CN108393359A - 一种楔形lp钢板的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种楔形LP钢板的轧制方法，包括：1)钢坯加热温度范围控制；2)高压水除鳞；3)轧制开始后，每个道次均通过控制轧机液压缸油柱高度变化来连续改变辊缝距离，通过每道次间的迭代计算，实现钢板纵向厚度的连续变化；同时根据钢板的实际厚度调整轧机预设定模型的辊缝自学习系数；同时控制开轧温度、终轧温度、压下率、轧制速度；4)控制冷却开始温度、返红温度和冷却速度；本发明通过对加热、轧制和冷却过程的精确控制，有效改善楔形LP钢板的板形、表面质量和整体性能，特别适用于厚度变化范围大的楔形钢板生产，且可操作性强，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种楔形LP钢板的轧制方法。
背景技术
LP(纵向变厚度)钢板是指厚度沿轧制方向连续变化的具有特殊纵向形状的钢板，是在轧制过程中通过连续改变轧辊的开口度来改变纵向厚度的钢板。由于纵向变厚度钢板可根据承受载荷的情况来改变其厚度，因而可优化桥梁、船体、建筑等结构断面的设计，不仅可减少钢材用量、减少焊接次数，而且可通过连接处的等厚化改善操作性，如省略垫板和锥度加工等。
申请号为CN200910175208.6的中国专利，公开了“一种用于轧制楔形钢板的厚度控制方法”，楔形钢板的轧制过程为：前若干道次按照常规矩形钢板轧制技术轧制，末道次由TDC控制器控制轧机液压缸油柱高度变化，连续改变辊缝距离，实现钢板纵向厚度的连续变化；由于该方法是在轧制的末道次轧制出横向楔形钢板，也就是仅由一道次轧制来完成楔形钢板的轧制，必然导致其厚度变化范围较小，钢板板型较差的问题。
申请号为CN201310227028.4的中国专利，公开了“一种横向楔形轧制变厚度钢板的生产方法”，包括横向轧制：在横轧阶段末道次轧制时，按照钢板头部和尾部平均厚度设定值对钢板进行纵向变截面轧制；纵向轧制；首先，在纵轧阶段，按照横轧阶段产生的头尾纵向变厚度值进行横向等比例楔形轧制；然后，按照轧制规程分配采用影响函数方法确定辊缝调整量和弯辊力设定值，保证纵轧道次的横向厚度分布满足等比例楔形要求。由于该方法是在横向轧制的末道次设定辊缝参数轧制出横向楔形钢板，必然导致其厚度变化范围较小，钢板板型较差且无法在矫直机上进行矫正导致废板率增加。
申请号为CN200610046457.1的中国专利，公开了“一种变厚度钢板的连续轧制方法”，首先钢板头尾各留出一定的裕量，为轧出最小厚度，根据轧制力模型算出轧件预计算塑性曲线，然后结合轧机弹跳曲线确定轧辊的辊缝，然后在该辊缝下进行轧制；在头部轧制过程中计算轧出长度，直至轧出长度等于L；头部过渡阶段轧制完成后，继续进行变厚度轧制；根据变厚度轧制长度的变化，辊缝进行相应的调整；上述轧制过程持续进行，直至变厚度段轧出长度等于L，此时轧件的厚度已经过渡到最大厚度，之后进行尾部轧制，基于预计算塑性曲线与实际塑性曲线存在的偏差，在尾部轧制过程中，根据实际计算出口厚度的差别，通过调整辊缝的位置，消除尾部厚度偏差，直至尾部轧制完成。采用本发明方法能够以方便快捷的工艺连续轧制变厚度钢板。该方法采用分段式轧制，在实际批量生产中会导致生产效率低，控制稳定差的缺点。
由以上分析可知，目前楔形LP钢板生产存在如下不足：
1)钢板厚度变化规格较小，适用范围窄；
2)采用末道次轧制钢板的楔形，控制精度较差；
3)生产工艺复杂，生产效率低，控制稳定性较差。
发明内容
本发明提供了一种楔形LP钢板的轧制方法，通过对加热、轧制和冷却过程的精确控制，有效改善楔形LP钢板的板形、表面质量和整体性能，特别适用于厚度变化范围大的楔形钢板生产，且可操作性强，生产效率高。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种楔形LP钢板的轧制方法，所述楔形LP钢板的纵向截面沿中心线对称，其长度为L，且L≥1500mm；楔形LP钢板的薄端厚度为h1，厚端厚度为L2，且L2-L1≤60mm；楔形LP钢板的轧制方法包括如下步骤：
1)钢坯加热工艺：钢坯加热温度范围控制在1185～1210℃，且钢坯上表面温度比下表面温度高20～30℃；
2)钢坯出炉后，经压力≥15MPa的高压水除鳞；
3)轧制工艺：开轧温度控制在1150～1180℃，终轧温度控制在1050～1080℃；轧制总压下率≥30％，单道次压下率≥10％；钢板轧制速度控制在2～10m/s；
