CN109593936A - 一种有效防止含铜钢铜脆的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有效防止含铜钢铜脆的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体步骤如下：1）特定钢种在加热炉一加段的温度稳定、自动控制，2）特定钢种在炉内采用一种弱还原性气氛烧钢的方法，3）板坯成分调整。该方法开创特殊钢种一加段末温度的自动烧钢方式，严格控制含铜钢一加段末温度，严格控制上表温度，摆脱人为操作差异，减弱冷热装、生产节奏影响。发挥1780加热炉有效加热段短的优势，通过控制预热段流量、一加段热负荷，达到含铜钢快速通过高温段的目的。开创了抑制铜析出的炉内最佳气氛控制，加热段采用弱还原性气氛控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法，涉及一种板坯烧钢温度自动控制方法，属于热轧含铜钢表面铜脆技术领域。
背景技术
随着国内钢铁制造业的迅猛发展，下游用户对热轧带钢产品质量的要求日益增高，而目前含铜耐腐蚀钢种，很容易在生产过程中产生铜脆缺陷。特别是在追求低成本时，还会减少或取消成分中的Ni元素，更会加剧表面铜脆缺陷的概率。目前热轧厂普遍存在含铜钢表面铜脆问题。
铜脆翘皮缺陷的有时简称铜脆、铜脆翘皮只在含铜钢中出现，如牌号B480GNQR、BC550/BC450二代箱板等钢种。它产生的机理是：Cu单质的熔点为1083℃，板坯在超过1083℃的高温区间的时间过长，Cu单质会在晶界析出，导致晶界间隙和裂纹。Ni元素、Ti元素成分的变化，也会对表面铜脆产生影响。
初步检索，《耐腐蚀钢“铜脆”成因及防止措施》-刘友荣，从宏观上讲述了铜脆的成因、以及大致的调整方向。没有结合加热炉的炉型、炉长、负荷分配等，提出加热炉工艺制度明确的改进措施，以及有效的稳定控制的手段。因为其他产线都存在产品缺陷不受控的问题。现有技术提到减少高温、减少在炉时间等，但是在大生产中，这些因素是大幅波动、甚至是不可控的。比如，高温段在炉时间，受轧线节奏、计划过渡影响，也受加热炉炉况本身，如煤气流量、热值、冷热装的剧烈影响。现有的认识里并没有具体的、精确的、因地制宜的控制措施，而且从梅钢初期生产的实际效果看，质量波动还是还明显；因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种有效防止含铜钢铜脆的控制方法，该方法开创特殊钢种一加段末温度的自动烧钢方式，严格控制含铜钢一加段末温度，严格控制上表温度，摆脱人为操作差异，减弱冷热装、生产节奏影响。发挥1780加热炉有效加热段短的优势，通过控制预热段流量、一加段热负荷，达到含铜钢快速通过高温段的目的。开创了抑制铜析出的炉内最佳气氛控制，加热段采用弱还原性气氛控制。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种有效防止含铜钢铜脆的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：1）特定钢种在加热炉一加段的温度稳定、自动控制，2）特定钢种在炉内采用一种弱还原性气氛烧钢的方法，3）板坯成分调整。
作为本发明的一种改进，所述步骤1）特定钢种在加热炉一加段的温度稳定、自动控制具体如下，
11）选择特定品种、选择特定品种对应的出炉温度，牌号为低Ni箱板，出炉温度设定在1200-1240℃；
12）设定特定品种的一加段末温度，为出炉温度-Δ固定值，要求低的出段温度（正常板坯出段温度为出炉温度-170℃），减少含铜钢单质Cu在析出温度区间的时间；
13）依据加热炉温度模型，计算板坯在一加段需要的必要炉温升幅，必要炉温计算参数有：当前板坯温度、板坯段末温度、剩余在炉时间、板坯厚度等；
14）一加段所有板坯，对必要炉温进行加权平均，进行一加段的温度设定；
；
: 一加段设定炉温 (℃)；
:各段必要炉温(℃)；:设定用加权系数；
i :一加段内板坯起始块数；J :一加段内板坯块数；
15）针对上表温度高，上下部段温度重新分配：
下部段1=+Δ（Δ一般取0-20℃），
上部段2=-Δ（Δ一般取0-20℃）；
16）每次设定温度上下限检查、每次设定与上一次设定比较，超过限制的，取限制最小值：
每次设定下部段1≤1270℃；上部段2≤1270℃；
每次设定│-│≤15℃。
这样做的目的是：减少温度设定大幅波动，减少温度设定过高的概率。
作为本发明的一种改进，所述步骤2）特定钢种在炉内采用一种弱还原性气氛烧钢的方法具体如下，
21）根据热值、煤气成分设定空燃比；
煤气热值由煤气成分决定，焦煤成分越高，热值越大。煤气热值由一级检测，一般在1800-2500Kcal/m³，空燃比理论上设定在2.0-2.6。这个设定值对加热炉各个段统一设定。
