CN103706645A - 一种缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法，该方法包括将连铸坯送入粗轧机进行粗轧以得到预定厚度的中间坯，然后继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机以对中间坯进行冷却，接着对冷却后的中间坯进行精轧，从而得到轧制成品，其中，继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机的步骤包括：使道次压下率为零，控制中间坯通过粗轧机的速度为3.0～4.5m/s，并且分别在粗轧机的入口处和出口处以压力为10MPa～30MPa的水对中间坯进行冷却，以达到精轧所需温度。因此，根据本发明的方法，缩短了中间坯的待温时间，中间坯的冷却速度可提高到1.5℃/s～3.0℃/s，有效地提高了生产效率。另外，根据本发明的方法，不需要在传输辊道上增加冷却设备以加速冷却，从而降低了投资成本。

Description

一种缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法

技术领域

本发明属于热连轧板带生产技术领域，具体地讲，涉及一种缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法。

背景技术

使用高强度钢板可以减轻构件的重量，减轻设备的自重量，减少设备的燃料消耗，从而提高设备的工作效率，因此各行各业均大量使用高强度钢板。例如，石油管线钢、集装箱、工程机械、汽车、铁道车辆等领域中都出现大量使用高强度钢取代传统普通强度钢的趋势，并且对所用钢种的强度级别的要求越来越高。但是，随着钢板强度的升高，其低温冲击韧性必然会有所降低。

为了提高钢材的强度和韧性，需要将粗轧后的中间坯降温至精轧所需的温度。目前，国内外普遍采用粗轧后的中间坯在输送辊道上摆动空冷的方法直至温度降低到未再结晶区温度后进行精轧，如南京钢铁股份有限公司的廖仕军发明的一种未再结晶区两阶段控制轧制中板的方法（CN101954376）、鞍钢股份有限公司的沙庆云等发明的一种表层细晶粒厚规格管线钢卷板的生产方法（CN101992213）、新余钢铁股份有限公司的赖朝彬等发明的一种高强韧钢板的生产工艺（CN101363076）等。经计算，根据中间坯厚度的不同，空冷速度大约在0.7℃/s～1.5℃/s之间。因此，存在中间坯待温时间长，轧机生产节奏慢，生产效率低等问题。

在部分中厚板生产过程中，通过在粗轧和精轧之间的输送辊道上增加冷却装置来降低中间坯的温度，如鞍钢股份有限公司的李新玲等发明的一种工程机械用钢中间坯待温控轧的方法（CN102107220），将轧制后得到的厚度不小于100mm的中间坯，在输送辊道上采用喷淋冷却的方式，以2～5K/s的冷却速率将中间坯冷却到预定温度后，置入空气中待温60～250s时间，待头、尾温差不大于25℃且降温至二阶段目标轧制温度，送入精轧机中进行精轧。南京钢铁股份有限公司和北京科技大学的康永林等发明的高强度低合金钢待温坯加速冷却装置（CN100457926），在粗轧和精轧之间的输送辊道两侧增加轴流风机或汽雾喷射装置，通过喷射空气或汽雾来提高中间坯的冷却速度。北京科技大学的余伟等发明的一种中厚板控制轧制中间坯的冷却方法（CN101829688），在粗轧和精轧之间的输送辊道的上下增加高密度、超高密度的集管和喷嘴，采用喷射水流的冷却方式来提高中间坯的冷却速度。因此，上述发明中均需要在粗轧和精轧之间的输送辊道上增加冷却设备，并且设备较为复杂，同时对气路、水路的洁净度以及压力控制要求比较高，导致了投资成本的增加。此外，上述设备一般仅在中厚板生产中使用，在一定程度上限制了上述设备的使用范围。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种提高中间坯的冷却速度、缩短待温时间的缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种提高生产效率的缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法。

本发明的再一目的在于提供一种节约成本的缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法。

本发明提供一种缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法，所述方法包括如下步骤：将连铸坯送入粗轧机进行粗轧以得到预定厚度的中间坯，然后继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机以对中间坯进行冷却，接着对冷却后的中间坯进行精轧，从而得到轧制成品，其中，继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机的步骤包括使道次压下率为零，控制中间坯通过粗轧机的速度为3.0～4.5m/s，并且分别在粗轧机的入口处和出口处以压力为10MPa～30MPa的水对中间坯进行冷却，以达到精轧所需温度。

根据本发明的一方面，在继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机的步骤中，可以使预定厚度的中间坯通过粗轧机2道次。