轧制开始后，每个道次均通过控制轧机液压缸油柱高度变化来连续改变辊缝距离，通过每道次间的迭代计算，实现钢板纵向厚度的连续变化；同时根据钢板的实际厚度调整轧机预设定模型的辊缝自学习系数，即通过厚度测量仪测量钢板实际厚度，将实际厚度与理论厚度比较，得到自辊缝自学习系数L1；具体计算过程如下：
L＝N×(MFH-GMH)
L1＝B1×L+(1-B1)×L
其中：L---辊缝自学习系数；
N---补偿系数；
MFH---钢板测量厚度；
GMH---钢板理论厚度；
L1---辊缝自学习系数当前计算值；
B1---平滑系数；
根据辊缝自学习系数当前计算值L1计算辊缝值Gap，动态调整轧机辊缝，实现楔形LP钢板的轧制，Gap计算方法如下：
式中：Gap---辊缝设定计算值；
Fh---板带出口厚度设定计算值；
Gwid.lay1---宽度补偿增益；
WCX---宽度补偿；
Goil.Lay1---油膜补偿增益；
M---轧机常数；
S---有载辊缝；
S0---轧辊标定时的辊缝；
F---油膜力；
F0---标定时的油膜力；
4)冷却工艺：冷却开始温度为1000～1050℃，返红温度为660～750℃；冷却速度为8～20℃/s。
所述补偿系数N用于对自学习数学模型进行修正，N的取值范围为：
楔形LP钢板h1为10～80mm时，N为0.10～0.12；
楔形LP钢板h1为81～130mm时，N为0.15～0.20；
楔形LP钢板h1大于130mm时，N值为0.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过对加热、轧制和冷却过程的精确控制，有效改善楔形LP钢板的板形、表面质量和整体性能，板形合格率97％以上，产品合格率100％；
2)特别适用于厚度变化范围大的楔形钢板生产；
3)工艺过程简单，可操作性强，生产效率高。
附图说明
图1是本发明所述楔形LP钢板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
本发明所述一种楔形LP钢板的轧制方法，如图1所示，所述楔形LP钢板的纵向截面沿中心线对称，其长度为L，且L≥1500mm；楔形LP钢板的薄端厚度为h1，厚端厚度为L2，且L2-L1≤60mm；楔形LP钢板的轧制方法包括如下步骤：
1)钢坯加热工艺：钢坯加热温度范围控制在1185～1210℃，且钢坯上表面温度比下表面温度高20～30℃；
2)钢坯出炉后，经压力≥15MPa的高压水除鳞；
3)轧制工艺：开轧温度控制在1150～1180℃，终轧温度控制在1050～1080℃；轧制总压下率≥30％，单道次压下率≥10％；钢板轧制速度控制在2～10m/s；
轧制开始后，每个道次均通过控制轧机液压缸油柱高度变化来连续改变辊缝距离，通过每道次间的迭代计算，实现钢板纵向厚度的连续变化；同时根据钢板的实际厚度调整轧机预设定模型的辊缝自学习系数，即通过厚度测量仪测量钢板实际厚度，将实际厚度与理论厚度比较，得到自辊缝自学习系数L1；具体计算过程如下：
L＝N×(MFH-GMH)
L1＝B1×L+(1-B1)×L
其中：L---辊缝自学习系数；
N---补偿系数；
MFH---钢板测量厚度；
GMH---钢板理论厚度；
L1---辊缝自学习系数当前计算值；
B1---平滑系数；
根据辊缝自学习系数当前计算值L1计算辊缝值Gap，动态调整轧机辊缝，实现楔形LP钢板的轧制，Gap计算方法如下：
式中：Gap---辊缝设定计算值；
Fh---板带出口厚度设定计算值；
Gwid.lay1---宽度补偿增益；
WCX---宽度补偿；
Goil.Lay1---油膜补偿增益；
M---轧机常数；
S---有载辊缝；
S0---轧辊标定时的辊缝；
F---油膜力；
F0---标定时的油膜力；
4)冷却工艺：冷却开始温度为1000～1050℃，返红温度为660～750℃；冷却速度为8～20℃/s。
所述补偿系数N用于对自学习数学模型进行修正，N的取值范围为：
楔形LP钢板h1为10～80mm时，N为0.10～0.12；
楔形LP钢板h1为81～130mm时，N为0.15～0.20；
楔形LP钢板h1大于130mm时，N值为0.5。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
轧制钢种为Q420C的楔形LP钢板，楔形LP钢板成品厚度h1为135mm，h2为155mm，长度L为1500mm。具体轧制过程如下：
钢坯加热温度为1210℃，且上表面温度比下表面温度高20℃，
经过压力为15MPa的高压水除鳞；
开轧温度为1180℃，终轧温度为1080℃，总压下率为30％，单道次压下率不小于10％，钢板轧制速度为5m/s；
补偿系数N取0.5；
