本發(fā)明涉及熱軋技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種應(yīng)用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的方法。

背景技術(shù)：

國(guó)內(nèi)外最新開(kāi)發(fā)的薄板坯連鑄連軋工藝的技術(shù)路線為：連鑄-粗軋-剪切-保溫-感應(yīng)加熱-除鱗-精軋-控制冷卻-剪切-卷取。與傳統(tǒng)的薄板坯連鑄連軋工藝相比，該工藝能夠生產(chǎn)厚度更薄的熱軋帶鋼，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)“以熱代冷”，從而更大程度地降低能源消耗和生產(chǎn)成本，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。

目前采用這種工藝生產(chǎn)的低合金高強(qiáng)鋼產(chǎn)品厚度可達(dá)到1.3～1.6mm，該厚度范圍在熱軋低合金高強(qiáng)鋼中已屬于超薄規(guī)格，可以替代同規(guī)格的冷軋產(chǎn)品，應(yīng)用于運(yùn)輸、船舶及化工等行業(yè)，用于制造各種大型壓力容器、船板、起重機(jī)械構(gòu)件及重型機(jī)械設(shè)備等部件。但是在采用該工藝生產(chǎn)這些薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的過(guò)程中仍遇到如下問(wèn)題：1、各機(jī)架壓下分配不合理導(dǎo)致某個(gè)機(jī)架達(dá)到負(fù)荷極限，使軋制過(guò)程不穩(wěn)定；2、由于帶鋼連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)，使各機(jī)架工作輥(尤其是精軋機(jī)工作輥)磨損較嚴(yán)重，導(dǎo)致帶鋼厚度精度及板形精度難以控制，出現(xiàn)較明顯的厚度超差和浪形；3、薄規(guī)格帶鋼溫降很快，帶鋼溫度波動(dòng)較大，使目標(biāo)精軋溫度命中率較低，對(duì)帶鋼力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。

解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵在于進(jìn)一步優(yōu)化薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的工藝參數(shù)，包括在連鑄段獲得適當(dāng)?shù)谋“迮骱穸群屠魉俣?；在粗軋及精軋段制定合理的軋制?guī)程(如各機(jī)架壓下量分配、軋制力能參數(shù)及軋制速度等)，在軋制過(guò)程中預(yù)設(shè)定最優(yōu)的板厚及板形控制參數(shù)，從而提高帶鋼板厚及板形反饋調(diào)節(jié)效率；在粗軋和精軋間的銜接段制定嚴(yán)格的保溫、加熱及除鱗制度以控制各工序的帶鋼溫度范圍；在控制冷卻段制定合理的冷卻策略及冷卻速度以控制冷卻過(guò)程中帶鋼相變，進(jìn)而獲得理想的微觀組織等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種應(yīng)用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的方法，可穩(wěn)定地生產(chǎn)出尺寸精度、板形精度和綜合力學(xué)性能均滿足要求的熱軋薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種應(yīng)用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的方法，將鋼水連續(xù)澆鑄成寬度為1300～1600mm、厚度為65～96mm的連鑄坯，然后依次進(jìn)行粗軋、保溫罩保溫、感應(yīng)加熱、高壓水除鱗及精軋得到寬度為1300～1600mm、厚度為1.3～1.6mm的超薄帶鋼，最后經(jīng)控制冷卻、分卷剪切并卷取成卷。主要工藝步驟及工藝參數(shù)如下：

(1)連鑄

所述鋼水化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：C 0.04％～0.08％、Si 0.1％～0.2％、Mn0.3％～0.5％、Al 0.02％～0.04％、P≤0.015％、S≤0.012％、N≤0.008％、Ca≤0.002％、Cu≤0.15％、Sn≤0.02％、Ni≤0.2％、Cr≤0.12％、Mo≤0.05％、V≤0.02％、Nb≤0.025％，其余為Fe及不可避免的微量元素。

所述連鑄坯的拉坯速度為4.8～7m/min，并且最大拉坯速度v_max與連鑄坯厚度h的數(shù)值關(guān)系滿足：v_max＝8.21×10^-4h²-0.223h+18.64。

(2)粗軋

所述粗軋機(jī)組為3機(jī)架粗軋機(jī)，總壓下率為84％～88％，粗軋出口厚度為12～14mm，粗軋初始溫度為1125～1145℃，粗軋終軋溫度為1000～1020℃，單位寬度軋制壓力為13～15KN/mm。

(3)保溫罩保溫

所述保溫罩長(zhǎng)度為11m，保溫罩內(nèi)部環(huán)境溫度為600～650℃。

(4)感應(yīng)加熱

所述感應(yīng)加熱裝置包括14個(gè)加熱器，每個(gè)加熱器功率為2400～2500KW。感應(yīng)加熱使中間坯溫度升高250～270℃，感應(yīng)加熱裝置出口中間坯溫度為1140～1160℃。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)感應(yīng)加熱爐入口高溫計(jì)的實(shí)測(cè)溫度設(shè)定感應(yīng)加熱器啟動(dòng)數(shù)量和功率，根據(jù)感應(yīng)加熱爐出口高溫計(jì)的實(shí)測(cè)溫度調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱器功率，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱爐出口中間坯溫度的反饋控制。

