專利名稱：：控制x80管線鋼熱軋中板板形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及管線鋼軋制
技術(shù)領(lǐng)域：
的一種控制管線鋼熱軋板板形的方法，特別涉及一種控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法。
背景技術(shù)：
：目前，石油、天然氣等能源物資主要通過輸送管道輸送。而因傳輸距離長，則必須提高傳輸壓力，以增大傳輸流量大，又且傳輸管道經(jīng)過的地域環(huán)境復(fù)雜，故而要求構(gòu)成輸送管道的管線鋼必須具有極大的強(qiáng)度和韌性。自上世紀(jì)50年代至本世紀(jì)初，輸送管道的涉及壓力逐漸由6.3MPa增長至20MPa以上，而隨著輸氣管道輸送壓力的不斷提高，輸送鋼管也相應(yīng)地由X52鋼級(jí)迅速發(fā)展至X70鋼級(jí)。目前，發(fā)達(dá)國家已普遍將X80鋼級(jí)列為石油、天然氣管道的首選鋼級(jí)。而我國的西氣東輸主干線也主要采用X80鋼級(jí)的熱軋中厚板。為了使管線鋼的強(qiáng)度、'沖擊韌性、耐腐蝕性以及焊接性能等綜合性能指標(biāo)達(dá)到X80鋼級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在其冶煉過程中采取加入多種合金元素，進(jìn)行合金化處理等工藝措施，并在熱軋生產(chǎn)過程中，采用TMCP軋制工藝，控制軋制、冷卻進(jìn)程以獲得需要的組織與性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。但是，隨著上述工藝的應(yīng)用，在管線鋼生產(chǎn)過程中，常常出現(xiàn)鋼板在軋制冷卻后發(fā)生瓢曲變形的現(xiàn)象，進(jìn)而造成一、鋼板平直度超標(biāo)，無法交貨；二、嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏和效率，增加生產(chǎn)成本；三、瓢曲的鋼板在輸送過程中對(duì)輸出輥道、冷床、輸送鏈、切頭剪及組合剪的剪刃、夾送輥以及噴、打字機(jī)損害較大，嚴(yán)重影響設(shè)備使用壽命。尤其需要指出的是，板形瓢曲也說明其內(nèi)部殘余應(yīng)力分布不均，這將直接影響鋼板的使用性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的H的在于提出一種可控制高強(qiáng)度管線鋼熱軋鋼板飄曲度，使鋼板內(nèi)部殘余應(yīng)力分布均勻，并使鋼板具有優(yōu)良使用性能的控制X80管線鋼熱軋屮板板形的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，包括依次進(jìn)行的加熱工藝、軋輥凸度匹配工藝、壓下制度選擇工藝、冷卻控制工藝和矯直工藝，其特征在于:所述加熱工藝中，二次加熱溫度控制在1190121(TC之間，均熱段控制在11801200。C之間;所述軋輥凸度匹配工藝中，采用的軋機(jī)工作輥具有+O.050.10mm凸度的正弦曲線結(jié)構(gòu)，上輥直徑比下輥大26mm，支撐輥是平輥，換輥周期及工作輥凸度由軋制量和板寬而定；'所述壓下制度選擇工藝中，在精軋過程中根據(jù)板材的厚度分配軋制道次及各道次壓下率；所述冷卻控制工藝中，調(diào)整構(gòu)成冷床的四個(gè)冷卻區(qū)的水量和壓力、控冷邊部遮擋的范圍，以及鋼板上、下表面冷卻水的比例和噴嘴與鋼板表面的距離；所述矯直工藝中，降低導(dǎo)入、導(dǎo)出輥位置，采取正、負(fù)彎輥矯直工藝。具體而言，所述軋輥凸度匹配工藝中，當(dāng)工作輥直徑〉1180ram時(shí)，上、下工作輥凸度+O.05mm，當(dāng)工作輥直徑<1180腿時(shí)，上、下工作輥凸度+O.lmm。所述軋輥凸度匹配工藝中，采用的軋機(jī)支撐輥輥身中間部分是平輥，輥身兩端對(duì)各稱設(shè)置一段圓弧應(yīng)力卸載曲線。