CN111167858A - 一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，所述方法包括：经无头连铸、粗轧和中间强制冷却，经精轧机组在铁素体区温度范围轧制为厚度0.8‑2.0mm的带钢。根据精轧机组的最高速度和铁素体区轧制的带钢极限厚度，近距离卷取机与精轧机组末机架距离为20m～48m，减少精轧出口至卷取机的空冷温降，将卷取温度控制在铁素体退火再结晶温度以上0～80℃范围内。本发明的极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，不仅可控制铁素体区轧制带钢的卷取温度，实现铁素体区轧制带钢在卷取后的高温再结晶，改善热轧带钢及经冷轧退火带钢的成形性能。

Description

一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法。

背景技术

铁素体轧制工艺(又称温轧，Warm Rolling)是20世纪80年代末由比利时钢铁研究中心研究开发的，目的是生产可直接使用或供冷轧生产原料的组织、性能优异的热轧板。与传统的奥氏体区热轧工艺相比，铁素体区热轧带钢生产方法的优势是：

1)可以低温加热，减少加热能耗，减少高温氧化烧损；

2)轧制过程变形抗力较小，可有效轧制过程能耗降低；

3)以缩短工艺流程，减少轧辊损耗；

4)低温轧制过程带钢氧化少，氧化铁皮较薄，易于酸洗清除，提高带钢表面质量；

5)热轧带钢及冷轧退火带钢具有更高的延伸率高和深冲性能r值；

6)有利于生产薄规格的热轧带钢。

因超低碳钢(碳含量<0.01％)的铁素体区范围大和温度高，故目前铁素体轧制工艺主要应用于IF钢的生产。也有采用低碳钢(碳含量<0.1％)实施铁素体轧制工艺的开发工作，主要受铁素体相变温度限制和卷取温度限制。

“用于生产铁素体轧制钢带的方法和装置”(中国专利，98811974.9)提出了适用于低碳钢和IF钢的工艺：连铸→隧道炉加热→剪切成板坯段→粗轧机组粗轧→强冷装置强冷→开卷箱储存→剪切→除鳞→精轧→冷却/加热→剪切→卷取。“铁素体区热轧带材的生产设备及铁素体带材的生产工艺”(德国专利，DE19531538.3；中国专利，96112270.6)提出了适用于低碳钢的工艺：连铸→加热→粗轧→精轧→冷却→(卷取)→薄带轧机→卷取。“生产薄钢板或带钢的方法及装置”(中国专利，97181471.6)提出了薄板坯连铸→通过式加热炉→粗轧至20mm→冷却→铁素体区精轧至1.8mm以下厚度→层流冷却→650℃以上卷取。“带钢生产方法及其设备”(中国专利，97196265.0)在专利97181471.6申请的基础上，在精轧机和卷取机之间增加感应加热装置，保证带钢在650℃以上卷取。

基于薄板坯连铸连轧生产线上采用铁素体区轧制的新方法如下：“薄板坯连铸连轧铁素体轧制工艺”(中国专利，201310723913.1)提出了≤2mm薄板的轧制温度控制方法，其加热温度1100℃～1300℃，精轧温度600℃～700℃。“在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法”(中国专利，201610759108.8)提出了适用于低碳钢的工艺：连铸→加热→除鳞→轧制→层流冷却→卷取，铸坯出炉温度1020℃～1080℃，成品厚度2mm～6mm。

对于无头轧制生产线，带钢铁素体区轧制也有相应卷取温度的控制要求。“基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法”(中国专利，201610768866.6)提出了基于ESP生产低碳钢铁素体的方法：转炉冶炼→LF炉冶炼→RH炉冶炼→连铸→粗轧→感应加热→除鳞→精轧→层流冷却→卷取→冷却至室温→酸洗→平整→拉矫→卷取。“无头连铸连轧深冲用低微碳钢卷的铁素体轧制方法和装置”(中国专利，201710960186.9)，连铸→厚度80mm～130mm板坯→1020℃～950℃粗轧→≤6℃/s中间坯冷却→850℃～730℃入精轧→层冷冷却→710～580℃卷取温度。“一种无头连铸连轧深冲用低微碳钢卷的铁素体轧制装置”(中国专利，201721328018.2)，特征在于轧制装置由板坯连铸机→粗轧机组→冷却通道→滚切剪→高压水除鳞装置→精轧机组→层冷装置→高速飞剪→卷取机顺序组成。“无头连铸连轧生产超深冲用超低碳钢卷铁素体轧制装置”(中国专利，201721328022.6)，特征在于：轧制装置由板坯连铸机→高压水除鳞装置一→粗轧机组→快速冷却装置→滚切剪→高压水除鳞装置二→精轧机组→吹扫水装置→层冷装置→高速飞剪→卷取机顺序组成，每架精轧机组均配有吹扫水装置。一种低碳钢连铸连轧生产线及其生产工艺(中国专利，201810660032.2)，生产线特点是：板坯连铸机→高压水粗除鳞装置→粗轧机组→摆剪→推出及垛板装置→转鼓飞剪→废料去除装置→感应加热炉→高压水精除鳞装置→中间轧制机架→中间水冷装置→精轧机组→层流冷却装置→高速飞剪和卷取机。精轧出口温度740℃～780℃，卷取温度650℃～680℃。“一种在ESP生产线采用铁素体轧制生产低碳钢的方法”(中国专利，2018106573310),精轧入口温度950℃～1050℃，在第一机架至第三机架间降温至铁素体区，精轧出口温度为740℃～800℃，卷取温度为650℃～700℃。

