CN114011885A - 一种吉帕级热轧高强钢轧制过程板形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧过程板形控制方法，尤其涉及一种吉帕级热轧高强钢轧制过程板形控制方法，包括板坯加热、轧制、冷却、卷取工序；所述冷却工序采用层流冷却工艺，以密集冷却模式冷却，冷却速率40～80℃/s。本发明提供的方法可以满足轧制薄规格吉帕级热轧高强钢时，对带钢板形的控制，制备的吉帕级热轧高强钢屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1300MPa，延伸率≥8%，带钢开平后不平度不大于10mm/m。

Description

一种吉帕级热轧高强钢轧制过程板形控制方法

技术领域

本发明涉及一种热轧过程板形控制方法，尤其涉及一种吉帕级热轧高强钢轧制过程板形控制方法。

背景技术

随着汽车轻量化概念的提出和发展，轻量化理念逐步渗入其它各领域，对钢材的要求也在逐步向着“薄而强”的趋势发展。对于工程机械领域而言，在对钢材要求具有较高的强度的同时，对钢材厚度进行了不同程度的减薄，尤其是对于一些自卸车厢板、机械护板等位置，随着钢材强度的上升，厚度减薄明显。

由于工程机械领域使用钢板普遍偏硬偏厚，以满足工程机械大力矩、重载荷、使用环境恶劣的要求，钢板多采用拼装焊接等方式进行组装加工，因此对钢板焊接性能和板形要求较高。钢材焊接性能主要指标为焊接裂纹敏感系数，主要与合金元素含量有关，控制较为稳定，但是随着钢板“薄而强”的发展趋势，用户加工工艺对板形要求也随之上升，而且钢板在强度升高、厚度减薄的同时，板形控制难度急剧上升，因此在提高钢板强度、降低钢板厚度的同时，如何保证钢板的板形质量成为重中之重。

相较于热处理钢板，吉帕级热轧高强钢为达到吉帕级强度，需在轧后冷却过程采用较大冷速进行冷却，同时在钢中加入较多硅、锰等合金元素，以得到较为满意的金相组织。上述情况均会导致钢带在轧制过程中板形更加难以控制，因此亟需一种吉帕级热轧高强钢轧制过程板形控制方法，以达到较为满意的吉帕级热轧高强钢带。

公开号为CN109023110B的专利文件，公开了《采用短流程生产的500MPa级薄规格热轧汽车结构钢及方法》，经常规冶炼后连铸成薄板坯；对薄板坯均热；两道次除鳞；七道次精轧；层流冷却至卷取温度；卷取；平整。本发明解决了短流程轧制500MPa级薄规格热轧汽车结构钢过程中板形、卷形不良，轧制过程不稳定等不足。其主要是通过调整精轧过程机架间张力、层冷模式以及卷取过程张力变化等，提高带钢板形质量，但是该方法对于热轧高强钢作用较小。

公开号为CN111482465A的专利申请，公开了《一种板带材的板形控制方法和装置》，该方法包括：根据所述热轧机出口的热轧板带材的横向厚度数据确定热轧辊缝修正量，所述横向厚度数据是基于配置在所述热轧机中的凸度仪获取的；根据所述热轧辊缝修正量确定热轧修正量；根据所述冷轧机出口的冷轧板带材的板形数据与预设目标板形数据确定冷轧辊缝修正量，所述板形数据是基于配置在所述冷轧机中的板形仪获取的；根据所述冷轧辊缝修正量确定冷轧修正量；根据所述热轧修正量和所述冷轧修正量对所述板形进行控制，从而进一步提高了板带材的板形控制的控制效率。该方法主要是利用凸度仪对轧制过程轧机出口板形进行测量，对轧机辊缝进行修正，但需对轧机二级控制模型进行升级，对吉帕级热轧高强钢板形改善具有一定指导意义，但实际应用难度较大。

公开号为CN111215454A的专利申请，公开了《一种热轧带钢平整板形控制方法》，包括以下步骤：S1、确定平整轧制力与张力；S2、确定弯辊力；S3、调整弯辊力控制量；S4、输出平整控制参数。该申请通过确定平整轧制力与张力、弯辊力，调整弯辊力控制量来调节输出平整控制参数；解决了人工设定平整参数无法实现板形良好控制的问题，广泛用于热卷全长或局部板形缺陷的带钢产品平整板形控制，有效改善热轧高强钢带钢平整板形控制，提高带钢板形质量。该文献所述方法主要是通过特定的平整工艺，改善带钢板形质量，对热轧过程带钢板形质量无改善作用。

