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CN102284522B - 一种带预矫直的在线加速冷却方法 - Google Patents

一种带预矫直的在线加速冷却方法 Download PDF

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CN102284522B CN201110253731.3A CN201110253731A CN102284522B CN 102284522 B CN102284522 B CN 102284522B CN 201110253731 A CN201110253731 A CN 201110253731A CN 102284522 B CN102284522 B CN 102284522B
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张立杰
李彦彬
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Abstract

本发明属于轧钢生产矫直及冷却技术领域，提供一种带预矫直的在线加速冷却方法：精轧完后厚度范围6～80mm的钢板，由传输辊道输送到预矫直机进行矫直，并进入在线加速冷却区域将温度700～950℃快速冷却至450～700℃，经均温后进入强力矫直机矫直。预矫直机与在线加速冷却装置采用连续紧凑布置形式，实现预矫直与加速冷却同步。加速冷却采用辊道变加减速度，解决来钢同板温度差为8-40℃温度不均匀性。加速冷却采用冷却器变开启模式，解决来钢同板温差超过40℃温度不均匀性。预矫直与加速冷却同步有效缩短了工艺流程，预矫直完后平直度≤2mm/1000mm，采用辊道变加减速度和变开启模式后钢板同板温差≤8℃。

Description

一种带预矫直的在线加速冷却方法
技术领域
本发明属于轧钢生产矫直及冷却技术，提供一种带预矫直的在线加速冷却工艺方法。
背景技术
在线加速冷却系统通过控制轧件的开冷温度、轧后冷却速率和终冷温度来控制钢材的高温奥氏体组织形态以及相变过程，最终控制钢材的组织类型、形态及分布，达到细化晶粒，提高钢板的强度和韧性的目的。由于国内对高强韧的工程机械用钢、造船用高性能、管线钢、高质量及有特殊要求的钢板需求量越来越大，钢铁企业普遍在轧后采用在线加速冷却工艺的方法进行品种的开发及生产。随着生产品种强度要求的不断提升，在线加速冷却的冷却速率要求也不断提高，由此推动了超快速冷却技术的发展，超密度冷却装置也普遍应用于在线加速冷却装置中。
超快速冷却技术的应用使更高强度级别品种的开发成为现实，冷却速率也大大得到提高。同时，在冷却能力能满足使用要求的同时，钢板的残余应力及钢板的平直度问题却一直困恼着各生产厂家，主要体现在两方面，一方面是轧完后钢板的温度均匀性及原始平直度，另一方面在采用加速冷却系统后钢板的温度均匀性及冷后平直度。为了解决上述问题，采用在线加速冷却装置前采用预矫直的技术解决原始平直度问题，同时，通过优化在线加速冷却系统相关控制策略以保证加速冷却完成的温度均匀性继而保证钢板的冷后平直度。
实用新型专利《一种生产宽厚板产品的系统》（申请号/专利号： 201020208109.1）中提到在线淬火设备前设置预矫直机，其特征在于，所述的在线淬火设备和预矫直机之间的距离为一块最大轧制钢板的长度。
而目前国内大部分钢铁企业已投入在线加速冷却装置，而且从轧机到加速冷却装置的工艺布置距离在投入在线加速冷却装置时已经确定。如果预矫直机与在线加速冷却装置之间距离必须满足一块最大钢板的位置，那么轧机将无法正常生产，因此对于那些已经投入在线加速冷却系统且受工艺布置限制的生产线将无法投入预矫直技术。
发明内容
本发明的目的提供一种带预矫直的在线加速冷却方法，解决受轧机与在线加速冷却装置之间距离限制问题；同时减少钢板残余应力，解决钢板温度均匀性问题，保证了钢板在线加速冷却工艺后较好的平直度。
本发明的技术方案是：一种带预矫直的在线加速冷却方法，其特征在于：在距在线加速冷却装置入口距离为3-6米处设置一台预矫直机，预矫直与加速冷却同步，生产步骤如下：
步骤1：精轧完后厚度范围6～80mm的钢板，由传输辊道输送到预矫直机进行预矫直；
步骤2：钢板进行预矫直的同时进入在线加速冷却装置进行加速冷却，将700～950℃钢板温度通过超密度喷射上、下冷却器快速冷却至450～700℃，冷却速度控制在1-30℃/s；
步骤3：冷却完后钢板进入冷却后的强力矫直机进行矫直。
所述的在线加速冷却采用辊道变加减速度，加减速度范围在±0.02 m/s2内，解决来钢同板温度差为8-40℃温度不均匀性。
所述的在线加速冷却采用冷却器变开启模式，即变化冷却器开启组数，冷却器开启组数变化≤2组，解决来钢同板温差超过40℃温度不均匀性。
通常中厚板企业生产最大钢板长度 36米左右，以轧机与在线加速冷却装置入口距离48-70米计算，采用预矫直机与在线加速冷却装置连续式紧凑布置形式，预矫直机出口距离在线加速冷却装置入口距离为3-6米，实现预矫直与加速冷却同步，可以不受企业生产线现有工艺布置限制，同时保证了轧机与预矫直机之间的距离，在现有在线加速冷却装置前均可布置一套预矫直机。
针对本发明的预矫直工艺主要优点如下：
（1）    与在线加速冷却装置连续式紧凑布置，解决了现有工艺布置瓶颈；