冷却开始温度为1000℃，返红温度为750℃，冷却速度为10℃/s；
楔形LP钢板成品经检验，屈服强度为432Mpa，20℃冲击功为120J，符合检验标准要求，板形合格率为97.3％。
【实施例2】
轧制钢种为Q345C的楔形LP钢板，楔形LP钢板成品厚度h1为10mm，h2为65mm，长度L为8000mm。具体轧制过程如下：
钢坯加热温度为1185℃，且上表面温度比下表面温度高20℃；
经过压力为15MPa的高压水除鳞；
开轧温度为1150℃，终轧温度为1020℃，总压下率为45％，单道次压下率不小于8％，钢板轧制速度为8m/s；
补偿系数N取0.11；
冷却开始温度为1000℃，返红温度为750℃，冷却速度为20℃/s；
楔形LP钢板成品经检验，屈服强度为405Mpa，-20℃冲击功为85J，符合检验标准要求，板形合格率为97.6％。
【实施例3】
轧制钢种为Q235C的楔形LP钢板，楔形钢板成品厚度h1为86mm，h2为128mm，长度L为2000mm。具体轧制过程如下：
钢坯加热温度为1210℃，且上表面温度比下表面温度高20℃；
经过压力为15MPa的高压水除鳞；
开轧温度为1160℃，终轧温度为1060℃，总压下率为45％，单道次压下率不小于8％，钢板轧制速度为4.5m/s；
补偿系数N取0.16；
冷却开始温度为1020℃，返红温度为680℃，冷却速度为10℃/s；
楔形LP钢板成品经检验，屈服强度为260Mpa，20℃冲击功为225J，符合检验标准要求，板形合格率为97.7％。
【实施例4】
轧制钢种为Q345D的楔形LP钢板，楔形LP钢板成品厚度h1为80mm，h2为126mm，长度L为3000mm。具体轧制过程如下：
钢坯加热温度为1190℃，且上表面比下表面高20℃；
经过压力为15MPa的高压水除鳞；
开轧温度为1160℃，终轧温度为1055℃，总压下率为55％，单道次压下率不小于8％，钢板轧制速度为.4m/s；
补偿系数N取0.18；
冷却开始温度为1030℃，返红温度为720℃，冷却速度为8℃/s；
楔形LP钢板成品经检验，屈服强度为412Mpa，0℃冲击功为135J，符合检验标准要求，板形合格率为98.2％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种楔形LP钢板的轧制方法，其特征在于，所述楔形LP钢板的纵向截面沿中心线对称，其长度为L，且L≥1500mm；楔形LP钢板的薄端厚度为h1，厚端厚度为L2，且L2-L1≤60mm；楔形LP钢板的轧制方法包括如下步骤：
1)钢坯加热工艺：钢坯加热温度范围控制在1185～1210℃，且钢坯上表面温度比下表面温度高20～30℃；
2)钢坯出炉后，经压力≥15MPa的高压水除鳞；
3)轧制工艺：开轧温度控制在1150～1180℃，终轧温度控制在1050～1080℃；轧制总压下率≥30％，单道次压下率≥10％；钢板轧制速度控制在2～10m/s；
轧制开始后，每个道次均通过控制轧机液压缸油柱高度变化来连续改变辊缝距离，通过每道次间的迭代计算，实现钢板纵向厚度的连续变化；同时根据钢板的实际厚度调整轧机预设定模型的辊缝自学习系数，即通过厚度测量仪测量钢板实际厚度，将实际厚度与理论厚度比较，得到自辊缝自学习系数L1；具体计算过程如下：
L＝N×(MFH-GMH)
L1＝B1×L+(1-B1)×L
其中：L---辊缝自学习系数；
N---补偿系数；
MFH---钢板测量厚度；
GMH---钢板理论厚度；
L1---辊缝自学习系数当前计算值；
B1---平滑系数；
根据辊缝自学习系数当前计算值L1计算辊缝值Gap，动态调整轧机辊缝，实现楔形LP钢板的轧制，Gap计算方法如下：
式中：Gap---辊缝设定计算值；
Fh---板带出口厚度设定计算值；
Gwid.lay1---宽度补偿增益；
WCX---宽度补偿；
Goil.Lay1---油膜补偿增益；
M---轧机常数；
S---有载辊缝；
S0---轧辊标定时的辊缝；
F---油膜力；
F0---标定时的油膜力；
4)冷却工艺：冷却开始温度为1000～1050℃，返红温度为660～750℃；冷却速度为8～20℃/s。
2.根据权利要求1所述的一种楔形LP钢板的轧制方法，其特征在于，所述补偿系数N用于对自学习数学模型进行修正，N的取值范围为：
楔形LP钢板h1为10～80mm时，N为0.10～0.12；
楔形LP钢板h1为81～130mm时，N为0.15～0.20；
楔形LP钢板h1大于130mm时，N值为0.5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180814 |