CN117443946A - 一种热轧中间坯弯曲缺陷控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，包括以下步骤：获取板坯，并对板坯置入加热炉中进行加热；加热完成后，控制板坯在目标时间内完成出炉过程，随后关闭炉门，以使板坯在宽度方向的温差≤60℃，板坯的辐射换热冷却厚度小于第一厚度；将加热后的板坯送入除鳞箱中，控制板坯的移动速度为目标速度，控制除鳞箱内的除磷水水量为目标水量，以使板坯在宽度方向的温差≤10℃，冷却层理论厚度为第二厚度，第二厚度≥第一厚度；对除磷后的板坯进行粗轧，获取板材成品。本发明所提供的方法，通过第二厚度≥第一厚度的方式，从源头上对板坯的弯曲程度进行控制，对设备数字化/自动化水平要求低，控制难度降低，控制效果良好。

Description

一种热轧中间坯弯曲缺陷控制方法

技术领域

本发明涉及金属材料加工方法领域，特别是涉及一种热轧中间坯弯曲缺陷控制方法。

背景技术

热轧带钢生产中，热轧粗轧过程具有道次压下量大、轧制力大且缺少检测手段的特点，在板坯楔形、沿板坯宽度方向的温度差、板坯中心线偏移等非对称因素的影响下，以及设备精度劣化，导致粗轧后的中间坯产生纵向弯曲，出现镰刀弯缺陷。

镰刀弯是金属三维变形的不均匀造成的尺寸精度与内应力偏差缺陷，一旦在粗轧过程中产生，不但影响最终产品质量，还会对后续精轧生产的稳定性造成影响。通常情况下，板坯的镰刀弯往往在板坯的头部或尾部3～5m处较严重。根据文献及现场跟踪总结发现，粗轧产生镰刀弯的原因可以主要归结为设备、来料以及工艺三个方面，其中设备方面主要包括设备精度、轧机刚度差异、对中偏差等，这些因素最终造成两侧延伸长度不均，产生镰刀弯缺陷。

现有技术中，针对热轧粗轧镰刀弯过大的问题，一般采用提高设备功能精度、开发粗轧工作辊的辊型和粗轧板坯镰刀弯调平技术，提高粗轧机镰刀弯控制水平，粗轧镰刀弯±30mm命中率稳态控制在95.85％以上。现有技术中还存在以反馈动态控制方法为主的方式，通过测宽仪数据计算板坯两侧厚度差，并通过辊缝倾斜调整消除的方法；或者，通过前一道次板坯两侧厚差反馈控制后一道次板形的方法；或者，通过后一道次的工艺参数设置对前一道次板坯弯曲进行修正的方法；或者，通过解决头部轧制不稳定和升速阶段振动等问题改善中间坯镰刀弯的方法。

然而，现有技术中的方法，均属于补救型控制方法，对已发生弯曲的部分作用很小。并且这种反馈控制受数据传输效率，设备响应速度影响很大，且对装备自动化水平要求很高。

因此，如何有效降低热轧中间坯的弯曲缺陷，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，用于降低热轧中间坯弯曲缺陷，提高板坯的加工质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取板坯，并对所述板坯置入加热炉中进行加热；

步骤S2：加热完成后，控制所述板坯在目标时间内完成出炉过程，随后关闭所述炉门，以使所述板坯在宽度方向的温差≤60℃，所述板坯的辐射换热冷却厚度小于第一厚度；

步骤S3：将加热后的所述板坯送入除鳞箱中，控制所述板坯的移动速度为目标速度，控制所述除鳞箱内的除磷水水量为目标水量，以使所述板坯在宽度方向的温差≤10℃，冷却层理论厚度为第二厚度，并且，所述第二厚度≥所述第一厚度；

