CN110157892A - 不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法 - Google Patents

不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法，其方法工艺为：第n卷带钢和第n+1卷带钢为不同的带钢衔接并进行连续退火；根据两卷带钢的钢种、规格和均热段的目标温度确定温度和工艺速度的调整方案。本方法在不同带钢衔接生产时进行工艺优化，可以将不同规格和/或不同的带钢在连续生产时均热段温度的实际值的变化控制在均热段温度目标值的±5℃范围内，有利于退火后带钢性能的稳定，从而减少过渡带钢长度，提高产品收得率。

Description

不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法
技术领域
本发明涉及一种连续退火方法，尤其是一种不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法。
背景技术
连续退火炉生产由于具有生产效率高、产品通长性能稳定性好以及快冷段冷却速率快等特点，具有罩式退火生产工艺不可比拟的优势，被广泛地应用于诸多钢种尤其是先进汽车用钢的生产上。而且，有些钢种只能采用连续退火方式生产，如双相钢和形变诱导塑性钢等。与罩式退火生产中带钢采用堆垛方式加热的生产方式不同，连续退火为连续生产方式，即带钢通过入口焊机将前后带钢连接起来，保证带钢在整个产线中保持连续不间断的生产。但由于客户需求的钢种和规格多样，在实际生产中，不可能一个钢种一个规格一直生产下去，会存在不同钢种或不同规格带钢的前后连接生产。当焊缝前后的钢种或规格不同时，会导致退火过程中带钢温度的波动，最终导致带钢性能的波动。对于这部分过渡钢带，通常会采取降判或改判等方式处理；上述处理方式降低了产品收得率，增加了生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能有效的降低带钢性能波动的不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：第n卷带钢和第n+1卷带钢为不同的带钢衔接进行连续退火；根据两卷带钢的钢种、规格和均热段的目标温度选择下述工艺；
(1)钢种相同且规格不同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，调整第n+1卷带钢的工艺速度为Vn+1，所述LR为加热段长度；Vn+1的计算公式见式(Ⅰ)：
Vn+1＝Vn+Vn*(wn*tn-wn+1*tn+1)/(wn*tn) (Ⅰ)
式(Ⅰ)中：
tn：第n卷带钢的厚度，mm；
wn：第n卷带钢的宽度，mm；
Vn：第n卷带钢的工艺速度，m/min；
tn+1：第n+1卷带钢的厚度，mm；
wn+1：第n+1卷带钢的宽度，mm；
(2)钢种不同、规格相同且均热段目标温度相同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，将均热段入口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tx，并将均热段入口的设定温度调整为Tn+1，所述LS为均热段长度；当第n+1卷出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1；所述Tx的计算公式见式(Ⅱ)：
Tx＝Tn+1-(CEn+1-CEn)*50 (Ⅱ)
式(Ⅱ)中：
Tn+1：第n+1卷带钢均热段的目标温度，℃；
CEn：第n卷带钢的碳当量；
CEn+1：第n+1卷带钢的碳当量；
(3)钢种不同、规格相同且均热段目标温度不同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，将均热段入口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段入口的设定温度调整为Tn+1，同时将均热段出口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1；所述Tx的计算公式见式(Ⅱ)，所述Tn+1为第n+1卷带钢均热段的目标温度，℃；
(4)钢种不同、规格不同且均热段目标温度相同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，将均热段入口的设定温度调整为Tx，同时调整带钢的工艺速度为Vn+1；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tx，同时将均热段入口的设定温度调整为Tn+1；当第n+1卷带钢出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口设定温度调整为Tn+1；