22）每个加热段单独修正设定空燃比；
加热炉每个段都可以单独修正设定空燃比，即在全炉统一设定空燃比的基础上，各段还有修正系数，各段实际的空燃比为（2.0-2.6）*（0.9-1.1）；特定钢种在一加段时，空气过剩系数设定0.95，使段内气氛为弱还原性气氛。减少Cu的相对富集、析出。
加热炉每个段都可以单独修正设定空燃比，特定钢种在一加段时，空气过剩系数设定0.95，使段内气氛为弱还原性气氛。减少Cu的相对富集、析出，减少板坯表面的C、Fe氧化。
作为本发明的一种改进，所述步骤3）板坯成分调整具体如下，
成分加入少量Ti或者Ni元素，可以减弱Cu的析出。不论是生产实践，还是目前实验室结论，Ni、Ti都有抑制Cu析出的作用。
这样，通过以上加热制度的优化，实现板坯出一加段末温度≤1050℃，低温出一加段，热负荷后移，板坯出一加段后高温快烧。又控制了炉内气氛，调整了成分，所以抑制了单质铜过早析出。
作为本发明的一种改进，步骤11）中，钢种牌号、出钢记号均可选择；段末温度=出炉温度-Δ固定值，Δ固定值可进行限幅（上下限250-350℃），过高或过低会导致温度达不到。
作为本发明的一种改进，所述14）中烧钢权重配置如下；
如果板坯位置在一加段 ，ΔT=必要炉温-平均必要炉温；
如果 ΔT≥30，设定炉温此块权重加至1.0；
如果10≤ΔT≤30,则权重=0.8；
如果-10≤ΔT≤10，则权重=0.6；
如果-30≤ΔT≤-10，则权重=0.4；
如果ΔT≤-30 ，则权重=0.2；
含铜钢特殊要求钢种，每一次设定，烧钢权重都是1.0。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案一段末温度实现了模型自动控制，特别是通过一加段末温度控制，实现热负荷后移的目标，减少了人为操作干预，工艺得到稳定的执行。板坯烧钢权重设定为1，减少了前后钢种的影响；2）通过以上措施，箱板铜脆，特别是降低Ni的低成本箱板，产品封锁率得到明显下降。如GV5950E3箱板，封锁率从开始的40%下降到目前的＜1%，初步计算每月轧制量在10000吨左右，产品的废次降只有20吨左右，废次降率只有0.2%；3）该方法成本较低，便于进一步的推广应用。
附图说明
图1 板坯在加热炉的四个阶段；
图中：1、预热段，2、一加段，3、二加段，4、均热段，5、上部段烧嘴，6、下部段烧嘴。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种有效防止含铜钢铜脆的控制方法，所述控制方法如下：1）特定钢种在加热炉一加段的温度稳定、自动控制，2）特定钢种在炉内采用一种弱还原性气氛烧钢的方法，3）板坯成分调整；
在常规步进式加热炉中，所述加热炉采用温度检测仪器热电偶，DCS温度反馈与设定；所述加热炉分为四个加热段：预热段、一加段、二加段、均热段，且每个加热段分为上下部分，分开控制；所述加热炉采用跟踪板坯位置的二级模型。
所述步骤1）特定钢种在加热炉一加段的温度稳定、自动控制具体如下，
11）选择特定品种、选择特定品种对应的出炉温度，牌号为低Ni箱板，出炉温度设定在1200-1240℃；
12）设定特定品种的一加段末温度，为出炉温度-Δ固定值，要求低的出段温度（正常板坯出段温度为出炉温度-170℃），减少含铜钢单质Cu在析出温度区间的时间；
13）依据加热炉温度模型，计算板坯在一加段需要的必要炉温升幅，必要炉温计算参数有：当前板坯温度、板坯段末温度、剩余在炉时间、板坯厚度等；
14）一加段所有板坯，对必要炉温进行加权平均，进行一加段的温度设定；
；
: 一加段设定炉温 (℃)；
:各段必要炉温(℃)；:设定用加权系数；
i :一加段内板坯起始块数；J :一加段内板坯块数；
GV5950E3烧钢权重设定为1，减少前后高温钢的影响。而段内板坯必要炉温最高的，烧钢权重最高配置是1.0。
15）针对上表温度高，上下部段温度重新分配：
下部段1=+Δ（Δ一般取0-20℃），
上部段2=-Δ（Δ一般取0-20℃）；
16）每次设定温度上下限检查、每次设定与上一次设定比较，超过限制的，取限制最小值：
每次设定下部段1≤1270℃；上部段2≤1270℃；
每次设定│-│≤15℃。
这样做的目的是：减少温度设定大幅波动，减少温度设定过高的概率
所述步骤2）特定钢种在炉内采用一种弱还原性气氛烧钢的方法具体如下，
21）根据热值、煤气成分设定空燃比；
煤气热值由煤气成分决定，焦煤成分越高，热值越大。煤气热值由一级检测，一般在1800-2500Kcal/m³，空燃比理论上设定在2.0-2.6。这个设定值对加热炉各个段统一设定。
22）每个加热段单独修正设定空燃比；
