CN112692055B - 低合金高强钢的轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低合金高强钢的轧制工艺,涉及金属钢板加工成型领域。本发明通过加热炉温度控制和轧制通道的保温控制,粗轧料行控制,精轧凸度板形控制确保带钢穿带和轧制稳定性,避免轧破轧烂,减少废钢和辊伤缺陷,卷形规范整齐,组织性能和屈服强度良好,提高了低合金高强钢薄规格的轧制稳定性和产品质量,避免头尾轧烂风险。通过本发明的轧制工艺,3.0mm以下规格轧制量达到40块左右,头尾轧烂量控制在5%以内,便于实现产业化生产低合金高强钢2.3mm极限规格,提高了市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及金属钢板加工成型技术领域,尤其涉及一种低合金高强钢的轧制工艺。
背景技术
低合金高强钢是结构钢中应用最广泛的品种之一,广泛应用于高层钢结构建筑、桥梁和行车梁结构件,以及车辆、机械领域的高强度零件。在满足塑性、韧性及工艺性能要求的前提下,低合金高强钢的性能优于普通的碳素解结构钢。
随着热轧卷板市场竞争的日益激烈,利用微合金铌钒钛等通过固溶强化和析出强化来提高带钢性能,从而大幅降低强化成本是大势所趋,而低合金高强高薄规格钢的轧制对热轧生产线来说是重大难题。轧制低合金高强钢Q420B、Q460C、Q500MC等3.0mm以下规格时,带钢头尾轧烂情况频繁发生,极易造成轧辊粘肉形成辊伤,严重时造成废钢,极大影响生产效率和产品质量。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种低合金高强钢的轧制工艺,适用于低合金高强钢薄规格的高效稳定的轧制工艺。
为实现此技术目的,本发明采用如下方案:低合金高强钢的轧制工艺,按如下步骤进行:
S1、加热炉烧钢:将低合金高强板坯在加热炉中进行加热,加热炉炉膛温度保持1260±20℃,低合金高强板坯在炉时间170~240min,加热炉出炉后对板坯进行除鳞;
S2、粗轧轧制:板坯冷态厚度为230mm,采用3+3模式的两台轧机进行轧制,粗轧出口温度为1080±20℃;
S3、精轧轧制:精轧之前设置热卷箱,精轧采用F1~F7七架轧机,精轧机架间不投用冷却水,精轧出口温度为870±20℃;
S4、层流冷却:层流冷却采用前段四开四冷却模式,冷却温度为620℃;
S5、卷取:卷取时的冷却方式采用前端集中冷却,卷取机入口侧导板采用短行程控制方法,一次短行程控制启动限定在带钢头部达到侧导板平行段时执行,二次短行程启动限定在带钢头部进夹辊之后达到卷筒之前。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明提供的轧制工艺提高了低合金高强钢薄规格的轧制稳定性和产品质量,避免头尾轧烂风险,通过加热炉温度控制和轧制通道的保温控制,粗轧料行控制,精轧凸度板形控制确保带钢穿带和轧制稳定性,避免轧破轧烂,减少废钢和辊伤缺陷,卷形规范整齐,组织性能和屈服强度良好。通过本发明轧制工艺,3.0mm以下规格轧制量达到40块左右,头尾轧烂量控制在5%以内。
本发明的优选方案为:
加热炉的加热过程为预热段-一段加热-二段加热-均热段,预热段温度为1120℃,一段加热温度为1250℃,二段加热温度为1280℃,均热段温度为1270℃。
粗轧过程中R1和R2之间增设保温罩,减少工艺通道热量散失。
R2第二道次压下率为35%,促进奥氏体晶粒动态再结晶,中间坯厚度为34mm。
粗轧过程中R1第三道次轧制速度为2.6m/s,R2第一道次轧制速度为2.8m/s,R2的第二道次轧制速度为3.6m/s,R2的第三道次轧制速度为5m/s,R2第三道次轧制到尾部时关闭除鳞水,减少尾部温降。
板材在热卷箱的穿带速度为3.8m/s,卷取速度为4.5m/s,减少卷取时间,保证出钢节奏,提高轧制产量。
F1~F4机架采用CVC辊型,弯辊力为1100~1300KN;F5~F7机架采用凹辊型,弯辊力为800~1500KN,避免带钢凸度过大,减少浪形。
F1~F4机架的窜辊量为-40mm~20mm,F5~F7机架的窜辊量为-50~50mm,保证头部凸度大于楔形。
F1~F4机架的轧制力为18000~25000KN,F5~F7机架的轧制力为9000~13000KN。
调整卷筒的预涨径使用值,增加夹送辊压力修正+20%,卷取穿带张力系数由0.75提升至0.95。保证带钢稳定穿带,避免由于带钢过硬造成辊面磨损,进而造成不可控浪形。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效,借由下述具体的实施方式,对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。