根据本发明的一方面，在将连铸坯送入粗轧机进行粗轧以得到预定厚度的中间坯的步骤中，粗轧末道次的温度可以控制在1020℃以上。

根据本发明的一方面，所述预定厚度可以为30mm～60mm。

根据本发明的一方面，所述预定厚度的中间坯可以是通过在粗轧机中对连铸坯进行轧制3～7道次得到。

根据本发明的一方面，所述方法还包括：在通过粗轧机对中间坯进行冷却之后送往精轧机之前，可以将冷却后的中间坯在输送辊道上进行空冷，以使中间坯达到精轧所需温度。

因此，根据本发明的方法，缩短了中间坯的待温时间，中间坯的冷却速度可提高到1.5℃/s～3.0℃/s，有效地提高了生产效率。另外，根据本发明的方法，不需要在传输辊道上增加冷却设备以加速冷却，从而降低了投资成本。另外，本发明的方法操作简单，实用性强。另外，本发明的方法不仅可在热连轧钢板生产中采用，还可在中厚板生产中采用，适用范围较广。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法进行详细的描述。

为了提高钢材的强度和韧性，需要在轧制过程中细化奥氏体晶粒或增加变形奥氏体晶粒内部的位错滑移带，为相变时铁素体形核提供更多、更分散的形核位置，以形成细小分散的铁素体和珠光体或贝氏体组织。在轧制过程中，热连轧带钢根据温度的不同可分为再结晶区轧制、部分再结晶区轧制、未再结晶区轧制和两相区轧制。再结晶区轧制的目的是促进奥氏体的再结晶，细化奥氏体晶粒，从而细化最终的铁素体晶粒；部分再结晶区轧制会产生混晶，混晶组织的出现会降低最终成品的冲击韧性；未再结晶区轧制的目的是增加变形奥氏体晶粒内部的位错滑移带，增加相变时铁素体的形核核心，以细化铁素体晶粒；在两相区轧制中，其轧制温度低，变形抗力大，对轧机的负荷带来不利的影响，在工业上生产高强度钢板时，基本未采用。因此，在生产高强高韧钢材时，为了保证钢材的强度和韧性，在粗轧和精轧中均要避开部分再结晶区，以避免混晶组织给钢材的力学性能带来的负面影响，也就意味着粗轧过程要在再结晶区进行轧制，精轧过程要在未再结晶区进行轧制，例如，高级别管线钢的粗轧末道次温度一般高于1030℃，而精轧入口时所需温度一般低于960℃，因此，要避开部分再结晶区轧制，需要在粗轧和精轧之间对中间坯进行冷却，而该过程所需要的时间即中间坯待温时间。本发明的目的在于提供一种缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法。

本发明提供了一种缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法，所述方法包括将连铸坯送入粗轧机进行粗轧以得到预定厚度的中间坯，然后继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机以对中间坯进行冷却，接着对冷却后的中间坯进行精轧，从而得到轧制成品，其中，继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机的步骤包括：使道次压下率为零，控制中间坯通过粗轧机的速度为3.0～4.5m/s，并且分别在粗轧机的入口处和出口处以压力为10MPa～30MPa的水对中间坯进行冷却，以达到精轧所需温度。

根据本发明的方法，首先，将连铸坯送入粗轧机进行粗轧以得到预定厚度的中间坯，此外，可将连铸坯粗轧成厚度为30mm～60mm的中间坯（例如，可以是方坯），即，预定厚度是30mm～60mm。具体地，可通过在粗轧机中轧制3～7道次后得到该中间坯，更具体地，可通过在粗轧机中轧制5道次后得到该中间坯。但本发明并不限于此，只要是能够得到上述中间坯的任何数量的道次均可。此外，经粗轧机轧制后，粗轧末道次的温度可控制在1020℃以上。