所述壓下制度選擇工藝中，在板材厚度為19.122.Omm時(shí)，壓下道次為1517道次，其中前七道次的壓下率為10.14%19.38%，而其后各道次的壓下率為019.51%。所述冷卻控制工藝中，冷卻段包括四個(gè)冷卻區(qū)，其中第一個(gè)冷卻區(qū)的水流量為4060mVh，第二冷卻區(qū)至第四冷卻區(qū)的水流量為240370m7h，鋼板上、下表面冷卻水的比例為l:1.91:2.2，邊部遮擋為100120mm。所述矯直工藝中，調(diào)節(jié)導(dǎo)入輥的位置在-3-5mm，導(dǎo)出輥的位置在-2一3腿。所述矯直工藝中，采用的正、負(fù)彎輥矯直工藝具體是指根據(jù)軋出鋼板的板型，對(duì)壓下量及彎輥力進(jìn)行調(diào)整，若軋出鋼板板型較好，則采用第一道負(fù)彎輥為-65-45um、輥縫為15/18mm18/21腿，第二道正彎輥為3050ym、輥縫為15/1818/21腿，第三道正彎輥為3050um、輥縫為18/1821/21mm;若軋出鋼板板型較差，則加大壓下量和彎輥力，使壓下量不小于1316mm，彎輥不大于5580]im。該控制X勸管線鋼熱軋中板板形的方法中，于加熱工藝過程中采用將二次加熱溫度控制在1190-]2](TC之間，均熱段控制在1180120(TC之間，均燒上限的方式，有利于粗除鱗，且距離軋機(jī)較遠(yuǎn)的加熱爐爐溫低于距離軋機(jī)較近的加熱爐高51(TC，爐膛頂部溫度比底部溫度高51(TC，使板坯的上、下表面溫差小，從而保證出爐板坯不出現(xiàn)拱形，轉(zhuǎn)鋼容易，利于軋制溫度的控制。同時(shí)，該控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法中，還于軋輥凸度匹配工藝中，針對(duì)軋制噸位的不同，選擇工作輥的輥徑及凸度，當(dāng)工作輥直徑〉1180mm時(shí)，上、下工作輥凸度+0.05m;當(dāng)工作輥直徑<1180mm時(shí)，上、下工作輥凸度+0.lmm，若軋制X80鋼級(jí)鋼板時(shí)，則軋制噸位在550800t左右較合適，工作輥為大輥徑，最好在1154mm以上，凸度+0.lmmZ且優(yōu)選采用液壓重型正彎輥?zhàn)鳛楣ぷ鬏?，每?cè)的彎輥力一階段為500650t，二階段開軋前三道次在700800t，而至成品彎輥力則在420520t。而軋機(jī)支撐輥可為輥身兩端具有圓弧應(yīng)力卸載曲線的結(jié)構(gòu)，以避免支撐輥倒角對(duì)工作輥表面的傷害。如，對(duì)于長度為4800醒左右的軋機(jī)支撐輥，其輥身中間部分3900mm左右是平輥，輥身兩端各有一段直徑為8.35米的圓弧應(yīng)力卸載曲線。另外，根據(jù)軋制鋼板的寬度、厚度不同，可將軋制量控制在45006500噸作為一個(gè)換輥周期。在該軋輥凸度匹配工藝中，軋機(jī)的開軋溫度10351055°C，二開軋溫度888924°C，終軋溫度762806°C，終冷溫度485549°C。需要說明的是，若在同一生產(chǎn)計(jì)劃中有不同規(guī)格的管線鋼鋼板時(shí)，將厚度較小的管線鋼鋼板的安排為在先軋制，則較為有利于板型的控制。同時(shí)，在采用兩塊TCR軋制時(shí)，較為優(yōu)化的方式是，將同一厚度的管線鋼鋼板設(shè)置為前一塊待溫厚度小于后一塊，這樣可以延長后一塊的待溫時(shí)間，有利于軋制節(jié)奏的控制，軋出板型較好。對(duì)于厚度為19.122腿的鋼板，采用1517道的軋制道次，軋制壓下量合理分配，以兩個(gè)平整道次使軋出板型較好，由于最后幾個(gè)道次板坯厚度較薄，溫度降低速度快，終軋溫度相對(duì)較低。經(jīng)綜合考慮鋼板板型和終軋溫度，優(yōu)化的方式是對(duì)較厚的鋼板采用更多軋制道次，而軋制道次在生產(chǎn)過程中亦是通過改變待溫厚度而進(jìn)行調(diào)解。