CN101811134A - 一种防止低碳冷轧极薄带钢产生边裂的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止低碳冷轧极薄带钢产生边裂的制造方法，包括步骤依次为，冶炼、板坯加热、粗轧、精轧、冷却、卷取、酸洗、冷轧、退火、精整剪边，其中，钢卷酸洗时不剪边，酸洗后进入冷轧工序时保持圆弧状边缘。所述的板坯加热中同板温差≤40℃。所述的粗轧的侧压量为≤50mm。所述的精轧的终轧温度为880～920℃，F1机架附属立辊F1E侧压量为3～10mm。所述的冷却为前段快冷的层流冷却，冷却速度为15～30℃/s。所述的卷取温度为650～710℃。所述的剪边中单边剪切量均控制为5～7mm，双边剪切量为10～14mm。所述的冷轧成品带钢厚度为0.15～0.45mm，压下率为87.1％～95％。本发明可解决现有技术中极薄带钢边裂的问题。

Description

一种防止低碳冷轧极薄带钢产生边裂的制造方法

技术领域

本发明属于低碳冷轧带钢技术领域，特别是涉及一种防止低碳冷轧极薄带钢产生边裂的制造方法。

背景技术

国内冷轧基料用低碳热连轧带钢年需求量为1500万吨，特别是浙江宁波周边地区电子、家电及彩涂建筑板行业十分发达，且长三角一带生产冷轧薄带钢的中、小型冷轧厂比较多，大多使用低碳钢材质、板厚规格在0.5mm以下的极薄冷轧板、镀锌板、彩涂板，年用量达300万吨以上。

目前国内冷轧厂一般均采用单机架或双机架可逆式冷轧机组，使用低碳热连轧带钢制造板厚规格为0.15～0.50mm的极薄冷轧板带钢，并在酸洗机组按冷轧成品带钢目标宽度(加上拉窄量)将热轧带钢进行剪边处理。现有的热轧低碳钢卷轧制这类极薄冷轧带钢时，由于其冷轧张力很大、轧制速度快且总压下率很高，易于出现窄尺、边部裂口、锯齿边缺陷，有时因裂边过大甚至发生断带、爆辊等质量事故，不仅严重影响用户正常生产，而且造成重大经济损失。究其原因，除与热轧来料卷的内在质量有关外，还主要与酸洗时剪边园盘剪剪刃磨损钝化、或剪刃间隙、或剪刃重合量调整不当有关，目前这些参数值大多采用经验值和人工修正的方式来调整，易带来带钢边部毛刺和园盘剪崩刃等质量问题，这是造成冷轧成品带钢边裂的重要原因。

2006年10月，德国SMS公司H.P.里西特等在中国公开了一项发明专利“在冷轧金属带的边棱部位施加一种可调节的拉应力分布的方法和装置”，通过在冷轧机组入口侧进行润滑和在出口侧进行冷却使工作辊的润滑和冷却分开，使用区段喷射装置来喷射具有不同温度范围的轧制润滑油对带钢边部施加附加影响等方法，其目的是减少生成太高的拉力和带钢边部开裂的危险。但若在我国国内众多中、小型冷轧厂应用，因需在冷轧机组新增设备，受到现场场地限制，且增加生产成本与日常设备使用维护成本。

2008年1月，鞍钢股份公司乔磊等申请了一项实用新型专利“一种热连轧机组防止带钢产生边裂的装置”，特征是在热轧机组导位板喇叭口与导位板通道交界处，传动侧与工作侧分别安装导轮装置，并在导轮装置辊身两侧安装热轧油喷嘴，轧制过程中喷射热轧油以避免带钢边部刮碰导位板而产生边裂。其缺点是：①增加生产设备；②使用热轧油，增加生产成本，污染生产场地环境，设备维护成本增加；③只能部分解决热轧带钢边裂问题，不能最终解决极薄冷轧带钢边裂问题。

2005年5月，鞍钢新轧公司胡洪旭等申请了一项发明专利“超低碳软钢酸洗剪边控制方法”，其特征是圆盘剪的水平间隙值和垂直间隙值的剪边参数值由与原料厚度呈线性关系的数学模型通过过程计算机进行计算，经现场实际测试应用后，因剪边造成的成品冷轧带钢锯齿边、边裂等缺陷量比以前下降了55％左右；但仍未能彻底解决成品冷轧带钢的边裂问题。

