專利名稱:管線鋼熱軋平板板形控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種熱軋鋼板板形控制技術(shù)領(lǐng)域：
，具體說是涉及一種控制管線鋼熱軋平板板形不平度的工藝方法。
背景技術(shù)：
石油天然氣長(zhǎng)輸管線用鋼管主要有兩大類螺旋焊管和直縫焊管。一般地區(qū)通常使用管徑較小壁厚較薄的螺旋焊管；而人口密集，地質(zhì)條件復(fù)雜，使用環(huán)境苛刻的三、四類地區(qū)都使用直縫埋弧焊鋼管。制作螺旋焊管采用管線鋼熱軋卷板；制作直縫焊管多采用管線鋼熱軋平板。
由于管線鋼這種特殊的用途和使用條件，因而對(duì)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)的要求都十分嚴(yán)格。為了達(dá)標(biāo)，在鋼的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；在熱軋生產(chǎn)中，采用熱機(jī)械軋制工藝，控制軋制、控制冷卻以獲得需要的組織與性能，使高級(jí)別的管線鋼得以大批量生產(chǎn)。但是，隨著上述工藝的應(yīng)用，在管線鋼熱軋平板的生產(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。所帶來的問題，一是使鋼板板形不平度超標(biāo)，無(wú)法交貨；二是影響生產(chǎn)節(jié)奏和效率，增加生產(chǎn)成本；三是瓢曲的鋼板在輸送過程中對(duì)輸出輥道、冷床輸送鏈子、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。尤其是板形的實(shí)質(zhì)反映了鋼板內(nèi)部組織和應(yīng)力分布狀態(tài)，板形瓢曲說明其內(nèi)部殘余應(yīng)力分布不均，這將直接影響到鋼板的使用性能。因此，管線鋼熱軋平板板形不平度的控制就成為困擾各中厚板廠家的一個(gè)難題。各生產(chǎn)廠與研究部門亦處于試驗(yàn)研究和摸索生產(chǎn)階段，目前尚無(wú)定型的經(jīng)驗(yàn)可資借鑒，也未發(fā)現(xiàn)具體的資料報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)管線鋼熱軋平板產(chǎn)生瓢曲變形這一問題，提供一種制造高壓、大口徑石油天然氣輸送管道用管線鋼熱軋平板板形不平度的控制方法。
本發(fā)明管線鋼熱軋平板板形控制方法，包括軋輥凸度匹配、壓下制度選擇、冷卻工藝控制及矯直參數(shù)設(shè)定等，其技術(shù)方案是軋機(jī)工作輥與支撐輥的輥形均具有正弦曲線，并根據(jù)軋制量和板寬確定磨輥周期及凸度；精軋過程中合理分配各道次壓下率；冷卻工藝調(diào)整風(fēng)吹掃角度和分布，調(diào)整控冷遮蔽范圍，調(diào)整鋼板上、下表面冷卻水的比例；降低導(dǎo)入、導(dǎo)出輥位置，采取正彎矯直工藝。
軋機(jī)下工作輥輥形根據(jù)輥徑磨損程度分為兩段，每段分成四個(gè)磨輥周期，每個(gè)磨輥周期下工作輥凸度均有變化，其區(qū)間在200～400μm之間。
當(dāng)下工作輥直徑＞1070mm時(shí)，下工作輥凸度分別為第一周期200μm；第二周期250μm；第三周期300μm；第四周期350μm正弦曲線；當(dāng)下工作輥直徑≤1070mm時(shí)，四個(gè)磨輥周期下工作輥凸度分別為250μm、300μm、350μm、400μm正弦曲線。
軋機(jī)支撐輥凸度分為兩段輥身中間部分根據(jù)所軋鋼板寬度并與之相對(duì)應(yīng)，磨制成凸度為60～100μm的正弦曲線；輥身兩端各為一段圓弧應(yīng)力卸載曲線。
本發(fā)明采用液壓重型正彎輥，每側(cè)的彎輥力為250～350噸。
精軋采用六道次軋制，各道次的壓下率分別為1道次28～32％，2道次25～30％，3道次20～25％，4道次16～20％，5道次15～18％，6道次10～15％。