(5)钢种不同、规格不同且均热段目标温度不同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，将均热段入口的设定温度调整为Tx，同时调整带钢的工艺速度为Vn+1；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段入口的设定温度调整为Tn+1，同时将均热段出口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢出均热的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1。
本发明所述第n卷带钢和第n+1卷带钢根据前后顺序焊接在一起。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在不同带钢衔接生产时进行工艺优化，可以将不同规格和/或不同钢种的带钢在连续生产时均热段温度的实际值的变化控制在均热段温度目标值的±5℃范围内变化，有利于退火后带钢性能的稳定，从而减少过渡带钢长度，提高产品收得率，提高经济效益。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是连续退火线生产工艺示意图。
具体实施方式
图1为某一钢种典型的连续退火线生产工艺示意图，主要包括预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段和过时效段，其中均热段带钢的实际温度是决定带钢性能的首要因素。图中，均热段带钢的实际温度：通过高温计实时测量获得的带钢温度。均热段带钢的目标温度：取决于带钢钢种，即退火过程中期望的带钢温度。均热段的设定温度：指在均热段的入口和出口处进行设定，通过对该温度的设定以调控带钢的实际温度更加接近均热段带钢的目标温度。
本不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法采用下述工艺：第n卷带钢和第n+1卷带钢为不同的带钢衔接进行连续退火，即将第n卷带钢和其后的第n+1卷带钢按前后顺序焊接在一起，依次进行连续退火；根据两卷带钢的钢种、规格和均热段的目标温度选择下述工艺。
1、两卷带钢的钢种相同。
1.1、规格相同：两卷带钢的规格相同，即截面面积相同，则无需进行任何调整。在实际的生产中，(wn*tn-wn+1*tn+1)/(wn*tn)不超过3％均可视为规格相同。
1.2、规格不同：以带钢的截面面积(宽度*厚度)为参数来调控均热段带钢的实际温度，在生产序列中，第n(n≥1)卷带钢生产已进入稳定状态，均热段带钢的实际温度与目标温度相同，此时均热段带钢的实际温度或目标温度为Tn(℃)；当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR(LR为加热段长度，单位m)，即第n+1卷带钢进入加热段的长度为加热段总长的60％～70％时，逐步调整(增加或减小)带钢的工艺速度至Vn+1，调整时加速度控制在1m/s2以内能满足产线的稳定生产。所述Vn+1的计算公式见式(Ⅰ)：
Vn+1＝Vn+Vn*(wn*tn-wn+1*tn+1)/(wn*tn) (Ⅰ)
式(Ⅰ)中：
tn：第n卷带钢的厚度，mm；
wn：第n卷带钢的宽度，mm；
Vn：第n卷带钢的工艺速度(与目标值相同)，m/min；
tn+1：第n+1卷带钢的厚度，mm；
wn+1：第n+1卷带钢的宽度，mm；
Vn+1：第n+1卷带钢的工艺速度(与目标值相同)，m/min。
2、两卷带钢的钢种不同：前后两卷带钢钢种不同时，则采用带钢的碳当量CE为参数来调整和控制均热段带钢的实际温度，碳当量的计算公式如下：
式中，化学成分含量的单位为质量百分含量。
2.1、规格相同、均热段的目标温度相同：第n卷带钢生产已进入稳定状态，均热段带钢温度的目标值和实际值相同，均为Tn(℃)；而且第n+1卷带钢的目标值Tn+1＝Tn(℃)；当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，即第n+1卷带钢进入加热段的长度为加热段总长的60％～70％时，调整均热段入口的设定温度为Tx；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS(所述LS为均热段长度，单位m)时，即第n+1卷带钢进入均热段的长度为均热段总长的0.45％～0.55％时，将均热段出口的设定温度调整为Tx，同时将均热段入口的设定温度调整为Tn+1(℃)；当第n+1卷带钢出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，即第n+1卷带钢向前伸出均热段的长度为均热段总长的0.45％～0.55％时，将均热段出口设定温度调整为Tn+1(℃)。所述Tx的计算公式见式(Ⅱ)：
Tx＝Tn+1-(CEn+1-CEn)*50 (Ⅱ)
式(Ⅱ)中：
Tn+1：第n+1卷带钢均热段的目标温度，℃；
CEn：第n卷带钢的碳当量；
CEn+1：第n+1卷带钢的碳当量。
