CN106311759B - 热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法。本发明的方法为：精轧出口带钢在层流辊道上对中运行，卷取机侧导板中心线与精轧7个机架中心线在一条直线上，对冷却集管边部采用堵木塞方法代替控制系统复杂的边部遮蔽设备；在层流冷却过程中，Bank1至Bank7集管每隔1排对边部0.2m内的集管进行堵塞，Bank1至Bank7工作侧集管每隔3排在原0.2m的基础上往内多堵一个集管；Bank8至Bank13集管每隔2排对边部0.2m内的集管进行堵塞，Bank14、Bank15均作为前段冷却、后段冷却的精调集管，边部不堵木塞。本发明能解决现有技术中层流冷却过程中边部浪形缺陷的控制问题。
Description
技术领域：
本发明涉及一种热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法。
背景技术：
热轧带钢层流冷却过程中带钢边部和中间部分的冷却条件存在一定差异，通常边部比中间部分温度差可达60-80℃，当由这样一个温度分布冷却到室温时，边部和中间部分会产生不同的冷却收缩量，边部收缩量小，中部收缩量大。如果钢板冷却之前是平直的，则冷却到室温后，会产生一定的边部浪形（或潜在边部浪形），影响板形质量及用户的使用。为解决这一问题，一些热轧产线采取的解决措施是：对层流冷却带钢采用边部遮挡设备，即在层流冷却区域的上集管两侧加装挡水板，用来遮挡带钢两侧边部的冷却水水量，减小带钢中部与两侧的温度差，从而减少空冷后的残余应力，使带钢在冷却过程中保持良好的板型，满足质量要求。
在对层流冷却集管两侧采用遮蔽技术的过程中，需要安装专有的遮蔽设备及控制元气件，设备的投资、维护、运行成本，工作环境均受到限制，实际使用效果的发挥受到限制。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法，解决现有技术中层流冷却过程中边部浪形缺陷的控制问题。
上述的目的通过以下技术方案实现：
热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法，该方法为：
精轧出口带钢在层流辊道上对中运行，卷取机侧导板中心线与精轧7个机架中心线在一条直线上，对冷却集管边部采用堵木塞方法代替控制系统复杂的边部遮蔽设备；在层流冷却过程中，热轧带钢的主体冷却方式有前段冷却、后段冷却两种，集管包括Bank1至Bank13的粗调集管，Bank14、Bank15的精调集管，其中Bank1至Bank7集管每隔1排对边部0.2m内的集管进行堵塞，Bank1至Bank7工作侧集管每隔3排在原0.2m的基础上往内多堵一个集管；Bank8至Bank13集管每隔2排对边部0.2m内的集管进行堵塞，Bank14、Bank15均作为前段冷却、后段冷却的精调集管，边部不堵木塞。
所述的热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法，所述的木塞采用锥头设计，锥形段小头直径24mm，末端直径27mm，锥形段长度10cm，圆柱段长度8cm。
所述的热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法，所述的侧导板的短行程控制方式为：侧导板一次短行程动作量900mm；卷取夹送辊咬钢，二次短行程动作量20mm；带钢头部卷筒建张以后，卷取侧导板对称进入压力环控制。
有益效果：
本发明确定不同冷却方式下边部堵木塞的最佳工艺，有针对性的对层流冷却区域前、后部分集管边部的遮挡长度、遮挡方式进行了确定，解决现有技术中层流冷却过程中边部浪形缺陷的控制问题。
具体实施方式
热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法，该方法为：
精轧出口及卷取过程中带钢在层流辊道上对中运行，以保证中心线两侧对称冷却；对于易出现边部浪形缺陷的宽度≥1250mm的带钢，采用边部堵木塞方法代替遮蔽设备的作用，根据冷却方式的不同，设计集管边部的遮挡量、遮挡方式；为保证木塞的堵塞效果，进行木塞材质选择及形状设计。此外，要保证冷却后带钢表面积水的有效清扫。
为使精轧出口带钢在层流辊道上的对中运行，保证中心线两侧对称冷却，精轧侧导板控制方式为：（1）侧导板开度设定＝基准值（成品宽度+热膨胀量）+画面Offset值；（2）实际动作中按下述控制流程执行：等待Offset值→短行程Offset值→运行Offset值→定尾Offset值；
为保证卷取过程中带钢在层流辊道上对中运行，首先保证卷取机侧导板中心线与精轧7个机架中心线在一条直线上，其次卷取侧导板短行程控制方式为：（1）侧导板一次短行程动作量900mm；（2）卷取夹送辊咬钢，二次短行程动作量20mm；（3）带钢头部卷筒建张以后，卷取侧导板对称进入压力环控制。
为达到边部遮蔽设备相同的控制效果，由统计与跟踪可知，轧线宽度≥1250mm带钢易出现边部浪形缺陷，对冷却集管边部采用堵木塞方法代替控制系统复杂的边部遮蔽设备。
为达到堵木塞工艺的最佳效果，根据不同层流冷却方式、堵木塞工艺情况，建立有限元模型，计算不同的控制方式下，带钢中部与边部的温差，等效应力，正应力等，由此判断对带钢板形的影响。
