CN107030120B - 船用钢板厚度公差的精确控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种船用钢板厚度公差的精确控制方法,该方法包括以下步骤(a)针对不同厚度的船用钢板,对坯料进行设定;(b)根据船用钢板厚度对轧制厚度进行设定;(c)生产前通过试轧分析对轧机校准;(d)优化坯料加热工艺;(e)优化轧钢工艺参数。通过这几个方面进行优化,实现了造船钢板厚度公差的精确控制,缩小了造船钢板厚度公差的范围,满足特殊船型对钢板的厚度公差的要求,提高了生产高附加值船型的钢板成材率,本发明工艺简单,生产过程易于控制。
Description
技术领域
本发明涉及船用钢板的生产工艺,特别是涉及船用钢板厚度公差的精确控制方法。
背景技术
造船业是为水上交通、海洋开发和国防建设等行业提供技术装备的现代综合性产业。但是,随着市场需求结构的变化,低附加值散货船产能过剩,部分小船厂濒临破产,大船厂也遭遇沉重打击;而对于高附加值的特殊船型,如油轮、LNG运输船、滚装船、客滚船特别是豪华邮轮又处于供不应求的局面,从全球范围来看,高附加值的特殊船型产能面临着巨大缺口。是否能够实现船型的提档升级,对于船厂而言具有极其重要的意义。
对于高附加值的特殊船型来说,由于船体结构不同、用途特殊等原因,对造船钢板也提出了更高的要求。特别是这类船型的船体结构特别,导致排水量占船舶总重的比例大大降低,船体重心因此偏高,稳定性变差,为确保船体的稳定性,造船钢板厚度公差必须控制在较小范围,防止钢板超重比例过高,影响船体运行稳定性。新的船级社规范要求,船板厚度公差平均值必须为正公差,这也在一定程度上增加了造船钢板厚度公差控制的难度。因此,对于钢铁企业来说,能否在满足钢板厚度平均正公差的同时,做到对钢板厚度公差的精确控制,是生产高附加值船型造船钢板的关键点,也是亟待解决的生产难题。
发明内容
发明目的:本发明提供一种造船钢板厚度公差的精确控制方法,使用该方法能够提高造船钢板厚度公差的控制水平,缩小造船钢板厚度公差的范围,从而满足生产高附加值船型的要求。
技术方案:本发明所述的船用钢板厚度公差的精确控制方法,包括下述步骤:
(a)坯料设定:针对不同厚度δ的船用钢板,对料型、展宽比和轧件长度增加限制条件;选取坯料厚度为140-250mm,轧件长度10-35m,展宽比<1.6;均匀切除轧件头尾圆弧部分,通过坯料的设定,保证钢板轧制过程中长度方向厚度的均匀性;
(b)轧制厚度设定:根据船级社规范,要求船板平均厚度必须为正公差,因此针对不同厚度δ的船用钢板,设定轧制目标厚度为
(c)轧机校准:由于厚度公差控制精度与轧件设备状态有关,每次生产前进行小批量试验对设备状态进行确认,根据试轧情况对轧机进行校准;
(d)坯料加热:对坯料进行加热,加热温度为1160-1240℃,为保证钢板厚度方向的均匀性,提高坯料加热炉的在炉时间和均热时间,控制在炉时间与坯料厚度比1.0-1.4min/mm,均热时间与坯料厚度比≥0.14min/mm;
(e)轧钢工艺:轧制钢板时,板凸度设定为零,生产辊期为0-2500吨,采用大辊径生产以获得高速轧制,辊径为1180-1210mm;先轧制数块过渡钢板确定板型稳定的CVC值,CVC值为±30到±100,避免中浪或者边浪,CVC值是指轧机轧辊连续可变凸度设定,其中正值表示进入轧机的特征值,负值表示从轧机出去的特征值;同时缩短道次咬钢时间,控制道次咬钢间隔时间3-5秒,减少头中尾温差和改善厚度同板差。
其中,步骤(a)中船用钢板的厚度δ为6-25mm,针对厚度δ为在6-9mm的船用钢板,设计坯料厚度为140-160mm,展宽比<1.4,轧件长度12-30m;针对厚度δ为10-25mm船用钢板,设计坯料的厚度为210-230mm,展宽比<1.6,轧件长度10-35m。