2.2、规格相同、均热段目标温度不同：第n卷带钢已运行至稳定状态，当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，开始调整均热段入口的设定温度值，将设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段入口的设定温度调整为Tn+1(℃)，同时将均热段出口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢出均热的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1(℃)。所述Tx计算公式见上式(Ⅱ)。
2.3、规格不同，均热段目标温度相同：这种情况下，Tn＝Tn+1，wn*tn≠wn+1*tn+1。第n卷带钢生产已进入稳定状态，当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，调整均热段入口温度设定值，将设定温度调整为Tx，同时逐步调整带钢的工艺速度，调整为Vn+1，调整时加速度控制在1m/s2以内能满足产线的稳定生产；当带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tx，同时将均热段入口的设定温度调整为Tn+1(℃)；当带钢出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1(℃)。所述Vn+1的计算公式见式(Ⅰ)，Tx计算公式见上式(Ⅱ)。
2.4、规格不同，均热段目标温度不同：这种情况下，Tn≠Tn+1，wn*tn≠wn+1*tn+1。第n卷带钢已运行至稳定状态，当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，调整均热段入口的设定温度值，将设定温度调整为Tx，同时逐步调整工艺速度为Vn+1，调整时加速度控制在1m/s2以内能满足产线的稳定生产；当带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段入口的设定温度调整为Tn+1(℃)，同时将均热段出口的设定温度调整为Tx；当带钢出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1(℃)。所述Vn+1的计算公式见式(Ⅰ)，Tx计算公式见上式(Ⅱ)。
3、连续生产时当带钢规格进行变换时，会根据规格的变化幅度通过辊速的调整以调整带钢的实际工艺速度，该过程是一个逐渐调整逼近的过程；上述工艺中，计算的Vn+1与第n+1卷带钢的目标工艺速度不一致时，工艺速度不断地逼近并最终等同于第n+1卷带钢的目标工艺速度。
实施例：下述实施例中产线带钢的厚度为0.3～2.5mm、宽度为900～1600mm；所涉及的钢种及其碳当量如表1所示。
表1：各实施例的钢种
钢质 钢种 碳当量(CE) 均热段的目标温度(℃)
低碳钢 DC01 0.077 780
低合金高强钢 HC340LA 0.28 780
含磷高强钢 210P1 0.13 830
双相钢 DP600 0.45 800
形变诱导塑形用钢 TRIP780 0.56 800
实施例1：本不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法具体如下所述。
(1)第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种、规格、工艺速度和均热段温度等见表2。
表2：带钢的钢种、规格和工艺要求
由表2可知，第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种相同，截面面积为1750mm2和1752mm2，可视为规格相同，均热段的目标温度值也相同。
(2)无需调整任何工艺参数即可实现均热段温度的稳定。
实施例2：本不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法具体如下所述。
(1)第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种、规格、工艺速度和均热段温度等见表3。
表3：带钢的钢种、规格和工艺要求
由表3可知，第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种相同、规格不同，均热段的目标温度值相同。
(2)当第n+1卷带钢在进入加热段0.65LR的距离时，开始调整工艺速度，调整方法为：目标工艺速度为Vn+1＝150+150*(1.4*1250-1.2*1250)/1.2*1250＝175m/min，即从150m/min逐步调整到175m/min，调整时加速度≤1m/s2；那么当带钢到达均热段入口时，带钢实际温度为779℃，出均热段时带钢的实际温度为775℃；通过本方法，第n+1卷带钢均热段的实际温度在775～782℃范围内波动。
实施例3：本不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法具体如下所述。
(1)第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种、规格、工艺速度和均热段温度等见表4。
表4：带钢的钢种、规格和工艺要求
