CN115351082B - 一种连续热轧超薄低碳带钢的方法及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续热轧超薄低碳带钢的方法及生产线，属于带钢连铸连轧技术领域，包括沿轧制方向顺次设置的连铸机、粗轧机组、剪切推废装置、加热装置、精除鳞装置、精轧机组、层流冷却装置、高速飞剪和卷取机组，粗轧机组包括至少4架粗轧机，精轧机组包括5架精轧机，卷取机组包括2架以上卷取机，且第一架卷取机与精轧末机架的中心距不大于55m；通过综合中间坯厚度调节、加热调温、精轧机架数调控、全线温度控制等手段，实现了高温奥氏体轧制及低温铁素体轧制的共线生产，且在相同超薄带产品厚度前提下，能够减轻精轧负荷，为精轧甩机架创造了条件，进而通过甩F2机架，给与了低碳钢奥氏体向铁素体更多的转变时间，使得轧前铁素体转变更为充分。

Description

一种连续热轧超薄低碳带钢的方法及生产线

技术领域

本发明属于带钢连铸连轧技术领域，涉及一种连续热轧超薄低碳带钢的方法及生产线。

背景技术

现有工业化的无头连铸连轧产线，均采用3架粗轧+5架精轧的配置，虽然通过无头热轧能够生产超薄带钢，但普遍存在低碳带钢产品屈强比高而影响下游用户冲压成型的问题。在连铸连轧产线应用低温铁素体轧制工艺能够降低低碳钢屈强比，但在现有无头连铸连轧产线上实现铁素体轧制，存在几个问题：(1)要实现完全低温铁素体轧制，需降低精轧入口温度至Ar₃以下，但传送到后工序，带来了卷取温度过低，无法真正实现铁素体轧制所需低温开轧、低温终轧、高温卷取的温度要求。(2)精轧入口温度低也意味着精除鳞温度低，易造成氧化铁皮除不尽风险，不利于带钢表面质量提升。(3)如果不降低精除鳞温度，需在精除鳞后配置快速冷却，以保证低温开轧，但为了使卷取温度不至于过低，5机架精轧通常是F1～F2仍处于奥氏体区轧制，F3～F5处于铁素体区轧制，这有两个弊端，一是精除鳞后的快速冷却易造成带钢冷却不均，导致温度难控，进而影响产品的组织性能均匀性；二是F2～F3之间，带钢变薄速度变快，从奥氏体区进入到铁素体区不到1s，没有足够的过渡时间让奥氏体向铁素体转变，也容易造成组织性能的不均匀性。(4)通过甩一架精轧机轧制，可以留给奥氏体向铁素体更多的转变时间，但3架粗轧+4架精轧配置，中间坯厚度最薄可到8mm，仅用4架精轧难以实现1mm以下超薄带钢生产。

因此，如何在现有连铸连轧无头轧制产线上从理论上实现低碳钢铁素体轧制，同时又能保证超薄规格生产，最终实现以热代冷，是本发明所要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连续热轧超薄低碳带钢的方法及生产线，以兼具高温奥氏体轧制及低温铁素体轧制，在保持原有轧制能力的基础上，扩展了铁素体轧制功能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种连续热轧超薄低碳带钢的生产线，包括沿轧制方向顺次设置的连铸机、粗轧机组、剪切推废装置、加热装置、精除鳞装置、精轧机组、层流冷却装置、高速飞剪和卷取机组，粗轧机组包括至少4架粗轧机，精轧机组包括5架精轧机，卷取机组包括2架以上卷取机，且第一架卷取机与精轧末机架的中心距不大于55m。

可选地，所述连铸机与粗轧机组之间设有粗除鳞装置。

可选地，所述粗除鳞装置和/或精除鳞装置为高压水除鳞装置。

可选地，所述加热装置为感应加热装置。

可选地，所述剪切推废装置包括沿轧制方向顺次设置的摆剪、推废装置、转鼓剪和垛板移除装置。

一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，提供上述所述的生产线，包括奥氏体轧制方法和铁素体轧制方法；

奥氏体轧制方法：95mm～120mm厚度的连铸坯在4.8m/min～6m/min拉速下，通过粗轧机组轧制为厚度为6mm～18mm的中间坯，中间坯在加热装置入口处的温度控制为880℃以上，在加热装置出口处的温度控制为1100℃以上，在第一架精轧机F1的入口处温度控制为990℃以上，在第五架精轧机F5的出口处温度控制为840℃～860℃，通过连续的5架精轧机精轧，轧制为厚度为0.6mm～1.2mm的带钢，带钢通过层流冷却后控制卷取温度为640℃以上；

