CN112296285A - 一种改善双辊铸轧薄带褶皱的方法 - Google Patents

一种改善双辊铸轧薄带褶皱的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改善双辊铸轧生产热轧薄带钢产生的褶皱问题的方法。本发明通过调整铸带凸度、厚度和温度，夹送辊压力、夹送辊张力，助卷器撤离时间等方面，改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢的褶皱情况。该方法主要包括调整铸带凸度至15～35μm，调整铸带厚度为1.65～1.8mm，调整铸带钢温度至1250～1350℃，以减小带钢中心区域变形量。该方法还包括在双辊铸轧生产薄带钢产品时，调整夹送辊压力范围为16～20kN，夹送辊张力为2.0MPa～2.5MPa，和/或调整卷取机助卷器撤离时间为5～10s。通过以上措施中的一种或多种，可有效改善双辊铸轧生产热轧薄带钢褶皱问题，使得褶皱判次率明显减小，能够有效提高产品合格率和盈利水平。

Description

一种改善双辊铸轧薄带褶皱的方法
技术领域
本发明属于钢铁生产技术领域，涉及一种基于双辊薄带铸轧生产热轧薄带钢的方法，具体涉及在双辊铸轧生产过程中改善热轧薄带钢表面褶皱的方法。
背景技术
热轧带钢一般是指厚度为1～20mm的成卷带钢，广泛用于汽车、电机、化工、造船等工业部门，同时也作为冷轧、焊管、冷弯型钢生产的原料。在应用过程中，除了通常的力学性能外，对表面质量和板形的要求越来越高，尤其是2.0mm以下的薄带钢产品。传统工艺生产热轧带通常采用侧导板对中的方式，但对于2.0mm以下的薄规格产品，侧挡板对中的方式可能会导致翻边、带钢弯曲、变形、褶皱等缺陷，严重影响产品质量。
本发明涉及一种利用双辊铸轧技术生产2.0mm以下热轧薄带钢的生产方法，生产过程中可以采用专利CN 101198421B中描述的夹送辊装置，上下夹送辊均为凸辊，在夹送辊纵向压应力不变的情况下，随铸带凸度、厚度和温度的变化，铸带与夹送辊之间接触不均匀，导致铸带压下量不同，水平张力分布亦不均，使带钢表面产生局部褶皱，情况严重时通卷褶皱判次，严重影响产品质量和合格率。
目前国内关于带钢褶皱问题的研究主要集中在卷取前，具体是由于带钢处于失张状态，在进入卷取机前产生褶皱的情况。专利文献CN 106493172B公开了一种解决薄带钢在卷取穿带过程中产生褶皱的方法，该方法是在传统的自动穿带控制方法中增加转向辊预控以及穿带过程卷取机转矩控制下速度附加值的变化，克服了由于长距离穿带造成跑偏导致的褶皱现象。但该方法仍然是适用于常规热轧生产线卷取前产生褶皱的情况。
文献《热轧带钢折皱缺陷的形成机理与控制措施》(金属材料与冶金工程，2011，39(3)，P6-9)分析了低碳钢在开平过程中，承受较大载荷时，表面局部区域产生凹陷或者凸起称之为折皱。该文献将折皱分为两种类型，一种是呈直线状或条状，垂直于轧制方向，有的贯穿整个带宽；另一种为带钢再次开卷时产生；第三种是指在钢卷尾部(卷的内部)出现，或通卷出现，但尾部最为严重。该文献提出的解决方案有三种，其一是在发生形变时效前开卷；其二是控制钢卷变形曲率；其三是消除减弱屈服效应或提高低碳钢的屈服强度。但对于热连轧带钢而言，只能通过消除或减弱屈服效应和提高屈服强度来解决问题。该文献最终是通过降低卷取温度，提高带钢屈服强度，或者添加Nb、Ti、V等细化晶粒的元素提高带钢强度，防止折皱产生。
文献《热轧带钢折边问题分析》(钢铁，2002，37，增刊，P443-445)中提到2.0mm的SPA-H和SPHC最容易折边，主要从设备、操作等方面提出了改进措施，首先，侧导板是直接影响成品卷形进而造成折边的一个重要原因，其开口度、对中状态、磨损状况，和开闭时间等都对卷形有影响。合适的开度能保证带钢良好的对中。其次如果夹送辊上下辊速度不匹配，装配不水平等问题对卷形均造成不良影响。该文是通过调节设备精度等手段改善带钢折边的问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种改善双辊铸轧生产热轧薄带钢产生褶皱问题的方法，该方法采用与现有技术完全不同的思路，无需增加额外设备，能够有效改善热轧薄板褶皱的问题，显著提高热轧薄带钢的产品合格率。
根据本发明，该方法通过调整铸带凸度、厚度、温度，夹送辊压力、夹送辊张力，助卷器撤离时间等方面，有效改善双辊铸轧生产热轧薄带钢褶皱问题。
