CN104511478B

CN104511478B - 一种防止铝镇静钢冷轧划伤缺陷产生的方法

Info

Publication number: CN104511478B
Application number: CN201310455010.XA
Authority: CN
Inventors: 金国; 宋俊; 宋艳丽
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2033-09-29
Also published as: CN104511478A

Abstract

一种防止铝镇静钢冷轧划伤缺陷产生的方法，包括如下步骤：1）采用五机架连轧机，第一机架工作辊辊径420～450mm，轧辊预热，预热速度以第五机架出口带钢速度为准，控制为450～600米/分钟，预热时间10～15分钟；2)轧制过程中轧辊润滑用乳化液浓度2.5～3.0wt％；3)第一机架乳化液供给流量设为最大流量的60～70％；第二架乳化液供给流量设为最大流量的70～80％；第三架乳化液供给流量设为最大流量的90％；将第四、第五机架乳化液供给流量设为最大流量；4)轧制变形量分配，第一～第四机架采用相对压下量控制，第五机架采用绝对轧制力控制；第一机架压下量设为38～40％，第二机架压下量设定32～34％，将第四机架功率平衡上限设为所使用电机最大功率的88～92％。

Description

一种防止铝镇静钢冷轧划伤缺陷产生的方法

技术领域

本发明涉及铝镇静钢的轧制技术，尤其涉及一种防止铝镇静钢冷轧划伤缺陷产生的方法。

背景技术

低碳铝镇静钢作为一种用途非常广泛的冲压用钢，用户一般将其应用于汽车、家电等需要高成型性的领域。此类钢种对表面质量、塑性要求较高，其材料特性是全脱氧、组织致密、偏析小，正因为如此，这类钢种的材质较硬，常见的铝镇静钢屈服强度从280MPa至330MPa不等。同时，这类钢种在冷轧工序的变形量比较大，在第三、第四道次时的加工硬化会比较明显，尤其采用常见的五机架连轧机生产时，在G3、G4机架之间非常容易产生划伤，从而在钢板表面形成连续性缺陷。

从常规思路来分析，要解决板面划伤问题，行业内专业技术人员首先想到的会是用提高乳化液浓度的方法来提升润滑效果，对可能产生的划伤进行预先控制。但是对于铝镇静钢来说，无论润滑条件多么好，轧件在第三、第四道次都会产生严重的加工硬化，而正是这种加工硬化造成轧件和轧辊之间的焊合，在板面产生划伤。换句话说，铝镇静钢的板面划伤，其实就是轧件在连续多道次压下后内部产生加工硬化，使变形抗力加剧，从而和轧辊互相作用而产生。

现有技术中，要解决加工硬化问题，唯一的办法就是采用中间退火，但对于连轧机来说，是不具备使用中间退火的条件，如果采用二次冷轧的方法，则生产效率和生产成本又会大打折扣，因此，现有技术对于铝镇静钢的划伤防治，没有根本性的解决办法。通常是采取限制轧制速度来尽量减少工件和轧辊之间的受热焊合。一旦产生划伤，只能通过更换工作辊等措施加以消除，这样一来，就大大限制了机组产能的发挥，也加剧了轧辊消耗。

如中国专利申请号200710185667.3公开了一种防止热轧不锈钢带轧制划伤的方法及其装置，其方法是在轧制时，将压缩空气从最后一架热轧精轧机的出口导卫铺板的减重纵向孔设置的一排喷嘴吹出，由喷出的气流形成气垫把带钢吹起悬浮起来，使带钢的下表面与固定在出口导卫铺板上的非金属铺板分离。该专利是通过在带钢下表面铺设大流量的压缩空气喷吹装置，在带钢下部形成气垫，从而防止带钢和导卫装置直接接触造成划伤。和该专利解决的问题不同，铝镇静钢在轧制过程中的表面划伤，是由于带钢在变形过程中和轧辊高速摩擦焊合所致，并不能通过气垫的方法加以解决，因此该方法不能解决铝镇静钢的板面划伤问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止铝镇静钢冷轧划伤缺陷产生的方法，既不用限速生产，也无需中间退火和二次冷轧，就能够实现铝镇静钢高速轧制，同时板面不会产生任何缺陷，提高产品的实物质量和机组产能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种防止铝镇静钢冷轧划伤缺陷产生的方法，包括如下步骤：

1)采用五机架连轧机，第一机架的工作辊辊径达到420mm～450mm，同时，在轧制铝镇静钢前对轧辊充分预热，预热速度以第五机架出口带钢速度为准，控制为450米/分钟～600米/分钟，预热时间为10分钟～15分钟；

