CN110306028B - 带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法，包括：循环料衔接部的宽度和厚度控制，循环料衔接部的宽度控制为比在制品的宽度小15～40％，循环料衔接部的厚度控制为比在制品的原料厚度小20～30％，比在制品的成品厚度大40～65％；未轧段和过渡区的长度控制，未轧段的长度控制在1m以内，过渡区的长度控制在10～50m的范围内；退火炉内带钢张力控制及带钢速度控制，当带钢厚度规格过渡段进入退火炉内，分3～5次阶梯式逐步变化带钢张力设定，当整个带钢厚度规格过渡段进入退火炉冷却段以后，进行最后一次张力设定变化；以及基于H×V＜TVmax×0.9控制退火炉内带钢速度，式中V为退火炉内带钢速度，H为在制品的原料厚度，TVmax为退火炉的最大TV值。

Description

带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，更具体地涉及带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法，其主要应用在带钢连续轧制退火酸洗线线上，对带钢的不同厚度规格过渡、尤其是较大的厚度规格过渡进行控制。
背景技术
在不锈钢生产过程中，将连续轧制和退火酸洗集成在一起的冷连轧线，效率高、成本低，机组运行稳定是其发挥优势的基础。带钢经连续轧制后，厚度减薄至目标厚度，然后进入退火炉区域进行退火，改善软化带钢组织，提高加工性能。当带钢进入退火炉区域，达到退火温度后，其变形抗力大幅下降，因此炉内张力既要小以保证带钢不发生明显塑性变形，又要保证张力足够以将带钢平稳拉出加热炉。炉内张力是整个连轧机组带钢张力最小的区域，同时也是最脆弱的区域。在卧式连续退火炉中，由于总长度较长，每间隔一定的距离设置一组支撑辊，用于支撑带钢。如果炉内带钢张力过大，会造成带钢发生塑性变形，带钢被拉薄、拉窄，甚至断带。如果炉内带钢张力过小，带钢不足以被连续牵引出退火炉，炉内带钢下垂度增加，直至接触到下方设施，增加带钢运行阻力，造成带钢表面划伤，甚至断带。一旦在退火炉区域发生断带事故，由于高温，其事故处理难度大，机组停车时间长，损失巨大。一般情况，带钢通过退火炉区域，都会根据不同带钢厚度和宽度设置合理的张力，单位张力设定一般为6.0～7.5N/mm2。在厚度过渡上，尽量采用较小的厚度差，以保证带钢张力控制平稳过渡。但当带钢厚度规格过渡较大时，张力控制难度大幅增加。
而且，在循环料与在制品衔接时，其厚度规格过渡最大，生产控制难度更高。冷连轧机每一次检修完开车后的第一卷在制品时，由生产工艺决定，循环料不经过轧制，在制品需经过连续轧制，其厚度规格过渡过大。目前冷连轧的变形率大约为60％～80％，第一卷在制品头部未轧段厚度是成品厚度的约3倍，循环料的厚度也是成品厚度的2～3倍。炉内张力控制根据带钢宽度和厚度变化，单位张力无明显变化。如果厚度规格过渡过大，其总张力相差太大，张力控制面临困难，也为厚度规格过渡段顺利通过退火炉增加了很大的风险。同样，当一批在制品生产完毕，需要调整钢种或检修时，在制品过渡到循环料，如果厚度规格过渡较大，存在相同的风险。
因此，提供一种在带钢连续轧制退火酸洗线线上对带钢的不同厚度规格过渡进行控制的带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法，以降低带钢厚度规格过渡过大时出现上述风险，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法，其主要应用在带钢连续轧制退火酸洗线线上，对带钢的不同厚度规格过渡、尤其是较大的厚度规格过渡进行控制，以降低带钢厚度规格过渡时的事故风险。
为了实现上述目的，本发明采用了如下方案：