(5)高壓水除鱗

所述高壓水除鱗裝置包括上下兩個(gè)集管，每個(gè)集管上設(shè)置46個(gè)扁平型噴嘴，噴嘴間距為35mm，集管噴淋寬度為1720mm，水壓為35～39MPa，總水流量為190～200m³/h，除鱗使中間坯表面溫降為80～100℃。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)中間坯的速度及除鱗裝置入口處中間坯的實(shí)測(cè)溫度調(diào)節(jié)水壓與水流量。

(6)精軋

所述精軋機(jī)組為5機(jī)架精軋機(jī)，總壓下率為86％～91％，精軋出口厚度為1.3～1.6mm，精軋初始溫度為1000～1020℃，精軋終軋溫度為840～860℃，單位寬度軋制壓力為8～23KN/mm。

(7)控制冷卻

所述控制冷卻工藝為先對(duì)帶鋼進(jìn)行層流冷卻，然后空冷。具體為：

所述控制冷卻段包括35個(gè)上集管和105個(gè)下集管，每個(gè)上集管的噴水區(qū)域與3個(gè)下集管的噴水區(qū)域?qū)?yīng)。每個(gè)上集管的流量為75～105m³/h，每個(gè)下集管的流量為25～35m³/h，上集管間距為1110mm，下集管間距為370mm。

計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)控制冷卻段入口帶鋼溫度、速度及厚度設(shè)定上集管和下集管的開(kāi)啟數(shù)量，并對(duì)上集管和下集管的水流量進(jìn)行預(yù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)帶鋼先層流冷卻后空冷的冷卻工藝。根據(jù)卷取前帶鋼溫度實(shí)測(cè)值與目標(biāo)卷取溫度的偏差反饋調(diào)節(jié)已開(kāi)啟的上集管和下集管的水流量。

所述控制冷卻段入口帶鋼溫度為800～830℃，層流冷卻結(jié)束時(shí)帶鋼溫度為640～660℃，水壓為0.07～0.09MPa，層流冷卻速度為150～300℃/s。所述空冷時(shí)間為5～7s。

(8)分卷剪切及卷取

所述分卷剪切采用轉(zhuǎn)轂式飛剪，所述卷取機(jī)為地下式卷取機(jī)。單位寬度卷重20～22kg/mm，卷取溫度為550～570℃。

所述中間坯的縱向厚度偏差≤140μm，寬向凸度偏差C₄₀≤70μm。所述成品帶鋼的縱向厚度偏差≤50μm，板形偏差≤30I，寬向凸度偏差C₄₀≤20μm。所述薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼成品的屈服強(qiáng)度為380～430MPa，抗拉強(qiáng)度為530～610MPa，延伸率≥25％。

按上述方案，所述連鑄坯厚度為72～82mm，拉坯速度為5.9～6.5m/min。

按上述方案，所述粗軋機(jī)組的第一粗軋機(jī)壓下率為50％～55％，軋制溫度控制在1125～1145℃，單位寬度軋制壓力為13～15KN/mm；第二粗軋機(jī)壓下率為40％～45％，軋制溫度控制在1060～1080℃，單位寬度軋制壓力為13.5～14.5KN/mm；第三粗軋機(jī)壓下率為35％～40％，軋制溫度控制在1000～1020℃，單位寬度軋制壓力為13.5～14.5KN/mm。

按上述方案，所述精軋機(jī)組的第一精軋機(jī)壓下率為50％～55％，軋制溫度控制在1000～1020℃，單位寬度軋制壓力為21～23KN/mm；第二精軋機(jī)壓下率為40％～45％，軋制溫度控制在960～980℃，單位寬度軋制壓力為19～21KN/mm；第三精軋機(jī)壓下率為35％～40％，軋制溫度控制在930～950℃，單位寬度軋制壓力為18～19.5KN/mm；第四精軋機(jī)壓下率為20％～25％，軋制溫度控制在900～920℃，單位寬度軋制壓力為13～14KN/mm；第五精軋機(jī)壓下率為10％～15％，軋制溫度控制在840～860℃，單位寬度軋制壓力為8～9KN/mm。

按上述方案，在粗軋和精軋機(jī)組中均采用液壓厚度自動(dòng)控制技術(shù)。具體為：軋制前進(jìn)行輥縫預(yù)設(shè)定，軋制過(guò)程中根據(jù)第三粗軋機(jī)出口測(cè)厚儀實(shí)測(cè)厚度對(duì)中間坯厚度反饋控制，根據(jù)第五精軋機(jī)出口測(cè)厚儀實(shí)測(cè)厚度對(duì)成品帶鋼厚度反饋控制。根據(jù)主液壓缸壓力傳感器測(cè)量值進(jìn)行軋制力過(guò)載保護(hù)。

按上述方案，在粗軋機(jī)組中采用工作輥正、負(fù)彎輥技術(shù)，在精軋機(jī)組中采用工作輥正彎輥及工作輥竄輥技術(shù)。具體為：粗軋機(jī)正彎輥力為每側(cè)軸承座上為1250～1450KN，負(fù)彎輥力為每側(cè)軸承座上為-1000～-1200KN(負(fù)號(hào)表示方向)，精軋機(jī)組第一、第二精軋機(jī)的正彎輥力為每側(cè)軸承座上為1200～1400KN，工作輥竄輥范圍為80～95mm，第三、第四及第五精軋機(jī)的正彎輥力為每側(cè)軸承座上為950～1100KN，工作輥竄輥范圍為-205～-220mm(負(fù)號(hào)表示方向)。

