CN113333470A - 改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法，其包括粗轧和精轧过程，其特征在于，所述精轧过程：所述进精轧前中间坯的凸度值为375～500μm；采用精轧七机架机组，工作辊辊型为CVC轧辊，其中前台四机架下工作辊上曲线为公式（Ⅰ），前四机架上工作辊下曲线为公式（Ⅱ）。本发明利用前四机架辊缝厚度在不同宽度处的差异，来补偿因大轧制造成的异常弯辊，从而改善带钢宽度方向上各位置处纵向延伸率的一致性；可以改善大轧制力下带钢边部与工作辊接触的均匀性，减少工作辊的局部磨损，提高轧制公里数，延长换辊周期；避免带钢边部压下率过大，提高带钢在横向各位置处的压缩比均匀性，达到改善边部浪形的目的。

Description

改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法

技术领域

本发明涉及一种轧钢方法，尤其是一种改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法。

背景技术

带钢的热轧生产工艺是将炼钢连铸生产的板坯加热到一定温度，之后在一定的高温下进行轧制，而轧制过程分为粗轧和精轧两阶段；粗轧通过往复式多道次轧制，将较厚的铸坯大幅度的压缩到较薄的中间坯后再进行精轧；而精轧则为连续式轧制，是将较薄的中间坯轧到成品厚度。在轧制过程中，带钢由原料铸坯厚度逐渐轧制到目标厚度。随着带钢厚度的减薄，带钢的温度逐渐下降，微观组织越来越细小，变形抗力越来越大。通过粗轧和精轧两工序将铸坯厚度轧到目标厚度后再经过层流段冷却到一定的温度，最后进行卷取保温，缓冷至室温，以获得理想的组织性能、表面及板形。

780MPa级双相钢通常用于冲压结构件和安全件，成型过程较为复杂；因此标准要求带钢同时满足抗拉强度≥780MPa和延伸率≥14%。为同时达到强度和延伸率的指标，通常在带钢中加入铌、钡、钛、铬等合金，在高温轧制过程中起到细化晶粒的作用，同时提高轧后的淬透性。

为了控制带钢的板形，必要条件之一是保持相邻机架间辊缝的比例凸度相等，即带钢不同宽度位置处在相邻机架机间等比例的进行压缩并延着纵向进行延展。目前热轧精轧通用的方法是通过CVC工作辊的窜辊实现机架间辊缝处的比例凸度恒定。CVC辊形为一对相同并且辊型曲线为三次函数的工作辊旋转180度布置，通过上下工作辊的左右移动，实现凸度的连续可变；如图1-图3所示；图1是非工作状态下的零位；此时轧辊在零位，辊缝凸度为零，即辊缝中部与边部的厚度相等。图2是非工作状态下的负凸度，为上辊左移、下辊右移后的负凸度，即辊缝中部比边部的厚度小；图3是非工作状态下的正凸度，为上辊右移、下辊左移后的正凸度，即辊缝中部比边部的厚度大。通过窜辊、轧制力与弯辊力的配合，使工作状态下辊缝的比例凸度相同；该方法对于变形抗力大且较薄的高强钢时存在一定的局限性。生产薄规格高强双相钢时，因带钢变形抗力大导致工作辊边部异常弯曲会使薄规格带钢边部比中部的压下率大，而弯辊力不足以矫正异常弯辊，使边部的纵向延伸率要大于中部，从而易形成边部浪形缺陷。

