CN116251834A - 一种基于楔形薄板坯的热轧工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于楔形薄板坯的热轧工艺，属于钢铁制造领域，工序包含加热→粗轧→精轧→卷取；使用45～90mm厚度楔形薄板坯生产平板；粗轧采用三道次模式轧制，粗轧一级控制程序中粗轧区域平辊负荷继电器归零判定逻辑为：当平辊负荷逐渐下降至200吨以下时，在平辊负荷继电器信号归零前，判断立辊负荷继电器是否有信号以及立辊负荷继电器信号是否归零≤3s，若两个条件满足其中一个，则强制平辊负荷继电器信号不会消失。与现有技术相比较具有降本增效的特点。

Description

一种基于楔形薄板坯的热轧工艺

技术领域

本发明为发明专利《一种普通热轧产线使用楔形薄板坯轧制平板的生产工艺》(2021114657875)分案申请，涉及一种钢铁生产方法，特别是一种适用于利用普通热轧带钢产线使用楔形薄板坯轧制平板的生产工艺，用以在常规热轧生产线使用45～90mm厚度楔形薄板坯生产平板，可生产最薄3.0mm厚度规格平板。

背景技术

国内连铸连轧生产产线在开浇或现场异常时，粗轧伴随着生产薄板坯，所得薄板坯剪切后通过推废机构推出并下线入库。此部分薄板坯中存在一部分经过粗轧机轧制过的楔形坯，板坯通长厚度不均匀，市场销量有限且利润较低，库存压力大，如直接切废回炉不仅造成经济损失，而且增加现场操作工工作量。因此开发出一种普通热轧带钢产线使用楔形薄板坯轧制平板的生产工艺，不仅可以为企业创造经济效益，还可降低库存压力，减小现场工作量。

普通热轧线使用的常规板坯，通长厚度波动在±5mm之内，而本发明涉及的楔形薄板坯通长厚度不均匀,通长厚度逐步减薄成为楔形，通长厚度波动达45mm。轧制控制主要难点为：①目前已公布的薄板坯轧制技术中，使用的板坯厚度最薄为75mm，而本发明中涉及的板坯厚度更薄，最薄厚度达到了45mm，利用步进梁式蓄热加热炉进行加热过程中，更容易导致板坯弯曲无法出钢；②粗轧第一道次轧制过程中，中间坯尾部轧制力逐渐减小至0，会导致跟踪异常停车。③因板坯厚度不均匀，粗轧轧制过程中，极易出现异常翘扣头，导致废钢。因此，行业中对于薄板坯的利用仅为厚度75～90mm的薄板坯，如《一种普通热轧带钢产线轧制薄板坯花纹板的工艺》(CN202110335865.3)公开了在普通热轧线利用75～90mm厚度薄板坯生产平板的方法，但该专利无法利用75mm以下规格的楔形坯进行生产，更无法利用通长厚度不均匀的楔形薄板坯。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种普通热轧带钢产线使用楔形薄板坯轧制平板的生产工艺。发明一种普通热轧带钢产线使用楔形薄板坯轧制平板的生产工艺，实现利用普通热轧带钢产线生产楔形薄板坯。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种基于楔形薄板坯的热轧工艺，在常规热轧生产线使用45～90mm厚度楔形薄板坯生产平板，工序包含加热→粗轧→精轧→卷取；其特征在于：所述的粗轧工序中粗轧采用三道次模式轧制，所述粗轧各道次压下量：第一道次给定30±2mm，第二道次20±2mm，第三道次8±2mm，所述粗轧各道次速度给定：第一道次轧制速度1.8～2.3m/s,第二道次轧制速度2.0～3.0m/s,第三道次轧制速度2.2～4m/s，中间坯厚度采用32mm；粗轧一级控制程序中粗轧区域平辊负荷继电器归零判定逻辑为：当平辊负荷逐渐下降至200吨以下时，在平辊负荷继电器信号归零前，判断立辊负荷继电器是否有信号以及立辊负荷继电器信号是否归零≤3s，若两个条件满足其中一个，则强制平辊负荷继电器信号不会消失。

