CN105689407A - 一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法 - Google Patents

一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，属于热轧技术领域。所述提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法包括：限制精轧F6机架不同厚度规格带钢穿带速度的上下限，控制带钢穿带速度准确性；对不同厚度规格带钢的加速度和机架间冷却水进行配置，控制所述带钢整体轧制速度；对不同厚度及不同钢种的换热系数进行配置，提高模型计算精度；对不同钢种的超快冷集管开启顺序进行配置，提高不同钢种的冷却效率。本发明提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法提高带钢沿长度方向超快冷后温度控制精度，保证带钢通卷性能稳定性，为厚规格带钢实现合金成分减量化提供基础。

Description

一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法
技术领域
本发明涉及热轧技术领域，特别涉及一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法。
背景技术
社会的高速发展，使人类面临越来越严重的资源、能源短缺问题，承受着越来越大的环境压力。对轧制技术而言，必须坚持减量化的原则，采用节约型的成分设计和减量化的生产方法，获得高附加值、可循环的钢铁产品。
超快冷较常规层流冷却冷速提高3-5倍，提高冷速后，可抑制奥氏体晶粒的长大，并将材料的“硬化”状态保持到终冷温度，在随后的相变过程中，保存下来的大量“缺陷”为新相的生成提供更多的形核位置，从而得到强化效果。厚规格带钢往往需要添加大量合金如Mn、Mo及Nb达到所需要的强度及韧性指标要求，通过超快冷可实现厚规格带钢降合金成分减量化而得到相同性能的效果，而合金减量化的效果直接取决于超快冷后温度控制精度。
热轧超快冷冷却设备位于精轧机后，配备3段共30组冷却集管，冷却长度14m，其中6组缝隙冷却集管位于每段的第3、4组，其余24组位高密冷却集管。每组包括上下2根集管，每根集管由单独的阀组控制，单根缝隙集管水量在320m3/h，单根高密冷却集管水量在120m3/h，冷却总水量达到8000m3/h，超快速冷却压力在0.85MPa。与普通层流冷却相比，超快冷冷却水量和压力远大于常规层流冷却，因此超快冷每根集管的频繁开关均会影响超快冷后温度控制精度。
由于超快冷大流量和高压力的特点，需要针对不同厚度和不同成分的钢种进行预设定集管开启组态。对于厚规格管线钢而言的钢种，热轧后的带钢经超快冷需要从高温状态尽快降温。通常需要经超快冷设备，从超快冷入口温度800-850℃降低到超快冷后的430-520℃。经超快冷设备，短时间温降较大，需要控制超快冷后沿长度方向温度均匀性，保证相变均匀，从而保证带钢通卷性能稳定性，而控制超快冷后温度精度是业内普遍的控制难点。
带钢穿带速度、加速度、机架间冷却水水量频繁变化及不同厚度和钢种的超快冷冷却换热系数将影响超快冷计算集管开启数量。同时，由于超快冷冷却设备单根集管的水量较大，且集管流量配置不同，开启顺序不同时，影响带钢冷却效率，造成超快冷后温度波动，进而造成带钢全长机械性能的波动。
发明内容
本发明提供一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，解决了或部分解决了现有技术中带钢穿带速度、加速度和机架间冷却水水量频繁变化对超快冷后温度的影响，换规格换钢种对超快冷模型的影响，没有对超快冷后温度控制精度的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的包括：限制精轧F6机架上不同厚度规格带钢穿带速度的上下限，控制带钢穿带速度；对不同厚度规格带钢的加速度和机架间冷却水进行配置，控制所述带钢整体轧制速度；对不同厚度及不同钢种的换热系数进行配置，提高模型计算精度；对不同钢种的超快冷集管开启顺序进行配置，提高不同钢种的冷却效率。
进一步地，所述的控制带钢穿带速度准确性包括对不同厚度规格带钢的精轧F6机架穿带速度的上限和下限进行配置，使所述带钢速度处于较小范围内，减小带钢穿带速度波动。
进一步地，14.2-16.4mm厚带钢的F6机架穿带速度范围为2.2-2.4m/s，16.5-18.4mm厚带钢的F6机架穿带速度范围为2.0-2.2m/s，18.5-21.4mm厚带钢的穿带速度范围为1.8-2.0m/s，21.5-25.4mm厚带钢的穿带速度范围为1.6-1.8m/s。
进一步地，所述的控制所述带钢整体轧制速度包括配置精轧机的加速度，保证轧制速度稳定，避免轧制速度变化导致的超快冷集管变化。
