CN108543810A - 一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产技术，所述的棒材轧制是连铸坯在带液芯的状态下直接进入连轧机生产中间坯料棒材，对连轧后的中间坯料棒材再经过感应均热后直接进入轧球机生产出符合规定尺寸的耐磨钢球或钢棒产品。其中连轧机的功能是将连铸坯轧制变形为不同钢球尺寸所需要的坯料规格及通过液芯轧制提高磨球钢的质量，轧球机前的感应加热装置具有加热和均热中间坯料棒材温度的功能，为轧球机提供符合温度要求的原料。通过中间坯料棒材与轧球机的组合，使棒材轧制和钢球轧制实现一体化连续生产，在提高钢球质量的基础上，缩短了生产节奏，降低了能源消耗，实现了钢球生产的快节奏、高效率、高效益优点。

Description

一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺

技术领域

本发明涉及到机械领域一种耐磨轧制钢球的生产工艺领域，具体涉及到一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺。

背景技术

随着经济的发展，矿山开采业大力开发，矿产品的开采极大的推动矿山设备机械的需求量，磨球机是冶金、矿山等工业领域中广泛用于破碎矿料和制粉的关键设备，耐磨钢球是球磨机中消耗最大的易损件，国外很多矿业充足的国家，对耐磨球的需求非常巨大，作为矿产资源丰富国家之一的智利，年需求耐磨球200万吨，中国年耐磨球需求达300万吨。目前耐磨钢球的要分为铸造钢球和轧制钢球，铸造钢球由于内在质量不稳定、耐磨性差、消耗高，已在逐渐淘汰，轧制钢球是耐磨钢球生产的发展方向。目前轧制钢球的工艺流程为钢厂根据不同耐磨性能的要求，通过采用转炉(电炉)→精炼炉→连铸机→钢坯缓冷或热装→轧机→耐磨棒材→缓冷流程生产出棒材，轧球厂根据不同轧球的规格选用不同规格的棒材，经过对棒材的感应加热升温，经轧球机轧制成不同规格的耐磨钢球产品。

为满足耐磨钢球高耐磨性、长寿命的要求，通常选用高碳钢作为耐磨钢球材料，由于高碳钢固液两相区宽，铸坯在凝固过程中很容易产生严重的成分偏析、疏松和缩孔缺陷。为改善高碳钢成分偏析、缩孔和疏松等缺陷，一方面采用末端电磁搅拌和连铸轻压下等技术。所谓末端电磁搅拌是通过末端电磁搅拌作用在凝固末端的糊状区，在电磁力的作用下，运动的钢水在铸坯内部产生电磁力带动未凝固的钢液开始旋转，中心高温的钢液绕树枝晶旋转，使树枝晶根部融化脱落，成为凝固的核心，使组织更加致密，成分也更加均匀。末端电磁搅拌对消除铸坯中心缩孔和降低铸坯中心偏析可以起到一定的作用，但是因凝固末端位置难以准确定位，受过热度、拉速、二冷以及钢种成分等多种因素影响，使用不当不但不能起到积极作用，甚至会起反作用。所谓轻压下就是指通过在连铸坯液芯末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量。一方面可以消除和减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质元素的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面，轻压下所产生的挤压作用还可以促进液芯中心富集的溶质元素钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密，起到改善中心偏析和减少中心疏松的作用。

在提升连铸坯质量的基础上，再通过加热炉高温扩散，增加棒材轧制的压缩比等措施进一步提高耐磨钢棒材原料的致密度、组织和成分的均匀性。

在钢球生产阶段，根据不同钢球尺寸的需求采用相应的棒材规格，通过感应加热将棒材温度加热到规定的轧制温度轧制成钢球。

上述钢球生产流程存在着流程长、能耗高，在钢球内部质量提升方面未充分利用连铸坯的高温液芯阶段进行轧制改善内部质量，同时在棒材和钢球轧制过程中材料中心温度始终低于表面温度，不能有效的实施大压下量轧制和轧制力渗透。根据上述流程存在的缺险，本专利将轧球和棒材生产一体化，实现了流程、质量和能耗的最优组合。

发明内容

解决的技术问题：本申请主要解决的是现有技术中成分偏析、疏松和缩孔缺陷、难以准确定位，受过热度、拉速、流程长、能耗高等不足，提供一种从连铸坯直接到钢球的一种一体化生产工艺技术，充分利用连铸坯中心温度高于表面温度的优势，通过钢坯带液芯轧制生产棒材直接进入轧球机生产出符合质量要求的钢球产品。其中连轧机起到内部质量改进和规格的优化匹配，感应加热起到均热和温度的优化匹配。

