专利名称：圆钢棒材在线补热退火工艺及其生产线的制作方法
技术领域：
本发明属于钢材热处理技术领域，具体的说是一种圆钢棒材在线补热退火工艺及
其生产线。
背景技术：
现有技术中，圆钢棒材在线退火工艺用退火炉为两台台车式电阻退火炉，每台炉 电阻额定功率为1650kw，最高工作温度800°C，炉车最大承载能力为120吨，炉膛温度均勻 性可控制在士 10°C范围内，钢材热装时升温速度可达到100°C /h，冷装时彡400C /h，升温 速度可预先设定，自动可调。炉体布置在二副跨南北方向三个柱距位置，炉车朝北开到一副 跨，炉车与冷床位于同一跨内，棒材直接从冷床上下来，进行装卸料，物流顺畅，便于实现热 装工艺，炉型结构采用台车式炉型，半坑式放置，这样可便于工人进行热装操作。随着产品开发力度不断加大，产品档次不断提升，根据不同客户要求，许多钢种交 货前需要退火处理。例如石油钻铤钻杆钢、超临界锅炉用钢、高档滚动轴承钢、系泊链用钢寸。常规圆钢钢材在进行退火时，一般为离线热处理工艺，采用以下工艺流程进行退 火生产冷床收集一入坑缓冷一冷钢装炉退火。这种工艺有以下不足之处(1)对电炉 真空脱[H]要求较高，若钢中[H]含量较高，对于白点敏感的钢种在入坑缓冷过程中容易产 生白点，即使后面再退火，也不能消除，从而造成钢材内部质量不合格；(2)冷装钢材升温 速度较慢，使得电能消耗高；(3)钢材入坑后再出坑装炉，生产周期长，劳动强度大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对以上现有技术存在的缺点，提出一种圆钢棒 材在线补热退火工艺，能有效去[H]防止白点产生，热装节能降低电耗，缩短退火材生产周期。本发明解决以上技术问题的技术方案是圆钢棒材在线补热退火工艺，按以下工艺流程进行冷床收集——高温钢材直接 装炉退火。具体按以下步骤进行(1)根据各钢种所需装炉温度，控制好冷床步进速度，使得棒材下冷床后具有较高 的冷床收集温度；(2)将带温钢材装到退火炉台车上，边生产边收集边装炉，直到接近退火炉承载能 力； (3)将台车送入退火炉炉膛内，关上炉门，并压紧所有侧密封，等待15 25分钟， 直到各区温度趋于稳定，此时炉膛内依靠热装钢材的余热扩散已使得温度场较均勻；
(4)根据该钢种退火工艺曲线，设置升温速度为70 100°C /h，开始自动加热，升 温加热时间为1.5 2. 5小时。
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圆钢棒材在线补热退火生产线，包括步进式冷床和台车式电阻退火炉，台车式电 阻退火炉炉体布置在二副跨南北方向，台车式电阻退火炉台车布置在一副跨南北方向，步 进式冷床与台车式电阻退火炉台车位于一副跨内。本发明进一步限定的技术方案是前述的圆钢棒材在线补热退火工艺，步骤(1)中，步进式冷床前进速度为1.5 1. 8米/分钟，拉钢式冷床前进速度为2. 8 3. 5米/分钟。前述的圆钢棒材在线补热退火工艺，步骤(1)中，棒材下冷床后的冷床收集温度 为 600 660 0C ο前述的圆钢棒材在线补热退火工艺，步骤(3)中，各区温度趋于稳定在400 580 "C。本发明的优点是⑴使[H]充分扩散逸出，防止棒材内部产生白点缺陷；(2)便 于采取热装炉工艺，使得退火炉初始温度可以达到400 580°C，从而使得能耗大幅度降 低；(3)钢材从冷床收集后直接装炉，缩短了生产周期约20小时，提高了劳动生产率。实施该发明后，使得单位能耗大幅度降低。按每月300吨(4炉分2批次处理)计 算，钢材在线补热退火初始入炉温度按400°C设定，每炉钢加热时间可节省10小时/炉，每 小时耗电量按550度/小时计算，每度电按0. 65元/度计算，则退火材吨钢直接效益为10 小时/炉X4炉X550度/小时X0. 65元/度/300吨=48元/吨。
图1是本发明生产线的布置示意图。
具体实施例方式实施例一本实施例是一种圆钢棒材在线补热退火工艺，按以下工艺流程进行冷床收 集一一高温钢材直接装炉退火，具体按以下步骤进行根据各钢种所需装炉温度，控制好冷床步进速度，使得棒材下冷床后具有较高的 冷床收集温度，步进式冷床前进速度为1. 4米/分钟，拉钢式冷床前进速度为2. 8米/分钟， 棒材下冷床后的冷床收集温度为600°C ；将带温钢材装到退火炉台车上，边生产边收集边装炉，直到接近退火炉承载能 力；台车送入退火炉炉膛内，关上炉门，并压紧所有侧密封，等待15分钟，直到各区温 度趋于稳定，此时炉膛内依靠热装钢材的余热扩散已使得温度场较均勻，各区温度趋于稳 定在400°C。据该钢种退火工艺曲线，设置升温速度为70。C /h，开始自动加热，升温需加热时 间为1.5小时。本实施例的圆钢棒材在线补热退火生产线如图1所示，包括1号步进式冷床1、2 号进式冷床2、1号台车式电阻退火炉3和2号台车式电阻退火炉4，1号台车式电阻退火炉 3和2号台车式电阻退火炉4炉体布置在二副跨南北方向，1号退火炉台车5和2号退火炉 台车6布置在一副跨南北方向，步进式冷床与台车式电阻退火炉台车位于一副跨内。
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圆钢棒材在线补热退火除了常规退火所具有的能消除残余应力、降低硬度、改善 组织性能的作用外，还具有三个特点一是使[H]充分扩散逸出，防止产生白点缺陷，现有 技术中钢坯一般为热装热送，不利于炼钢连铸坯中残余气体(特别是氢和氮)的析出，而且 钢中[H]含量控制不稳定，轧制成材后能够及时退火，以解除这些残余气体对钢材内部质 量的影响；二是方便采取圆棒材热装炉工艺，使得退火炉初始温度可以达到400 580°C， 从而使得能耗大幅度降低；三是钢材从冷床收集后直接装炉，省去了入坑及出坑的操作和 缓冷时间，缩短了生产周期约20小时，提高了劳动生产率。实施例二本实施例是一种圆钢棒材在线补热退火工艺，按以下工艺流程进行冷床收 集一一高温钢材直接装炉退火，具体按以下步骤进行根据各钢种所需装炉温度，控制好冷床步进速度，使得棒材下冷床后具有较高的 冷床收集温度，步进式冷床前进速度为1. 6米/分钟，拉钢式冷床前进速度为3. 0米/分钟， 棒材下冷床后的冷床收集温度为630°C ；将带温钢材装到退火炉台车上，边生产边收集边装炉，直到接近退火炉承载能 力；台车送入退火炉炉膛内，关上炉门，并压紧所有侧密封，等待20分钟，直到各区温 度趋于稳定，此时炉膛内依靠热装钢材的余热扩散已使得温度场较均勻，各区温度趋于稳 定在500 °C。据该钢种退火工艺曲线，设置升温速度为80°C /h，开始自动加热，升温需加热时 间为2. 0小时。本实施例的圆钢棒材在线补热退火生产线与实施例一相同。实施例三本实施例是一种圆钢棒材在线补热退火工艺，按以下工艺流程进行冷床收 集一一高温钢材直接装炉退火，具体按以下步骤进行根据各钢种所需装炉温度，控制好冷床步进速度，使得棒材下冷床后具有较高的 冷床收集温度，步进式冷床前进速度为1. 8米/分钟，拉钢式冷床前进速度为3. 5米/分钟， 棒材下冷床后的冷床收集温度为660°C ；将带温钢材装到退火炉台车上，边生产边收集边装炉，直到接近退火炉承载能 力；台车送入退火炉炉膛内，关上炉门，并压紧所有侧密封，等待25分钟，直到各区温 度趋于稳定，此时炉膛内依靠热装钢材的余热扩散已使得温度场较均勻，各区温度趋于稳 定在580 0C ο据该钢种退火工艺曲线，设置升温速度为100°C /h，开始自动加热，升温需加热时 间为2. 5小时。本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均 落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
圆钢棒材在线补热退火工艺，其特征在于按以下工艺流程进行冷床收集——高温钢材直接装炉退火。
2.如权利要求1所述的圆钢棒材在线补热退火工艺，其特征在于具体按以下步骤进行(1)根据各钢种所需装炉温度，控制好冷床前进速度，使得棒材下冷床后具有较高的冷 床收集温度；(2)将带温钢材装到退火炉台车上，边生产边收集边装炉，直到接近退火炉承载能力；(3)将台车送入退火炉炉膛内，关上炉门，并压紧所有侧密封，等待15 25分钟，直到 各区温度趋于稳定，此时炉膛内依靠热装钢材的余热扩散已使得温度场较均勻；(4)根据该钢种退火工艺曲线，设置升温速度为70 100°C/h，开始自动加热，升温加 热时间为1. 5 2. 5小时。
3.如权利要求2所述的圆钢棒材在线补热退火工艺，其特征在于所述步骤(1)中，步 进式冷床前进速度为1. 5 1. 8米/分钟，拉钢式冷床前进速度为2. 8 3. 5米/分钟。
4.如权利要求2所述的圆钢棒材在线补热退火工艺，其特征在于所述步骤(1)中，棒 材下冷床后的冷床收集温度为600 660°C。
5.如权利要求2所述的圆钢棒材在线补热退火工艺，其特征在于所述步骤(3)中，各 区温度趋于稳定在400 580°C。
6.用于权利要求1-5中任一权利所述圆钢棒材在线补热退火工艺的生产线，其特征在 于包括步进式冷床和台车式电阻退火炉，所述台车式电阻退火炉炉体布置在二副跨南北 方向，所述台车式电阻退火炉台车布置在一副跨南北方向，所述步进式冷床与台车式电阻 退火炉台车位于一副跨内。
全文摘要
本发明属于钢材热处理技术领域，是一种圆钢棒材在线补热退火工艺及其生产线。工艺按以下工艺流程进行冷床收集——高温钢材直接装炉退火。生产线，包括步进式或拉钢式冷床和台车式电阻退火炉，台车式电阻退火炉炉体布置在二副跨南北方向，台车式电阻退火炉台车布置在一副跨南北方向，步进式或拉钢式冷床与台车式电阻退火炉台车位于一副跨内。本发明可使[H]充分扩散逸出，防止棒材内部产生白点缺陷；便于采取热装炉工艺，使得退火炉初始温度可以达到400～580℃，从而使得能耗大幅度降低；钢材从冷床收集后直接装炉，缩短了生产周期约20小时，提高了劳动生产率。
文档编号C21D9/00GK101974677SQ20101053675
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者孙兴德, 席波, 陈雷 申请人:南京钢铁股份有限公司