进一步地，14.2-16.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.008-0.009m/s2，16.5-18.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.007-0.008m/s2，18.5-21.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.006-0.007m/s2，21.4-25.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.006-0.007m/s2。
进一步地，14.2-16.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为95％、95％、95％、90％和90％，16.5-18.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为95％、90％、90％、90％和90％，18.5-21.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为90％、90％、90％、90％和80％，21.5-25.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为85％、85％、85％、85％和80％。
进一步地，所述对不同厚度及不同钢种的换热系数进行配置，提高模型计算精度，具体包括：14.2-16.4mm厚带钢普碳钢换热系数为0.88，管线钢换热系数为0.94，16.5-18.4mm厚带钢普碳钢换热系数为0.98，管线钢换热系数为1.02，18.5-21.4mm厚带钢普碳钢换热系数为1.05，管线钢换热系数为1.11，21.5-25.4mm厚带钢普碳钢换热系数为1.25，管线钢换热系数为1.29。
进一步地，所述对不同钢种的超快冷集管开启顺序进行配置，提高不同钢种冷却效率,具体包括：超快冷单根缝隙集管流量为320m3/h，单根高密集管为120m3/h，6根缝隙集管配置于3组超快冷集管的第3、4根位置，固定不同钢种的超快冷集管开启顺序。
本发明提供的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法通过限制精轧F6机架不同厚度规格带钢穿带速度的上下限，控制带钢穿带速度准确性，对不同厚度规格带钢的的加速度和机架间冷却水进行配置，控制带钢整体轧制速度，解决带钢穿带速度、加速度和机架间冷却水水量频繁变化对超快冷后温度的影响，对不同厚度及不同钢种的换热系数进行配置，提高模型计算精度，避免换规格换钢种对超快冷模型的影响，稳定超快冷控制系统和模型，对不同钢种的超快冷集管开启顺序进行配置，提高不同钢种的冷却效率，提高带钢沿长度方向超快冷后温度控制精度，保证带钢通卷性能稳定性，为厚规格带钢实现合金成分减量化提供基础。
附图说明
图1为本发明实施例提供的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的热轧超快冷示意图；
图3为本发明实施例提供的21.4mm厚管线钢X80超快后温度和速度控制示意图；
图4为本发明实施例提供的21.4mm厚管线钢X80沿长度方向性能分布图；
图5为本发明实施例提供的21.4mm厚管线钢X80金相组织图；
图6为本发明实施例提供的17.8mm厚管线钢X70超快冷后温度和速度控制示意图
图7为本发明实施例提供的17.8mm厚管线钢X70沿长度方向性能分布图；
图8为本发明实施例提供的17.8mm厚管线钢X70金相组织图。
具体实施方式
参见图1-2，本发明实施例提供的一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法。该方法包括以下步骤：
步骤1，限制精轧F6机架上不同厚度规格带钢穿带速度的上下限，控制带钢穿带速度。
步骤2，对不同厚度规格带钢的加速度和机架间冷却水进行配置，控制所述带钢整体轧制速度。
步骤3，对不同厚度及不同钢种的换热系数进行配置，提高模型计算精度。
步骤4，对不同钢种的超快冷集管开启顺序进行配置，提高不同钢种的冷却效率。
详细介绍步骤1。
所述的控制带钢穿带速度准确性包括：对不同厚度规格带钢的精轧F6机架穿带速度的上限和下限进行配置，使所述带钢速度处于较小范围内，减小带钢穿带速度波动，进而减小所述穿带速度波动对超快冷模型计算集管开启的影响。其中，14.2-16.4mm厚带钢的F6机架穿带速度范围为2.2-2.4m/s，16.5-18.4mm厚带钢的F6机架穿带速度范围为2.0-2.2m/s，18.5-21.4mm厚带钢的穿带速度范围为1.8-2.0m/s，21.5-25.4mm厚带钢的穿带速度范围为1.6-1.8m/s。
详细介绍步骤2。