带钢在热轧生产过程中，厚度减薄的变形过程主要集中在粗轧和精轧的前四机架两个轧制阶段。轧制时，轧制力由轴承座通过支撑辊施加给工作辊，再由工作辊将轧制力作用于带钢而使带钢产生压缩变形，同时轧辊受到带钢的反作用力也有一定程度的变形。轧辊的变形程度与带钢的变形抗力呈正比；带钢强度越高，轧辊所受到的反作用力越大，引起的轧辊变形也越严重，从而导致辊缝异常造成板形质量问题。在自由轧制，即无张力轧制变形过程中，钢板内部同时存在纵向和横向的金属流动。带钢受压时金属流动方向与带钢厚度有密切关系，当带钢较厚时（＞12mm），主要延宽度方向进行横向流动；而带钢较薄时（＜6mm），主要延轧制方向进行纵向流动，中间厚度则同时存在着横向流动与纵向流动；而纵向流动的不均匀性会造成同一横断面的压缩比不一致；可知带钢的这种金属流动特性决定了板形问题易发生在较薄带钢处，即精轧的后三机架间。精轧轧制减薄过程中，通常由前四机架控制带钢在宽度方向上压下率的一致性，后三机架控制板形。

薄规格高强双相钢在热轧生产时，精轧前四机架轧制时变形抗力大，造成工作辊的异常弯辊。而薄规格带钢的板形质量问题主要发生在后三机架，带钢较薄时对轧制力和压下率敏感，轧制力和压下率越大，则越易出现浪形等板形问题；当工作辊边部不均匀弯曲使带钢边部压下率大于带中时易产生边部浪形缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括粗轧和精轧过程，所述精轧过程：所述进精轧前中间坯的凸度值为375～500μm；采用精轧七机架机组，工作辊辊型为CVC轧辊，其中前台四机架下工作辊上曲线为公式（Ⅰ），前四机架上工作辊下曲线为公式（Ⅱ）；

；

式中：

S₁为辊缝处下工作辊的辊形曲线，单位为mm；

S₂为辊缝处上工作辊的辊形曲线，单位为mm；

x为工作辊距边部长度，单位为mm；

a₁、a₂、a₃为常数，计算前四台机架时取值a₁=1.9*10^-3、a₂=-2.13*10^-6、a₃=6.0*10^-10；

k为与轧制规格相关的常数。

本发明所述后三台机架的下工作辊上曲线和上工作辊下曲线均为公式（Ⅰ）；其中，计算后三台机架时取值a₁=1.7*10^-3、a₂=-1.83*10^-6、a₃=4.8*10^-10。

本发明所述粗轧前，加热炉出炉温度为1200～1260℃；所述终轧温度为870～930℃、卷取温度为620～680℃。所述精轧过程的层流冷却采用后段集中冷却。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明增大精轧前中间坯的凸度从而增大精轧机架间辊缝的比例凸度值；设置前四机架精轧上下工作辊互为非对称CVC曲线，其初始辊缝在不同宽度位置处的辊缝厚度值延轧制中心线呈二次对称函数；由于精轧过程的整体压下率主要设置在前四机架，因此利用前四机架辊缝厚度在不同宽度处的差异，来补偿因大轧制造成的异常弯辊，从而改善带钢宽度方向上各位置处纵向延伸率的一致性。同时本发明可以改善大轧制力下带钢边部与工作辊接触的均匀性，减少工作辊的局部磨损，提高轧制公里数，延长换辊周期。

本发明通过设置F1-F4精轧上下工作辊非对称式曲线，使零位辊缝厚度延轧制中线呈二次函数对称，从而补偿因大变形抗力造成工作辊的异常弯辊，避免带钢边部压下率过大，提高带钢在横向各位置处的压缩比均匀性，达到改善边部浪形的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是常规CVC辊非工作状态下零位的示意图；

图2是常规CVC辊非工作状态下负凸度的示意图；

图3是常规CVC辊非工作状态下正凸度的示意图；

图4是常规CVC辊在非工作状态下的辊缝形貌示意图；

图5是常规CVC辊在大轧制力状态下的辊缝形貌示意图；

图6是本发明F1-F4工作辊在非工作状态下的辊缝形貌示意图；

图7是本发明F1-F4工作辊在大轧制力状态下的辊缝形貌示意图；

图8是常规CVC辊辊缝形貌厚度的曲线图；

图9是本发明F1-F4工作辊辊缝形貌厚度的曲线图。

具体实施方式

本改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法以2250mm热轧轧机生产，其中精轧为七机架F1-F7，工作辊辊型为CVC轧辊；生产适用规格范围为厚2.0～2.5mm、宽1000～1800mm的双相钢钢板。本方法工艺如下所述。