步骤(c)中轧机校准的方法是正式生产前先按照厚度进行试轧制,对试轧的钢板测厚,将测厚仪数据、钢板冷态厚度数据、钢板热态时卡尺测量数据进行对比,分析钢板两侧厚度差、厚度同板差的控制情况,根据分析校准轧机设备状态。
步骤(d)中针对厚度δ为6-9mm船用钢板,加热温度为1220±20℃,在炉时间与坯料厚度比为1.0-1.3min/mm;针对厚度δ为10-25mm船用钢板,加热温度为1180±20℃,在炉时间与坯料厚度比为1.1-1.4min/mm。
步骤(e)中轧制钢板时,生产辊期为100-2000吨,过渡钢板为6-8块。
有益效果:本发明所述的船用钢板厚度公差的精确控制方法,通过从坯料设计、轧制厚度设定、轧机校准、坯料加热和轧钢工艺几个方面进行优化,实现造船钢板厚度公差的精确控制,缩小了造船钢板厚度公差的范围,满足特殊船型对钢板的厚度公差的要求,提高了生产高附加值船型的钢板成材率,工艺简单,易于控制。
附图说明
图1是船用钢板厚度公差控制分布情况图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
厚度δ为6-9mm船用钢板订单的生产实例:生产前需制定详细的生产方案,做好生产的准备工作,确认具备生产条件后按下述步骤优化生产:
(a)坯料设计:针对订单厚度为6-9mm的船用钢板订单设定坯料,选择坯料厚度为140-160mm,特别是选取坯料的最佳厚度为150mm;设定展宽比<1.3,轧件长度12-30m,增大轧件头尾圆弧部分的切除量,保证头尾圆弧部分能够均匀剪切,通过对料型、展宽比和轧件长度增加限制条件,保证钢板轧制过程中长度方向厚度的均匀性;
(b)轧制厚度设定:根据最新的船级社规范,要求船板平均厚度公差必须为正公差,针对厚度6-9mm的船用钢板订单,轧制目标厚度按照订单厚度控制;
(c)轧机校准:由于厚度公差控制精度与轧件设备状态有关,每次生产前进行小批量试验对设备状态进行确认,先按照订单厚度进行试轧制,对试轧的钢板测厚,将测厚仪数据、钢板冷态厚度数据、钢板热态时卡尺测量数据进行对比,分析钢板两侧厚度差、厚度同板差的控制情况,根据分析校准轧机设备状态;
(d)坯料加热:对坯料进行加热,加热温度为1220±20℃,为保证钢板厚度方向的均匀性,提高坯料加热炉在炉时间和均热时间,控制在炉时间为170-180min,均热时间为20-22min;
(e)轧钢工艺:轧制钢板时,钢板的板凸度按照零进行设定,由于生产过程中轧辊表面会产生损耗,在初期和末期不利于轧制厚度公差的控制,将生产辊期安排在100-2000吨,为获得高速轧制而采用大辊径生产,辊径为1200mm;先轧制6块过渡钢板确定板型稳定的CVC值为±80,避免中浪或者边浪;同时缩短道次咬钢时间,控制道次咬钢间隔时间为3秒,减少头中尾温差和改善厚度同板差。
实施例2
厚度δ为10-25mm船用钢板订单的生产实例:生产前需制定详细的生产方案,做好生产的准备工作,确认具备生产条件后按下述步骤优化生产:
(a)坯料设计:针对订单厚度为10-25mm的船用钢板订单设计坯料,选择坯料厚度为210-230mm,特别是选取坯料的最佳厚度为220mm,展宽比<1.5,轧件长度10-35m,增大轧件头尾圆弧部分的切除量,保证头尾圆弧部分能够均匀剪切,通过对料型、展宽比和轧件长度增加限制条件,保证钢板轧制过程中长度方向厚度的均匀性;
(b)轧制厚度设定:根据最新的船级社规范,要求船板平均厚度公差必须为正公差,针对厚度10-25mm的船用钢板订单,轧制目标厚度按照订单厚度控制;
