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薄规格钢板矫直攻关生产实践

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《宽厚板》2017年第4期

摘要:介绍柳钢中板厂针对不平度超高的薄规格中厚板,采用常化炉参与矫直,以提高钢板外形质量的攻关措施及其效果。

关键词:薄规格中厚板;不平度;常化炉;矫直

0前沿

近年来,用户对钢板外形质量的要求越来高,比如,国标GB/T709-2006《热轧钢板和钢带的尺寸外形》中规定:20mm×2000mm钢板不平度要求为≤10mm/2m,而部分用户要求为3mm/2m,比国家标准更为严格。柳钢中板厂生产的中厚板(特别是厚度<30mm的钢板),存在较多不平度达不到标准进而影响到用户使用的情况。针对不平度偏高的钢板,部分可通过在线常温矫直,但仍有部分钢板常温矫直后不达标,而在线常温矫直对设备要求较高,还会影响生产节奏。为此,柳钢中板厂根据自身的装备特点,开展应用常化炉生产线进行带温矫直攻关,以降低钢板的改判率,提高钢板外形质量。

1不平度缺陷分析

轧制钢板时,因轧件温度不可能很均匀,其延伸也存在偏差,故而在随后的冷却和输送过程中,钢板不可避免地出现轧后波浪或瓢曲。柳钢中板厂产生不平度缺陷的主要原因有:①为了保证钢板性能指标满足标准或用户要求,将终轧温度控制较低,造成矫直工序时钢板温度过低,即使矫直道次增加,仍难以矫平钢板;②精轧阶段压下率控制不当,造成钢板板型不良;③加热、冷却过程中钢板内部和表面温度不均匀,产生热应力,矫直后在冷却至室温的过程中产生瓢曲[1]。目前,柳钢中板厂常见的不平度缺陷大体上有2类:一是板面瓢曲,包括长度和宽度方向瓢曲;二是板形不良,包括中间波浪、边部波浪。

1.1瓢曲钢厂

在钢板轧制完成后,会快速对钢板进行热矫直,此时钢板的温度在600~800℃,矫直后钢板是平整的,但是钢板在冷床上运行冷却过程中产生了瓢曲。一般认为,这是由于钢板内部存在较大的热应力,使得钢板在冷却至室温的过程中发生了瓢曲,宏观上看有多种特点:在长度、宽度方向呈现翘曲。

1.2波浪钢板边部

浪形缺陷是由于横向冷却不均匀造成的,其边部存在明显的“带状过冷”区域[2]。浪形主要的特征:钢板表面在长度方向呈现高低起伏的波浪弯曲,失去了钢板平直性,严重影响钢板外观质量。由于分布部位的不同,有中间浪、边浪之分,多出现在小于20mm薄规格钢板上,厚度越小,越容易出现。

2可行性分析

柳钢中板厂热处理线主要工艺设备能力,一座辊底式常化炉:长度76.2m,采用辐射管加热方式加热,最高加热温度1000℃,炉内辊运行速度0.25~20m/min。1台四重九辊可逆式矫直机:最大矫直力32000kN,矫直速度0~0.5~1.0m/s,矫直钢板温度450~950℃,系统最大工作压力16MPa。1座步进式冷床:冷床最大负荷17t,活动梁前进速度300mm/s。中板厂的常化炉车间生产不饱满,在其待料期间可采用常化炉加热钢板,再利用矫直机对钢板进行热矫直,采用线性递减矫直工艺不仅可以保证板形良好,减小钢板内部残余应力,提高钢板平直度,还有利于保护矫直机[3]。这样就可以在不影响柳钢中板厂主轧制线生产节奏的情况下,对薄规格中厚板进行矫直挽救。

3主要措施

3.1矫直前加热工艺

为了使钢板能够具有一定的温度便于矫直,又不能因为加热冷却导致钢板内部组织有太大的变化,进而使其性能达不到目标值,因此,需要根据钢板热轧态力学性能制定具体的加热制度,并进行快速加热。加热温度:700~850℃(根据矫直前钢板具体性能制定:对性能余量不大的钢板可将加热温度控制在AC1温度以下;对性能余量过大的钢板可将加热温度控制在AC1温度以上30~50℃,从而可以获得理想的性能);加热时间:8~30min(根据钢板厚度设定)。

3.2矫直工艺

钢板出炉后,以最快的速度输送到矫直机辊道,尽可能地保证在较高的温度进行钢板的矫直。经现场测量,钢板到达矫直辊道时温度在550~650℃。在确保矫直机系统工作压力不超负荷以及其它设备安全运行的前提下,采用较大的压下量进行矫直,反复矫直3~5个道次,通过增加矫直道次消除部分钢板内部组织应力。由于钢板温度下降较快,适当减少后几个道次的压下量以确保设备的安全。另外,采用较低的矫直终止温度,能够进一步消除钢板内应力。

3.3冷床冷却控制

完成矫直后,将钢板输送上冷床。要求钢板在冷床上均匀慢速运行,在钢板温度>200℃时,连续停留时间不允许超过1min,防止钢板冷却不均匀而产生变形。同时,控制前后两块钢板的间距,尽量将冷床上的钢板均匀排列。钢板在冷床上温度<100℃后,方能从冷床上输出。

3.4不平度检验

钢板在冷床上充分冷却后,采用2m平直尺用翻板机对钢板上下表面不平度进行检验,达标后检验入库,如果平直度仍不达标,根据矫直后的性能再次采用常化炉矫直。

4效果

4.1平直度

对采用常化炉参与矫直后的钢板,用2m平直尺测量不平度,不平度基本控制在3mm/2m之内。采用该措施,2015年期间矫直钢板1276.96t,合格率99.23%,性能合格率97.10%。

4.2钢板性能

经过常化炉参与矫直后Q235B、Q345B钢板性能。4.3工序成本常化炉参与矫直钢板的成本约为51.73元/吨。能源介质消耗,煤气:26.71m3/t;氮气:37.80m3/t;压缩空气:3.20m3/t;电:23.08kW•h/t。能源介质单价按2015年煤气0.98元/m3、氮气0.3元/m3、压缩空气0.115元/m3、电0.6元/(kW•h)计算。

5结语

(1)结合柳钢中板厂的生产实际,采用常化炉参与矫直瓢曲钢板,取得了一定的效果,能够有效地降低钢板改判率,提高钢板表面外形质量。

(2)由于钢板经过常化炉加热后再矫直钢板的性能有所变化,矫直前根据钢板的性能合理制定加热温度以及加热时间,才能提高钢板的合格率。对延伸率、冲击功性能不是太好的瓢曲板,可以采用合理的工艺,在降低钢板不平度的同时,提高钢板的性能。

(3)常化炉参与矫直钢板成本约为51元/吨,相比由于瓢曲或者浪形的问题将正板改判为小板而导致的价差,有一定的效益。后续可通过进一步的研究及工艺优化,在满足产品质量的同时降低生产成本。

参考文献:

[1]陈曦,罗永恒,武辉.中厚板瓢曲缺陷的分析与控制[J].柳钢科技,2013(2):11-13.

[2]庞义行.X65钢板边部浪形的原因分析及控制[J].山东冶金,2015(1):13-14.

[3]杨晓臻,赵志毅,孙林.8mm厚高强钢板矫直策略的模拟仿真研究[J].新技术新工艺,2015(7):106-109.

作者:李志鑫;罗立飞;俞俊 单位:广西柳州钢铁集团有限公司

宽厚板杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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