另外，該控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法中，在冷卻控制工藝中優(yōu)選采用全自動(dòng)M叩lic冷卻工藝，通過調(diào)整Muplic的前后四個(gè)冷卻區(qū)的水量和壓力大小、控冷邊部遮擋范圍、鋼板上、下表面冷卻水的比例，并控制噴嘴與鋼板表面的距離在350420mm左右，可保證鋼板橫向組織均勻，克服鋼板上表面的中部滯留水流造成中間傳熱慢，邊部傳熱快的問題，根據(jù)板寬控制遮擋范圍，以消除傳熱不均帶來的問題。該控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法中，在矯直工藝中，在采用兩塊控軋時(shí)，第一塊鋼板矯一個(gè)道次后，停在矯直機(jī)后，待第二塊鋼板矯完一個(gè)道次后，再兩塊同時(shí)回矯，這樣能使矯直節(jié)奏與軋制節(jié)奏相匹配，不會(huì)出現(xiàn)來不及矯直或矯直溫度過低的問題，其矯直工藝參數(shù)可為采用三個(gè)道次；彎輥_65+80ym;矯直力7X1069X106N;壓下量15腿；調(diào)節(jié)輥導(dǎo)入輥-3-5匪、導(dǎo)出輥-2-3mm。同時(shí)，在矯直工藝中，可根據(jù)軋出鋼板，尤其對(duì)于厚度19.l22mm的鋼板的板型，對(duì)壓下量及彎輥力進(jìn)行適度調(diào)整，具體調(diào)整方法為若軋出板型較好，則可采用第一道負(fù)彎輥為-65-45、輥縫為15/18腿18/21腿，第二道正彎輥為3050ym、輥縫為15/'1818/21腿，第三道正彎輥為3050um、輥縫為18/1821/21mm，經(jīng)矯直后鋼板板型平整，經(jīng)冷床冷卻后，矯直效果較好，至多僅出現(xiàn)輕微的邊浪或頭部瓢曲；若軋出板型較差，則可適當(dāng)加大壓下量和彎輥力，一般壓下量不小于1316mrn，彎輥不大于5580um，若壓下量過量增大，則反而會(huì)使板型變差。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于該控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法在應(yīng)用于生產(chǎn)高強(qiáng)度管線鋼鋼板的過程時(shí)，可將鋼板瓢曲率降低到20%以下，且即使瓢曲的鋼板亦可通過熱矯矯平，從而大大改善了鋼板板形，使鋼板具有優(yōu)良使用性能，并使其綜合命中率提高至85%以上，同時(shí)，由于板形的改善，還可提高生產(chǎn)效率，延長設(shè)備使用壽命。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例涉及生產(chǎn)厚度19.5mm的X80鋼級(jí)管線鋼鋼板的生產(chǎn)。其采用的連鑄坯規(guī)格為2202420X3686mm，軋制后成品板規(guī)格尺寸19.5X3885X25520mm。在對(duì)鑄坯加熱過程中，加熱爐爐溫在工藝控制范圍，二次加熱控制在1190121(TC之間，均熱段控制在1180120(TC之間，均燒上限，有利于粗除鱗，因一號(hào)加熱爐距離軋機(jī)比二號(hào)加熱爐遠(yuǎn)18.5米，故而二號(hào)加熱爐溫比一號(hào)加熱爐爐溫高51(TC，爐膛頂部溫度比底部溫度高51(TC，可以保證出爐板坯不出現(xiàn)拱形，轉(zhuǎn)鋼容易，利于軋制溫度的控制，鑄坯在爐時(shí)間為330380min。在軋制過程中，采用的工作輥輥身長度為5050mm，支撐輥輥身長度為4900腿，并以每生產(chǎn)5000t左右為一個(gè)生產(chǎn)周期。上、下工作輥輥徑〉1180mm，凸度O.05mm;支撐輥輥身3900mm內(nèi)為平輥，距輥身中點(diǎn)士1850mm外為直徑8m的圓弧卸載曲線。為保證軋輥凸度，選擇彎輥力為550t。