CN114101344B - 一种厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法 - Google Patents
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Abstract
一种厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，属于轧制技术领域。该方法通过确定中间坯待温厚度的第一厚度上限值和第一厚度下限值，和确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值，比较第一厚度上限值和第二厚度上限值，取小值作为目标厚度上限值；比较第一厚度下限值和第二厚度下限值，取大值作为目标厚度下限值；通过调整粗轧各道次压下率，将中间坯待温厚度控制到目标厚度上限值和目标厚度下限值之间。该方法通过优化中间坯待温厚度控制范围，实现不同厚度钢板采用更为准确的中间坯待温厚度控制范围，避免原有中间坯待温厚度控制范围过宽导致的钢板性能不稳定，尤其是成品钢板屈服强度偏低等问题，产品成品率更高。
Description
技术领域
本发明属于轧制技术领域，尤其是指一种厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法。
背景技术
现有技术对于轧制薄规格＜50mm钢板，此种中间坯待温厚度范围对于钢板强度影响不大，但对于轧制厚规格≥50mm钢板，中间坯待温厚度范围控制过宽，导致钢板性能波动性较大，严重时可能会导致钢板强度偏低。
目前，中厚板生产大部分采取两阶段轧制工艺生产，第一阶段和第二阶段之间就存一个中间坯待温过程，而中间坯待温厚度设定通常是由工厂的技术人员根据生产经验估算出来的，具有较大的不确定性。在来料厚度相同情况下，当中间坯待温厚度设定值偏大时，会导致粗轧道次过少，单道次压下量不够，没有达到细化奥氏体晶粒的效果；当中间坯待温厚度设定值偏小时，会导致粗轧道次过多，增加轧机负荷，也会导致第二阶段累计压下率不足，影响钢板性能。尤其是当来料厚度为中等厚度时，当轧制的成品钢板厚度较厚，达到50～120mm时，中间坯厚度选择不当，会导致钢板屈服强度偏低，甚至不合格。查询众多相关专利文献，对两阶段轧制工艺生产的钢板，在中间坯厚度选择时，其中间坯厚度选择范围较宽，当成品钢板厚度较小时，中间坯厚度选择范围较大，对钢板性能影响较小，因为薄规格钢板的压缩比往往较大，中间坯厚度一般是成品钢板厚度的2～4倍，第二阶段轧制中，其总压下量即中间坯厚度到成品钢板的厚度相比成品钢板厚度而言是比较大的，对钢板性能影响就相对较小；当成品钢板厚度较大时，中间坯厚度选择范围则不宜过大，因为厚规格钢板的压缩比本身就小，具体来说，当轧制某一厚规格成品钢板时，当中间坯厚度设置过大时，导致粗轧道次过少，如人为增加道次，则会导致单道次压下率减小，不能发挥第一阶段再结晶区轧制作用，会导致钢板的屈服强度偏低；当中间坯厚度设置过小时，成品钢板厚度与中间坯厚度过于接近，会导致第二阶段未再结晶区轧制累计压下量不足，同样会导致钢板的屈服强度偏低。
综上，在实际轧钢过程中，在较大的范围中选取一个中间坯待温厚度，随意性太大，在轧制各阶段温度控制基本相同情况下，由于中间坯待温厚度设置的过大或者过小都会导致钢板性能波动性较大，尤其是当生产厚规格钢板时，钢板的力学性能尤其是屈服强度相差较大，造成钢板屈服强度性能波动性非常大，出现了部分钢板屈服强度仅在标准要求的边缘的情况，存在质量风险，甚至小部分钢板屈服强度达不到标准要求，造成钢板降级处理。这种由于性能波动而出现的钢板强度偏低的情况，导致钢板存在质量风险或降级改判，会增加钢企生产成本。