文献“铁素体区轧制技术的发展与现状”(河北冶金，2004，(4)：3-6,43)研究认为：对于铁素体区轧制，由于常规热轧带钢生产均不设退火线，并且从生产成本上考虑也不宜采用热轧后退火工艺。当退火温度较高时，完成再结晶的时间很短(退火温度660℃时仅需5min)，因此铁素体区轧制可采用高温卷取工艺，高的卷取温度可使带钢在完成冷却前完成再结晶、消除变形带，而无须专门的退火生产线。因此IF钢和后续要冷轧-连续退火低碳铝镇静钢倾向于高温卷取。但是，对于后续需要冷轧-罩式退火的低碳铝镇静钢，高温卷取存在AlN的提前析出，会影响产品的性能。铁素体区轧制后退火带钢的晶粒尺寸，低碳钢随轧制温度升高而增大，IF钢几乎不受轧制温度的影响。但总的来说，无论是低碳钢还是IF钢，晶粒尺寸都随轧制温度升高呈长大趋势。

综上所述，无论是传统热轧带钢生产线，还是薄板坯连铸连轧带钢生产线，甚至是无头轧制带钢生产线，卷取机与精轧机末机架的距离通常在60～140m，在精轧机组完成铁素体区轧制后，带钢需要长时间的辊道输送，空冷温降大，不利于卷取温度的控制，也就导致铁素体区热轧带钢或后续冷轧退火带钢的成形性能不佳。对于极薄规格(0.8mm≤厚度<2.3mm)的热轧带钢，实施铁素体区热轧的卷取温度控制更是一个难题。采用在精轧机后感应加热的方式提高卷取温度，在相关专利申请中已有涉及，但生产过程中带钢加热所需功率巨大，能耗问题突显。因此，提供一种铁素体区轧制极薄带钢的卷取方法以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，可以在带钢无头轧制生产线实施铁素体轧制后，解决带钢在输送辊道长时间空冷导致的卷取温度控制难题，提升热轧及后续冷轧带钢组织及深冲性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，其特征在于：轧制步骤为：无头连铸、在奥氏体温度区间粗轧、中间强制冷却，在精轧机组进行铁素体区轧制；经精轧机组在铁素体区温度范围轧制成极薄带钢，经过输出辊道将带钢送至近距离卷取机卷取，将带钢卷取温度控制在铁素体退火再结晶温度以上范围内；铁素体相变终止温度由钢种的相变特性决定。

进一步地，所述精轧机组末机架与近距离卷取机的间距20m～48m之间，带钢的极限厚度越薄，近距离卷取机与精轧机的距离越近。

进一步地，在所述的精轧机组与近距离卷取机之间布置的分段飞剪，当钢卷到达设定卷径时进行切断，后续带钢交由另一台临近布置的近距离卷取机卷取，实现极薄带钢铁素体区无头轧制的连续生产。

进一步地，所述极薄带钢的厚度范围在0.8～2.0mm。

进一步地，所述目标卷取温度在铁素体退火再结晶温度以上0～80℃范围。

所述精轧机组末机架与近距离卷取机的间距20m～48m之间。带钢的极限厚度越薄，其在空气环境下的冷却速度越快，近距离卷取机与精轧机的距离越近，可防止带钢轧后的大幅度温降，导致在卷取温度下带钢无法利用余热实现再结晶退火，无法实现热轧带钢组织及性能的提升。

由以上对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)可有效防止精轧后辊道输送过程长时间空冷导致的大幅度温降；

2)不影响中厚规格热轧带钢的轧制、轧后控制冷却和卷取；

3)有利于控制铁素体轧制极薄带钢及后续冷轧带钢的成形性能改善，经过平整和酸洗的热轧板可以代替普通冷轧深冲板。

4)有利于提升热轧带钢在后续冷轧退后力学性能和成形性能的改善。

5)进一步减少热轧带钢的氧化皮厚度。

6)减少薄规格带钢轧后长距离高速输送过程的生产事故，提高成材率。

附图说明

图1为一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法的工艺示意图(1)

图2为一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法工艺示意图(2)，可拓宽铁素体区带钢轧制厚度范围

1-精轧机组；2-短距离输送辊道；3-近距离卷取机；4-冷却区输送辊道；5-轧后冷却装置；6-卷取机；7-精除鳞；8-切头剪；9-感应加热器；10-中间坯冷却段；11-粗轧机

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清晰，以下对照附图对本发明进行进一步的详细说明。

一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法包括：热轧带钢连铸热连轧生产线，无头连铸后的板坯厚度在70～150mm。生产线有初除鳞(图中未列出)、粗轧机11、感应加热装置9(铁素体区轧制极薄带钢时未必使用)、中间坯冷却10、切头剪8、精除鳞7，在精轧机组1实现铁素体区轧制，短距离输送辊道2和近距离卷取机1。在极薄规格带钢实施铁素体区轧制时，所述短距离输送辊道2一端与所述精轧机组1出口端相连，另一端与所述近距离卷取机1入口端相连。近距离卷取机1之前设置有分段飞剪12，用于无头轧制带材的分断。

附图1是本发明提供一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法的示意图。在实施中，粗轧机组可以是1个轧机机列，也可以是2～3个轧机机列；精轧机组有5个串列式机列，或6～7个串列式机列。当最高轧制速度为9～14.5m/s,轧制带钢最薄厚度0.8mm，精轧机组末机架出口与近距离卷取机的距离在20m～48m之间。对厚度≥2.0mm的带钢，在精轧机组和层流冷却装置后布置有常规卷取机，常规卷取机与精轧机的距离在65～140m之间。在近距离卷取机前根据需要可设置水冷却装置。0.8mm厚度IF钢带钢进行铁素体区热轧时，将中间坯进入精轧机组的温度控制在870-840℃，精轧机出口温度控制在820-760℃，实现铁素体区轧制，带钢经过输送辊道进入近距离卷取机的温度为680-730℃，卷取温度在IF钢的再结晶温度以上。0.8mm厚度的铝镇静钢带钢进行铁素体区热轧时，将中间坯进入精轧机组的温度控制在810-780℃，精轧机出口温度控制在760-720℃，实现铁素体区轧制，带钢经过输送辊道进入近距离卷取机的温度为620-680℃，卷取温度在铝镇静钢带钢的退后再结晶温度以上。

根据生产线轧制带钢厚度范围拓宽的需要，本发明可以进一步选择在近距离卷取机1之后设置轧后冷却装置5和常规布置卷取机6，用于厚规格带钢的控温冷却和组织性能调控和成品卷取，如附图2所示。

上述仅为说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的设计构思不仅限于此，凡利用此构思对本发明进行的任何修改、替换和改进等，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，其特征在于：轧制步骤为：无头连铸、在奥氏体温度区间粗轧、中间强制冷却，在精轧机组进行铁素体区轧制；经精轧机组在铁素体区温度范围轧制成极薄带钢，经过输出辊道将带钢送至近距离卷取机卷取，将带钢卷取温度控制在铁素体退火再结晶温度以上范围内；铁素体相变终止温度由钢种的相变特性决定。

2.如权利要求1所述的一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，其特征在于，所述精轧机组末机架与近距离卷取机的间距20m～48m之间，带钢的极限厚度越薄，近距离卷取机与精轧机的距离越近。

3.如权利要求1所述的一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，其特征在于，在所述的精轧机组与近距离卷取机之间布置的分段飞剪，当钢卷到达设定卷径时进行切断，后续带钢交由另一台临近布置的近距离卷取机卷取，实现极薄带钢铁素体区无头轧制的连续生产。

4.如权利要求1所述的一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，其特征在于，所述极薄带钢的厚度范围在0.8～2.0mm。

5.如权利1要求所述的一种极薄带钢的铁素体区无头轧制方法，其特征在于，所述目标卷取温度在铁素体退火再结晶温度以上0～80℃范围。

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