步骤S4：对除磷后的所述板坯进行粗轧，获取板材成品。

优选地，所述步骤S2还包括：

控制所述板坯的宽度方向第一侧朝向所述加热炉的炉门移动，控制所述板体的宽度方向第二侧在所述目标时间内离开所述加热炉；

在所述板体的宽度方向第二侧离开所述加热炉的同时，控制所述炉门关闭。

优选地，所述目标时间为3s。

优选地，所述目标速度为1.0～2.0m/s，所述目标水量为10.0～10.5L/(mm*s)。

优选地，所述步骤S1还包括：

控制所述板坯在所述加热炉内进行预热段、一加热段、二加热段和均热段的加热，并控制所述板坯的总加热时间为180-240min。

优选地，所述步骤S1还包括：

控制所述板坯在所述预热段的加热时间为40-60min。

优选地，所述步骤S4还包括：

控制所述板坯在粗轧第一道次的速度为0.5-1.5m/s。

优选地，还包括步骤：

采用激光跟踪测量方法定期对轧线的目标设备进行精度维护，并控制所述目标设备的精度偏差≤0.1mm。

优选地，所述目标设备为轧制设备的入口立棍和/或下底板。

优选地，所述步骤控制所述目标设备的精度偏差≤0.1mm，还包括：

控制所述下底板的自身平度≤0.1mm；

控制所述下底板的操作侧与传动侧的高度差≤0.1mm；

和/或，控制所述入口立棍的轧辊中心线与所述轧制设备的牌坊中心的偏差≤0.1mm。

本发明所提供的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，包括以下步骤：步骤S1：获取板坯，并对所述板坯置入加热炉中进行加热；步骤S2：加热完成后，控制所述板坯在目标时间内完成出炉过程，随后关闭所述炉门，以使所述板坯在宽度方向的温差≤60℃，所述板坯的辐射换热冷却厚度小于第一厚度；步骤S3：将加热后的所述板坯送入除鳞箱中，控制所述板坯的移动速度为目标速度，控制所述除鳞箱内的除磷水水量为目标水量，以使所述板坯在宽度方向的温差≤10℃，冷却层理论厚度为第二厚度，并且，所述第二厚度≥所述第一厚度；步骤S4：对除磷后的所述板坯进行粗轧，获取板材成品。本发明所提供的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，通过在对板坯进行加热完成后，通过在目标时间内完成出炉过程，保证所述板坯在宽度方向的温差≤60℃，所述板坯的辐射换热冷却厚度小于第一厚度的方式，然后利用除鳞箱的冷却效果，使所述板坯在宽度方向的温差≤10℃，冷却层理论厚度为第二厚度，通过第二厚度≥第一厚度的方式，消除由于板坯出炉过程中由于辐射换热导致的温差，从而降低板坯在宽度方向两侧的温差，进而降低粗轧板坯的镰刀弯程度，该方法从源头上对板坯的弯曲程度进行控制，对设备数字化/自动化水平要求低，控制难度降低，控制效果良好。

在一种优选实施方式中，还包括步骤：采用激光跟踪测量方法定期对轧线的目标设备进行精度维护，并控制所述目标设备的精度偏差与设计偏差≤0.1mm。上述步骤，在对板坯宽度方向两侧的温差进行控制的前提下，配合对目标设备的基础精度进行控制，从而进一步降低粗轧板坯的镰刀弯程度，保证板坯的加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法一种具体实施方式的流程图；

图2-1为对比例中板坯在经过除磷后的温度分布示意图；

图2-2为本发明所提供的实施例中板坯在经过除磷后的温度分布示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，能够有效降低板坯宽度两侧的温度差，从而有效降低中间坯的弯曲缺陷。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图2-2，图1为本发明所提供的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法一种具体实施方式的流程图；图2-1为对比例中板坯在经过除磷后的温度分布示意图；图2-2为本发明所提供的实施例中板坯在经过除磷后的温度分布示意图。

