一种提高短流程薄规格酸洗钢生产效率的方法与流程

本发明属于钢铁产品制造，具体涉及一种提高短流程薄规格酸洗钢生产效率的方法。

背景技术：

1、在钢铁行业实现绿色制造背景下，薄板坯连铸连轧流程(短流程)生产薄规格热轧带钢得到大力发展，品种涵盖低碳钢、中高碳钢、汽车钢、酸洗钢、镀锌以及彩涂原料等，可广泛应用于汽车零部件制造、电力工程、机械制造、五金工具等行业。短流程产线生产薄规格酸洗钢的各项力学性能、应用性能与同厚度规格冷轧产品相当，可实现“以热代冷”；但生产效率与传统热轧产品及冷轧产品存在一定差距，导致工序成本高，显著影响其推广应用。

2、现有短流程产线生产薄规格酸洗钢存在的问题主要表现在：

3、(1)短流程酸洗钢低硅成分设计以及高表面质量要求导致工艺控制窗口窄，需通过降低拉速至4.2m/min、减薄坯厚至60mm保持供料，生产效率低、工序成本高；

4、(2)短流程酸洗钢坯厚最薄为60mm，传统热轧为38mm，机架轧制负荷大，精轧入口温度高，在较大剪切应力及辊温快速升高双重作用下，轧辊辊面质量劣化，换辊频繁制约生产效率提升；

5、(3)薄规格酸洗钢轧制稳定性差，带钢头部偏薄，易插入精轧、卷取相关设备间隙导致废钢，且尾部频繁甩尾，严重影响生产效率提升；

6、(4)薄规格酸洗钢升速轧制过程中层流反馈控制滞后及水阀延迟导致中间温度、卷取温度控制精度低，影响产品性能稳定性，不得不限制轧制速度，导致生产效率低。

7、上述问题属于短流程制造、行业内痛点及难点问题，急需解决以实现短流程薄规格酸洗钢的高效生产，以降低工序成本。

技术实现思路

1、本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种提高短流程薄规格酸洗钢生产效率的方法；通过开发轧机头、尾部辊缝补偿技术确保薄规格带钢轧制过程稳定性，并结合优化轧机负荷分配以及轧辊冷却参数等手段，有效解决f2～4机架辊面质量劣化的问题，同时开发基于带钢速度预测的前馈补偿层冷技术提高产品性能稳定性，卷取采用防黏着夹送辊解决夹送辊粘连废钢问题，可实现短流程薄规格酸洗钢的高效生产，显著降低工序成本。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种提高短流程薄规格酸洗钢生产效率的方法，其中控轧控冷技术，主要从优化轧机头尾部辊缝补偿参数、优化轧机负荷分配以及轧辊冷却参数、开发基于带钢速度预测的前馈补偿层冷技术、卷取采用防黏着夹送辊四个方面进行改进，主要控制要求如下：

4、(1)轧机头部辊缝补偿：薄规格带钢头部偏薄，易插入精轧、卷取相关设备间隙导致废钢；轧机头部辊缝预埋一定的厚度补偿量以达到带钢头部增厚效果，且带钢头部增厚部分不能影响二级自学习以及下一块钢的正常设定；轧制厚度(生产钢卷的厚度，即目标厚度；下同)≤3.0mm时(大于3.0mm时，无需补偿手段)，投用轧机头部辊缝自动补偿技术，具体控制手段和条件包括

5、①f4～7机架，轧机头部厚度预埋0.3～1.0mm；

6、②f1～7机架，带钢头部均不投用厚度自动控制功能；

7、③f1～7机架负荷建立后，在控制时序0.2～0.6s内将厚度预埋值归零，控制轧机辊缝调整速率为1.0～2.0mm/s，同时自动投用厚度自动控制功能，以保证成品厚度达标；

8、(2)轧机尾部辊缝补偿：

9、轧制厚度≤3.0mm时，投用轧机尾部辊缝自动补偿技术，具体控制手段和条件包括：

10、①f1～3机架，带钢尾部与轧机中心线距离为0.8～1.5m，且检测到的实际厚度比参考厚度低于门槛值0.08～0.12mm时，立即启动辊缝补偿；

11、②f1～3机架，轧机尾部辊缝自动补偿调整范围0.05～0.2mm；

12、(3)优化轧机负荷分配以及轧辊冷却参数

13、轧机负荷分配类型：①f1～2机架采用压下率分配，②f3～7机架采用轧制力分配；同时确保f1～7的单位轧制力：f1≤2.6t/mm，f2≤1.9t/mm，f3≤1.7t/mm，f4≤1.5t/mm，f5≤1.4t/mm，f6≤1.3t/mm，f7≤1.2t/mm；

14、轧辊冷却参数：①精轧工作辊冷却总水量5100～5600m3/h，且上工作辊冷却水量为总水量的42～45％，下工作辊冷却水量为总水量的55～58％；是由于上工作辊冷却水在上切水板滞留时间长，导致上下工作辊辊温差异；②f2～4机架工作辊冷却水量占总水量52～58％；③f2～4工作辊下机温度≤68℃，f2～4工作辊辊身长度方向温度差≤15℃，f2～4上下工作辊辊面平均温度差≤3℃；

