CN105598185B - 一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法 - Google Patents

一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105598185B
CN105598185B CN201610024494.6A CN201610024494A CN105598185B CN 105598185 B CN105598185 B CN 105598185B CN 201610024494 A CN201610024494 A CN 201610024494A CN 105598185 B CN105598185 B CN 105598185B
Authority
CN
China
Prior art keywords
strength steel
strip
coiling
increased
coiling tension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610024494.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105598185A (zh
Inventor
邵健
邱增帅
何安瑞
孙文权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DESIGN RESEARCH INSTITUTE UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY BEIJING
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
DESIGN RESEARCH INSTITUTE UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY BEIJING
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DESIGN RESEARCH INSTITUTE UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY BEIJING, University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical DESIGN RESEARCH INSTITUTE UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY BEIJING
Priority to CN201610024494.6A priority Critical patent/CN105598185B/zh
Publication of CN105598185A publication Critical patent/CN105598185A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105598185B publication Critical patent/CN105598185B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/20—Temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法。热轧高强钢卷取后放置在鞍座上进行空冷，由于卷取温度控制必然存在一些偏差，导致高强钢卷取后仍然可能存在相变过程，受相变诱导塑性及自身重力的影响，靠近鞍座一侧会出现钢卷收缩现象。本发明通过优化卷取目标温度，使带钢在进入卷取之前完成相变，并且根据带钢厚度优化卷取张力，增大钢卷的整体刚度，增加其抵御变形的能力，大大减少热轧高强钢卷取后发生不对称收缩的比例。通过本发明，可有效提高高强钢的卷形质量，具有良好的经济效益。