由表4可知，第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种不同、规格相同，均热段的目标温度值相同。
(2)当第n+1卷带钢在加热段运行0.70LR的距离时，开始调整均热段入口的设定温度值，此时第n卷带钢仍在均热段，均热段入口和出口温度的实际值与设定值相同，均等同于目标值，由于带钢的碳当量不同，生产中会产生温度的变化，计算如下：TRIP780和DP600的碳当量分别为0.56和0.45，温度变化△T＝(0.45-0.56)*50＝-5.5℃，即为-5.5℃，因此，调整方案为：将均热段入口的设定温度由800℃调整到805.5℃，带钢入均热段时的实际温度为802℃；当第n+1卷带钢运行到均热段0.45LS的距离时，将均热段出口的温度调整到805.5℃，并将均热段入口温度调整到800℃；当第n+1卷带钢运行出均热段0.50LS的距离时，将均热段出口的温度调整到800℃，带钢在出口处的实际温度为799℃。通过本方法，第n+1卷带钢均热段的实际温度在797～803℃范围内波动。
实施例4：本不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法具体如下所述。
(1)第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种、规格、工艺速度和均热段温度等见表5。
表5：带钢的钢种、规格和工艺要求
由表5可知，第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种不同、规格相同，均热段的目标温度值不同。
(2)当第n+1卷带钢在加热段运行0.60LR的距离时，开始调整均热段入口的设定温度值，此时第n卷带钢仍在均热段，均热段入口和出口的实际值与设定值相同，均等同于目标值，由于带钢的碳当量不同，生产中会产生温度的变化，计算如下：△T＝(0.13-0.077)*50＝2.65℃，即为2.65℃，调整方案为：将均热段入口的设定温度由780℃逐步调整到827.35℃，带钢入均热段时的实际温度为823℃；当第n+1卷带钢运行到均热段0.55LR的距离时，将均热段出口的温度调整到827.35℃，并将均热段入口温度调整到830℃；当第n+1卷带钢运行出均热段且运行0.55LR的距离时，将出口段的温度调整到830℃，带钢在出口处的实际温度为837℃。通过本方法，第n+1均热段带钢的实际温度在825～835℃范围内波动。
实施例5：本不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法具体如下所述。
(1)第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种、规格、工艺速度和均热段温度等见表6。
表6：带钢的钢种、规格和工艺要求
由表6可知，第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种不同、规格不同，均热段的目标温度值相同。
(2)当第n+1卷带钢在加热段运行0.60LR的距离时，开始调整均热段入口的设定温度值，此时第n卷带钢仍在均热段，均热段入口和出口温度实际值与设定值相同，均等于目标值，由于带钢碳当量不同，带钢过渡时会产生温度变化，计算如下：△T＝(0.28-0.077)*50＝10.15℃，即为10.15℃，调整方案为：将均热段入口的设定温度由780℃调整到769.9℃，同时调整带钢的工艺速度，调整方法为：目标工艺速度为Vn+1＝210+210*(1.0*1250-1.2*1350)/1.0*1250＝147.84m/min，调整时加速度≤1m/s2，带钢入均热段时的实际温度为779℃；当第n+1卷带钢运行到均热段0.48LS的距离时，将均热段入口的温度调整到780℃，并将均热段出口温度调整到769.9℃；当第n+1卷带钢运行出均热段且运行0.45LS的距离时，将均热段出口的设定温度值调整到780℃，带钢在出口处的实际温度为782℃。通过本方法，第n+1均热段带钢的实际温度在776～782℃范围内波动。
实施例6：本不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法具体如下所述。
(1)第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种、规格、工艺速度和均热段温度等见表7。
表7：带钢的钢种、规格和工艺要求
由表6可知，第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种不同、规格不同，均热段的目标温度值不同。
