控轧控冷技术应用实践

李庆斌

（东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161041）

1 前言

东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司在2002年与意大利POMINI公司合作引进了具有90年代先进水平的棒材连轧生产线，于2002年10月热试车。其中POMINI公司负责连轧线的设计和主要设备供货，ABB公司负责全线电控设计与电控设备的供货，步进梁式加热炉由北京凤凰炉公司设计并制造，其余辅助设备由国内制造，北京钢铁设计总院承担了连轧线的工厂设计。

2 生产的钢种与规格

目前，北兴公司生产产品为圆棒材。轴承钢生产规格为φ20-φ75mm，最大轧制速度为13m/s（φ20mm），采用的连铸坯料为 250mm×280mm，根据用户要求可采用模铸坯生产，坯型 245mm×245mm，坯长 6m。

3 主轧线的组成及布置

主轧线由22架平、立交替布置短应力轧机组成（第一架为平式轧机），其具体组成为：

3.1 粗轧机组 4架 φ840mm×4

3.2 中轧机组 6架 φ730mm×4＋φ510mm×2

3.3 预精轧机组 6架 φ510mm×2＋φ420mm×4

3.4 精轧机组 6架 φ360mm ×6

其中坯料出炉后经高压水除鳞（最大工作压力为22MPa）进入粗轧机组，粗轧机组与中轧机组间为脱头轧制，且各机组后各有一台飞剪。

冷床尺寸为102m×10m，并带有可开启的保温罩，切断设备有1000吨冷剪和1250无齿锯。

4 控轧控冷设备及布置情况

在主轧线16架轧机后、20架轧机后及22架轧机后，各有一段水冷段，其工艺布置图如下图1：

图1 精轧机组前、后及机组内设置水冷装置

其工艺参数如下：

4.1 1#水冷段（16架轧机后）

水冷线长度：约6m

返红距离：约18m

最大水压：0.8Mpa

最大水流量：120m3/h

最多水冷管数量及型号：

2 个 TR40（φ16～φ30）

2 个 TR50（φ32～φ40）

2 个 TR75（φ42～φ60）

4.2 2#水冷段（20架轧机后）

水冷线长度：约12m

返红距离：约15m

最大水压：0.8Mpa

最大水流量：240m3/h

最多水冷管数量及型号：

4 个 TR40（φ16～φ30）

4 个 TR50（φ32～φ40）

4 个 TR75（φ42～φ60）

4.3 3#水冷段（22架轧机后）

水冷线长度：约12m

最大水压：0.8Mpa

最大水流量：180m3/h

最多水冷管数量及型号：

3 个 TR40（φ16～φ30）

3 个 TR50（φ32～φ40）

3 个 TR75（φ42～φ60）

4.4 在线高温计的布置

主轧线上设置了5个高温计，分别布置在出炉、4架轧机后、1#水冷段后、2#水冷段后、3#水冷段后。

5 控轧控冷技术在北兴公司的应用情况

目前，北兴特钢控轧控冷线主要应用在轴承钢棒材上，通过连铸坯控制偏析程度、加热扩散、控制终轧温度降低轴承钢的网状级别。

从开始试验到目前主要采取了以下几点措施：

5.1 控制连铸坯料的 [C]=0.95～1.00%之间。

5.2 控制连铸坯料的加热2段和均热段温度在1200℃以上，均加之和保证在120分钟以上，对于模铸坯料控制加热温度在1140～1180℃。

5.3 四架后170圆坯料停留时间控制在3～4分钟，保证进入中轧机组的温度控制在950℃左右。

5.4 合理选择水冷管直径与棒材直径相差10～15mm，以保证棒材冷却效果及冷却均匀。

5.5 保证来水压力和来水流量。

5.6 设备实现棒材红头轧制，保证棒材轧制顺利进行。

5.7 生产过程中，轧机末架速度降速5～10%。

5.8 冷床冷却方式为自然冷却。

5.9 试验规格主要集中在φ22～φ40之间，通过以上措施，出现网状结果同一批次不稳定现象，个别试样出现超标。

6.1 从金相观察，连铸坯中心1.5mm范围内碳偏析较为严重，有的边缘碳与中心碳差20个，造成中心网状碳化物提前析出，大多数级别在4～5级的水平，而其它区域的网状碳化物的级别在3级以下的水平。

6.2 模铸坯的网状情况较连铸坯的情况要好些，其合格率能保证在80%以上的水平.

6.3 对于φ32～φ40mm的其终轧温度有时不能保证在800～850℃之间，大多数为850～900℃，上冷床温度也较高，大多数为780～900℃之间，造成其网状级别较高，此规格是下次试验的重点攻关对象。

6.4 生产过程中，设备上实现了红头轧制，保证头部不被淋黑，改善了棒材咬入情况，保证了轧制稳定，但头尾未穿水长度在10～30米范围内，主要原因为控制水开启的比例阀动作较慢，其全开启时间在2～3秒，而棒材进入水冷管的速度在4～9m/s。

6.5 水处理站来水流量设计总流量为540m3/h，但实际流量只能保证在100～190m3/h，此问题在下步试验过程中加以解决。

6.6 对于管径与棒材直径相差较大时，水冷管的冷却效果不好，下步准备增加气封的数量，保证水冷效果。

6 主要问题

7 下一步措施

7.1 进一步控制加热温度，进而有效控制棒材终轧温度。

7.2 提高供水比例阀的动作速度，减小棒材未穿水的长度，最终控制在1～2米的范围内。

7.3 提高供水系统的供水总量。

7.4 通过自动控制系统，实现棒材温度、水压和水流量的合理匹配。

7.5 研究可行方案，在上冷床前的辊道中再上一段水冷段，以增加轧后冷却效果，降低棒材上冷床温度。

[1]王友铭，李曼云，韦光.钢材的控制轧制和控制冷却，1995(1).

[2]卢盛意.连铸坯质量（第 2版）[M].北京：冶金工业出版社，2000（10）.