一种彩涂基料中部起筋的控制方法

摘要

本发明涉及了一种彩涂基料中部起筋的控制方法，该方法在不改变现有生产设备的前提下，对于厚度规格为0.3mm~2.0mm的带钢，将镀锌机组的退火温度设置为660℃~790℃，退火速度为机组最大速度能力的60%以上，使镀锌带钢的屈服强度达到250Mpa~340MPa；同时，将单位卷取张力设置为9~34N/mm

说明书

技术领域

本发明属于加工工程技术领域，涉及了一种彩涂基料中部起筋控制方法。

背景技术

目前彩涂板带钢已广泛应用于汽车制造业、家电行业及建筑行业等。它的生产工艺复杂，涉及炼钢、连铸、热轧、冷轧、退火、镀锌、光整及涂层等多道工序。近年来，随着用户对涂镀产品质量和性能的要求越来越高，加之各工序工艺及设备条件的变化，涂镀产品生产中的板形质量问题及由此而带来的生产问题逐渐暴露，尤其是彩涂板的生产，问题更加突出，彩涂基料板形不良，特别是中部起筋问题导致下游彩涂机组漏涂和色差等缺陷严重，严重影响产品的成材率及表面质量，从而影响市场竞争力。

所谓彩涂基料中部起筋缺陷，是指在钢卷表面，出现与长度方向上一致的条状隆起，形成一道道鼓起的棱的现象，如图1所示。“起筋”的直接后果是造成使钢卷打开后产生附加浪或在板带表面形成局部失稳，严重时影响使用性能和外观，如图2所示。这种缺陷给下游彩涂工序带来漏涂或涂上产生色差，从而造成产品降级甚至报废。

到目前为止，国内外针对起筋问题的研究非常少。经查阅相关文献，比较有代表性的研究成果有：

1）国外W.F.Gilbertson的研究，指出了热轧原料的不规则断面形状会影响到随后的任何轧制工序的带材断面形状，最为明显的就是热轧原料横断面上出现的局部高洼点，如图3所示。会导致冷轧或平整轧制中出现鼓包现象，这种带材在横断面上存在的很小甚至不可测量的厚度不均匀性，经过卷取的逐层叠加后会使局部鼓包高度倍增，从而导致起筋。

2）国内主要以燕山大学轧机研究所针对宝钢1420冷连轧组上卷取带卷起筋问题进行研究的成果为代表。其研究成果指出“起筋”缺陷是由局部高点逐层累加而引起的，并建立了一套模型分析了局部高点、卷径、带材厚度、带材粗糙度及卷取张力与起筋量的关系；另外，还定量分析了热轧局部高点对冷轧带钢板厚和内应力分布的影响。

基于技术1）和技术2）的研究成果，针对起筋问题其提供的解决思路即控制好热轧原料的局部高点。但是由于热连轧机设备能力限制、轧制过程复杂而恶劣的工作环境、以及大生产过程中工艺条件及状态波动的随机性，不可能将板带横断面板廓精度控制到较高水平（如理论上最好将热轧局部高洼点控制在10μm以内，以消除对下游工序的影响）。因此在尽力控制好热轧来料截面形状的同时，还须从其它方面寻找解决思路。

本发明基于从炼钢-连铸-热轧-冷轧-镀锌全工序针对彩涂基料生产做了的大量跟踪及测试，发现导致起筋产生根本原因为：各工序生产过程中由于带钢在宽度方向上的性能和厚度不均匀性、设备状态的波动及相关工艺参数设置的不合理性导致带钢局部失稳而发生变形。由于起筋最终在镀锌卷取时发生，即在卷取过程中受外力作用达到屈曲临界条件，发生局部失稳。在镀锌卷取前，带钢还经退火作用，对带钢屈曲临界应力有重大影响。同时，在卷取过程中，卷取张力的大小对带钢的失稳也有影响。

1）退火工序主要通过退火温度和退火速度两因素进行影响，目前研究成果一致表明退火温度越高、退火速度越低，带钢发生板形屈曲的临界应力将降低，而生产过程中板形屈曲应力是不可测量的，只有带钢的屈服强度可以检测。另外根据生产经验和相关理论研究发现，带钢的屈服强度与退火温度及速成度有着类似的关系，因此可以通过生产快样屈服强度的检测结果从侧面反映板形屈曲应力值。

2）卷取过程中，主要是受卷取张力作用和带钢逐层缠绕后的叠加效应。相关理论研究表明：张应力越大，卷径越大，带钢板形屈曲临界应力值将越小。因此可以通过适当减小张应力或减小卷径的方法，来避免带钢发生屈曲变形。实际生产中，由于分过多小卷会给生产带来一些不便，所以主要靠减小卷取张力来达到目的。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够解决彩涂基料在镀锌卷取后出现的中部起筋问题控制方法。

本发明采用以下技术方案：一种彩涂基料中部起筋的控制方法，具体包括在不改变现有生产设备的前提下，对于厚度规格为0.3mm~2.0mm的带钢，将镀锌机组的退火温度设置为660℃~790℃，退火速度为机组最大速度能力的60% 以上，使镀锌带钢的屈服强度达到250Mpa~340MPa；同时，将单位卷取张力设置为9~34 N/mm²。具体单位卷取张力大小与带钢厚度有关：