然后，继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机以对中间坯进行冷却，优选地，在道次压下率为零，控制中间坯通过粗轧机的速度为3.0～4.5m/s（优选地，中间坯通过粗轧机的速度可为3.3～4.3m/s）条件，使可预定厚度的中间坯通过粗轧机2道次，以达到精轧所需温度。在本发明的方法中，如果中间坯通过粗轧机的速度小于3.0m/s，那么虽然精轧时中间坯的温度更低，但需要冷却的时间更长，降低了生产效率；另一方面，如果中间坯通过粗轧机的速度大于4.5m/s，则冷却效果较差，仍然需要在输送辊道上空冷较长时间后才能达到精轧所需温度。另外，根据本发明的方法，使用的水可以是用于除去连铸坯表面的氧化铁皮（高压水除磷）的高压水。可通过高压水泵输送出的水对中间坯进行冷却降温。根据本发明的方法，通过在粗轧的过程中直接对中间坯进行冷却，明显地缩短了中间坯的待温时间，提高了生产效率。此外，在粗轧机的入口处和出口处通过水对中间坯进行冷却，使得中间坯的冷却速度可达到1.5℃/s～3.0℃/s。根据本发明的优选实施例，粗轧机的入口处和出口处通过水对中间坯进行冷却，使得中间坯的冷却速度可达到1.8℃/s～3.0℃/s，优选地，可达到1.8℃/s～2.0℃/s、2.0℃/s～2.5℃/s、2.0℃/s～3.0℃/s或2.5℃/s～3.0℃/s。另外，该方法不需要在输送辊道上设置任何冷却设备，即可达到对中间坯进行冷却的目的，节约了投资成本。

此外，若在粗轧机中的冷却温度达不到精轧时所需要的温度时，优选地，还可在通过粗轧机对中间坯进行冷却之后送往精轧机之前，将冷却后的中间坯在输送辊道上进行空冷，以使中间坯达到精轧所需温度。但是，在输送辊道上进行空冷的时间较短，一般在粗轧机中冷却后的中间坯通过输送辊道输送至精轧机的时间即可达到精轧所需温度。

最后，将以达到精轧所需温度的中间坯经输送辊道输送至精轧机中进行轧制，以得到轧制成品。

因此，根据本发明的方法，缩短了中间坯的待温时间，中间坯的冷却速度可提高到1.5℃/s～3.0℃/s，有效地提高了生产效率。

另外，根据本发明的方法，不需要在传输辊道上增加冷却设备即可达到冷却的目的，从而降低了投资成本。

另外，本发明的方法操作简单，实用性强。

另外，本发明的方法不仅可在热连轧钢板生产中采用，还可在中厚板生产中采用，适用范围较广。

下面将结合具体实施例来详细描述本发明的缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法进行详细地描述。

实施例1

生产16.8mm的X70高级别管线钢，230mm厚的连铸板坯经过5道次粗轧，轧制成60mm厚的中间坯，粗轧中的连铸板坯的末道次温度为1035℃，为了保证X70管线钢精轧全部在未再结晶区，要求精轧入口温度不大于950℃。粗轧后的中间坯在粗轧机中，以道次压下率为零的条件，通过2道次，通过的速度为3.5m/s，通过的时间为24s，并且在粗轧机的入口处和出口处，用20MPa的水对中间坯进行冷却，冷却后，中间坯的温度为990℃，其中，冷却速度达到1.88℃/s。将中间坯再在输送辊道上空冷47s，使得中间坯的温度降低到950℃后，进入精轧机中进行轧制，以得到轧制成品。经计算，中间坯的待温时间为71s。

对比例1

采用与实施例1相同的方法粗轧得到中间坯，不同之处在于在将连铸坯轧制成60mm厚的中间坯之后直接将中间坯在输送辊道上进行空冷，待中间坯的温度降低到950℃时再送往精轧机，其中，将中间坯冷却至950℃所需要的时间为95s，平均冷却速度为0.85℃/s。

将实施例1与对比例1比较，实施例1的中间坯的待温时间比对比例1的中间坯的待温时间缩短了24s。

实施例2

生产15.5mm厚的压力容器板，230mm厚的连铸板坯经过5道次粗轧轧制成56mm厚的中间坯，粗轧末道次温度为1029℃，为了保证精轧未再结晶区变形量，要求的精轧入口温度不大于970℃。粗轧后的中间坯在粗轧机中，以道次压下率为零的条件，通过2道次，通过的速度为4.1m/s，通过的时间为22s，并且在粗轧机的入口处和出口处，用20MPa的水对中间坯进行冷却，冷却后，中间坯的温度为980℃，其中，冷却速度达到2.2℃/s。将中间坯通过输送辊道输送至上精轧机（由于中间坯在粗轧机中冷却后得到的温度为980℃只比精轧所需温度高出10℃，在输送辊道的输送过程中完全可以使得中间坯980℃的温度降至970℃以下，因此，输送过程所花时间为9s，即，中间坯在输送辊道上空冷9s即可达到精轧所需温度），进入精轧机中进行轧制，以得到轧制成品。经计算，中间坯的待温时间为31s。