更具体而言，本发明采取如下技术方案：
(1)通过设计铸辊辊型，和/或调整铸辊铸力在4000～6000N，使得铸带板形凸度控制在15～35μm；
(2)通过控制计算机界面，调整铸带厚度，使得铸带厚度保持在1.65～1.8mm之间；
(3)调整铸机速度至60～75m/min以及热箱内氮气(N2)的含量至1000～3000m3/h，进而调整铸带温度至1250～1350℃；
(4)通过控制计算机界面调整夹送辊压力范围为16kN～20kN，夹送辊张力为2.1～2.5MPa；
(5)铸带经过轧机轧制，经过气雾冷却至工艺温度，当带钢进入卷取机时，通过计算机二级设定，将助卷器撤离时为5～10s。
双辊铸轧生产薄带钢时，由于夹送辊为凸辊，铸带与夹送辊接触后，铸带所受压力和张力不匹配，使板宽中心部位变形程度较大，导致带钢纵向延伸率不一致，使带钢在高速运行过程中容易产生褶皱变形，后续在切边拉矫线经过拉矫后仍然有手感褶皱，则产品判为次品。为改善此类褶皱变形情况，本发明调整了铸带凸度、厚度和温度，夹送辊压力和张力，助卷器撤离时间等参数，有效解决了上述技术问题。
根据本发明的第一方面，一种改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，所述方法包括如下步骤中的一个或多个：
·在双辊铸轧过程中：
(1)将铸带板形凸度控制在15～35μm的范围；
(2)将铸带厚度控制在1.65～1.8mm的范围；
(3)将铸带温度控制在1250～1350℃的范围；
·在铸带夹送过程中：
(4)将夹送辊压力控制在16kN～20kN的范围；
(5)将夹送辊张力控制在2.1MPa～2.5MPa的范围；
·在热轧带钢卷取过程中：
(6)将助卷器撤离时间控制在5～10s的范围。
根据本发明的改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，优选地，所述步骤(1)进一步包括调整铸辊辊型，和/或调整铸辊铸力至4000～6000N，以将铸带板形凸度控制在15～35μm的范围。
根据本发明的改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，优选地，所述步骤(2)进一步包括控制计算机界面，以将铸带厚度控制在1.65～1.8mm的范围。
根据本发明的改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，优选地，所述步骤(3)进一步包括调整铸机速度至60～75m/min，和/或调整热箱内氮气的含量至1000～3000m3/h，以将铸带温度控制在1250～1350℃的范围。
根据本发明的改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，优选地，所述步骤(4)进一步包括将夹送辊压力控制在16kN～18kN的范围。
根据本发明的改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，优选地，所述步骤(5)进一步包括将夹送辊张力控制在2.2MPa～2.5MPa的范围。
根据本发明的改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，优选地，所述步骤(6)进一步包括通过计算机二级设定，以将助卷器撤离时间控制在5～10s的范围。
根据本发明的改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，优选地，所述步骤(6)进一步包括将助卷器撤离时间控制在8～10s的范围。
根据本发明的改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，优选地，在双辊铸轧过程中将铸带板形凸度控制在30～35μm的范围，将铸带厚度控制在1.7～1.8mm的范围，将铸带温度控制在1250～1300℃的范围；在铸带夹送过程中将夹送辊压力控制在16kN～18kN的范围，将夹送辊张力控制在2.2MPa～2.5MPa的范围；在热轧带钢卷取过程中将助卷器撤离时间控制在8～10s的范围。
根据本发明的第二方面，还涉及一种热轧薄带钢，所述热轧薄带钢采用上述方法控制褶皱，其中所述热轧薄带钢的褶皱判次率不高于1.5％。
