一种热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢板形控制方法

摘要

本发明涉及一种热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢板形控制方法，该方法适用于热轧薄规格奥氏体不锈钢生产，带钢厚度小于6.0mm，对层流冷却采用后段冷却模式，并对带钢边部设定范围内的层流冷却集管进行堵塞，通过优化冷却模式，结合能够适应产品宽度变化的冷却边部遮蔽方法，改善带钢横向温度均匀性和产品双边浪缺陷，提高板形质量，不需要增加新的设备，解决了现有的板形控制方法由于需要增加新的设备，设计复杂、投资巨大的问题。

说明书

技术领域

本发明属于热轧带钢生产技术领域，适用于热轧带钢产品的板形控制，具体涉 及一种热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢板形控制方法。

背景技术

奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。由于奥氏体不锈钢具 有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。

如图1所示，热轧奥氏体不锈钢带钢生产过程包括板坯加热、粗轧、精轧、输 出辊道冷却、卷取、钢卷库冷却等过程，其间经历了形状尺寸、温度的不断变化， 由此引起的带钢内部应力、应变也在不断变化。由于沿带钢宽度方向不均匀的变形、 温度分布，将导致相应应力、应变的不均匀分布，并可能带来最终带钢的板形缺陷。

板形（平直度、平坦度）是热轧奥氏体不锈钢带钢的重要质量指标。所谓板形， 外观上是指带钢的波浪或瓢曲，其实质是带钢内部残余应力的不均匀分布。带钢产 品的波浪或瓢曲是在内部残余应力较大时才表现出来的，如果带钢内部残余应力不 足以引起带钢屈曲，但在切条后会出现波浪或瓢曲，则称为潜在的板形问题。

双边浪是热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢生产中一种常见板形缺陷，如图2。对 生产稳定性和下游用户使用极为不利，容易造成卷取错层、表面擦划伤、加工过程 工件旁弯、飘曲等问题。

现代化的热轧带钢轧机上基本都配置了完备的板形控制手段，只要运用得当， 对于热轧过程的板形问题是可以实现良好控制的。但除了轧制过程，热轧奥氏体不 锈钢带钢的板形还受到轧后冷却环节的影响，尤其是对于薄规格奥氏体不锈钢带钢， 在精轧出口板形良好条件下，经过冷却之后，也可能出现双边浪缺陷。随着用户对 热轧奥氏体不锈钢带钢板形质量要求的不断提高，轧后冷却工序带来的双边浪问题 显得日益突出，迫切需要从其产生机理出发，寻求薄规格奥氏体不锈钢带钢双边浪 控制方法。

在热轧带钢生产的轧后冷却中，带钢边部温降速度通常大于中部，使带钢边部 一定范围内的温度低于中部，温差带来的内应力达到材料屈服应力时发生塑性延伸 变形，继续冷却至室温时便残留下边浪缺陷。对于轧后冷却带来的边浪化问题，通 常的解决方法包括带钢边部补热和冷却边部遮蔽等。专利JP60166117A和 JP59232235A公开了一种高温钢板的冷却方法，即在冷却过程中，采用挡板装置对 钢板边部一定范围内的冷却水进行遮蔽，减小边部冷却能力和边部温降，提高带钢 横向温度均匀性和板形。专利JP2001137943A、JP4109407B2和EP1153673A1公开 了一种金属板板形控制方法与装置，针对轧制出口钢板横向温度的不均匀分布所带 来的板形问题，通过配备边部加热器，对钢板进行局部补热，提高温度均匀性和板 形质量。

上述专利均是针对冷却过程横向温度不均匀分布带来的板形问题，提出了通过 实施冷却边部遮蔽或局部补热，改善温度均匀性和板形质量，其中都需要安装设备 装置，设计复杂，投资巨大。

发明内容

本发明的目的是提供一种热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢板形控制方法，该方法 通过优化冷却模式，结合能够适应产品宽度变化的冷却边部遮蔽方法，改善带钢横 向温度均匀性和产品双边浪缺陷，提高板形质量，不需要增加新的设备，用以解决 现有的板形控制方法由于需要增加新的设备，设计复杂、投资巨大的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢板形控 制方法，该方法包括如下步骤：

