CN116174503A - 一种轧制钢板头部下表面缺陷位置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，包括以下步骤：板坯加热过程控制，和/或板坯轧制过程控制；其中，所述板坯加热过程控制包括：加热过程中，下烧嘴的开度大于上烧嘴的开度，板坯加热过程中板坯下表面温度高于上表面温度；所述板坯轧制过程控制包括：轧制过程中，下工作辊的线速度高于上工作辊的线速度。本发明通过对坯料的加热过程的烧嘴开度大小控制、轧制过程的工作辊线速度控制，实现了板坯头部上下表面缺陷的控制，使下表面缺陷距钢板端部的距离小于上表面缺陷距钢板端部的距离，保证了定尺切割过程中能够将下表面缺陷切除干净，提高了产品的实物质量，减少了用户使用过程中的质量问题。
Description
技术领域
本发明属于黑色金属热轧技术领域，具体地，涉及一种轧制钢板头部下表面缺陷位置的控制方法。
背景技术
中厚板产品是重要的钢铁材料，广泛应用于大型船舶、海洋工程、能源装备、工程机械等领域，在国民经济发展中占有极其重要地位。随着下游制造业的发展，为了提高材料的利用率，宽厚板产品通常采用长度、宽度方向的双定尺生产，生产过程中必须将头尾部、边部的缺陷切除并保证用户所要求的长、宽方向上的尺寸。头尾、边部切除部分的长短、宽窄直接影响钢板的综合成材率，对产线的制造成本造成巨大影响，各生产厂均在尺寸精度提升、钢板表面缺陷控制等方面进行管理、技术上的不断创新。在中厚板生产中，影响成材率的因素有切头尾、切边、氧化铁皮、轧废、质量缺陷等，其中由于平面形状(PVPC)控制效果、边部裂纹缺陷等导致的切头尾、切边量占了很大比例。因此研究轧制过程中的平面形状变化规律，使轧制钢板的平面形状矩形化，减少头尾不均匀变形区的长度是提高成材率的重要手段之一；连铸坯生产过程中由于成分设计、设备精度、拉速设定、二冷水配比的影响，板坯边缘可能存在微裂纹、皮下气泡及夹杂等缺陷，在后续的轧制环节会显现出来，造成边部缺陷，这部分缺陷必须切除，切除部分也是影响成材率的重要因素，各生产厂在以上方面不断进行工艺改进及优化，对钢板综合成材率的提升发挥了重要作用。同时，在中厚板生产过程中，由于坯料规格、切割断面、加热工艺、轧制工艺的影响，钢板头部除了不均匀变形区外，还时常会由于钢坯厚度、长度方向的变形不均匀导致头尾部出现上下表面缺陷不对称分布的情况，该情况除了增加切头尾量外，还会由于位置不对称，使缺陷漏切的情况时有发生，直接导致钢板退货，严重影响产品的品牌形象和经济效益。
通常情况下，各中厚板生产线只对加热工序的板坯加热时间、加热速度、板坯的温差大小做出来了规定，但是，以上控制参数相对宽泛，且各产线的差别较大；对于轧制工序，常规的控制一般是头部矩形化控制、钢板平直度控制，对于头部形状(扣翘头)控制不作具体要求，只要不对辊道、轧辊产生冲击一般不进行调整，因此，板坯的头部变形处于自由状态。轧制过程中出现的头部扣头、翘头通过后续的矫直工序进行改善，保证钢板的平直度。目前中厚板生产所需的原料基本上全部为连铸板坯，由于连铸板坯形状及轧制工艺的影响，钢板头部上下表面金属的流动会有较大的差异，上下表面缺陷距离钢板端部的距离也会有所不同，下表面缺陷不容易发现，特别是厚规格产品，头尾切除量小，在切割定尺的过程中通常依据上表面的质量情况及头部形状切除不均匀变形区及缺陷，下表面的缺陷经常出现漏切，导致用户无法使用或改尺处理，造成较大的损失。
已有的专利和文献大多数针对中厚板轧机或热连轧机生产的钢板、钢卷的边部裂纹缺陷给出解决技术方案，未发现有中厚板轧机生产钢板头尾缺陷控制的技术方案被公开。
专利CN103752622B中，提供了一种消除铸坯边部缺陷的厚板轧制控制方法，包括如下步骤：1)连铸坯出炉后，在开始轧制前进行转钢，原连铸坯边部两侧成为进入轧机轧件的头尾，开始成形阶段轧制；2)成形轧制最后一道次，使用厚边展宽轧制方法；3)成形阶段轧制完成后钢板90度转钢，原先连铸坯两侧再次成为进入轧机轧件的两侧，开始展宽阶段轧制；4)展宽轧制最后一道次，使用厚边展宽轧制方法；5)展宽阶段轧制完成后钢板再次90度转钢，开始最后精轧阶段的轧制；6)进入精整切板工序。连铸坯边部缺陷转换到最终被切除的厚板头尾部分，解决了钢板边部缺陷切除不净的问题，但是如果不对板坯的头部变形形状进行控制，钢板头部下表面的缺陷同样存在剪切不净的问题。