进一步的，上述的加热工序使用的板坯为楔形薄板坯，规格厚的一端朝向轧线方向，板坯居中装炉，根据加热步进梁间距确定入炉板坯长度；一加炉段炉温控制在700-800℃，二加炉段炉温控制在850-1000℃，三加炉段炉温控制在1050-1160℃，均热炉段炉温控制1180-1220℃，在炉时间控制在70～110min。

进一步的，上述的粗轧工序中，炉后除鳞温度控制在1000～1050℃，粗轧区域温降控制≤30℃。

进一步的，上述粗轧工序除鳞模式为炉后1组，粗轧机前机后除鳞全不投用，精轧除鳞投用1组。

与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：

1、本发明提供一种普通热轧带钢产线使用楔形薄板坯轧制平板的生产工艺，实现了在常规热轧生产线使用45～90mm厚度楔形薄板坯生产平板的生产，不仅可以为企业创造经济效益，还可降低库存压力，减小现场工作量；

2、对比直接外卖板坯，利用楔形坯轧制成热轧钢卷后，吨钢增利在300元/吨，年效益增加上千万元。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明公开了一种普通热轧带钢产线使用楔形薄板坯轧制平板的生产工艺，能在常规热轧生产线使用45～90mm厚度楔形薄板坯生产平板，设计工序包含加热→粗轧→精轧→卷取，所述技术方案包括法，具体包括：

S1、板坯加热：

所选用的楔形薄板坯一端厚度控制在90±5mm，另一端厚度控制≥45mm,通长厚度波动控制≤45mm。控制板坯减宽量为10～30mm。因较210/230mm厚度正常板坯，楔形薄板坯粗轧区域压下量较小，宽度延展不足，采用等宽或展宽轧制容易导致成品宽度窄尺。当减宽量过大时，因板坯较薄，且粗轧第一道次中间坯尾部平辊实际无压下量，容易造成中间坯边部翻边，导致中间坯起拱或出现翘皮缺陷。

板坯90mm端朝向轧线方向，保障粗轧第一道次轧制的稳定性。板坯居中装炉，根据加热步进梁间距确定入炉板坯长度，控制板坯两端悬臂量≤600mm。如悬臂量过大，容易在加热过程中出现板坯弯曲变形，出现扣头扣尾。

加热炉：一加炉段炉温控制在700-800℃，二加炉段炉温控制在850-1000℃，三加炉段炉温控制在1050-1160℃，均热炉段炉温控制1180-1220℃，在炉时间控制在70～110min。加热区域一加、二加、三加炉段，采用低温烧钢，均热炉段适当升温，同时缩短在炉时间，在炉时间过长，钢坯在炉内运行过程弯曲变形量会逐渐增大，影响出钢。

S2、粗轧

粗轧采用三道次模式轧制，中间坯厚度采用32mm，炉后除鳞温度控制在1000～1050℃，粗轧区域温降控制≤30℃。

粗轧各道次压下量：第一道次给定30±2mm，第二道次20±2mm，第三道次8±2mm。因薄板坯为通长厚度在45～90mm的楔形坯，粗轧第一道次如直接将中间坯厚度轧制至45mm以下，存在打滑或异常翘扣头风险。如第一道次压下量≤45mm，板坯尾部轧制时平辊将无轧制力，导致跟踪异常。采取减薄中间坯厚度增加粗轧总压下量、增加第一道次压下量，可减少第一道次轧制过程中平辊无轧制力距离，同时预防轧制过程中异常翘扣头。

粗轧各道次速度给定：第一道次轧制速度1.8～2.3m/s,第二道次轧制速度2.0～3.0m/s,第三道次轧制速度2.2～4m/s。其中各道咬钢速度取速度区间的最小值。因楔形坯轧制过程中极易出现翘扣头，对比现有薄板坯轧制工艺，楔形坯轧制时降低了粗轧咬钢速度及轧制速度，保障了轧制稳定性。