有益技术效果
与现有技术相比，本发明的有益技术效果至少包括：
本发明在现有生产条件下，分析及研究得出了褶皱产生的具体原因，并在不增加设备的情况下，通过调整铸带、夹送辊及助卷器的相关参数，有效改善了热轧薄板褶皱的问题。本发明的方法便于操作，工艺改善成本较低，能明显提高产品合格率，且使热轧薄带钢产品更具成本优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为根据本发明的方法生产双辊铸轧薄带的流程及设备示意图；
图2为本发明所面临的薄规格热轧带钢褶皱缺陷示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另作定义，本发明所使用的技术术语或科学术语应当为本发明所属领域具有一般技能的人士所理解的通常意义。
参见图1，其中示出了根据本发明的方法生产双辊铸轧薄带的流程及设备示意图，图2则示出了本发明所面临的薄规格热轧带钢褶皱缺陷。
结合图1的工艺流程及设备，本发明从多个环节出发，提供了改善双辊铸轧生产热轧薄带钢产生褶皱问题的方法。具体上，通过调整铸带凸度、厚度和温度，夹送辊压力、夹送辊张力，助卷器撤离时间等方面，有效改善了双辊铸轧工艺生产的热轧薄带钢的褶皱情况。
以下通过具体实施例对本发明做进一步说明。参见表1，其中给出了各实施例中的主要技术参数。
在各个实施例中：
实施例1-3所调整的参数为铸带凸度、厚度和温度，夹送辊张力和压力，及助卷器撤离时间。
对比例1为常规状态下双辊铸轧生产薄带钢的工艺参数。
表1实施例与对比例中的主要技术参数
Figure BDA0002690067570000051
下文对实施例1-3更为具体说明。
实施例1
冶炼成分合格的钢水经过中间包、过度包流入双辊和侧封形成的熔池，该双辊铸辊辊型凸度为25μm，设定铸力6000N，设定铸带厚度1.65mm，形成厚度1.65mm、凸度25μm铸带，控制铸机速度75m/min，通过含有氮气的热箱，氮气量控制在1000m3/h，使得铸带温度为1350℃，调整1#夹送辊压力为16KN，夹送辊张力为2.1MPa，经过1道次的热轧机，轧制成0.85mm厚度轧带，通过气雾冷却至工艺温度，进入带有助卷器的卷取机后进行卷取，设定助卷器撤离时间为5s，形成0.85mm热轧薄带卷。
在该工艺参数的控制下，产品发生褶皱的概率为1.5％。
实施例2
冶炼成分合格的钢水经过中间包、过度包流入双辊和侧封形成的熔池，该双辊铸辊辊型凸度为30μm，设定铸力5000N，设定铸带厚度1.7mm，形成厚度1.7mm、凸度30μm铸带，控制铸机速度70m/min，通过含有氮气的热箱，氮气量控制在1500m3/h，使得铸带温度为1300℃，调整1#夹送辊压力为18KN，夹送辊张力为2.2MPa，经过1道次的热轧机，轧制成0.9mm厚度轧带，通过气雾冷却至工艺温度，进入带有助卷器的卷取机后进行卷取，设定助卷器撤离时间为8s，形成0.9mm热轧薄带卷。
在该工艺参数的控制下，产品发生褶皱的概率为1.3％。
实施例3
冶炼成分合格的钢水经过中间包、过度包流入双辊和侧封形成的熔池，该双辊铸辊辊型凸度为35μm，设定铸力4000N，设定铸带厚度1.8mm，形成厚度0.9mm、凸度35μm铸带，控制铸机速度60m/min，通过含有氮气的热箱，氮气量控制在3000m3/h，使得铸带温度为1250℃，调整1#夹送辊压力为18KN，夹送辊张力为2.5MPa，经过1道次的热轧机，轧制成0.9mm厚度轧带，通过气雾冷却至工艺温度，进入带有助卷器的卷取机后进行卷取，设定助卷器撤离时间为10s，形成0.9mm热轧薄带卷。
在该工艺参数的控制下，产品发生褶皱的概率为1.0％。
表2为以实施例1-3与对比例的技术参数下，针对褶皱判次率方面的具体技术效果做以总结。
表2实施例与对比例的技术效果
Figure BDA0002690067570000071
从表2中可以看出，对比例1在常规生产条件下，带钢褶皱判次率高达7.5％。相比之下，由实施例1、实例2、实施例3，采用本发明的工艺参数调整方法后，热轧薄带最终的褶皱判次率在1.5％或更低，显著降低了产品褶皱判次率，提高了产品的盈利水平。
进一步，对实施例1-3进行横向比较，及其与对比例的比较可知：
