一种大圆钢地生产工艺 所属技术领域
本发明涉及一种大圆钢的生产工艺，属于钢材生产技术领域，。
背景技术
大圆钢通常是指直径≥80mm的圆钢，它是广泛用于机械制造工业的一种钢材，按照使用的坯料分类，已有的生产工艺有3类：一是使用模铸钢锭，二是使用连铸大方坯，三是使用连铸圆坯。
使用模铸钢锭生产大圆钢时，首先钢锭加热后要使用开坯机开坯，切头切尾损失约为10～20％，导致综合成材率较低，大约为80％左右，并且能耗高，据统计，吨钢能耗高627～1046kJ，相当于21.4～35.7kg标准煤。再加上综合成材率低的影响，按我国能耗水平测算，使用模铸钢锭生产大圆钢时吨钢综合能耗高约130kg标准煤。所以，除了少数品种外，使用模铸钢锭生产大圆钢的工艺已经被淘汰。
使用连铸大方坯生产大圆钢的工艺是目前应用最广泛的一种工艺。与使用钢锭生产大圆钢工艺相比，综合成材率提高大约10％左右，吨钢综合能耗降低约130kg标准煤左右。但是，使用连铸大方坯生产大圆钢的工艺存在一个主要的缺陷是，由于铸坯的截面是正方形或矩形，其结晶器断面也是近似正方形或近似矩形，所以，在结晶器内就形成了4个90°的角部，在结晶器角部区域，由于是二维传热，冷却强度大，坯壳凝固最快，最早收缩，气隙首先形成，传热减慢，凝固也减慢。随着坯壳下移，气隙从角部扩展到中部，由于钢水静压力作用，结晶器中间部位气隙比角部小，因此角部坯壳最薄，是产生裂纹和拉漏的敏感部位，方坯的截面越大，这一问题越严重。另一方面，因为在结晶器角部区域冷却强度大，更有利于柱状晶的生长，一般地讲，等轴晶结构致密，加工性能好；而柱状晶由于其晶体具有明显的方向性，加工性能差，由于在结晶器角部区域二维传热的影响，导致大方坯的柱状晶比例高、等轴晶比例低。并且角部容易出现裂纹等缺陷，导致轧钢废品的产生。为了弥补钢坯的不足，只有在轧制时增加延伸率，导致能耗升高、生产率降低，成本增加。
鉴于使用连铸大方坯生产大圆钢的工艺所具有的缺陷，开发使用了连铸圆坯生产大圆钢的工艺。圆坯结晶器无角部强冷及先期凝固，与连铸方坯相比，凝固速度较均匀，所以在浇注相同钢种的情况下，连铸圆坯的柱状晶比例较少，等轴晶比例高，而且无角部裂纹。在轧制时可以减少延伸率，使能耗降低、生产率提高，成本减少。
使用连铸圆坯生产大圆钢工艺的主要缺陷：
无论使用圆坯还是方坯，钢坯进入粗轧机轧制几个道次后，需要将轧件翻转90°再进行轧制。使用方坯时不存在什么问题，但是，圆坯在粗轧机轧制几个道次后，形状如附图3所示，两侧为圆弧形，将轧件翻转90°后，如附图4所示，上下两面为圆弧形，无法在辊道上立住。只有使用推床将其夹住，但在咬入轧辊时仍然不稳定，经常发生倒钢，导致轧废。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种大圆钢的生产工艺，能够避免已有技术的缺陷，提高大圆钢的生产质量，降低消耗和成本。
本发明所说的一种大圆钢的生产工艺的技术方案是这样的，合格的钢水首先经过连铸机铸成连铸坯，连铸坯是弧矩形方坯，其断面形状特征是四个角部的圆弧半径是该连铸坯厚度的20％～40％。然后将弧矩形方坯加热并除鳞后送到粗轧机进行粗轧，经过8～10道次的轧制后，进入平立交替的串列精轧机进行连续精轧，精轧到合格尺寸后进入冷床冷却，然后进入精整区进行矫直、锯切、探伤、打捆等，完成生产过程。
进一步优选的弧矩形方坯角部圆弧的半径是该连铸坯厚度的30％～40％。
进一步优选的，粗轧使用无槽轧制方法，即轧辊是平辊。
相比已有技术，本发明具有如下优点：
1、使用本发明所指的一种大圆钢的生产工艺生产大圆钢，相对于使用连铸大方坯生产大圆钢的工艺而言，钢材质量好，轧制道次少，能耗低。
2、使用本发明所指的一种大圆钢的生产工艺生产大圆钢，相对于使用连铸圆坯生产大圆钢的工艺而言，轧制过程简单，轧废率低，成材率高，成本降低。
3、当粗轧使用无槽轧制方法时，与箱形孔或菱形孔的孔形轧制相比，具有轧制力小、电耗低、轧辊消耗少的优点。
【附图说明】
附图1是弧矩形方坯的第一种截面图。该钢坯的宽度B与厚度H相等，四个角部都是大圆弧。
附图2是弧矩形方坯的第二种截面图。该钢坯的宽度B大于厚度H，四个角部都是大圆弧。
附图3是使用连铸圆坯在粗轧机第一次翻钢前轧制几个道次后的截面图，截面两侧呈弧形。
附图4是使用连铸圆坯在粗轧机轧制几个道次后第一次翻钢后的截面图，截面上下面呈弧形。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行说明。
实施例1：合格钢水经连铸机铸成弧矩形方坯，尺寸如附图1是所示，钢坯的宽度B＝500mm，厚度H＝500mm，四个角部都是大圆弧，圆弧半径R＝150mm。送入加热炉加热到1100℃～1130℃，出炉后进入除鳞机除鳞，再进入粗轧机往复轧制2个道次后翻钢90°，因为其上下面都有平面，所以在辊道上运行和咬钢时都是稳定的，再往复轧制2个道次后钢坯断面变成矩形，然后再翻钢90°，再往复轧制2个道次，然后再翻钢90°，再往复轧制2个道次，共8个道次，再将轧件送往四机架平立交替串列式精轧机精轧，轧成直径250mm的大圆钢，然后进入冷床冷却，再进入精整区进行矫直、锯切、探伤、打捆等，完成生产过程。
实施例2：合格钢水经连铸机铸成弧矩形方坯，尺寸如附图2所示，钢坯的宽度B＝650mm，厚度H＝450mm，四个角部都是大圆弧，圆弧半径R＝160mm。合格钢水经连铸机铸成弧矩形方坯后，送入加热炉加热到1080℃～1110℃，出炉后进入除鳞机除鳞，翻钢90°，然后进入粗轧机往复轧制2个道次后再翻钢90°，因为其上下面都有平面，所以在辊道上运行和咬钢时都是稳定的，再往复轧制2个道次后钢坯断面变成矩形，然后再翻钢90°，再往复轧制2个道次，然后再翻钢90°，再往复轧制2个道次，共8个道次，再将轧件送往四机架平立交替串列式精轧机精轧，轧成直径300mm的大圆钢，然后进入冷床冷却，再进入精整区进行矫直、锯切、探伤、打捆等，完成生产过程。