專利名稱：一種縱向變厚度鋼板的生產方法
技術領域：
本發明屬于軋鋼工藝技術領域，具體涉及一種長度方向不等厚即縱向變厚度熱軋寬厚鋼板的生產方法。
背景技術：
縱向變厚鋼板的厚度變形過程，首先是將鋼板的頭尾各留出一定的余量，根據軋制力模型算出軋件預計算塑性曲線，再結合軋機彈跳曲線確定軋輥的輥縫，然后在該輥縫下進行軋制。在頭部軋制過程中計算軋出長度，頭部過渡階段軋制完成后再進行變厚度軋制。根據變厚度軋制長度的變化，相應調整輥縫，直至變厚度段軋出目標長度，此時軋件的厚度已經過渡到最大厚度。之后進行尾部軋制，基于預計算塑性曲線與實際塑性曲線存在的偏差，在尾部軋制過程中，根據實際計算出口厚度的差別，調整輥縫的位置，消除尾部厚度偏差，直至尾部軋制完成。縱向變厚度鋼板主要用在工字梁的翼緣上，有時也被用于工字梁和箱梁的腹板。 這種高性能鋼板可以減少結構中焊接的次數并減輕結構的重量，在造船、橋梁、容器等行業有著廣闊的發展前景。目前，國內縱向變厚度鋼板的生產還剛剛起步，各方面都不成熟，很多企業仍處于試驗試軋階段，變厚度鋼板的生產工藝技術亦處于保密狀態。中國是世界上最大的鋼鐵消費國之一，而鋼鐵作為一種有限的資源必將日益稀缺，推廣生產和使用高性能鋼也是非常緊迫的。因此，縱向變厚度鋼板生產技術的研究順應國家科學發展觀，適應減量化制造的需要，對提高企業核心競爭力具有十分重要的現實意義。而結合我國寬厚板生產的實際，制定合理的縱向變厚度鋼板生產工藝，有效控制成品鋼板的強度和韌性，保證縱向變厚度鋼板的各項性能指標符合同級別鋼板相關標準的要求，生產出合格的縱向變厚度鋼板，從而滿足市場和用戶的使用要求是一個亟待解決的問題。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種綜合性工藝技術措施，從而確保軋制出重量輕、成本低、焊縫少、結構優，具有良好板形及力學性能的縱向變厚度鋼板的方法。為此，本發明所采取的技術解決方案是—種縱向變厚度鋼板的生產方法，通過采取控制加熱、控制軋制和控制冷卻的方法，控制和改善鋼板的板形、表面質量及力學性能，從而生產出合格的縱向變厚度鋼板。其具體方法是鋼坯出爐時，上表面溫度比下表面溫度高20 40°C。鋼坯出爐后，高壓水除鱗1 2道次。軋機配輥時，上工作輥直徑大于下工作輥直徑，上、下工作輥直徑差為< 6mm。軋制開始時，根據鋼板的實際厚度調整數學模型的零點自適應數值。所謂零點自適應數值，是指在鋼板測量厚度可用的情況下，通過計算厚度和測量厚度的比較，對數學模型的零點進行有效修正的系數值。具體取值范圍為鋼板厚度為10 40mm，零點自適應數值為0. 1 0. 3 ；鋼板厚度為> 40 60mm，零點自適應數值為0. 3 0. 5 ；鋼板厚度為> 60 80mm，零點自適應數值為0. 5 0. 6 ；鋼板厚度> 80mm，零點自適應數值為0. 7。鋼板軋制速度控制在5. 5 6. 5m/s。開軋溫度為1000 1100°C，終軋溫度為950 1050°C。最后兩道的單道次變形量為10 15%。最大軋制力為80 95MN，最大扭矩3500 3800kNm，最大壓下量30 45mm，最大壓下率；35 45%。設定開始冷卻溫度為900 1000°C，終冷溫度為800 900°C。冷卻速率為2 阢/8。推薦的工藝技術參數為鋼坯出爐時，上表面溫度比下表面溫度高30°C。上、下工作輥直徑差為3_。鋼板開軋溫度為1050°C，終軋溫度為1000°C。最后兩道的單道次變形量為12%。設定開始冷卻溫度為950°C，終冷溫度為850°C。鋼板軋后冷卻速率為I/s。本發明的有益效果為按照上述生產工藝和技術參數生產出的縱向變厚度鋼板，其板型合格率達到95% 以上，性能合格率達到99 %，表面無黏著的氧化鐵皮，各項物理、化學性能指標完全符合標準要求。使用本發明方法生產的縱向變厚度鋼板，對于桁架和橋梁結構來說，不僅其重量比傳統的鋼板要輕；而且可減少制作時間，降低制作成本；同時，焊接時可將焊縫轉移到應力較小的區域并可減少焊縫。另外，對于需要抗疲勞的結構，還可根據實際的應力分布優化結構斷面形狀，增加結構的安全性。
具體實施例方式下面，結合實施例對本發明作進一步說明。本發明之縱向變厚度鋼板的生產方法，主要是針對厚度在IOmm以上的熱軋鋼板， 利用縱向變厚度鋼板軋機和相應的自動控制系統，采取優化加熱制度、控制軋制工藝和調整冷卻技術等一系列綜合性的工藝技術措施，控制和改善鋼板的板形、表面質量及力學性能，從而生產出合格的縱向變厚度鋼板。實施例1 鋼板厚度為40mm。鋼坯加熱完畢從加熱爐出爐時，其上表面溫度比下表面溫度高30°C。鋼坯出爐后，經高壓水除鱗1道次。軋機配輥時，上工作輥直徑大于下工作輥直徑，上、下工作輥直徑差為3mm。根據鋼坯的實際厚度，選取數學模型的零點自適應數值為0. 3。