加热炉每个段都可以单独修正设定空燃比，即在全炉统一设定空燃比的基础上，各段还有修正系数。各段实际的空燃比为（2.0-2.6）*（0.9-1.1）。特定钢种在一加段时，空气过剩系数设定0.95，使段内气氛为弱还原性气氛。减少Cu的相对富集、析出。
加热炉每个段都可以单独修正设定空燃比，特定钢种在一加段时，空气过剩系数设定0.95，使段内气氛为弱还原性气氛。减少Cu的相对富集、析出。（减少板坯表面的C、Fe氧化）
所述步骤3）板坯成分调整具体如下，
成分加入少量Ti或者Ni元素，可以减弱Cu的析出。不论是生产实践，还是目前实验室结论，Ni、Ti都有抑制Cu析出的作用。
这样，通过以上加热制度的优化，实现板坯出一加段末温度≤1050℃，低温出一加段，热负荷后移，板坯出一加段后高温快烧。又控制了炉内气氛，调整了成分，所以抑制了单质铜过早析出。
步骤11）中，钢种牌号、出钢记号均可选择；段末温度=出炉温度-Δ固定值，Δ固定值可进行限幅（上下限250-350℃），过高或过低会导致温度达不到。
所述14）中烧钢权重配置如下；
如果板坯位置在一加 ，ΔT=必要炉温-平均必要炉温；
如果 ΔT≥30，设定炉温此块权重加至1.0；
如果10≤ΔT≤30,则权重=0.8；
如果-10≤ΔT≤10，则权重=0.6；
如果-30≤ΔT≤-10，则权重=0.4；
如果ΔT≤-30 ，则权重=0.2；
含铜钢特殊要求钢种，每一次设定，烧钢权重都是1.0。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (6)
1.一种有效防止含铜钢铜脆的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体步骤如下：1）特定钢种在加热炉一加段的温度稳定、自动控制，2）特定钢种在炉内采用一种弱还原性气氛烧钢的方法，3）板坯成分调整。
2.根据权利要求1所述的有效防止含铜钢铜脆的控制方法，其特征在于，所述步骤1）特定钢种在加热炉一加段的温度稳定、自动控制具体如下，
11）选择特定品种、选择特定品种对应的出炉温度，牌号为低Ni箱板，出炉温度设定在1200-1240℃；
12）设定特定品种的一加段末温度，为出炉温度-Δ固定值，要求低的出段温度，正常板坯出段温度为出炉温度-170℃，减少含铜钢单质Cu在析出温度区间的时间；
13）依据加热炉温度模型，计算板坯在一加段需要的必要炉温升幅，必要炉温计算参数有：当前板坯温度、板坯段末温度、剩余在炉时间、板坯厚度等；
14）一加段所有板坯，对必要炉温进行加权平均，进行一加段的温度设定；
；
: 一加段设定炉温 (℃)；
:各段必要炉温(℃)；:设定用加权系数；
i :一加段内板坯起始块数；J :一加段内板坯块数；
15）针对上表温度高，上下部段温度重新分配：
下部段1=+Δ（Δ取0-20℃），
上部段2=-Δ（Δ取0-20℃）；
16）每次设定温度上下限检查、每次设定与上一次设定比较，超过限制的，取限制最小值：
每次设定下部段1≤1270℃；上部段2≤1270℃；
每次设定│-│≤15℃。
3.根据权利要求1所述的有效防止含铜钢铜脆的控制方法，其特征在于，所述步骤2）特定钢种在炉内采用一种弱还原性气氛烧钢的方法具体如下，
21）根据热值、煤气成分设定空燃比；
煤气热值由煤气成分决定，煤气热值由一级检测，范围在1800-2500Kcal/m³，空燃比理论上设定在2.0-2.6；
22）每个加热段单独修正设定空燃比；
加热炉每个段都可以单独修正设定空燃比，即在全炉统一设定空燃比的基础上，各段还有修正系数，各段实际的空燃比为（2.0-2.6）*（0.9-1.1）；特定钢种在一加段时，空气过剩系数设定0.95，使段内气氛为弱还原性气氛。减少Cu的相对富集、析出。
4.根据权利要求1所述的有效防止含铜钢铜脆的控制方法，其特征在于，所述步骤3）板坯成分调整具体如下，
成分加入少量Ti或者Ni元素，减弱Cu的析出。
5.根据权利要求1所述的有效防止含铜钢铜脆的控制方法，其特征在于，
步骤11）中，钢种牌号、出钢记号均可选择；段末温度=出炉温度-Δ固定值，Δ固定值可进行限幅,上下限为250-350℃。
6.根据权利要求1所述的有效防止含铜钢铜脆的控制方法，其特征在于，所述14）中烧钢权重配置如下；
如果板坯位置在一加段 ，ΔT=必要炉温-平均必要炉温；
如果 ΔT≥30，设定炉温此块权重加至1.0；
如果10≤ΔT≤30,则权重=0.8；
如果-10≤ΔT≤10，则权重=0.6；
如果-30≤ΔT≤-10，则权重=0.4；
如果ΔT≤-30 ，则权重=0.2；
含铜钢特殊要求钢种，每一次设定，烧钢权重都是1.0。
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