薄规格不锈钢产品轧制过程控制方法

摘要

本发明公开了一种薄规格不锈钢产品轧制过程控制方法，属于冶金领域的薄规格热轧不锈钢产品轧制过程控制方法,包括：温度控制：加热炉二加温度控制在1230±20℃，该段温度最低时间40min，均热段温度控制在1270±20℃，该段温度最低时间35min；速度控制：粗轧第5道次轧制速度控制在4.5m/s，精轧速度控制在9m/s以上；轧制规程控制。本发明是一种适用于薄规格不锈钢产品的过程控制方法，以保证薄规格不锈钢产品在轧制过程中能稳定且批量性生产，减少事故时间；保证薄规格质量受控，包括尺寸公差、板型，以及带钢表面质量。

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域的薄规格热轧不锈钢产品轧制过程控制方法。

背景技术

目前，我国已成为世界第一产钢大国，热轧带钢品种在我国钢铁工业中占有极其重要的地位，国内各大钢铁公司为了尽快占领板带材市场，纷纷花费巨资新建或改造薄板连轧厂，不断扩大品种范围及产量。随着热轧带钢技术的发展和市场竞争的加剧，开发薄规格热轧带钢，实现“以热代冷”成为当前钢材市场的发展趋势。

部分取代冷轧带钢，即“以热代冷”；使用薄规格热轧带钢做冷轧原料，可减少冷轧及退火工序的建设费用，极大地降低建设成本，缩短生产周期；采用薄规格做冷轧原料可减少冷轧轧制道次，节约能耗，从而降低生产成本；由于规格差价，生产薄规格可使每吨带钢的利润增加，无形中增强了企业的竞争能力，因此通过分析和掌握不锈钢热轧薄板生产加工技术已成为市场竞争的必然需求。

但总体而言，我国热轧薄板生产、设计水平与世界先进水平相比依然有一定差距，还需要不断了解、掌握热轧薄板生产的新技术、新工艺，提升热轧板带产品的质量。

由于薄规格板带的板型难于控制，在实际生产中存在较大难度，致使作业率低、事故率高、成材率低，导致过程控制中模型控制精度低，模型自学习参数不合理。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种适用于薄规格不锈钢产品的过程控制方法，以保证薄规格不锈钢产品在轧制过程中能稳定且批量性生产，减少事故时间；保证薄规格质量受控，包括尺寸公差、板型，以及带钢表面质量。

本申请人在对薄规格不锈钢产品轧制过程控制方法研究中，改造精轧机组，由6机架增加为7机架，规格从原来的3.0mm扩展到2.5mm，在研究中发现：

1.温度方面影响：

在热轧薄带钢生产中，温度对轧制过程的影响最为关键。产品规格越薄，带钢在轧制过程中的温降也越大，这样会造成头尾温差，从而影响带钢的板型，尺寸精度和组织性能。同时温度越低，轧机的轧制负荷也越大，穿带时对设备的冲击也越大，很容易对设备造成损害。

2. 速度方面的影响：

由于薄带钢轧制时速度较快，穿带时控制调整难度较大，如果调整不及时，很容易发生堆钢事故，这样会增加穿带事故几率。同时由于速度快，抛钢时易造成甩尾，影响带钢尾部质量，也会对轧辊表面造成损害，影响轧辊的使用寿命和换辊周期。

3.轧机负荷的影响：

由于薄带钢轧制时轧机负荷比较大，如果负荷分配不均，直接影响轧制的稳定和成品的精度、质量，还可能造成堆钢，断辊、卷取机飞车等事故，对机械设备造成损害。

4.对带钢质量的影响：

薄带钢轧制时带卷质量较难控制。除轧制时易产生烂边、烂尾、轧破、板型不良影响带卷质量外，带钢在输送辊道上运行时飘摆、折叠还会造成带卷塔形、松卷等问题，从而影响带卷的质量。

由此，本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种薄规格不锈钢产品轧制过程控制方法，包括：

1）温度控制：加热炉二加温度控制在1230±20℃，该段温度最低时间40min（分钟），均热段温度控制在1270±20℃，该段温度最低时间35min；

2）速度控制：粗轧第5道次轧制速度控制在4.5m/s（米每秒），精轧速度控制在9m/s以上；

3）轧制规程控制：

粗轧轧制规程控制：各道次负荷控制在27%，28%，30%，31%，30%，且道次除鳞控制为1次，中间坯厚度控制在28±1mm（毫米）；

精轧轧制规程控制：各机架负荷控制为，F1：40%，F2：40%，F3：38%，F4：32%，F5：36%，F6：20%，F7：6-9%。F1～F7表示精轧机架1～精轧机架7。

