一种消除热轧高强钢板形缺陷的方法技术

一种消除热轧高强钢板形缺陷的方法，将平整轧制、罩式退火与辊式矫直工艺组合引入规格范围为３～１８．４ｍｍ×９００～１８００ｍｍ（厚度×宽度），屈服强度≥６００ＭＰａ的热连轧高强钢卷板生产加工的过程，消除热连轧高强钢内应力，显著改善板形质量，并使得用户获得良好的板形稳定性，能够满足用户对平坦度小于等于２ｍｍ／ｍ的严格要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢材加工方法
，涉及， 特别适用于消除屈服强度大于600MPa的高强钢的轧制过程、层流冷却过程及其巻取 和后续冷却过程中产生的残余应力导致的潜在板形缺陷，改善热轧高强钢板形质量。
技术介绍
热轧带钢极形是用户要求越来越高的一个质量指标，影晌带材开平、切割下料及 后续焊接过程的加工效率及其最终的产品质量。严重的板形缺陷可能导致用户使用时 候延迟生产、损伤加工设备、焊接困难等问题。尤其是船板、高强工程机械用钢和汽 车大梁板等产品，更加需要对最终板巻的板形进行控制，提供给用户的产品具有高质 量的板形。随着工业化进程的加快，工程上使用的钢材高强化趋势越来越明显，而且 用量也在持续增大。带钢强度越高，带钢的内应力会越大，导致轧后开平过程和使用 过程出现大的变形，尤其是600MPa级别以上的高强钢，残余应力问题是关系到此类产 品开发成功与否的一个关键工艺环节，需要进行从机械加工与热处理结合的方法消除 内应力，解决开平板最终板形问题。具体对高强度带钢而言，在轧制、开平、热处理等工艺中都可能产生残余应力， 残余应力的存在将影响板料的成形性能和产品质量，残余应力的松弛还影响板料尺寸 的稳定性。残余应力是当无任何工作载荷作用的情况下存在于构件内部且在整个构件 内部保持平衡的应力。当裁剪钢板的时候，剪开的金属板件内的残余应力得到释 放， 所以金属板件就会出现变形。热轧带钢内部残余应力问题实质上是板形问题，通常存 在如下四种情况A) 理想板形理想的板形指的是当带材横向内部应力相等的纯理论情况。这种理想的平整板形 在外张力去除并将带材切成条后仍然保持着。B) 潜在板形潜在的板形相当于带材横向内部应力不等，但带材的截面模数又大得足以抵抗瓢 曲变形时的情况。具有潜在板形的带材没有外部张力时是平直的。然而，切成条的带 材，释放了潜应力，形状就参差不齐了。C) 表观板形当带材横向内部应力不相等，同时带材的截面模量不能大到足以抵抗瓢曲变形时， 出现表观的板形，导致局部的弹性瓢曲。在适当的外张力下，整体压应力可以减弱到 表现的板形转化成潜在的板形的水平上。另一方面，除去外部张力并切成条，就会显 示出表观的板形。D)双重板形双重的板形是带材的一部分具有潜在的板形，而另一部分具有表观的板形的情况。 带材一侧边浪或四分之一瓢曲是这种板形形式的典型例子。用户所希望得到的是内应力均匀分布，板形良好的带材。提高热轧带钢的板形质 量可以减少带钢使用过程中由于形变带来的附加工序，提高生产效率。面对日益激烈 的市场竞争，提高热轧带钢的板形质量同时也可以使得热轧带钢生产厂家处于有利位 置。解决板带生产中板形质量问题是一项具有巨大经济意义并具有非常重要的社会意 义。热连轧生产高强板生产流程主要步骤连铸板坯加热一粗除鳞一定宽压力机一粗 轧一飞剪切头尾一精除鳞一精轧(6到7机架四辊轧机)一轧后层流冷却一巻取成钢巻 —矫直一定尺横切。在轧机机型一定的前提下，车L制过程中,形控制是通过辐形设 计、二级控制模型、轧制温度、合理负荷分配等工艺过程的优化来保证。轧后冷却过 程中由于横向温度分布均匀性和冷却速率的影响，板形还会发生变化，可以通过边部 遮蔽、边部加热和补偿轧制控制策略来进行轧后冷却过程中板形变化的控制。上述过 程涉及板形质量的影响因素众多，不确定因素多，而且操作人员的操作水平和经验也 是一个重要的要素，导致在轧制过程中控制热轧板带的板形质量良好仍然是一个非常 困难和复杂的课题。另外，热轧带钢层流冷却后要进入巻取机被巻成钢巻，由于，高 强钢巻取温度较低，导致带钢巻取过程中产生附加的纵向弯曲变形内应力。在竞争激 烈的市场，用户需要并得到很平的钢板或分切的钢巻。这就需要在热轧高强钢板巻轧 后的加工过程中如何去除内应力，获得板形良好的高品质高强板是实现高强钢稳定批 量供货的前提条件。