CN102397875A - 一种纵向变厚度钢板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纵向变厚度钢板的生产方法，通过控制出炉时钢坯上、下表面温度差和高压水除鳞道次，配辊时控制上、下工作辊直径差，并根据钢板的实际厚度调整数学模型零点自适应数值，控制钢板轧制速度、开、终轧温度、最后两道的单道次变形量、轧后冷却速率及开、终冷温度等一系列工艺技术措施，控制和改善钢板的板形、表面质量及力学性能，从而生产出合格的纵向变厚度钢板。按照上述生产工艺和技术参数生产出的纵向变厚度钢板，其板型合格率达到95％以上，性能合格率达到99％，表面无黏着的氧化铁皮，各项物理、化学性能指标完全符合标准要求。
Description
技术领域
本发明属于轧钢工艺技术领域，具体涉及一种长度方向不等厚即纵向变厚度热轧宽厚钢板的生产方法。
背景技术
纵向变厚钢板的厚度变形过程，首先是将钢板的头尾各留出一定的余量，根据轧制力模型算出轧件预计算塑性曲线，再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，头部过渡阶段轧制完成后再进行变厚度轧制。根据变厚度轧制长度的变化，相应调整辊缝，直至变厚度段轧出目标长度，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，调整辊缝的位置，消除尾部厚度偏差，直至尾部轧制完成。
纵向变厚度钢板主要用在工字梁的翼缘上，有时也被用于工字梁和箱梁的腹板。这种高性能钢板可以减少结构中焊接的次数并减轻结构的重量，在造船、桥梁、容器等行业有着广阔的发展前景。
目前，国内纵向变厚度钢板的生产还刚刚起步，各方面都不成熟，很多企业仍处于试验试轧阶段，变厚度钢板的生产工艺技术亦处于保密状态。中国是世界上最大的钢铁消费国之一，而钢铁作为一种有限的资源必将日益稀缺，推广生产和使用高性能钢也是非常紧迫的。因此，纵向变厚度钢板生产技术的研究顺应国家科学发展观，适应减量化制造的需要，对提高企业核心竞争力具有十分重要的现实意义。而结合我国宽厚板生产的实际，制定合理的纵向变厚度钢板生产工艺，有效控制成品钢板的强度和韧性，保证纵向变厚度钢板的各项性能指标符合同级别钢板相关标准的要求，生产出合格的纵向变厚度钢板，从而满足市场和用户的使用要求是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种综合性工艺技术措施，从而确保轧制出重量轻、成本低、焊缝少、结构优，具有良好板形及力学性能的纵向变厚度钢板的方法。
为此，本发明所采取的技术解决方案是：
一种纵向变厚度钢板的生产方法，通过采取控制加热、控制轧制和控制冷却的方法，控制和改善钢板的板形、表面质量及力学性能，从而生产出合格的纵向变厚度钢板。其具体方法是：
钢坯出炉时，上表面温度比下表面温度高20～40℃。
钢坯出炉后，高压水除鳞1～2道次。
轧机配辊时，上工作辊直径大于下工作辊直径，上、下工作辊直径差为≤6mm。
轧制开始时，根据钢板的实际厚度调整数学模型的零点自适应数值。所谓零点自适应数值，是指在钢板测量厚度可用的情况下，通过计算厚度和测量厚度的比较，对数学模型的零点进行有效修正的系数值。具体取值范围为：
钢板厚度为10～40mm，零点自适应数值为0.1～0.3；
钢板厚度为＞40～60mm，零点自适应数值为0.3～0.5；
钢板厚度为＞60～80mm，零点自适应数值为0.5～0.6；
钢板厚度＞80mm，零点自适应数值为0.7。
钢板轧制速度控制在5.5～6.5m/s。
开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为950～1050℃。
最后两道的单道次变形量为10～15％。
最大轧制力为80～95MN，最大扭矩3500～3800kNm，最大压下量30～45mm，最大压下率35～45％。
设定开始冷却温度为900～1000℃，终冷温度为800～900℃。
冷却速率为2～5K/s。
推荐的工艺技术参数为：
钢坯出炉时，上表面温度比下表面温度高30℃。
上、下工作辊直径差为3mm。
钢板开轧温度为1050℃，终轧温度为1000℃。
最后两道的单道次变形量为12％。
设定开始冷却温度为950℃，终冷温度为850℃。
钢板轧后冷却速率为3K/s。
本发明的有益效果为：
按照上述生产工艺和技术参数生产出的纵向变厚度钢板，其板型合格率达到95％以上，性能合格率达到99％，表面无黏着的氧化铁皮，各项物理、化学性能指标完全符合标准要求。
