CN110961467A - 一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法 - Google Patents

一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，包括以下步骤：控制板坯的入炉温度≥300℃；分别设定加热炉的预热段、加热段和均热段的空气过剩系数、炉膛温度和加热时间；其中，所述预热段的空气过剩系数为1.13‑1.17，炉膛温度≥700℃，加热时间≥58min；所述均热段的空气过剩系数为0.88‑0.92，炉膛温度≥1280℃，加热时间小于所述预热段的加热时间，且小于所述加热段的加热时间；控制所述板坯依次经过所述加热炉的预热段、加热段和均热段，至完成热轧过程。本发明所提供的控制方法，能够有效消除板坯表层与次表层应力集中区域，减少表层氧化铁皮量，进而减少对板坯表层以及次表层的传热阻碍作用，减少板材表面翘皮缺陷的发生，提高产品质量。

Description

一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法
技术领域
本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法。
背景技术
热轧翘皮缺陷，是出现在热轧低碳、超低碳钢(IF钢、无取向电工钢等)含碳量在0.01％以内的热轧产品边部6-22mm范围内的带钢表面皮状翘起缺陷。翘皮缺陷的特征与起皮类似，沿着热轧轧制方向呈规则分部，与起皮不同的是翘皮呈内侧开口与基体分开，边部多数与基体相连，严重时整体翘皮整体脱落，在边部形成沿轧制方向的深浅不一的坑状缺陷，坑装缺陷的面积在6mm2-10mm2。
目前，轻微的翘皮缺陷呈断续分布，断续分部的间距不一致，无一定的规律性，集中位置与边部距离一致，分开的翘皮集中部位的翘皮缺陷与边部距离基本一致，偶尔有一定的差异性，但是在5mm以内。严重翘皮缺陷呈连续分布，连续分部的长度不一致，翘皮缺陷会呈现出尺寸较大并且密集度较高的特点。热轧低碳、超低碳钢(IF钢)边部的翘皮缺陷是一种常见的缺陷，制约着IF钢的生产和应用，阻碍了第三代超深冲汽车用钢的发展和应用。
因此，如何降低双蓄热式加热炉中钢材的翘皮缺陷，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，能够有效减少板材表面翘皮缺陷的发生，提高产品质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，包括以下步骤：
控制板坯的入炉温度≥300℃；
分别设定加热炉的预热段、加热段和均热段的空气过剩系数、炉膛温度和加热时间；其中，所述预热段的空气过剩系数为1.13-1.17，炉膛温度≥700℃，加热时间≥58min；所述均热段的空气过剩系数为0.88-0.92，炉膛温度≥1280℃，加热时间小于所述预热段的加热时间，且小于所述加热段的加热时间；
控制所述板坯依次经过所述加热炉的预热段、加热段和均热段，至完成热轧过程。
优选的，所述加热段包括一加热段和二加热段，所述一加热段和所述二加热段自所述预热段向所述均热段依次过渡；
所述一加热段的空气过剩系数为1.03-1.07，炉膛温度≥1070℃，加热时间为48-75min，包括端点值；
所述二加热段的空气过剩系数为1.00-1.04，炉膛温度≥1270℃，加热时间为≥40min。
优选的，所述一加热段的加热时间按照升温速率≤5℃/min，一加热段板坯温度≤1120℃计算。
优选的，所述二加热段的加热时间按照升温速率≤2℃/min，二加热段板坯温度≤1200℃计算。
优选的，所述预热段的加热时间按照升温速率≤10℃/min，板坯升温≤580℃计算。
优选的，所述预热段和所述加热段均采用热值为3348.7kJ/m3±10％的高炉煤气，所述均热段采用热值为8370kJ/m3±10％的混合煤气。
优选的，所述预热段和所述加热段的空煤比均为0.78-0.82，所述均热段的空煤比为1.98-2.02。
优选的，所述板坯为IF钢板坯。