(1)根据实施例1，当铸带凸度为25μm，铸带厚度为1.65mm，铸带温度调整至1350℃，夹送辊压力控制在16kN，夹送辊张力控制在2.1MPa，助卷器撤离时间设定为5s后，带钢褶皱判次率大幅度降至1.5％。如上所述，可见调整铸带凸度、厚度和温度，夹送辊压力和夹送辊张力，助卷器撤离时间，对带钢褶皱情况有明显改善；
(2)根据实施例2，当铸带凸度为30μm，铸带厚度为1.70mm，铸带温度调整至1300℃，夹送辊压力控制在18kN，夹送辊张力控制在2.2MPa，助卷器撤离时间设定为8s后，带钢褶皱判次率进一步降至1.3％，从技术效果上优于实施例1；
(3)根据实施例3，当铸带凸度为35μm，铸带厚度为1.80mm，铸带温度调整至1250℃，夹送辊压力控制在18kN，夹送辊张力控制在2.5MPa，助卷器撤离时间设定为10s后，带钢褶皱判次率最终降至1.0％，从技术效果上优于实施例1和实施例2，可见这一组参数调整是更为优选的，产品褶皱判次率基本降到极限，极为有效地提高了产品的盈利水平。
以上所述为本发明的实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出变更和修改。所以，凡在本发明原理和宗旨的基础上进行的修改、调整、变化等，均应包含在本发明范围之内。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不在脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种改善双辊铸轧工艺生产热轧薄带钢产生褶皱的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤中的一个或多个：
·在双辊铸轧过程中：
(1)将铸带板形凸度控制在15～35μm的范围；
(2)将铸带厚度控制在1.65～1.8mm的范围；
(3)将铸带温度控制在1250～1350℃的范围；
·在铸带夹送过程中：
(4)将夹送辊压力控制在16kN～20kN的范围；
(5)将夹送辊张力控制在2.1MPa～2.5MPa的范围；
·在热轧带钢卷取过程中：
(6)将助卷器撤离时间控制在5～10s的范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)进一步包括调整铸辊辊型，和/或调整铸辊铸力至4000～6000N，以将铸带板形凸度控制在15～35μm的范围。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)进一步包括控制计算机界面，以将铸带厚度控制在1.65～1.8mm的范围。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)进一步包括调整铸机速度至60～75m/min，和/或调整热箱内氮气的含量至1000～3000m3/h，以将铸带温度控制在1250～1350℃的范围。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)进一步包括将夹送辊压力控制在16kN～18kN的范围。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)进一步包括将夹送辊张力控制在2.2MPa～2.5MPa的范围。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)进一步包括通过计算机二级设定，以将助卷器撤离时间控制在5～10s的范围。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)进一步包括将助卷器撤离时间控制在8～10s的范围。
9.根据权利要求1-8中的任意一项所述的方法，其特征在于，在双辊铸轧过程中将铸带板形凸度控制在30～35μm的范围，将铸带厚度控制在1.7～1.8mm的范围，将铸带温度控制在1250～1300℃的范围；在铸带夹送过程中将夹送辊压力控制在16kN～18kN的范围，将夹送辊张力控制在2.2MPa～2.5MPa的范围；在热轧带钢卷取过程中将助卷器撤离时间控制在8～10s的范围。
10.一种热轧薄带钢，其特征在于，所述热轧薄带钢采用根据权利要求1-9中的任意一项所述的方法控制褶皱，其中所述热轧薄带钢的褶皱判次率不高于1.5％。
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