计算结果一：由计算和跟踪结果，带钢采用后段冷却等效应力和正应力都会减小，产生浪形的风险降低，所以采用后段冷却边部木塞的堵塞量可以少一些。但高强钢、微合金钢等需要采用前段冷却提高强度性能，所以前段冷却边部堵木塞需要多一些。
附表1 不同冷却方式的计算结果：
| 工况 | 温差（℃） | 等效应力最大值(MPa) | 纵向正应力最大值(MPa) |
| 前段冷却 | 81.99 | 334.12 | -249.19 |
| 后段冷却 | 97.40 | 307.17 | -211.99 |
计算结果二、边部遮挡对于减小等效应力具有一定效果，故随着边部遮挡量的增加，带钢的等效应力减小，不易出现浪形缺陷，但遮挡量0.3m时带钢的温度分布不合理，会出现较大的残余应力，对板形反而不利，故在实际生产中，适当增大遮挡量对带钢边浪有好处。通过对边部遮挡后宽度规格≥1250mm带钢浪形进行跟踪，0.2m的遮挡量对改善板形效果较好。
附表2 不同遮挡量的计算结果：
| 工况 | 温差（℃） | 等效应力最大值(MPa) | 纵向正应力最大值(MPa) |
| 不遮挡 | 81.99 | 334.12 | -249.19 |
| 遮挡0.1m | 51.00 | 296.13 | -224.91 |
| 遮挡0.2m | 31.34 | 279.40 | -215.33 |
| 遮挡0.3m | 1.20 | 612.33 | -275.87 |
计算结果三：在遮挡量大小不变的情况下，边部堵塞的集管越多，中部和边部的温差越小，随之，等效应力最大值越小，纵向正应力的最大值也越小，边浪的趋势随着堵塞集管数量的增大而减小。但由于宽规格带钢边部仍需要一定的冷却水进行冷却，所以选择部分遮挡方式。
附表3 不同遮挡方式下的计算结果：
| 工况 | 温差（℃） | 等效应力最大值(MPa) | 纵向正应力最大值(MPa) |
| 未遮挡 | 81.99 | 334.12 | -249.19 |
| 部分遮挡 | 57.27 | 300.28 | -235.99 |
| 全部遮挡 | 31.34 | 279.40 | -215.33 |
根据以上计算结果，结合生产过程中边部浪形缺陷的具体情况，采取控制方法如下：
在层流冷却过程中，热轧带钢的主体冷却方式有前段冷却、后段冷却两种，集管包括Bank1至Bank13的粗调集管，Bank14、Bank15的精调集管。
针对前段冷却方式，Bank1至Bank7集管每隔1排对边部0.2m内的集管进行堵塞，同时由于板坯从出炉到精轧过程中工作侧的温降略大一些，Bank1至Bank7工作侧集管每隔3排在原0.2m的基础上往内多堵一个集管。
针对后段冷却方式，Bank8至Bank13集管每隔2排对边部0.2m内的集管进行堵塞。
Bank14、Bank15均作为前段冷却、后段冷却的精调集管，边部不堵木塞。
木塞材质选用普通杨木，价格便宜易取材，磨削加工方便，遇水易膨胀，与集管内壁贴合度好，不容易脱落。
针对木塞形状设计要求，集管内圆直径为25mm，圆形木塞采用锥形设计，锥形小头直径24mm，末端直径27mm，锥形段长度10cm，圆柱段长度8cm。
为及时清扫冷却后带钢表面积水，冷却过程中每个开启的Bank集管，其后的侧喷同步开启。
不管采用哪种冷却方式，Bank7出口、Bank8入口，Bank14、Bank15出口的横向吹扫装置开启，补充吹扫残留在带钢表面的冷却水。
在集管的冷却过程中，如某一排集管出现故障，当班操作人员在画面中将该排集管切故障方式。
Claims (3)
1.一种热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法，其特征是：该方法为：
精轧出口带钢在层流辊道上对中运行，卷取机侧导板中心线与精轧7个机架中心线在一条直线上，对冷却集管边部采用堵木塞方法代替控制系统复杂的边部遮蔽设备；在层流冷却过程中，热轧带钢的主体冷却方式有前段冷却、后段冷却两种，集管包括Bank1至Bank13的粗调集管，Bank14、Bank15的精调集管，其中Bank1至Bank7集管每隔1排对边部0.2m内的集管进行堵塞，Bank1至Bank7工作侧集管每隔3排在原0.2m的基础上往内多堵一个集管；Bank8至Bank13集管每隔2排对边部0.2m内的集管进行堵塞，Bank14、Bank15均作为前段冷却、后段冷却的精调集管，边部不堵木塞。
2.根据权利要求1所述的热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法，其特征是：所述的木塞采用锥头设计，锥形段小头直径24mm，末端直径27mm，锥形段长度10cm，圆柱段长度8cm。
3.根据权利要求1或2所述的热轧带钢层流冷却边部浪形缺陷的控制方法，其特征是：所述的卷取机侧导板的短行程控制方式为：卷取机侧导板一次短行程动作量900mm；卷取夹送辊咬钢，二次短行程动作量20mm；带钢头部卷筒建张以后，卷取机侧导板对称进入压力环控制。
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