本发明提供的一种低合金高强钢的轧制工艺,按如下步骤进行:
S1、加热炉烧钢:将低合金高强板坯在加热炉中进行加热,预热段温度为1120℃,一段加热温度为1250℃,二段加热温度为1280℃,均热段温度控制在1270℃,加热炉炉膛温度保持1260±20℃,炉膛压力为25~30Pa,低合金高强板坯在炉时间170~240min,煤气充足。三个加热炉炉温均匀,板坯头中尾部的温度均匀,不出刚时保持踏步,避免板坯出现水梁印。加热炉出炉温度为1270℃。出炉后、粗轧前设置除鳞水。
S2、粗轧轧制:板坯冷态厚度为230mm,采用R1和R2两台轧机进行轧制,每台轧机轧制三个道次。在R1轧机和R2轧机之间增设保温罩,减少工艺通道热量散失。
板坯高速通过炉后除鳞,粗轧提高各道次轧制速度,缩短轧制时间,R1的第一道次轧制速度为1.5m/s,R1的第二道次轧制速度为1.8m/s。提升R1末道次轧制速度由2.4m/s提高至2.6m/s,R2第一道次轧制速度由2.6m/s提高至2.8m/s,R2第二道次轧制速度由3.2m/s提高至3.6m/s,R2的第三道次轧制速度由4.6m/s提高至5m/s,R2末道次轧制到尾部时关闭除鳞水,减少尾部温降。
R2第二道次压下率为35%,促进奥氏体晶粒动态再结晶,中间坯厚度为34mm,粗轧出口温度为1080±20℃。根据R2的第一道次和R2的第二道次轧制板材反馈的参数,进行R2的第三道次的板形调整,根据轧机速度和除鳞水喷射延迟来调整头部和尾板形,头部和尾部侧弯精度有效控制在15mm以内,大大提高板形平直度。
S3、精轧轧制:精轧采用F1~F7共七架轧机,粗轧之后、精轧之前设置有热卷箱,热卷箱减少头尾温差,保证带钢整体温度。投用热卷箱时,穿带速度为3.8m/s,卷取速度为4.5m/s,减少卷取时间,保证出钢节奏,提高轧制产量。精轧轧制前用飞剪修剪带钢,带钢经过高压除鳞箱后进入精轧机架。飞剪采用切头切尾控制,剪切掉不规则的边缘,利于精轧稳顺穿带,高压水除鳞采用双排除鳞,提高带钢表面质量。
侧导板短行程控制:精轧F2~F4侧导板的短行程控制在-25mm,F5-F7控制在-15mm,保证带钢在轧制过程稳定,防止带钢跑偏轧废同时减少甩烂尾情况的发生。
由于低合金高强钢材质较硬,轧制难度较大,F1~F4轧制力控制在18000~25000kN;F5~F7的轧制力控制在9000~13000kN,保证各机架轧制力合理分配。精轧过程中关闭机架间冷却水与横喷水,防止带钢表面温降过大,减少对轧辊的损害。
F1~F4机架采用CVC辊型, F1~F4的弯辊力为1100~1300KN,F1~F4的窜辊量为-40~20mm。F5~F7采用凹辊型,窜辊采用循环窜,窜辊量保持在-50~50mm,F5弯辊力控制在1500KN左右,F6控制住1200KN左右,F7控制在800~900KN,根据轧制情况对后三架弯辊力进行调整。精轧F7出口温度控制在870±20℃,板材凸度为40~50μm,采用微中浪控制,板材平直度40IU,减少边部浪形,保证带钢整体凸度大于楔形。
S4、层流冷却:层流冷却采用前段四开四冷却模式,冷却集管分为上下两部分,以组为单位,每组有4排水,轧制时上下4排水全部打开,冷却温度为620℃。
S5、卷取:卷取时采用前段集中冷却方式,保证整体冷速的同时避免相变阶段冷速过快,形成贝氏体。减少带钢表面积水,提高高温计检测准确性。
卷取机入口侧导板分为压力控制和位置控制,根据现场实际生产情况,当压力过大时,适当调整设定压力值的百分比,提高侧导板的响应速度,减少带钢的边部缺陷。侧导板采用短行程控制策略,将一次短行程控制启动限定在带钢头部达到侧导板平行段时执行,二次短行程启动限定在带钢头部进夹送辊之后到达卷筒之前,提高了工序稳定性。
根据轧制钢种和现场实际情况灵活调整卷筒的预涨径使用值(740-748mm)增加夹送辊压力修正+20%,卷取穿带张力系数由0.75提升至0.95,提高卷形质量。
通过轧制力的变化,预调辊缝倾斜值在0.05~0.1mm,穿带时带钢浪形变化及时作出调整,保证带钢稳定穿带,避免由于带钢过硬造成的辊面局部磨损带来的不可控浪形,F7出口平直,利于卷取顺利完成。提前手动进行降速操作,保证相邻机架秒流量相匹配,防止咬钢起套轧破,保证带钢与辊面质量。
控制较高的卷取温度,避免带钢冷却过程中出现贝氏体组织,采用前段集中冷却,减少精轧轧制后的晶粒长大。