技术方案：

一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，步骤为：

第一步：将原料投入转炉或电炉中加热到完全奥氏体化区域后转入精炼炉加热，再利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯；

第二步：通过连轧机将连铸坯轧制变形为不同钢球尺寸所需要的坯料规格及通过液芯轧制提高磨球钢的质量，制成中间坯料棒材，其中连轧机起到连铸坯到轧球机的尺寸规格的匹配和衔接；

第三步：将中间坯料棒材通过感应加热装置加热和均热中间坯料棒材温度，保证进入轧球机的中间坯料棒材温度的均匀，再利用轧球机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨钢球或钢棒产品，感应加热装置起到连铸坯到轧球机之间温度的匹配和衔接，通过中间坯料棒材与轧球机的组合，使棒材轧制和钢球轧制实现一体化连续生产。

作为本发明的一种优选技术方案：所述原料采用高碳钢。

作为本发明的一种优选技术方案：为防止进入连轧机的连铸坯温度低或温度不均匀，在连铸机后面也配有感应加热装置，对铸坯进行及时补偿加热，省略了加热炉，实现连铸坯的直接轧制。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步连铸坯带液芯轧制，材料变形抗力降低，不仅可以进行大变形量轧制，轧制道次减少，减少了连轧机架次的配置，同时大压下量变形使铸坯在轧制时变形深入渗透到内部，促进了铸坯低倍缺陷疏松、缩孔的焊合，改变了凝固组织，提升了产品质量。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第一步中精炼炉炉气温度为1100-1300℃。

有益效果：

1、本申请采用钢球的铸轧一体化生产，将铸坯带液芯轧制和钢球的棒材连轧和钢球轧制一体化，不仅减少轧制道次，降低设备、厂房投资，而且提高了生产节奏，实现高效化生产。

2、本申请充分利用钢坯和钢材的芯部温度高于表面温度及铸坯的带液芯轧制，实施大变形量轧制，避免了铸坯疏松、缩孔等缺陷的产生，提升了耐磨钢球的内部质量。

具体实施方式：

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1：

一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，包括如下步骤：

第一步：将高碳钢投入转炉或电炉中加热到完全奥氏体化区域后转入精炼炉加热，精炼炉炉气温度为1100-1280℃，再利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯，防止进入连轧机的连铸坯温度低或温度不均匀，在连铸机后面也配有感应加热装置，对铸坯进行及时补偿加热，省略了加热炉，实现连铸坯的直接轧制。

第二步：通过连轧机将连铸坯轧制变形为不同钢球尺寸所需要的坯料规格，通过液芯轧制提高磨球钢的质量，制成中间坯料棒材，其中连轧机起到连铸坯到轧球机的尺寸规格的匹配和衔接，连铸坯带液芯轧制，材料变形抗力降低，进行大变形量轧制，轧制道次减少，减少了连轧机架次的配置，同时大压下量变形使铸坯在轧制时变形深入渗透到内部，促进了铸坯低倍缺陷疏松、缩孔的焊合，改变了凝固组织，提升了产品质量。

第三步：将中间坯料棒材通过感应加热装置加热和均热，保证进入轧球机的中间坯料棒材温度的均匀，再利用轧球机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨钢球或钢棒产品，感应加热装置起到连铸机到轧球机之间温度的匹配和衔接，通过中间坯料棒材与轧球机的组合，使棒材轧制和钢球轧制实现一体化连续生产。

本申请采用钢球的铸轧一体化生产，将铸坯带液芯轧制和钢球的棒材连轧和钢球轧制一体化，不仅减少轧制道次，降低设备、厂房投资，而且提高了生产节奏，实现高效化生产。本申请充分利用钢坯和钢材的芯部温度高于表面温度及铸坯的带液芯轧制，实施大变形量轧制，避免了铸坯疏松、缩孔等缺陷的产生，提升了耐磨钢球的内部质量。

实施例2：

一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，包括如下步骤：

第一步：将高碳钢投入转炉或电炉中加热到完全奥氏体化区域后转入精炼炉加热，精炼炉炉气温度为1250-1300℃，再利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯，防止进入连轧机的连铸坯温度低或温度不均匀，在连铸机后面也配有感应加热装置，对铸坯进行及时补偿加热，省略了加热炉，实现连铸坯的直接轧制。

第二步：通过连轧机将连铸坯轧制变形为不同钢球尺寸所需要的坯料规格，通过液芯轧制提高磨球钢的质量，制成中间坯料棒材，其中连轧机起到连铸坯到轧球机的尺寸规格的匹配和衔接，连铸坯带液芯轧制，材料变形抗力降低，进行大变形量轧制，轧制道次减少，减少了连轧机架次的配置，同时大压下量变形使铸坯在轧制时变形深入渗透到内部，促进了铸坯低倍缺陷疏松、缩孔的焊合，改变了凝固组织，提升了产品质量。