（1）将精轧后的层流冷却系统划分为一组冷却段，每个冷却段均包含至少一组 冷却集管；

（2）沿带钢轧制方向，关闭前段至少4个冷却段的冷却集管，开启后段冷却段 的冷却集管；

（3）沿带钢宽度方向，将带钢两边部每个冷却段相应设定宽度范围内的冷却集 管进行堵塞，堵塞宽度由内部到边部逐步减小，使带钢的冷却能力由内部到边部逐 步减小；

（4）在对带钢进行轧制时，当带钢穿过精轧出口到达层流冷却系统时，所述带 钢沿宽度方向上形成不同宽度的冷却流，使带钢横向温度更加均匀，从而实现对带 钢板形的控制。

根据本发明的方法，进一步地，所述的步骤（2）中，关闭前段5～7个冷却段 的冷却集管。

根据本发明的方法，进一步地，所述的步骤（3）中，沿带钢宽度方向上，带钢 两边部每个冷却段需要堵塞的冷却集管的宽度为：

C_i=(L-L_i)/2

其中，C_i为第i冷却段需要堵塞的宽度，L_i为第i冷却段堵塞后形成的冷却流宽度； L为总的冷却宽度。

根据本发明的方法，进一步地，所述薄规格奥氏体不锈钢带钢的厚度小于 6.0mm。

根据本发明的方法，进一步地，所述薄规格奥氏体不锈钢带钢的厚度优选为 1.5～3.0mm。

本发明达到的有益效果：该方法针对热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢生产中，冷 却过程带来的产品边浪化问题，不需要增加新的设备，通过优化冷却模式，结合能 够适应产品宽度变化的冷却边部遮蔽方法，改善了带钢横向温度均匀性和产品双边 浪缺陷，板形质量得到大大的提高，减少了用户损失。

附图说明

图1是热轧奥氏体不锈钢带钢生产过程示意图；

图2是本发明要解决的热轧带钢的板形缺陷；

图3是本发明的流程示意图；

图4是本发明层流冷却系统冷却段的划分示意图；

图5是本发明对带钢宽度方向上冷却集管的堵塞示意图；

图6是采用本发明方法的带钢从内到外冷却能力示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

在热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢生产中，精轧出口板形良好的带钢，经过冷却 之后，可能表现出双边浪板形缺陷，影响下游工序操作和用户使用，为了改善产品 板形，本发明提出一种热轧薄规格奥氏体不锈钢带钢板形控制方法，该方法采用的 技术方案是对层流冷却采用后段冷却模式，并对带钢边部设定范围内的层流冷却集 管进行堵塞，该方法适用于热轧薄规格奥氏体不锈钢生产，带钢厚度小于6.0mm， 优选为1.5～3.0mm。