本发明提供一种中厚板轧钢时中间坯待温厚度调整方法，这种方法可以解决采用中等厚度板坯生产50mm～120mm厚规格成品钢板屈服强度偏低的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，优化中间坯待温厚度控制范围，实现不同厚度钢板采用更为准确的中间坯待温厚度控制范围，避免原有中间坯待温厚度控制范围过宽导致的钢板性能不稳定，尤其是成品钢板屈服强度偏低等问题，产品成品率更高。
本申请是这样实现的：
本申请的示例提供了一种厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，包括连铸坯加热、粗轧至中间坯厚度后待温、精轧；连铸坯加热温度1100℃以上，粗轧温度1025～1085℃，粗轧累计压下率≥40％，所述厚规格钢板的厚度h0为50mm～120mm；其中中间坯待温厚度确定方式为：
确定中间坯待温厚度的第一厚度上限值和第一厚度下限值，中间坯待温厚度y1为设定修正系数范围与所述厚规格钢板的厚度h0的乘积，获得中间坯待温厚度最大值为所述第一厚度上限值，中间坯待温厚度最小值为所述第一厚度下限值，所述设定修正系数范围为1.20～2.40；
确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值，中间坯待温厚度的第二厚度下限值ymin为：
ymin＝-0.0067*h0 2+1.7407*h0+29.811；
中间坯待温厚度的第二厚度上限值ymax为：
ymax＝-0.0051*h0 2+1.1657*h0+79.495；
比较第一厚度上限值和第二厚度上限值，取小值作为目标厚度上限值；
比较第一厚度下限值和第二厚度下限值，取大值作为目标厚度下限值；
通过调整粗轧各道次压下率，将中间坯待温厚度控制到目标厚度上限值和目标厚度下限值之间。
一些示例中，若目标厚度上限值小于或等于目标厚度下限值，中间坯待温厚度范围为第二厚度下限值至第二厚度上限值。
一些示例中，当轧制到中间坯待温厚度的前1～2个道次时，微调所述道次的压下率，使实际中间坯待温厚度处于目标厚度上限值和目标厚度下限值之间。
一些示例中，根据所述厚规格钢板的厚度h0不断增大，所述设定修正系数范围趋于窄小。
一些示例中，当成品钢板厚度h0为120mm时，所述设定修正系数范围为1.20～1.22。
一些示例中，当成品钢板厚度h0为50mm≤h0＜100mm时，所述设定修正系数范围为1.50～2.40。
一些示例中，
当成品钢板厚度h0为100mm≤h0＜120mm时，所述设定修正系数范围为1.25～1.45。
一些示例中，当成品钢板厚度h0为50mm≤h0＜60mm时，所述设定修正系数范围为1.90～2.40；
当成品钢板厚度h0为60mm≤h0＜70mm时，所述设定修正系数范围为1.80～2.10；
当成品钢板厚度h0为70mm≤h0＜80mm时，所述设定修正系数范围为1.70～1.90；
当成品钢板厚度h0为80mm≤h0＜90mm时，所述设定修正系数范围为1.60～1.70；
当成品钢板厚度h0为90mm≤h0＜100mm时，所述设定修正系数范围为1.50～1.55。
一些示例中，当成品钢板厚度h0为100mm≤h0＜110mm时，所述设定修正系数范围为1.35～1.45；
当成品钢板厚度h0为110mm≤h0＜120mm时，所述设定修正系数范围为1.25～1.30。
一些示例中，连铸坯加热温度1100℃以上，粗轧温度1025～1085℃，粗轧累计压下率≥40％，粗轧前三道次的单道次压下率大于12.5％、微调粗轧后两道次压下量，后两道的单道次压下率大于8％；精轧温度852～892℃。
本申请的有益效果包括：
确定中间坯待温厚度的第一厚度上限值和第一厚度下限值，通过优化设定修正系数范围，优化中间坯待温厚度范围。
实际中厚板生产大部分采取两阶段轧制工艺生产，第一阶段和第二阶段之间就存一个中间坯待温过程，根据背景技术和中间坯待温厚度的第一厚度上限值和第一厚度下限值确定方法，分析可知，当成品钢板厚度均匀增大时，其中间坯待温厚度也是不断增大的，但这种中间坯待温厚度的增大是越来越缓慢的，也就是说，当成品钢板厚度越接近下限值时，其修正系数范围较宽，中间坯待温厚度的范围也较宽，当成品钢板厚度越接近上限值时，其修正系数范围较窄，中间坯待温厚度的范围也较窄。