第三步：将中间坯料棒材通过感应加热装置加热和均热，保证进入轧球机的中间坯料棒材温度的均匀，再利用轧球机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨钢球或钢棒产品，感应加热装置起到连铸机到轧球机之间温度的匹配和衔接，通过中间坯料棒材与轧球机的组合，使棒材轧制和钢球轧制实现一体化连续生产。

本申请采用钢球的铸轧一体化生产，将铸坯带液芯轧制和钢球的棒材连轧和钢球轧制一体化，不仅减少轧制道次，降低设备、厂房投资，而且提高了生产节奏，实现高效化生产。本申请充分利用钢坯和钢材的芯部温度高于表面温度及铸坯的带液芯轧制，实施大变形量轧制，避免了铸坯疏松、缩孔等缺陷的产生，提升了耐磨钢球的内部质量。

实施例3：

一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，包括如下步骤：

第一步：将高碳钢投入转炉或电炉中加热到完全奥氏体化区域后转入精炼炉加热，精炼炉炉气温度为1100-1300℃，再利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯，防止进入连轧机的连铸坯温度低或温度不均匀，在连铸机后面也配有感应加热装置，对铸坯进行及时补偿加热，省略了加热炉，实现连铸坯的直接轧制。

第二步：通过连轧机将连铸坯轧制变形为不同钢球尺寸所需要的坯料规格，通过液芯轧制提高磨球钢的质量，制成中间坯料棒材，其中连轧机起到连铸坯到轧球机的尺寸规格的匹配和衔接，连铸坯带液芯轧制，材料变形抗力降低，进行大变形量轧制，轧制道次减少，减少了连轧机架次的配置，同时大压下量变形使铸坯在轧制时变形深入渗透到内部，促进了铸坯低倍缺陷疏松、缩孔的焊合，改变了凝固组织，提升了产品质量。

第三步：将中间坯料棒材通过感应加热装置加热和均热，保证进入轧球机的中间坯料棒材温度的均匀，再利用轧球机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨钢球或钢棒产品，感应加热装置起到连铸机到轧球机之间温度的匹配和衔接，通过中间坯料棒材与轧球机的组合，使棒材轧制和钢球轧制实现一体化连续生产。

本申请采用钢球的铸轧一体化生产，将铸坯带液芯轧制和钢球的棒材连轧和钢球轧制一体化，不仅减少轧制道次，降低设备、厂房投资，而且提高了生产节奏，实现高效化生产。本申请充分利用钢坯和钢材的芯部温度高于表面温度及铸坯的带液芯轧制，实施大变形量轧制，避免了铸坯疏松、缩孔等缺陷的产生，提升了耐磨钢球的内部质量。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和及其优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。需要说明的是，上述实施实例不以任何形式限制本发明，凡采用等同或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，其特征在于步骤为：

第一步：将原料投入转炉或电炉中加热到完全奥氏体化区域后转入精炼炉加热，再利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯；

第二步：通过连轧机将连铸坯轧制变形为不同钢球尺寸所需要的坯料规格，通过液芯轧制提高磨球钢的质量，制成中间坯料棒材，其中连轧机起到连铸坯到轧球机的尺寸规格的匹配和衔接；

第三步：将中间坯料棒材通过感应加热装置加热和均热，保证进入轧球机的中间坯料棒材温度的均匀，再利用轧球机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨钢球或钢棒产品，感应加热装置起到连铸机到轧球机之间温度的匹配和衔接，通过中间坯料棒材与轧球机的组合，使棒材轧制和钢球轧制实现一体化连续生产。

2.根据权利要求1所述耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，其特征在于：所述原料采用高碳钢。

3.根据权利要求1所述耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，其特征在于：为防止进入连轧机的连铸坯温度低或温度不均匀，在连铸机后面也配有感应加热装置，对铸坯进行及时补偿加热，省略了加热炉，实现连铸坯的直接轧制。

4.根据权利要求1所述耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，其特征在于：所述第二步连铸坯带液芯轧制，材料变形抗力降低，进行大变形量轧制，轧制道次减少，减少了连轧机架次的配置，同时大压下量变形使铸坯在轧制时变形深入渗透到内部，促进了铸坯低倍缺陷疏松、缩孔的焊合，改变了凝固组织，提升了产品质量。

5.根据权利要求1所述耐磨钢球及钢棒连续轧制生产工艺，其特征在于：所述第一步中精炼炉炉气温度为1100-1300℃。