鋼板軋后控冷過程中，出口風(fēng)吹掃設(shè)三根管其中兩根角度為60～80°，另一根為水平排布；控冷遮蔽范圍在板寬70～100mm位置；鋼板上表面與下表面冷卻水量的比例為1∶1.8～2.2。
矯直工藝中，導(dǎo)入輥的位置在-1.4mm～-3.5mm；導(dǎo)出輥的位置在-2.1mm～-5.1mm。
按照本發(fā)明方法生產(chǎn)管線鋼熱軋平板，有效避免了鋼板瓢曲變形和翹頭、翹尾現(xiàn)象，極大改善了板形，使管線鋼熱軋平板不平度在15IU以下的占95.6％，達(dá)到2σ水平。同時(shí)，由于板形的改善，加快了生產(chǎn)節(jié)奏，減少了設(shè)備損害，提高了生產(chǎn)效率和設(shè)備使用壽命，保證了按期保質(zhì)交貨。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1來料為連鑄坯，規(guī)格230×1650×2500mm。
熱軋平板規(guī)格尺寸14.3×2435×12000mm。
軋輥輥身長(zhǎng)度4100mm。
新軋輥凸度匹配每個(gè)磨輥周期的確定是根據(jù)生產(chǎn)周期來計(jì)算的，通常每生產(chǎn)500-1000噸平板為一個(gè)生產(chǎn)周期。
上工作輥凸度250μm；下工作輥凸度200μm。
支撐輥凸度距輥身中點(diǎn)±1500mm內(nèi)為60μm正弦曲線；距輥身中點(diǎn)±1500mm外為R＝7m的圓弧卸載曲線。
為保證軋輥凸度，選擇彎輥力為350噸。
板坯粗軋后，厚度約mm，分配精軋各道次壓下率依次為1道次32％；2道次28％；3道次23％；4道次19％；5道次16％；6道次14％。
控冷工藝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，采用遮蔽裝置。遮擋范圍在板寬70mm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∶2.2。
為了使鋼板出控冷系統(tǒng)后表面無(wú)殘留水，因此采用三根管進(jìn)行出口風(fēng)吹掃。前兩根設(shè)定角度為60°，相隔距離500mm，后一根為水平排布，距前兩根5～6m。
管線鋼板在生產(chǎn)過程中板形不合的一個(gè)突出現(xiàn)象就是鋼板頭尾翹曲嚴(yán)重。通過降低導(dǎo)入、導(dǎo)出輥位置，并與彎輥配合，同時(shí)采取雙坯控軋的第一塊矯直一道次，第二塊矯直三道次。一道次矯直參數(shù)為導(dǎo)入輥位置-2.5mm；導(dǎo)出輥位置-3.1mm；彎輥值1.1mm。
三道次矯直參數(shù)為
通過上述措施，使鋼板在矯直變形過程中變形帶形狀由“—”調(diào)整為“⌒”，從而減小甚至消滅鋼板翹頭、翹尾現(xiàn)象。
實(shí)施例2連鑄坯規(guī)格230×1650×3900mm；軋后鋼板尺寸21×3090×12000mm。輥身長(zhǎng)不變。使用后下工作輥輥徑＜1070mm，且為第四磨輥周期。采用上工作輥凸度250μm；下工作輥凸度為400μm。
支撐輥凸度為80μm；兩端為R＝7m曲線。
彎輥力250噸。精軋六道次壓下率分配為1道次30％；2道次27％；3道次24％；4道次20％；5道次15％；6道次10％。
控冷設(shè)3根風(fēng)吹掃管，前兩根角度80°，相距800mm；后一根水平布置，距前兩根6m。
鋼板上下表面冷卻水比例為1∶1.8。
控冷遮擋范圍在板寬100mm位置。
采用一道次矯直，其參數(shù)為導(dǎo)入輥位置-3.5mm；導(dǎo)出輥位置-4.1mm；彎輥值1.5mm。
本發(fā)明適合大型中厚板廠生產(chǎn)高壓、大口徑石油天然氣輸送管道用管線鋼熱軋平板時(shí)控制板形使用。
權(quán)利要求
