一种连铸坯凸辊余热轧制设备及工艺制造技术

一种连铸坯凸辊余热轧制设备及工艺，属于连铸坯轧制设备及工艺技术领域，利用连铸坯余热对连铸坯进行凸辊轧制。其技术方案是：本发明专利技术在连铸坯切割后送轧钢线前的位置布设连铸坯凸辊余热轧制设备，采用凸辊对称双向对称压下方式进行轧制，可以替代连铸坯开坯二火成材的凸辊余热轧制设备和工艺，用于有效改善连铸坯内部质量。本发明专利技术的轧制工艺利用连铸坯心部刚刚凝固完成后的窗口期，表面温度低心部温度高的坯料温差条件，在连铸坯上下表面双向施加一合适压力，产生一定的压下量，同时通过轧机速度控制变形速度，使金属变形深入到铸坯心部，通过金属流动补偿连铸坯的收缩，消除中心疏松和缩孔，并打断枝晶偏析及晶界偏析，实现组织性能均匀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用连铸坯余热对连铸坯进行凸辊轧制的设备及工艺，属于连铸坯轧制设备及工艺

技术介绍
在连铸坯轧制工艺中，对于矩形或方形的特殊钢连铸坯，尤其是大断面的中高碳连铸坯，由于钢种特性的原因，在凝固后会产生体积收缩，并不可避免地会产生较为严重的中心偏析、疏松及缩孔。目前，特殊钢棒线材的生产流程一般是：初炼（转炉或电炉）—精炼（LF或VD或RH）—连铸—铸坯缓冷（或热送）—加热—（开坯—缓冷—加热）—连轧成材。采用上述工艺流程时，为提高质量，一般会在连铸阶段采取低过热度、控制拉速、电磁搅拌、动态轻压下等措施，即使这样，连铸坯的偏析及缩孔、疏松等质量指标依然会对最终钢材产品造成质量影响，产生网状、带状等产品质量缺陷，影响产品性能。所以对于产品质量要求高的轴承钢、弹簧钢、齿轮钢等高端产品，通常还会采用二火成材工艺，使用大断面连铸坯生产小规格产品，以增大压缩比，这样的工艺流程长，能耗高，成本很高。还有一种连铸坯液芯压下工艺，是指在连铸坯的凝固末端，芯部为液态或者半凝固状态时，进行单道次或多道次的大压下，其本质是把芯部液芯挤回液相穴，以消除中心疏松和偏析等，改善铸坯内部质量，细化组织。这种工艺的大压下装置是布置在连铸机铸流上，在连铸坯未经切割之前进行在线的动态压下。此时温度高，变形容易，但由于压下为在线变形，铸坯未经切断，其转速必须和铸机的拉速匹配，大压下装置的速度波动会直接影响结晶器的液面稳定，易造成液面波动形成卷渣，影响铸坯纯净度。另外，这种工艺的压下温度窗口期小，时机转瞬即逝，必须对连铸机的冷却、拉速、振动、电搅等参数和大压下装置联控，对控制系统要求高，对温度的控制要求高。而且每流都需要单独布置一台设备，空间狭小，投资大，质量风险高。本专利技术的原理是：在连铸坯中心刚刚凝固并在连铸机切割定尺完成后，利用其表面温度低心部温度高的坯料温差条件，通过在连铸坯上下表面双向施加一合适压力，产生一定的压下量，同时通过轧机速度控制变形速度，使金属变形深入到铸坯心部，通过金属流动补偿连铸坯的收缩，消除中心疏松和缩孔，并打断枝晶偏析及晶界偏析，创造细化晶粒组织均匀化条件，并通过后续的轧钢线轧制减轻中心偏析，实现组织性能均匀。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种连铸坯凸辊余热轧制设备及工艺，这种轧制设备布置在连铸坯切割后送轧钢线前的位置，采用凸辊对称双向压下方式对连铸坯进行轧制，可以替代连铸坯开坯二火成材的凸辊余热轧制设备和工艺，用于有效改善连铸坯内部质量。