在该实施方式中，热轧中间坯弯曲缺陷控制方法包括以下步骤：

步骤S1：获取板坯，并对板坯置入加热炉中进行加热；

步骤S2：加热完成后，控制板坯在目标时间内完成出炉过程，随后关闭炉门，以使板坯在宽度方向的温差≤60℃，板坯的辐射换热冷却厚度小于第一厚度；

步骤S3：将加热后的板坯送入除鳞箱中，控制板坯的移动速度为目标速度，控制除鳞箱内的除磷水水量为目标水量，以使板坯在宽度方向的温差≤10℃，冷却层理论厚度为第二厚度，并且，第二厚度≥第一厚度；

步骤S4：对除磷后的板坯进行粗轧，获取板材成品。

具体的，该热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，优选对厚度为200mm的连铸板坯进行加热处理，板坯的宽度和长度可以根据实际情况进行确定；对板坯的加热是在加热炉的炉膛中进行的，可以分为预热段、一加热段、二加热段和均热段，关于各加热段的具体工艺可以参考现有技术。该控制方法中，在对板坯加热完成后，板坯的宽度方向第一侧会先离开加热炉，然后板坯的宽度方向第二侧最后离开加热炉，由于板坯的宽度方向第一侧先于板坯的宽度方向第二侧离开加热炉，因此板坯的宽度方向第二侧的温度会高于板坯的宽度方向第一侧的温度，正是由于该温差的存在，导致板坯出现镰刀弯缺陷。本申请中，通过限定了板坯的出炉过程时间，并保证出炉后的板坯在宽度方向的温差≤60℃，该温差较小，方便后续进一步缩小温差，板坯的辐射换热冷却厚度小于第一厚度，辐射换热冷却厚度是指具有明显温差的厚度，该明显温差可以根据日常生产而定；该辐射换热冷却厚度越小，后续对于板坯的温差控制越容易；然后通过控制除鳞箱内的板坯的移动速度和除磷水水量，使得板坯在宽度方向的温差≤10℃，从而达到所需要的温差范围，并且，板坯经过除鳞箱后，其冷却层理论厚度为第二厚度，冷却层理论厚度是指出现明显温降的厚度，并且，第二厚度≥第一厚度，也就是说，在板坯经过除鳞箱后，所能出现的明显温降的厚度≥板坯在加热后出现明显温差的厚度，从而消除板坯在出炉过程中由于辐射换热而导致的板坯在宽度方向的温差，从而消除或降低加热炉出炉过程产生的板坯在宽度方向的温度差异，从而降低粗轧板坯的镰刀弯程度。

本发明所提供的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，通过在对板坯进行加热完成后，通过在目标时间内完成出炉过程，保证板坯在宽度方向的温差≤60℃，板坯的辐射换热冷却厚度小于第一厚度的方式，然后利用除鳞箱的冷却效果，使板坯在宽度方向的温差≤10℃，冷却层理论厚度为第二厚度，通过第二厚度≥第一厚度的方式，消除由于板坯出炉过程中由于辐射换热导致的温差，从而降低板坯在宽度方向两侧的温差，进而降低粗轧板坯的镰刀弯程度，该方法从源头上对板坯的弯曲程度进行控制，对设备数字化/自动化水平要求低，控制难度降低，控制效果良好。

在一些实施方式中，步骤S2还包括：

控制板坯的宽度方向第一侧朝向加热炉的炉门移动，控制板体的宽度方向第二侧在目标时间内离开加热炉；

在板体的宽度方向第二侧离开加热炉的同时，控制炉门关闭。具体的，通过控制板坯的出炉过程时间，通过运输机构进行出炉，并且在板体的宽度方向第二侧离开加热炉的同时，关闭炉门，如此设置，是为了降低加热炉对板坯的宽度方向第二侧的温度影响，从而降低板坯的宽度方向的温差。进一步，针对板坯的出炉过程时间，可以通过调节运输机构的运行速度来实现。