另一方面，当来料厚度一定时，所轧制的钢板成品厚度是有上限限制的，根据各家生产线装备能力各不相同。根据本发明所述生产线能力，采用270mm坯料所生产的钢板成品厚度最大为120mm。
据此分析可知，随着成品钢板厚度的均匀增大，中间坯待温厚度下限值缓慢增大，当成品钢板厚度限定为50～120mm，其中间坯待温厚度下限值与成品钢板厚度的关系可简化为一个开口向下的、左半部分的二次函数关系，且该二次函数的最大值所对应的成品钢板厚度为120mm附近处；随着成品钢板厚度的均匀增大，中间坯待温厚度上限值缓慢增大，当成品钢板厚度限定为50～120mm，其中间坯待温厚度上限值与成品钢板厚度的关系可简化为一个开口向下的、左半部分的二次函数关系，且该二次函数的最大值所对应的成品钢板厚度为120mm附近处。
根据以上分析，中间坯待温厚度下限值与成品钢板厚度的关系、中间坯待温厚度上限值与成品钢板厚度的关系都可简化为一个开口向下的、左半部分的二次函数关系，随着成品钢板厚度的增大，中间坯待温厚度下限值和中间坯待温厚度上限值应越来越接近，且在对应的成品钢板厚度为120mm附近处汇集。
通过上述分析方法，获得成品钢板厚度与中间坯待温厚度的二次函数关系式，确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值，之后通过对不同厚度上限值、下限值进行比较获得更优的目标厚度上限值和目标厚度下限值，优化了中间坯待温厚度范围，避免原有中间坯待温厚度控制范围过宽导致的钢板性能不稳定，尤其是成品钢板屈服强度偏低等问题，产品成品率更高。
设定修正系数范围范围可给出50～120mm规格钢板对应中间坯待温厚度的精确的可选修正系数范围，但是所对应的可选修正系数范围人为随机设定中间坯待温厚度控制范围带来不确定性，由此带来不可避免的对钢材性能的影响，通过获得成品钢板厚度与中间坯待温厚度的二次函数关系式，确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值的修正，使得对应的中间坯待温厚度控制范围得到有依据的修正，可有效避免钢材性能尤其是钢材屈服强度等性能的波动。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。所用检测方法未特别说明者，按照国标或者常规检测方法进行。
以下针对本申请实施例的一种厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法进行具体说明：
该方法包括连铸坯加热、粗轧至中间坯厚度后待温、精轧；连铸坯加热温度1100℃以上，粗轧温度1025～1085℃，粗轧累计压下率≥40％，所述厚规格钢板的厚度h0为50mm～120mm；粗轧前三道次的单道次压下率大于12.5％、微调粗轧后两道次压下量，后两道的单道次压下率大于8％；精轧温度852～892℃。
轧制阶段分粗轧和精轧阶段，即第一阶段轧制和第二阶段轧制。在粗轧阶段，利用铸坯高温下抗变形能力小的特点，最大限度发挥轧制能力，增加粗轧道次压下率，通过奥氏体再结晶区范围内粗轧细化奥氏体晶粒。当轧制到中间坯厚度时进行待温，此时第一阶段即粗轧阶段结束。中间坯待温厚度的设置主要基于以下原因考虑：中间坯待温厚度可理解为粗轧阶段的目标厚度，为最大限度发挥粗轧机能力，粗轧各个道次压下率往往是比较大的，加上粗轧阶段的目标厚度的限制，可以限定粗轧阶段总道次为较少道次，且单道次压下率较大。而粗轧道次累计压下率和粗轧单道次压下率、中间坯待温厚度关系为当轧制到中间坯待温厚度的前1～2个道次时，需要微调1～2个道次的压下率，使实际中间坯待温厚度与目标中间坯待温厚度更加接近，中间坯厚度在允许偏差范围内。粗轧的目的是在奥氏体再结晶区轧制，细化奥氏体晶粒，而形变量的增加能明显提高再结晶的形核和长大速率，而这个形变量不单单指单道次的形变量，还包括总的形变量，单道次的形变量可通过对单道次的压下率进行限定，而总的变形量可通过单道次的压下率和粗轧阶段的中间坯目标厚度来限定。可见，中间坯目标厚度控制对粗轧阶段单道次的形变和总道次的形变均发生了重要作用。精轧道次发生了部分奥氏体向铁素体的转变，其铁素体晶粒细化主要受原始奥氏体晶粒尺寸的影响。
