CN1506174A - 一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法 - Google Patents

一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法，将含碳量(Wt％)大于0.25的钢带从精轧机轧出并经层流冷却后进入卷取机进行卷取，其卷取温度控制在Ar1+(－10℃～+60℃)范围，使钢卷的相变从外层及与卷筒接触的芯部向中间层逐步进行。整个钢卷在冷却过程，一方面由于相变产生的膨胀和由于冷却所产生的收缩相互抵消，另一方面由于内外层的相互支撑作用，从而消除了扁卷现象，解决了钢卷卷取后在卧式输出的过程中所出现的扁卷问题。本发明构思简单、操作方便、效果显著。

Description

一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法
所属领域
本发明属于一种热轧钢带卷取技术，尤其是含碳量(Wt％)大于0.25的热轧钢带卷取后板卷采用卧式运输时用于防止扁卷的一种卷取方法。
现有技术
在生产热轧带钢时，如果钢带的含碳量(Wt％)大于0.25、厚度小于5.0mm，并且板卷从卷取机卸出后，在运输线上采用的是卧式运输，则经常会出现扁卷(也有人称作“塌卷”)现象，整个钢卷成为椭圆柱形，无法开平使用，造成废品。现在常采用的解决方法是降低卷取温度，以提高卷取时钢的强度，减少卷取后钢卷的变形。这种方法对含碳量(Wt％)小于0.25的钢种而言，消除扁卷效果较好，卷形良好，卷取顺利。但是对于含碳量(Wt％)大于0.25的钢种，在低温卷取时，由于此时钢板塑性低，容易发生断带、裂纹或尾部碎裂、卷形不良等缺陷，而且扁卷现象仍不能得到有效控制。另外还有采用专用支架的办法，即在卸卷的同时，迅速在卷芯部插入支架，利用支架的支撑作用，抵抗钢卷的变形。该方法安全可靠性差，实际操作难度大。有的试图单纯通过提高卷取张力来解决，但效果不明显，且有断带的危险。
产生扁卷的原因是由于钢卷在冷却过程中的相变导致钢材的膨胀所致。钢板轧出后，经过层流冷却卷取成卷，如果卷取温度已进入相变区，卷取前已经开始或即将开始奥氏体γ→铁素体α或奥氏体γ→珠光体p的转变，卷取后钢卷的冷却速度较慢，近似于一个等温转变过程，整个钢卷同时进行相变。相变前γ为面心立方晶格，致密度为0.74，相变后α为体心立方晶格，致密度为0.68，因此相变时晶格的变化将造成钢材体积的膨胀，如果整个钢卷内外同时发生相变，由于相变膨胀所造成的长度方向上的膨胀量将会相当可观，从而造成松卷，使卷形处于不稳定状态，在重力作用下，发生扁卷现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法，以便解决钢带含碳量(Wt％)大于0.25时，并且采用卧式输出钢卷的过程中所出现的扁卷问题。
本发明的目的是这样实现的，一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法，将含碳量(Wt％)大于0.25的钢带从精轧机轧出并经层流冷却后进入卷取机进行卷取，其卷取温度控制在Ar1+(-10℃～+60℃)范围。
由于钢在发生γ→α、p相变时具有膨胀特性，产生扁卷的原因是由于钢卷在冷却过程中的相变所致。根据产生扁卷的原因，结合含碳量(Wt％)大于0.25钢的相变曲线特征，考虑热轧带钢轧制条件和卷取之前层流冷却的冷却条件对相变点的影响，本发明采取将卷取温度控制在Ar1+(-10℃～+60℃)范围的措施来控制相变过程，使钢卷的相变从外层及与卷筒接触的芯部向中间层逐步进行。
当外层及芯部相变时，中间层仍处在γ相区，一方面，随着温度降低，中间层γ本身收缩，产生使钢卷更紧的趋势，而外层及芯部相变所造成的膨胀量，由中间层的收缩量补偿，此时不产生扁卷；另一方面，未相变的中间层起到了支撑作用，从而保持了卷形稳定。
当中间层逐步发生相变时，外层及芯部已相变完毕，一方面，外层及芯部生成的α相、p相随着温度降低而发生收缩，将中间层相变所产生的膨胀量补偿掉，从而不产生扁卷；另一方面，已相变完毕的外层及芯部使卷形形状固定，从而阻止了中间层相变所引起的卷形不稳定。
当整个钢卷的相变都完成后，钢卷冷却收缩，使得钢卷更紧，更不会产生扁卷。这样最终获得没有发生扁卷的钢卷。
附图说明
图1为65Mn薄卷板扁卷程度与卷取温度的变化趋势图。
具体实施方式
实施例1：以生产化学成份为(Wt％)C：0.62～0.70；Si：0.17～0.37；Mn：0.90～1.20；P≤0.035；S≤0.040；Cr≤0.25；Ni≤0.25；Cu≤0.25；余为Fe及不可避免的杂质的65Mn薄卷板为例，部分炉罐号化学成分如表1，所轧制卷板的规格如表2。最薄规格为2.0mm，最厚规格4.0mm。
表1：           65Mn卷板化学成分                     Wt％
Figure A0214491700051
表2：65Mn钢轧制的部分卷板规格、卷取温度及扁卷情况
卷号 规格，mm   卷取温度℃ 扁卷情况 卷号 规格，mm  卷取温度℃ 扁卷情况
  6179502010   3.0×1250     609     扁卷   6223502010   4.0×1200     724     无
  6179502020   3.0×1250     680     无   6223502020   4.0×1200     689     无
  6179503010   2.5×1250     634     扁卷   6223503010   3.5×1250     706     无
  6179503020   2.5×1250     696     无   6223503020   3.5×1250     715     无
  6179504010   2.0×1250     600     扁卷   6223504010   3.4×1250     709     无
  6179504020   2.0×1250     664     扁卷   6223505010   2.8×1050     690     无
  6182101010   2.5×1153     610     扁卷   6223505020   2.8×1050     706     无
  6182101020   2.5×1153     586     扁卷   6223505030   2.8×1050     703     无