Description

一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法
技术领域
本发明涉及冶金机械及自动化、轧制技术，具体指一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法。
技术背景
随着钢铁工业的飞速发展，矿产资源、能源、环境等与钢铁工业之间的矛盾日益突出，调整产品结构，提高产品附加值已经成为各个钢铁企业的重要工作，高强钢作为近些年钢铁工业的重要产品，在轨道交通、航空航天、船舶、建筑等各个领域均发挥着重要作用。热轧带钢经过轧制、层流冷却后通过卷取机卷取成卷，并在鞍座上进行自然冷却。卷形是热轧带钢质量的一项重要指标，良好的卷形既是保证下游工序和客户正常使用的基本要求，也是企业轧钢技术水平的体现。目前已经广泛使用层流快速冷却技术进行高强钢生产，由于冷却速率快，卷取温度控制相比普碳钢困难，卷取温度通常会在目标值附近频繁波动，如图1所示。按照设计的目标温度，带钢在进入卷取机前已经完成了相变，但即使设定了合理的卷取目标温度，难免有控制偏差，如果波动幅度稍大，特别是温度高的部分，卷取完成以后仍会存在一部分残余奥氏体，这部分残余奥氏体会继续发生相变。在残余奥氏体相变诱导塑性和钢卷自身重力的综合作用下，在靠近鞍座一侧会出现钢卷收缩现象，如图2所示，钢卷上部仍然保持圆形，钢卷整体则类似于瓢形。
钢卷不对称收缩受很多因素影响，主要有：1)卷取温度，钢卷发生不对称收缩主要是因为残余奥氏体相变诱导塑性，如果保证在卷取前完成相变，钢卷中无奥氏体，则带钢成卷后，仅在自身重力的作用下，应力远小于屈服强度，不会发生塑性变形，不对称收缩即可避免，但直接大幅度调整卷取目标温度会影响带钢的性能，故卷取温度的调节需要适量；2)板带长度，板带长度直接影响钢卷卷径大小，也就影响钢卷下部的受力大小，一般来说，板带越长，钢卷越容易发生不对称收缩，但热轧很难实现在线分卷；3)带钢厚度，带钢越厚，钢卷的刚度也越大，钢卷越不容易发生不对称收缩，薄规格带钢钢卷更易出现不对称收缩；4)卷取张力，适度增大卷取张力可以增大钢卷的整体刚度，提高其抵抗变形的能力，但卷取张力过大会将带钢拉断或者拉窄；5)卷取后堆放条件，如果以钢卷的侧面作为支撑面放置，就不会因为重力的作用使钢卷发生不对称收缩，但这不利于钢卷的堆垛和行车的搬运，现场无法实施。
文献“A finite element analysis for asymmetric contraction aftercoiling of hot-rolled steel”(Journal of Materials Processing Technology，2010，Volume 210,Issues 6–7,1April 2010,Pages 907-913)提到了钢卷卷取以后的不对称收缩现象，并采用有限元的方法模拟了相变过程及变形过程，没有提到采用何种具体措施解决这一质量缺陷。
专利“一种防止热轧带钢扁卷的卷取方法”(申请号：201010233029.6)提到了一种卷取完成以后钢卷的整体变形，称为扁卷或塌卷，并主要通过在卷取内停留20s-60s来消除这种缺陷。此专利中提到的整体变形和本专利的不对称收缩具有一定的相似性，其中一部分原因也是卷取和空冷过程中相变导致，但这一相变可能是各段的温度工艺制度设计不合理导致，另外，此专利提出的在卷取机内停留20s-60s虽然具有一定的可行性，但此方法会影响生产线的轧制节奏和卷取机的利用率。本专利在温度控制方面提出降低卷取温度控制实际值，使得相变在进入卷取前就完成，和专利“一种防止热轧带钢扁卷的卷取方法”提出的在卷取机内停留并完成相变的方法具有本质的区别。
专利“消除热轧薄规格花纹板扁卷的控制方法”(申请号：201510272198.3)提到了一种解决薄规格花纹板扁卷的控制方法，主要考虑花纹板豆高使得钢卷层与层之间存在间隙，通过张力，夹送辊，助卷辊的相关工艺参数优化，消除扁卷。此专利提到的扁卷产生的原因和本专利同样具有本质的区别。
专利“一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法”(申请号：02144917.1)提到将含碳量大于0.25的钢带卷取温度控制在Ar1+(-10℃～+60℃)范围，使钢卷的相变从外层及卷筒接触的芯部向中间层逐步进行。和本文提到的高强钢卷取后不对称收缩控制方法相比，此专利主要考虑了改变卷取目标温度，没有考虑到控制精度偏差带来的扁卷问题，同时也没有考虑不同厚度规格的区别。
专利“一种消除捆带钢热卷扁卷缺陷的方法”(申请号：201510158416.0)提到了采用控制冷却温度、冷却模式和提高卷取张力来消除扁卷缺陷，此专利提出的方法从原理上可行，但在温度控制中同样未考虑控制精度偏差带来的扁卷问题，在张力控制中，则没有说明不同厚度的钢种采用何种增幅，容易导致宽薄规格钢卷在提高卷取张力后出现带钢拉窄的现象。
除此以外，部分期刊论文也提到了层流冷却温度控制和卷取张力能够缓解扁卷问题，但同样均没有考虑由于控制精度偏差带来的相变及不同规格卷取张力的大小设置。
基于此，本发明通过优化卷取温度控制的实际值，在不影响带钢性能的前提下使带钢在进入卷取之前完成相变，并且根据带钢厚度优化卷取张力，在不影响带钢宽度拉窄的前提下增大钢卷的整体刚度，增加其抵御变形的能力，大大减少热轧高强钢卷取后发生不对称收缩的比例。
发明内容
通过建立高强钢钢卷的有限元模型，对钢卷从成卷到冷却至室温的过程进行分析。研究了卷取后奥氏体相变存在的前提下，带钢厚度对钢卷不对称收缩的影响。钢卷的不对称收缩的程度用不对称系数来表示，指得是钢卷变形后的高宽比。附图3为有限元模型计算得到的不同厚度带钢冷却过程中的不对称系数的变化，从图中可以看出，厚度越小的高强钢，发生不对称收缩的程度越大。为解决本专利提到的卷取温度控制精度导致的卷取过程中相变问题及不同规格的不对称收缩程度不一样，本专利从两个方面进行考虑，做出如下发明内容：
1)对于厚度规格为1.8mm～6.0mm的易出现不对称收缩的热轧高强钢，在层流冷却的精调段，增加冷却集管的开阀数，将高强钢卷取温度实际值控制在比目标温度值小15℃-18℃左右，使高强钢在层流冷却结束后进入卷取机之前完成相变。目前，热轧卷取温度控制精度通常能达到±18℃，一些企业甚至能够达到±15℃，为此，为了避免温度控制偏差导致的残留奥氏体，在卷取温度控制中，将卷取温度往下限控制，将实际温度控制在目标值以下15℃-18℃，这样可以避免卷取温度往正偏差波动时对相变的影响，带钢在进入卷取机前充分完成相变。
2)通过优化高强钢的卷取张力，增大卷取后钢卷的刚度，提高钢卷抵抗变形的能力。设高强钢的厚度为h，具体卷取张力增幅如下：
当1.8mm≤h<2.2mm时，将卷取张力增大10.09％；
当2.2mm≤h<2.6mm时，将卷取张力增大11.68％；
当2.6mm≤h<3.0mm时，将卷取张力增大13.26％；
当3.0mm≤h<3.4mm时，将卷取张力增大14.69％；
当3.4mm≤h<3.8mm时，将卷取张力增大15.92％；
当3.8mm≤h<4.2mm时，将卷取张力增大17.13％；
当4.2mm≤h<4.6mm时，将卷取张力增大18.23％；
当4.6mm≤h<5.0mm时，将卷取张力增大17.93％；
当5.0mm≤h<5.4mm时，将卷取张力增大16.58％；
当5.4mm≤h≤6.0mm时，将卷取张力增大14.06％。
卷取张力增大后，钢卷的整体刚度增加，钢卷抵抗不对称收缩的能力加大，考虑到增大卷取张力后，薄规格带钢宽度容易拉窄及厚规格带钢成卷后本身抵抗不对称收缩的能力也强，为此，根据不同厚度(1.8mm～6.0mm)，卷取张力增幅从小到大再到小变化趋势。
本发明在现场实施容易，也不需要对设备进行改进，并能够得到理想的效果。
附图说明
图1卷取温度控制偏差示意图。
图2高强钢钢卷在鞍座上不对称收缩示意图。(A)不对称收缩前；(B)不对称收缩后。
图3不同厚度带钢冷却过程中的不对称系数的变化曲线示意图。
图4方案实施效果曲线示意图。
图中：
1.鞍座，2.钢卷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
以某钢铁企业生产的某牌号高强钢为例，分析本专利提出的方法的有效性，其中该牌号力学性能如下：
该牌号的各主要合金含量如下：
跟踪2014.06.01-2014.11.30共六个月，生产该牌号的4.75mm×1300mm高强钢，卷取目标温度640℃，总卷取张力120KN,半年时间里共生产此品种高强钢315卷，出现39卷发生不对称收缩的钢卷。
随后对卷取温度控制及张力进行调整，将卷取目标温度控制在625℃，总卷取张力141.5KN，其他工艺参数保持不变，2014.12.01-2015.03.31共四个月之间，生产此瓶中高强钢221卷，只发现3卷不对称收缩的钢卷，对比如图4所示，取得了明显的效果。

