CN109702022A - 一种防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，包括带钢粗轧、精轧、层流冷却、卷取成钢卷、钢卷空冷、平整工序，本发明通过同时调整层流冷却参数和平整工序的参数，确保带钢在卷取之前完成相变，防止带钢在卷取后因层与层之间发生错动而松卷；且在平整机平整时，降低开卷机前张力和收卷机后张力，降低平整速度，避免钢卷平整时在张力的作用下因钢卷层与层之间产生摩擦而导致平整挫伤，提高钢卷的表面质量，降低质量风险。
Description
技术领域
本发明属于热轧带钢生产工艺技术领域，具体涉及一种防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法。
背景技术
薄规格中高碳钢热轧钢卷一般经酸洗或冷轧后使用，已广泛应用于汽车零部件、美工刀片、剪刀、钢尺等工具或量具，这些用途对热轧钢卷表面质量的要求都非常高。
中高碳钢因为碳含量高，部分牌号还添加了一定量的合金或微合金元素，传统工艺一般采用空冷或者水冷及高温卷取的方式来生产热轧带钢，以便于降低带钢的硬度。这种工艺条件下，所生产的中高碳钢热轧钢卷基本在卷取之后才发生奥氏体向铁素体、珠光体的转变，会带来如下问题：(1)钢卷层与层之间在相变后将发生错动，引起松卷，这种钢卷在后续平整时，在张力作用下，带钢层与层之间产生摩擦，出现平整挫伤现象；(2)钢卷卷取后在较高的温度下，于空气中发生相变，氧化铁皮较厚，较厚的氧化铁皮更容易在平整的层与层摩擦时出现平整挫伤。
在控制钢卷平整挫伤和划伤方面，武汉钢铁(集团)公司于2014年5月12日申请的中国专利CN201410199349.2，专利名称为：消除热轧带钢精整表面挫伤的控制方法，其公开了通过调整带钢头部(1-3m)的卷取温度以及调整平整时的工艺参数来解决挫伤问题，带钢的厚度为2mm以下，钢种为普碳或低碳钢，并不适用于中高碳钢。北京首钢股份有限公司于2014年06月16日申请的中国专利CN201410268624.1，专利名称为：防止带钢在平整机平整过程中产生划伤缺陷的方法及装置，其公开了通过单一调整平整机的参数来解决平整划伤问题，主要针对薄规格的低强度且高延伸率的冷轧钢带，而不适用于热轧钢卷。
因此，有必要研发一套防止中高碳热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的技术。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，可以防止钢卷平整时在张力的作用下因钢卷层与层之间产生摩擦而导致的平整挫伤问题，可以提高钢卷的表面质量，降低钢卷质量风险。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，包括带钢粗轧、精轧、层流冷却、卷取成钢卷、钢卷空冷、平整工序，其中层流冷却采取前段层冷；
所述层流冷却工序的参数设定方法，包括以下步骤：
根据带钢钢种的过冷奥氏体等温转变曲线(TTT曲线)，确定带钢的鼻温点温度及鼻温点温度下带钢从开始相变至结束相变的时间；
前段层冷的终冷温度设置为带钢的鼻温点温度，前段层冷结束至卷取测温点的时间设置为大于等于在鼻温点温度下带钢开始相变至结束相变的时间；
所述平整工序的参数设定为：
前张力设置为80～100KN，后张力设定为180～200KN，平整速度设定为80～100m/min。
优选地，带钢的卷取温度设置为550～630℃，带钢卷取张力为20～40MPa。
优选地，终轧温度设定为800～900℃。
优选地，所述带钢的厚度为1.2～3.5mm，宽度为900～1600mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明根据钢种的过冷奥氏体等温转变曲线(TTT曲线)确定带钢的鼻温点温度和鼻温点温度下相变开始至相变结束的时间，根据上述数据设定层流冷却的参数，以确保带钢在卷取之前完成奥氏体向珠光体+铁素体(或珠光体)的相变，避免带钢在卷取后的过程发生相变，导致钢卷层与层之间的相对移动和钢卷的松动，进而防止钢卷产生平整挫伤缺陷；
在平整机平整时工序中，前张力设定为80～100KN，其相当于同规格(带钢宽度和厚度)Q235B普碳钢前张力的60％～80％，后张力设定为180～200KN，其相当于同规格(带钢宽度和厚度)Q235B普碳钢后张力的80％～90％；平整速度设定为80～100m/min，其相当于同规格(带钢宽度和厚度)Q235B普碳钢平整速度的70％～80％。钢卷上平整机平整，其中平整机包含开卷机和收卷机，降低开卷机前张力和收卷机后张力，降低平整速度，进一步防止钢卷产生平整挫伤缺陷。