公开号为CN111420998A的专利申请，公开了《一种精轧中间坯长度方向宽度温度均匀加热方法》，通过建立前馈控制模型和反馈控制模型，改变目前边部加热器加热控制参数，能够有效解决解决边部加热器加热效果不良，经常出现带钢传动侧与工作侧出现的欠加热和过加热的现象，提高热轧带钢成品的整体边部质量。该文献所述边部加热器控制方法，主要用于板坯边部加热温度均匀性控制，通过对板坯边部加热前后进行温度检测，根据反馈信息对边部加热器控制参数进行实时调整，提高板坯宽度方向温度均匀性。

公开号为CN112974525A的专利申请，公开了《改善500MPa级及以上热连轧高强钢板形的方法》，该方法其包括粗轧、精轧、层流冷却、卷取和缓冷工序，通过研究分析带钢在各个区域的温度分布、冷却强度和残余应力，改进热轧关键工艺参数，有效解决了热连轧高强钢浪形缺陷，提升产品板形合格率，保证了热连轧高强钢质量的稳定性，其投用边部加热器主要是为了减少中间坯边部温降，提高中间坯横切温度均匀性，进而达到提高热轧高强钢板形的目的。

公开号为CN110918652B的专利，公开了《一种低成本改善高强热轧带钢内应力的生产方法》，包括：1)控制带钢断面形状；2)控制带钢板形；3)带钢保温及温度补偿措施，减小轧件横、纵向温度差；4)层流冷却控制方式，平衡钢板上下面冷却速度；5)终轧温度、卷取温度的控制，避免在两相区轧制，避免得到不均匀的混晶组织，可以减小因组织不均造成的内应力；6)轧后进缓冷罩存放处理，利用钢卷余温对钢卷进行自回火热处理，实现去除应力的目的；7)轧后浪形钢卷的平整。本发明用已有生产条件，有效消除钢板的内应力，钢板经剪切后翘曲和镰刀弯严重的问题得到明显改善，可以满足用户对内应力较为苛刻的求。该发明主要通过投用加热器等方法，减小轧件横、纵向温度差，减少内部热应力，达到改善带钢内应力的目的。

由上述文献可知，目前热轧钢带板形控制方法主要包括冷轧罩退用钢、热轧高强钢等，其控制方法多为优化轧制过程带钢张力、层冷模型、辊缝设定、控制板坯温度均匀性以及平整工艺等，通过提高温度均匀性、减少热应力等方法改善带钢板形，但是对于吉帕级热轧高强钢，高冷速冷却对板形的影响少有涉及，对于如何提高吉帕级热轧高强钢板形质量无明确控制措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，可以满足轧制薄规格吉帕级热轧高强钢时，对带钢板形的控制。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，包括板坯加热、轧制、冷却、卷取工序；所述冷却工序采用层流冷却工艺，以密集冷却模式冷却，冷却速率40～80℃/s。

本发明所述加热工序，铸坯加热到1180～1250℃，保温180～210min，保证铸坯温度均匀。

本发明所述轧制工序，粗轧轧制道次为3+5道次，粗轧出口温度1100～1150℃，精轧开轧温度为940～1000℃，终轧温度为840～860℃。

本发明所述方法，在精轧入口前投用边部加热器，边部加热器Lap设定值为50～60mm，GAP设定值为30±1mm，边部加热设定温度值为50～70℃，精轧机组F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制。

本发明所述卷取工序，为保证钢带的性能，卷取温度为150～300℃。

本发明所述吉帕级热轧高强钢厚度为4～6mm。

本发明所述方法制备的吉帕级热轧高强钢屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1300MPa，延伸率≥8%，带钢开平后不平度不大于10mm/m。

本发明的发明原理在于：

为使吉帕级热轧高强钢达到吉帕级力学强度，本发明采用层流冷却模式对出精轧机后钢带进行快速冷却，控制冷速为40-80℃/s，使带钢在冷却过程中，避过CCT曲线图“鼻头”位置，得到马氏体和M/A等硬相组织，从而达到较高的力学强度。

为避免薄规格吉帕级热轧高强钢轧制过程中出现边部浪形问题，本发明利用吉帕级热轧高强钢合金含量高、晶粒细、Ar3温度低的特点，采用边部加热器对精轧前中间坯进行“过加热”，使中间坯边部温度高于内部温度23-30℃以上，保证轧制过程和后续冷却开始时边部温度高于内部温度，由于吉帕级热轧高强钢Ar3温度较低，边部温度高于内部温度也不会出现混晶问题。上述方式可抑制冷却过程边部相变先行发生的现象，保证带钢冷却过程相变同步进行，同时在精轧机组出口前轧辊采用-1I微中浪控制，通过设置边部温度和带钢平整度提前量，最终得到具有较高板形质量的吉帕级热轧高强钢。

本发明的有益效果在于：

本发明所述方法可以制备一种高强度、高板型质量的吉帕级热轧高强钢，屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1300MPa，延伸率≥8%，带钢开平后不平度可以控制在不大于10mm/m的较高水平。

附图说明

图1是本发明所述吉帕级热轧高强钢轧制过程工序流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

本实施例基于吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法的吉帕级热轧高强钢厚度为4mm，生产方法包括铸坯加热、轧制、边部加热、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）加热工序：铸坯加热到1180℃，保温180min，保证铸坯温度均匀；

（2）轧制工序：粗轧采用3+5道次，粗轧出口温度1100℃，精轧开轧温度940℃，终轧温度840℃，F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制；

（3）边部加热：在精轧入口前投用边部加热器，边部加热器设置参数Lap为50mm，GAP为30mm，加热温度50℃；

（4）冷却工序：冷却模型采用密集冷却模式，冷速控制在40℃/s；

（5）卷取工序：卷取温度为300℃。

本实施例生产的厚度规格为4mm的吉帕级热轧高强钢，其力学性能检测及板形检测检测结果：带钢屈服强度1053MPa，抗拉强度1476MPa，延伸率12.0%，开平后不平度4mm/m。

实施例2

本实施例基于吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法的吉帕级热轧高强钢厚度为4mm，生产方法包括铸坯加热、轧制、边部加热、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）加热工序：铸坯加热到1250℃，保温210min，保证铸坯温度均匀；

（2）轧制工序：粗轧采用3+5道次，粗轧出口温度1150℃，精轧开轧温度1000℃，终轧温度860℃，F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制；

（3）边部加热：在精轧入口前投用边部加热器，边部加热器设置参数Lap为50mm，GAP为30mm，加热温度70℃；

（4）冷却工序：冷却模型采用密集冷却模式，冷速控制在80℃/s；

（5）卷取工序：卷取温度为150℃。

本实施例生产的厚度规格为4mm的吉帕级热轧高强钢，其力学性能检测及板形检测检测结果：带钢屈服强度1175MPa，抗拉强度1557MPa，延伸率10.0%，开平后不平度8mm/m。

实施例3

本实施例基于吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法的吉帕级热轧高强钢厚度为4.5mm，生产方法包括铸坯加热、轧制、边部加热、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）加热工序：铸坯加热到1200℃，保温190min，保证铸坯温度均匀；

（2）轧制工序：粗轧采用3+5道次，粗轧出口温度1110℃，精轧开轧温度950℃，终轧温度845℃，F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制；

（3）边部加热：在精轧入口前投用边部加热器，边部加热器设置参数Lap为55mm，GAP为30mm，加热温度60℃；

（4）冷却工序：冷却模型采用密集冷却模式，冷速控制在50℃/s；

（5）卷取工序：卷取温度为280℃。

本实施例生产的厚度规格为4.5mm的吉帕级热轧高强钢，其力学性能检测及板形检测检测结果：带钢屈服强度1041MPa，抗拉强度1506MPa，延伸率11.5%，开平后不平度5mm/m。

实施例4

本实施例基于吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法的吉帕级热轧高强钢厚度为4.5mm，生产方法包括铸坯加热、轧制、边部加热、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）加热工序：铸坯加热到1240℃，保温205min，保证铸坯温度均匀；

（2）轧制工序：粗轧采用3+5道次，粗轧出口温度1140℃，精轧开轧温度990℃，终轧温度855℃，F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制；

（3）边部加热：边部加热器设置参数Lap为55mm，GAP为30mm，加热温度60℃；

（4）冷却工序：在精轧入口前投用边部加热器，冷却模型采用密集冷却模式，冷速控制在70℃/s；

（5）卷取工序：卷取温度为160℃。

本实施例生产的厚度规格为4.5mm的吉帕级热轧高强钢，其力学性能检测及板形检测检测结果：带钢屈服强度1137MPa，抗拉强度1536MPa，延伸率11.0%，开平后不平度6mm/m。

实施例5

本实施例基于吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法的吉帕级热轧高强钢厚度为4.7mm，生产方法包括铸坯加热、轧制、边部加热、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）加热工序：铸坯加热到1230℃，保温200min，保证铸坯温度均匀；

（2）轧制工序：粗轧采用3+5道次，粗轧出口温度1120℃，精轧开轧温度970℃，终轧温度850℃，F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制；