按上述方案，在粗軋和精軋機(jī)組中均采用工作輥動(dòng)態(tài)冷卻技術(shù)。具體為：工作輥動(dòng)態(tài)冷卻包括主冷卻、中部輔助冷卻及邊部輔助冷卻。冷卻水噴射壓力為0.8～1MPa，每個(gè)粗軋機(jī)架總冷卻水量為1250～1400m³/h，每個(gè)精軋機(jī)架總冷卻水量為1050～1200m³/h。通過(guò)預(yù)設(shè)定及調(diào)節(jié)三種冷卻模式的總冷卻水量及比例，以調(diào)節(jié)各機(jī)架工作輥熱輥型，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)有載輥縫凸度的目的。

按上述方案，在精軋機(jī)組中采用動(dòng)態(tài)變規(guī)格技術(shù)。具體為：首先采用2.1mm厚成品帶鋼的精軋軋制規(guī)程進(jìn)行穿帶和軋制，生產(chǎn)出一個(gè)2.1mm厚的鋼卷后，采用精軋機(jī)組的動(dòng)態(tài)變規(guī)格功能調(diào)節(jié)各精軋機(jī)架的壓下及軋制速度，將成品帶鋼厚度從2.1mm變到1.8mm，生產(chǎn)出一個(gè)1.8mm厚的鋼卷后，再由1.8mm變到1.6mm穩(wěn)定地生產(chǎn)，若需要生產(chǎn)更薄的成品帶鋼，則繼續(xù)調(diào)節(jié)各精軋機(jī)架的壓下及軋制速度，然后進(jìn)行穩(wěn)定的生產(chǎn)。期間每次動(dòng)態(tài)調(diào)整的最大調(diào)整量為0.2mm，成品帶鋼最薄調(diào)整到1.3mm。甩尾時(shí)則由薄變厚，按上述相反的方式進(jìn)行。

按上述方案，在精軋機(jī)組中采用輥縫潤(rùn)滑技術(shù)。具體為：每個(gè)機(jī)架用于輥縫潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油濃度為0.2％～0.4％，噴射流量為6500～6700L/min，噴射壓力為0.15～0.35MPa。

按上述方案，層流冷卻位于控制冷卻段入口處，層流冷卻上集管開(kāi)啟數(shù)量為4個(gè)，下集管的開(kāi)啟數(shù)量為15個(gè)。每個(gè)上集管的水流量設(shè)定值為87～102m³/h，每個(gè)下集管的水流量設(shè)定值為29～34m³/h，層流冷卻水壓為0.08MPa。

實(shí)施本發(fā)明的應(yīng)用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的方法，具有以下有益效果：

(1)在保證連鑄坯不拉漏的條件下，提高連鑄坯的厚度和拉速，這樣通過(guò)增加軋制壓縮比可盡量消除連鑄坯的內(nèi)部缺陷，如疏松、裂紋及偏析等，達(dá)到改善產(chǎn)品力學(xué)性能的目的，還能夠以較高的速度進(jìn)行軋制，減少軋件溫降，以更少的能源介質(zhì)消耗獲得所需的精軋終軋溫度和帶鋼微觀組織結(jié)構(gòu)。

(2)通過(guò)嚴(yán)格控制各工序處軋件溫度范圍，以滿足精軋溫度要求，提高精軋終軋溫度目標(biāo)命中率。通過(guò)優(yōu)化粗軋及精軋各機(jī)架的軋制規(guī)程(軋制溫度、壓下率及軋制壓力)，減少生產(chǎn)事故率。

(3)在粗軋及精軋過(guò)程中采用高效率的帶鋼板厚及板形控制技術(shù)，預(yù)設(shè)定最優(yōu)的工藝參數(shù)，并對(duì)板厚及板形進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)以提高板厚及板形的控制效果。

(4)薄規(guī)格雙相鋼成品的屈服強(qiáng)度為380～430MPa，抗拉強(qiáng)度為530～610MPa，延伸率≥25％。本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)1.3～1.6mm厚熱軋薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)，并提高尺寸精度、板形精度和綜合力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)“以熱代冷”需求，降低生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的應(yīng)用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的工藝路線圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的避免拉漏條件下連鑄坯最大拉速-厚度曲線圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的含碳量為0.04％～0.08％低合金高強(qiáng)鋼的鐵碳相圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一和實(shí)施例三的控制冷卻段布置示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例一的低合金高強(qiáng)鋼控制冷卻段相變示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例一：

本實(shí)施例提供的一種應(yīng)用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼的方法，其工藝路線如圖1所示，首先將鋼水連續(xù)澆鑄成寬度為1300～1600mm、厚度為65～96mm的連鑄坯，然后依次進(jìn)行粗軋、保溫罩保溫、感應(yīng)加熱、高壓水除鱗及精軋得到寬度為1300～1600mm、厚度為1.3～1.6mm的超薄帶鋼，最后經(jīng)控制冷卻、分卷剪切并卷取成卷。主要工藝步驟及工藝參數(shù)如下：