上述方案中，相对改造前的现有技术，温度控制中，加热炉二加温度由1190℃升至1230℃，均热段温度在原热工温度的基础上再提高20-30度，增加各段温度最低时间范围限制，可防止低温钢出炉；速度控制中心，将粗轧第5道次轧制速度从4.2m/s提到4.5m/s，缩短轧制时间5秒左右：速度为4.2m/s时：RDT实测温度：1102.48，中间坯传输时间：65s，中间坯温度计算值：1031.48，FET实测温度：1011.06，中间坯传输时间：48s，中间坯温度计算值：1003.5。速度为4.5m/s时：RDT实测温度：1109.65，中间坯传输时间：61s，中间坯温度计算值：1043.30，FET实测温度：1013.34，中间坯传输时间：48s，中间坯温度计算值：1005.75；同时将精轧速度从最大8米提高到9米以上，将减少温降10-20度，速度快FDT越高；轧制规程控制中，对于粗轧轧制规程,负荷进行优化：将前道次的负荷分配到后几道次，由28%，30%，32,29%,28%变为27%，28%，30%，31%，30%；减少道次除鳞：由2次除鳞改为1次除鳞；优化中间坯厚度：根据轧制综合反馈，测试25-32 mm中间坯厚度对轧制的影响，最终选定28mm为最佳工艺参考点；精轧轧制规程优化：生产薄规格带材，各机架压下率明显提高，其压下规程的安排与传统工艺有所不同，为此，对机架的压下分配需要进行优化，通过优化压下分配，将后机架的负荷减小，防止薄规格轧烂，具体负荷范围控制在6-9%左右，小压下可以使产品板形、平直度易于控制，减少堆钢事故。精轧机组后部机架压下率过大，将会给带钢平直度控制造成较大困难。利用F1、F2机架的辊径较大，不存在咬入问题，轧件又处于高温，应当施加较大压下量，以减少后面机架的压下负荷量，同时完成目标凸度控制。

作为选择，所述轧制规程控制还包括各机架间活套张力控制在L1:6t（顿），L2：5t，L3：5t，L4：4.5t，L5：4t，L6：3.5t。L1表示F1和F2之间的活套张力，L2表示F2和F3之间的活套张力，依此类推。

上述方案中，活套张力控制中，适当加大各机架间活套张力，特别是厚机架单位张力，平均增加5单位标量，从而使使轧制更稳定。

作为选择，所述轧制规程控制还包括尾部补偿：即在Fi-2机架抛钢的时候，Fi和Fi-1机架同时压下，i为3、4、5、6或7。

上述方案中，传统的压尾都是在带钢尾部离开Fi-1机架时，加大Fi机架的压下量，以补偿带钢尾部失张和温降产生的厚跃；或者采用“拉尾”的方式，即带钢尾部离开Fi机架时，降低Fi+1机架的速度，使Fi+1和Fi+2机架间张力加大，以补偿Fi和Fi+1机架间张力消失的影响一。通过观察发现，Fi-1机架抛钢时如果仅调节Fi机架的压下，控制效果不是很好，带钢尾部质量仍得不到良好的改善，因此采用了两架同时压尾的方法，也就是在Fi-2机架抛钢的时候，Fi和Fi-1机架同时压下。

作为选择，所述轧制规程控制还包括轧制计划控制：进行从厚到薄非跳跃的计划安排，过渡厚度0.2±0.15mm。进一步地，经1-3块3.0mm（板厚）板坯轧制后直接轧制2.5-2.85mm规格板坯。更进一步地，28块板坯轧制中，轧制计划控制依次为3.0mm板坯轧制三块，2.85mm板坯轧制两块，2.5mm板坯轧制十块，2.85mm板坯轧制六块，3.0mm板坯轧制六块，4.0mm板坯轧制一块。

上述方案中，轧制计划编排可使现场轧制稳定，保证在轧制薄规格时能顺利轧制；轧制计划编排得当，还可以提高带钢头部厚度命中率。经1-3块3.0后直接轧制薄规格，轧制稳定，厚度易控制。