对比例2

采用与实施例2相同的方法粗轧得到中间坯，不同之处在于在将连铸坯轧制成56mm厚的中间坯之后直接将中间坯在输送辊道上进行空冷，待中间坯的温度降低到970℃时再送往精轧机，其中，将中间坯冷却至970℃所需要的时间为48s。

将实施例2与对比例2比较，实施例2的中间坯的待温时间比对比例2的中间坯的待温时间缩短了17s。

实施例3

生产13.5mm厚的高强度工程机械用热轧钢板，230mm厚的连铸板坯经过5道次粗轧轧制成55mm厚的中间坯，粗轧末道次温度为1037℃，为了保证精轧未再结晶区变形量，要求的精轧入口温度不大于960℃。粗轧后的中间坯在粗轧机中，以道次压下率为零的条件，通过2道次，通过的速度为3.7m/s，通过的时间为25s，并且在粗轧机的入口处和出口处，用20MPa的水对中间坯进行冷却，冷却后，中间坯的温度为975℃，其中，冷却速度达到2.5℃/s。将中间坯通过输送辊道输送至上精轧机（由于中间坯在粗轧机中冷却后得到的温度为975℃只比精轧所需温度高出15℃，在输送辊道的输送过程中完全可以使得中间坯975℃的温度降至960℃以下，因此，输送过程所花时间为9s，即，中间坯在输送辊道上空冷9s即可达到精轧所需温度），进入精轧机中进行轧制，以得到轧制成品。经计算，中间坯的待温时间为34s。

对比例3

采用与实施例3相同的方法粗轧得到中间坯，不同之处在于在将连铸坯轧制成55mm厚的中间坯之后直接将中间坯在输送辊道上进行空冷，待中间坯的温度降低到960℃时再送往精轧机，其中，将中间坯冷却至960℃所需要的时间为62s。

将实施例3与对比例3比较，实施例3的中间坯的待温时间比对比例3的中间坯的待温时间缩短了28s。

经上述的实施例1与对比例1比较、实施例2与对比例2比较以及实施例3与对比例3比较可知，实施例1、实施例2以及实施例3的方法所需要的中间坯的待温时间明显少于对比例1、对比例2以及对比例3的方法所需要的中间坯的待温时间，实施例1的方法中的中间坯的冷却速度明显高于对比例1的方法中的中间坯的冷却速度。这表明，在根据本发明的缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法中，使道次压下率为零，控制中间坯通过粗轧机的速度为3.0～4.5m/s，并且分别在粗轧机的入口处和出口处以压力为10MPa～30MPa的水对中间坯进行冷却，可以获得意料不到的技术效果。

综上所述，本发明的方法将预定厚度的中间坯直接在粗轧过程中，使道次压下率为零，控制中间坯通过粗轧机的速度为3.0～4.5m/s，并且分别在粗轧机的入口处和出口处以压力为10MPa～30MPa的水对中间坯进行冷却，以将中间坯的冷却速度提高到1.5℃/s～3.0℃/s，缩短了中间坯的待温时间，提高了生产效率。另外，本发明的方法不需要在传输辊道上增加加快冷却设备，降低了投资成本。此外，本发明的方法具有操作简单、适应性强、生产效率高等特点，并且本发明的方法不仅可以在热连轧钢板板生产中采用，也可以在中厚板生产中采用，适用范围较广。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型和组合，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种缩短热连轧过程中的中间坯待温时间的方法，所述方法包括如下步骤：将连铸坯送入粗轧机进行粗轧以得到预定厚度的中间坯，然后继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机以对中间坯进行冷却，接着对冷却后的中间坯进行精轧，从而得到轧制成品，

其中，继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机的步骤包括：使道次压下率为零，控制中间坯通过粗轧机的速度为3.0～4.5m/s，并且分别在粗轧机的入口处和出口处以压力为10MPa～30MPa的水对中间坯进行冷却，以达到精轧所需温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在继续使预定厚度的中间坯通过粗轧机的步骤中，使预定厚度的中间坯通过粗轧机2道次。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在将连铸坯送入粗轧机进行粗轧以得到预定厚度的中间坯的步骤中，粗轧末道次的温度控制在1020℃以上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定厚度为30mm～60mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定厚度的中间坯是通过在粗轧机中对连铸坯进行轧制3～7道次得到。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：在通过粗轧机对中间坯进行冷却之后送往精轧机之前，将冷却后的中间坯在输送辊道上进行空冷，以使中间坯达到精轧所需温度。