Claims (1)

1.一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：将厚度规格为1.8mm~6.0mm的易出现不对称收缩的热轧高强钢，在层流冷却的精调段，增加冷却集管的开阀数，将高强钢卷取温度实际值控制在比目标温度值降低15-18℃；
步骤2：根据高强钢带的厚度h，从以下条件中确定高强钢的卷取张力增幅值：
当1.8mm≤h<2.2mm时，将卷取张力增大10.09%；
当2.2mm≤h<2.6mm时，将卷取张力增大11.68%；
当2.6mm≤h<3.0mm时，将卷取张力增大13.26%；
当3.0mm≤h<3.4mm时，将卷取张力增大14.69%；
当3.4mm≤h<3.8mm时，将卷取张力增大15.92%；
当3.8mm≤h<4.2mm时，将卷取张力增大17.13%；
当4.2mm≤h<4.6mm时，将卷取张力增大18.23%；
当4.6mm≤h<5.0mm时，将卷取张力增大17.93%；
当5.0mm≤h<5.4mm时，将卷取张力增大16.58%；
当5.4mm≤h≤6.0mm时，将卷取张力增大14.06%。
CN201610024494.6A 2016-01-14 2016-01-14 一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法 Active CN105598185B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610024494.6A CN105598185B (zh) 2016-01-14 2016-01-14 一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610024494.6A CN105598185B (zh) 2016-01-14 2016-01-14 一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105598185A CN105598185A (zh) 2016-05-25
CN105598185B true CN105598185B (zh) 2018-06-26