在一些实施方式中，目标时间为3s。具体的，出炉过程时间控制在3s以内，并在板坯靠近炉门一侧离开加热炉的同时关闭炉门，是为了保证板坯在宽度方向两侧的辐射条件存在差异的时间≤3s；从而满足板坯在出炉瞬间在宽度方向两侧的表面温差小于60℃，辐射换热冷却厚度＜10mm。

在一些实施方式中，目标速度为1.0～2.0m/s，目标水量为10.0～10.5L/(mm*s)。优选地，目标速度为1.0m/s，目标水量为10.0～10.5L/(mm*s)。具体的，相比于现有技术，板坯在除鳞箱中的移动速度降低，除磷水水量增加，可以高效快速的消除板坯在出炉过程中导致的温差。通过上述设置，是为了保证板坯在经过除鳞箱后，板坯在宽度方向的温度差异控制在±10℃以内，冷却层理论深度在10～15mm，优选10mm，既可以刚好覆盖辐射换热冷却厚度，也可以避免板坯在除鳞箱中的时间过长，而影响后续加工，也会增加成本。

在一些实施方式中，步骤S1还包括：

控制板坯在加热炉内进行预热段、一加热段、二加热段和均热段的加热，并控制板坯的总加热时间为180-240min，优选为200min。

在一些实施方式中，步骤S1还包括：

控制板坯在预热段的加热时间为40-60min。具体的，通过控制板坯在加热炉内的总时间，是为了保证板坯在加热完成、出炉前的宽度方向温度差异在±10℃以内，氧化烧损≤0.45％，只有尽可能的降低板坯在出炉前的温差，才能更有效的降低出炉过程中所产生的温差。

在一些实施方式中，步骤S4还包括：

控制板坯在粗轧第一道次的速度为0.5-1.5m/s，优选为优选1.0m/s。如此设置，通过控制板坯在粗轧第一道次进行低速轧制，同样是为了提高板坯的温度均匀性，进一步降低板坯在宽度方向的温差。

在一些实施方式中，步骤S1还包括：

在一些实施方式中，还包括步骤：

采用激光跟踪测量方法定期对轧线的目标设备进行精度维护，并控制目标设备的精度偏差与设计偏差≤0.1mm。具体的，也可以采用其他高精度空间测量方法对目标设备进行测量，为了测量方便，优选激光跟踪测量方法；通过对目标设备的精度进行良好的检测和控制，来保证目标设备的精度，配合于后续对板坯在宽度方向的温度差的控制，进而有效降低粗轧板坯的镰刀弯程度，提高板坯的加工质量。上述步骤，在对板坯宽度方向两侧的温差进行控制的前提下，配合对目标设备的基础精度进行控制，从而进一步降低粗轧板坯的镰刀弯程度，保证板坯的加工质量。

在一些实施方式中，目标设备为轧制设备的入口立棍和/或下底板，当然，目标设备也可以轧制设备中的其他部件，通过尽可能的提高轧制设备中各部件的精度，来避免镰刀弯缺陷的产生。

在一些实施方式中，步骤控制目标设备的精度偏差与设计偏差≤0.1mm，还包括：

控制下底板的自身平度≤0.1mm；

控制下底板的操作侧与传动侧的高度差≤0.1mm；

和/或，控制立棍中心与轧制设备的牌坊中心的偏差≤0.1mm。

当然，不限于其他结构的精度检测和控制。

在一种具体实施例中，实施例和对比例涉及的工序均包含加热、除鳞、粗轧工序，在粗轧工序使用板型仪检测板坯的镰刀弯情况(以中心线偏移表征)。

对比例主要工艺参数为：厚度为200mm的板坯经加热炉预热→一段加热→二段加热→均匀加热，加热炉总时间280min，均热段时间60min；出炉，出炉过程时间10s；经粗轧前除鳞箱，除鳞水流量8L/(mm*s)，除鳞后典型表面温度如图2-1所示，在板坯宽度方向上间隔选取三条线，即线01、线02和线03，纵坐标是指温度，横坐标是指板坯的长度方向，在三条线上所检测的温度可以看出，板坯宽度方向上的温差较大。然后经过粗轧工序后，镰刀弯缺陷明显。