鋼板軋制速度控制在6. Om/s。開軋溫度為1050°C，終軋溫度為1000°C。最后兩道的單道次變形量為12%。最大軋制力為85MN，最大扭矩3800kNm，最大壓下量40mm，最大壓下率45 %。設定開始冷卻溫度為950°C，終冷溫度為850°C。冷卻速率為:3K/s。實施例2 鋼板厚度為100mm。鋼坯出爐時，上表面溫度比下表面溫度高40°C。鋼坯出爐后，高壓水除鱗2道次。軋機配輥時，上工作輥直徑大于下工作輥直徑，上、下工作輥直徑差為6mm。根據鋼板的實際厚度選取的數學模型的零點自適應數值為0. 7。鋼板軋制速度控制在6. 5m/s。開軋溫度為1000°C，終軋溫度為950°C。最后兩道的單道次變形量為14%。最大軋制力為80MN，最大扭矩3600kNm，最大壓下量45mm，最大壓下率40 %。設定開始冷卻溫度為1000°C，終冷溫度為900°C。冷卻速率為4JK/s。實施例3 鋼板厚度為65mm。鋼坯出爐時，上表面溫度比下表面溫度高20°C。鋼坯出爐后，高壓水除鱗1道次。軋機配輥時，上工作輥直徑大于下工作輥直徑，上、下工作輥直徑差為4mm。根據鋼板的實際厚度選取的數學模型的零點自適應數值為0. 52 ；
鋼板軋制速度控制在5. 5m/s。開軋溫度為1100°C，終軋溫度為1050°C。最后兩道的單道次變形量為10%。最大軋制力為95MN，最大扭矩3650kNm，最大壓下量30mm，最大壓下率37 %。設定開始冷卻溫度為900°C，終冷溫度為800°C。冷卻速率為I/s。
權利要求
1.一種縱向變厚度鋼板的生產方法，其特征在于，通過采取控制加熱、控制軋制和控制冷卻的方法，控制和改善鋼板的板形、表面質量及力學性能；具體方法是鋼坯出爐時，上表面溫度比下表面溫度高20 40°C ； 鋼坯出爐后，高壓水除鱗1 2道次；軋機配輥時，上工作輥直徑大于下工作輥直徑，上、下工作輥直徑差為< 6mm ； 軋制開始時，根據鋼板的實際厚度和計算厚度的偏差，修正計算厚度的系數即零點自適應數值鋼板厚度為10 40mm，零點自適應數值為0. 1 0. 3 ； 鋼板厚度為> 40 60mm，零點自適應數值為0. 3 0. 5 ； 鋼板厚度為> 60 80mm，零點自適應數值為0. 5 0. 6 ； 鋼板厚度> 80mm，零點自適應數值為0. 7 ； 軋制速度控制在5. 5 6. 5m/s ； 開軋溫度為1000 1100°C，終軋溫度為950 1050°C ； 最后兩道的單道次變形量為10 15% ；最大軋制力為80 95MN，最大扭矩3500 3800kNm，最大壓下量30 45mm，最大壓下率35 45% ；設定開始冷卻溫度為900 1000°C，終冷溫度為800 900°C ； 冷卻速率為2 漲/s。
2.根據權利要求1所述的縱向變厚度鋼板的生產方法，其特征在于，鋼坯出爐時，上表面溫度比下表面溫度高30°C。
3.根據權利要求1所述的縱向變厚度鋼板的生產方法，其特征在于，所述上、下工作輥直徑偏差為3mm。
4.根據權利要求1所述的縱向變厚度鋼板的生產方法，其特征在于，鋼板開軋溫度為 1050°C，終軋溫度為1000°C。
5.根據權利要求1所述的縱向變厚度鋼板的生產方法，其特征在于，所述最后兩道的單道次變形量為12%。
6.根據權利要求1所述的縱向變厚度鋼板的生產方法，其特征在于，所述設定開始冷卻溫度為950°C，終冷溫度為850°C。
7.根據權利要求1所述的縱向變厚度鋼板的生產方法，其特征在于，鋼板軋后冷卻速率為:3K/s。
全文摘要
本發明提供一種縱向變厚度鋼板的生產方法，通過控制出爐時鋼坯上、下表面溫度差和高壓水除鱗道次，配輥時控制上、下工作輥直徑差，并根據鋼板的實際厚度調整數學模型零點自適應數值，控制鋼板軋制速度、開、終軋溫度、最后兩道的單道次變形量、軋后冷卻速率及開、終冷溫度等一系列工藝技術措施，控制和改善鋼板的板形、表面質量及力學性能，從而生產出合格的縱向變厚度鋼板。按照上述生產工藝和技術參數生產出的縱向變厚度鋼板，其板型合格率達到95％以上，性能合格率達到99％，表面無黏著的氧化鐵皮，各項物理、化學性能指標完全符合標準要求。
文檔編號B21B1/38GK102397875SQ20101028287
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者喬馨, 王明林 申請人:鞍鋼股份有限公司