综上，通过中间坯待温厚度的优化控制，可最大限度发挥粗轧阶段单道次和总道次的作用，细化奥氏体晶粒，提高成品钢板屈服强度等性能。由于实际粗轧过程中，当铸坯的厚度固定时，成品钢板厚度较薄时，中间坯待温厚度可选范围较大，但当成品钢板厚度较厚时，如果中间坯待温厚度的可选范围也较大，那么对成品钢板的强度也会有较大影响，因此优化中间坯待温厚度公式，根据钢板的成品厚度选择最佳的中间坯待温厚度，可获得较佳的成品钢板力学性能，保证成品钢板的屈服强度。并且，所轧制钢板越厚，这种提高钢板屈服强度的作用越明显。
以下示例为中间坯待温厚度确定方式：
确定中间坯待温厚度的第一厚度上限值和第一厚度下限值，中间坯待温厚度y1为设定修正系数范围与所述厚规格钢板的厚度h0的乘积，获得中间坯待温厚度最大值为所述第一厚度上限值，中间坯待温厚度最小值为所述第一厚度下限值，所述设定修正系数范围为1.20～2.40；
一些示例中，根据所述厚规格钢板的厚度h0不断增大，所述设定修正系数的范围趋于窄小，即设定修正系数的范围进一步缩小。
一些示例中，当成品钢板厚度h0为120mm时，所述设定修正系数范围为1.20～1.22。
一些示例中，当成品钢板厚度h0为50mm≤h0＜100mm时，所述设定修正系数范围为1.50～2.40。
一些示例中，
当成品钢板厚度h0为100mm≤h0＜120mm时，所述设定修正系数范围为1.25～1.45。
一些示例中，当成品钢板厚度h0为50mm≤h0＜60mm时，所述设定修正系数范围为1.90～2.40；
当成品钢板厚度h0为60mm≤h0＜70mm时，所述设定修正系数范围为1.80～2.10；
当成品钢板厚度h0为70mm≤h0＜80mm时，所述设定修正系数范围为1.70～1.90；
当成品钢板厚度h0为80mm≤h0＜90mm时，所述设定修正系数范围为1.60～1.70；
当成品钢板厚度h0为90mm≤h0＜100mm时，所述设定修正系数范围为1.50～1.55。
一些示例中，当成品钢板厚度h0为100mm≤h0＜110mm时，所述设定修正系数范围为1.35～1.45；
当成品钢板厚度h0为110mm≤h0＜120mm时，所述设定修正系数范围为1.25～1.30。
确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值，中间坯待温厚度的第二厚度下限值ymin为：
ymin＝-0.0067*h0 2+1.7407*h0+29.811；
中间坯待温厚度的第二厚度上限值ymax为：
ymax＝-0.0051*h0 2+1.1657*h0+79.495；
通过上述ymin、ymax公式，获得成品钢板厚度与中间坯待温厚度的二次函数关系式，用于确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值。
比较第一厚度上限值和第二厚度上限值，取小值作为目标厚度上限值；
比较第一厚度下限值和第二厚度下限值，取大值作为目标厚度下限值。
一些示例中，若目标厚度上限值小于或等于目标厚度下限值，则说明以上确定目标厚度上限值或下限值的方法不再适用，则中间坯待温厚度范围为第二厚度下限值至第二厚度上限值。
通过调整粗轧各道次压下率，将中间坯待温厚度控制到目标厚度上限值和目标厚度下限值之间。优选地，当轧制到中间坯待温厚度的前1～2个道次时，微调所述1～2道次的压下率，使实际中间坯待温厚度处于目标厚度上限值和目标厚度下限值之间。