2)在铝镇静钢轧制过程中，轧辊的工艺润滑用的乳化液浓度控制在2.5wt％～3.0wt％；

3)将第一机架乳化液供给流量设定为最大流量的60％～70％；将第二架乳化液供给流量设定为最大流量的70％～80％；将第三架乳化液供给流量设定为最大流量的90％；将第四、第五机架的乳化液供给流量设定为最大流量；在连续轧制2小时以上后，控制乳化液主箱温度稳定在50℃～55℃；

4)轧制变形量的分配

第一～第四机架采用相对压下量控制，第五机架采用绝对轧制力控制；其中，将第一机架压下量设定为38％～40％，第二机架压下量设定为32％～34％，将第四机架功率平衡上限设为所使用电机最大功率的88～92％。

进一步，步骤4)中，采取上述措施后，若仍存在轻微划伤、色差，加大第三～第四机架间的单位张力1～2kg/mm²，可消除第四机架的划伤。

本发明针对冷轧产线中最常见的五机架连轧机，五机架连轧机是生产冷轧轧卷板的轧钢设备，通常包括由5架串列布置的四辊(或六辊)轧机组成的机组，各机架间依据秒流量相等的原则进行压下分配，根据所轧产品规格不同，每一机架的传动电机功率基本为1500kwh～3000kwh不等。

1、轧辊的预热及辊径匹配

在进行轧制计划编排时，尽量将铝镇静钢整合至一个大计划进行生产。考虑到此类钢种轧制时从第二机架开始后加工硬化逐步加大，因此第一机架的工作辊辊径应达到420mm～450mm，以增加第一机架的变形量负载能力，减少后续机架变形负担。同时，在批量轧制铝镇静钢前，对轧辊充分预热。预热速度以第五机架出口带钢速度为准，控制为450米/分钟～600米/分钟，预热时间为10分钟～15分钟。

需要注意的是，轧辊预热是一种公开技术，但以往的轧辊预热，其目的是为了使轧辊热凸度成型，以获得更好的板形。在本发明中，轧制预热是为了使第一机架轧辊的轧制负荷上升，以承载更高的轧制力。

承载更高的轧制力的目的，是为了使第一机架、第二机架的轧制力尽可能的高，甚至全部变形量的65％都在前两个机架完成(一般情况下，第一、第二机架变形负载不会超过50％)，这样一来，第一、第二机架的轧辊和轧件之间必然会过热焊合，带钢板面也必然会产生划伤。但是，划伤的深度毕竟是有限的，在前两个道次完成大部分的压下量后，第三、第四道次的负载就非常轻，两个道次加起来也只要完成30％左右的压下量，再辅以大流量的轧制润滑，加工硬化对轧辊的影响就会变得微乎其微。这是和以往公知技术的不同之处。

2、工艺润滑的调整

在铝镇静钢轧制过程中，轧辊的工艺润滑至关重要，要确保油膜能够正常形成，且必须和各机架的设定流量结合起来使用才能达到控制划伤的效果。根据轧制工艺来说，越是负载大的机架，就越应该使用大量的润滑，来改善该机架的工况，降低轧制负载。但是对于铝镇静钢来说，解决加工硬化的关键是降低后机架的变形负载，这样的话第一、第二机架就必须承受更大的负载，完成更多的变形量。因此，第一、第二机架的乳化液流量必须低，使机架润滑不足，通过摩擦力上升产生更大的轧制力，来提高机架的变形量。同理，在第三、第四机架采用小负载，同时辅以大流量润滑，是为了尽量降低轧制力，减少变形抗力对轧辊的反作用力，根据这一思路，对乳化液采用以下控制手段：

将乳化液系统浓度控制在2.5％～3.0％。将第一机架乳化液供给流量设定为最大流量的60％～70％，将第二架乳化液供给流量设定为最大流量的70％～80％，将第三架乳化液供给流量设定为最大流量的90％，将第四、第五机架的乳化液供给流量设定为最大流量。

采用上述流量设定后，第一、第二机架轧辊的辊身温度会非常高，轧制变形热传导到乳化液中，会使整个乳化液系统温度上升。因此，在连续轧制2小时以上，控制乳化液主箱温度尽可能稳定在50℃～55℃，这样做的目的是提前干预乳化液温度，避免润滑液温度急剧上升使板面出现色差等其它质量问题。

3、轧制变形量的分配

在轧制规范设定中，第一～第四机架采用相对压下量控制，第五机架采用绝对轧制力控制。相对压下量控制和绝对轧制力控制都是轧制过程中各道次的变形量分配方式，相对压下量控制是指用变形量的百分比来控制每道次的压下，绝对轧制力是用轧制力来控制道次的压下量。