作为选择，采用热轧润滑技术，具体为：投用F2-F5机架,油量为50毫克，时序为穿带时延后1秒喷油、抛钢前1秒关油。

上述方案中，对于轧制薄规格热带,热轧润滑技术具有重要作用,它可降低轧制力、减少轧辊损耗、提高表面质量，投用F2-F5,油量为50毫克，时序为穿带时延后1秒喷油、抛钢前1秒关油，轧制力能够减低15%左右，便于轧制2.0左右的薄规格。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案。如本发明，各选择即可和主方案及其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，在此不做穷举。

本发明的有益效果：本发明的过程轧制方法，提高了轧制稳定状态，有效保证了产品的组织性能，降低废钢率，成材率提升，同时降低了辊耗，从而减少了轧制成本，提高了不锈钢产品的质量，表面质量、尺寸精度、板型、机加工性能良好，完全能满足用户使用要求，增加了不锈钢产品的市场竞争力。

附图说明

图1是本发明不锈钢生产工艺流程图；

图2是本发明轧制J4-X 2.5*1235时精轧机组末机架不同速度下精轧F7出口温度；

图3是本发明精轧轧制规程控制中轧制计划示意图；

图中，1为步进式加热炉，2为除磷箱1，3为E1/R1粗轧机，4为热卷箱，5为切头飞剪，6为除磷箱2，7为精轧机组，8为层流冷却，9为地下卷取机。

具体实施方式

如图1-3所示，下列非限制性实施例用于说明本发明。

 1、温度优化：

轧制薄规格温度影响包括加热炉温度影响和带钢在轧线温度影响。一些生产经验表明，在轧制薄规格时适度的提高加热炉各段炉温和板坯在炉时间，同时控制出钢（轧制）节奏以保证板坯的出炉温度，有利于降低轧制负荷，提高轧制稳定性。在研究中发现：

加热炉温度较低或温度不稳定时：

1、轧制薄规格J4-2 2.5*1235时，二加温度控制在1172-1192℃，均热段温度控制在1221-1239℃。从表中可以看出，在此加热制度下，机架负荷是比较重的。

 

在出炉温度相同情况下，加热炉二加温度由1193℃逐渐降低到1165℃，在轧制规程中如果不断地降低加热炉二加炉温势必会影响到轧机的负荷。

出钢（轧制）节奏对精轧入口温度和轧制力影响。以轧制304 2.8*1240轧制力趋势做的统计和研究（前提条件：粗、精轧轧制规程不变），钢卷共19块，在145分钟内出钢19块，平均以7.6分钟出一块钢进行轧制，其各机架轧制力变化如下：F1逐渐增大较明显，F2有增大趋势，F3逐渐增大，F4有增大趋势，但较小，F5逐渐增大，且增大明显，F6轧制力变化不大，F7轧制力逐渐增大。

进一步地，对加热炉二加温度优化或各段温度稳定：

1)      加热炉二加温度由1190℃升至1207℃，均热段1235-1240，后又升至1256，并且一直保持其各段炉温，在轧制J4-X 2.5*1235时：F1轧机轧制力稳定且有变小趋势，F2轧机轧制力稳定且有变小趋势，F3轧机轧制力稳定，F4轧机轧制力稳定且有变小趋势，F5-F7轧机轧制力稳定。

由此，最终将温度控制确定为：加热炉二加温度控制在1230±20℃，该段温度最低时间40min，均热段温度控制在1270±20℃，该段温度最低时间35min。

 2、速度优化:

提高粗轧第5道次速度:

速度为4.2m/s时:

RDT实测温度：1102.48, 中间坯传输时间：65s, 中间坯温度计算值：1031.48，FET实测温度：1011.06, 中间坯传输时间：48s, 中间坯温度计算值：1003.5。

速度为4.5m/s时:

RDT实测温度：1109.65, 中间坯传输时间：61s, 中间坯温度计算值：1043.30，FET实测温度：1013.34, 中间坯传输时间：48s, 中间坯温度计算值：1005.75。