（1）热轧参数：板坯厚度为220～260mm；加热炉出炉温度为1200～1260℃；所述终轧温度为870～930℃，层流冷却采用后段集中冷却；卷取温度为620～680℃，卷取后空冷至室温。

（2）精轧前中间坯的凸度值根据热轧成品宽度与厚度不同，范围在375～500μm；而F7出口凸度与带钢宽度有关，具体取值见表1。精轧压下主要由前四机架完成，而且此时带钢较厚，轧制时存在一定的横向移动，此阶段主要控制带钢纵向等比例延伸的一致性；后三机架压下率较小，此阶段主要控制板形以及F7出口凸度。

表1：中间坯厚度及其凸度、和成品凸度值/μm

（3）控制精轧不同机架CVC工作辊的辊形曲线见下述公式，其中前四台机架下工作辊上曲线为公式（Ⅰ），前四台机架上工作辊下曲线为公式（Ⅱ），后三机架下工作辊上曲线和上工作辊下曲线均为公式（Ⅰ）；工作辊长度为2550mm，中线距边部为1275mm。

；

式中：

S₁为辊缝处下工作辊的辊形曲线，单位为mm；

S₂为辊缝处上工作辊的辊形曲线，单位为mm；

x为工作辊距边部长度，单位为mm；

a₁、a₂、a₃为常数，其中前四机架为一组，后三机架为另一组，取值如表2所示；

k为与轧制规格相关的常数，具体取值如表3所示；

式（Ⅱ）中

是辊缝厚度偏差延宽的二次函数，并以轧制中线对称。

表2：辊形曲线常数取值表

表3：系数k取值表

采用本方法所设计辊型曲线及其系数，可以使初始辊缝在工作辊受到带钢变形抗力弯辊时，形成良好的工作状态辊缝；轧制过程中，通过控制轧制力、弯辊力、横向蹿辊方式使不同工作辊在轧制状态下实际辊缝的比例凸度与中间坯比例凸度保持一致。

本方法设计的工作辊三次函数曲线，使前四台机架初始辊缝在宽度方向上存在一定的厚度偏差，从而补偿工作辊因弯辊造成带钢边部的过量压下率，使带钢横断面边部与中部的压下率均匀一致，达到改善边部浪形的目的。为便于说明凸度梯度，以直辊图进行示意说明：图4表示常规CVC辊在非工作状态下辊缝形貌；图5表示常规CVC辊在大轧制力下的辊缝形貌；图6表示本方法所设计F1-F4工作辊在非工作状态下辊缝形貌；图7表示本方法所设计F1-F4工作辊在大轧制力状态下辊缝形貌。本方法所设计的工作辊在CVC辊形的基础上，使F1-F4机架的初始辊缝凸度为负值，辊缝厚度在非工作状态下延轧制中心线对称，辊缝为中间小两边大；在生产薄规格高强双相钢时，大轧制力状态下的上下工作辊边部相互靠近，最终辊缝为理想的带有一定目标凸度的形状，并且比例凸度值为设定值。当采用本方法所设计的工作辊凸度时，能够对大轧制力下弯辊造成的边部辊缝过小进行补偿，使带钢宽度方向上的厚度减薄更加均匀。图8和图9是常规CVC工作辊初始辊缝与本方法所设计F1-F4初始辊缝厚度对比；其中图8是常规CVC辊形曲线及无载时零位辊缝形貌，其厚度在宽度方向上相等；图9是本方法CVC辊形曲线及无载时零位辊缝形貌，辊缝厚度延轧制中线呈二次函数，其中辊缝厚度在边部比中间大。