1.一種管線鋼熱軋平板板形控制方法，包括軋輥凸度匹配、壓下制度選擇、冷卻工藝控制及矯直參數(shù)設(shè)定，其特征在于軋機(jī)工作輥與支撐輥的輥形均具有正弦曲線，并根據(jù)軋制量和板寬確定磨輥周期及凸度；精軋過程中合理分配各道次壓下率；冷卻工藝調(diào)整風(fēng)吹掃角度和分布，調(diào)整控冷遮蔽范圍，調(diào)整鋼板上、下表面冷卻水的比例；降低導(dǎo)入、導(dǎo)出輥位置，采取正彎矯直工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的管線鋼熱軋平板板形控制方法，其特征在于，軋機(jī)下工作輥輥形根據(jù)輥徑磨損程度分為兩段，每段分成四個(gè)磨輥周期，每個(gè)磨輥周期下工作輥凸度均有變化，其區(qū)間在200～400μm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的管線鋼熱軋平板板形控制方法，其特征在于，軋機(jī)支撐輥凸度分為兩段輥身中間部分與板寬相對(duì)應(yīng)凸度為60～100μm的正弦曲線；輥身兩端各為一段圓弧應(yīng)力卸載曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的管線鋼熱軋平板板形控制方法，其特征在于，精軋6道次中各道次的壓下率為1道次28～32％，2道次25～30％，3道次20～25％，4道次16～20％，5道次15～18％，6道次10～15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的管線鋼熱軋平板板形控制方法，其特征在于，控冷過程中，出口風(fēng)吹掃設(shè)三根管其中兩根角度為60～80°，另一根為水平排布；控冷遮蔽范圍在板寬70～100mm位置；鋼板上表面與下表面冷卻水量的比例為1∶1.8～2.2。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的管線鋼熱軋平板板形控制方法，其特征在于，矯直工藝中，導(dǎo)入輥的位置在-1.4mm～-3.5mm；導(dǎo)出輥的位置在-2.1mm～-5.1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的管線鋼熱軋平板板形控制方法，其特征在于，當(dāng)下工作輥直徑＞1070mm時(shí)，四個(gè)磨輥周期下工作輥凸度為第一周期200μm，第二周期250μm，第三周期300μm，第四周期350μm的正弦曲線；當(dāng)下工作輥直徑≤1070mm時(shí)，四個(gè)磨輥周期下工作輥凸度則分別為250μm、300μm、350μm、400μm正弦曲線。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種控制管線鋼熱軋平板板形的方法，通過軋輥凸度匹配、壓下制度選擇、冷卻工藝控制及矯直參數(shù)確定等工藝措施，使軋機(jī)工作輥與支撐輥的輥形均為正弦曲線，并根據(jù)軋制量和板寬確定磨輥周期及凸度范圍；采用重型液壓正彎輥；精軋過程合理分配各道次壓下率；調(diào)整冷卻后風(fēng)吹掃角度及風(fēng)管排布方式；增設(shè)控冷遮蔽；控制鋼板上下冷卻水比例；降低導(dǎo)入、導(dǎo)出輥位置，采取正彎矯直工藝。從而有效減少鋼板瓢曲變形和翹頭、翹尾現(xiàn)象，使管線鋼熱軋平板不平度在15IU以下的占95.6％。同時(shí)減少設(shè)備損害，提高生產(chǎn)效率和設(shè)備使用壽命。適合于生產(chǎn)X70以上級(jí)管線鋼熱軋平板時(shí)控制板形使用。
文檔編號(hào)B21B37/74GK1994602SQ200610135138
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月28日
發(fā)明者隋軼, 高亮, 申利彬, 叢津功 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan