CN103386419B - 大展宽比钢板头尾宽度的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大展宽比钢板头尾宽度的控制方法。该方法包括成形阶段、展宽阶段和纵轧阶段，所述成形阶段的轧制道次为1个，压下量为15～35mm，阶梯压下深度h通过h=2.3×（B/B′）计算得到，轧制速度V通过V=（b-a）×（V_HGC/h）/2计算得到。该方法通过控制粗轧成形道次的压下量、阶梯厚度曲线、轧制速度，在轧制大展宽比钢板时，保持粗轧机较高的轧制节奏的同时，能改善成形阶段阶梯厚度曲线与设定曲线的跟随性，减缓大展宽比钢板头尾宽度与中部宽度的差值，从而减小钢板边部切边量，提高钢板成材率。

Description

大展宽比钢板头尾宽度的控制方法

技术领域

本发明属于中厚板轧制技术领域，特别涉及一种大展宽比钢板头尾宽度的控制方法。

背景技术

中厚板是厚度大于4mm的钢板材，外形扁平，可通过剪裁、弯曲、冲压以及焊接等工艺制成各种制品和构建，可用于造船、建筑构件、机器制造、交通运输、军事工业等部门，也可用于制造大口径焊管、容器以及锅炉等。中厚板的原料有初轧板坯、连铸板坯以及钢锭等，随着连续铸钢技术的发展，以连铸板坯为原料日益增加，其可以增加成材率、降低生产成本、提高钢板的质量。

中厚板轧制工艺分为成形轧制、展宽轧制、纵轧三个粗轧阶段和精轧阶段，在轧制过程中板坯不仅沿厚度方向压缩、长度方向延伸而且也沿宽度方向发生宽展，在板坯头尾端，由于缺少外端牵制，宽展会更加明显，不均匀塑形变形更加严重。目前在中厚板生产线中，由于设计的板坯宽度规格远少于成品钢板宽度规格，实际排产时部分规格钢板的展宽比较大。大展宽比钢板展宽道次较多，展宽阶段钢板边部延伸小于钢板中部，造成随后的纵轧道次钢板头尾宽度小于中部宽度。

目前控制上述平面形状的技术主要有厚边展宽轧制法(也称MAS轧制法)、立辊轧边法、无切边轧制法。作为中厚板平面形状控制最重要的方法—MAS轧制法，其原理是通过预测轧制终了时的钢板平面形状，将形状不良部分的体积换算成板坯断面厚度的变化，使最终钢板平面形状矩形化，也就是说在某一道次进行变厚度轧制，得到厚度沿轧件纵向按一定规律变化的变断面钢板，再通过随后平轧改变钢板平面形状。虽然在轧制时MAS轧制法采用成形阶段的阶梯厚度轧制(即MAS轧制法中的变厚度轧制)来弥补钢板头尾宽度，但在粗轧正常轧制速度下，轧机压下液压缸(HGC缸)打开速度与轧制速度不匹配，导致成形阶段实际阶梯厚度曲线与设定曲线出现差异，钢板还是容易出现头尾窄中间宽的“饼”形缺陷，剪切时容易因切边量不足而产生成品宽度改规。对于上述问题目前的控制方法是在板坯组板时增加宽度投料量和增加立辊轧机进行控制。若增大板坯组板投料量会降低钢板成材率，增加中厚板生产成本。增加立辊轧机会加大设备投资。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种大展宽比钢板头尾宽度的控制方法，该方法可实现钢板头尾宽度尺寸的良好控制，控制钢板切边量，提高钢板成材率。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种大展宽比钢板头尾宽度的控制方法，包括成形阶段、展宽阶段和纵轧阶段，所述成形阶段是将板坯轧制成阶梯厚度形状的轧件，所述展宽阶段是将所述成形阶段轧制后的轧件旋转90度后进行轧制，所述纵轧阶段是将所述展宽阶段轧制后的轧件再次旋转90度后进行轧制；其中：

所述成形阶段的轧制道次为1个，压下量为15～35mm，阶梯压下深度h通过式Ι计算得到，轧制速度V通过式Π计算得到；

式Ι：h＝2.3×(B/B′)，其中：B为轧制成品钢板宽度(指精轧阶段完成后的钢板宽度，即轧制目标宽度)，B′为板坯宽度；

式Π：V＝(b-a)×(V_HGC/h)/2，其中：V为成形阶段轧制速度，a为阶梯内部长度，b为阶梯外部长度，V_HGC为HGC缸压下速度，h为阶梯压下深度；阶梯内部长度a等于0.7倍的板坯总长度，阶梯外部长度b等于0.85倍的板坯总长度。

所述阶梯厚度形状曲线图如图1所示，所述阶梯厚度形状是指板坯经成形阶段轧制后的钢板在长度方向形成头尾厚中间薄的形状，而且在厚度方向为对称的形状(即钢板的上下两面都是阶梯厚度形状)，从钢板的侧面看上去，相当于钢板上下表面分别凹陷出一个倒梯形，上述h即为该梯形的高，a、b为梯形的两条平行边，优选该梯形为等腰梯形。

该控制方法是对大展宽比钢板(即大展宽比中厚板)粗轧轧制过程中的参数进行控制，是对MAS轧制法实际应用的改进，粗轧轧制过程分为成形阶段、展宽阶段和纵轧阶段。所述成形阶段是将板坯轧制成阶梯厚度形状(即MAS轧制法中的变厚度)，所述展宽阶段是将经成形阶段轧制的轧件旋转90度进行轧制，阶梯厚度的延伸长度会有所不同，然后再次旋转90度后进入所述终纵轧阶段，展宽阶段延伸长度的不同就会相应地转变为纵轧阶段通条宽度的不同。其中成形阶段只轧制1个道次而且采用低速轧制，成形阶段阶梯厚度曲线通过上述公式Ι和Π进行人工设定，成形阶段压下量可根据实际轧制力和板坯尺寸进行调整，其余粗轧轧制过程的道次采用中高速轧制。这样能够改善钢板在成形道次后的实际阶梯厚度曲线与设定曲线的跟随性，从而提高钢板经过后续展宽轧制后的头尾宽度控制精度。

在上述控制方法中，所述展宽阶段和所述纵轧阶段中各道次的轧制速度优选为2.0～4.5m/s，示例性的可以为2.1m/s、2.5m/s、2.8m/s、3.2m/s、3.8m/s、4.0m/s、4.3m/s。

在上述控制方法中，所述成形阶段、所述展宽阶段和所述纵轧阶段的轧制总道次数优选为5～9。

在上述控制方法中，所述展宽阶段的轧制道次优选为2～4道次，轧制速度优选为2.0～2.6m/s。

在上述控制方法中，所述纵轧阶段道次优选为1～4道次，轧制速度优选为2.6～4.5m/s。

本发明所述大展宽比钢板是指成品钢板宽度与板坯宽度之比大于2.0的钢板，优选成品钢板宽度与板坯宽度之比为2.0-2.8的钢板。

在上述控制方法中，所述钢板的钢种优选为AH36、Q345E、Q345qD、Q345R、Q235B、Q345D、Q345B、A36、L245、NM400。

所述粗轧轧制过程中的其他参数控制参照本领域常规技术。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该方法通过控制粗轧成形道次的压下量、阶梯厚度曲线、轧制速度，在轧制大展宽比钢板时，保持粗轧机较高的轧制节奏的同时，能改善成形阶段阶梯厚度曲线与设定曲线的跟随性，减缓大展宽比钢板头尾宽度与中部宽度的差值，从而减小钢板边部切边量，提高钢板成材率。