铁素体轧制方法：95mm～120mm厚度的连铸坯在4.8m/min～6m/min拉速下，通过粗轧机组轧制为厚度为6mm～10mm的中间坯，中间坯在加热装置的入口处温度控制为880℃以上，在加热装置的出口处温度控制为1050℃～1070℃，在第一架精轧机F1的入口处温度控制为950℃～970℃，第二架精轧机F2空过，在第三架精轧机F3的入口处温度控制为870℃～890℃，在第五架精轧机F5的出口处温度控制为760℃～800℃，F3～F5累积压下率大于60％，通过4机架精轧，轧制为厚度为0.6mm～1.2mm的带钢，带钢通过层流冷却后控制卷取温度为660℃以上。

可选地，带钢的碳当量不大于0.05。

可选地，厚度为95mm的连铸坯对应拉速应不低于5.8m/min，厚度为105mm的连铸坯对应拉速不低于5.3m/min，厚度为110mm的连铸坯对应拉速不低于5.0m/min，厚度为120mm的连铸坯对应拉速不低于4.8m/min。

可选地，粗轧前采用10MPa～20MPa的高压水进行粗除鳞。

可选地，F1至F3之间的带钢温降为空冷、气雾冷却或水雾冷却。

本发明的有益效果在于：

通过粗轧4机架的配置，可以轧制更薄的中间坯，在相同薄带产品厚度前提下，能够减轻精轧负荷，为精轧甩机架创造条件。通过甩F2机架，给与了低碳钢奥氏体向铁素体更多的转变的时间，使轧前铁素体转变更充分，同时，F1至F3之间的带钢温降是空冷，与水冷相比冷却均匀性大幅提升，这些均有利于铁素体轧制模式下带钢组织性能均匀性提升。此外，产线4粗轧机架+5精轧机架配置，仍能实现现有无头连铸连轧工业化产品的生产工艺，并在此基础上扩展了铁素体轧制工艺，增加了产线的生产灵活性和适应性。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明连续热轧超薄低碳带钢的生产线的布置示意图。

附图标记：连铸机1、粗除鳞装置2、粗轧机组3、摆剪4、推废装置5、转鼓剪6、垛板移除装置7、加热装置8、精除鳞装置9、精轧机组10、层流冷却装置11、高速飞剪12、卷取机组13、连铸坯101、中间坯102、带钢103。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，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的具体含义。

请参阅图1，一种连续热轧超薄低碳带钢的生产线，包括沿轧制方向顺次设置的连铸机1、粗轧机组3、剪切推废装置、加热装置8、精除鳞装置9、精轧机组10、层流冷却装置11、高速飞剪12和卷取机组13，粗轧机组3包括至少4架粗轧机，精轧机组10包括5架精轧机，卷取机组13包括2架以上卷取机，且第一架卷取机与精轧末机架的中心距不大于55m。理论上，粗轧机组3可选择4架以上粗轧机，但从经济性的角度考虑，粗轧机组3宜选择4架。

粗轧机组3前可设置或不设置粗除鳞装置2，优选在连铸机1与粗轧机组3之间设置粗除鳞装置2，因为设置粗除鳞装置2，可以去除氧化皮，避免连铸坯101阶段形成的氧化铁皮进入粗轧，影响带钢103表面质量，能够提高带钢103的表面质量。粗除鳞装置2和精除鳞装置9宜采用高压水除鳞装置。

加热装置8可为感应加热装置或烟气加热装置，优选感应加热装置，感应加热装置的布置方便，且温度调控灵活。

剪切推废装置可由沿轧制方向顺次设置的摆剪4和推废装置5组成，也可由沿轧制方向顺次设置的摆剪4、推废装置5、转鼓剪6和垛板移除装置7组成，后者便于事故处理。

一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，提供上述所述的生产线，且粗轧采用4架粗轧机进行轧制，包括奥氏体轧制方法和铁素体轧制方法；

奥氏体轧制方法：95mm～120mm厚度的连铸坯101在4.8m/min～6m/min拉速下，通过粗轧机组3轧制为厚度为6mm～18mm的中间坯102，中间坯102在加热装置8入口处的温度控制为880℃以上，在加热装置8出口处的温度控制为1100℃以上，在第一架精轧机F1的入口处温度控制为990℃以上，在第五架精轧机F5的出口处温度控制为840℃～860℃，通过连续的5架精轧机精轧，轧制为厚度为0.6mm～1.2mm的带钢103，带钢103通过层流冷却后控制卷取温度为640℃以上；