解决上述技术问题的技术方案是：一种连铸坯凸辊余热轧制设备，它包括专用轧机、立辊导入机构、立辊导出机构、轧机输入辊道、轧机输出辊道、轧前冷床、轧后冷床、前连铸坯横移装置和后连铸坯横移装置，轧前冷床和轧后冷床分别安装在专用轧机的两端，前连铸坯横移装置和后连铸坯横移装置分别安装在轧前冷床和轧后冷床上，前连铸坯横移装置通过轧机输入辊道与立辊导入机构相连接，后连铸坯横移装置通过轧机输出辊道与立辊导出机构相连接，立辊导入机构和立辊导出机构分别与专用轧机的导入部分和导出相连接，专用轧机由机架、凸型辊、万向节轴、齿轮机座、减速机、电机构成，凸型辊安装在机架上，万向节轴与凸型辊相连接，万向节轴与驱动齿轮相连接，驱动齿轮安装在齿轮机座上，电机通过减速机与驱动齿轮相连接。上述连铸坯凸辊余热轧制设备，所述由专用轧机、立辊导入机构、立辊导出机构、轧机输入辊道、轧机输出辊道、轧前冷床、轧后冷床、前连铸坯横移装置和后连铸坯横移装置组成的轧制设备布置在连铸坯火焰切割机和轧钢车间热送辊道之间，在轧机输入辊道上安装有感应补热装置和辊道保温罩，在轧机输入辊道和立辊导入机构之间安装测温装置，感应补热装置和测温装置分别与温度控制装置相连接。上述连铸坯凸辊余热轧制设备，所述凸型辊由上轧辊和下轧辊组成，上轧辊和下轧辊的中间部分为凸型辊环，凸型辊环的表面为圆弧状，凸型辊环的宽度小于连铸坯的宽度。一种使用上述连铸坯凸辊余热轧制设备的连铸坯凸辊余热轧制工艺，它采用以下步骤：a.连铸坯通过拉矫机拉出，此时连铸坯已完全凝固，液相比为0％，经过火焰切割机切断成要求的定尺长度后，通过输出辊道快速输送至轧前冷床；b.前连铸坯横移装置将连铸坯横移至轧机输入辊道，高温连铸坯由轧机输入辊道向前输入，由立辊导入机构扶正导入专用轧机；c.导入专用轧机后，连铸坯通过凸型辊的上轧辊和下轧辊咬入，在连铸坯上下表面中间位置对称压入进行轧制；d.轧制完成后由立辊导出机构导出到轧机输出辊道上，向前输送到轧钢车间热送辊道送往轧钢车间进行成品轧制，或者由后连铸坯横移装置横移至轧后冷床，收集吊装到连铸坯缓冷坑进行缓冷处理。上述连铸坯凸辊余热轧制工艺，所述本轧制工艺适用的连铸坯上下表面中间带和心部的温度差为300~500℃；连铸坯的开轧温度以连铸坯上表面中间位置温度为准，控制在750~950℃之间；开轧时连铸坯表面中间位置与角部的温差≤150℃。上述连铸坯凸辊余热轧制工艺，所述轧制线速度在0.05~0.2m/s之间。上述连铸坯凸辊余热轧制工艺，所述凸型辊单向轧制一个道次，按照轧辊凸起辊型最高点的单面压下量为20mm~50mm，轧制带的宽度约占连铸坯轧制表面宽度的1/3~1/2。上述连铸坯凸辊余热轧制工艺，所述连铸坯通过轧机输入辊道时可以选择性使用感应补热装置和辊道保温罩，依据不同钢种的切割后的表面温度来确定感应补热装置使用与否或使用数量，保证连铸坯的开轧表面温度不低于下限值。本专利技术的有益效果是：本专利技术的轧制工艺是在连铸坯连铸完成后，心部完全凝固（无液态存在），利用连铸坯表面温度低，内部温度高的温度场状态，利用钢铁材料高温低温的塑性及变形差异，在低温的连铸坯表面施加一定压力，产生一定的压下量，通过低温难变形表层将压力渗透传递到连铸坯的高温心部，使高温的塑性好的心部产生金属流动和变形，通过压缩焊合缩孔和疏松，消除或减轻中心缩孔、疏松，打断枝晶，创造细化晶粒组织均匀化条件，在后续的轧钢线轧制时会减轻中心偏析，实现组织性能均匀。与现有的在线液芯多机架大压下技术相比，本专利技术工艺有以下主要优点：（1）连铸坯轧制的时间点不同。本专利技术工艺是在连铸坯芯部完全凝固之后，经过火焰切割定尺后进行轧制变形的工艺，和已有的连铸坯凝固末端的液芯压下技术相比，工艺的压下温度窗口期大，控制容易。（2）采用独立的轧制设备。