[发明专利]半无头轧制超长铸坯头尾温差的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用半无头轧制工艺生产超薄带钢的方法，特别涉及一种半无头轧制超长铸坯头尾温差的控制方法，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

经过多年的生产实践，薄板坯连铸连轧工艺技术不断发展和完善，所能够轧制的钢种较已往有了极大的扩展，已经能够生产超薄规格的产品。如图1所示，在现有薄板坯连铸连轧流程常规短坯轧制工艺中，铸坯自连铸机20出来后以较高温度直接进入均热炉30，在生产薄规格或超薄规格时，铸坯在均热炉30内过加速点后一般以较高速度(40～45m/min)一直向前运行，直至铸坯头部抵达均热炉30出坯段末端附近，然后以与轧机40相匹配的轧制速度进入轧机，经连轧后进入层流冷却系统50快速冷却，最后经卷取机60卷取。如图2所示均热炉的结构示意图，均热炉30一般由加热段、摆动段和出坯段组成。

半无头轧制工艺是薄板坯连铸连轧流程的关键技术，如图3所示，半无头轧制工艺是指在薄板坯连铸连轧机组上采用相当于普通板坯最大长度2～7倍的板坯，实施连续轧制，由卷取机60前的飞剪70将其切分成所要求重量钢卷的轧制工艺。薄板坯连铸连轧采用半无头轧制工艺后，能在产品规格上填补热轧超薄宽带钢领域的空缺，目前，半无头轧制工艺已经成为世界各国钢铁行业深入研究和试用的新技术。

半无头轧制工艺具有如下优点：(1)解决了超薄带钢头部直接穿带时的困难问题，使薄带钢生产趋于稳定可靠，能生产0.8～1.2mm甚至更薄的超薄带材，且可以增加薄带钢的宽度，因此可拓宽产品规格；(2)机架间的张力保持恒定，使带钢厚度及平直度偏差减至最小；(3)消除了穿带和抛尾时的弯曲和蛇形现象，产品板形尺寸好；由于减少了带钢的切头切尾，对轧辊的损伤减轻，大大降低单位消耗，成材率大大提高，钢卷通卷性能更加稳定；(4)有利于润滑轧制和大压下量轧制，为生产深冲性能良好的热轧板创造了条件；(5)由于采用2台卷取机经高速飞剪分卷后分别卷取的方法，因此在单台卷取机周期允许的情况下，可以实现小吨位钢卷的分卷轧制，既满足市场需求，又不影响轧机生产能力。

实施半无头轧制技术存在如下难点：(1)对传感器检测元件、高速飞剪等相关设备及控制要求保持高可靠性和高稳定性，以保证生产的连续和稳定；(2)长尺寸铸坯连铸、均热、连轧、冷却及卷取一体化高精度控制要求极高；(3)生产组织和节奏控制及事故处理难度大；总之，半无头轧制技术是一个高度集成的项目。

因此，要实现半无头轧制工艺的持续稳定顺利运行，需要解决上述多方面的技术难题，其中，在均热部分存在超长铸坯纵向温度的均匀性问题，而板坯温度的均匀性对保证整个板形良好和通卷性能稳定至关重要。均匀性问题产生的原因是由于半无头轧制采用较长尺寸铸坯，铸坯长度为60～270m；但超长铸坯自连铸机出来后，以很低的拉坯速度(4～5m/min)进入均热炉，在超长铸坯尾部过加速点后才以较高速度(40～45m/min)行进，超长铸坯的头部和尾部在均热炉内加热的时间相差较大，使超长铸坯从均热炉出来时头尾温差相差大，难以保证板坯纵向温度的均匀性。在常规短坯轧制均热制度下，常规短坯轧制时的铸坯头尾温差为20～30℃，二切分轧制的铸坯头尾温差平均在50℃左右，而三切分轧制的铸坯头尾温差平均值为80℃左右，随着铸坯尺寸的增加、切分块数的增多，其铸坯头尾温差将进一步加大。

半无头轧制技术作为一项世界最先进的热轧薄板轧制技术，当今世界各国钢铁冶炼行业正在对其进行深入研究和试用，国外主要是德国的ThyssenKrupp公司和荷兰的Hoogovens公司，但其调试应用进展情况及相关核心技术内容仍处于保密阶段，未见任何报道，更未见有关于半无头轧制超长铸坯的温度均匀性控制方面的相关文献或专利报道。

国内涟钢、唐钢和本钢都对半无头轧制技术进行了不同程度的研究，而唐钢和本钢仅仅是进行了半无头轧制的调试工作，未进行工业批量生产，超长铸坯的温度均匀性、轧制工艺优化及飞剪、卷取等设备和工艺优化等关键技术仍未得到解决。涟钢目前已能应用半无头轧制技术进行超薄规格的大规模批量工业生产。

近年来，北京科技大学与湖南华菱涟源钢铁有限公司合作进行半无头轧制相关工艺设备控制技术的攻关工作，在FGC控制、飞剪及卷取控制、尤其在半无头轧制超长铸坯纵向温度均匀性控制等方面取得了很好的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种半无头轧制超长铸坯头尾温差的控制方法，能够在不影响生产节奏的前提下，保证半无头轧制超长铸坯的温度均匀性，大大减小超长铸坯的头尾温差。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：