軋機(jī)軋制溫度控制在如下表所示范圍:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>冷卻工藝采用全自動(dòng)MULPIC，冷速為16°C/s，輥道速度為1.61.8m/s，A區(qū)水流量為4255m7h左右，BCD區(qū)水流量為237320m7h左右，機(jī)架高度為498m、494.4m、497.5m和496.2m，水凸度為39.7，冷卻水溫為37.3°C，邊部遮擋為保證鋼板橫向組織均勻，克服鋼板上表面的中部滯留水流造成中間傳熱慢，邊部傳熱快的問題，遮擋范圍在板寬100110mm位置，以控制傳熱不均的問題。在鋼板上下表面冷卻過程中，采用合理的冷卻水量及其上、下表面水量的合理分布，是保證鋼板平直度的關(guān)鍵，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證確定上下水的比例為1:1.9。為了使鋼板出MULPIC系統(tǒng)后表面無殘留水，因此出口用同軋制方向60°的單根鋼管，同鋼板表面65°壓縮空氣吹掃。在矯直工藝中，采用第一道負(fù)彎輥-45um，輥縫為15/18mm，第二道正彎輥30um，輥縫為15/18rnrn，第三道正彎輥30Pm，輥縫為18/18mm，對(duì)同時(shí)出現(xiàn)邊浪及翹頭或翹尾現(xiàn)象時(shí)，矯直效果較好。實(shí)施例2:本實(shí)施例涉及生產(chǎn)厚度22.41mm的X80鋼級(jí)管線鋼鋼板的生產(chǎn)。其采用的鑄坯規(guī)格為220X2420X4210咖、軋后鋼板尺寸為22.41X3875X25280mm。而所用的支撐輥和生產(chǎn)周期均與實(shí)施例1相同。鑄坯加熱過程與實(shí)施例1同。上、下工作輥輥徑〈1180ran，上、下工作輥凸度0.lmm，為保證軋輥凸度，選擇彎輥力為500t。軋機(jī)軋制溫度控制在如下表所示范圍:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>冷卻工藝采用全自動(dòng)MULPIC，冷速為16°C/s，輥道速度為1.61.8m/s，A區(qū)水流量為4260m7h左右，BCD區(qū)水流量為280380m7h左右，機(jī)架高度為498、494.4、497.5和496.2m，水凸度為39.7，冷卻水溫為37.3°C，邊部遮擋為保證鋼板橫向組織均勻，克服鋼板上表面的中部滯留水流造成中間傳熱慢，邊部傳熱快的問題，遮擋范圍在板寬110120mm位置，以控制傳熱不均的問題。鋼板上下表面冷卻過程中，合理的冷卻水量及其上、下表面水量的合理分布，是保證鋼板平直度的關(guān)鍵，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證確定上下水的比例為1:2.1。為了使鋼板出MULPIC系統(tǒng)后表面無殘留水，因此出口用同軋制方向60。的單根鋼管，同鋼板表面65。壓縮空氣吹掃。若軋出鋼板板型有輕微邊浪時(shí)，在矯直工藝中，采用第一道負(fù)彎輥-65txm，輥縫為18/21mm，第二道正彎輥50um，輥縫為18/21咖，第三道正彎輥50um，輥縫為21/21mm，矯直后板型平整。本發(fā)明可將X80鋼級(jí)的大鋼板板瓢曲率降低至20%以下，且即使這不到20%的瓢曲板中90%以上能通過熱矯矯平，從而大大改善了鋼板板形，可加快生產(chǎn)節(jié)奏，延長設(shè)備使用壽命。權(quán)利要求1.一種控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，包括依次進(jìn)行的加熱工藝、軋輥凸度匹配工藝、壓下制度選擇工藝、冷卻控制工藝和矯直工藝，其特征在于所述加熱工藝中，二次加熱溫度控制在1190～1210℃之間，均熱段控制在1180～1200℃之間；所述軋輥凸度匹配工藝中，采用的軋機(jī)工作輥具有+0.05～0.10mm凸度的正弦曲線結(jié)構(gòu)，上輥直徑比下輥大2～6mm，支撐輥是平輥，換輥周期及工作輥凸度由軋制量和板寬而定；所述壓下制度選擇工藝中，在精軋過程中根據(jù)板材的厚度分配軋制道次及各道次壓下率；所述冷卻控制工藝中，調(diào)整構(gòu)成冷床的四個(gè)冷卻區(qū)的水量和壓力、控冷邊部遮擋的范圍，以及鋼板上、下表面冷卻水的比例和噴嘴與鋼板表面的距離；所述矯直工藝中，降低導(dǎo)入、導(dǎo)出輥位置，采取正、負(fù)彎輥矯直工藝。