CN102699022A - 一种单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轧钢领域，是一种单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，过过优化化学成分设计、开发层流冷却系统头尾避让功能、优化与化学成分相匹配的轧制控制工艺等措施，综合保证单机架炉卷轧机轧制屈服强度≥360MPa级别极限规格钢卷性能合格稳定性。本发明的控制方法可以综合保证单机架炉卷轧机轧制屈服强度≥360MPa级别极限规格钢卷性能合格稳定性，既可以生产极限最薄最宽规格5mm×2500mm的炉卷轧机卷轧钢卷，亦可生产极限最厚最宽25mm×2500mm的炉卷轧机平轧钢卷。

Description

一种单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法

技术领域

本发明属于轧钢领域，涉及一种钢卷性能控制方法，具体的说是一种单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法。

背景技术

目前在使用150mm～220mm厚的坯料卷轧生产极限厚度、宽度（最薄5mm*2500mm、最厚25）规格360MPa级别的钢卷，产品规格已经达到了中厚板生产的极限值。

由于钢卷产品在轧制过程中长度较长，随钢板轧制过程中变得越来越薄，轧件会变得越来越长，轧制周期会变长，对应的钢板温降会越来越快，特别是轧件的头尾温降会更快，轧件长度方向上会出现温度分布极其不均匀，增加了轧件的性能控制的难度。为此，开发一种长坯料炉卷轧机生产极限规格、且强度级别为360MPa钢卷性能控制工艺，是急需解决的一个问题，特别是坯料长度大于10m以上时，会出现轧件温差过大且温降过快导致的性能与板形等一系列问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，可以保证单机架3500mm炉卷轧机轧制屈服强度≥360MPa级别极限规格钢卷性能合格稳定性。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，进行以下控制：：

化学成分设计：钢卷的重量百分比化学成分为：C：0.04%～0.2%，Mn: 1.3%～1.6%，Si:0.15%～0.25%，Cr：0%～0.2%，Nb：0.0%～0.055%，V：0%～0.01%，Ceq：0.30%～0.45%，Pcm：0.1%～0.15%，余量为铁；

加热炉烧钢温度控制：为降低轧件头尾与本体的温差，在加热过程中，通过调整加热炉长短火焰的开启比例，对于长度<10m的坯料，坯料两端的加热温度要比中间高10～20℃，同时坯料尾部温度要比头部高10～20℃；对于长度≥10m的坯料，坯料两端的加热温度要比中间高20～30℃，同时坯料尾部温度要比头部高10～20℃；

卷取炉温度设定：根据卷轧钢种的强度级别来设定卷取炉温度，卷轧钢板强度越高，卷取炉温度越高，温度范围控制在850℃～950℃；

压下制度控制：降低末轧1～3个道次的压下率，10%≤倒数第二道次压下率≤16%，7%≤末道次压下率≤11%；

二级弯辊力控制：弯辊系数设定为0～2.5；

工作辊辊凸度控制：根据辊期及工作辊磨损与热膨胀情况，开启辊身冷却水，如轧制板形为边浪瓢曲，则开启工作辊边部冷却水；如轧制板形为中浪瓢曲，则开启工作辊中间冷却水；

冷却工艺：投用冷却系统的头尾避让功能，保证头尾比轧件本体返红温度高10～30℃范围内，使的轧件头尾与本体钢卷力学性能统一与一致，同时轧件进入冷却系统前，根据轧件宽度，选择合适水比，保证出层流板形，对于厚度≤8mm或者宽度≥3m的轧件，投用边部遮挡功能；当卷轧板冷却水的温度≤14℃时，调整冷却塔的关启，控制冷却水的温度稳定在15℃～25℃。

钢卷的成分设计既要满足工艺窗口的要求，允许钢卷返红温度温差在45℃以上，避免成分偏弱致轧制工艺返红温度窗口偏窄，钢卷成品强度难以满足力学性能要求，同时钢卷的卷取后自回火后力学性能也满足要求。钢卷的成分设计偏弱会导致返红工艺窗口偏窄(40℃左右)，致屈服低或延伸率低极限波动无法满足合同要求的屈服强度≥360MPa。考虑到钢卷卷取后温度较高，钢卷存在一个自回火的过程，对应的强度会有所降低，同时轧件本身返红温度偏差也为45℃左右，成分设计要满足轧件温差的实际与强度达标的要求。为解决屈服强度波动与消除工艺窗口偏窄的问题，在返红温度为680℃的前提下对卷轧钢卷强度进行理论分析：返红温度680℃时对应的理论屈服强度为426MPa、抗拉554Mpa，消除屈服强度偏低等问题，在返红温度680℃时，对应屈服强度理论值426MPa，可以满足360MPa钢卷性能达标的要求。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，用厚度为150mm～220mm的长坯料，生产的钢卷屈服强度大于等于360MPa，对应钢卷的厚度最薄为5mm，轧制厚度最厚可达20mm，对应的轧件宽度最宽可达2500mm。

前述的单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，压下制度控制中，如出现中浪轧制板形，则依次增加末轧2道次压下率，倒数第二道次压下率增加1%～3%，倒数第一道次压下率增加0.5%～2%。

前述的单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，二级弯辊力控制中，如出现边浪瓢曲，则增加弯辊系数，二级弯辊力系数由0～1.0降低至2～2.5；如果出现中浪瓢曲，则降低弯辊系数，二级弯辊力系数由2.0～2.5降低至0～1.0。

本发明的有益效果是：

本发明通过过优化化学成分设计、开发层流冷却系统头尾避让功能、优化与化学成分相匹配的轧制控制工艺等措施，综合保证单机架炉卷轧机轧制屈服强度≥360MPa级别极限规格钢卷性能合格稳定性。

本发明的控制方法可以综合保证单机架炉卷轧机轧制屈服强度≥360MPa级别极限规格钢卷性能合格稳定性，既可以生产极限最薄最宽规格5mm*2500mm的炉卷轧机卷轧钢卷，亦可生产极限最厚最宽25mm*2500mm的炉卷轧机平轧钢卷。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺设备连接示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种单机架炉卷轧机轧制12.7mm*2500mm管线钢L415钢卷性能的控制工艺，该工艺要求出炉温度1200℃，坯料加热温度：头部为1215℃，中间加热温度为1200℃，尾部加热温度为1225℃。轧制道次4+5道，二阶段开轧温度960℃，待温坯厚度4h，终轧温度810℃，返红温度560℃。第8道次压下率为12%，第9道次压下率为8%；弯辊力系数2.5，终轧速度为2.9m/s； 

本实施例选择1块平轧板X65管线钢钢卷，坯料实际尺寸为150*2500*7100mm，成品厚度为12.7mm，轧制11个道次，分为两个轧制阶段：一阶段平轧4个道次，二阶段平轧5个道次。具体过程如下，见图1：

⑴主要化学成分设计：C：0.06%，Mn:1.55%,Si:0.2%，Cr:0.17%，Nb:0.045%，V:0.01%，Ceq=0.35，Pcm=0.15，余量为铁；工艺点与力学性能预测：Tnr=957℃，Ar3=760℃，屈服强度=530MPa，抗拉强度=625MPa，屈强比=85%。

⑵坯料在步进梁式加热炉1中的加热温度提高至1200℃，坯料加热温度：头部为1210℃，中间加热温度为1200℃，尾部加热温度为1225℃，步进梁式加热炉1出钢后先由除鳞机2粗除鳞，之后依次经过机前卷取炉3、四辊可逆轧机4和机后卷取炉5，当四辊可逆轧机4的工作辊生产900吨以上后，开启四辊可逆轧机4的工作辊身边部冷却水。

⑶进入四辊可逆轧机4，轧制道次4+5道，阶段开轧温度960℃，待温坯厚度4h。

⑷调整四辊可逆轧机4的弯辊与压下率：第8道次压下率为12%，第9道次压下率为8%； 

⑸轧件进入层流冷却系统6后，抛钢速度2.90m/s，投用层流冷却系统头尾避让功能，确保轧件头尾返红温度比中间本体高25℃左右。 

⑹轧件进入热卷取机7后，热卷取机的卷取速度与轧机的抛钢速度匹配，卷取速度为2.9m/s，最后进入热矫直机8。

实施例2

本实施例是一种单机架炉卷轧机热轧极限厚度、宽度最薄5mm*2500mm规格出口S355钢卷，该工艺要求出炉温度1200℃，坯料加热温度：头部为1215℃，中间加热温度为1200℃，尾部加热温度为1225℃。轧制道次13道，不控轧，终轧温度830℃，返红温度650℃。第12道次压下率为13%，第13道次压下率为9%；弯辊力系数2.0，终轧速度为3.87m/s； 

本实施例选择1块卷轧S355出口钢卷，坯料实际尺寸为150*2500*6800mm，钢卷的厚度为5mm*2500mm，轧制13个道次，不控轧。具体过程如下，见图1：

⑴主要化学成分设计：C：0.16%，Mn:1.45%，Si:0.25%，Nb:0.025%，Ceq=0.42，余量为铁；工艺点与力学性能预测：屈服强度=426MPa，抗拉强度=554MPa，屈强比=77%。

⑵坯料在步进梁式加热炉1中的加热温度提高至1210℃，坯料加热温度：头部为1220℃，中间加热温度为1210℃，尾部加热温度为1235℃，步进梁式加热炉1出钢后先由除鳞机2粗除鳞，之后依次经过机前卷取炉3、四辊可逆轧机4和机后卷取炉5。

⑶进入四辊可逆轧机4，轧制道次13道，常规轧制不控温。

⑷调整四辊可逆轧机4的弯辊与压下率：第12道次压下率为13%，第13道次压下率为9%；

⑸轧件进入层流冷却系统6后，抛钢速度3.87m/s,投用层流冷却系统头尾避让功能，确保轧件头尾返红温度比中间本体高25℃左右。 

⑹轧件进入热卷取机7后，卷取机的卷取速度与轧机的抛钢速度匹配，卷取速度为3.87m/s，最后进入热矫直机8。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，其特征在于：

化学成分设计：钢卷的重量百分比化学成分为：C：0.04%～0.2%，Mn: 1.3%～1.6%，Si:0.15%～0.25%，Cr：0%～0.2%，Nb：0.0%～0.055%，V：0%～0.01%，Ceq：0.30%～0.45%，Pcm：0.1%～0.15%，余量为铁；

加热炉烧钢温度控制：为降低轧件头尾与本体的温差，在加热过程中，通过调整加热炉长短火焰的开启比例，对于长度<10m的坯料，坯料两端的加热温度要比中间高10～20℃，同时坯料尾部温度要比头部高10～20℃；对于长度≥10m的坯料，坯料两端的加热温度要比中间高20～30℃，同时坯料尾部温度要比头部高10～20℃；

卷取炉温度设定：根据卷轧钢种的强度级别来设定卷取炉温度，卷轧钢板强度越高，卷取炉温度越高，温度范围控制在850℃～950℃；

压下制度控制：降低末轧1～3个道次的压下率，10%≤倒数第二道次压下率≤16%，7%≤末道次压下率≤11%；

二级弯辊力控制：弯辊系数设定为0～2.5；

工作辊辊凸度控制：根据辊期及工作辊磨损与热膨胀情况，开启辊身冷却水，如轧制板形为边浪瓢曲，则开启工作辊边部冷却水；如轧制板形为中浪瓢曲，则开启工作辊中间冷却水；

冷却工艺：投用冷却系统的头尾避让功能，保证头尾比轧件本体返红温度高10～30℃范围内，使的轧件头尾与本体钢卷力学性能统一与一致，同时轧件进入冷却系统前，根据轧件宽度，选择合适水比，保证出层流板形，对于厚度≤8mm或者宽度≥3m的轧件，投用边部遮挡功能；当卷轧板冷却水的温度≤14℃时，调整冷却塔的关启，控制冷却水的温度稳定在15℃～25℃。

2.如权利要求1所述的单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，其特征在于：用厚度为150mm～220mm的长坯料，生产的钢卷屈服强度大于等于360MPa，对应钢卷的厚度最薄为5mm，轧制厚度最厚可达20mm，对应的轧件宽度最宽可达2500mm。

3.如权利要求1或2所述的单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，其特征在于：所述压下制度控制中，如出现中浪轧制板形，则依次增加末轧2道次压下率，倒数第二道次压下率增加1%～3%，倒数第一道次压下率增加0.5%～2%。

4.如权利要求1或2所述的单机架炉卷轧机热轧极限规格钢卷控制方法，其特征在于：所述二级弯辊力控制中，如出现边浪瓢曲，则增加弯辊系数，二级弯辊力系数由0～1.0降低至2～2.5；如果出现中浪瓢曲，则降低弯辊系数，二级弯辊力系数由2.0～2.5降低至0～1.0。

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