(1)連鑄

所述鋼水化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：C 0.04％～0.08％、Si 0.1％～0.2％、Mn0.3％～0.5％、Al 0.02％～0.04％、P≤0.015％、S≤0.012％、N≤0.008％、Ca≤0.002％、Cu≤0.15％、Sn≤0.02％、Ni≤0.2％、Cr≤0.12％、Mo≤0.05％、V≤0.02％、Nb≤0.025％，其余為Fe及不可避免的微量元素。

所述連鑄坯的拉坯速度為4.8～7m/min，并且最大拉坯速度v_max與連鑄坯厚度h的數(shù)值關(guān)系滿足：v_max＝8.21×10^-4h²-0.223h+18.64。

連鑄坯最大拉坯速度與厚度的數(shù)值關(guān)系以避免連鑄坯拉漏為原則而建立，滿足軋制壓縮比要求的連鑄坯最小厚度為65mm，滿足所需終軋溫度的最小拉速為4.8m/min，滿足連鑄機(jī)設(shè)計(jì)能力的最大拉速為7m/min，由最小拉速及避免拉漏的連鑄坯最大拉速-厚度曲線確定的連鑄坯最大厚度為96mm。如圖2所示，連鑄坯厚度和拉坯速度組成的坐標(biāo)點(diǎn)需落在圖2中ABCD區(qū)域范圍內(nèi)，處于該范圍內(nèi)的連鑄坯具有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、可以直接進(jìn)行軋制而不會(huì)出現(xiàn)連鑄坯拉漏事故；2、可以保證足夠的軋制壓縮比，以消除連鑄坯的內(nèi)部缺陷，如疏松、裂紋及偏析等，從而改善產(chǎn)品力學(xué)性能；3、能夠以較高的速度進(jìn)行軋制，減少軋件溫降和能耗，獲得所需的精軋終軋溫度和帶鋼微觀組織結(jié)構(gòu)。

(2)粗軋

所述粗軋機(jī)組為3機(jī)架粗軋機(jī)，總壓下率為84％～88％，粗軋出口厚度為12～14mm，粗軋初始溫度為1125～1145℃，粗軋終軋溫度為1000～1020℃，單位寬度軋制壓力為13～15KN/mm。

根據(jù)圖3所示的鐵碳平衡相圖可知，對(duì)于含碳量為0.04％～0.08％的低合金高強(qiáng)鋼，粗軋初始溫度為1125～1145℃時(shí)，大致位于低合金高強(qiáng)鋼奧氏體區(qū)的中間處溫度區(qū)域，此時(shí)連鑄坯內(nèi)部為高溫奧氏體組織，晶粒粗大，并且碳化物完全溶解于奧氏體組織中，非常適于粗軋大壓下量軋制。經(jīng)過(guò)3機(jī)架粗軋機(jī)后，由于軋件熱輻射溫降、軋件與工作輥接觸熱傳導(dǎo)溫降以及軋制塑性變形熱和摩擦熱導(dǎo)致的軋件溫升的綜合作用，使得粗軋終軋溫度仍可以保持在1000～1020℃，該溫度區(qū)間大致位于鐵素體開(kāi)始轉(zhuǎn)變線以上100～160℃，由于粗軋過(guò)程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的作用，使粗軋得到的中間坯內(nèi)部奧氏體晶粒變得細(xì)小等軸。

由于在粗軋段軋件平均溫度高，并且板坯厚向上溫度分布為“反向溫度曲線”(剛剛固化的板坯中心溫度比表面溫度高100～150℃)，變形抗力很小，變形主要集中在板坯中部，因此粗軋機(jī)能夠以較低的能耗進(jìn)行大壓下量軋制。由熱軋軋制力能參數(shù)模型計(jì)算出的單位寬度軋制壓力為13～15KN/mm，對(duì)應(yīng)的輥間接觸應(yīng)力為1316～1414MPa，小于熱軋軋輥?zhàn)畲笤试S輥間接觸應(yīng)力1800MPa，可以使得軋制單位長(zhǎng)度軋件的軋輥磨損小，也可以避免因輥間接觸應(yīng)力和熱應(yīng)力疊加所引起的軋輥剝落，因此可提高軋輥使用周期和軋制噸數(shù)。

粗軋段總壓下率為84％～88％，相當(dāng)于從連鑄坯到成品總壓下量的83％～87％在粗軋段完成，而精軋段只完成總壓下量的13％～17％，可以降低對(duì)后續(xù)精軋機(jī)組的高負(fù)荷要求，有利于精軋機(jī)組專注于對(duì)帶鋼厚度精度、板形精度及表面質(zhì)量的控制。另外，厚度為12～14mm的中間坯蓄熱效果較好，能夠保證中間坯在中間輥道上的溫降和頭尾溫差都不會(huì)太大，減小后續(xù)感應(yīng)加熱爐的補(bǔ)熱負(fù)擔(dān)，以降低能耗。

(3)保溫罩保溫

所述保溫罩長(zhǎng)度為11m，保溫罩內(nèi)部環(huán)境溫度為600～650℃，可有效減小中間坯在中間輥道上的溫降，減小后續(xù)感應(yīng)加熱的補(bǔ)熱負(fù)擔(dān)。

(4)感應(yīng)加熱

所述感應(yīng)加熱裝置包括14個(gè)加熱器，每個(gè)加熱器功率為2400～2500KW。感應(yīng)加熱使中間坯溫度升高250～270℃，感應(yīng)加熱裝置出口中間坯溫度為1140～1160℃。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)感應(yīng)加熱爐入口高溫計(jì)的實(shí)測(cè)溫度設(shè)定感應(yīng)加熱器啟動(dòng)數(shù)量和功率，根據(jù)感應(yīng)加熱爐出口高溫計(jì)的實(shí)測(cè)溫度調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱器功率，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱爐出口中間坯溫度的反饋控制。

(5)高壓水除鱗

所述高壓水除鱗裝置包括上下兩個(gè)集管，每個(gè)集管上設(shè)置46個(gè)扁平型噴嘴，噴嘴間距為35mm，集管噴淋寬度為1720mm，水壓為35～39MPa，總水流量為190～200m³/h，除鱗使中間坯表面溫降為80～100℃。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)中間坯的速度及除鱗裝置入口處中間坯的實(shí)測(cè)溫度調(diào)節(jié)水壓與水流量，保證既能有效去除中間坯表面氧化鐵皮，防止精軋時(shí)表面氧化皮壓入帶鋼，又能使中間坯在除鱗過(guò)程中的溫降較小，維持較高的精軋段入口帶鋼溫度。

(6)精軋

所述精軋機(jī)組為5機(jī)架精軋機(jī)，總壓下率為86％～91％，精軋出口厚度為1.3～1.6mm，精軋初始溫度為1000～1020℃，精軋終軋溫度為840～860℃，單位寬度軋制壓力為8～23KN/mm。

中間坯以所述精軋初始溫度進(jìn)入精軋機(jī)組后，由于軋輥防剝落水冷卻、機(jī)架間冷卻水冷卻、熱輻射、帶鋼與軋輥接觸熱傳導(dǎo)、塑性變形熱及摩擦熱的綜合作用，帶鋼總體溫降保持在140～180℃，溫降后可滿足所要求的帶鋼終軋溫度，為后續(xù)層流冷卻過(guò)程中微觀組織轉(zhuǎn)變做準(zhǔn)備。另外，所述精軋段溫度范圍可保證帶鋼始終處于奧氏體區(qū)軋制，避免精軋時(shí)發(fā)生奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體，否則若在奧氏體和鐵素體兩相區(qū)軋制，則帶鋼力學(xué)性能波動(dòng)較大使軋制不穩(wěn)定，而且會(huì)產(chǎn)生帶狀組織和不均勻的混晶組織，使帶鋼力學(xué)性能和加工性能惡化。

(7)控制冷卻

所述控制冷卻工藝為先對(duì)帶鋼進(jìn)行層流冷卻，然后空冷。具體為：

所述控制冷卻段包括35個(gè)上集管和105個(gè)下集管，每個(gè)上集管的噴水區(qū)域與3個(gè)下集管的噴水區(qū)域?qū)?yīng)。每個(gè)上集管的流量為75～105m³/h，每個(gè)下集管的流量為25～35m³/h，上集管間距為1110mm，下集管間距為370mm。由于噴射到帶鋼下表面的冷卻水在重力作用下很快滴落，無(wú)法像帶鋼上表面的冷卻水那樣流動(dòng)，因此這樣布置可以細(xì)化帶鋼下表面冷卻水的噴水區(qū)域，使帶鋼上下表面均勻冷卻，避免薄規(guī)格帶鋼冷卻時(shí)向上翹曲。

計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)控制冷卻段入口帶鋼溫度、速度及厚度設(shè)定上集管和下集管的開(kāi)啟數(shù)量，并對(duì)上集管和下集管的水流量進(jìn)行預(yù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)帶鋼先層流冷卻后空冷的冷卻工藝。根據(jù)卷取前帶鋼溫度實(shí)測(cè)值與目標(biāo)卷取溫度的偏差反饋調(diào)節(jié)已開(kāi)啟的上集管和下集管的水流量，以調(diào)節(jié)層流冷卻速度，使實(shí)際卷取溫度精確命中目標(biāo)卷取溫度。

所述控制冷卻段入口帶鋼溫度為800～830℃，層流冷卻結(jié)束時(shí)帶鋼溫度為640～660℃，水壓為0.07～0.09MPa，層流冷卻速度為150～300℃/s。所述空冷時(shí)間為5～7s。

如圖5所示，層流冷卻使帶鋼快速冷卻到鐵素體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，在隨后空冷時(shí)部分過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體，隨著帶鋼溫度進(jìn)一步降低，剩余的過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。最終得到鐵素體和珠光體的混合組織。

(8)分卷剪切及卷取

所述分卷剪切采用轉(zhuǎn)轂式飛剪，所述卷取機(jī)為地下式卷取機(jī)。單位寬度卷重20～22kg/mm，卷取溫度為550～570℃，在該溫度范圍內(nèi)卷取，既可以避免卷取溫度過(guò)高導(dǎo)致后續(xù)緩冷時(shí)帶鋼晶粒長(zhǎng)大，同時(shí)也能析出細(xì)小、彌散分布的碳化物，改善薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼成品的綜合力學(xué)性能。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上提供一種更加詳細(xì)、優(yōu)化的工藝方案，可以使成品帶鋼縱向厚度精度、板形精度及表面質(zhì)量更好，并獲得與同規(guī)格冷軋帶鋼相當(dāng)?shù)木C合力學(xué)性能。