附图说明

图1是经成形阶段轧制后的轧件的阶梯厚度形状曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不限于此。

以下实施例和对比例中钢板轧制过程中使用的粗轧机的参数如下：

最大轧制加速度：1.2m/s²

最大轧制速度：4.5m/s

最大压下率：0.5

最大轧制力：7000t

最大压下量：45mm

轧制扭矩：3400KN·m

液压缸压下速度V_HGC：18mm/s

实施例1钢种AH36

连铸板坯尺寸：200×1800×3040mm

成品钢板尺寸：8.25×4150×31000mm

粗轧机中PVPC(钢板平面形状控制)模式：人工模式

人工模式PVPC内部长度a：70％板坯总长度

人工模式PVPC外部长度b：85％板坯总长度

阶梯压下深度h＝2.3×(B/B′)；

成形道次轧制速度V＝(b-a)×(V_HGC/h)/2

具体轧制如下：

粗轧共轧制6个道次；

成形阶段1个道次，成形道次压下量35mm，成形道次阶梯压下深度5.3mm，成形道次轧制速度0.8m/s；

展宽阶段轧制4道次，各道次轧制速度依次为2.1m/s、2.3m/s、2.4m/s、2.6m/s；

纵轧阶段轧制1道次，轧制速度依次为3.1m/s。

采用该实施例方法得到的钢板的中部与头尾宽度差值在24mm的范围内，平均减少切边量28mm，由宽度不足导致的改判率降低至0.02％。

对比例1

钢种、连铸板坯尺寸、成品钢板尺寸同实施例1。

现有常规设置：

PVPC采用自动模式，成形阶段阶梯厚度曲线由模型自动设定；

成形阶段2个道次，成形道次压下量25mm，各道次轧制速度依次为1.8m/s、2.1m/s；

展宽阶段轧制3道次，各道次轧制速度依次为2.1m/s、2.3m/s、2.6m/s；

纵轧阶段轧制1道次，轧制速度为3.1m/s。

采用该对比例记载的方法得到的钢板的中部与头尾宽度差值在45mm的范围内，平均减少切边量12mm，由宽度不足导致的改判率为0.18％。

实施例2钢种Q345E

连铸板坯尺寸：200×1500×3580mm

成品钢板尺寸：16×3200×21000mm

粗轧机中PVPC模式：人工模式

人工模式PVPC内部长度a：70％板坯总长度

人工模式PVPC外部长度b：85％板坯总长度

阶梯压下深度h＝2.3×(B/B′)；

成形道次轧制速度V＝(b-a)×(V_HGC/h)/2

具体轧制如下：

粗轧共轧制6个道次；

成形阶段1个道次，成形道次压下量15mm，成形道次阶梯压下深度4.9mm，成形道次轧制速度1.0m/s；

展宽阶段轧制3道次，各道次轧制速度依次为2.4m/s、2.6m/s、2.8m/s；

纵轧阶段轧制2道次，各道次轧制速度依次为3.1m/s、3.5m/s。

采用该实施例方法得到的钢板的中部与头尾宽度差值在23mm的范围内，平均减少切边量31mm，由宽度不足导致的改判率降低至0.01％。

对比例2

钢种、连铸板坯尺寸、成品钢板尺寸同实施例2。

现有常规设置：

PVPC采用自动模式，成形阶段阶梯厚度曲线由模型自动设定；

成形阶段1个道次，成形道次压下量20mm，轧制速度为2.1m/s；

展宽阶段轧制3道次，各道次轧制速度依次为2.2m/s、2.4m/s、2.6m/s；

纵轧阶段轧制2道次，各道次轧制速度依次为3.1m/s、3.5m/s。

采用该对比例记载的方法得到的钢板的中部与头尾宽度差值在44mm的范围内，平均减少切边量15mm，由宽度不足导致的改判率为0.17％。

实施例3钢种Q345qD