专利申请CN101912875A提供了一种解决低锰硫比低碳铝镇静钢边部缺陷的方法，属于轧钢技术领域。工艺流程包括，下线后的板坯采用入保温坑冷却或者堆垛缓冷；控制加热炉内炉气气氛及板坯在各段停留时间，温度和总的在炉时间；采用等宽轧制或者展宽轧制；调整除鳞模式及层冷模式。优点在于：在不额外增加设备及投资的前提下，通过优化加热及轧制工艺，可以消除低Mn/S对板卷边部质量的影响。该发明相比与以往工艺通过提高板坯Mn含量，或者降低S含量来消除Mn/S对带钢边部质量影响来说，可大幅降低生产成本及冶炼的难度，是一种既经济又有效的方法，符合绿色钢铁，低碳经济的要求。该申请主要是解决板卷边部质量问题，但是，并没有解决头尾部缺陷的问题。
现有中厚板包括热连轧工序对解决边部裂纹的技术方案集中于以下方面，一是通过加热工艺、装出炉控制或压下装置改进来改善边部裂纹的影响；二是通过调整成分、提高板坯质量消除对边部质量的影响。另外，就厚板轧机通过转钢策略控制边部裂纹，仅仅是将原板坯的边部缺陷转移到钢板的头尾部，避免了边部缺陷切除问题，但增加了头部切线切除不净的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，本发明提供了一种轧制钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，通过对板坯加热过程中的上下表面温度控制、轧制过中的轧机上、下工作辊速度差控制，精准控制钢板头部变形状况，实现钢板头部上表面金属纵向延伸率略低于下表面金属的验收率，使得上表面缺陷离钢板端部的距离比下表面头部缺陷离端部的距离长，保证钢板切割定尺的时候通过上表面缺陷位置及头部形状能够将上下表面的缺陷均切除干净，避免用户使用过程中由于下表面缺陷未切除造成质量风险。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
本发明提供一种轧制钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，包括板坯加热过程控制、板坯轧制过程控制两部分。根据实际控制效果，两种控制方式可以单独使用，也可联合使用。
具体地，本发明提供一种钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，包括以下步骤：
板坯加热过程控制，和/或板坯轧制过程控制；其中，
所述板坯加热过程控制包括：加热过程中，下烧嘴的开度大于上烧嘴的开度，板坯加热过程中板坯下表面温度高于上表面温度；
所述板坯轧制过程控制包括：轧制过程中，下工作辊的线速度高于上工作辊的线速度。
作为本发明的控制方法的进一步优选，所述加热过程中，板坯加热采用三段式加热炉。
作为本发明的控制方法的进一步优选，所述三段式加热炉包括预热段、加热段和均热段。
作为本发明的控制方法的进一步优选，所述加热过程中，加热炉加热段与均热段两段的下烧嘴的开度比上烧嘴的开度大2-5％。
作为本发明的控制方法的进一步优选，所述加热过程中，板坯下表面温度比上表面温度高10-20℃。
本发明加热段与均热段两段的下烧嘴开度比上烧嘴开度大2-5％，主要是通过增加下烧嘴的煤气供应量提高下烧嘴的加热能力，实现下表面温度比上表面温度高10-20℃。本发明的核心内容即通过加热制度、轧制制度的优化实现对钢板头部变形的控制，从而实现对头部下表面缺陷的控制。
作为本发明的控制方法的进一步优选，所述加热过程中，板坯在加热炉保温段时间为30-50分钟。
作为本发明的控制方法的进一步优选，所述轧制过程中，轧机下工作辊的线速度比上工作辊的线速度大5-10％。优选地，粗轧下工作辊线速度较上辊线速度大7-10％，精轧机下工作辊线速度较上工作辊线速度大5-8％。本发明轧辊线速度控制其主要目的也是控制钢板头部的形状，实现微翘控制，使下表面缺陷离端部距离较上表面短。