总结冷轧带钢边裂缺陷的产生原因，有以下几种：

(1)原热轧带钢钢质有问题，如存在化学成分偏析，气泡和夹杂物多等；

(2)热轧板坯边缘过热、过烧；

(3)热轧钢卷边缘机械损伤；

(4)热轧带钢酸洗时，剪边园盘剪剪刃磨损钝化或剪刃间隙或剪刃重合量调整不当；

(5)酸洗剪边量小；

(6)冷轧轧制工艺控制不当，总压下量大；

(7)冷轧轧制时带钢跑偏；

(8)带钢边缘在大张力轧制条件下发生撕裂；

(9)各机架、各道次的压下率及张力分配不合理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，以解决现有技术中极薄带钢边裂的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，步骤如下：

(1)冶炼工艺

钢其主要化学成分按国内通用的低碳钢SPHC成分设计，其化学成分(按重量％)为：C≤0.07，Si≤0.020，Mn 0.15～0.40，P≤0.025，S≤0.025，Als 0.015～0.06，N≤0.006，其余为铁及不可避免的杂质。其中，Als＞27/14N，Mn/S≥15。

采用铁水脱硫、转炉冶炼、氩站吹氩处理、连铸成坯。

(2)热轧工艺

a.将板坯加热到1210～1270℃，同板温差≤40℃。

b.进行粗轧，粗轧出口温度为1060～1100℃；粗轧机R2前的立辊采用宽度自动液压控制技术和短行程控制。

关于热轧卷轧制过程中可能出现规则性的边部折叠缺陷，系板坯侧面和角部在侧压时向中间移动、水平压下时翻边所致。粗轧时侧压量一般为≤50mm。

第二架粗轧机与精轧机之间采用保温罩，有效减少热轧板在辊道上的温降。

c.进行精轧：终轧温度为880～920℃。

精轧机F1机架前附属立辊F1E采用上部驱动方式，对热轧中间带坯进行对中和导向，同时侧压量为3～10mm，进一步防止带钢边部边裂产生，改善带钢边部质量。

采用前段快冷的层流冷却方式对带钢进行冷却，冷却速度为15～30℃/s。

d.进行卷取，卷取温度为650～710℃。

热轧板晶粒组织为铁素体和少量珠光体，晶粒度级别为6.5～9级。

卷取机入口侧导板衬板的更换频率亦对热轧卷边部质量有较大影响，考虑到极薄冷轧带钢生产过程中，单边带宽拉窄量均≥1mm，且一般冷轧厂在对带钢进行剪边生产时，若单边剪边量＜5mm则很难稳定生产，故本发明设定冷轧带钢最小剪边量为5mm，为此，对于卷取机入口侧导板衬板制订如下工艺：①衬板磨损≥6mm时，必须更换；②衬板磨损凹槽条数≥2条时，热轧带钢边部产生机械损伤甚至导致微裂纹的可能性大大增加，必须更换。这样既可防止热轧钢卷边部损伤，又可改善卷形，并防止凹槽过深时钢卷头部卡阻导致堆钢事故。

(3)冷轧工艺

热轧钢卷酸洗时不剪边；使酸洗卷进入冷轧机组入口段时，边部形貌仍保持为原热轧钢卷的圆弧状边缘；这种圆弧状边缘的钢卷对于防止冷轧过程中带钢边裂至关重要。

若按常规方式在酸洗机组剪边，虽剪切边大多光亮平整，但仍难以避免园盘剪剪刃磨损、或剪刃间隙、重合量调整不当，使剪切边产生断续凸缘，在大张力、大应变速率、高压下率的冷轧过程中，极易产生边裂缺陷。

其后，冷轧卷按冷轧厂现用常规生产工艺，经退火、涂镀层处理(或不经涂镀层处理)，进行剪边、涂油。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、化学成分简单易控

本发明钢冶炼时无需进行超低S(S＜0.01％)控制，只需满足Mn/S≥15；无需进行超低N(N≤0.003％)控制(但要求控制Als含量，并满足Als＞27/14N)。总体而言，其化学成分与生产工艺流程设计简洁，冶炼时易于命中目标成分，且不添加任何贵重的合金化元素，并无需进行钢包精炼炉处理，炼钢成本低。

二、降低生产成本及工具材料消耗

按冷轧厂原通用生产工艺，在酸洗机组对热轧钢卷进行剪边加工，钢卷厚度一般均为2.5～6.0mm；本发明将原生产工艺改为酸洗机组不剪边，而在成品生产工序剪切厚度≤0.5mm的冷轧退火卷，钢卷全部经过再结晶退火处理，钢质硬度不高，且板厚很薄，这样可大幅降低园盘剪刃消耗及电力消耗，并防止出现崩刃事故。

