CN112547804B - 一种超薄规格花纹板稳定卷取的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超薄规格花纹板稳定卷取的方法，包括以下步骤：如确定变厚度轧制，在精轧末架带钢的出钢长度小于预设长度的阶段，即助卷辊还在使用过程中的阶段，在精轧末架带钢的出钢长度超过预设长度后的阶段，每隔10m对精轧末架带钢的出钢厚度和出钢宽度采样一次，将采样得到的出钢厚度、出钢宽度分别作为初始带钢厚度、初始带钢宽度，计算相应的卷筒单位张力和卷筒总张力；直至采样的出钢厚度达到目标厚度后，将采样得到的出钢厚度、出钢宽度分别作为初始带钢厚度、初始带钢宽度，执计算对应的卷筒单位张力和卷筒总张力，从而根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢。本发明能保证带钢的宽度精度、卷形及带钢边部质量。

Description

一种超薄规格花纹板稳定卷取的方法
技术领域
本发明涉及一种超薄规格花纹板稳定卷取的方法，属于热连轧技术领域。
背景技术
为了挖掘板带材材料在服役过程中的承载潜力，努力实现最大限度的节材减重，目前国外钢铁企业已经开发了纵向变厚度轧制技术，如水岛钢铁厂在七十年代末已实现了平面形状自动控制方法(MAS轧制法)，后来欧洲和日本的钢铁企业开发并生产出LP、TRB等减量化变厚度板带材，在桥梁、建筑、船舶、汽车上得到了成功的应用，并取得了显著的经济效益。国内对变厚度轧制技术的研究仍处在探索阶段，其主要原因在于轧制过程中的板材的变形机理非常复杂，制约精确确定轧制压下路径的因素很多，难以实现板材厚度均匀变化来满足用户使用要求。
而随着热轧产品向高强、减薄方向发展，常规热连轧存在穿带与抛钢过程，据申请人了解薄规格花纹板穿带时易在精轧机架内废钢，在抛钢时易轧破，从而影响轧制稳定性，降低成材率、增加辊耗、降低有效作业率等，无法实现薄规格花纹板的稳定卷取。
根据申请人进行的相关试验得到，通过单纯的改变某一个参数的设定对钢卷虽然有一定的积极作用，但不能完全避免所生产产品的缺陷，也就无法保证稳定卷取。如表1所示，当头部张力不变，中部张力变化，对拉窄影响不是很大，但是对卷形影响较为明显；当中部张力不变，头部张力增加，会逐渐出现头部拉窄现象，且越来越明显。
表1
Figure GDA0003618603980000011
Figure GDA0003618603980000021
发明内容
本发明要解决技术问题是：提供一种能保证带钢的宽度精度、卷形及带钢边部质量的超薄规格花纹板生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种超薄规格花纹板稳定卷取的方法，包括以下步骤：
步骤一、在精轧阶段，确定本块带钢是否为变厚度轧制，如是变厚度轧制，根据初始带钢厚度和目标厚度，在卷取阶段时依次执行步骤二-步骤四；如不是变厚度轧制，则将目标厚度作为初始带钢厚度，在卷取阶段直接执行步骤四；
步骤二、在精轧末架带钢的出钢长度小于预设长度的阶段，即助卷辊还在使用过程中的阶段，根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢；
其中，卷筒单位张力为：
Ts＝(2/h+0.1)×g×YS/206 (1)，
公式(1)中，Ts为卷筒单位张力；h为初始带钢厚度；g为重力加速度；YS为目标卷取温度下带钢的流变应力；
卷筒总张力为：
T总＝Ts×S×Xw×Xt×Xh×(1+off) (2)，
公式(2)中，T总为卷筒总张力；S为带钢横断面面积，即初始带钢厚度与初始带钢宽度之积；Xw为宽度系数；Xt为温度系数，Xh为厚度系数，off为预设修正值；
步骤三、在精轧末架带钢的出钢长度超过预设长度后的阶段，每隔预设间隔对精轧末架带钢的出钢厚度和出钢宽度采样一次，将采样得到的出钢厚度、出钢宽度分别作为初始带钢厚度、初始带钢宽度，通过步骤二中的公式(1)、公式(2)计算对应的卷筒单位张力和卷筒总张力，从而根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢；
直至采样的出钢厚度达到目标厚度后，将采样得到的出钢厚度、出钢宽度分别作为初始带钢厚度、初始带钢宽度，执行步骤四；
步骤四、通过步骤二中的公式(1)、公式(2)计算对应的卷筒单位张力和卷筒总张力，从而根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢。