所述連鑄坯厚度為72～82mm，拉坯速度為5.9～6.5m/min。

所述粗軋機(jī)組的第一粗軋機(jī)壓下率為50％～55％，軋制溫度控制在1125～1145℃，單位寬度軋制壓力為13～15KN/mm；第二粗軋機(jī)壓下率為40％～45％，軋制溫度控制在1060～1080℃，單位寬度軋制壓力為13.5～14.5KN/mm；第三粗軋機(jī)壓下率為35％～40％，軋制溫度控制在1000～1020℃，單位寬度軋制壓力為13.5～14.5KN/mm。

所述精軋機(jī)組的第一精軋機(jī)壓下率為50％～55％，軋制溫度控制在1000～1020℃，單位寬度軋制壓力為21～23KN/mm；第二精軋機(jī)壓下率為40％～45％，軋制溫度控制在960～980℃，單位寬度軋制壓力為19～21KN/mm；第三精軋機(jī)壓下率為35％～40％，軋制溫度控制在930～950℃，單位寬度軋制壓力為18～19.5KN/mm；第四精軋機(jī)壓下率為20％～25％，軋制溫度控制在900～920℃，單位寬度軋制壓力為13～14KN/mm；第五精軋機(jī)壓下率為10％～15％，軋制溫度控制在840～860℃，單位寬度軋制壓力為8～9KN/mm。

在粗軋和精軋機(jī)組中均采用液壓厚度自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)各機(jī)架進(jìn)行恒輥縫控制，以有效消除連鑄坯及中間坯的厚度波動(dòng)，提高中間坯及成品帶鋼縱向厚度精度。具體為：軋制前進(jìn)行輥縫預(yù)設(shè)定，軋制過(guò)程中根據(jù)第三粗軋機(jī)出口測(cè)厚儀實(shí)測(cè)厚度對(duì)中間坯厚度反饋控制，根據(jù)第五精軋機(jī)出口測(cè)厚儀實(shí)測(cè)厚度對(duì)成品帶鋼厚度反饋控制。根據(jù)主液壓缸壓力傳感器測(cè)量值進(jìn)行軋制力過(guò)載保護(hù)。

在粗軋機(jī)組中采用工作輥正、負(fù)彎輥技術(shù)控制中間坯凸度，在精軋機(jī)組中采用工作輥正彎輥及工作輥竄輥技術(shù)控制成品帶鋼板形。具體為：粗軋機(jī)正彎輥力為每側(cè)軸承座上為1250～1450KN，負(fù)彎輥力為每側(cè)軸承座上為-1000～-1200KN(負(fù)號(hào)表示方向)，精軋機(jī)組第一、第二精軋機(jī)的正彎輥力為每側(cè)軸承座上為1200～1400KN，工作輥竄輥范圍為80～95mm，第三、第四及第五精軋機(jī)的正彎輥力為每側(cè)軸承座上為950～1100KN，工作輥竄輥范圍為-205～-220mm(負(fù)號(hào)表示方向)。

在粗軋和精軋機(jī)組中均采用工作輥動(dòng)態(tài)冷卻技術(shù)控制中間坯凸度及成品帶鋼板形。具體為：工作輥動(dòng)態(tài)冷卻包括主冷卻、中部輔助冷卻及邊部輔助冷卻。其中，主冷卻實(shí)現(xiàn)工作輥輥身恒定冷卻速率，中部輔助冷卻用于對(duì)輥身中部進(jìn)行附加冷卻以獲得凸輥縫曲線，邊部輔助冷卻用于對(duì)輥身邊部進(jìn)行附加冷卻以獲得凹輥縫曲線。冷卻水噴射壓力為0.8～1MPa，每個(gè)粗軋機(jī)架總冷卻水量為1250～1400m³/h，每個(gè)精軋機(jī)架總冷卻水量為1050～1200m³/h。通過(guò)預(yù)設(shè)定及調(diào)節(jié)三種冷卻模式的總冷卻水量及比例，以調(diào)節(jié)各機(jī)架工作輥熱輥型，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)有載輥縫凸度的目的。

在精軋機(jī)組中采用動(dòng)態(tài)變規(guī)格技術(shù)進(jìn)行“燙輥”，可快速地獲得軋制超薄帶鋼所需的穩(wěn)定的工作輥熱輥型和完整致密的工作輥表面氧化膜。具體為：首先采用2.1mm厚成品帶鋼的精軋軋制規(guī)程進(jìn)行穿帶和軋制，生產(chǎn)出一個(gè)2.1mm厚的鋼卷后，采用精軋機(jī)組的動(dòng)態(tài)變規(guī)格功能調(diào)節(jié)各精軋機(jī)架的壓下及軋制速度，將成品帶鋼厚度從2.1mm變到1.8mm，生產(chǎn)出一個(gè)1.8mm厚的鋼卷后，再由1.8mm變到1.6mm穩(wěn)定地生產(chǎn)，若需要生產(chǎn)更薄的成品帶鋼，則繼續(xù)調(diào)節(jié)各精軋機(jī)架的壓下及軋制速度，然后進(jìn)行穩(wěn)定的生產(chǎn)。期間每次動(dòng)態(tài)調(diào)整的最大調(diào)整量為0.2mm，成品帶鋼最薄調(diào)整到1.3mm。甩尾時(shí)則由薄變厚，按上述相反的方式進(jìn)行。