三、高速冷轧生产无断带，生产效率提高明显

本发明工艺中，由于热轧钢卷酸洗时不剪边，酸洗卷进入冷轧机组入口段时其边部形貌仍保持为原热轧卷的圆弧状边缘，不存在剪边过程中产生的切口损伤、凸缘缺陷等，在数家冷轧厂家单/双机架可逆式冷轧机组上实际应用的结果显示，按本发明工艺生产，可采用高速、大压下率轧制，完全杜绝了冷轧过程中带钢边裂缺陷，并从未发生因边裂导致的断带、爆辊事故，生产效率得到明显提高。

四、减少钢卷剪边量

按传统冷轧生产工艺在酸洗机组进行热轧卷剪边处理，剪边量较大；例如，在某1700mm四辊冷轧机组，其热轧卷总剪边量达20～35mm，单边剪切量为10～17.5mm。某中型民营冷轧厂曾集中力量开展了减少酸洗热轧卷剪边量的攻关，现使用1450mm双机架六辊可逆式冷轧机组生产，其热轧卷单边剪切量可控制为7～12mm，双边剪切量为14～24mm。

按本发明工艺，热轧卷在酸洗机组不剪边，在1500mm双机架六辊可逆式冷轧机组轧制各种规格冷轧卷，钢卷边部质量完好，无任何边裂缺陷；退火后，在成品机组进行冷轧卷剪边加工，单边剪切量均控制为5～7mm，双边剪切量为10～14mm。可见，与本发明工艺相比较，按传统工艺生产的带钢总剪边量增加了40％～150％。

五、降低投资成本及运营维护成本

与前述第一、第二项发明相比，本发明无需新上技改项目，无需新增热轧机组、冷轧机组生产设备，因而可以明显降低设备投资成本及生产运营维护成本。

六、从根本上彻底地解决了冷轧带钢边裂问题

与前述第三项发明相比，本发明不是仅仅部分解决酸洗剪边造成成品冷轧带钢锯齿边、边裂缺陷，而是完全摒弃酸洗机组剪边工艺，并从冶炼、热轧、冷轧一贯制管理的角度设计全程化改进工艺，从根本上彻底解决了冷轧带钢边裂问题。

附图说明

图1是本发明的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

生产方法，步骤：

1)冶炼：采用铁水脱硫、转炉冶炼、氩站吹氩处理、连铸，所制成钢的化学成分(按重量％)为：C 0.035，Si 0.01，Mn 0.22，P 0.013，S 0.007，Als 0.037，N 0.0025，其余为Fe及不可避免的杂质。

2)进行热轧控轧控冷：将板坯加热到1220℃，同板温差≤35℃；粗轧出口温度1070℃，侧压量30mm；精轧F1E立辊侧压量8mm；终轧温度895℃，热轧卷厚度为3.0mm，宽度为1015mm，终轧后采用前段冷却，冷却速度20℃/s；卷取温度690℃；控制卷取机入口侧导板衬板的磨损深度＜3mm，且衬板磨损凹槽条数＜2条；热轧板晶粒组织为铁素体和少量珠光体，晶粒度级别为7.5级。

3)冷轧：在1450mm单机架二十辊可逆式冷轧机组生产，热轧钢卷酸洗时不剪边，以原热轧卷的圆弧状边缘形貌进行冷轧，冷轧成品带钢厚度为0.15mm，压下率达95％；之后进行剪边处理，单边剪切量为6mm；随后涂油。无任何边裂缺陷。

实施例2

生产方法，步骤：

1)冶炼：采用铁水脱硫、转炉冶炼、氩站吹氩处理、连铸，所制成钢的化学成分(按重量％)为：C 0.06，Si 0.012，Mn 0.24，P 0.022，S 0.012，Als 0.041，N 0.0035，其余为Fe及不可避免的杂质。

2)进行热轧控轧控冷：将板坯加热到1230℃，同板温差≤33℃；粗轧出口温度1075℃，侧压量40mm；精轧F1E立辊侧压量6mm；终轧温度890℃，热轧卷厚度为2.75mm，宽度为1010mm，终轧后采用前段冷却，冷却速度18℃/s；卷取温度669℃；控制卷取机入口侧导板衬板的磨损深度＜5mm，且衬板磨损凹槽条数＜2条；热轧板晶粒组织为铁素体和少量珠光体，晶粒度级别为8.5级。

3)冷轧：在1500mm双机架六辊可逆式冷轧机组生产，热轧钢卷酸洗时不剪边，以原热轧卷的圆弧状边缘形貌进行冷轧，冷轧成品带钢厚度为0.31mm，压下率达88.7％；之后进行剪边处理，单边剪切量为5mm，随后涂油。无任何边裂缺陷。