根据申请人的试验证明，采用本发明方法后，在利用变厚轧制技术生产超薄规格花纹板时，既能保证带钢头部又能保证中尾部不拉钢、不起套，从而稳定卷取，同时又能保证带钢的宽度精度、卷形及带钢边部质量。
当然卷取区域各设备参数的设定，除卷取张力外还包括侧导板开度、带钢、夹送辊及卷筒超前速度以及助卷辊与卷筒之间辊缝设定等，由于本发明中带钢宽度及速度未发生变化或变化很小，故侧导板开度及各设备(包括带钢)速度设定都与常规生产(产品厚度不变)时相同，可参考相关文献，不再赘述。
本发明的创新点体现在：1)在精轧阶段给出变厚信号，包括带钢是否变厚及变厚的目标厚度如何送到卷取控制区域；同时结合带钢卷取本身的特点，当变厚来料对应的卷取总体划分为三个阶段，在第二阶段即在变厚过程中每隔相对固定带钢长度采样带钢厚度，作为变卷取张力的控制依据。
附图说明
图1是本发明实施例中精轧末架轧机与卷取机的位置示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例中，带钢的生产出钢记号GR3180F2，规格由1.5mm×1000mm变最为1.2mm×1000mm，卷取目标温度为590℃，实测温度范围为571℃～613℃在590℃±30℃范围。
本实施例的超薄规格花纹板稳定卷取的方法，包括以下步骤：
步骤一、在精轧阶段，确定本块带钢是否为变厚度轧制，如是变厚度轧制，根据初始带钢厚度和目标厚度，在卷取阶段时依次执行步骤二-步骤四。本实施例中，带钢规格由1.5mm×1000mm变最为1.2mm×1000mm，因此为变厚度轧制，在卷取阶段时依次执行步骤二-步骤四。
如不是变厚度轧制，则将目标厚度作为初始带钢厚度，在卷取阶段直接执行步骤四。现有技术中多为非变厚度轧制，也可参考相关文献进行控制。
步骤二、在精轧末架带钢的出钢长度小于预设长度的阶段，即助卷辊还在使用过程中的阶段，根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢。
其中，卷筒单位张力为：
Ts＝(2/h+0.1)×g×YS/206 (1)，
公式(1)中，Ts为卷筒单位张力；h为初始带钢厚度；g为重力加速度；YS为目标卷取温度下带钢的流变应力；
卷筒总张力为：
T总＝Ts×S×Xw×Xt×Xh×(1+off) (2)，
公式(2)中，T总为卷筒总张力；S为带钢横断面面积，即初始带钢厚度与初始带钢宽度之积；Xw为宽度系数；Xt为温度系数，Xh为厚度系数，off为预设修正值。
公式(1)中，h＝1.489mm(即取带钢实测厚度1.489mm作为初始带钢厚度)，g取9.8。YS为当时温度下的带钢的流变应力，此为现有技术，可根据材料的成分及当时温度计算给出，在590℃时的数值为415Mpa。这样：Ts＝(2/1.489+0.1)×9.8×415×106N/m2/206＝28.49×106N/m2。
式(2)中，取带钢实测宽度1009mm作为带钢初始宽度，S＝1.489×1009＝1502.4mm2；针对头部0～20m，off可取经验值0.3，因此：
T总＝28.49×106N/m2×1502.4mm2×1×1.015×1.076×(1+0.3)＝60771.45N。
Xw、Xt、Xh可由查找此前生产过程中积累的经验表2得到，如表2可知，它们的数值分别是1、1.015、1.076。
表2
Figure GDA0003618603980000041
需要说明的是，在对带钢进行跟踪时，采用不同卷取机有所区别，如图1所示，使用一号卷取机2时，它与精轧末架轧机1的间距为130m；使用二号卷取机3时，与精轧末架轧机1的间距为150m。因此，使用一号卷取机2时，精轧轧制出带钢长为130m～150m与卷取带钢0～20m相对应；使用二号卷取机3时，精轧轧制出带钢长为150m～170m与卷取带钢0～20m相对应。也就是说，使用一号卷取机2时头部张力在精轧末架咬钢后延时130/V(V是带钢出精轧末架速度)，而使用二号卷取机3时需延时150/V(V是带钢出精轧末架速度)。
助卷辊在带钢头部3～5圈中起作用，按卷筒涨径762mm计算3～5圈的带钢长度约3.14159×0.762×5×1.3(考虑到卷径越来越大)＝15.56m，也就是说即使卷5圈，总长度也不到20m，另外，通过现场验证，可以按1.5mm厚度的来料进行助卷辊辊缝设定，即与常规1.5mm带钢厚度一样设定助卷辊辊缝即可。因此，预设长度设为16m以上即可，本实施例中取20m。也就是说，本阶段带钢的卷取长度为0～20m。