  6182102010   2.5×1103     589     扁卷   6223505040   2.8×1050     696     无
  6182102020   2.5×1103     554     扁卷   6223506010   2.0×1050     680     无
  6182103010   2.0×1053     586     扁卷   6223506020   2.0×1050     681     无
  6182103020   2.0×1053     518     扁卷   6237701010   3.4×1250     719     无
  6237702010   3.5×1250     688     无   6237703020   4.0×1250     738     无
  6237703010   4.0×1250     736     无   6237703030   4.0×1250     747     无
如图1所示的扁卷程度与卷取温度的变化趋势图。扁卷程度为(D-d)/D0；其中：D0为未发生扁卷时钢卷内圆的直径；D为钢卷扁卷后的内圆所形成的椭圆的长轴长度；d为钢卷扁卷后的内圆所形成的椭圆的短轴长度。
如图1在未实行本发明以前，在630℃左右卷取，发生的扁卷程度最大。按照过去方法降低卷取温度直到520℃左右，扁卷程度基本没有改善，而且由于卷取温度低，钢卷有边裂、卷形不良等现象，更严重者，尾部一段碎裂严重，在出精轧至卷取机间的辊道上，散落成碎块，给生产操作造成一定的麻烦，且难以生产出合格的板卷。从钢种手册查得，65Mn钢的相变温度Ar1为689℃。按照本发明的卷取方法，卷取温度控制在680℃～749℃范围内，最佳卷取温度为700～720℃。
实施例2：以生产化学成份为(Wt％)C：0.26～0.34；Si：0.20～0.40Mn：0.40～0.70；P≤0.040；S≤0.040；Cu≤0.30；Cr：0.80～1.10；Mo：0.15～0.25余为Fe及不可避免的杂质的30CrMo薄卷板为例，部分炉罐号化学成分如表3，所轧制卷板的规格、卷取温度及扁卷情况如表4。最薄规格为2.15mm，最厚规格4.40mm。
表3：             30CrMo卷板化学成分            Wt％
Figure A0214491700061
表4：30CrMo钢轧制的部分卷板规格、卷取温度及扁卷情况
  炉罐号   钢卷号 轧制规格(厚mm) 卷取温度(℃)   扁卷情况
1 6419412010     2.75     665     扁卷
6419412020     2.75     720     无
6419413010     3.45     685     无
6419413020     3.45     715     无
6419411010     2.55     730     无
6419411020     2.55     715     无
2 6421705010     2.45     725     无
6421705020     2.45     697     无
6421705030     2.45     720     无
6421705040     2.45     725     无
6421705050     2.45     720     无
6421705060     2.45     725     无
3 6421706010     2.15     675     扁卷
6421706020     2.15     735     无
6421706030     2.15     750     无
6421706040     2.15     730     无
6421707010     3.75     715     无
6421707020     3.75     710     无
6421708010     4.40     720     无
6421708020     4.40     710     无
从钢种手册查得，30CrMo钢的相变温度Ar1为693℃，按照本发明的卷取方法，卷取温度控制在683℃～753℃范围内，最佳卷取温度为703～723℃。从表4中的数据可以看出，卷取温度控制在683℃～753℃范围内的均不发生扁卷，而低于683℃时则发生扁卷。
实施例3：以生产化学成份为(Wt％)C：0.42～0.50；Si：0.17～0.37；Mn：0.50～0.80；P≤0.035；S≤0.040；Cr≤0.25；Ni≤0.25；Cu≤0.25；余为Fe及不可避免的杂质的45#薄卷板为例，部分炉罐号化学成分如表5，所轧制卷板的规格、卷取温度及扁卷情况如表6。规格最薄为2.0mm、最厚为6.0mm。
表5：            45#卷板化学成分                Wt％
Figure A0214491700081
表6：45#钢轧制的部分卷板规格、卷取温度及扁卷情况
    钢卷号   轧制规格(厚mm) 平均卷取温度(℃)   扁卷情况
  7380102100     2.0×1000     668     扁卷
  6410603030     3.0×1300     666     扁卷
  6410604010     3.0×1250     654     扁卷
  6389801020     2.0×1000     720     无
  6410303010     6.0×1250     740     无
  6410304010     4.0×1250     731     无
  6410305010     3.0×1250     725     无
  6410603010     3.0×1300     674     无
  6410603050     3.0×1290     705     无
  6410603060     3.0×1290     687     无
从钢种手册查得，该45#钢的相变温度Ar1为682℃，按照本发明的卷取方法，卷取温度控制在672℃～742℃范围内，最佳卷取温度为692～712℃。从表6中的数据可以看出，卷取温度控制在672℃～742℃范围内的均不发生扁卷，而低于672℃时则发生扁卷。
另外，由于含碳量(Wt％)大于0.25的钢带一般要经过热处理后使用，故这种操作方法不会对产品的使用性能造成影响。