Family

ID=55978830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610024494.6A Active CN105598185B (zh) 2016-01-14 2016-01-14 一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105598185B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116144888B (zh) * 2023-02-01 2024-02-20 北京科技大学 基于横纵温差的双相钢板带均质化挂卷及控冷调质方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1506174A (zh) * 2002-12-12 2004-06-23 鞍山钢铁集团公司 一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法
CN101293321A (zh) * 2008-06-25 2008-10-29 钢铁研究总院 一种冲压加工用热轧钢板及其制备方法
CN102089091A (zh) * 2008-07-07 2011-06-08 西门子公司 用于冷却卷绕成热轧带材卷的热轧带材的方法、用于冷却热轧带材卷的装置、控制和/或调节装置以及金属带材
WO2014003273A1 (ko) * 2012-06-28 2014-01-03 현대제철 주식회사 냉각장치의 에지마스크 제어방법
CN104438326A (zh) * 2014-10-17 2015-03-25 武汉钢铁(集团)公司 薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺
KR20150037210A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 주식회사 엘지화학 가열기를 포함하는 전극 압연 장치
WO2015175403A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-19 Stewart Patricia Apparatus and method for rolling metal

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1506174A (zh) * 2002-12-12 2004-06-23 鞍山钢铁集团公司 一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法
CN101293321A (zh) * 2008-06-25 2008-10-29 钢铁研究总院 一种冲压加工用热轧钢板及其制备方法
CN102089091A (zh) * 2008-07-07 2011-06-08 西门子公司 用于冷却卷绕成热轧带材卷的热轧带材的方法、用于冷却热轧带材卷的装置、控制和/或调节装置以及金属带材
WO2014003273A1 (ko) * 2012-06-28 2014-01-03 현대제철 주식회사 냉각장치의 에지마스크 제어방법
KR20150037210A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 주식회사 엘지화학 가열기를 포함하는 전극 압연 장치
WO2015175403A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-19 Stewart Patricia Apparatus and method for rolling metal
CN104438326A (zh) * 2014-10-17 2015-03-25 武汉钢铁(集团)公司 薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
热轧宽带钢塌卷缺陷的分析与控制;张明金;《轧钢》;20100831;第27卷(第4期);第52页第1栏第1行至第53页第2栏第11行 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105598185A (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102125936B (zh) 一种热轧卷取张力的控制方法
US9914167B2 (en) Method of pre-controlling shapes of continuous-casting slab head and tail for reducing head and tail cut amount of hot rolling intermediate slab
CN103551394B (zh) 一种低硅无取向硅钢厚度轮廓边部反翘的控制方法
Peng et al. Strip shape modeling and its setup strategy in hot strip mill process
CN102686751A (zh) 制造晶粒取向电工钢带材的方法及由此制得的晶粒取向电工钢
CN105817489B (zh) 一种热轧带钢层流冷却工艺
JP5046399B2 (ja) 中断なしの鋼板の製造方法及びプラント
CN102233415B (zh) 连铸生产中铁素体不锈钢板坯宽度的设定方法
CN102257168A (zh) 由薄板坯开始生产晶粒取向的磁性片材的方法
TW201812047A (zh) 滾軋h形鋼及其製造方法
CN105369125B (zh) 一种无取向高硅钢薄板及制备方法
Ma et al. Coupling mechanism of control on strip profile and flatness in single stand universal crown reversible rolling mill
WO2015176515A1 (zh) 一种三侧带肋螺纹钢筋的生产工艺
CN108213077A (zh) 冷轧≥2.5%Si高硅钢的方法
CN104117541A (zh) 一种热轧马氏体不锈钢带钢横向翘曲控制方法
CN104846176A (zh) 一种消除马氏体时效不锈钢薄带中δ铁素体的铸轧方法
CN105598185B (zh) 一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法
Fu et al. Applying the grain orientation dependence of deformation twinning to improve the deformation properties of an Fe-6.5 wt% Si alloy
CN107243611B (zh) 一种大方坯连铸凝固末端单辊压下位置确定方法
Zong et al. Analysis of the off-corner subsurface cracks of continuous casting blooms under the influence of soft reduction and controllable approaches by a chamfer technology
CN103506383A (zh) 超纯铁素体不锈钢热轧制造方法
CN104942025B (zh) 针对热轧卷取温度模型停轧后遗传系数补偿方法
CN108153250B (zh) 一种用于热矫直机智能模型系统的控制方法
CN114074115B (zh) 一种高速线材轧机生产不锈钢线材的方法
CN116179938A (zh) 一种厚壁x80m管线钢及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant