專利名稱：減少熱軋中間坯頭尾切舍量的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控制方法。
背景技術(shù)：
隨著連鑄一熱軋生產(chǎn)工藝的不斷完善，熱軋坯料由原來的初軋坯改為連鑄坯。一般90%以上的熱軋坯料來自于連鑄。鋼水經(jīng)過連鑄澆鑄并在凝固后進(jìn)行切割，切割后的連鑄坯送往熱軋進(jìn)行軋制。目前國際上全部采用將連鑄坯切割成長方體形的方法。常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線由加熱爐、粗軋、精軋、層流冷卻及卷取設(shè)備構(gòu)成，在粗軋區(qū)域設(shè)置有輥道、除鱗機(jī)、板坯定寬壓力機(jī)、粗軋機(jī)、測量儀表等設(shè)備。粗軋機(jī)一般由水平軋機(jī)與附屬立輥軋機(jī)組成，可進(jìn)行往返可逆軋制以實(shí)施厚度減薄與寬度減寬控制。典型的軋線設(shè)備布置如圖1所示。

熱軋生產(chǎn)過程中的溫降對(duì)于材料性能與軋制穩(wěn)定性有重大影響。為了保證精軋的軋制溫度，全線必須采用最少道次及最快的速度生產(chǎn)以減少熱量損失。如果在某個(gè)設(shè)備的加工次數(shù)為偶數(shù)，則必定有一個(gè)輸送材料的空道次，會(huì)導(dǎo)致無端的溫度損失。因此為了盡可能減少材料溫降，對(duì)于某個(gè)軋制設(shè)備，加工次數(shù)總是奇數(shù)的，如對(duì)于配置有兩個(gè)粗軋軋機(jī)(Rl，R2)的生產(chǎn)線，R1/R2的道次數(shù)量為1/5,3/3等。由于加工過程的奇數(shù)特性以及立輥軋制的影響，材料的頭尾變形過程是不對(duì)稱的。這種變形過程的不對(duì)稱將導(dǎo)致材料加工后頭尾形狀的不對(duì)稱。典型的長方體板坯經(jīng)過粗軋?jiān)O(shè)備的加工后將形成魚頭燕尾狀的中間坯，如圖2所示。熱軋薄規(guī)格帶鋼在精軋采用高速軋制工藝以提高設(shè)備的利用效率并降低生產(chǎn)過程中的溫降。經(jīng)過粗軋加工后中間坯不規(guī)則的頭尾形狀將導(dǎo)致材料在精軋機(jī)生產(chǎn)時(shí)引發(fā)事故，頭部無法實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)穿帶，尾部也無法實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的軋制。因此需要在精軋機(jī)與粗軋機(jī)之間設(shè)置一套飛剪設(shè)備將中間坯頭尾不規(guī)則部分切除，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中成材率的損失，影響軋線的生產(chǎn)效率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，中間坯頭尾切損占熱軋成材率損失的30%左右。一般按照中間坯長度60m，頭尾各切除150mm即總體切除300mm計(jì)算，切損量占材料總量的0.5%左右。因此改善中間坯頭尾形狀，盡可能減少頭尾切舍是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的一個(gè)重要課題。為了改善材料經(jīng)過粗軋后中間坯頭尾形狀，提高軋線生產(chǎn)的成材率，技術(shù)人員研究開發(fā)了許多生產(chǎn)設(shè)備與控制技術(shù)。如采用板坯大側(cè)壓設(shè)備進(jìn)行寬度壓下，對(duì)粗軋區(qū)域立輥道次采用頭尾短行程控制，以改善頭尾形狀。但即使采用了各種手段，由于中間坯頭尾形狀不佳而導(dǎo)致的成材率損失仍然是一個(gè)主要的因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種減少熱軋中間坯頭尾切舍量的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，該預(yù)控方法能大幅度減少中間坯頭尾不均勻變形部分的長度，達(dá)到減少熱軋中間坯頭尾切舍量的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種減少熱軋中間坯頭尾切舍量的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，采用連鑄坯頭尾形狀預(yù)控切割，將板坯切割成頭部端面向內(nèi)部凹進(jìn)，板坯尾部端面向板坯外部凸出的形狀。