对该钢种进行性能检测,结果如表1所示,产品质量性能合格,符合国家标准。
实施例1:
原料成分(质量百分含量)由C 0.13~0.17%,Si 0.10~0.20%,Mn 0.9~1.1%,P≤0.022%,S≤0.006%,Als 0.015~0.06%,Ti 0.030~0.045%,其余为液态Fe。按照本发明提供的上述工艺流程和参数,制作屈服强度在500 N/mm2以上的低合金高强钢。
实施例2:
原料成分(质量百分含量)由C 0.13~0.17%,Si 0.10~0.20%,Mn 1.10~1.25%,P≤0.022%,S≤0.008%,Als 0.015~0.06%,Ti 0.030~0.040%,其余为液态Fe。按照本发明提供的上述工艺流程和参数,制作Q420B的低合金高强钢。
表1 产品性能检测表
本发明提供的轧制方法将原来计划编排数量23~27块提升到现在编排数量37~43块。同时轧辊消耗平均值降低0.1mm左右,大大提高了轧辊的使用周期,具体为F1~F4机架轧辊损耗由原来一个轧制周期的0.98mm,降低到现在辊耗0.87mm;F5~F7机架轧辊的损耗由原来的0.57mm降低到现在的辊耗0.48mm。
本发明提供的轧制工艺提高了低合金高强钢薄规格的轧制稳定性和产品质量,避免头尾轧烂风险,通过加热炉温度控制和轧制通道的保温控制,粗轧料行控制,精轧凸度板形控制确保带钢穿带和轧制稳定性,避免轧破轧烂,减少废钢和辊伤缺陷,卷形规范整齐,组织性能和屈服强度良好。通过本发明轧制工艺,3.0mm以下规格轧制量达到40块左右,头尾轧烂量控制在5%以内。本发明的工艺方法可批量轧制低合金高强钢极限规格在2.3mm,提高了市场竞争力。
最后,需要注意的是:以上列举的,仅是本发明的优选实施例,当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型,倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种低合金高强钢的轧制工艺,其特征在于,按如下步骤进行:
S1、加热炉烧钢:将低合金高强板坯在加热炉中进行加热,加热炉炉膛温度保持1260±20℃,低合金高强板坯在炉时间170~240min,加热炉出炉后对板坯进行除鳞;
S2、粗轧轧制:板坯冷态厚度为230mm,采用3+3模式的两台轧机进行轧制,粗轧出口温度为1080±20℃;
S3、精轧轧制:精轧之前设置热卷箱,精轧采用F1~F7七架轧机,精轧机架间不投用冷却水,精轧出口温度为870±20℃;
S4、层流冷却:层流冷却采用前段四开四冷却模式,冷却温度为620℃;
S5、卷取:卷取时的冷却方式采用前端集中冷却,卷取机入口侧导板分为压力控制和位置控制,侧导板采用短行程控制方法,一次短行程控制启动限定在带钢头部达到侧导板平行段时执行,二次短行程启动限定在带钢头部进夹辊之后达到卷筒之前;
粗轧过程中R1和R2之间增设保温罩;
R2第二道次压下率为35%,促进奥氏体晶粒动态再结晶,中间坯厚度为34mm;
粗轧过程中R1第三道次轧制速度为2.6m/s,R2第一道次轧制速度为2.8m/s,R2的第二道次轧制速度为3.6m/s,R2的第三道次轧制速度为5m/s,R2第三道次轧制到尾部时关闭除鳞水。
2.根据权利要求1所述的低合金高强钢的轧制工艺,其特征在于,加热炉的加热过程为预热段-一段加热-二段加热-均热段,预热段温度为1120℃,一段加热温度为1250℃,二段加热温度为1280℃,均热段温度为1270℃。
3.根据权利要求1所述的低合金高强钢的轧制工艺,其特征在于,板材在热卷箱的穿带速度为3.8m/s,卷取速度为4.5m/s。
4.根据权利要求1所述的低合金高强钢的轧制工艺,其特征在于, F1~F4机架采用CVC辊型,弯辊力为1100~1300KN;F5~F7机架采用凹辊型,弯辊力为800~1500KN。
5.根据权利要求4所述的低合金高强钢的轧制工艺,其特征在于,F1~F4机架的窜辊量为-40mm~20mm,F5~F7机架的窜辊量为-50~50mm。
6.根据权利要求4所述的低合金高强钢的轧制工艺,其特征在于,F1~F4机架的轧制力为18000~25000KN,F5~F7机架的轧制力为9000~13000KN。
7.根据权利要求4所述的低合金高强钢的轧制工艺,其特征在于,调整卷筒预涨径使用值增加夹送辊压力修正+20%,卷取穿带张力系数由0.75提升至0.95。
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