（3）边部加热：边部加热器设置参数Lap为60mm，GAP为31mm，加热温度50℃；

（4）冷却工序：在精轧入口前投用边部加热器，冷却模型采用密集冷却模式，冷速控制在40℃/s；

（5）卷取工序：卷取温度为230℃。

本实施例生产的厚度规格为4.7mm的吉帕级热轧高强钢，其力学性能检测及板形检测检测结果：带钢屈服强度1096MPa，抗拉强度1521MPa，延伸率10.0%，开平后不平度7mm/m。

实施例6

本实施例基于吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法的吉帕级热轧高强钢厚度为5mm，生产方法包括铸坯加热、轧制、边部加热、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）加热工序：铸坯加热到1180℃，保温180min，保证铸坯温度均匀；

（2）轧制工序：粗轧采用3+5道次，粗轧出口温度1100℃，精轧开轧温度950℃，终轧温度845℃，F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制；

（3）边部加热：在精轧入口前投用边部加热器，边部加热器设置参数Lap为60mm，GAP为30mm，加热温度50℃；

（4）冷却工序：冷却模型采用密集冷却模式，冷速控制在50℃/s；

（5）卷取工序：卷取温度为260℃。

本实施例生产的厚度规格为5mm的吉帕级热轧高强钢，其力学性能检测及板形检测检测结果：带钢屈服强度1112MPa，抗拉强度1546MPa，延伸率10.5%，开平后不平度6mm/m。

实施例7

本实施例基于吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法的吉帕级热轧高强钢厚度为5.6mm，生产方法包括铸坯加热、轧制、边部加热、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）加热工序：铸坯加热到1220℃，保温190min，保证铸坯温度均匀；

（2）轧制工序：粗轧采用3+5道次，粗轧出口温度1110℃，精轧开轧温度960℃，终轧温度850℃，F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制；

（3）边部加热：在精轧入口前投用边部加热器，边部加热器设置参数Lap为50mm，GAP为30mm，加热温度70℃；

（4）冷却工序：冷却模型采用密集冷却模式，冷速控制在60℃/s；

（5）卷取工序：卷取温度为280℃。

本实施例生产的厚度规格为5.6mm的吉帕级热轧高强钢，其力学性能检测及板形检测检测结果：带钢屈服强度1021MPa，抗拉强度1507MPa，延伸率12.0%，开平后不平度4mm/m。

实施例8

本实施例基于吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法的吉帕级热轧高强钢厚度为6mm，生产方法包括铸坯加热、轧制、边部加热、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）加热工序：铸坯加热到1250℃，保温210min，保证铸坯温度均匀；

（2）轧制工序：粗轧采用3+5道次，粗轧出口温度1150℃，精轧开轧温度990℃，终轧温度860℃，F7机架工作辊平直度目标值按照-1I进行控制；

（3）边部加热：在精轧入口前投用边部加热器，边部加热器设置参数Lap为55mm，GAP为29mm，加热温度70℃；

（4）冷却工序：冷却模型采用密集冷却模式，冷速控制在50℃/s；

（5）卷取工序：卷取温度为300℃。

本实施例生产的厚度规格为6mm的吉帕级热轧高强钢，其力学性能检测及板形检测检测结果：带钢屈服强度1086MPa，抗拉强度1478MPa，延伸率11.5%，开平后不平度5mm/m。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，其特征在于，所述方法包括板坯加热、轧制、冷却、卷取工序；所述冷却工序采用层流冷却工艺，以密集冷却模式冷却，冷却速率40～80℃/s。

2.根据权利要求1所述的一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，其特征在于，所述加热工序，将铸坯加热到1180～1250℃，保温180～210min，保证铸坯温度均匀。

3.根据权利要求1所述的一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，其特征在于，所述轧制工序，粗轧出口温度1100～1150℃，精轧开轧温度为940～1000℃，终轧温度为840～860℃。

4.根据权利要求3所述的一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，其特征在于，在精轧入口前投用边部加热器，所述加热器Lap设定值为50～60mm，GAP设定值为30±1mm，加热温度为50～70℃。

5.根据权利要求1所述的一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，其特征在于，所述卷取工序，卷取温度为150～300℃。

6.根据权利要求1所述的一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，其特征在于，所述吉帕级热轧高强钢厚度为4～6mm。

7.根据权利要求1所述的一种吉帕级热轧高强钢精轧过程板形控制方法，其特征在于，所述方法得到的吉帕级热轧高强钢屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1300MPa，延伸率≥8%，带钢开平后不平度不大于10mm/m。

Images