确定中间坯待温厚度的第一厚度上限值和第一厚度下限值，通过优化设定修正系数范围，优化中间坯待温厚度范围。通过分析方法，获得成品钢板厚度与中间坯待温厚度的二次函数关系式，确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值，之后通过对不同厚度上限值、下限值进行比较获得更优的中间坯待温目标厚度上限值和目标厚度下限值，优化了中间坯待温厚度范围，避免原有中间坯待温厚度控制范围过宽导致的钢板性能不稳定，尤其是成品钢板屈服强度偏低等问题，产品成品率更高。设定修正系数范围范围可给出50～120mm规格对应中间坯待温厚度的精确的可选修正系数范围，但是所对应的可选修正系数范围人为随机设定中间坯待温厚度控制范围带来不确定性，由此带来不可避免的对钢材性能的影响，通过获得成品钢板厚度与中间坯待温厚度的二次函数关系式，确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值的修正，使得对应的中间坯待温厚度控制范围得到有依据的修正，可有效避免钢材性能尤其是钢材屈服强度等性能的波动。
综上，通过轧制阶段优化后的严格的中间坯待温目标厚度的限制与粗轧的单道次压下率要求及累计压下率要求的配合，在保证粗轧阶段总道次数量较少的前提下，通过粗轧阶段，强化单道次压下率更有利于发生动态再结晶，通过粗轧变形累计的位错提高了钢板内部缺陷能，使钢板发生动态再结晶和静态再结晶。通过再结晶过程的反复进行，从而有效细化奥氏体晶粒，充分发挥奥氏体再结晶区粗轧的作用。在奥氏体未再结晶区进行精轧使奥氏体晶粒变形，产生变形带，提高再结晶的形核和长大速率，不仅形成的组织均匀且细小，位错密度也有所提高，同时通过中间坯待温厚度的合理选择，充分发挥奥氏体再结晶区和未再结晶区轧制的作用，粗轧道次强化单道次压下率破碎奥氏体晶粒，精轧道次强化累计压下率，促进相变。保证即使在成品钢板较厚以及压缩比较小的条件下，制得的钢板也具有较佳的性能。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例
270mm连铸坯加热温度1180℃，粗轧开轧温度1082℃，粗轧累计压下率41.5％、粗轧前三道次的单道次压下率大于12.5％，微调粗轧后两道次压下量，后两道的单道次压下率大于8％，粗轧结束温度1030℃；精轧温度878℃。实际中间坯待温厚度控制均在中间坯待温目标厚度下限值至中间坯待温目标厚度上限值范围内，由此确定的所有可选范围内中间坯厚度所生产的钢板屈服强度均合格。中间坯待温厚度控制范围及性能对照参见表1。
表1 中间坯待温厚度控制范围及性能对照
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对比例
270mm连铸坯加热温度1180℃，粗轧开轧温度1082℃，粗轧累计压下率41.5％、粗轧前三道次的单道次压下率大于12.5％，微调粗轧后两道次压下量，后两道的单道次压下率大于8％，粗轧结束温度1030℃；精轧温度878℃。实际中间坯待温厚度控制均不在中间坯待温目标厚度下限值至中间坯待温目标厚度上限值之间，但实际中间坯待温厚度控制一部分仅在第一厚度下限值至第一厚度上限值范围内、但不在第二厚度下限值至第二厚度上限值范围内，另一部分仅采在第二厚度下限值至第二厚度上限值范围内、但不在第一厚度下限值至第一厚度上限值范围内，剩余一部分既不在第一厚度下限值至第一厚度上限值范围内，也不在第二厚度下限值至第二厚度上限值范围内。由此确定的部分可选范围内中间坯厚度所生产的钢板屈服强度偏低，甚至不合格。中间坯待温厚度控制范围及性能对照参见表2。
表2 中间坯待温厚度控制范围及性能对照
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以上仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，包括连铸坯加热、粗轧至中间坯厚度后待温、精轧；其特征在于，连铸坯加热温度1100℃以上，粗轧温度1025～1085℃，粗轧累计压下率≥40%，所述厚规格钢板的厚度h0为50mm~120mm；其中中间坯待温厚度确定方式为：
