CN116251839A - 一种冷连轧生产线及张力控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种冷连轧生产线及张力控制方法，属于冷轧加工技术领域。所述冷连轧生产线包括：沿带钢运行方向依次设置的连轧机组、张力组件和卷取机，张力组件包括多组平行于带钢宽度方向的张力辊组，多组张力辊组沿带钢的长度方向依次间隔设置，张力辊组包括多个供带钢依次包绕的张力辊，连轧机组、多个张力组件、卷取机共同形成供所述带钢运行的第一运行路径。对于厚度较薄，Si的质量分数较大的产品，采用本冷连轧生产线，在生产中热轧带钢依次绕设于张力辊，以此来提高在连轧机组与张力组件之间的带钢张力，一方面降低了连轧机组的轧制力，避免出现边浪等板形问题，另一方面提高了带钢在连轧机组末机架的压下率。

Description

一种冷连轧生产线及张力控制方法

技术领域

本发明属于冷轧加工技术领域，为一种冷连轧生产线及张力控制方法。

背景技术

冷连轧生产线采用冷连轧方法轧制，轧制速率快。一般来说，冷连轧生产线的连轧机组设有5-7个机架，热轧带钢依次通过连轧机组冷连轧，一方面，随着热轧带钢的轧制，其产生了加工硬化，连轧机组的末机架轧制难度大；另一方面，对于变形抗力大的钢种，例如高磁感取向硅钢其硅含量高，脆性大，在冷连轧中末机架的压下率也很难提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷连轧生产线及张力控制方法，在保证板形的前提下，提高冷轧机组末机架的压下率。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一方面，本申请提供了一种冷连轧生产线，包括沿带钢运行方向依次设置的连轧机组、张力组件和卷取机，所述张力组件包括多组平行于带钢宽度方向的张力辊组，多组所述张力辊组沿所述带钢的长度方向依次间隔设置，所述张力辊组包括多个供所述带钢依次包绕的张力辊，所述连轧机组、多个所述张力组件、所述卷取机共同形成供所述带钢运行的第一运行路径。

本申请其中一个实施例，所述张力辊组设有两组，同一组的所述张力辊组的张力辊的数量为偶数，同一组的多个所述张力辊沿竖向依次间隔设置，所述带钢在所述第一运行路径中依次作用于位于来料侧的所述张力辊组中从下到上的多个张力辊以及位于出料侧的所述张力辊组中从上到下的多个张力辊。

本申请其中一个实施例，所述张力辊组包括与所述张力辊数量相同的压辊，所述压辊与对应的所述张力辊相对设置，以形成供所述带钢通过的辊缝。

本申请其中一个实施例，所述冷连轧生产线还包括位于出料侧的所述张力辊组下方的夹紧辊，所述夹紧辊可沿竖向往复运动，在所述夹紧辊与所述张力辊组中的最下方的张力辊相靠近时可夹紧所述带钢。

本申请其中一个实施例，所述冷连轧生产线还包括位于所述连轧机组与所述卷取机之间的依次设置的多组夹送辊组，所述夹送辊组位于所述张力辊组下方，所述连轧机组、所述夹送辊组和所述卷取机共同形成供所述带钢运行的第二运行路径。

另一方面，本申请提供了一种适用于上述冷连轧生产线的张力控制方法，包括如下步骤：

获得带钢的Si的质量分数以及目标轧制厚度H；

在所述Si的质量分数≥3.0％和/或所述H≤0.25mm时，所述带钢先进入冷轧机组，再依次包绕于多个张力辊，然后卷取至卷取机的芯轴，以在第一运行路径中轧制，获得冷硬带钢。

本申请其中一个实施例，所述张力辊的辊面的粗糙度为2.0～4.0μm，包绕于所述张力辊上的带钢的粗糙度为0.1-0.3μm。

本申请其中一个实施例，所述冷轧机组的末机架工作辊的线速度V6和所述带钢在冷轧机组出口处的线速度Vs符合下述关系：Vs＝(1+f)×V6，f为连轧机组的末机架的前滑值，f≤10％；

所述带钢在冷轧机组出口处的线速度Vs、所述张力辊的线速度Vt以及所述卷取机的线速度Vr均相等，即：Vs＝Vt＝Vr。

本申请其中一个实施例，所述带钢包绕于各个所述张力辊的包角是150°-210°。

本申请其中一个实施例，所述冷连轧方法还包括：

在所述Si的质量分数＜3.0％且所述H＞0.25mm时，所述带钢先进入冷轧机组，再在夹送辊组的作用下卷取至卷取机的芯轴，以在第二运行路径中轧制，获得冷硬带钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

本发明提供了一种冷连轧生产线包括：沿带钢运行方向依次设置的连轧机组、张力组件和卷取机，张力组件包括多组平行于带钢宽度方向的张力辊组，多组张力辊组沿带钢的长度方向依次间隔设置，张力辊组包括多个供带钢依次包绕的张力辊，连轧机组、多个张力组件、卷取机共同形成供所述带钢运行的第一运行路径。对于目标厚度较薄例如H≤0.25mm，其加工硬化严重，以及变形抗力较大的钢种，例如Si的质量分数≥3.0％，其塑性差，采用本发明提供的冷连轧生产线，在生产中热轧带钢依次绕设于张力辊，以此来提高在连轧机组末机架与张力组件之间的带钢张力，一方面降低了末机架的轧制力，避免出现边浪等板形问题，另一方面提高了带钢在末机架的压下率。

附图说明

图1为本发明实施例的冷连轧生产线的整体结构视图；

图2为带钢在图1的冷连轧生产线的第一运行路径轧制的示意图；

图3为带钢在图1的冷连轧生产线的第二运行路径轧制的示意图；

图中：1、带钢；2、末机架；3、张力组件；4、张力辊；5、压辊；6、夹紧辊；7、夹送辊；8、轧线辊；9、卷取机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

冷轧用连轧机组生产大变形抗力钢种时，轧制难度很大，连轧机组的轧制能力很难提高，主要是因为连轧机组2的前张力有限制，轧制负荷高，且不利于板形控制。对于厚度0.1～1.0mm的冷轧钢板，当变形抗力较大时，可变形的程度受到限制。在串列式冷轧机中，由于卷取机9能够提供的张力很小，连轧机组2的压下率一般小于10％，在一定程度上限制了连轧机组最连轧机组2的轧制能力。即使连轧机组2压下率可以大于10％，也仅仅是针对低变形抗力的钢种，且无法轧制到0.25mm及以下厚度。

为了解决上述难题，第一方面，本发明提供了一种冷连轧生产线，请结合图1，冷连轧生产线包括连轧机组、张力组件3和卷取机9，连轧机组、张力组件3和卷取机9沿带钢1运行方向依次设置，张力组件3包括多组平行于带钢宽度方向的张力辊组，多组张力辊组沿带钢的长度方向依次间隔设置，张力辊组包括多个供带钢依次包绕的张力辊4，连轧机组2、张力组件3、卷取机9共同形成供带钢1运行的第一运行路径。

本冷连轧生产线对目标厚度较薄例如H≤0.25mm，其加工硬化严重，以及变形抗力较大的钢种，例如Si的质量分数≥3.0％，其塑性差，采用本发明提供的冷连轧生产线，在生产中热轧带钢1依次绕设于张力辊4，以此来提高在连轧机组末机架2与张力组件3之间的带钢1张力，一方面降低了连轧机组的轧制力，避免出现带钢1边浪等板形问题，另一方面提高了带钢1在末机架的压下率。

在此说明，轧制时轧件(带钢)受三向压应力影响，轧件在压应力相对弱小的方向上延伸，只要施加有利于轧件延伸方向上的外力(轧制张力属于拉应力)，那么金属在此方向上更容易流动，在垂直方向上的压应力(轧制力)就会减小。所以在相同的压下率下，使用大张力可以有效减小轧制力。同样，提高前张力，可以在保证相同轧制负荷的情况下，增大末机架2的压下率。

其中一个实施例，张力辊组3设有两组，同一组的张力辊组3的张力辊4数量为偶数，例如2个、4个，同一组的多个张力辊4沿竖向依次间隔设置，带钢1在第一运行路径中依次作用于位于来料侧的张力辊组3中从下到上的多个张力辊4以及位于出料侧的张力辊组3中从上到下的多个张力辊4。在其他实施例中，张力辊组还可以设有四组或者其他数量，在此不作限制。

其中一个实施例，张力辊组设有2个张力辊4，2个张力辊4沿竖向相对设置，第一运行路径方向为进料侧下方的张力辊4、进料侧上方的张力辊4、出料侧上方的张力辊4、出料侧下方的张力辊4的方向，穿带便捷。在其他实施例中，张力辊组的2个张力辊4可以一上一下，且2个张力辊4位于垂面的两侧，即一个张力辊4靠近卷取机，另一个张力辊4靠近连轧机组。

其中一个实施例，张力组件3包括与对应的张力辊4相对设置的压辊4，压辊4与张力辊4轴向相互平行，张力辊4和对应的压辊4之间形成供带钢1通过的辊缝。压辊4的设置保障了带钢在张力辊上移动的稳定性，避免带钢1在张力辊4径向跑偏的作用。

其中一个实施例，冷连轧生产线还包括夹紧辊6，夹紧辊6位于出料侧下方张力辊组下方，夹紧辊可沿竖向往复运动，在夹紧辊与张力辊组中的最下方的张力辊相靠近时可夹紧所述带钢，并形成供带钢1通过的辊缝。在带钢1正常运行时，夹紧辊6不会与张力辊4共同作用夹紧带钢1，当带钢1需要剪切分卷时，夹紧辊6会向出料侧下方张力辊组最下方的张力辊4移动，以共同夹紧带钢1，稳定剪切时带钢1运动的方向。

其中一个实施例，冷连轧生产线还包括位于连轧机组与卷取机9之间的依次设置的多组夹送辊组，夹送辊组包括夹送辊7和轧线辊8，轧线辊8与夹送辊7之间形成供带钢1通过的辊缝，连轧机组末机架2、夹送辊组和卷取机9共同形成供带钢1运行的第二运行路径。当带钢1中Si的质量分数＜3.0％且厚度＞0.25mm时，此时带钢1的硅含量低，冷轧压下量低，带钢1的塑性较好，不需要张力辊组提高带钢1张力即可正常生产，无板型和压下量低的问题，这样带钢1不用包绕张力辊4，减少了带钢1的绕辊时间，提高了带钢1生产效率。

其中一个实施例，冷连轧生产线还包括张力计辊、侧导辊、支撑辊和剪切机，其中张力计辊位于末机架的出口处，用于测量带钢1的张力；侧导辊用于对带钢进行对中，竖直设置的侧导辊对带钢1的宽度方向进行导向，避免带钢1发生宽度方向上的跑偏；支撑辊用于支撑带钢水平移动，带钢有一定的自重，通过在带钢底部设置支撑辊，从而起到对带钢进行承托的作用，剪切机用于剪切带钢。

第二方面，本发明还提供了一种适用于第一方面的冷连轧生产线的张力控制方法，包括如下步骤：

S1、获得热轧带钢1的Si的质量分数以及目标轧制厚度H；

S2、在Si的质量分数≥3.0％和/或所述H≤0.25mm时，带钢先进入冷轧机组，再依次包绕于多个张力辊4，然后卷取至卷取机的芯轴，以在第一运行路径中轧制，获得冷硬带钢。在Si的质量分数＜3.0％且所述H＞0.25mm时，热轧带钢进入冷轧机组，再在夹送辊组作用下卷取至卷取机的芯轴，以在第二运行路径中轧制，获得冷硬带钢。

对于不同变形抗力的带钢，采用不同的运行路径，一方面保证带钢的末机架压下率和板形，另一方面，保证低变形抗力带钢的轧制穿带迅速，轧制稳定；同时满足不同变形抗力带钢的轧制需求。

在一些实施例中，张力辊4的辊面粗糙为2.0～4.0μm，包绕于张力辊4上的带钢1的粗糙度为0.1-0.3μm；张力辊4的粗糙度与带钢1相匹配，保证张力辊与带钢1提高张力；如果张力辊4的粗糙度过低，带钢在张力辊4的辊面一定程度上会打滑；如果张力辊4的粗糙度过高，在一定程度上会造成带钢1磨损。

在一些实施例中，冷轧机组的末机架2工作辊的线速度V6和所述带钢在冷轧机组出口处的线速度Vs符合下述关系：Vs＝(1+f)×V6，f为连轧机组的末机架的前滑值，f≤10％。

在一些实施例中，带钢在冷轧机组出口处的线速度Vs、张力辊的线速度Vt以及卷取机的线速度Vr均相等，即：Vs＝Vt＝Vr，设置带钢在冷轧机组出口处的线速度、张力辊的线速度以及卷取机的线速度相等，使得带钢能够安全的被收卷到卷取机上。

在一些实施例中，带钢1包绕于各个张力辊4的包角是150°-210°。其中包角的大小影响到张力辊4的位置的设定，参考工作现场及设备空间，本方案中带钢1包绕于各个张力辊4的包角可以是180°、160°、170°等。包角是指带钢与张力辊4的两个切点与张力辊的中心轴形成的朝向带钢1的圆心角，包角会影响张力辊提供给带钢的张力，一般来说，包角越大，张力辊提供给带钢的张力也越大，但是包角过大，会在一定程度上影响穿带效率。在包角超过180°时，每个张力辊组中，上方的张力辊4的中心轴与下方的张力辊4的中心轴不在同一个垂面上，对于靠近来料侧的张力辊组，相比于下方的张力辊4，上方的张力辊4更靠近来料侧。

下面将结合具体的实施例对本发明提供的冷连轧生产线的张力控制方法进一步说明。

实施例1至实施例4提供的张力控制方法采用的冷轧生产线中，张力组件设有两组张力辊组，两组张力辊组沿带钢的运行方向依次间隔设置，每组张力辊组设有两个张力辊4，两个张力辊4高度不同，且平行与带钢的宽度方向。

实施例1

1、获得带钢的Si的质量分数为3.2％，目标轧制厚度H＝0.25mm时，确定采用第一运行路径。

2、带钢从冷轧机组末机架出来后依次穿过张力计辊、侧导辊、4个张力辊、支撑辊、剪切机及收卷机，在第一运行路径冷连轧，冷连轧过程中，控制末机架的工作辊的线速度是630m/s，张力辊的线速度650m/s，获得了厚度为0.25mm的冷硬卷。

在冷连轧过程中，张力计检测到末机架出口侧张力为120KN/mm²，带钢在末机架入口处厚度是0.30mm，末机架冷轧压下率16.67％，带钢冷连轧后板形为2.4I-U。

实施例2

1、获得带钢的Si的质量分数为3.8％以及目标轧制厚度H为0.35mm，确定采用第一运行路径。

2、带钢从冷轧机组末机架出来后依次穿过张力计辊、侧导辊、4个张力辊、支撑辊、剪切机及收卷机，在第一运行路径冷连轧，冷连轧过程中，控制末机架工作辊的线速度是960m/s，张力辊的线速度970m/s，获得了厚度为0.35mm的冷硬卷。

在冷连轧过程中，张力计检测到末机架出口侧张力为150KN/mm²，带钢在末机架入口处厚度是0.45mm，末机架冷轧压下率22.22％，带钢冷连轧后板形为微中浪，板形值为-1.7I-U。

实施例3

1、获得带钢的Si的质量分数为2.5％以及目标轧制厚度H为0.15mm，确定采用第一运行路径进行冷连轧。

2、带钢从冷轧机组末机架出来后依次穿过张力计辊、侧导辊、4个张力辊、支撑辊、剪切机及收卷机，在第一运行路径冷连轧，冷连轧过程中，控制末机架工作辊的线速度是1195m/s，张力辊的线速度1200m/s，获得了厚度为0.15mm的冷硬卷。

在冷连轧过程中，张力计检测到末机架出口侧带钢张力为300KN/mm²，带钢在末机架入口处厚度是0.21mm，末机架冷轧压下率28.57％，带钢冷连轧后板形为微中浪，板形值为-2.9I-U。

实施例4

1、获得带钢的Si的质量分数为3.5％以及目标轧制厚度H为0.35mm，确定采用第二运行路径冷连轧。

2、带钢从冷轧机组末机架出来后依次穿过张力计辊、侧导辊、3个夹送辊组、支撑辊、剪切机及收卷机，在第二运行路径冷连轧，冷连轧过程中，控制末机架工作辊的线速度是900m/s，获得了厚度为0.35mm的冷硬卷。

在冷连轧过程中，张力计检测到末机架出口侧张力为150KN/mm²，带钢在末机架入口处厚度是0.4mm，末机架冷轧压下率12.5％，带钢冷连轧后板形为微边浪，板形值为1.6I-U。

实施例5

1、获得带钢的Si的质量分数为2.0％以及目标轧制厚度H为0.35mm，确定采用第二运行路径冷连轧。

2、带钢从冷轧机组末机架出来后依次穿过张力计辊、侧导辊、3个夹送辊组、支撑辊、剪切机及收卷机，在第二运行路径冷连轧，冷连轧过程中，控制带钢在末机架出口处的线速度是903m/s，获得了厚度为0.35mm的冷硬卷。

实施例1至实施例5更多的过程控制参数如表1和表2所示。

表1

表2

由表2中的数据可知，对于变形抗力为1107-1284MPa的带钢，采用实施例1至实施例4提供的冷连轧产线生产，末机架出口的张力为120-300KN/mm²，末机架的冷轧压下率为12.50-28.57％，冷轧压下率大，板形值控制为-2.9～2.4I-U，板形良好。

本发明通过在冷连轧机组出口侧和卷取机之间设置有张力组件，在保证带钢的板形的同时，提高带钢张力的作用，从而增加了连轧机组末机架的压下率。本发明的通过张力组件后末机架压下率可以达到12.50-28.57％，压下率大，板形为微边浪或微中浪板形，板形良好；本申请的冷轧生产线设置两条运行路径，以供不同变形抗力的带钢轧制，提高适配度，保证带钢的板形以及轧制目标厚度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种冷连轧生产线，其特征在于，包括沿带钢运行方向依次设置的连轧机组、张力组件和卷取机，所述张力组件包括多组平行于带钢宽度方向的张力辊组，多组所述张力辊组沿所述带钢的长度方向依次间隔设置，所述张力辊组包括多个供所述带钢依次包绕的张力辊，所述连轧机组、多个所述张力组件、所述卷取机共同形成供所述带钢运行的第一运行路径。

2.根据权利要求1所述的冷连轧生产线，其特征在于，所述张力辊组设有两组，同一组的所述张力辊组的张力辊的数量为偶数，同一组的多个所述张力辊沿竖向依次间隔设置，所述带钢在所述第一运行路径中依次作用于位于来料侧的所述张力辊组中从下到上的多个张力辊以及位于出料侧的所述张力辊组中从上到下的多个张力辊。

3.根据权利要求2所述的冷连轧生产线，其特征在于，所述张力辊组包括与所述张力辊数量相同的压辊，所述压辊与对应的所述张力辊相对设置，以形成供所述带钢通过的辊缝。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的冷连轧生产线，其特征在于，所述冷连轧生产线还包括位于出料侧的所述张力辊组下方的夹紧辊，所述夹紧辊可沿竖向往复运动，在所述夹紧辊与所述张力辊组中的最下方的张力辊相靠近时可夹紧所述带钢。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的冷连轧生产线，其特征在于，所述冷连轧生产线还包括位于所述连轧机组与所述卷取机之间的依次设置的多组夹送辊组，所述夹送辊组位于所述张力辊组下方，所述连轧机组、所述夹送辊组和所述卷取机共同形成供所述带钢运行的第二运行路径。

6.一种适用于权利要求1-5中任一项所述的冷连轧生产线的张力控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获得带钢的Si的质量分数以及目标轧制厚度H；

在所述Si的质量分数≥3.0％和/或所述H≤0.25mm时，所述带钢先进入冷轧机组，再依次包绕于多个张力辊，然后卷取至卷取机的芯轴，以在第一运行路径中轧制，获得冷硬带钢。

7.根据权利要求6所述的张力控制方法，其特征在于，所述张力辊的辊面的粗糙度为2.0～4.0μm，包绕于所述张力辊上的带钢的粗糙度为0.1-0.3μm。

8.根据权利要求6所述的张力控制方法，其特征在于，所述带钢在冷轧机组出口处的线速度Vs、所述张力辊的线速度Vt以及所述卷取机的线速度Vr均相等。

9.根据权利要求6所述的张力控制方法，其特征在于，所述带钢包绕于各个所述张力辊的包角是150°-210°。

10.根据权利要求6所述的张力控制方法，其特征在于，所述冷连轧方法还包括：

在所述Si的质量分数＜3.0％且所述H＞0.25mm时，所述带钢先进入冷轧机组，再在夹送辊组的作用下卷取至卷取机的芯轴，以在第二运行路径中轧制，获得冷硬带钢。

Images