓坯料停留時(shí)間控制在3~4分鐘,保證進(jìn)入中軋機(jī)組的溫度控制在950℃左右。
5.4 合理選擇水冷管直徑與棒材直徑相差10~15mm,以保證棒材冷卻效果及冷卻均勻。
5.5 保證來水壓力和來水流量。
5.6 設(shè)備實(shí)現(xiàn)棒材紅頭軋制,保證棒材軋制順利進(jìn)行。
5.7 生產(chǎn)過程中,軋機(jī)末架速度降速5~10%。
5.8 冷床冷卻方式為自然冷卻。
5.9 試驗(yàn)規(guī)格主要集中在φ22~φ40之間,通過以上措施,出現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)果同一批次不穩(wěn)定現(xiàn)象,個(gè)別試樣出現(xiàn)超標(biāo)。
6.1 從金相觀察,連鑄坯中心1.5mm范圍內(nèi)碳偏析較為嚴(yán)重,有的邊緣碳與中心碳差20個(gè),造成中心網(wǎng)狀碳化物提前析出,大多數(shù)級(jí)別在4~5級(jí)的水平,而其它區(qū)域的網(wǎng)狀碳化物的級(jí)別在3級(jí)以下的水平。
6.2 模鑄坯的網(wǎng)狀情況較連鑄坯的情況要好些,其合格率能保證在80%以上的水平.
6.3 對(duì)于φ32~φ40mm的其終軋溫度有時(shí)不能保證在800~850℃之間,大多數(shù)為850~900℃,上冷床溫度也較高,大多數(shù)為780~900℃之間,造成其網(wǎng)狀級(jí)別較高,此規(guī)格是下次試驗(yàn)的重點(diǎn)攻關(guān)對(duì)象。
6.4 生產(chǎn)過程中,設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了紅頭軋制,保證頭部不被淋黑,改善了棒材咬入情況,保證了軋制穩(wěn)定,但頭尾未穿水長度在10~30米范圍內(nèi),主要原因?yàn)榭刂扑_啟的比例閥動(dòng)作較慢,其全開啟時(shí)間在2~3秒,而棒材進(jìn)入水冷管的速度在4~9m/s。
6.5 水處理站來水流量設(shè)計(jì)總流量為540m3/h,但實(shí)際流量只能保證在100~190m3/h,此問題在下步試驗(yàn)過程中加以解決。
6.6 對(duì)于管徑與棒材直徑相差較大時(shí),水冷管的冷卻效果不好,下步準(zhǔn)備增加氣封的數(shù)量,保證水冷效果。
7.1 進(jìn)一步控制加熱溫度,進(jìn)而有效控制棒材終軋溫度。
7.2 提高供水比例閥的動(dòng)作速度,減小棒材未穿水的長度,最終控制在1~2米的范圍內(nèi)。
7.3 提高供水系統(tǒng)的供水總量。
7.4 通過自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)棒材溫度、水壓和水流量的合理匹配。
7.5 研究可行方案,在上冷床前的輥道中再上一段水冷段,以增加軋后冷卻效果,降低棒材上冷床溫度。
[1]王友銘,李曼云,韋光.鋼材的控制軋制和控制冷卻,1995(1).
[2]盧盛意.連鑄坯質(zhì)量(第 2版)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2000(10).