采用Φ270mm连铸圆管坯轧制圆钢的生产实

关键词：中型轧机；Φ270mm圆管坯；试制；新工艺

l前言

今年上半年，国内钢材市场价格日趋高涨，公司内部坯料供应紧张，造成我厂待料停产时间较长。根据公司各轧钢厂供坯情况，若利用圆管坯生产，可减少炼钢厂更换结晶器次数，提高连铸机的产量。为此，我厂决定在现有的轧机上，采用Φ270mm圆管坯轧制圆钢。

采用圆管坯为原料受加热炉及坯料形状等因素制约，经过一个多月的论证、可行性分析和生产准备，并根据Φ230mm圆管坯轧制圆钢生产经验，友谊轧钢厂于2004年5月22日第一次采用Φ270mm圆管坯轧制圆钢获得成功，开创了在中型轧机轧较大规格圆管坯之先例。该项目的开发成功不仅为企业供坯及时，而且增加了经济效益。

2工艺特点及技术装备

(1)端进侧出三段连续式燃煤气加热炉一座。

(2)Φ550×1Φ500×3二列横列式轧机。前三架轧机辊身长度均为1500mm，成品轧机辊身长度为1000mm，其中Φ550轧机由1250kW电机带动，轧制速度2m／s，Φ1500机列由2000kw电机带动，轧制速度2．6 m／s。

(3) Φ1500mm热锯三台。

(4)拉钢式冷床和步进式冷床各一台。

(5) Φ500mm九辊矫直机一台。

3 孔型设计

3．1孔型系统的选择

采用如此大断面圆管坯在Φ550轧机上轧制圆钢，国内尚无经验可供借鉴。如果采用椭圆一方、六角一方、椭圆一圆孔型系统，轧件在进行第2道次轧制时，由于椭圆形、六角形断面稳定性差，1支钢坯约重1．6t，靠人工翻钢根本立不住，只有轧件在进行第1道次轧制后，变成方形断面后进孔型才能生产[1]。因此，第一道孔型设计为对角开口方孔型，通过l道次轧制，四边对角压制成方钢。实践证明，孑L型形状使轧件四面都受到了良好的加工，变形基本均匀，轧件在孔型中轧制稳定，且得到的方形断面形状为以后箱形孔型和万能孔型系统稳定轧制奠定了基础。

3．2 孔型设计

(1)第一道孔型设计采用对角开口方孔型，且根据Φ230 mm实测，四面必须增加平面段，直线段至少在100 rnnl以上。为保证轧辊强度，在不影响产品质量的前提下，应想办法把第1孔圆角压掉，以增加危险断面处的最小工作直径。

(2) Φ550轧机轧制程序具体见表1。

(3)第6孔轧制出来的坯料尺寸为167 mm×204mm，可供500一I架轧机轧制Φ120 mm～Φ150 mm圆钢，第7道次从下线3孔或5孔空过。

(4)此套孔型设计除Φ550轧机开坯孔型需重新设计外，Φ500机列充分利用现有的孔型系统，减少了样板、导卫装置的制作，减少轧辊的占用量、降低了轧辊消耗，方便了现场管理。

(5)采用Φ270 mm圆为坯料可轧制中120 mm～Φ150 mm圆钢，考虑电机负荷、咬人条件、轧辊强度及总延伸系数等因素，Φ120 mm、Φ130 mm圆钢孔型设计采用14道，轧制程序7—5—1—1；Φ140 mm、Φ150 mm圆钢采用12道，轧制程序7—3—1—1。

3．3孔型的配置

Φ70 mln圆坯在中550轧机上需配6道次，而轧辊长度只有1．5m，辊身长度不够，采用共轭配置即3～6道次按2对共轭孔型配置，使问题得以解决。

在万向接轴倾角允许的范围内，Φ550轧机中辊和下辊直径为610mm，各增大l0mm，增加了轧辊强度，保证了最小直径的安全，减少了断辊的可能性。

3．4轧辊强度校核

牵550轧机第1孔、第3孔是轧辊的薄弱环节，为确保轧制顺利进行，我们以艾克隆德公式为基础对第l孔、第3孔的轧辊强度进行校核，结果第l孔、第3孔轧制应力值都小于轧辊的许用应力。

4 生产工艺

4．1 加热

定梁、动梁的滑块长为247mm，两滑块之间有25t砌间隙，所以圆坯滚动不大，一般靠间隙处支撑，圆管坯在步进式加热炉加热间隙大，有利于圆管坯的全段面加热，且加热均匀。