本发明同时调整层流冷却参数和平整工序的参数，确保带钢在卷取之前完成相变，防止带钢在卷取后的过程发生相变，且在平整机平整时，降低开卷机前张力和收卷机后张力，降低平整速度，避免钢卷平整时在张力的作用下因钢卷层与层之间产生摩擦而导致平整挫伤，提高钢卷的表面质量，降低质量风险。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例提供的一种防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，包括带钢粗轧、精轧、层流冷却、卷取成钢卷、钢卷空冷、平整工序，其中层流冷却采取前段层冷；
所述层流冷却工序的参数设定方法，包括以下步骤：
根据带钢钢种的过冷奥氏体等温转变曲线(TTT曲线)，确定带钢的鼻温点温度及鼻温点温度下带钢从开始相变至结束相变的时间；
前段层冷的终冷温度设置为带钢的鼻温点温度，前段层冷结束至卷取测温点的时间设置为大于等于在鼻温点温度下带钢开始相变至结束相变的时间；
所述平整工序的参数设定为：
前张力设置为80～100KN，后张力设定为180～200KN，平整速度设定为80～100m/min。
本发明实施例根据带钢的过冷奥氏体等温转变曲线(TTT曲线)，确定钢种的鼻温点温度和鼻温点温度下相变开始至相变结束的时间，根据上述数据设定层流冷却的参数，以确保带钢在卷取之前完成奥氏体向珠光体+铁素体(或珠光体)的相变，避免带钢在卷取后的过程发生相变，导致钢卷层与层之间的相对移动和钢卷的松动，进而防止钢卷产生平整挫伤缺陷；
在平整机平整时工序中，前张力设定为80～100KN，其相当于同规格(带钢宽度和厚度)Q235B普碳钢前张力的60％～80％，后张力设定为180～200KN，其相当于同规格(带钢宽度和厚度)Q235B普碳钢后张力的80％～90％；平整速度设定为80～100m/min，其相当于同规格(带钢宽度和厚度)Q235B普碳钢平整速度的70％～80％。钢卷上平整机平整，其中平整机包含开卷机和收卷机，降低开卷机前张力和收卷机后张力，降低平整速度，进一步防止钢卷产生平整挫伤缺陷。
本发明实施例同时调整层流冷却参数和平整工序的参数，确保带钢在卷取之前完成相变，避免带钢在卷取后的过程发生相变，且在平整机平整时，降低开卷机前张力和收卷机后张力，降低平整速度，避免钢卷平整时在张力的作用下因钢卷层与层之间产生摩擦而导致平整挫伤，提高钢卷的表面质量，降低质量风险。
其中，可以根据终冷温度、轧制速度、层冷辊道长度及带钢在层冷辊道上的传热带来的温度变化，采用传热方程组和数值模拟方法计算得到合适的终轧温度和卷取温度。
优选地，所述卷取工序的参数设定为：带钢的卷取温度设置为550～630℃，带钢卷取张力为20～40MPa。
所述卷取温度为550～630℃，带钢从层流冷却终止到卷取的过程中会出现返红，根据返红相变热，带钢与辊道接触传热，带钢在空气中辐射传热三方面传热带来的温度变化可计算出相应的卷取温度。且本发明实施例所述卷取温度相比于现有技术中的卷取温度低很多，钢卷表面的氧化膜较薄，即使钢卷层与层之间发生错动，钢卷出现的挫伤现象也比现有技术要轻微得多。
且带钢卷取张力为20～40MPa，同规格(如带钢的宽度和厚度)Q235B普碳钢的110％～125％，卷取张力的提高，使得钢卷层与层之间更加紧密，避免平整开卷时钢卷产生层与层之间的松动。
优选地，终轧温度设定为800～900℃，可根据钢种的TTT曲线调整终轧温度，进一步确保带钢在卷取之前完成奥氏体向珠光体+铁素体(或珠光体)的相变。
优选地，钢卷空冷至60℃以下。
本发明实施例通过调整热轧的终轧、卷取温度、层流冷却、平整的工艺参数，解决了中高碳钢热轧钢卷在平整过程中产生表面挫伤缺陷的问题，提高了钢卷的表面质量和成材率，同时对降低带钢表面的氧化铁皮厚度和改进钢卷的性能均匀性也有一定的效果。
上述各实施例中，所述带钢的化学成分重量百分含量为：C：0.3％～1.2％，Si：0.1％～0.50％，Mn：0.1％～1.4％，P：≤0.02％，S：≤0.02％，Cr+Ni+Mo：≤2.0％，Al：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；带钢的厚度为1.2～3.5mm，宽度为900～1600mm。
以下通过具体实施例来对本发明作进一步的说明：
实施例1
以SK85连铸板坯为原材料，经粗轧、精轧、层流冷却后，卷取成热轧钢卷。带钢的化学成分及其质量百分含量为：C 0.861％、Si 0.213％、Mn 0.405％、P0.012％、S 0.0028％、Al 0.012％、Ca 0.0009％，其余为Fe和不可避免的杂质。带钢的规格为厚度2.5mm×宽度1350mm。
带钢的终轧温度为900℃，层流冷却为前段冷却，前段冷却的终冷温度为570℃，带钢从终止冷却到卷取测温点的时间为5s，设定卷取温度为590℃，带钢卷取张力设定为同规格Q235B的110％，为25MPa。钢卷卷取后放入缓冷坑缓冷，待冷至常温后上平整机平整。设定开卷机前张力为同规格Q235B的60％，为80KN；后张力为Q235B的72％，为180KN；平整速度为同规格Q235B的70％，为100m/min。