步骤三、在精轧末架带钢的出钢长度超过预设长度后的阶段，每隔10m对精轧末架带钢的出钢厚度和出钢宽度采样一次，将采样得到的出钢厚度、出钢宽度分别作为初始带钢厚度、初始带钢宽度，通过步骤二中的公式(1)、公式(2)计算对应的卷筒单位张力和卷筒总张力，从而根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢；直至采样的出钢厚度达到目标厚度后，将采样得到的出钢厚度、出钢宽度分别作为初始带钢厚度、初始带钢宽度，执行步骤四。
当带钢出精轧末架第一个10m，即30m时实测厚度，根据实际生产经验，对1.5mm变厚到1.2mm的花纹板，通常120m左右即完成变厚，以下是从生产中取出对应数据及计算结果见表3。
表3
Figure GDA0003618603980000051
步骤四、通过步骤二中的公式(1)、公式(2)计算对应的卷筒单位张力和卷筒总张力，从而根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢。
当带钢厚度达到目标厚度1.2±0.03的范围内，采样得到的出钢厚度ht＝1.218mm，出钢宽度为1018mm，分别计算出此阶段的单位张力与总张力如下：
Ts＝(2/ht+0.1)×g×YS/206＝34.393Mpa，
T总t＝Ts×S×Xw×Xt×Xh×(1+off)＝46945.6N，
其中Xw、Xt、Xh分别取1、1.015及0.986，off仍取0.1。
本实施例中，精轧采用厚规格(如1.5mm)花纹板穿带后，由精轧机组(共7架轧机)开始变厚度，按照设定目标厚度(1.2mm)，各机架的辊缝相应发生改变，此时卷取张力也必须与变化中的厚度相对应改变，以保证带钢在热输出辊道上不拉钢(拉窄甚至拉断)或起套，从而进行稳定卷取。本实施例在变厚轧制过程中，超薄规格(1.2mm)花纹板卷取时对应变卷筒张力的设定，从而保证兼顾稳定卷取与卷形的控制。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种超薄规格花纹板稳定卷取的方法，包括以下步骤：
步骤一、在精轧阶段，确定本块带钢是否为变厚度轧制，如是变厚度轧制，根据初始带钢厚度和目标厚度，在卷取阶段时依次执行步骤二-步骤四；如不是变厚度轧制，则将目标厚度作为初始带钢厚度，在卷取阶段直接执行步骤四；
步骤二、在精轧末架带钢的出钢长度小于预设长度的阶段，即助卷辊还在使用过程中的阶段，根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢；
其中，卷筒单位张力为：
Ts＝(2/h+0.1)×g×YS/206 (1)，
公式(1)中，Ts为卷筒单位张力，单位为N/m2；h为初始带钢厚度，单位为mm；g为重力加速度，取9.8；YS为目标卷取温度下带钢的流变应力，单位为MPa；
卷筒总张力为：
T总＝Ts×S×Xw×Xt×Xh×(1+off) (2)，
公式(2)中，T总为卷筒总张力；S为带钢横断面面积，即初始带钢厚度与初始带钢宽度之积；Xw为宽度系数；Xt为温度系数，Xh为厚度系数，off为预设修正值；
步骤三、在精轧末架带钢的出钢长度超过预设长度后的阶段，每隔预设间隔对精轧末架带钢的出钢厚度和出钢宽度采样一次，将采样得到的出钢厚度、出钢宽度分别作为初始带钢厚度、初始带钢宽度，通过步骤二中的公式(1)、公式(2)计算对应的卷筒单位张力和卷筒总张力，从而根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢；
直至采样的出钢厚度达到目标厚度后，将采样得到的出钢厚度、出钢宽度分别作为初始带钢厚度、初始带钢宽度，执行步骤四；
步骤四、通过步骤二中的公式(1)、公式(2)计算对应的卷筒单位张力和卷筒总张力，从而根据计算得到的卷筒单位张力和卷筒总张力卷取带钢。
2.根据权利要求1所述的超薄规格花纹板稳定卷取的方法，其特征在于：步骤三中，当采样的出钢厚度位于目标厚度±0.03mm范围内时，采样的出钢厚度达到目标厚度。
3.根据权利要求1所述的超薄规格花纹板稳定卷取的方法，其特征在于：步骤三中，预设长度为16-30m，预设间隔为8-15m。
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