(2)当第n+1卷带钢在加热段运行0.64LR的距离时，开始调整均热段入口的设定温度值，此时第n卷带钢仍在均热段，均热段入口和出口温度实际值与设定值相同，均等于目标值，由于带钢碳当量不同，带钢过渡时温度变化，计算如下：△T＝(0.45-0.28)*50＝8.5℃，即为8.5℃，调整方案为：将均热段入口的设定温度由780℃调整到791.5℃，同时调整带钢的工艺速度，调整方法为：目标工艺速度为Vn+1＝150+150*(1.4*1250-1.2*1250)/1.4*1250＝171.4，调整时加速度≤1m/s2，带钢入均热段时的实际温度为798℃；当第n+1卷带钢运行到均热段0.50LS的距离时，将均热段入口的温度调整到800℃，并将均热段出口温度调整到791.5℃；当第n+1卷带钢运行出均热段且运行0.53LS的距离时，将均热段出口的设定温度值调整到800℃，带钢在出口处的实际温度为803℃。通过本方法，第n+1均热段带钢的实际温度在795～803℃范围内波动。
对比案例：采用常规工艺进行控制，具体如下所述。
(1)第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种、规格、工艺速度和均热段温度等见表8。
表8：带钢的钢种、规格和工艺要求
由表8可知，第n卷带钢和第n+1卷带钢的钢种不同、规格相同，均热段的目标温度值不同。
(2)两个钢种的规格相同，无需调整工艺速度，由于钢质不同，在生产中，采用下述方案进行温度调整：当DP600到达均热段入口时开始调整均热段的入口和出口温度到800℃，此时由于碳当量差异入口温度会跳跃，跳跃值为：△T＝(0.45-0.077)*50＝18.65℃，因此此时带钢的实际温度为818.65℃，远超过材料的目标温度，而当整个钢带通过均热段后，均热段带钢温度变化为774～819℃，变化范围为45℃。

Claims (2)

1.一种不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法，其特征在于：第n卷带钢和第n+1卷带钢为不同的带钢衔接进行连续退火；根据两卷带钢的钢种、规格和均热段的目标温度选择下述工艺；
（1）钢种相同且规格不同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，调整第n+1卷带钢的工艺速度为Vn+1，所述LR为加热段长度；Vn+1的计算公式见式（Ⅰ）：
Vn+1=Vn+Vn*(wn*tn-wn+1*tn+1)/(wn*tn) （Ⅰ）
式（Ⅰ）中：
tn：第n卷带钢的厚度，mm；
wn：第n卷带钢的宽度，mm；
Vn：第n卷带钢的工艺速度，m/min；
tn+1：第n+1卷带钢的厚度，mm；
wn+1：第n+1卷带钢的宽度，mm；
（2）钢种不同、规格相同且均热段目标温度相同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，将均热段入口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tx，并将均热段入口的设定温度调整为Tn+1，所述LS为均热段长度；当第n+1卷出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1；所述Tx的计算公式见式（Ⅱ）：
Tx= Tn+1-(CEn+1-CEn)*50 （Ⅱ）
式（Ⅱ）中：
Tn+1：第n+1卷带钢均热段的目标温度，℃；
CEn：第n卷带钢的碳当量；
CEn+1：第n+1卷带钢的碳当量；
（3）钢种不同、规格相同且均热段目标温度不同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，将均热段入口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段入口的设定温度调整为Tn+1，同时将均热段出口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1；所述Tx的计算公式见式（Ⅱ），所述Tn+1为第n+1卷带钢均热段的目标温度，℃；
（4）钢种不同、规格不同且均热段目标温度相同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，将均热段入口的设定温度调整为Tx，同时调整带钢的工艺速度为Vn+1；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tx，同时将均热段入口的设定温度调整为Tn+1；当第n+1卷带钢出均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口设定温度调整为Tn+1；
（5）钢种不同、规格不同且均热段目标温度不同时：当第n+1卷带钢进入加热段的长度为0.60LR～0.70LR时，将均热段入口的设定温度调整为Tx，同时调整带钢的工艺速度为Vn+1；当第n+1卷带钢进入均热段的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段入口的设定温度调整为Tn+1，同时将均热段出口的设定温度调整为Tx；当第n+1卷带钢出均热的长度为0.45LS～0.55LS时，将均热段出口的设定温度调整为Tn+1。
2.根据权利要求1所述的不同带钢衔接连续退火时的温度波动控制方法，其特征在于：所述第n卷带钢和第n+1卷带钢根据前后顺序焊接在一起。
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