连铸板坯尺寸：300×1800×3200mm

成品钢板尺寸：25×3600×19200mm

粗轧机中PVPC模式：人工模式

人工模式PVPC内部长度a：70％板坯总长度

人工模式PVPC外部长度b：85％

板坯总长度阶梯压下深度h＝2.3×(B/B′)；

成形道次轧制速度V＝(b-a)×(V_HGC/h)/2

具体轧制如下：

粗轧共轧制7个道次；

成形阶段1个道次，成形道次压下量25mm，成形道次阶梯压下深度4.6mm，成形道次轧制速度0.9m/s；

展宽阶段轧制4道次，各道次轧制速度依次为1.9m/s、2.1m/s、2.3m/s、2.6m/s；

纵轧阶段轧制2道次，各道次轧制速度依次为2.9m/s、3.3m/s。

采用该实施例方法得到的钢板的中部与头尾宽度差值在21mm的范围内，平均减少切边量33mm，由宽度不足导致的改判率降低至0.01％。

对比例3

钢种、连铸板坯尺寸、成品钢板尺寸同实施例3。

现有常规设置：

PVPC采用自动模式，成形阶段阶梯厚度曲线由模型自动设定；

成形阶段1个道次，成形道次压下量20mm，轧制速度为2.0m/s；

展宽阶段轧制4道次，各道次轧制速度依次为1.9m/s、2.1m/s、2.3m/s、2.6m/s；

纵轧阶段轧制2道次，各道次轧制速度依次为3.1m/s、3.5m/s。

采用该对比例记载的方法得到的钢板的中部与头尾宽度差值在42mm的范围内，平均减少切边量18mm，由宽度不足导致的改判率为0.15％。

以上实施例说明本发明通过控制成形道次压下量、阶梯压下厚度曲线和轧制速度，钢板头尾宽度尺寸得到良好控制，平均减少切边量在25mm以上，宽度不足导致的改判率大幅降低。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大展宽比钢板头尾宽度的控制方法，包括成形阶段、展宽阶段和纵轧阶段，所述成形阶段是将板坯轧制成阶梯厚度形状的轧件，所述展宽阶段是将所述成形阶段轧制后的轧件旋转90度后进行轧制，所述纵轧阶段是将所述展宽阶段轧制后的轧件再次旋转90度后进行轧制；其特征在于，

所述成形阶段的轧制道次为1个，压下量为15～35mm，阶梯压下深度h通过式Ι计算得到，轧制速度V通过式Π计算得到；

式Ι：h＝2.3×(B/B′)，其中：B为轧制成品钢板宽度，B′为板坯宽度；

式Π：V＝(b-a)×(V_HGC/h)/2，其中：V为成形阶段轧制速度，a为阶梯内部长度，b为阶梯外部长度，V_HGC为HGC缸压下速度，h为阶梯压下深度；阶梯内部长度a等于0.7倍的板坯总长度，阶梯外部长度b等于0.85倍的板坯总长度；

所述成品钢板宽度与所述板坯宽度之比为2.0-2.8。

2.根据权利要求1所述的大展宽比钢板头尾宽度的控制方法，其特征在于：所述展宽阶段和所述纵轧阶段中各道次的轧制速度为2.0～4.5m/s。

3.根据权利要求1所述的大展宽比钢板头尾宽度的控制方法，其特征在于：所述成形阶段、所述展宽阶段和所述纵轧阶段的轧制总道次数为5～9。

4.根据权利要求1-3任一所述的大展宽比钢板头尾宽度的控制方法，其特征在于：所述展宽阶段的轧制道次为2～4道次，轧制速度为2.0～2.6m/s。

5.根据权利要求1-3任一所述的大展宽比钢板头尾宽度的控制方法，其特征在于：所述纵轧阶段道次为1～4道次，轧制速度为2.6～4.5m/s。

6.根据权利要求1所述的大展宽比钢板头尾宽度的控制方法，其特征在于：所述钢板的钢种为AH36、Q345E、Q345qD、Q345R、Q235B、Q345D、Q345B、A36、L245、NM400。