Claims (5)

1、一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法，将含碳量(Wt％)大于0.25的钢带从精轧机轧出并经层流冷却后进入卷取机进行卷取，其特征在于卷取温度控制在Ar1+(-10℃～+60℃)范围。
2、根据权利要求1所述的一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法，其特征在于钢带厚度小于5.0mm、卷取温度控制在Ar1+(+10℃～+30℃)范围。
3、根据权利要求1或2所述的一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法，其特征在于钢带的化学成份为(Wt％)C：0.62～0.70；Si：0.17～0.37；Mn：0.90～1.20；P≤0.035；S≤0.040；Cr≤0.25；Ni≤0.25；Cu≤0.25；余为Fe及不可避免的杂质。
4、根据权利要求1或2所述的一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法，其特征在于钢带的化学成份为(Wt％)C：0.42～0.50；Si：0.17～0.37；Mn：0.50～0.80；P≤0.035；S≤0.040；Cr≤0.25；Ni≤0.25；Cu≤0.25；余为Fe及不可避免的杂质。
5、根据权利要求1或2所述的一种防止热轧钢带扁卷的卷取方法，其特征在于钢带的化学成份为(Wt％)C：0.26～0.34；Si：0.20～0.40；Mn：0.40～0.70；P≤0.040；S≤0.040；Cu≤0.30；Cr：0.80～1.10；Mo：0.15～0.25；余为Fe及不可避免的杂质。
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