实施例主要工艺参数：厚度为200mm的坯经加热炉预热→一段加热→二段加热→均匀加热，加热炉总时间200min，均热段时间40min。然后出炉，出炉过程时间3～5s。然后经粗轧前除鳞箱，除鳞水流量10L/(mm*s)，除鳞后典型表面温度如图2-2所示，在板坯宽度方向上间隔选取三条线，即线01、线02和线03，纵坐标是指温度，横坐标是指板坯的长度方向，在三条线上所检测的温度可以看出，板坯宽度方向上的温差较小。然后经过粗轧工序后，镰刀弯缺陷不明显。

通过统计一个生产单元的数据，采用本发明和未采用本发明板坯镰刀弯缺陷情况如表1所示。板坯的中间坯镰刀弯缺陷偏移在[-15，15]的比例由30.44％提升到70.63％，明显提高。

表1中间坯镰刀弯缺陷统计

本实施例所提供的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，通过控制加热炉在炉时间和均热段时间，将板坯的加热温度精度控制在±10℃以内，即板坯的宽度温差在10℃以内。通过降低板坯出炉过程时间，及时切断加热炉与板坯的热交换，从而改善出炉过程中，板坯在宽度方向的辐射换热差异，降低由于辐射换热差异导致的板坯在宽度方向的温度差异及冷却层厚度。然后利用不同温度传热速率的差异规律，在除鳞过程消除获改善板宽方向的温度差异。最终将热轧粗轧中间坯的弯曲由±40mm，降低到±15mm以内，极大的改善了板形质量。

以上对本发明所提供的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取板坯，并对所述板坯置入加热炉中进行加热；

步骤S2：加热完成后，控制所述板坯在目标时间内完成出炉过程，随后关闭所述炉门，以使所述板坯在宽度方向的温差≤60℃，所述板坯的辐射换热冷却厚度小于第一厚度；

步骤S3：将加热后的所述板坯送入除鳞箱中，控制所述板坯的移动速度为目标速度，控制所述除鳞箱内的除磷水水量为目标水量，以使所述板坯在宽度方向的温差≤10℃，冷却层理论厚度为第二厚度，并且，所述第二厚度≥所述第一厚度；

步骤S4：对除磷后的所述板坯进行粗轧，获取板材成品。

2.根据权利要求1所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

控制所述板坯的宽度方向第一侧朝向所述加热炉的炉门移动，控制所述板体的宽度方向第二侧在所述目标时间内离开所述加热炉；

在所述板体的宽度方向第二侧离开所述加热炉的同时，控制所述炉门关闭。

3.根据权利要求1所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，所述目标时间为3s。

4.根据权利要求1所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，所述目标速度为1.0～2.0m/s，所述目标水量为10.0～10.5L/(mm*s)。

5.根据权利要求1所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：

控制所述板坯在所述加热炉内进行预热段、一加热段、二加热段和均热段的加热，并控制所述板坯的总加热时间为180-240min。

6.根据权利要求5所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：

控制所述板坯在所述预热段的加热时间为40-60min。

7.根据权利要求1所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：

控制所述板坯在粗轧第一道次的速度为0.5-1.5m/s。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，还包括步骤：

采用激光跟踪测量方法定期对轧线的目标设备进行精度维护，并控制所述目标设备的精度偏差≤0.1mm。

9.根据权利要求8所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，所述目标设备为轧制设备的入口立棍和/或下底板。

10.根据权利要求9所述的热轧中间坯弯曲缺陷控制方法，其特征在于，所述步骤控制所述目标设备的精度偏差≤0.1mm，还包括：

控制所述下底板的自身平度≤0.1mm；

控制所述下底板的操作侧与传动侧的高度差≤0.1mm；

和/或，控制所述入口立棍的轧辊中心线与所述轧制设备的牌坊中心的偏差≤0.1mm。