本发明所提供的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，包括以下步骤：控制板坯的入炉温度≥300℃；分别设定加热炉的预热段、加热段和均热段的空气过剩系数、炉膛温度和加热时间；其中，所述预热段的空气过剩系数为1.13-1.17，炉膛温度≥700℃，加热时间≥58min；所述均热段的空气过剩系数为0.88-0.92，炉膛温度≥1280℃，加热时间小于所述预热段的加热时间，且小于所述加热段的加热时间；控制所述板坯依次经过所述加热炉的预热段、加热段和均热段，至完成热轧过程。本发明所提供的控制方法，通过对热轧工艺进行改进，提高板坯的入炉温度，并通过对预热段、加热段和均热段各段的炉膛温度和加热时间的控制，能够有效的消除板坯表层与次表层应力集中区域，减少表层氧化铁皮量，进而减少表层氧化铁铁皮对板坯表层以及次表层的传热阻碍作用，减少板材表面翘皮缺陷的发生，提高产品质量。
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地介绍，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。
图1为本发明所提供的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法一种具体实施方式的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，能够有效减少板材表面翘皮缺陷的发生，提高产品质量。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法一种具体实施方式的流程图。
在该实施方式中，双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法包括以下步骤：
控制板坯的入炉温度≥300℃；
分别设定加热炉的预热段、加热段和均热段的空气过剩系数、炉膛温度和加热时间，具体的，分别对预热段的空气过剩系数、炉膛温度和加热时间进行设定，对加热段的空气过剩系数、炉膛温度和加热时间进行设定，对均热段的空气过剩系数、炉膛温度和加热时间进行设定；
控制所述板坯依次经过所述加热炉的预热段、加热段和均热段，至完成热轧过程。
具体的，所述预热段的空气过剩系数为1.13-1.17，炉膛温度≥700℃，加热时间≥58min；所述均热段的空气过剩系数为0.88-0.92，炉膛温度≥1280℃，加热时间小于所述预热段的加热时间，且小于所述加热段的加热时间。
进一步，该双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，优选应用于IF钢板坯的热轧工艺中，IF钢含碳量≤0.07％
针对于IF钢，其成分见表1：
表1 IF钢的成分
化学成分 C Si Mn P S Als
重量百分比 ≤0.0040 ≤0.020 0.11-0.15 ≤0.20 ≤0.005 0.15-0.35
并且，该控制方法应用在双蓄热式加热炉中，双蓄热式加热炉与常规加热炉重要区别在于双蓄热式加热分为三种排烟方式，分别为空烟烧嘴排烟、煤烟烧嘴排烟以及常规烟道排烟，而常规加热炉仅有常规烟道排烟；排烟过程的不同会导致炉内气氛分布以及温度场不同；双蓄热式加热炉通过一侧烧嘴燃烧一侧烧嘴排烟，均匀了板坯长度方向上的温度场，减少了板坯长度及宽度方向上的温差。双蓄热式燃烧系统主要由燃烧装置、蓄热室、换向系统、排烟系统和连接管道五大部分组成，其中燃烧装置、蓄热室、换向系统是最关键的部分。燃烧装置指烧嘴，蓄热式烧嘴能大大提高节能效率。蓄热式烧嘴能将空气/煤气预热到1000℃～1200℃以上，同时烟气排出温度降到150～250℃，大大提高了燃料使用效率，废热回收率高达80％以上，可大大节约燃料，比一般回收装置高10～20％；蓄热式烧嘴的火焰与传统烧嘴火焰相比，温度均匀，梯度很小，无明显的高温区；而且蓄热式烧嘴工作时，通常有切换过程，烧嘴交替地处于燃烧期和蓄热期，火焰的位置不是固定不变，炉气流动和扰动作用使炉气温度分布更均匀；另外，由于空气/煤气预热到1000℃以上，大大提高了气体的高温动力性能，使空气扩散、混合过程更加剧烈，在火焰外围形成炉气循环区，也促进了炉温均匀性，温差可以<25℃。炉温均匀性的提高，能大大提高炉内被加热物料的温度均匀性。此外蓄热式加热采用高炉煤气为原料。
在上述各实施方式的基础上，所述加热段包括一加热段和二加热段，所述一加热段和所述二加热段自所述预热段向所述均热段依次过渡，即板坯依次经过预热段、一加热段、二加热段和均热段；
所述一加热段的空气过剩系数为1.03-1.07，炉膛温度≥1070℃，加热时间为48-75min，包括端点值；