确定中间坯待温厚度的第一厚度上限值和第一厚度下限值，中间坯待温厚度y1为设定修正系数范围与所述厚规格钢板的厚度h0的乘积，获得中间坯待温厚度最大值为所述第一厚度上限值，中间坯待温厚度最小值为所述第一厚度下限值，所述设定修正系数范围为1.20~2.40；
确定中间坯待温厚度的第二厚度上限值和第二厚度下限值，中间坯待温厚度的第二厚度下限值ymin为：
ymin=-0.0067*h0 2+1.7407*h0+29.811；
中间坯待温厚度的第二厚度上限值ymax为：
ymax=-0.0051*h0 2+1.1657*h0+79.495；
比较第一厚度上限值和第二厚度上限值，取小值作为目标厚度上限值；
比较第一厚度下限值和第二厚度下限值，取大值作为目标厚度下限值；
通过调整粗轧各道次压下率，将中间坯待温厚度控制到目标厚度上限值和目标厚度下限值之间。
2.根据权利要求1所述的厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，其特征在于，若目标厚度上限值小于或等于目标厚度下限值，中间坯待温厚度范围为第二厚度下限值至第二厚度上限值。
3.根据权利要求1所述的厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，其特征在于，当轧制到中间坯待温厚度的前1～2个道次时，微调所述道次的压下率，使实际中间坯待温厚度处于目标厚度上限值和目标厚度下限值之间。
4.根据权利要求1所述的厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，其特征在于，根据所述厚规格钢板的厚度h0不断增大，所述设定修正系数范围趋于窄小。
5.根据权利要求4所述的厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，其特征在于，
当成品钢板厚度h0为120mm时，所述设定修正系数范围为1.20~1.22。
6.根据权利要求4所述的厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，其特征在于，
当成品钢板厚度h0为50mm≤h0＜100mm时，所述设定修正系数范围为1.50~2.40。
7.根据权利要求4所述的厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，其特征在于，
当成品钢板厚度h0为100mm≤h0＜120mm时，所述设定修正系数范围为1.25~1.45。
8.根据权利要求6所述的厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，其特征在于，
当成品钢板厚度h0为50mm≤h0＜60mm时，所述设定修正系数范围为1.90~2.40；
当成品钢板厚度h0为60mm≤h0＜70mm时，所述设定修正系数范围为1.80~2.10；
当成品钢板厚度h0为70mm≤h0＜80mm时，所述设定修正系数范围为1.70~1.90；
当成品钢板厚度h0为80mm≤h0＜90mm时，所述设定修正系数范围为1.60~1.70；
当成品钢板厚度h0为90mm≤h0＜100mm时，所述设定修正系数范围为1.50~1.55。
9.根据权利要求7所述的厚规格钢板轧制的中间坯待温厚度调整方法，其特征在于，
当成品钢板厚度h0为100mm≤h0＜110mm时，所述设定修正系数范围为1.35~1.45；
当成品钢板厚度h0为110mm≤h0＜120mm时，所述设定修正系数范围为1.25~1.30。
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