平整后得到表面无平整挫伤，光亮平整的SK85精整卷。
实施例2
以65Mn连铸板坯为原材料，经粗轧、精轧、层流冷却后，卷取成热轧钢卷。带钢的化学成分及其质量百分含量为：C 0.670％、Si 0.254％、Mn 1.016％、P0.013％、S 0.0021％、Al 0.023％、Ca 0.0011％，其余为Fe和不可避免的杂质。带钢的规格为厚度3.0mm×宽度1600mm。
带钢的终轧温度为850℃，层流前段冷却的终冷温度为580℃，带钢从终止冷却到卷取测温点的时间为6.5s，设定卷取温度为600℃，带钢卷取张力设定为同规格Q235B的125％，为38MPa。钢卷卷取后放入缓冷坑缓冷，待冷至常温后上平整机平整。设定开卷机前张力为同规格Q235B的80％，为100KN；后张力为Q235B的68％，为200KN；平整速度为同规格Q235B的70％，为80m/min。
平整后得到表面无平整挫伤，光亮平整的65Mn精整卷。
实施例3
以S50C连铸板坯为原材料，经粗轧、精轧、层流冷却后，卷取成热轧钢卷。带钢的化学成分及其质量百分含量为：C 0.522％、Si 0.235％、Mn 0.753％、P0.015％、S 0.0025％、Al 0.018％、Cr 0.153％、Ca 0.0009％，其余为Fe和不可避免的杂质。带钢的规格为厚度1.5mm×宽度1200mm。
带钢的终轧温度为900℃，层流前段冷却的终冷温度为600℃，带钢从终止冷却到卷取测温点的时间为3.5s，设定卷取温度为600℃，带钢卷取张力设定为同规格Q235B的110％，为22MPa。钢卷卷取后放入缓冷坑缓冷，待冷至常温后上平整机平整。设定开卷机前张力为同规格Q235B的60％，为80KN；后张力为Q235B的74％，为180KN；平整速度为同规格Q235B的70％，为100m/min。
平整后得到表面无平整挫伤，光亮平整的S50C精整卷。
实施例4
以30CrMo连铸板坯为原材料，经粗轧、精轧、层流冷却后，卷取成热轧钢卷。带钢的化学成分及其质量百分含量为：C 0.308％、Si 0.235％、Mn 0.614％、Cr 0.976％、Mo0.188％、P 0.011％、S 0.0020％、Al 0.024％、Ca 0.0018％，其余为Fe和不可避免的杂质。带钢的规格为厚度3.0mm×宽度1300mm。
带钢的终轧温度为900℃，层流前段冷却的终冷温度为600℃，带钢从终止冷却到卷取测温点的时间为5s，设定卷取温度为610℃，带钢卷取张力设定为同规格Q235B的125％，为31MPa。钢卷卷取后放入缓冷坑缓冷，待冷至常温后上平整机平整。设定开卷机前张力为同规格Q235B的80％，为100KN；后张力为Q235B的80％，为220KN；平整速度为同规格Q235B的80％，为100m/min。
平整后得到表面无平整挫伤，光亮平整的30CrMo精整卷。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改—等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，其特征在于，包括带钢粗轧、精轧、层流冷却、卷取成钢卷、钢卷空冷、平整工序，其中层流冷却采取前段层冷；
所述层流冷却工序的参数设定方法，包括以下步骤：
根据带钢钢种的过冷奥氏体等温转变曲线，确定带钢的鼻温点温度及鼻温点温度下带钢从开始相变至结束相变的时间；
前段层冷的终冷温度设置为带钢的鼻温点温度，前段层冷结束至卷取测温点的时间设置为大于等于鼻温点温度下带钢开始相变至结束相变的时间；
所述平整工序的参数设定为：
前张力设置为80～100KN，后张力设定为180～200KN，平整速度设定为80～100m/min。
2.根据权利要求1所述的防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，其特征在于，所述卷取工序的参数设定为：带钢的卷取温度设置为550～630℃，带钢卷取张力为20～40MPa。
3.根据权利要求1所述的防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，其特征在于，终轧温度设定为800～900℃。
4.根据权利要求1所述的防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，其特征在于，钢卷空冷至60℃以下。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的防止中高碳钢热轧钢卷产生平整挫伤缺陷的方法，其特征在于，所述带钢的厚度为1.2～3.5mm，宽度为900～1600mm。
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