修改粗轧一级控制程序，平辊负荷继电器归零(消失)判定逻辑，增加立辊负荷继电器信号作为判断条件：①立辊负荷继电器有信号；②立辊负荷继电器信号归零≤3s；若两个条件满足其中一个，则强制平辊负荷继电器信号长亮。第二个判断条件中立辊抛钢后的时间设置(3s)，需依据立辊到平辊间实际距离及第一道次轧制速度进行计算优化。现结合实际轧制情况就此技术方案做出说明如下：

常规模式下，粗轧区域平辊负荷继电器归零(消失)判定逻辑仅有1个，为平辊轧制力≤200吨，即当平辊轧制力≤200吨，平辊负荷继电器会归零(信号消失)。当平辊负荷继电器信号归零后，系统默认无带钢，模型会自动下发第二道次数据(辊缝下压、机前机后辊道反转)。正常板坯(厚度210/230mm)通长厚度波动一般在±5mm之间，因粗轧各道次压下量远大于10mm，所以通常情况下仅当平辊抛钢后，才会出现平辊轧制力≤200吨，平辊负荷继电器归零的情况，因而不会出现废钢。

而楔形坯第一道次轧制过程中，平辊轧制力会随压下量的减小，逐渐减小至0。如粗轧区域采用常规的控制逻辑，当粗轧平辊负荷≤200吨时，继电器信号会归零(即信号消失，系统默认无带钢)，而此时平辊并未抛钢，导致跟踪异常,出现辊缝下压、机前机后辊道反转等情况，进而引发废钢。

修改后的判定逻辑相当于在原判定逻辑后新增了两个判定条件：①立辊负荷继电器有信号；②立辊负荷继电器信号归零≤3s；若两个条件满足其中一个，则强制平辊负荷继电器信号长亮。修改程序逻辑后，楔形坯第一道轧制过程中，当平辊负荷逐渐下降至200吨以下时，平辊负荷继电器信号归零前，会判断立辊负荷继电器是否有信号以及立辊负荷继电器信号是否归零≤3s，若两个条件满足其中一个，则强制平辊负荷继电器信号不会消失。设定第一个判断条件“立辊负荷继电器有信号”，则在立辊有负荷时，平辊负荷继电器信号不会因中尾部平辊无轧制力而丢失。设定第二个判断条件“立辊负荷继电器信号归零≤3s”后，则平辊负荷继电器信号会在立辊抛钢3s内(负荷继电器归零3s内)，不会归零。第二个判断条件中立辊抛钢后的时间设置(3s)，需依据立辊到平辊间实际距离及第一道次轧制速度进行计算优化。

粗轧工序除鳞模式为炉后1组，粗轧机前机后除鳞全不投用，精轧除鳞投用1组。因加热温度偏低，减少除鳞道次可降低轧制过程中温降，提升轧制稳定性。

本发明对具体钢种及成分未做具体限制，精轧及卷取区域的终轧卷取温度及层冷模式等参数，本领域技术人员可依据具体钢种选择相应参数进行轧制，再次不再累述。

为了更好地比较本申请和现有技术，进行了对比试验，成品钢种设计为Q215B。为了保持基线一致，化学成分统一采用我公司《一种薄板坯轧制极限薄规格花纹板的生产工艺》(申请号2021112784715)中的方案，C：0.03～0.09％，Si：0.02％～0.08％，Mn：0.08～0.15％，P≤0.03％，S≤0.010％，，余量为Fe和杂质。均使用45～90mm楔形薄板坯(一端厚度控制在90mm，另一端厚度控制为45mm)。

制备工艺方案：实施例1～3采用本发明中的工艺技术特征；对比例1采用我公司《一种薄板坯轧制极限薄规格花纹板的生产工艺》(申请号2021112784715)中的工艺技术方案；对比例2加热部分采用本发明中的工艺技术特征，粗轧工序采用采用对比例1中的方案；各组精轧卷取工序中终轧卷取温度依据Q215B钢种特征给定。