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，其特征在于所述軋輥凸度匹配工藝中，當(dāng)工作輥直徑〉1180mm時(shí)，上、下工作輥凸度+0.05腿，當(dāng)工作輥直徑〈1180mm時(shí)，上、下工作輥凸度+O.l腿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，其特征在于所述軋輥凸度匹配工藝中，采用的軋機(jī)支撐輥輥身中間部分是平輥，輥身兩端對(duì)各稱設(shè)置一段圓弧應(yīng)力卸載曲線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，其特征在于所述壓下制度選擇工藝中，在板材厚度為19.122.0mm時(shí)，壓下道次為1517道次，其中前七道次的壓下率為10.14%19.38%，而其后各道次的壓下率為019.51%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，其特征在于所述冷卻控制工藝中，冷卻段包括四個(gè)冷卻區(qū)，其中第一個(gè)冷卻區(qū)的水流量為4060m7h，第二冷卻區(qū)至第四冷卻區(qū)的水流量為240370m7h，鋼板上、下表面冷卻水的比例為l:1.91:2.2，邊部遮擋為100120醒。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，其特征在于所述矯直工藝中，調(diào)節(jié)導(dǎo)入輥的位置在-3-5mm，導(dǎo)出輥的位置在-2-3mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，其特征在于所述矯直工藝中，采用的正、負(fù)彎輥矯直工藝具體是指根據(jù)軋出鋼板的板型，對(duì)壓下量及彎輥力進(jìn)行調(diào)整，若軋出鋼板板型較好，則采用第一道負(fù)彎輥為-65-45um、輥縫為15/18mm18/21腿，第二道正彎輥為3050um、輥縫為15/1818/21rnrn，第三道正彎輥為3050wm、輥縫為18/1821/21隱；若軋出鋼板板型較差，則加大壓下量和彎輥力，使壓下量不小于1316mm，彎輥不大于5580ym。全文摘要本發(fā)明涉及一種控制X80管線鋼熱軋中板板形的方法，包括加熱工藝、軋輥凸度匹配工藝、壓下制度選擇工藝、冷卻控制工藝和矯直工藝，在加熱工藝中，控制二次加熱溫度和均熱段溫度；軋輥凸度匹配工藝中，工作輥具有正弦曲線結(jié)構(gòu)，上輥直徑比下輥大，磨輥周期及工作輥凸度由軋制量和板寬而定；壓下制度選擇工藝中，精軋過程中根據(jù)板材的厚度分配軋制道次及各道次壓下率；冷卻控制工藝中調(diào)整構(gòu)成冷床的四個(gè)冷卻區(qū)的水量和壓力、控冷邊部遮擋的范圍，以及鋼板上、下表面冷卻水的比例和與鋼板表面的距離；矯直工藝中，降低導(dǎo)入、導(dǎo)出輥位置，采取正、負(fù)彎輥矯直工藝。本發(fā)明可大大降低高鋼級(jí)鋼板的瓢曲率，改善板形，提高生產(chǎn)效率，延長設(shè)備使用壽命。文檔編號(hào)B21B29/00GK101412042SQ20081018341公開日2009年4月22日申請(qǐng)日期2008年12月16日優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日發(fā)明者何文斌,楊懷永,賴家福,錢洪建,毅馬申請(qǐng)人:江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司