（2）    预矫直与在线加速冷却装置实现同步；
（3）    有效解决了轧制完后钢板翘头扣头、翘尾扣尾问题；
（4）    通过预矫直工艺减少钢板残余应力，残余应力值≤30MPa；
（5）    通过预矫直工艺提高了钢板的平直度，平直度≤2mm/1000mm；
（6）    保证了进入在线加速冷却装置的原始钢板平直度，为钢板的均匀冷却提供了较好的前提保证。
基于前述方法，本发明采用辊道变加减速度，加减速度范围在±0.02 m/s2内，解决来钢同板温度差为8-40℃温度不均匀性。辊道变加减速度控制：考虑钢板头尾温度偏低，沿长度方向除去钢板头、尾部各300-500mm后将钢板平均划分物理段N（N≥2）段，采集加速冷却前各物理段内头尾温差，共N组△Ti（i≤N）,每组△Ti对应计算出第i物理分段内加减速度ai，采用变加减速度后能有效解决沿长度方向温度差不超过40℃的钢板温度均匀性问题。
基于前述方法，本发明采用冷却器变开启模式，即变化冷却器开启组数，冷却器开启组数变化≤2组，解决来钢同板温差超过40℃温度不均匀性。冷却器变开启模式控制：沿长度方向将钢板均匀划分成前后M1、M2两段，采集M1、M2段有效温度平均值TM1、TM2，如果TM1与TM2差值大于单组冷却器能力，则采用变开启模式控制，开启模式分别为KQMS M1与KQMSM2，通常KQMSM2与KQMS M1开启冷却器组数差为1-2组，采用冷却器变开启模式能有效解决沿长度方向温度差超过40℃的钢板温度均匀性问题。
本发明装置广泛适用中厚板轧钢生产领域，适用范围广，能实现预矫直机与在线加速冷却连续式紧凑布置，实现预矫直与在线加速冷却同步工艺；同时解决钢板沿长度方向温度均匀性、低残余应力及钢板板形问题。
附图说明
附图1为本发明带预矫直的在线加速冷却工艺的结构示意图。
1-预矫直机、2-在线加速冷却装置、3-强力矫直机。
附图2为本发明在线加速冷却辊道变加减速度示意图。
4钢板尾部 、5- a段内辊道加减速度 、6-钢板中部 、7-△T段内头尾温差、8-钢板头部。
附图3为本发明在线加速冷却变开启模式示意图。
9- TM2钢板后半部温度、10- TM1钢板前半部温度、11- KQMSM1钢板前半部开启模式、12-上冷却器、13- KQMSM2钢板后半部开启模式、14-下冷却器。
具体实施方式
实施例一：以生产13mm厚度的X65钢板为例，钢板长度32m，精轧机出口距离加速冷却入口52m，预矫直出口距离加速冷却入口5m，采用附图1布置的带预矫直的在线加速冷却工艺的应用技术为例来进一步描述其工艺方法。精轧完后的钢板温度控制在870℃，由传输辊道将钢板送入附图1预矫直（1）区进行预矫直，在头部预矫直完成后进入附图1在线加速冷却装置（2）区采用超密度喷射上、下冷却器对钢板进行喷水冷却，通过测温钢板头尾最大温差50℃，采用附图3 在线加速冷却变开启模式，KQMSM1钢板前半部开启模式（11）为2组和附图3 KQMSM2钢板后半部开启模式（13）为3组进行冷却，冷却速度控制在15℃/s，进行快速冷却至620℃，具体工艺参数均由计算机实行精确控制。控制冷却之后的钢板经输入辊道直接进入附图1强力矫直机（3）区进行矫直。预矫直完后平直度≤2mm/1000mm；采用变开启模式控制，钢板沿长度方向温度差最大8℃，并且各项性能指标均达到技术要求。
实施例二：以生产30mm厚度的SPV490钢板为例，钢板长度22m，精轧机出口距离加速冷却入口52m，预矫直出口距离加速冷却入口5m，采用附图1布置的带预矫直的在线加速冷却工艺的应用技术为例来进一步描述其工艺方法。精轧完后的钢板温度控制在820℃，由传输辊道将钢板送入附图1预矫直（1）区进行预矫直，在头部预矫直完成后进入附图1在线加速冷却装置（2）区采用超密度喷射上、下冷却器对钢板进行喷水冷却，通过测温钢板头尾最大温差25℃，采用附图2在线加速冷却辊道加减速度策略，将钢板分为两段N=2，其中前半段钢板a1加速度为0.008m/s2，其中后半段钢板a1加速度为0.005m/s2，冷却速度控制在20℃/s，进行快速冷却至460℃，具体工艺参数均由计算机实行精确控制。控制冷却之后的钢板经输入辊道直接进入附图1强力矫直机（3）区进行矫直。预矫直完后平直度≤1mm/1000mm；采用辊道变加减速度，钢板沿长度方向温度差最大5℃，并且各项性能指标均达到技术要求。

Claims (2)

1. 一种带预矫直的在线加速冷却方法，在距在线加速冷却装置入口距离为3-6米处设置一台预矫直机，预矫直与加速冷却同步，其主要步骤如下：
步骤1：精轧完后厚度范围6~80mm的钢板，由传输辊道输送到预矫直机进行预矫直；
步骤2：钢板进行预矫直的同时进入在线加速冷却装置进行加速冷却，将700~950℃钢板温度通过超密度喷射上、下冷却器快速冷却至450~700℃，冷却速度控制在1-30℃/s；
步骤3：冷却完后钢板进入冷却后的强力矫直机进行矫直；
其特征在于：步骤2中的加速冷却采用辊道变加减速度，加减速度范围在±0.02 m/s2内，且每段辊道加减速度不同，解决来钢同板温度差为8-40℃温度不均匀性。
2.根据权利要求1所述的一种带预矫直的在线加速冷却方法，其特征在于：加速冷却采用冷却器变开启模式，即变化冷却器开启组数，冷却器开启组数变化≤2组，以解决来钢同板温差超过40℃温度不均匀性。
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