国内关于如何控制热连轧高强钢的专利主要为高强钢的冶金成分 设计及生产过程等方面，但并没有涉及具体如何控制最终产品板形质量，如专利 200810030617. 2公开了一种基于薄板坯连铸连轧流程生产低碳贝氏体高强钢的方法； 专利200610051132.2给出了一种高强钢的复合强化生产方法；专利200610051936.2 涉及一种1100Mpa级非调质高强钢及其生产方法；专利200510027399. 3给出超高强带 钢及其生产方法。关于如何控制热连轧高强钢板形质量的专利很少，如申请号为 200810141499.2的专利是一种中厚板轧机轧制的高强钢板的板形控制方法，主要从加 热和压下制度上进行合理设计，进行板形控制；专利200510110981. 6给出了一种热连 轧高强钢板残余应力的测试方法，为矫直工艺设定做参考和指导。在国内外常规的金属材料加工厂，大多数平板轧制的钢巻加工操作使用某种辊式 矫平技术，也就是基本上都采用辊式矫直机组对热轧板巻进行矫平、横切定尺。涉及 辊式矫直技术的专利也较多，如专利01128973提出一种变辊距矫直机，扩大了加工板 材的规格和强度范围；专利87105049给出了矫直机辊径及其间距的设计基本原则和公 式；专利200580025171给出了一种带材矫直方法。热轧高强钢板巻的板形缺陷类型主要包括A) 上下表面间的长度差异导致的巻形和横弯缺陷。B) 宽度方向上一侧与另一侧长度的差异导致的边浪、中浪、镰刀弯和瓢曲等缺陷。辊式矫平技术对A)类板形缺陷具有消除作用，而对B)类型缺陷不能做到彻底的 消除，不能获得平整并稳定的板形质量。如果要做到完全消除上述两类板形缺陷，拉 弯矫直机或平整机组是一个很好的工具，但目前也只是在冷轧带钢生产过程中大量使 用，如200620092768. 7、 200510024681. 6等涉及到平整或者拉矫工艺的专利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决的问题是-1) 消除宽带钢热连轧生产线生产的高强钢板巻的板形缺陷；2) 改善热连轧高强钢的表面质量；3) 使得屈服强度600MPa级别以上高强工程机械用钢和汽车大梁钢等热轧板巻矫平高强钢fe具有高精度板形质量，满足用户最终使用的要求。 本专利技术的技术解决方案是卜，生产流程包括以下步骤连铸板坯加热一 粗除鳞一定宽压力机一粗轧一飞剪切头尾一精除鳞一精轧(6机架或7机架四辊轧机) —轧后层流冷却一巻取成钢巻—冷却到室温，其特征在于对热连轧高强钢巻首先进行平整轧制加工，然后进行罩式炉退火，最后在辊式矫直机上进行定尺横切成钢板。 本专利技术把热连轧高强钢巻运送到板巻库，经过正常空气冷却到室温后，采用平整轧制工艺消除热轧过程中导致的浪形、镰刀弯和瓢曲等复杂的板形缺陷，并改善热轧高强板的表面质量和机械性能。 平整工艺参数设定范围-轧制力0 1500吨 延伸率范围0 3%工作辊弯辊最大弯辊力(单侧)±60吨 串辊长度0 400mm张力(最大)前张力42MPa、后张力20MPa。本专利技术为了进一步消除热轧高强板巻的轧制和平整过程产生的内应力和平整后巻 取造成的回弹应力，对板巻进行罩式炉去应力退火。平整加工过的带钢存在着一定的 加工硬化，并且由于平整轧制后的钢巻要重新巻成巻，钢巻内部存在较大的附加弯曲 应力，导致在后道工序开巻时候松巻，钢巻内部回弹，导致表面划伤严重。为了进一 步消除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除热轧高强钢板形缺陷的方法，生产流程步骤包括：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→飞剪切头尾→精除鳞→精轧（６机架或７机架四辊轧机）→轧后层流冷却→卷取成钢卷→冷却到室温，其特征在于：对热连轧高强钢卷首先进行平整轧制加工，然后进行罩式炉退火，最后在辊式矫直机上进行定尺横切成钢板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，赵林，李飞，刘建辉，张鹏程，李明，余威，金永春，武军宽，潘辉，周德光，马耀峰，李彬，孟宪堂，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]