各组45～90mm厚连铸楔形薄板坯钢水成分相似铸坯经加热后送至热连轧机进行轧制，通过3道次粗轧和精轧连轧机组控制轧制，经层流冷却后进行卷取，产出平板。

实施例1～3以及对比例1～2工艺流程路线为：板坯加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取。

板坯加热主要工艺控制参数见下表。

实施例1～3及对比例2板坯在加热炉中运行状态整体良好，存在轻微S弯，不影响板坯出炉及在辊道上运行。

对比例1中因加热温度过高，在炉时间过长，板坯弯曲严重，导致无法出钢，异常停炉。

粗轧工序主要工艺控制参数见下表，中间坯厚度为32mm，粗轧后投用中间辊道保温罩缓解中间坯温降，实施例采用改良设定后的粗轧一级控制程序，对比例2为传统粗轧一级控制程序。

实施例1～3轧制过程整体稳定，第一道次轧制过程中未出现跟踪异常导致的废钢，且各道次翘扣头控制正常。

对比例2粗轧第一道次轧制约1/3时，粗轧平辊负荷继电器信号丢失，跟踪异常，出现轧机降速至零的异常状况，导致异常停轧推回炉坯，且第一道次翘头严重，存在装花架废钢风险。

精轧卷取区域主要工艺控制参数见下表。

项目	精轧终轧温度(℃)	卷取温度(℃)
			实施例1	813	486
实施例2	834	503
			实施例3	842	512

各实施例产品情况见下表。

分组	厚度/mm	屈服强度/Mpa	抗拉强度/Mpa	延伸率/％	表面质量
						实施例1	2.97～3.03	317	390	40.0	良好
实施例2	3.96～4.05	321	382	42.5	良好
						实施例3	5.94～6.05	363	426	41.5	良好

从上表的数据可知，实施例1～3生产得到平板具有尺寸良好等优点，并且通过合理的终轧温度设计，强度及延伸率等性能指标满足了用户的要求，且轧制表面质量、板形稳定，无因轧制稳定性差导致的废钢，可批量稳定生产。对比例1因加热温度过高导致异常停炉，对比例2因粗轧跟踪异常且翘扣头严重等问题，均不能达到稳定批量生产的目的。

由此可以看出，使用本发明技术方案可以在利用现有生产线的基础上，实现使用45～90mm薄板坯稳定轧制平板的目的，降低薄板坯端部烧弯塌头而导致的非计划停炉。所生产的平板与常规板坯生产方式生产的平板质量无差异。

需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于楔形薄板坯的热轧工艺，使用45～90mm厚度楔形薄板坯生产平板，工序包含加热→粗轧→精轧→卷取；其特征在于：所述的粗轧工序中粗轧采用三道次模式轧制，所述粗轧各道次压下量：第一道次给定30±2mm，第二道次20±2mm，第三道次8±2mm，所述粗轧各道次速度给定：第一道次轧制速度1.8～2.3m/s,第二道次轧制速度2.0～3.0m/s,第三道次轧制速度2.2～4m/s，中间坯厚度采用32mm；粗轧一级控制程序中粗轧区域平辊负荷继电器归零判定逻辑为：当平辊负荷逐渐下降至200吨以下时，在平辊负荷继电器信号归零前，判断立辊负荷继电器是否有信号以及立辊负荷继电器信号是否归零≤3s，若两个条件满足其中一个，则强制平辊负荷继电器信号不会消失。

2.根据权利要求1所述的基于楔形薄板坯的热轧工艺，其特征在于：所述的加热工序使用的板坯为楔形薄板坯，规格厚的一端朝向轧线方向，板坯居中装炉，根据加热步进梁间距确定入炉板坯长度；一加炉段炉温控制在700-800℃，二加炉段炉温控制在850-1000℃，三加炉段炉温控制在1050-1160℃，均热炉段炉温控制1180-1220℃，在炉时间控制在70～110min。

3.根据权利要求2所述的基于楔形薄板坯的热轧工艺，其特征在于：所述的粗轧工序中，炉后除鳞温度控制在1000～1050℃，粗轧区域温降控制≤30℃。

4.根据权利要求3所述的基于楔形薄板坯的热轧工艺，其特征在于：所述粗轧工序除鳞模式为炉后1组，粗轧机前机后除鳞全不投用，精轧除鳞投用1组。