作为本发明的控制方法的进一步优选，所述轧制过程中，工作辊线速度差通过上下轧辊的辊压获得，或通过单独传动的电机速度控制系统获得。
作为本发明的控制方法的进一步优选，待温轧制时，将待温辊道的辊道冷却水关闭或关小直至不喷溅到板坯表面。
作为本发明的控制方法的进一步优选，所述控制方法用于单机架轧机或双机架轧机。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
本发明通过对板坯加热过程中的上下表面温度控制、轧制过中的轧机上、下工作辊速度差控制，精准控制钢板头部变形状况，采取了以上措施，轧制后的钢板下表面缺陷位置得到有效控制，保证了板坯下表面头部缺陷离端部的距离大于上表面缺陷离端部距离，能够通过上表面缺陷位置及钢板头尾形状确定切割位置，保证了钢板下表面缺陷能够完全切除，保证了产品的质量，用户使用过程中发现的质量问题大幅度降低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的控制方法适用于常规中厚板生产线，板坯加热采用三段式加热炉，加热过程中通过控制炉体加热段上下排的烧嘴开度，将上下烧嘴的开度保持一定的差值，下烧嘴的开度比上烧嘴的开度大2-5％。通过烧嘴开度的调整，保证加热段板坯下表面温度比上表面温度略高，温差控制在10-20℃之间。保证均热段保温时间30-50分钟；轧制过程中保持下工作辊的线速度高于上工作辊的线速度，速度差控制在5-10％之间。采用待温轧制时，将待温辊道的辊道冷却水关闭或减少，以不喷溅到板坯上下表面为准。
钢板轧制完成后进入矫直工序，将钢板的头尾矫平。
实施例1
原料：板坯尺寸：250*1800*3220mm；钢种：Q355C
成品尺寸：15*2500*12000mm
轧制过程采用粗轧机、精轧机双机架轧制。
本发明提供一种轧制钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，包括以下步骤：
板坯加热：加热时间：253min；出钢温度：1200℃，期间加热段、均热段下烧嘴开度较上部烧嘴开度分别大3％、2％，板坯温度模型显示下部温度较上部温度高15℃。板坯在均热段时间32min。
通过上下辊电机单独传动，粗轧下工作辊线速度较上辊线速度大7％，精轧机下工作辊线速度较上工作辊线速度大5％。轧制模式采用控制轧制(CR)模式，由于采用批轧模式，将待温辊道的冷却水较小，没有冷却水喷溅到板坯表面。
粗轧机轧制道次为：5道次；精轧机轧制道次数为：9道次。
轧制完成后，对上下表面缺陷位置进行测量，下表面缺陷离钢板端部最大距离为98mm，上表面缺陷离钢板端部最大距离为112mm。按照上表面缺陷位置及头部不规则形状切除钢板头部，下表面缺陷能够弯曲切除。
实施例2
原料：板坯尺寸：250*2200*3120mm；钢种：Q690D
成品尺寸：30*2200*24000mm
轧制过程采用粗轧机、精轧机双机架轧制。
本发明提供一种轧制钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，包括以下步骤：
板坯加热：加热时间：229min；出钢温度：1205℃，期间加热段、均热段下烧嘴开度较上部烧嘴开度分别大3％、3％，板坯温度模型显示下部温度较上部温度高15℃。板坯在均热段时间38min。
通过上下辊电机单独传动，粗轧下工作辊线速度较上辊线速度大8％，精轧机下工作辊线速度较上工作辊线速度大7％。轧制模式采用控制轧制控制冷却(TMCP)模式，由于采用批轧模式，将待温辊道的冷却水较小，没有冷却水喷溅到板坯表面。
粗轧机轧制道次为：7道次；精轧机轧制道次数为：9道次。
轧制完成后，对上下表面缺陷位置进行测量，下表面缺陷离钢板端部最大距离为103mm，上表面缺陷离钢板端部最大距离为119mm。按照上表面缺陷位置及头部不规则形状切除钢板头部，下表面缺陷能够弯曲切除。
实施例3
原料：板坯尺寸：250*2200*2920mm；钢种：Q550D
成品尺寸：50*2500*12000mm
轧制过程采用粗轧机、精轧机双机架轧制。