铁素体轧制方法：95mm～120mm厚度的连铸坯101在4.8m/min～6m/min拉速下，通过粗轧机组3轧制为厚度为6mm～10mm的中间坯102，中间坯102在加热装置8的入口处温度控制为880℃以上，在加热装置8的出口处温度控制为1050℃～1070℃，在第一架精轧机F1的入口处温度控制为950℃～970℃，第二架精轧机F2空过，在第三架精轧机F3的入口处温度控制为870℃～890℃，在第五架精轧机F5的出口处温度控制为760℃～800℃，F3～F5累积压下率大于60％，通过4机架精轧，轧制为厚度为0.6mm～1.2mm的带钢103，带钢103通过层流冷却后控制卷取温度为660℃以上。

F1至F3之间的带钢103温降可为空冷、气雾冷却或水雾冷却，优选空冷。空冷与水冷相比，冷却均匀性大幅提升，有利于铁素体轧制模式下带钢103组织性能均匀性的提升。

粗轧前宜可采用10MPa～20MPa的高压水进行粗除鳞，以去除氧化皮，避免连铸坯101阶段形成的氧化铁皮进入粗轧，影响带钢103表面质量。

可选地，带钢所用低碳钢的碳当量不大于0.05；厚度为95mm的连铸坯101对应拉速应不低于5.8m/min，厚度为105mm的连铸坯101对应拉速不低于5.3m/min，厚度为110mm的连铸坯101对应拉速不低于5.0m/min，厚度为120mm的连铸坯101对应拉速不低于4.8m/min。

本发明通过综合中间坯102厚度调节、感应加热调温、精轧机架数调控、全线温度控制等手段，实现了一条生产线兼具高温奥氏体轧制及低温铁素体轧制工艺。通过4粗轧机架+5精轧机架的配置，可以在与已有技术相同设备参数下轧制更薄的中间坯102，在相同超薄带产品厚度前提下，能够减轻精轧负荷，为精轧甩机架创造条件。通过甩F2机架，给与了低碳钢奥氏体向铁素体更多的转变的时间，使轧前铁素体转变更充分，同时，F1至F3之间的带钢103温降为空冷或气(水)雾冷却，冷却均匀性高，这些均有利于铁素体轧制模式下带钢103组织性能均匀性提升。此外，本发明既能实现现有无头连铸连轧工业化产品的生产工艺，又能在此基础上扩展铁素体轧制工艺，增加了产线的灵活性和适应性。

实施例

一种兼具高温奥氏体轧制及低温铁素体轧制的连续热轧超薄低碳带钢生产线，包括依次连接的连铸机1、高压水粗除鳞装置2、粗轧机组3、摆剪4、推废装置5、转鼓剪6、垛板移除装置7、感应加热装置8、高压水精除鳞装置9、精轧机组10、层流冷却装置11、高速飞剪12、卷取机组13。

粗除鳞压力为10MPa～20MPa可调，精除鳞压力为40MPa，粗轧机组3连续布置4架(R1～R4)，精轧机组10连续5架(F1～F5)，卷取机13连续3架(DC1～DC3)，且F5与第一架卷取机(DC1)中心距不大于50m。轧机、剪切机和卷取机等关键设备参数与已有技术相近，见表1。

表1轧线关键设备参数

在图1所示产线上，以典型低碳钢生产工艺举例说明。

低碳带钢化学成分质量百分比为：C≤0.02％、Mn≤0.1％、Si≤0.05％、P≤0.02％、S≤0.003％、Alt≤0.04％、余量为Fe。实验测得，该成分下的Ar₃在1℃/s～5℃/s冷速下为880℃～890℃。

案例一：连续浇铸成连续的1250mm宽×105mm厚的连铸坯101，连铸拉速5.3m/min，而后经过粗除鳞和4架粗轧机组，变为6mm～7mm厚的中间坯102，再运行至精轧机组，轧制为0.7mm的带钢103，再由高速飞剪切分，最后卷取机成卷。

两种轧制模式的工艺温度及变形制度见表2和表3。

表2 105mm-0.7mm奥氏体轧制模式

表3 105mm-0.7mm铁素体轧制模式

案例二：连续浇铸成连续的1400mm宽×105mm厚铸坯101，连铸拉速5.3m/min，而后经过粗除鳞和4架粗轧机组，变为6mm～8mm厚的中间坯102，再运行至精轧机组，轧制为0.7mm的带钢103，再由高速飞剪切分，最后卷取机成卷。