所述板坯的頭部形狀與前一個(gè)板坯的尾部形狀相配合，所述板坯的尾部形狀與后一個(gè)板坯的頭部形狀相配合，即前后板坯是由同一塊連鑄坯切割下來的。所述采用連鑄坯頭尾形狀預(yù)控切割，將板坯頭尾形狀按以板坯寬度中心線對(duì)稱的曲線預(yù)控切割板坯頭尾形狀，弓高H，即頭部凹進(jìn)或尾部凸出的最大值，弓高H控制在Omm 50mm范圍內(nèi)。本發(fā)明根據(jù)熱軋中間坯頭尾的形狀一般為頭部向外凸出、尾部向內(nèi)凹進(jìn)，通過反向補(bǔ)償原理，提出了預(yù)控連鑄坯頭尾形狀為頭部端面向內(nèi)部凹進(jìn)、板坯尾部端面向板坯外部凸出的形狀，使連鑄坯經(jīng)過熱軋粗軋?jiān)O(shè)備軋制后中間坯頭尾不規(guī)則部分的長度顯著縮短，從而減少頭尾切舍量并提高成材率。改變了目前所采用的直線切斷連鑄坯的方法。本發(fā)明的控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:
(I)本發(fā)明的預(yù)控切割方法能夠減少頭尾切割損失，經(jīng)試驗(yàn)表明，采用本發(fā)明的預(yù)控切割方法能夠減少頭尾切割損失各20mm，即可以在頭尾切割長度從原來的300mm減少到260_，減少13.3%，提高綜合成材率約0.05%。對(duì)于一個(gè)年產(chǎn)1000萬噸的熱軋帶鋼生產(chǎn)企業(yè)而言，每年的切損量可以減少0.5萬噸。按照每噸2000元效益計(jì)算，可產(chǎn)生效益1000萬元。同時(shí)也有明顯的節(jié)能降耗作用。(2)本發(fā)明的預(yù)控切割方法不影響連鑄區(qū)域材料的成材率。

(3)對(duì)連鑄板坯切割設(shè)備作相應(yīng)改造，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的預(yù)控切割方法。


圖1為常規(guī)熱軋生產(chǎn)線設(shè)備配置示意 圖2為熱軋粗軋前后材料頭尾形狀變化示意 圖3為本發(fā)明的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法示意圖(板坯俯視圖)；
圖4為本發(fā)明的曲線切割法示意 圖5為本發(fā)明的直線加弧形線切割法示意 圖6為本發(fā)明的折線切割法示意 圖7為本發(fā)明的直線加折線切割法示意 圖8為本發(fā)明的梯形線切割法示意 圖9為本發(fā)明的多折線切割法示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖3，一種減少熱軋中間坯頭尾切舍量的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，采用連鑄坯頭尾形狀預(yù)控切割，將板坯切割成頭部端面向內(nèi)部凹進(jìn)，板坯尾部端面向板坯外部凸出的形狀。所述板坯的頭部形狀與前一個(gè)板坯的尾部形狀相配合，所述板坯的尾部形狀與后一個(gè)板坯的頭部形狀相配合，即前后板坯是由同一塊連鑄坯切割下來的。
板坯在熱軋粗軋過程中頭尾形狀的不規(guī)則變形與寬度、寬度壓下量、厚度、厚度壓下量、板坯加熱溫度、鋼種、各機(jī)架的負(fù)荷分配等均有一定的相關(guān)性，其中總的厚度壓下量、寬度以及寬度壓下量對(duì)頭尾形狀的影響最大。雖然連鑄板坯在切割時(shí)一般還無法獲得確切的目標(biāo)成品尺寸數(shù)據(jù)，也無法確定熱連軋中間坯的厚度與寬度數(shù)據(jù)，但一條熱軋生產(chǎn)線的中間坯厚度是有一定范圍的，根據(jù)此中間坯厚度范圍可以大致確定板坯在粗軋區(qū)域的總的厚度壓下比。常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線的中間還范圍一般在35mnT65mm范圍，按連鑄還厚度230mm計(jì)算,板還在粗軋區(qū)域的壓下比約為
3.5飛.5倍。據(jù)此可以確定板坯的預(yù)控量。具體的預(yù)控形狀要根據(jù)切割機(jī)的功能確定。連鑄線生產(chǎn)板坯時(shí)，第一塊連鑄板坯的頭部可以按本發(fā)明的預(yù)控法進(jìn)行切割，也可以按現(xiàn)有的直線方式切割；同樣，最后一塊連鑄板料的尾部可以按本發(fā)明的預(yù)控法進(jìn)行切割，也可以按現(xiàn)有的直線方式切割。從第二塊連鑄板坯至最后的倒數(shù)第二塊連鑄板坯按本發(fā)明的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法進(jìn)行切割，從而使連鑄板坯經(jīng)過熱軋粗軋?jiān)O(shè)備軋制后中間坯頭尾不規(guī)則部分的長度顯著縮短，能減少頭尾切舍量并提高成材率。下面對(duì)于連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法進(jìn)行詳細(xì)描述。1、曲線預(yù)控方法，將板坯頭尾形狀按以板坯寬度中心線對(duì)稱的曲線預(yù)控切割板坯頭尾形狀，可以達(dá)到補(bǔ)償頭尾不均勻變形的目的。弓高H，即頭部凹進(jìn)或尾部凸出的最大值，控制在0mnT50mm范圍內(nèi)，如圖4所示；較佳的弓高H數(shù)值范圍在15mnT30mm。這種方案適用于連鑄板坯切割機(jī)能夠根據(jù)寬度調(diào)整切割曲線并保證弓高的情況。

曲線可以選用圓弧段、橢圓弧段、正弦曲線、多項(xiàng)式曲線等。以圓弧段曲線控制方式為例，切割曲線可根據(jù)板坯寬度W、弓高H確定。以板坯頭形狀計(jì)算為例，板坯尾形狀的計(jì)算與板坯頭形狀的計(jì)算相同；設(shè)板坯頭形狀的弧頂部位的坐標(biāo)為(0，0)，距離板坯寬度中心線的距離為X，參見圖4，則該部位相對(duì)于弧頂中部坐標(biāo)(O, O)的相對(duì)位移y可以根據(jù)下式計(jì)算:
+W2/ If 爐 C f
y= 2H "I m其中
fv /2 22、直線加弧形線預(yù)控方法，如果連鑄板坯切割機(jī)無法根據(jù)寬度控制切割曲線，則可采用直線加弧形線預(yù)控切割方案。當(dāng)板坯寬度較寬時(shí)，中間部分的調(diào)控寬度按弧形線預(yù)控方法切割頭尾形狀，兩邊部的寬度按直線切割，二者相加后構(gòu)成板坯頭尾形狀，如圖5所
/Jn ο3、折線切割方法一，考慮到連鑄坯切割的方便性，也可以采用折線切割方法，如圖6所示。切割線可根據(jù)板坯寬度W、弓高H確定。以板坯頭形狀計(jì)算為例，板坯尾形狀的計(jì)算與板坯頭形狀的計(jì)算相同；設(shè)板坯頭形狀的頂部位置的坐標(biāo)為(0，O)，距離板坯寬度中心線的距離為X，則該部位相對(duì)于板坯頂部位置坐標(biāo)(0，0)的相對(duì)位移y可以根據(jù)下式計(jì)算:
2H L f^ , W' W
y=wabs(x)其中—Y。4、折線切割方法二考慮到粗軋軋制穩(wěn)定性，在折線切割法一的基礎(chǔ)上將邊部切割成直線，即采用折線加直線預(yù)控方式，當(dāng)板坯寬度較寬時(shí)，中間部分的調(diào)控寬度按折線預(yù)控方式切割頭尾形狀，兩邊部的寬度按直線切割，二者相加后構(gòu)成板坯頭尾形狀。如圖7所示。5、梯形切割方法，梯形預(yù)控切割方法如圖8所示，切割線可根據(jù)板坯寬度W、調(diào)控寬度W’、弓高H確定。以板坯頭形狀計(jì)算為例，板坯尾形狀的計(jì)算與板坯頭形狀的計(jì)算相同；梯形預(yù)控切割法的中間部分的調(diào)控寬度按直線切割，兩邊部按斜線切割，二者相加后構(gòu)成板還頭尾形狀；設(shè)板還頭形狀的頂部中間位置的坐標(biāo)為(0，O),距離板還寬度中心線的距離為X，則該部位相對(duì)于板坯頂部中間位置坐標(biāo)(0，0)的相對(duì)位移y可以根據(jù)下式計(jì)算:
權(quán)利要求
1.一種減少熱軋中間坯頭尾切舍量的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:采用連鑄坯頭尾形狀預(yù)控切割，將板坯切割成頭部端面向內(nèi)部凹進(jìn)，板坯尾部端面向板坯外部凸出的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:所述板坯的頭部形狀與前一個(gè)板坯的尾部形狀相配合，所述板坯的尾部形狀與后一個(gè)板坯的頭部形狀相配合，即前后板坯是由同一塊連鑄坯切割下來的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:所述采用連鑄坯頭尾形狀預(yù)控切割，將板坯頭尾形狀按以板坯寬度中心線對(duì)稱的曲線預(yù)控切割板坯頭尾形狀，弓高H，即頭部凹進(jìn)或尾部凸出的最大值，弓高H控制在0mnT50mm范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:所述曲線為圓弧段、橢圓弧段、正弦曲線或多項(xiàng)式曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:所述曲線為圓弧段曲線預(yù)控方式,切割曲線根據(jù)板坯寬度W、弓高H確定，設(shè)板坯弧頂部位的坐標(biāo)為(O, O)，距離板坯寬度中心線的距離為X，則該部位相對(duì)于弧頂中部坐標(biāo)(O，O)的相對(duì)位移y可以根據(jù)下式計(jì)算:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:所述曲線為直線加弧形線預(yù)控方式，當(dāng)板坯寬度較寬時(shí)，中間部分的調(diào)控寬度按弧形線預(yù)控方式切割頭尾形狀，兩邊部的寬度按直線切割，二者相加后構(gòu)成板坯頭尾形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:所述曲線為折線預(yù)控方式，切割線根據(jù)板坯寬度W、弓高H確定，設(shè)板坯頂部位置的坐標(biāo)為(O，O)，距離板坯寬度中心線的距離為X，則該部位相對(duì)于板坯頂部位置坐標(biāo)(O，O)的相對(duì)位移y可以根據(jù)下式計(jì)算:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:所述曲線為折線加直線預(yù)控方式，當(dāng)板坯寬度較寬時(shí)，中間部分的調(diào)控寬度按折線預(yù)控方式切割頭尾形狀，兩邊部的寬度按直線切割，二者相加后構(gòu)成板坯頭尾形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是:所述曲線為梯形預(yù)控方式，切割線可根據(jù)板坯寬度W、調(diào)控寬度W’、弓高H確定，設(shè)板坯頂部中間位置的坐標(biāo)為(O，0)，距離板坯寬度中心線的距離為X，則該部位相對(duì)于板坯頂部中間位置坐標(biāo)(O, O)的相對(duì)位移y可以根據(jù)下式計(jì)算:
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是所述曲線為多折線預(yù)控方式。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，其特征是所述弓高H控制在15mm^30mm 范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控制方法。一種減少熱軋中間坯頭尾切舍量的連鑄板坯頭尾形狀預(yù)控方法，是采用連鑄坯頭尾形狀預(yù)控切割，將板坯切割成頭部端面向內(nèi)部凹進(jìn)，板坯尾部端面向板坯外部凸出的形狀。將板坯頭尾形狀按以板坯寬度中心線對(duì)稱的曲線預(yù)控切割板坯頭尾形狀，弓高，即頭部凹進(jìn)或尾部凸出部分的最大值，弓高控制在0mm~50mm范圍內(nèi)。本發(fā)明能大幅度減少中間坯頭尾不均勻變形部分的長度，達(dá)到減少熱軋中間坯頭尾切舍量的目的。
文檔編號(hào)B21B1/46GK103252347SQ20121003862
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者單旭沂, 張所全, 黃利, 丁鴻儒, 王自強(qiáng), 朱蔚林, 王全勝 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司