所述二加热段的空气过剩系数为1.00-1.04，炉膛温度≥1270℃，加热时间≥40min。
在上述各实施方式的基础上，所述一加热段的加热时间按照升温速率≤5℃/min，一加热段板坯温度≤1120℃计算，获得一加热段的加热时间为48-75min，包括端点值。
在上述各实施方式的基础上，所述二加热段的加热时间按照升温速率≤2℃/min，二加热段板坯温度≤1200℃计算，获得二加热段的加热时间≥40min。
在上述各实施方式的基础上，所述预热段的加热时间按照升温速率≤10℃/min，板坯升温≤580℃计算，获得预热段的加热时间≥58min。
在上述各实施方式的基础上，所述预热段和所述加热段均采用热值为3348.7kJ/m3±10％的高炉煤气，所述均热段采用热值为8370kJ/m3±10％的混合煤气。
在上述各实施方式的基础上，所述预热段和所述加热段的空煤比均为0.78-0.82，所述均热段的空煤比为1.98-2.02。
在一种具体实施例中，该双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法中，首先需要控制板坯入炉温度，具体的，双蓄热式加热炉对来料温度敏感性非常高，在板坯入炉时，需保证板坯温度在300℃以上，确保板坯处于热装状态；对加热炉预热段的控制措施包括：
1、控制空气过剩系数
双蓄热式加热炉预热段采用高炉煤气，热值是3348.7kJ/m3；空气煤气配比按照空气：煤气＝0.8:1的比例进行控制；预热段为保证温度均匀以及表面氧化充分利于内部传热，将空气过剩系数控制在1.15，即实际空气：理论空气＝1.15:1；实际空气：实际煤气＝1.15*0.8:1＝0.92:1。
2、控制预热段炉膛温度
双蓄热式加热炉预热段起到对板坯进行表面升温以及加快板坯次表层传热的过程，同时可以通过高温消除板坯表层与次表层应力集中区域；因此预热段炉膛温度不大于板坯温度之上700℃；即预热段炉膛温度要求≤1100℃。
3、控制板坯在预热段加热时间
按照升温速率小于等于10℃/min，预热段板坯升温≤580℃计算，预热段时间≥58min。
对加热炉一加热段的控制措施包括：
1、控制空气过剩系数
双蓄热式加热炉一加热段采用高炉煤气，热值是3348.7kJ/m3；空气煤气配比按照空气：煤气＝0.8:1的比例进行控制；通过铁碳相图可以看出，IF钢的铁素体向奥氏体区域转变的温度在890℃-920℃，即为一加热段的升温区间。为减少氧化铁皮生成，阻碍表层与次表层传热，增大表层与次表层的两相区间，将空气过剩系数控制在1.05，即实际空气：理论空气＝1.05:1；实际空气：实际煤＝1.05*0.8:1＝0.84:1。
2、控制一加热段炉膛温度
双蓄热式加热炉一加热段提高板坯次表层向中间层传热过程，并进一步加快次表层温度提升，减少表层温度与次表层温度温度梯度，降低表层与次表层奥氏体化的时间，因此在一加热段需要比预热段升温速度加快；同时，还需要提高表层与次表层的温度均匀性；因此一加热段需要降低奥氏体化时间，即板坯在890℃-920℃的升温速度需要快速，因此一加热段炉膛温度需高于奥氏体化温度150℃即1070℃；同时又受限制与需要均匀表层与次表层温度梯度，因此需要控制炉膛温度上限≤1250℃；
3、控制板坯在一加热段加热时间
按照升温速率小于等于5℃/min，一加热段板坯温度≤1120℃计算，一加热段时间≥48min。同时，为减少一加热段板坯奥氏体化时间，一加热段在炉时间需≤75min。
对加热炉二加热段的控制措施包括：
1、控制空气过剩系数
双蓄热式加热炉二加热段采用高炉煤气，热值是3348.7kJ/m3；空气煤气配比按照空气：煤气＝0.8:1的比例进行控制；为提高中心温度与次表层温度，减少表层氧化铁铁皮对板坯表层以及次表层的传热，将空气过剩系数控制在1.02，即实际空气：理论空气＝1.02:1；实际空气：实际煤＝1.02*0.8:1＝0.816:1。
2、控制二加热段炉膛温度
双蓄热式加热炉二加热段提高次表层与中心温度，同时板坯温度已经经过了奥氏体化，需要强化加热温度，减少板坯轧制变形抗力，提高板坯塑形，因此二加热段温度需≥1270℃。
3、控制板坯在预热段加热时间
按照升温速率小于等于2℃/min，二加热段板坯温度≤1200℃计算，二加热段时间≥40min。
对加热炉均热段的控制措施包括：
1、控制空气过剩系数
双蓄热式加热炉二加热段采用混合煤气，热值是8370kJ/m3；空气煤气配比按照空气：煤气＝2:1的比例进行控制；为考虑在后续轧制过程中，板坯表层温降过大，会导致表层边部位置进入两相区甚至铁素体区域轧制，进而因为铁素体与奥氏体变形抗力不同，在大的轧制力作用下产生翘皮缺陷，因此在均热段不仅需要提高板坯出炉的温度，更重要的是提高板坯表层与次表层温差，形成表层大于次表层15℃的温度场，进而在后续轧制过程中，表层不会率先进入奥氏体区域轧制。为提高板坯表层温度，需要减少表层氧化铁皮量，减少表层氧化铁铁皮对板坯表层以及次表层的传热阻碍作用，将空气过剩系数控制在0.9，即实际空气：理论空气＝0.9:1；实际空气：实际煤＝0.9*2:1＝1.8:1。
2、控制均热段炉膛温度
为了进一步提高均热段板坯出炉温度，均热段炉膛温度需要大于板坯出炉目标温度即炉膛温度＞1240℃，为了进一步扩大表层与次表层温差，需要炉膛温度继续增大至1280℃。
3、控制板坯在预热段加热时间
均热段需快速提温，提高表层与次表层温差，因此需尽量缩短板坯在均热段时间，同时为了考虑轧线节奏以及出钢节奏，IF钢进入均热段后需快速加热出炉，减少等温待轧时间。
实施例一
9卷加热工艺参数见表2。
表2工艺参数
Figure BDA0002333875610000081
通过对以上9卷进行热轧表面质量检测仪以及抽查、酸轧表面质量检测仪以及酸轧抽查，均未发现翘皮缺陷。
实例二：
9卷加热工艺参数见表3。
表3工艺参数
Figure BDA0002333875610000091
通过对以上9卷进行热轧表面质量检测仪以及抽查、酸轧表面质量检测仪以及酸轧抽查，均未发现翘皮缺陷。
需要说明的是，表2和表3中的温度单位为℃，时间单位为min。
以上对本发明所提供的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制板坯的入炉温度≥300℃；
分别设定加热炉的预热段、加热段和均热段的空气过剩系数、炉膛温度和加热时间；其中，所述预热段的空气过剩系数为1.13-1.17，炉膛温度≥700℃，加热时间≥58min；所述均热段的空气过剩系数为0.88-0.92，炉膛温度≥1280℃，加热时间小于所述预热段的加热时间，且小于所述加热段的加热时间；
控制所述板坯依次经过所述加热炉的预热段、加热段和均热段，至完成热轧过程。
2.根据权利要求1所述的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，其特征在于，所述加热段包括一加热段和二加热段，所述一加热段和所述二加热段自所述预热段向所述均热段依次过渡；
所述一加热段的空气过剩系数为1.03-1.07，炉膛温度≥1070℃，加热时间为48-75min，包括端点值；
所述二加热段的空气过剩系数为1.00-1.04，炉膛温度≥1270℃，加热时间为≥40min。
3.根据权利要求2所述的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，其特征在于，所述一加热段的加热时间按照升温速率≤5℃/min，一加热段板坯温度≤1120℃计算。
4.根据权利要求2所述的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，其特征在于，所述二加热段的加热时间按照升温速率≤2℃/min，二加热段板坯温度≤1200℃计算。
5.根据权利要求1所述的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，其特征在于，所述预热段的加热时间按照升温速率≤10℃/min，板坯升温≤580℃计算。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，其特征在于，所述预热段和所述加热段均采用热值为3348.7kJ/m3±10％的高炉煤气，所述均热段采用热值为8370kJ/m3±10％的混合煤气。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，其特征在于，所述预热段和所述加热段的空煤比均为0.78-0.82，所述均热段的空煤比为1.98-2.02。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的双蓄热式加热炉降低翘皮缺陷的控制方法，其特征在于，所述板坯为IF钢板坯。
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