提高精轧速度：

如图2所示，改进前薄规格轧制时F7速度一般都设置在7.5～8.0m/s，在轧制薄规格时，轧制速度过低。

由此，最终速度控制确定为：粗轧第5道次轧制速度控制在4.5m/s，精轧速度控制在9m/s以上。

 3、轧制规程优化：

粗轧轧制规程优化：

对粗轧负荷进行优化。最终确定为，将前道次的负荷分配到后几道次，由28%，30%，32,29%,28%变为27%，28%，30%，31%，30%；

减少道次除鳞，在轧制薄规格时减少粗轧道次除鳞。道次除鳞由2次控制为1次。

中间坯厚度的最佳化，对不同规格不同厚度的中间坯厚度进行设置。试验结果为在轧制薄规格时中间坯厚度设置在28±1mm最为适宜，在大于28mm时，精轧负荷受影响，小于26mm时粗轧道次电流增大，会出现电机过载情况。

精轧轧制规程优化：

优化张力设定，根据活套调整情况，加大薄规格单位张力，尤其是后几架单位张力，确保机架轧制状况很稳定，减小机架间因轧薄规格引起的板带抖动。最终确定为，各机架间活套张力控制在L1:6t，L2：5t，L3：5t，L4：4.5t，L5：4t，L6：3.5t。

生产薄规格带材，各机架压下率明显提高，其压下规程的安排与传统工艺有所不同，为此，对机架的压下分配需要进行优化，通过优化压下分配，可以使产品板形、平直度易于控制，减少堆钢事故。精轧机组后部机架压下率过大，将会给带钢平直度控制造成较大困难。利用F1、F2机架的辊径较大，不存在咬入问题，轧件又处于高温，应当施加较大压下量，以减少后面机架的压下负荷量，同时完成目标凸度控制。最终确定为，各机架负荷控制为，F1：40%，F2：40%，F3：38%，F4：32%，F5：36%，F6：20%，F7：6-9%。

尾部补偿功能目前在很多AGC系统中均有投入，主要有压尾和拉尾两种方式。传统的压尾都是在带钢尾部离开Fi-1机架时，加大Fi机架的压下量，以补偿带钢尾部失张和温降产生的厚跃；或者采用“拉尾”的方式，即带钢尾部离开Fi机架时，降低Fi+1机架的速度，使Fi+1和Fi+2机架间张力加大，以补偿Fi和Fi+1机架间张力消失的影响一。通过观察发现，Fi-1机架抛钢时如果仅调节Fi机架的压下，控制效果不是很好，带钢尾部质量仍得不到良好的改善，因此采用了两架同时压尾的方法，也就是在Fi-2。机架抛钢的时候，Fi和Fi-1机架同时压下。

活套张力优化，适当加大各机架间活套张力，使轧制更稳定：在热连轧中，张力设定有一个相对固定的基准值，微张力调节时围绕基准值进行。但现有实践证明，在轧制薄规格时偏小，后部机架轧制不稳定，机架间板带出现很大抖动，薄板堆钢率增加。在适当调高基准值后，后部机架轧制稳定，机架间板带抖动明显减小，薄板堆钢率大大降低。

薄规格活套张力优化实例：

轧制计划编排优化，在更换新辊后，同为28块板坯，轧制规格相同的情况下轧制计划编排对比：

经4.0mm板坯轧制后直接轧制薄规格，由于轧辊热凸度不稳定，可能导致头部穿带不稳定或尾部炸烂。

经4.0mm板坯轧制后过度1-2块3.0mm板坯轧制后，再轧制薄规格，板型易调节，轧制稳定，但4.0厚度不易控制。

经1-3块3.0mm板坯轧制后直接轧制薄规格，轧制稳定，厚度易控制，但操作技术水平要求高。

如图3所示，进行从厚到薄非跳跃的计划安排，过渡厚度0.2±0.15mm，经1-3块3.0mm板坯轧制后直接轧制2.5-2.85mm规格板坯。具体依次为3.0mm板坯轧制三块，2.85mm板坯轧制两块，2.5mm板坯轧制十块，2.85mm板坯轧制六块，3.0mm板坯轧制六块，4.0mm板坯轧制一块。

另外，在过度板材少，规格比较单一时，操作技术水平要求高，有轧制不稳定状况（尾部轧烂）。

采用润滑轧制技术，对于轧制薄规格热带,热轧润滑技术具有重要作用,它可降低轧制力、减少轧辊损耗、提高表面质量,这正是轧制薄规格热带中特别突出的问题。

最终确定为：投用F2-F5机架,油量为50毫克，时序为穿带时延后1秒喷油、抛钢前1秒关油。

以上所述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。