实施例：

如图3，本实施例的方法包括如下步骤：

（1）将精轧后的层流冷却系统划分为一组冷却段，每个冷却段均包含至少一组 冷却集管。

（2）沿带钢轧制方向，关闭前段至少4个冷却段的冷却集管，开启后段冷却段 的冷却集管。

本实施例中，关闭前段5～7个冷却段的冷却集管。

（3）沿带钢宽度方向，将带钢两边部每个冷却段相应设定宽度范围内的冷却集 管进行堵塞，堵塞宽度从内部到边部逐步减小，使带钢的冷却能力由内部到边部逐 步减小。

本实施例中，每个冷却段需要堵塞的冷却集管的宽度为：

C_i=(L-L_i)/2

其中，C_i为第i冷却段需要堵塞的宽度，L_i为第i冷却段堵塞后形成的冷却流 宽度；L为总的冷却宽度。

（4）在对带钢进行轧制时，当带钢穿过精轧出口到达层流冷却系统时，所述带 钢沿宽度方向上形成不同宽度的冷却流，使带钢横向温度更加均匀，从而实现对带 钢板形的控制。

下面对本实施例的具体实施过程进行详细说明：

（1）对层流冷却采用后段冷却模式

轧后的层流冷却系统通常包括多个冷却段（BANK），每个冷却段有多组冷却集 管，如图4所示，1～17为沿带钢轧制方向划分的冷却段。

在热轧奥氏体不锈钢轧后层流冷却过程中，带钢边部温降速度通常大于中部， 使带钢边部温度低于中部，从而产生内部应力。在较高温度的前段冷却区，材料屈 服应力较低，当带钢边中温差带来的内应力达到材料屈服应力时，材料将发生塑性 变形。继续冷却至室温时便残留下如图2所示的双边浪缺陷。因此，对于薄规格奥 氏体不锈钢带钢，带钢厚度通常小于6.0mm，优选1.5～3.0mm，为了减轻冷却过程 中横向温度分布不均带来的板形问题，轧后冷却中采用后段冷却模式，关闭前段至 少4个冷却段，优选5～7个，即关闭如图4所示的冷却段1～4，优选1～5或1～6或 1～7，开启后段冷却段进行冷却，即开启如图4所示的5～17或6～17或7～17或8～17 的冷却段。后段冷却模式如表1所示。

表1后段冷却模式

BANK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 … 模式1 off off off off on on on on on … 模式2 off off off off off on on on on … 模式3 off off off off off off on on on …

（2）对带钢边部设定范围内的层流冷却集管进行堵塞

为了减小带钢边部冷却能力和温降，提高横向温度均匀性，对边部设定范围内 的冷却集管喷嘴进行焊接堵塞，如图5所示。其中，B为带钢宽度，C为需要进行冷 却堵塞的单边宽度。

为了能够适应不同宽度规格的带钢，本发明采用差异堵塞方法，即每个冷却段 边部堵塞宽度不同，最终在边部一定宽度范围内，形成由内部到边部，冷却能力逐 步减小的冷却方式，如图6所示。

为了形成边部一定宽度范围内，冷却能力逐步减小的冷却模式，不同冷却段需 要堵塞的单边冷却宽度分别为：

C₁=(L-L₁)/2

C₂=(L-L₂)/2

C₃=(L-L₃)/2

C₄=(L-L₄)/2

…

C_i=(L-L_i)/2

其中，L₁、L₂、L₃、L₄…L_i为堵塞后形成的不同冷却流宽度，C₁、C₂、C₃、 C₄…C_i分别为不同冷却段的边部遮蔽宽度，L为总冷却宽度。

下面介绍本实施例的两个具体应用：

应用一：

将本方法应用于某热轧不锈钢生产，层流冷却总宽度为1780mm，产品规格宽 度范围为750～1650mm，存在双边浪缺陷的薄规格奥氏体规格范围为1150～ 1340mm。为了改善板形缺陷，轧后采用后段冷却模式，并对边部设定范围内的冷 却集管进行堵塞。取L₁=1050mm，L₂=1150mm，L₃=1250mm，L₄=1450mm。得 到不同冷却段的单边堵塞宽度分别为：C₁=365mm，C₂=265mm，C₃=165mm， C₄=65mm。

对某热轧304不锈钢产品，规格3.0*1310，共计14卷，按上述方法进行控制。 表2所示为实施前后产品的板形。

表2旧方法和新方法下的带钢板形

序号 采用方法 卷数 平均平直度（I） 1 旧方法 17 105.2 2 新方法 14 11.6

应用二：

将本方法应用于某热轧生产，层流冷却总宽度为1780mm，产品规格宽度范围 为750～1650mm，存在双边浪缺陷的薄规格奥氏体规格范围为950～1250mm。为 了改善板形缺陷，轧后采用后段冷却模式，并对边部设定范围内的冷却集管进行堵 塞。取L₁=850mm，L₂=950mm，L₃=1050mm，L₄=1150mm。得到不同冷却段 的单边堵塞宽度分别为：C₁=365mm，C₂=265mm，C₃=165mm，C₄=65mm。

对某热轧304不锈钢产品，规格2.6*1250，共计22卷，按上述方法进行控制。 表3所示为实施前后产品的板形。

表3旧方法和新方法下的带钢板形

序号 采用方法 卷数 平均平直度（I） 1 旧方法 37 94.7 2 新方法 22 9.4

从上述两个应用实例可以看出，实施本发明的方法后，带钢板形缺陷得到了很 大的改善，减少了用户损失。本发明的方法用于克服热轧后冷却不均带来的板形问 题，可以收到良好的效果。对于国内外存在带钢产品板形问题的热轧不锈钢生产线， 该方法是适用的，推广应用前景广阔。