15、(4)投用基于带钢速度预测的层冷前馈补偿技术

16、层流冷却由粗调段(层流前部粗调段)、空冷段(中间空冷段)和精调段(后部精调段)构成，粗调段上喷单位长度水量控制在110～130m3/h·m，下喷单位长度水量控制在170～190m3/h·m；精调段上喷单位长度水量控制在80～100m3/h·m，下喷单位长度水量控制在140～160m3/h·m；控制最高轧制速度不超过17m/s，层冷水阀开启和关闭响应时间≤0.8秒。在上述调控要求的基础上，采用常规手段利用时间速度图实时预测带钢未来的速度并传递至层冷二级模型，提前计算层流集管组态及冷却补偿水量，解决了薄规格酸洗钢升速轧制过程中层流反馈控制滞后及水阀延迟的问题，中间温度、卷取温度控制精度均超过96％以上，产品性能稳定；

17、(5)卷取采用防黏着夹送辊，表面和剖面硬度均匀性满足：hrc54～56；硬度均一性高，防止高负载工况下因夹送辊局部硬度偏软导致黏着废钢。

18、防黏着夹送辊的主要化学成分按质量百分比计，满足：c 0.2～0.4％，si 0.6～0.8％，mn1.8-2.2％，cr 6.5-7.5％，mo 1.2～1.7％，v 0.3～0.7％，w 1.0～1.4％，p≤0.016％，s≤0.005％，als0.01～0.05％，n≤0.005％，余量为fe及不可避免的杂质；通过提高mn含量、降低cr含量，使其磨耗机理以氧化磨耗为主，在夹送辊与带钢在对磨时，易形成氧化物起到润滑作用，避免直接接触产生焊合现象，进一步降低黏着废钢的风险。

19、上述方案中，采用步骤(1)所述轧机头部辊缝补偿步骤，实测带钢头部尖端厚度增加0.08～0.10mm，可有效避免薄规格带钢头部插入精轧、卷取相关设备间隙发生废钢的问题。

20、上述方案中，在f1～3机架增设液压阀组，从而使辊缝在带钢尾部快速抬起，以改善带钢尾部形变；当带钢尾部即将离开某一机架时，检测并快速将辊缝抬起，使得带钢尾部舌头状长度缩短，既可以有效缓解薄规格带钢抛钢时的甩尾风险，又可以减少带钢尾部切损。

21、上述方案中，采用步骤(2)所示轧机尾部辊缝补偿步骤，实测带钢尾部舌头长度缩短了25～35％，有效降低薄规格带钢抛钢甩尾风险。

22、上述方案中，所述f1～2机架的压下率分配步骤中，f1压下率60～65％，f2压下率45～50％；同时f1咬入角≤17.5°，f2咬入角≤15°，具有防止打滑废钢的作用。

23、上述方案中，所述f3～7机架的轧制力分配按由大到小的规律进行设定。

24、上述方案中，采用步骤(3)所述优化轧机负荷分配以及轧辊冷却参数步骤，可解决f2～4机架因剪切应力较大以及辊温快速升高带来的工作辊辊面质量劣化的问题，酸洗钢换辊周期由传统的600吨提高到1100吨以上。

25、上述方案中，所述薄规格是指轧制厚度≤3.0mm的热轧带钢。

26、上述方案中，所述酸洗钢化学成分按质量百分比计，包括：c 0.03～0.07％，si0.11～0.3％，mn 0.30～1.3％，p≤0.015％，s≤0.006％，cr 0.30～0.55％，ti 0.035～0.11％，nb 0.02～0.05％，als0.02～0.06％，n≤0.006％，余量为fe及不可避免的杂质。

27、采用上述技术方案，可显著提高短流程薄规格酸洗钢的生产效率，板坯拉速由4.2m/min提高到5.5m/min，板坯厚度由60mm增加到75mm；生产效率提升10％以上，工序成本降低20元/吨以上，全流程现货率降低至5％以下。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

29、1、本发明采用轧机头部辊缝补偿，实测带钢头部尖端厚度增加0.08～0.10mm，有效避免薄规格带钢头部插入精轧、卷取相关设备间隙发生废钢的问题；结合轧机尾部辊缝补偿手段，实测带钢尾部舌头长度缩短25～35％，有效降低了薄规格带钢抛钢甩尾风险。

30、2、本发明通过优化轧机负荷分配以及轧辊冷却工艺，可有效解决f2～4机架因剪切应力较大以及辊温快速升高带来的工作辊辊面质量劣化的问题，酸洗钢的换辊周期可由传统的600吨提高到1100吨以上，工作辊下机辊面质量评级a级。

31、3、本发明通过对层流冷却不同环节的喷水量、最高轧制速度等参数进行调控，并结合常规的时间速度图实时预测带钢未来的速度并传递至层冷二级模型，提前计算层流集管组态及冷却补偿水量，解决了薄规格酸洗钢升速轧制过程中层流反馈控制滞后及水阀延迟的问题，中间温度、卷取温度控制精度均超过96％以上，产品性能稳定，短流程薄规格酸洗钢最高轧制速度达到17m/s。

32、4﹑本发明通过开发轧机头尾部辊缝补偿技术确保薄规格带钢轧制过程稳定性，并结合优化轧机负荷分配以及轧辊冷却参数等手段解决f2～4机架辊面质量劣化的问题，开发基于带钢速度预测的前馈补偿层冷技术提高产品性能稳定性，卷取采用防黏着夹送辊解决夹送辊粘连废钢问题，可有效提高短流程薄规格酸洗钢的生产效率，板坯拉速可由传统的4.2m/min提高到5.5m/min，板坯厚度由60mm增加到75mm；生产效率提升10％以上，工序成本降低20元/吨以上，全流程现货率降低至5％以下，适合推广应用。