本发明提供一种轧制钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，包括以下步骤：
板坯加热：加热时间：237min；出钢温度：1210℃，期间加热段、均热段下烧嘴开度较上部烧嘴开度分别大3％、2.5％，板坯温度模型显示下部温度较上部温度高18℃。板坯在均热段时间40min。
通过上下辊电机单独传动，粗轧下工作辊线速度较上辊线速度大9％，精轧机下工作辊线速度较上工作辊线速度大6％。轧制模式采用在线淬火(DQ)模式，由于采用批轧模式，将待温辊道的冷却水较小，没有冷却水喷溅到板坯表面。
粗轧机轧制道次为：5道次；精轧机轧制道次数为：11道次。
轧制完成后，对上下表面缺陷位置进行测量，下表面缺陷离钢板端部最大距离为88mm，上表面缺陷离钢板端部最大距离为102mm。按照上表面缺陷位置及头部不规则形状切除钢板头部，下表面缺陷能够弯曲切除。
本发明通过对坯料的加热过程的烧嘴开度大小控制、轧制过程的工作辊线速度控制，实现了板坯头部上下表面缺陷的控制，使下表面缺陷距钢板端部的距离小于上表面缺陷距钢板端部的距离，保证了定尺切割过程中能够将下表面缺陷切除干净，提高了产品的实物质量，减少了用户使用过程中的质量问题。该方法可以稳定、批量的进行生产，具有极大经济和社会效益。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照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，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，包括以下步骤：
板坯加热过程控制，和/或板坯轧制过程控制；其中，
所述板坯加热过程控制包括：加热过程中，下烧嘴的开度大于上烧嘴的开度，板坯加热过程中板坯下表面温度高于上表面温度；
所述板坯轧制过程控制包括：轧制过程中，下工作辊的线速度高于上工作辊的线速度。
2.根据权利要求1所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，所述加热过程中，板坯加热采用三段式加热炉。
3.根据权利要求2所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，所述三段式加热炉包括预热段、加热段和均热段。
4.根据权利要求3所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，所述加热过程中，加热炉加热段与均热段两段的下烧嘴的开度均比上烧嘴的开度大2-5％。
5.根据权利要求1所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，所述加热过程中，板坯下表面温度比上表面温度高10-20℃。
6.根据权利要求1所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，所述加热过程中，板坯在加热炉保温段时间为30-50分钟。
7.根据权利要求1所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，所述轧制过程中，轧机下工作辊的线速度比上工作辊的线速度大5-10％。
8.根据权利要求1所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，所述轧制过程中，工作辊线速度差通过上下轧辊的辊压获得，或通过单独传动的电机速度控制系统获得。
9.根据权利要求1所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，待温轧制时，将待温辊道的辊道冷却水关闭或关小直至不喷溅到板坯表面。
10.根据权利要求1所述的钢板头部下表面缺陷位置的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于单机架轧机或双机架轧机。
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