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
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
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
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
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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