实施例3

生产方法，步骤：

1)冶炼：采用铁水脱硫、转炉冶炼、氩站吹氩处理、连铸，所制成钢的化学成分(按重量％)为：C 0.065，Si 0.018，Mn 0.31，P 0.024，S 0.019，Als 0.043，N 0.0044，其余为Fe及不可避免的杂质。

2)进行热轧控轧控冷：将板坯加热到1245℃，同板温差≤38℃；粗轧出口温度1088℃，侧压量45mm；精轧F1E立辊侧压量4mm；终轧温度889℃，热轧卷厚度为3.5mm，宽度为1010mm，终轧后采用前段冷却，冷却速度18℃/s；卷取温度661℃；控制卷取机入口侧导板衬板的磨损深度＜6mm，且衬板磨损凹槽条数＜2条；热轧板晶粒组织为铁素体和少量(请给出具体数值或范围；答：本领域通用术语，可不必给出准确数值或范围)珠光体，晶粒度级别为8.5级。

3)冷轧：热轧钢卷酸洗时不剪边，在1500mm双机架六辊可逆式冷轧机组生产，热轧钢卷酸洗时不剪边，以原热轧卷的圆弧状边缘形貌进行冷轧，冷轧成品带钢厚度为0.45mm，压下率为87.1％；之后进行剪边处理，单边剪切量为5mm，随后涂油。无任何边裂缺陷。

对比实施例

生产方法，步骤：

1)冶炼：采用铁水脱硫、转炉冶炼、氩站吹氩处理，制成连铸坯。所制成钢的化学成分(按重量％)为：C 0.044，Si 0.03，Mn 0.19，P 0.024，S 0.025，Als 0.030，N 0.0055，其余为Fe及不可避免的杂质。

2)进行热轧控轧控冷：将板坯加热到1225℃，粗轧出口温度1065℃，侧压量60mm；精轧终轧温度870℃，热轧卷厚度为3.0mm，宽度为1240mm，终轧后采用前段冷却，冷却速度12℃/s；卷取温度635℃；卷取机入口侧导板衬板的磨损深度已远超过6mm，衬板磨损凹槽条数达2条以上；热轧板晶粒组织为铁素体和少量珠光体，晶粒度级别为8.0级。

3)冷轧：在1450mm双机架六辊可逆式冷轧机组生产，热轧钢卷在酸洗时剪边，单边剪切量为9mm，双边剪切量为18mm，冷轧成品带钢厚度为0.50mm，压下率为83.3％，裂边深度达2.0～6.0mm，无法满足要求。

Claims (10)

1.一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，包括冶炼、热轧和冷轧工序，其特征在于：包括步骤依次为，冶炼、连铸、板坯加热、粗轧、精轧、冷却、卷取、酸洗、冷轧、退火、精整剪边，其中，酸洗后钢卷进入冷轧工序时保持圆弧状边缘。

2.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，冶炼工序制成钢的主要化学成分(按重量％)为：C≤0.07，Si≤0.020，Mn 0.15～0.40，P≤0.025，S≤0.025，Als(0.015～0.06，N≤0.006，其余为Fe及不可避免的杂质，其特征在于：所述的Als＞27/14N，Mn/S≥15。

3.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，其特征在于：所述的板坯加热中同板温差≤40℃，粗轧机R2前的立辊采用宽度自动液压控制技术和短行程控制，提高带钢宽度精度。

4.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，其特征在于：所述的粗轧的侧压量为≤50mm，第二架粗轧机R2与精轧机之间采用保温罩。

5.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，其特征在于：所述的精轧的终轧温度为880～920℃，精轧机F1机架前附属立辊F1E采用上部驱动方式，对热轧中间带坯进行对中和导向，侧压量为3～10mm。

6.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，其特征在于：所述的冷却为前段快冷的层流冷却，冷却速度为15～30℃/s。

7.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，其特征在于：所述的卷取温度为650～710℃。

8.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，其特征在于：所述的卷取机入口侧导板衬板的更换频率为：①衬板磨损深度≥6mm时，须更换；②衬板磨损凹槽条数≥2条时，须更换。

9.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，其特征在于：所述的剪边中单边剪切量均控制为5～7mm，双边剪切量为10～14mm。

10.根据权利要求1所述的一种防止低碳冷轧极薄带钢边裂的方法，其特征在于：所述的冷轧成品带钢厚度为0.15～0.45mm，压下率为87.1％～95％。

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