所述的控制所述带钢整体轧制速度包括：配置精轧机的加速度，保证轧制速度稳定，避免轧制速度变化导致的超快冷集管变化。其中，14.2-16.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.008-0.009m/s2，16.5-18.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.007-0.008m/s2，18.5-21.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.006-0.007m/s2，21.4-25.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.006-0.007m/s2。
所述的机架间冷却水进行配置包括：配置机架间冷却水比例，可控制轧制速度的稳定性，提高模型计算精度，保证超快冷后温度控制精度。其中，14.2-16.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为95％、95％、95％、90％和90％，16.5-18.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为95％、90％、90％、90％和90％，18.5-21.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为90％、90％、90％、90％和80％，21.5-25.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为85％、85％、85％、85％和80％。将冷却水水量配置于服务器模型表ISC_PLAN中，轧制时，模型根据厚度规格自动设定。
详细介绍步骤3。
所述的提高模型计算精度包括：不同钢种和不同规格的带钢传热系数不同，需配置不同的换热系数，提高模型计算不同带钢冷却过程中的冷却效率，提高超快冷后温度控制精度。其中，14.2-16.4mm厚带钢普碳钢换热系数为0.88，管线钢换热系数为0.94，16.5-18.4mm厚带钢普碳钢换热系数为0.98，管线钢换热系数为1.02，18.5-21.4mm厚带钢普碳钢换热系数为1.05，管线钢换热系数为1.11，21.5-25.4mm厚带钢普碳钢换热系数为1.25，管线钢换热系数为1.29。将超快冷换热系数配置于在线数据库UFCModelCoef表中，自动设定。
详细介绍步骤4。
所述的提高不同钢种冷却效率包括：超快冷单根缝隙集管流量为320m3/h，单根高密集管为120m3/h，6根缝隙集管配置于3组超快冷集管的第3、4根位置，固定不同钢种的超快冷集管开启顺序。由于流量和位置不同，超快冷集管开启顺序不同时，影响带钢冷却效率，固定不同钢种的超快冷集管开启顺序，其中，普碳钢超快冷1-30组集管的开启顺序为：29、28、27、2、10、20、3、13、24、17、7、25、15、5、21、11、19、9、26、16、6、22、18、12、8、1、30、4、14、23，管线钢超快冷1-30组集管的开启顺序为：27、28、29、20、10、1、3、4、11、13、14、22、7、17、9、19、25、6、16、5、15、8、18、2、12、26、21、30、23、24。能够满足厚规格钢种轧制时的超快冷后温度精度，避免了带钢轧制过程中超快冷集管频繁开关带来的温度波动，提高了通卷带钢超快冷后温度精度，保证了带钢沿长度方向的带钢屈服强度和抗拉强度波动在30MPa以内，为厚规格带钢合金减量化提供了基础。
为了更清楚的介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
(1)以厚度为21.4mm管线钢X80为例，设定精轧末机架F6的穿带速度下限为1.8m/s，上限为2.0m/s，实际穿带速度为1.95m/s，设定加速度为0.0067m/s2，精轧F1-F5机架间冷却水水量为90％、90％、90％、90％和80％，采用1.11的换热系数，管线钢超快冷1-30组集管的开启顺序为：27、28、29、20、10、1、3、4、11、13、14、22、7、17、9、19、25、6、16、5、15、8、18、2、12、26、21、30、23、24。参见图3，模型将整卷带钢全长分成53段左右，轧制速度无降速现象，带钢超快冷后全长温度标准差等于9.88。参见图4，21.4mm厚X80沿长度方向性能均匀，带钢通卷性能标准差等于11.78。参见图5，降低合金Mo含量的X80金相组织，组织细小均匀，组织类型为典型的针状铁素体组织，满足制管要求。