两种轧制模式的工艺温度及变形制度见表4和表5。

表4 105mm-0.9mm奥氏体轧制模式

表5 105mm-0.9mm铁素体轧制模式

案例三：连铸浇铸成连续的1250mm宽×110mm厚铸坯101，连铸拉速5.1m/min，而后经过粗除鳞和4架粗轧机组，变为6mm～8mm中间坯102，再运行至精轧机组，轧制为0.8mm的带钢103，再由高速飞剪切分，最后卷取机成卷。

两种轧制模式的工艺温度及变形制度见表6和表7。

表6 110mm-0.9mm奥氏体轧制模式

表7 110mm-0.9mm铁素体轧制模式

按照现有成熟技术的设备配置，通过保持连铸高通钢量、增加1架粗轧机，即4架粗轧机，中间坯102厚度最薄可由8mm减小到6mm，在轧制1mm以下极薄规格时，降低了精轧机组10的轧制负荷，同时也为甩机架轧制创造了有利条件；通过空过F2机架和配置的近距离卷取机组13，为能够实现真正意义的极薄规格的铁素体轧制创造了工艺条件。因为空过F2，F1至F3之间的带钢温降是空冷或气(水)雾冷，这给与了低碳钢奥氏体向铁素体更多的转变的时间，使轧前铁素体转变更充分，同时，空冷与水冷相比，冷却均匀性大幅提升，这些均有利于铁素体轧制模式下带钢组织性能均匀性提升。此外，4粗轧机架+5精轧机架配置，使产线既能实现已有技术的高温奥氏体轧制，又能实现低温铁素体轧制，增加了产线的生产灵活性和适应性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：提供生产线，生产线包括沿轧制方向顺次设置的连铸机、粗轧机组、剪切推废装置、加热装置、精除鳞装置、精轧机组、层流冷却装置、高速飞剪和卷取机组，粗轧机组包括至少4架粗轧机，精轧机组包括5架精轧机，卷取机组包括2架以上卷取机，且第一架卷取机与精轧末机架的中心距不大于55m；

方法包括奥氏体轧制方法和铁素体轧制方法；

奥氏体轧制方法：95mm~120mm厚度的连铸坯在4.8m/min~6m/min拉速下，通过粗轧机组轧制为厚度为6mm~18mm的中间坯，中间坯在加热装置入口处的温度控制为880℃以上，在加热装置出口处的温度控制为1100℃以上，在第一架精轧机F1的入口处温度控制为990℃以上，在第五架精轧机F5的出口处温度控制为840℃~860℃，通过连续的5架精轧机精轧，轧制为厚度为0.6mm~1.2mm的带钢，带钢通过层流冷却后控制卷取温度为640℃以上；

铁素体轧制方法：95mm~120mm厚度的连铸坯在4.8m/min~6m/min拉速下，通过粗轧机组轧制为厚度为6mm~10mm的中间坯，中间坯在加热装置的入口处温度控制为880℃以上，在加热装置的出口处温度控制为1050℃~1070℃，在第一架精轧机F1的入口处温度控制为950℃~970℃，第二架精轧机F2空过，在第三架精轧机F3的入口处温度控制为870℃~890℃，在第五架精轧机F5的出口处温度控制为760℃~800℃，F3~F5累积压下率大于60%，通过4机架精轧，轧制为厚度为0.6mm~1.2mm的带钢，带钢通过层流冷却后控制卷取温度为660℃以上。

2.根据权利要求1所述的一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：所述连铸机与粗轧机组之间设有粗除鳞装置。

3.根据权利要求2所述的一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：所述粗除鳞装置和/或精除鳞装置为高压水除鳞装置。

4.根据权利要求1所述的一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：所述加热装置为感应加热装置。

5.根据权利要求1所述的一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：所述剪切推废装置包括沿轧制方向顺次设置的摆剪、推废装置、转鼓剪和垛板移除装置。

6.根据权利要求1所述的一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：带钢的碳当量不大于0.05。

7.根据权利要求1所述的一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：粗轧采用4架粗轧机进行轧制，厚度为95mm的连铸坯对应拉速应不低于5.8m/min，厚度为105mm的连铸坯对应拉速不低于5.3m/min，厚度为110mm的连铸坯对应拉速不低于5.0m/min，厚度为120mm的连铸坯对应拉速不低于4.8m/min。

8.根据权利要求1所述的一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：粗轧前采用10MPa ~20MPa的高压水进行粗除鳞。

9.根据权利要求1所述的一种连续热轧超薄低碳带钢的方法，其特征在于：F1至F3之间的带钢温降为空冷、气雾冷却或水雾冷却。