一种带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法，适用于在带钢连续轧制退火酸洗线线上对带钢厚度规格过渡段进行控制，其中所述带钢厚度规格过渡段包括循环料与在制品衔接的循环料衔接部、在制品的未轧段、以及从未轧段到在制品成品的过渡区，所述控制方法包括：步骤S1、循环料衔接部的宽度和厚度控制，其中，循环料衔接部的宽度控制为比在制品的宽度小15～40％，循环料衔接部的厚度控制为比在制品的原料厚度小20～30％，比在制品的成品厚度大40～65％；步骤S2、未轧段和过渡区的长度控制，其中，未轧段的长度控制在1m以内，过渡区的长度控制在10～50m的范围内；步骤S3、退火炉内带钢张力控制及带钢速度控制，其中，当带钢厚度规格过渡段进入退火炉内，分3～5次阶梯式逐步变化带钢张力设定，当整个带钢厚度规格过渡段进入退火炉冷却段以后，进行最后一次张力设定变化；以及基于下式控制退火炉内带钢速度：H×V＜TVmax×0.9，式中：V为退火炉内带钢速度，H为在制品的原料厚度，TVmax为退火炉的最大TV值。
优选地，在上述带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法中，循环料衔接部的厚度与在制品的原料厚度的差值控制为不超过1.5mm，循环料衔接部的厚度与在制品的成品厚度的差值控制为不超过2.5mm。
优选地，在上述带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法中，将在制品与循环料衔接时，通过采用精确焊缝定位来控制未轧段的长度，以及连轧机组在生产第一卷在制品时，通过采用穿带轧制方式来控制过渡区的长度。
优选地，在上述带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法中，选用垂度仪来辅助退火炉内带钢张力控制，所述垂度仪所显示的退火炉内带钢下垂幅度控制在相邻支撑辊间距的2％～6％，且小于退火炉炉内的最大高度的80％。
优选地，在上述带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法中，在制品的宽度为1260mm，原料厚度为4.0mm，在制品成品厚度为1.2mm，循环料衔接部的宽度控制为1000mm，循环料衔接部的厚度控制为3.0mm。
优选地，在上述带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法中，通过采用精确焊缝定位，将未轧段的长度控制为0.4m，以及通过采用穿带轧制方式，将过渡区的长度控制为45m。
优选地，在上述带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法中，当带钢厚度规格过渡段进入退火炉内，按照单位张力6.83N/mm2计算总张力，从20.5KN调整至10.3KN，分4次阶梯式逐步变化带钢张力设定；辅助退火炉内带钢张力控制的垂度仪所显示的退火炉内带钢下垂幅度参考值范围为300mm～1000mm；以及退火炉内带钢速度控制为35m/min。
优选地，在上述带钢连续冷轧退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法中，带钢厚度规格过渡段进入退火炉前，退火炉预先进行升温，炉内温度达到900～1050℃。
采用本发明的上述带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法，可以在带钢连续轧制退火酸洗线线上，对带钢的不同厚度规格过渡、尤其是较大的厚度规格过渡进行控制，大幅降低了带钢厚度规格过渡时断带等的事故风险。因此，本发明的上述带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法的应用，有利于连续轧制退火酸洗机组的生产组织，提高机组实际运营效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
图1为本发明的带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法所适用的带钢厚度规格过渡段示意图，其中图1(a)示出过渡段的长度和宽度方向，图1(b)示出过渡段的厚度方向。
图2为本发明的带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法相关基本概念简述
带钢连续轧制退火酸洗线线上，在冷连轧机每次开车后轧制第一卷在制品时，由循环料衔接并牵引在制品通过连轧机组进行轧制作业，其中循环料不经轧制，在制品需经连续轧制至成品，然后循环料牵引在制品进入退火炉进行退火作业。以下结合图1简要说明本发明的带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法的相关基本概念。
具体而言，在图1(a)和1(b)中，附图标记1表示循环料，2表示在制品，11表示循环料1的与在制品2衔接的部分即循环料衔接部，21表示在制品头部的未轧段，23表示在制品成品，22表示从未轧段21到在制品成品23的过渡区，该过渡区22的厚度从在制品原料厚度逐渐过渡到成品厚度，循环料衔接部11、未轧段21和过渡区22构成了本发明控制方法所具体针对的对象即带钢厚度规格过渡段3。
此外，本文中用到的术语“通板横截面积”指机组运行带钢厚度与宽度的乘积，是控制带钢张力的重要依据，通板横截面过大区域会影响在制品成材率，损伤带钢通道，衔接区域张力控制难度加大；术语“通板横截面积差”指规格过渡时机组运行带钢前后横截面积的差值，通板横截面积差越大，过渡区域前后理论计算退火炉内带钢张力差越大，张力控制难度越大。
带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法详细说明
参见图1和图2，本发明的带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法包括：
步骤S1、循环料衔接部的宽度和厚度控制，包括循环料衔接部11的宽度及厚度控制，以降低带钢厚度规格过渡段3的张力控制差。
其中，循环料衔接部11的宽度W1控制为比在制品2的宽度W2小15～40％；循环料衔接部11的厚度H1控制为比在制品2的原料厚度H2小20～30％，比在制品2的成品厚度H3大40～65％。
优选地，循环料衔接部11的厚度与在制品2的原料厚度的差值不超过1.5mm，循环料衔接部11的厚度与在制品2的成品厚度的差值不超过2.5mm，以避免在前后卷焊接厚度差增加时焊缝强度和韧性明显下降，保证焊接质量良好。
通过以上循环料衔接部的宽度和厚度控制，可将通板横截面积差控制在2.5倍以内，由此使得过渡区域前后理论计算退火炉内带钢张力差较小，更容易控制张力。
步骤S2、未轧段和过渡区的长度控制，包括在制品2的未轧段21的长度控制和在制品2的过渡区22的长度控制。
在将在制品2与循环料1衔接时，通过采用精确焊缝定位，最小化在制品2的未轧段21的长度L1，将其控制在1m以内，以减小通板横截面积过大区域长度，由此降低对在制品成材率的影响，防止损伤带钢通道，也更容易控制衔接区域张力。
连轧机组在生产第一卷在制品时，采用穿带轧制方式，从未轧段21到在制品成品23预留一定长度的过渡区22，过渡区22的厚度从在制品的原料厚度H2逐渐过渡到成品厚度H3，以避免厚度突变引起的应力集中。其中，过渡区22的长度L2控制在10～50m的范围内。
步骤S3、退火炉内带钢张力控制及带钢速度控制，包括退火炉内带钢张力控制以及退火炉内带钢的通过速度的控制。
当带钢厚度规格过渡段3在循环料的牵引下进入退火炉内，分3～5次阶梯式逐步变化带钢张力设定，当整个带钢厚度规格过渡段3进入退火炉冷却段以后，进行最后一次张力设定变化。
优选地，可以选用垂度仪来辅助张力控制，在卧式连续退火炉内配置雷达式垂度仪，可以实时显示退火炉内带钢下垂幅度，以判断退火炉内带钢张力设定是否适当。带钢下垂度应控制在两支撑辊距离的2％～6％为宜，且应小于退火炉炉内最大高度的80％。
为减小退火炉内带钢速度过快造成的剧烈波动风险以及带钢速度太慢而过长时间滞留在高温炉内的风险，以及为保证未轧段21和过渡区22的冷却效果，需要基于下式控制退火炉内带钢速度：H×V＜TVmax×0.9，式中：V为退火炉内带钢速度，H为在制品的原料厚度，TVmax为退火炉的最大TV值，是退火炉的一个基本性能参数，表示退火能力。
采用本发明的上述带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法，可以在带钢连续轧制退火酸洗线线上，对带钢的不同厚度规格过渡、尤其是较大的厚度规格过渡进行控制，大幅降低了带钢厚度规格过渡时断带等的事故风险。因此，本发明的上述带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法的应用，有利于连续轧制退火酸洗机组的生产组织，提高机组实际运营效率。
具体实施例
为了更好地说明本发明的带钢连续轧制退火工艺中带钢厚度规格过渡控制方法，以下以采用了该控制方法的某不锈钢冷轧厂的带钢连续轧制退火酸洗线为例进行详细说明。
循环料衔接部的宽度和厚度控制：铁素体不锈钢441在制品的宽度为1260mm，原料厚度为4.0mm，成品厚度为1.2mm。循环料与铁素体不锈钢441在制品衔接时，循环料衔接部11的宽度W1控制为1000mm，厚度控制为3.0mm。循环料为前卷，在制品为后卷。通过以上循环料衔接部的宽度和厚度控制，可将通板横截面积差控制在约2.0倍。
未轧段和过渡区的长度控制：通过采用精确焊缝定位，将在制品的未轧段21的长度L1控制为0.4m，以及通过采用穿带轧制方式，从未轧段21到在制品成品23预留的过渡区22的长度L2控制为45m，过渡区22的厚度从在制品的原料厚度4.0mm逐渐过渡到成品厚度1.2mm。
退火炉内带钢张力控制及带钢速度控制：当带钢厚度规格过渡段3在循环料的牵引下进入退火炉内，按照单位张力6.83 N/mm2计算总张力，从20.5KN调整至10.3KN，其中循环料张力的计算为6.83×3.0×1000×10-3＝20.5KN，在制品成品的张力的计算为6.83×1.2×1260×10-3＝10.3KN，分4次阶梯式逐步变化张力设定，例如张力设定的阶梯式逐步变化可以为20.5KN→16.5KN→13.5KN→11.5KN→10.3KN。当整个带钢厚度规格过渡段3进入退火炉冷却段以后，完成最后一次张力设定变化。用来辅助张力控制的垂度仪所显示的退火炉内带钢下垂幅度参考值范围为300mm～1000mm。此外，退火炉内带钢速度控制为35m/min。
优选地，带钢厚度规格过渡段3进入退火炉前，退火炉预先进行升温，炉内温度达到900～1050℃。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (3)

1.一种带钢连续冷轧退火工艺中较大的带钢厚度规格过渡控制方法，适用于在带钢连续轧制退火酸洗线线上对带钢厚度规格过渡段进行控制，其中所述带钢厚度规格过渡段包括循环料与在制品衔接的循环料衔接部、在制品的未轧段、以及从未轧段到在制品成品的过渡区，其特征在于，所述控制方法包括：
步骤S1、循环料衔接部的宽度和厚度控制，其中，循环料衔接部的宽度控制为比在制品的宽度小15～40％，循环料衔接部的厚度控制为比在制品的原料厚度小20～30％，并且循环料衔接部的厚度与在制品的原料厚度的差值控制为不超过1.5mm，循环料衔接部的厚度控制为比在制品的成品厚度大40～65％，并且循环料衔接部的厚度与在制品的成品厚度的差值控制为不超过2.5mm；
步骤S2、未轧段和过渡区的长度控制，其中，未轧段的长度控制在1m以内，过渡区的长度控制在10～50m的范围内；
步骤S3、退火炉内带钢张力控制及带钢速度控制，其中，单位张力设定按6.0～7.5N/mm2计算，当带钢厚度规格过渡段进入退火炉内，分3～5次阶梯式逐步变化带钢张力设定，当整个带钢厚度规格过渡段进入退火炉冷却段以后，进行最后一次张力设定变化；以及基于下式控制退火炉内带钢速度：H×V＜TVmax×0.9，式中：V为退火炉内带钢速度，H为在制品的原料厚度，TVmax为退火炉的最大TV值。
2.如权利要求1所述的带钢连续冷轧退火工艺中较大的带钢厚度规格过渡控制方法，其特征在于，将在制品与循环料衔接时，通过采用精确焊缝定位来控制未轧段的长度，以及连轧机组在生产第一卷在制品时，通过采用穿带轧制方式来控制过渡区的长度。
3.如权利要求1所述的带钢连续冷轧退火工艺中较大的带钢厚度规格过渡控制方法，其特征在于，选用垂度仪来辅助退火炉内带钢张力控制，所述垂度仪所显示的退火炉内带钢下垂幅度控制在相邻支撑辊间距的2％～6％，且小于退火炉炉内的最大高度的80％。
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