使用本发明方法生产的纵向变厚度钢板，对于桁架和桥梁结构来说，不仅其重量比传统的钢板要轻；而且可减少制作时间，降低制作成本；同时，焊接时可将焊缝转移到应力较小的区域并可减少焊缝。另外，对于需要抗疲劳的结构，还可根据实际的应力分布优化结构断面形状，增加结构的安全性。
具体实施方式
下面，结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明之纵向变厚度钢板的生产方法，主要是针对厚度在10mm以上的热轧钢板，利用纵向变厚度钢板轧机和相应的自动控制系统，采取优化加热制度、控制轧制工艺和调整冷却技术等一系列综合性的工艺技术措施，控制和改善钢板的板形、表面质量及力学性能，从而生产出合格的纵向变厚度钢板。
实施例1：钢板厚度为40mm。
钢坯加热完毕从加热炉出炉时，其上表面温度比下表面温度高30℃。
钢坯出炉后，经高压水除鳞1道次。
轧机配辊时，上工作辊直径大于下工作辊直径，上、下工作辊直径差为3mm。
根据钢坯的实际厚度，选取数学模型的零点自适应数值为0.3。
钢板轧制速度控制在6.0m/s。
开轧温度为1050℃，终轧温度为1000℃。
最后两道的单道次变形量为12％。
最大轧制力为85MN，最大扭矩3800kNm，最大压下量40mm，最大压下率45％。
设定开始冷却温度为950℃，终冷温度为850℃。
冷却速率为3K/s。
实施例2：钢板厚度为100mm。
钢坯出炉时，上表面温度比下表面温度高40℃。
钢坯出炉后，高压水除鳞2道次。
轧机配辊时，上工作辊直径大于下工作辊直径，上、下工作辊直径差为6mm。
根据钢板的实际厚度选取的数学模型的零点自适应数值为0.7。
钢板轧制速度控制在6.5m/s。
开轧温度为1000℃，终轧温度为950℃。
最后两道的单道次变形量为14％。
最大轧制力为80MN，最大扭矩3600kNm，最大压下量45mm，最大压下率40％。
设定开始冷却温度为1000℃，终冷温度为900℃。
冷却速率为4.5K/s。
实施例3：钢板厚度为65mm。
钢坯出炉时，上表面温度比下表面温度高20℃。
钢坯出炉后，高压水除鳞1道次。
轧机配辊时，上工作辊直径大于下工作辊直径，上、下工作辊直径差为4mm。
根据钢板的实际厚度选取的数学模型的零点自适应数值为0.52；
钢板轧制速度控制在5.5m/s。
开轧温度为1100℃，终轧温度为1050℃。
最后两道的单道次变形量为10％。
最大轧制力为95MN，最大扭矩3650kNm，最大压下量30mm，最大压下率37％。
设定开始冷却温度为900℃，终冷温度为800℃。
冷却速率为2K/s。
Claims (7)
1.一种纵向变厚度钢板的生产方法，其特征在于，通过采取控制加热、控制轧制和控制冷却的方法，控制和改善钢板的板形、表面质量及力学性能；具体方法是：
钢坯出炉时，上表面温度比下表面温度高20～40℃；
钢坯出炉后，高压水除鳞1～2道次；
轧机配辊时，上工作辊直径大于下工作辊直径，上、下工作辊直径差为≤6mm；
轧制开始时，根据钢板的实际厚度和计算厚度的偏差，修正计算厚度的系数即零点自适应数值：
钢板厚度为10～40mm，零点自适应数值为0.1～0.3；
钢板厚度为＞40～60mm，零点自适应数值为0.3～0.5；
钢板厚度为＞60～80mm，零点自适应数值为0.5～0.6；
钢板厚度＞80mm，零点自适应数值为0.7；
轧制速度控制在5.5～6.5m/s；
开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为950～1050℃；
最后两道的单道次变形量为10～15％；
最大轧制力为80～95MN，最大扭矩3500～3800kNm，最大压下量30～45mm，最大压下率35～45％；
设定开始冷却温度为900～1000℃，终冷温度为800～900℃；
冷却速率为2～5K/s。
2.根据权利要求1所述的纵向变厚度钢板的生产方法，其特征在于，钢坯出炉时，上表面温度比下表面温度高30℃。
3.根据权利要求1所述的纵向变厚度钢板的生产方法，其特征在于，所述上、下工作辊直径偏差为3mm。
4.根据权利要求1所述的纵向变厚度钢板的生产方法，其特征在于，钢板开轧温度为1050℃，终轧温度为1000℃。
5.根据权利要求1所述的纵向变厚度钢板的生产方法，其特征在于，所述最后两道的单道次变形量为12％。
6.根据权利要求1所述的纵向变厚度钢板的生产方法，其特征在于，所述设定开始冷却温度为950℃，终冷温度为850℃。
7.根据权利要求1所述的纵向变厚度钢板的生产方法，其特征在于，钢板轧后冷却速率为3K/s。
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