(c)轧机校准:由于厚度公差控制精度与轧件设备状态有关,每次生产前进行小批量试验对设备状态进行确认,先按照订单厚度进行试轧制,对试轧的钢板测厚,将测厚仪数据、钢板冷态厚度数据、钢板热态时卡尺测量数据进行对比,分析钢板两侧厚度差、厚度同板差的控制情况,根据分析校准轧机设备状态;
(d)坯料加热:对坯料进行加热,加热温度为1180±20℃,为保证钢板厚度方向的均匀性,提高坯料加热炉在炉时间和均热时间,控制在炉时间为250-260min,均热时间为30-32min;
(e)轧钢工艺:轧制钢板时,钢板的板凸度按照零进行设定,由于生产过程中轧辊表面会产生损耗,在初期和末期不利于轧制厚度公差的控制,将生产辊期安排在100-2000吨,为获得高速轧制而采用大辊径生产,辊径为1200mm;先轧制8块过渡钢板确定板型稳定的CVC值为±70,避免中浪或者边浪;同时缩短道次咬钢时间,控制道次咬钢间隔时间为4秒,以减少头中尾温差和改善厚度同板差。
以上两个实施例是采用本发明的方法分别生产6mm、7mm、8mm、9mm、12mm、15mm、16mm、19mm、23mm、25mm船用钢板的具体实施方式。共计生产70块船用钢板,厚度公差的控制情况如图1所示,坐标轴横轴为轧制钢板的目标厚度,纵轴为钢板平均厚度公差控制值。统计数据为轧件长度方向厚度的平均值减去订单厚度,公差范围能够控制在0-0.2mm内为合格,70块轧件的公差控制合格率为95.30%。按照实际厚度与理论厚度进行计算,在不考虑钢板宽度和长度公差的情况下,钢板实际重量超出理论重量的1.05%,通过厚度公差控制实现了钢板实际重量的精确控制。
Claims (6)
1.一种船用钢板厚度公差的精确控制方法,其特征是包括下述步骤:
(a)坯料设定:针对不同厚度δ的船用钢板,对料型、展宽比和轧件长度增加限制条件;坯料厚度为140-250mm,展宽比<1.6,轧件长度10-35m,均匀切除轧件头尾圆弧部分;
(b)轧制厚度设定:设定轧制目标厚度为
(c)轧机校准:正式生产前对轧机进行校准;
(d)坯料加热:对坯料进行加热,加热温度为1160-1240℃,控制在炉时间与坯料厚度比为1.0-1.4min/mm、均热时间与坯料厚度比≥0.14min/mm;
(e)轧钢工艺:轧制钢板时,板凸度设定为零,生产辊期为0-2500吨,辊径1180-1210mm;先轧制数块过渡钢板确定板型稳定的CVC值,CVC值为±30至±100,控制道次咬钢间隔时间3-5秒。
2.根据权利要求1所述的船用钢板厚度公差的精确控制方法,其特征是所述步骤(a)中船用钢板厚度δ为6-25mm。
3.根据权利要求2所述的船用钢板厚度公差的精确控制方法,其特征是所述步骤(a)中针对厚度δ为6-9mm船用钢板,设计坯料厚度为140-160mm,展宽比<1.4,轧件长度12-30m;针对厚度δ为10-25mm船用钢板,设计坯料的厚度为210-230mm,展宽比<1.6,轧件长度10-35m。
4.根据权利要求1所述的船用钢板厚度公差的精确控制方法,其特征是所述步骤(c)中轧机校准是按照厚度进行试轧制,对试轧的钢板测厚,将测厚仪数据、钢板冷态厚度数据、钢板热态时卡尺测量数据进行对比,分析钢板两侧厚度差、厚度同板差的控制情况,校准轧机设备状态。
5.根据权利要求2所述的船用钢板厚度公差的精确控制方法,其特征是所述步骤(d)中针对厚度δ为6-9mm船用钢板,加热温度为1220±20℃,在炉时间与坯料厚度比为1.0-1.3min/mm;针对厚度δ为10-25mm船用钢板,加热温度为1180±20℃,在炉时间与坯料厚度比为1.1-1.4min/mm。
6.根据权利要求1所述的船用钢板厚度公差的精确控制方法,其特征是所述步骤(e)中生产辊期为100-2000吨,过渡钢板为6-8块。
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