[发明专利]型材、棒线材无头轧制的方法及其柔性衔接装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属压力加工成型的方法及其装置，特别是一种型材、棒线材无头轧制的方法及其柔性衔接装置。

背景技术

现有热轧型材、棒线材轧制的工艺流程为：坯料连铸→切断→二次加热→分段连轧→成品分段剪切或卷取→冷却→精整打包→入库。这种工艺因连铸机的拉坯速度小于轧机的最小输入速度，必须将铸坯切割分段，这时被切成段的铸坯的温度已下降到轧制温度值以下。所以切成段铸坯必须送入加热炉内，重新加热到轧制要求温度值后，才能送入轧机进行分段轧制。由于铸坯在切断时使用火焰切割，切口处的铸坯被氧气烧成了氧化铁，造成了切口处的损耗与氧气的消耗。更主要的是，铸坯加热时不仅要消耗燃料，还要排出烟尘与二氧化碳，同时铸坯在加热中要产生氧化损耗。就轧制螺纹钢和线材而言，每吨钢消耗标准煤50-70公斤，产生坯料切割烧损和氧化烧损达1.5-2.5％。并且铸坯在轧制时，为防止头部因“劈头”造成的事故，每段铸坯都要进行2-4次的切头，每吨切损率0.5-1％，而且每道次咬入时都可能出现事故隐患，并对轧机造成冲击负荷，浪费电能，还造成轧辊剧烈磨损甚至破坏。

由上可见，现有工艺存在二个主要问题：一是连铸坯切断后，轧制过程中轧件的头尾容易出现工艺故障和尺寸精度下降，影响成材率和产品质量；二是再加热消耗大量能源，造成大量的氧化损失，排放大量的烟尘和二氧化碳。

为解决上述问题，许多专家学者研究了多种办法，将分段后的坯料经过二次加热后，用对焊机、电弧焊机或激光焊机将前后两段坯料连接起来，然后再进行无头轧制。这样虽然解决了轧制中因多次咬入而造成的问题，但还是需要将铸坯切断和二次加热，没有实现铸坯直接无头轧制，而且这种方法因能耗高、效率低、设备复杂、成本高及焊接质量和生产稳定性等问题，未能得到推广应用。

发明内容

本发明提供了一种型材、棒线材无头轧制的方法及其柔性衔接装置，实现了从结晶器到成品之间，全线轧件的无缝连接，连续成型。

本发明提供的型材、棒线材无头轧制的方法包括以下内容：

在常规连铸—连轧生产线上取消加热炉，安装柔性衔接装置，该装置有三种形式，一种是由软压下辊组构成；一种是由大压下轧机机组构成；一种是由上述软压下辊组与大压下轧机机组共同构成。选择三种形式其中的一种安装在结晶器与常规连轧机组之间。

柔性衔接装置中的软压下辊组由1-12对轧辊组成，安装在常规连铸—连轧生产线的连铸机的冷却段上，其作用是对离开结晶器但未完成凝固过程，尚带有液芯和糊状区的连铸坯实施动态软压下轧制，具体体现在三个方面：1.减小坯料断面，控制坯料的形状尺寸；2.提高连铸坯出二冷区的速度；3.减少轧件内部的偏析。

柔性衔接装置中的大压下轧机，由1-14架大压下轧机构成，大压下轧机由0-10架水平轧机和0-10架立辊轧机组成，每架轧机都包括机架、压下装置、平衡装置、轴承及轴承座、轧辊、调整装置。水平轧机和立辊轧机平立交替布置或者单独平、立布置，安装在常规连铸—连轧生产线的连铸机拉矫段上，对高温坯料进行大范围可调断面减缩率的柔性轧制。水平辊和立辊或都采用主动辊，或水平轧机采用主动辊，立辊轧机采用被动辊，利用入口侧的主动辊把轧件送入被动辊，利用出口侧的主动辊把轧件拉出被动辊，去掉立辊传动装置，简化轧机结构。通过前推、后拉、多机架组合大压下轧制，把轧件断面尺寸和轧制速度控制在后续轧机要求的范围内。软压下各辊组及大压下轧机各机架单独设定速度，动态调速，或串级调速，速度范围每秒0.02米至2.5米，与后续轧机轧制速度衔接。总延伸系数1.25-50，使轧件断面尺寸与后续轧机要求相符合，轧制过程满足秒流量相等条件。

所述的型材、棒线材无头轧制的方法，取消加热炉，在大压下机组前配备连铸坯补热装置。解决由于出二冷区的连铸坯会出现角部局部温度降低问题，保证一些具有特殊要求产品的质量和轧制过程稳定性。该补热装置是本发明的可选项，根据所生产产品要求来决定生产线上是否配备，以及配备有该装置的生产线是否将补热功能投入使用。

上述连铸坯补热装置采用电磁感应加热或者电热式管状炉加热，连铸坯表面温度提升150-800℃。

所述的型材、棒线材无头轧制的方法，在柔性衔接装置后与常规连轧机组之间安装切割机或剪切机。

所述的型材、棒线材无头轧制的方法，采用1～6流连铸机及柔性衔接装置对应一套常规连轧机，在常规连轧机的轧辊上布置有1～6组轧槽或机架，同时轧制1～6个轧件，以提高轧机的生产效率和小时产量，实现多流连铸连轧。