当0.3 mm≤带钢厚度 <0.4 mm时，将单位卷取张力设置为21~34 N/mm²；

当0.4 mm≤ 带钢厚度 <0.5 mm时，将单位卷取张力设置为19~31 N/mm²；

当0.5 mm≤ 带钢厚度 <0.6 mm时，将单位卷取张力设置为17~28 N/mm²；

当0.6 mm≤带钢厚度 <0.7 mm时，将单位卷取张力设置为16~26 N/mm²；

当0.7 mm≤ 带钢厚度 <0.8 mm时，将单位卷取张力设置为14~23 N/mm²；

当0.8 mm≤带钢厚度 <1.0 mm时，将单位卷取张力设置为13~21 N/mm²；

当1.0 mm≤ 带钢厚度 <1.2 mm时，将单位卷取张力设置为12~19 N/mm²；

当1.2 mm≤ 带钢厚度 <1.4 mm时，将单位卷取张力设置为11~18 N/mm²；

当1.4 mm≤带钢厚度 <1.6 mm时，将单位卷取张力设置为10~17 N/mm²；

当1.6 mm≤带钢厚度 <1.8 mm时，将单位卷取张力设置为10~16 N/mm²；

当1.8 mm≤ 带钢厚度 <2.0 mm时，将单位卷取张力设置为9~15 N/mm²。

本发明的特点是：无须对现有设备进行改进，实现容易，特别是当来料的性能及板形发生一定波动时可以很好的进行控制。

本发明的有益效果是：通过对下游工序镀锌机组的工艺参数进行设置，有效地解决了彩涂基料中部起筋问题，提高了彩涂产品的成材率和产品表面质量，本发明技术方案实施后彩涂基料因中部起筋致板形回退率明显下降，如图4所示。另外下游机组的容错能力提高后，对热轧原料带钢在宽度方向的性能及板形要求降低，从而降低了热轧生产的难度，有利于保障大生产的顺行，因此具有良好的经济效益和社会效益。

图1 带钢经镀锌卷取后起筋示意图。

图2镀锌起筋严重卷在彩涂开卷时中部失稳后起浪实物及示意图。

图3 热轧带钢横断面轮廓形状。

图4 本发明技术方案实施前后彩涂基料因中部起筋致板形回退率比较。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明的主要内容为通过对镀锌机组的相关工艺参数进行设置，达到解决彩涂基料中部起筋的目的。为更好的理解本发明内容，下面对其具体实施方式进行详细介绍。

1）保证镀锌带钢的屈服强度控制在250Mpa~340MPa，主要在退火工序实现，根据生产时镀锌带钢快样屈服强度的检测结果，即时调整RTF炉的退火温度和退火速度，如检测果显示镀锌带钢屈服强度过低时，可以通过适当降低结RTF炉的退火温度和提高退火速度来提高其的屈服强度。RTF炉温一般以10℃作为一个调节步长、退火速度一般以5m/min作为一个调节步长以及二者同时调整来提高镀锌板的屈服强度，然后再根据镀锌卷起筋程度及生产快样屈服强度检测结果逐步调整，直到将镀锌板屈服强度控制在目标要求内。

2）由于镀锌带钢在宽度方向可能存在性能及厚度不均匀性，卷取时在卷取张力作用下，经叠加作用达到一定程度时可能会超过其临界值造成局部失稳而发生变形，因此在保证正常卷形的情况下，可以适当降低卷取张力。例如，当镀锌板的屈服强度及光速拉矫延伸率设置均满足上述1）和2）的要求，但在镀锌卷取工序仍发现起筋现象较严重时，可将卷取张力在原有基础上最大降低20%~40%，并根据起筋程度以5%为步长循序渐进予以调整，直到满足要求。

实施例1：

批量生产0.45mm*1250mm规格彩涂基料时，在镀锌卷取工序跟踪到第一卷起筋现象较严重，镀锌带钢生产快样屈服强度检测为224MPa，而此时RTF炉温为695℃，退火速度为110m/min，单位卷取张力为32N/mm²，将退火温度调节到675℃，退火速度提高到125 m/min，经检测屈服强度上升到264MPa；同时单位卷取张力降到24N/mm²。随后以此工艺参数配置生产该批量剩余卷时，跟踪发现卷取后起筋现象消失。

实施例2：

批量生产1.00mm*1250mm规格彩涂基料时，在镀锌卷取工序跟踪到第一卷起筋现象较严重，镀锌带钢生产快样屈服强度检测为220MPa，而此时RTF炉温为700℃，退火速度为100m/min，单位卷取张力为18N/mm²，经调试将退火温度降到680℃，退火速度提高到125 m/min，经检测屈服强度上升到258MPa；同时单位卷取张力降到15N/mm²。随后以此工艺参数配置生产该批量剩余卷时，跟踪发现卷取后起筋现象消失。

实施例3：

批量生产0.50mm*1250mm规格彩涂基料时，在镀锌卷取工序跟踪到第一卷起筋现象较严重，镀锌带钢生产快样屈服强度检测为230MPa，而此时RTF炉温为698℃，退火速度为125m/min，单位卷取张力为29N/mm²，经调试将退火温度降到668℃，退火速度不变，经检测屈服强度上升到270MPa；同时单位卷取张力降到22N/mm²。随后以此工艺参数配置生产该批量剩余卷时，跟踪发现卷取后起筋现象消失。