在精軋機(jī)組中采用輥縫潤(rùn)滑技術(shù)減小工作輥與帶鋼間的摩擦系數(shù)，以減少軋制能耗和工作輥磨損，提高帶鋼表面質(zhì)量和工作輥使用壽命。具體為：每個(gè)機(jī)架用于輥縫潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油濃度為0.2％～0.4％，噴射流量為6500～6700L/min，噴射壓力為0.15～0.35MPa。

如圖4所示，層流冷卻位于控制冷卻段入口處，層流冷卻上集管開(kāi)啟數(shù)量為4個(gè)，下集管的開(kāi)啟數(shù)量為15個(gè)。每個(gè)上集管的水流量設(shè)定值為88～102m³/h，每個(gè)下集管的水流量設(shè)定值為29～34m³/h，層流冷卻水壓為0.08MPa。

利用本實(shí)施例方法獲得的中間坯的縱向厚度偏差≤140μm，寬向凸度偏差C₄₀≤70μm。所述成品帶鋼的縱向厚度偏差≤50μm，板形偏差≤30I，寬向凸度偏差C₄₀≤20μm。薄規(guī)格低合金高強(qiáng)鋼成品的主要力學(xué)性能均落在以下范圍內(nèi)：屈服強(qiáng)度為380～430MPa，抗拉強(qiáng)度為530～610MPa，延伸率≥25％。在應(yīng)用上可以很好地替代同規(guī)格的冷軋帶鋼。

實(shí)施例三：

本實(shí)施例以生產(chǎn)含碳量0.06％、寬度1300mm、厚度1.5mm的成品帶鋼為例，其具體工藝如下所述。

鋼水連續(xù)澆鑄成寬度為1300mm、厚度為80mm的連鑄坯，然后依次進(jìn)行粗軋、保溫罩保溫、感應(yīng)加熱、高壓水除鱗及精軋得到寬度為1300mm、厚度為1.5mm的超薄帶鋼，最后經(jīng)控制冷卻、分卷剪切并卷取成卷。主要工藝步驟及工藝參數(shù)如下：

(1)連鑄

所述鋼水化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：C 0.04％～0.08％、Si 0.1％～0.2％、Mn0.3％～0.5％、Al 0.02％～0.04％、P≤0.015％、S≤0.012％、N≤0.008％、Ca≤0.002％、Cu≤0.15％、Sn≤0.02％、Ni≤0.2％、Cr≤0.12％、Mo≤0.05％、V≤0.02％、Nb≤0.025％，其余為Fe及不可避免的微量元素。

所述連鑄坯的拉坯速度為6m/min。

(2)粗軋

所述粗軋機(jī)組為3機(jī)架粗軋機(jī)，總壓下率為83.75％，粗軋出口厚度為13mm，粗軋初始溫度為1130～1140℃，粗軋終軋溫度為1010～1020℃，單位寬度軋制壓力為14～15KN/mm。

(3)保溫罩保溫

所述保溫罩長(zhǎng)度為11m，保溫罩內(nèi)部環(huán)境溫度為630℃。

(4)感應(yīng)加熱

所述感應(yīng)加熱裝置包括14個(gè)加熱器，每個(gè)加熱器功率為2400～2500KW。感應(yīng)加熱使中間坯溫度升高260～270℃，感應(yīng)加熱裝置出口中間坯溫度為1145～1155℃。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)感應(yīng)加熱爐入口高溫計(jì)的實(shí)測(cè)溫度設(shè)定感應(yīng)加熱器啟動(dòng)數(shù)量和功率，根據(jù)感應(yīng)加熱爐出口高溫計(jì)的實(shí)測(cè)溫度調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱器功率，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱爐出口中間坯溫度的反饋控制。

(5)高壓水除鱗

所述高壓水除鱗裝置包括上下兩個(gè)集管，每個(gè)集管上設(shè)置46個(gè)扁平型噴嘴，噴嘴間距為35mm，集管噴淋寬度為1720mm，水壓為38MPa，總水流量為195m³/h，除鱗使中間坯表面溫降為87～93℃。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)中間坯的速度及除鱗裝置入口處中間坯的實(shí)測(cè)溫度調(diào)節(jié)水壓與水流量。

(6)精軋

所述精軋機(jī)組為5機(jī)架精軋機(jī)，總壓下率為88.5％，精軋出口厚度為1.5mm，精軋初始溫度為1005～1015℃，精軋終軋溫度為850～860℃，單位寬度軋制壓力為8.2～22.5KN/mm。

(7)控制冷卻

所述控制冷卻工藝為先對(duì)帶鋼進(jìn)行層流冷卻，然后空冷。具體為：

所述控制冷卻段包括35個(gè)上集管和105個(gè)下集管，每個(gè)上集管的噴水區(qū)域與3個(gè)下集管的噴水區(qū)域?qū)?yīng)。每個(gè)上集管的流量為87～102m³/h，每個(gè)下集管的流量為29～34m³/h，上集管間距為1110mm，下集管間距為370mm。

計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)控制冷卻段入口帶鋼溫度、速度及厚度設(shè)定上集管和下集管的開(kāi)啟數(shù)量，并對(duì)上集管和下集管的水流量進(jìn)行預(yù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)帶鋼先層流冷卻后空冷的冷卻工藝。根據(jù)卷取前帶鋼溫度實(shí)測(cè)值與目標(biāo)卷取溫度的偏差反饋調(diào)節(jié)已開(kāi)啟的上集管和下集管的水流量。

所述控制冷卻段入口帶鋼溫度為815～825℃，層流冷卻結(jié)束時(shí)帶鋼溫度為645～655℃，水壓為0.08MPa，層流冷卻速度為170～200℃/s。所述空冷時(shí)間為6s。

(8)分卷剪切及卷取

所述分卷剪切采用轉(zhuǎn)轂式飛剪，所述卷取機(jī)為地下式卷取機(jī)。單位寬度卷重21kg/mm，卷取溫度為555～565℃。

按上述方案，所述粗軋機(jī)組的第一粗軋機(jī)壓下率為52.5％，軋制溫度控制在1130～1140℃，單位寬度軋制壓力為14.6～14.9KN/mm；第二粗軋機(jī)壓下率為44.7％，軋制溫度控制在1070～1080℃，單位寬度軋制壓力為14～14.2KN/mm；第三粗軋機(jī)壓下率為38.1％，軋制溫度控制在1010～1020℃，單位寬度軋制壓力為14.1～14.3KN/mm。

按上述方案，所述精軋機(jī)組的第一精軋機(jī)壓下率為53.9％，軋制溫度控制在1005～1015℃，單位寬度軋制壓力為22.2～22.4KN/mm；第二精軋機(jī)壓下率為41.7％，軋制溫度控制在965～975℃，單位寬度軋制壓力為20.8～21KN/mm；第三精軋機(jī)壓下率為37.1％，軋制溫度控制在940～950℃，單位寬度軋制壓力為19.1～19.3KN/mm；第四精軋機(jī)壓下率為22.7％，軋制溫度控制在900～910℃，單位寬度軋制壓力為13.5～13.7KN/mm；第五精軋機(jī)壓下率為11.8％，軋制溫度控制在850～860℃，單位寬度軋制壓力為8.5～8.7KN/mm。

按上述方案，在粗軋和精軋機(jī)組中均采用液壓厚度自動(dòng)控制技術(shù)。具體為：軋制前進(jìn)行輥縫預(yù)設(shè)定，軋制過(guò)程中根據(jù)第三粗軋機(jī)出口測(cè)厚儀實(shí)測(cè)厚度對(duì)中間坯厚度反饋控制，根據(jù)第五精軋機(jī)出口測(cè)厚儀實(shí)測(cè)厚度對(duì)成品帶鋼厚度反饋控制。根據(jù)主液壓缸壓力傳感器測(cè)量值進(jìn)行軋制力過(guò)載保護(hù)。

按上述方案，在粗軋機(jī)組中采用工作輥正、負(fù)彎輥技術(shù)，在精軋機(jī)組中采用工作輥正彎輥及工作輥竄輥技術(shù)。具體參數(shù)為如表1所示：

表1

按上述方案，在粗軋和精軋機(jī)組中均采用工作輥動(dòng)態(tài)冷卻技術(shù)。具體為：工作輥動(dòng)態(tài)冷卻包括主冷卻、中部輔助冷卻及邊部輔助冷卻。冷卻水噴射壓力為0.9MPa，各機(jī)架工作輥冷卻水總流量、各冷卻模式冷卻水流量比例及流量預(yù)設(shè)定值如表2所示，通過(guò)預(yù)設(shè)定及調(diào)節(jié)三種冷卻模式的總冷卻水量及比例，以調(diào)節(jié)各機(jī)架工作輥熱輥型，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)有載輥縫凸度的目的。

表2

按上述方案，在精軋機(jī)組中采用動(dòng)態(tài)變規(guī)格技術(shù)。具體為：首先采用2.1mm厚成品帶鋼的精軋軋制規(guī)程進(jìn)行穿帶和軋制，生產(chǎn)出一個(gè)2.1mm厚的鋼卷后，采用精軋機(jī)組的動(dòng)態(tài)變規(guī)格功能調(diào)節(jié)各精軋機(jī)架的壓下及軋制速度，將成品帶鋼厚度從2.1mm變到1.8mm，生產(chǎn)出一個(gè)1.8mm厚的鋼卷后，再由1.8mm變到1.6mm，生產(chǎn)出一個(gè)1.6mm的鋼卷后，再由1.6mm變到1.5mm穩(wěn)定地生產(chǎn)。甩尾時(shí)則由薄變厚，按上述相反的方式進(jìn)行。

按上述方案，在精軋機(jī)組中采用輥縫潤(rùn)滑技術(shù)。具體為：每個(gè)機(jī)架用于輥縫潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油濃度為0.4％，噴射流量為6600L/min，噴射壓力為0.3MPa。

按上述方案，層流冷卻位于控制冷卻段入口處，層流冷卻上集管開(kāi)啟數(shù)量為4個(gè)，下集管的開(kāi)啟數(shù)量為15個(gè)。每個(gè)上集管的水流量設(shè)定值為90m³/h，每個(gè)下集管的水流量設(shè)定值為30m³/h，層流冷卻水壓為0.08MPa。

利用本實(shí)施例方法獲得的1.5mm厚的成品帶鋼的縱向厚度偏差≤35μm，板形偏差≤25I，寬向凸度偏差C₄₀≤20μm。屈服強(qiáng)度為413～424MPa，抗拉強(qiáng)度為562～576MPa，延伸率為26～31％。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。