本专利技术的轧制设备和工艺独立设置，与连铸拉坯不进行联控，分别进行作业，互不影响，因此对连铸工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连铸坯凸辊余热轧制设备，其特征在于：它包括专用轧机（17）、立辊导入机构（6）、立辊导出机构（3）、轧机输入辊道（7）、轧机输出辊道（2）、轧前冷床（16）、轧后冷床（14）、前连铸坯横移装置（20）和后连铸坯横移装置（19），轧前冷床（16）和轧后冷床（14）分别安装在专用轧机（17）的两端，前连铸坯横移装置（20）和后连铸坯横移装置（19）分别安装在轧前冷床（16）和轧后冷床（14）上，前连铸坯横移装置（20）通过轧机输入辊道（7）与立辊导入机构（6）相连接，后连铸坯横移装置（19）通过轧机输出辊道（2）与立辊导出机构（3）相连接，立辊导入机构（6）和立辊导出机构（3）分别与专用轧机（17）的导入部分和导出相连接，专用轧机（17）由机架（4）、凸型辊（5）、万向节轴（13）、齿轮机座（12）、减速机（11）、电机（10）构成，凸型辊（5）安装在机架（4）上，万向节轴（13）与凸型辊（5）相连接，万向节轴（13）与驱动齿轮相连接，驱动齿轮安装在齿轮机座（12）上，电机（10）通过减速机（11）与驱动齿轮相连接。

【技术特征摘要】
1.一种连铸坯凸辊余热轧制设备，其特征在于：它包括专用轧机（17）、立辊导入机构
（6）、立辊导出机构（3）、轧机输入辊道（7）、轧机输出辊道（2）、轧前冷床（16）、轧后冷床
（14）、前连铸坯横移装置（20）和后连铸坯横移装置（19），轧前冷床（16）和轧后冷床（14）分
别安装在专用轧机（17）的两端，前连铸坯横移装置（20）和后连铸坯横移装置（19）分别安装
在轧前冷床（16）和轧后冷床（14）上，前连铸坯横移装置（20）通过轧机输入辊道（7）与立辊
导入机构（6）相连接，后连铸坯横移装置（19）通过轧机输出辊道（2）与立辊导出机构（3）相
连接，立辊导入机构（6）和立辊导出机构（3）分别与专用轧机（17）的导入部分和导出相连
接，专用轧机（17）由机架（4）、凸型辊（5）、万向节轴（13）、齿轮机座（12）、减速机（11）、电机
（10）构成，凸型辊（5）安装在机架（4）上，万向节轴（13）与凸型辊（5）相连接，万向节轴（13）
与驱动齿轮相连接，驱动齿轮安装在齿轮机座（12）上，电机（10）通过减速机（11）与驱动齿
轮相连接。
2.根据权利要求1所述的连铸坯凸辊余热轧制设备，其特征在于：所述由专用轧机
（17）、立辊导入机构（6）、立辊导出机构（3）、轧机输入辊道（7）、轧机输出辊道（2）、轧前冷床
（16）、轧后冷床（14）、前连铸坯横移装置（20）和后连铸坯横移装置（19）组成的轧制设备布
置在连铸坯火焰切割机（8）和轧钢车间热送辊道（1）之间，在轧机输入辊道（7）上安装有感
应补热装置（21）和辊道保温罩（22），在轧机输入辊道（7）和立辊导入机构（6）之间安装测温
装置（18），感应补热装置（21）和测温装置（18）分别与温度控制装置相连接。
3.根据权利要求2所述的连铸坯凸辊余热轧制设备，其特征在于：所述凸型辊（5）由上
轧辊（24）和下轧辊（25）组成，上轧辊（24）和下轧辊（25）的中间部分分别为凸型辊环（26），
凸型辊环（26）的表面为圆弧状，凸型辊环（26）的宽度小于连铸坯（23）的宽度。

【专利技术属性】
技术研发人员：齐建军，刘建培，刘勇，王绍丹，
申请(专利权)人：石家庄钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13