这里需要注意的是，采用相对压下量控制时，任何情况下，最先考虑的是各机架的轧制力需要保持相对均衡，使轧件变形能够平稳进行。但对于铝镇静钢来说，加工硬化才是产生板面划伤的关键因素，为消除板面划伤，第三、第四机架的轧制力和变形量必须低。这样一来，主要的变形负载就是承担在第一、第二机架。因此，在轧制规范设定中，将第一、第二机架变形量尽可能增大。采用这种变形量设定策略后，在前两个道次可以完成全部变形量的65％左右，这种极端的大变形量在第二机架出口板面就会形成划伤。但是通过第三、第四道次的轧合，轧件的厚度会继续变薄，其表面的划伤也能得到消除。最后，将第五机架轧制力在预设值的基础上适度加大，以进一步缓解前道次的变形负荷。

轧制方式为：第一～第四机架采用相对压下量控制，第五机架采用绝对轧制力控制；其中，将第一机架压下量设定为38％～40％，第二机架压下量设定为32％～34％，将第四机架功率平衡上限设为所使用电机最大功率的88～92％(限定第四机架的轧机电机功率)。

采取上述措施后，若仍存在轻微划伤、色差，可加大第三～第四机架间的单位张力1～2kg/mm²，可消除第四机架的划伤。

本发明的有益效果是：

本发明在第一机架就采用“破坏性”的、不合常理的超高压下量，并尽可能的减少工艺润滑的使用，包括人为的使乳化液润滑不足，使第一机架、第二机架的轧制力尽可能的高，甚至全部变形量的65％都在前两个机架完成，这样一来，第一、第二机架的轧辊和轧件之间必然会过热焊合，带钢板面也必然会产生划伤。但是，划伤的深度毕竟是有限的，在前两个道次完成大部分的压下量后，第三、第四道次的负载就非常轻，两个道次加起来也只要完成30％左右的压下量，再辅以大流量的轧制润滑，加工硬化对轧辊的影响就会变得微乎其微。更进一步的是，在第一、第二道次大压下量产生的划伤，即便是30％的后续压下量也足以消除，也就是说，尽管划伤在第一、第二道次大量产生，但经过第三、第四道次的轧合，最终出口的板面是光洁完好的。

经现场实际验证，采用本发明，即使轧机保持在1000米/分钟的高速状态，轧制批量2000吨以上，带钢板面仍然不会发生划伤、色差等缺陷，可以显著提升冷轧产品的实物质量，降低生产过程中的辊耗成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

以轧制1500吨铝镇静钢为例，按来料宽度依次递减，编排为一份轧制计划：

1)轧制前，轧机第一机架工作辊采用430mm辊径，第二机架工作辊采用420mm辊径，其它机架不作要求；

2)在轧制第一卷铝镇静钢时，开始对轧辊预热，轧制速度限定为500m/分钟，预热时间为12分钟；

3)在铝镇静钢轧制过程中，轧辊的工艺润滑用的乳化液浓度控制在2.5wt％～3.0wt％；

4)将第一机架乳化液供给流量设定为最大流量的60％；第二机架乳化液供给流量设定为最大流量的70％；第三机架乳化液供给流量设定为最大流量的90％；第四、第五机架的乳化液供给流量设定为最大流量；

5)在连续轧制2小时后，将乳化液系统冷却器出口温度设定在53℃；

6)轧制方式为：第一～第四机架采用相对压下量控制，第五机架采用绝对轧制力控制；将第一机架压下量设定为39％；第二机架压下量设定为33％；第四机架功率平衡上限设为92％；将第三～第四机架间的单位张力加大1kg/mm²。

本发明为了解决铝镇静钢在冷轧生产中普遍存在的板面划伤缺陷，从辊径的匹配、轧制工艺润滑、变形量分配等几方面着手，来消除冷轧铝镇静钢板面的划伤缺陷。本发明方法实施简单，应用方便，可大大提高铝镇静钢轧制过程中的板面实物质量，减少甚至杜绝划伤缺陷的发生，可广泛应用到大多数的五机架冷连轧机上，具有一定的推广价值。

Claims

1.一种防止铝镇静钢冷轧划伤缺陷产生的方法，包括如下步骤：

4)轧制变形量的分配

2.如权利要求1所述的防止铝镇静钢冷轧划伤缺陷产生的方法，其特征是，步骤4)中，采取上述措施后，若仍存在轻微划伤、色差，加大第三～第四机架间的单位张力1～2kg/mm²，可消除第四机架的划伤。