4．2生产工艺

Φ270 mm圆坯经断料后装入步进式加热炉加热，出炉温度控制在(1150℃～1180℃)±300℃之间，通过Φ550开坯机轧制7道次，送人Φ500机列轧制，轧制时严格执行压下制度，控制轧制节奏，使得主机列运行正常，最后经锯切，送到步进冷床冷检查、修磨、入库、发货。

5 轧制情况

(1) Φ550轧机轧制负荷具体见表2。

根据表l中电流可知，Φ550开坯机主电机能够满足生产需要，从传动系统观察未发现异常现象。

(2)2004年5月22—24日采用Φ270圆坯轧制Φ130圆钢，材质为37Mn5时，1孔尺寸基本在240mm×240 mm～242mm×242 mm之间，生产比较正常。材质为27SiMn时，测量1孔打废回炉料尺寸为238 mm×238 mm，此时l孔打滑，2孔上翘较严重，轧机负荷基本正常，且Φ500I、Φ500Ⅱ轧机利用Φ140mm、Φ150 mm孔型轧制Φ130 mm圆钢，增加了调整难度。

(3)试轧时，轧制温度偏低(37Mn5)，K1孔咬入顺利，Kl孔轧制余1～2米打滑，需后一支钢撞进。

(4)轧制27SiMn时，由于Si、Mn含量偏高，材质较硬，轧件在Kl孔轧制时打滑严重，需后一支钢撞进，部分轧制成品表面在打滑处出现折叠现象，经精整修磨处理后全部合格。

(5)试轧时，K1孔出钢遇到阴面朝上，出钢上翘严重，造成K2孔进钢困难，中间废较多，在第1孔安装盒子并在出口安装上卫板，即可消除。

(6)试轧过程中，第2道次轧制时出现拉丝现象，导板调整后解决，且在第2道次入口导板上焊一块钢板做成喇叭口形状，机后可不用人工移钢，减轻工人的劳动强度。

6 孔型修改情况

轧制27SiMn，由于Si、Mn含量偏高，材质较硬，轧件咬入较困难，而且如果在对角开口方孔型上刻痕，容易产生折叠，影响产品质量。

为了顺利轧制27SiMn等材质较硬的钢坯，改善咬入条件，根据前两次轧制情况对K1孔、K2孔进行了修改，将K1孔尺寸放大，减少压下量，即将轧制断面由240mm×240 mm改为245 mm×245mm，孔型高度由252 mm改为255mm，以增加咬人，改善打滑现象；第K2孔孔型高度由217 mm改为220 mm，并增大上压6 mm，改善上翘现象。

7经济技术指标

(1)采用有关标准进行生产组织和验收，采用的标准有合金结构钢圆管坯YB／T522l一93、优质碳素钢圆管坯YB／T5222—93、热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB702—86。

质量指标完成情况具体见表3。

(2)为了保证产品质量，对部分炉号的产品进行了酸浸检验，结果为一般疏松0．5～1．0级，中心疏松为0．5级，无肉眼可见的残余缩孔、白点、裂纹、夹杂等缺陷，符合标准要求。

(3)利用圆坯生产圆钢未发生质量异议，其主要缺陷有结疤、折叠、拉丝、刮伤等，经精整二次处理后全部合格。生产的产品断面尺寸控制较好，圆钢实测几何尺寸精度情况具体见表4。

8 结论

(1)我厂于2004年7月26日采用新修改的孔型系统进行第三次轧制，从轧制结果看：采用Φ270圆坯料和现有的孔型系统及严格的生产工艺管理轧制圆钢，轧制工艺稳定，设备运行情况良好，生产正常，产品几何尺寸稳定，表面质量、力学性能均达到国家标准要求。

(2)采用Φ270 rain圆坯料轧制圆钢，从生产实践看，该孔型系统设计合理，变形分配得当，轧制节奏合理，工人调整方便。

(3)采用Φ270 mm圆坯料炉况稳定，燃烧效果和炉温稳定性均较好。

(4)此坯料的开发利用，增加了本厂原料来源渠道，缓解了原料紧张的局面，减少了停产待料的时间，此坯料的大批量使用还可减少炼钢厂换结晶器次数，提高连铸的产量。因此，该坯料的开发具有很大的现实意义。