（4）本方法精轧机架F1-F4的采用大压下率，F5-F7机架采用小压下率，设置前四机架的压下率占精轧机架总压下率的94～95%，后三机架只占5～6%；根据成品厚度不同，各机架的压下量占精轧总压下量的比值见表4，其中F1-F2机架控制波动范围为±3%，F3-F4机架控制波动范围为±1.5%，F5-F6机架控制波动范围为±0.5%，F7机架控制波动范围为±0.1%。

表4：各机架压下量占总压下量的比值

采用上述工艺后，F1-F4机架采用大压下率时会使工作辊产生一定弯辊，配合初始辊缝特殊设置如公式（Ⅰ）和（Ⅱ），并且此时带钢温度较高变形抗力小，综合作用下达到满足比例凸度恒定的目的；F5-F7机架采用小压下率，减少因带钢变形抗力大造成的异常弯辊，此阶段主要用来稳定板形。

实施例1-27：本改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法具体如下所述。

（1）各实施例的具体工艺参数控制及带钢出F7轧机后的板形平坦度IU值见表5。

表5：各实施例工艺参数控制值

以实施例13为例进行展开说明，高温的板坯以1225℃出炉，经过两架往复式粗轧机，将240mm的板坯通过粗轧轧制到38mm厚的中间坯，并且控制中间坯凸度为430μm，通过窜辊和弯辊配合，控制前四机架的比例凸度为0.0113；后三机架控制凸度值为60μm。精轧F1-F7厚度减薄量分别为12.168mm、10.14mm、5.915mm、3.718mm、1.1492mm、0.4056mm、0.3042mm。终轧温度控制为890℃，卷取温度控制为660℃，采用后段集中冷却方式。随后卷取后空冷至室温。

统计案例：河北某钢厂随机抽取采用常规工艺生产的780MPa级薄规格双相钢板100批次，在平整开卷处及平整后位置进行测量，其中，5批次出现严重边部浪形缺陷直接降为二级品，35批次出现较严重的边部浪形缺陷需要二次平整进行修复，60批次出现出现轻微的边部浪形缺陷，经一次平整即可改善板形；上述批次钢板的平坦度IU值范围为45～120，平均IU值为80。采用本方法生产780MPa级薄规格双相钢板后，随机抽取100批次，其中，未出现严重的边部浪形缺陷直接降级，10批次出现较严重的边部浪形缺陷需要二次平整进行修复，90批次出现轻微的边部浪形缺陷，经一次平整即可改善板形；上述批次钢板的平坦度IU值范围为30～80，平均IU值为40。

Claims (4)

1.一种改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法，其包括粗轧和精轧过程，其特征在于，所述精轧过程：所述进精轧前中间坯的凸度值为375～500μm；采用精轧七机架机组，工作辊辊型为CVC轧辊，其中前台四机架下工作辊上曲线为公式（Ⅰ），前四机架上工作辊下曲线为公式（Ⅱ）；

；

式中：

S₁为辊缝处下工作辊的辊形曲线，单位为mm；

S₂为辊缝处上工作辊的辊形曲线，单位为mm；

x为工作辊距边部长度，单位为mm；

a₁、a₂、a₃为常数，计算前四台机架时取值a₁=1.9*10^-3、a₂=-2.13*10^-6、a₃=6.0*10^-10；

k为与轧制规格相关的常数，k取7.8*10^-8～8.3*10^-8。

2.根据权利要求1所述的改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法，其特征在于：所述后三台机架的下工作辊上曲线和上工作辊下曲线均为公式（Ⅰ）；其中，计算后三台机架时取值a₁=1.7*10^-3、a₂=-1.83*10^-6、a₃=4.8*10^-10。

3.根据权利要求1或2所述的改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法，其特征在于：所述粗轧前，加热炉出炉温度为1200～1260℃；所述终轧温度为870～930℃、卷取温度为620～680℃。

4.根据权利要求3所述的改善780MPa级薄规格双相钢边浪的热轧方法，其特征在于：所述精轧过程的层流冷却采用后段集中冷却。

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