(2)以厚度为14.2mm管线钢X70为例，根据表1设定精轧末机架F6的穿带速度下限为2.2m/s，上限为2.4m/s，实际穿带速度为2.32m/s，设定加速度为0.0085m/s2，精轧F1-F5机架间冷却水水量为95％、95％、95％、90％和90％，采用0.94的换热系数，管线钢超快冷1-30组集管的开启顺序为：27、28、29、20、10、1、3、4、11、13、14、22、7、17、9、19、25、6、16、5、15、8、18、2、12、26、21、30、23、24。参见图6，模型将整卷带钢全长分成79段左右，轧制速度无降速现象，带钢超快冷后全长温度标准差等于10.98。参见图7，14.2mm厚X70沿长度方向性能均匀，带钢通卷性能标准差等于9.56。参见图8，降低合金Mo和Nb含量的金相组织，组织细小均匀，组织类型为典型的针状铁素体组织，满足制管要求。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，其特征在于，包括：
限制精轧F6机架上不同厚度规格带钢穿带速度的上下限，控制带钢穿带速度；
对不同厚度规格带钢的加速度和机架间冷却水进行配置，控制所述带钢整体轧制速度；
对不同厚度及不同钢种的换热系数进行配置，提高模型计算精度；
对不同钢种的超快冷集管开启顺序进行配置，提高不同钢种的冷却效率。
2.根据权利要求1所述的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，其特征在于，所述的控制带钢穿带速度准确性包括：
对不同厚度规格带钢的精轧F6机架穿带速度的上限和下限进行配置，使所述带钢速度处于较小范围内，减小带钢穿带速度波动。
3.根据权利要求2所述的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，其特征在于：
14.2-16.4mm厚带钢的F6机架穿带速度范围为2.2-2.4m/s，16.5-18.4mm厚带钢的F6机架穿带速度范围为2.0-2.2m/s，18.5-21.4mm厚带钢的穿带速度范围为1.8-2.0m/s，21.5-25.4mm厚带钢的穿带速度范围为1.6-1.8m/s。
4.根据权利要求1所述的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，其特征在于，所述的控制所述带钢整体轧制速度包括：
配置精轧机的加速度，保证轧制速度稳定，避免轧制速度变化导致的超快冷集管变化。
5.根据权利要求4所述的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，其特征在于：
14.2-16.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.008-0.009m/s2，16.5-18.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.007-0.008m/s2，18.5-21.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.006-0.007m/s2，21.4-25.4mm厚带钢的精轧加速度范围为0.006-0.007m/s2。
6.根据权利要求1所述的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，其特征在于：
14.2-16.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为95％、95％、95％、90％和90％，16.5-18.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为95％、90％、90％、90％和90％，18.5-21.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为90％、90％、90％、90％和80％，21.5-25.4mm厚带钢F1-F5机架间冷却水水量为85％、85％、85％、85％和80％。
7.根据权利要求1所述的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，其特征在于，所述对不同厚度及不同钢种的换热系数进行配置，提高模型计算精度，具体包括：
14.2-16.4mm厚带钢普碳钢换热系数为0.88，管线钢换热系数为0.94，16.5-18.4mm厚带钢普碳钢换热系数为0.98，管线钢换热系数为1.02，18.5-21.4mm厚带钢普碳钢换热系数为1.05，管线钢换热系数为1.11，21.5-25.4mm厚带钢普碳钢换热系数为1.25，管线钢换热系数为1.29。
8.根据权利要求1所述的提高厚规格带钢超快冷后温度控制精度的方法，其特征在于，所述对不同钢种的超快冷集管开启顺序进行配置，提高不同钢种冷却效率,具体包括：
超快冷单根缝隙集管流量为320m3/h，单根高密集管为120m3/h，6根缝隙集管配置于3组超快冷集管的第3、4根位置，固定不同钢种的超快冷集管开启顺序。
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