CN100503062C - 管线钢热轧平板板形控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制管线钢热轧平板板形的方法，通过轧辊凸度匹配、压下制度选择、冷却工艺控制及矫直参数确定等工艺措施，使轧机工作辊与支撑辊的辊形均为正弦曲线，并根据轧制量和板宽确定磨辊周期及凸度范围；采用重型液压正弯辊；精轧过程合理分配各道次压下率；调整冷却后风吹扫角度及风管排布方式；增设控冷遮蔽；控制钢板上下冷却水比例；降低导入、导出辊位置，采取正弯矫直工艺。从而有效减少钢板瓢曲变形和翘头、翘尾现象，使管线钢热轧平板不平度在15IU以下的占95.6%。同时减少设备损害，提高生产效率和设备使用寿命。适合于生产X70以上级管线钢热轧平板时控制板形使用。
Description
技术领域
本发明属于一种热轧钢板板形控制技术领域，具体说是涉及一种控制管线钢热轧平板板形不平度的工艺方法。
背景技术
石油天然气长输管线用钢管主要有两大类：螺旋焊管和直缝焊管。一般地区通常使用管径较小壁厚较薄的螺旋焊管；而人口密集，地质条件复杂，使用环境苛刻的三、四类地区都使用直缝埋弧焊钢管。制作螺旋焊管采用管线钢热轧卷板；制作直缝焊管多采用管线钢热轧平板。
由于管线钢这种特殊的用途和使用条件，因而对钢的强度、冲击韧性、耐腐蚀性以及焊接性能等综合性能指标的要求都十分严格。为了达标，在钢的冶炼过程中采取加入多种合金元素，进行合金化处理等工艺措施；在热轧生产中，采用热机械轧制工艺，控制轧制、控制冷却以获得需要的组织与性能，使高级别的管线钢得以大批量生产。但是，随着上述工艺的应用，在管线钢热轧平板的生产过程中，常常出现钢板在轧制冷却后发生瓢曲变形的现象。所带来的问题，一是使钢板板形不平度超标，无法交货；二是影响生产节奏和效率，增加生产成本；三是瓢曲的钢板在输送过程中对输出辊道、冷床输送链子、组合剪的剪刃、夹送辊以及喷、打字机损害较大，严重影响设备使用寿命。尤其是板形的实质反映了钢板内部组织和应力分布状态，板形瓢曲说明其内部残余应力分布不均，这将直接影响到钢板的使用性能。因此，管线钢热轧平板板形不平度的控制就成为困扰各中厚板厂家的一个难题。各生产厂与研究部门亦处于试验研究和摸索生产阶段，目前尚无定型的经验可资借鉴，也未发现具体的资料报导。
发明内容
本发明针对管线钢热轧平板产生瓢曲变形这一问题，提供一种制造高压、大口径石油天然气输送管道用管线钢热轧平板板形不平度的控制方法。
本发明管线钢热轧平板板形控制方法，包括轧辊凸度匹配、压下制度选择、冷却工艺控制及矫直参数设定等，其技术方案是：轧机工作辊与支撑辊的辊形均具有正弦曲线，并根据轧制量和板宽确定磨辊周期及凸度；精轧过程中合理分配各道次压下率；冷却工艺调整风吹扫角度和分布，调整控冷遮蔽范围，调整钢板上、下表面冷却水的比例；降低导入、导出辊位置，采取正弯矫直工艺。
轧机下工作辊辊形根据辊径磨损程度分为两段，每段分成四个磨辊周期，每个磨辊周期下工作辊凸度均有变化，其区间在200～400μm之间。
当下工作辊直径>1070mm时，下工作辊凸度分别为：第一周期200μm；第二周期250μm；第三周期300μm；第四周期350μm正弦曲线；
当下工作辊直径≤1070mm时，四个磨辊周期下工作辊凸度分别为250μm、300μm、350μm、400μm正弦曲线。
轧机支撑辊凸度分为两段：辊身中间部分根据所轧钢板宽度并与之相对应，磨制成凸度为60～100μm的正弦曲线；辊身两端各为一段圆弧应力卸载曲线。
本发明采用液压重型正弯辊，每侧的弯辊力为250～350吨。
精轧采用六道次轧制，各道次的压下率分别为：1道次：28～32％，2道次：25～30％，3道次：20～25％，4道次：16～20％，5道次：15～18％，6道次：10～15％。
钢板轧后控冷过程中，出口风吹扫设三根管：其中两根角度为60～80°，另一根为水平排布；控冷遮蔽范围在板宽70～100mm位置；钢板上表面与下表面冷却水量的比例为1：1.8～1：2.2。
矫直工艺中，导入辊的位置在-1.4mm～-3.5mm；导出辊的位置在-2.1mm～-5.1mm。
按照本发明方法生产管线钢热轧平板，有效避免了钢板瓢曲变形和翘头、翘尾现象，极大改善了板形，使管线钢热轧平板不平度在15IU以下的占95.6％，达到2σ水平。同时，由于板型的改善，加快了生产节奏，减少了设备损害，提高了生产效率和设备使用寿命，保证了按期保质交货。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：来料为连铸坯，规格：230×1650×2500mm。
热轧平板规格尺寸：14.3×2435×12000mm。
轧辊辊身长度：4100mm。
新轧辊凸度匹配：每个磨辊周期的确定是根据生产周期来计算的，通常每生产500～1000吨平板为一个生产周期。
上工作辊凸度250μm；下工作辊凸度200μm。
支撑辊凸度：距辊身中点±1500mm内为60μm正弦曲线；距辊身中点±1500mm外为R＝7m的圆弧卸载曲线。
为保证轧辊凸度，选择弯辊力为350吨。
板坯粗轧后，厚度约mm，分配精轧各道次压下率依次为：1道次32％；2道次28％；3道次23％；4道次19％；5道次16％；6道次14％。
控冷上艺：为保证钢板横向组织均匀，克服钢板上表面的中部滞留水流造成中间传热慢，边部传热快的问题，采用遮蔽装置。遮挡范围在板宽70mm位置，以控制传热不均的问题。
钢板上下表面冷却过程中，合理的冷却水量及其上、下表面水量的合理分布，是保证钢板平直度的关键，经实践验证确定上下水的比例为1∶2.2。
为了使钢板出控冷系统后表面无残留水，因此采用三根管进行出口风吹扫。前两根设定角度为60°，相隔距离500mm，后一根为水平排布，距前两根5～6m。
管线钢板在生产过程中板形不合的一个突出现象就是钢板头尾翘曲严重。通过降低导入、导出辊位置，并与弯辊配合，同时采取双坯控轧的第一块矫直一道次，第二块矫直三道次。一道次矫直参数为：
导入辊位置：-2.5mm；导出辊位置：-3.1mm；弯辊值：1.1mm。
三道次矫直参数为：
| 道次 | 导入辊位置(mm) | 导出辊位置(mm) | 弯辊值(mm) |
| 1 | -1.4 | -3.1 | 1.1 |
| 2 | -2.1 | -4.1 | 0.4 |
| 3 | -2.6 | -5.1 | 0.4 |
通过上述措施，使钢板在矫直变形过程中变形带形状由“—”调整为“⌒”，从而减小甚至消灭钢板翘头、翘尾现象。
实施例2：
连铸坯规格：230×1650×3900mm；轧后钢板尺寸：21×3090×12000mm。辊身长不变。使用后下工作辊辊径<1070mm，且为第四磨辊周期。采用上工作辊凸度250μm；下工作辊凸度为400μm。
支撑辊凸度为80μm；两端为R＝7m曲线。
弯辊力250吨。精轧六道次压下率分配为：
1道次30％；2道次27％；3道次24％；4道次20％；5道次15％；6道次10％。
控冷设3根风吹扫管，前两根角度80°，相距800mm；后一根水平布置，距前两根6m。
钢板上下表面冷却水比例为1：1.8。
控冷遮挡范围在板宽100mm位置。
采用一道次矫直，其参数为：
导入辊位置-3.5mm；导出辊位置-4.1mm；弯辊值1.5mm。
木发明适合大型中厚板厂生产高压、大口径石油天然气输送管道用管线钢热轧平板时控制板形使用。
Claims (2)
1、一种管线钢热轧平板板形控制方法，包括轧辊凸度匹配、压下制度选择、冷却工艺控制及矫直参数设定，其特征在于：轧机工作辊与支撑辊的辊形均具有正弦曲线，并根据轧制量和板宽确定磨辊周期及凸度；精轧过程中合理分配各道次压下率；冷却工艺调整风吹扫角度和分布，调整控冷遮蔽范围，调整钢板上、下表面冷却水的比例；降低导入、导出辊位置，采取正弯矫直工艺；其具体工艺过程及参数为：
根据轧制量和辊径磨损程度确定轧机下工作辊磨辊周期：轧机下工作辊辊形根据辊径磨损程度分为两段，每段分成四个磨辊周期：当下工作辊直径>1070mm时，四个磨辊周期下工作辊凸度为：第一周期200μm，第二周期250μm，第三周期300μm，第四周期350μm的正弦曲线；当下工作辊直径≤1070mm时，四个磨辊周期下工作辊凸度分别为250μm、300μm、350μm、400μm正弦曲线；
根据板宽确定轧机支撑辊凸度：轧机支撑辊凸度分为两段：辊身中间部分与板宽相对应凸度为60～100μm的正弦曲线，辊身两端各为一段圆弧应力卸载曲线；
精轧过程中各道次压下率为：1道次28～32％，2道次25～30％，3道次20～25％，4道次16～20％，5道次15～18％，6道次10～15％；
冷却工艺过程中，风吹扫角度和分布为：出口设置三根风吹扫管，其中一根为水平排布，另两根角度为60～80°；控冷遮蔽范围在板宽70～100mm位置；钢板上表面与下表面冷却水量的比例为1：1.8～1：2.2。
2、根据权利要求1所述的管线钢热轧平板板形控制方法，其特征在于，矫直工艺中，导入辊的位置在—1.4mm～—3.5mm；导出辊的位置在—2.1mm～—5.1mm。
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