[发明专利]控制热轧低碳软钢表面生成亮带及附加浪形的方法及辊系装置

说明书

本发明公开了一种控制热轧低碳软钢表面生成亮带及附加浪形的方法及辊系装置，该方法为热轧低碳软钢生产过程中对精轧过程和卷取过程的优化，所述方法分为三个阶段，分别为精轧过程中的精轧带钢凸度及楔形优化阶段和精轧带钢对称性优化阶段；卷取过程中的带钢与辊系接触优化阶段；本发明降低低碳软钢亮带的发生率，消除或者在一定程度上减轻了亮带伴生中浪缺陷，减少钢卷切损及反复平整带来的损失。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金的热轧带钢制造领域，具体涉及一种控制热轧低碳软钢表面生成亮带及附加浪形的方法及辊系装置。

背景技术

热轧带钢的表面质量、板形质量是衡量其产品质量的重要指标，其对下游工序的成品质量和生产工艺过程也具有十分重要的影响。热轧低碳软钢在生产过程中，带钢的表面容易出现亮带及附加浪形缺陷(图1～2)。在产品的厚度规格较薄时(≤1.4mm)，此类缺陷尤为严重。这种严重的亮带及伴生附加浪形缺陷会造成带钢较大的切损，并导致平整工序返工率居高不下，带来非常大的经济损失。

热轧低碳软钢的主要生产流程为板坯连铸→加热→(粗轧)→精轧→层流冷却→卷取→平整入库。因为质检要求，部分钢卷在卷取工序后需在取样站进行质检取样及表面检查操作(图3)。卷取过程中，卷取机夹送辊组将带钢头部预先弯曲，使带钢导向卷取机卷筒，同时夹紧带钢，使夹送辊与卷取机卷筒之间形成稳定的张力。带钢头部进入卷取机及带尾快离开夹送辊时，助卷辊进行压下操作辅助卷取。钢卷尾部即将进入夹送辊时，卸卷小车升降台缓慢上升，托辊以设定压力托住钢卷，在托辊作用下缓慢旋转钢卷，使钢卷尾部位于钢卷底部。钢卷在质检取样站取样时，钢卷在地辊作用下缓慢反向旋转开卷，然后使用取样剪进行取样操作。

基于上述带钢生产时的卷取工艺及取样工艺过程，低碳软钢表面亮带及附加浪形缺陷形成机制有两种：

第一种机制：基于热轧带钢的生产原理，带钢断面具有一定凸度的，即中间厚，两边薄，在带钢存在中部局部高点时，这种厚度不均匀性将更显著。带钢进入上下夹送辊间、助卷辊与卷筒间时，带钢中部偏厚区域与夹送辊、助卷辊将首先接触，形成局部线接触状态(图5)。在辊系压力及卷取张力合力形成的局部应力作用下，中部接触区可能发生塑性压扁及纵向延伸。根据板形及平直度理论，接触区的附加延伸将会形成中浪，且中浪的严重程度与线接触区域的压下量正相关；同时，带钢与辊系相对摩擦将形成亮带。相关缺陷部位可能因为叠加效应形成鼓包，此机制如附图6a所示。

第二种机制：钢卷在卷取后的旋转对尾阶段、质检取样台的取样阶段均伴随着钢卷的旋转。同时旋转时，卸卷小车升降台托辊、取样台地辊均与钢卷之间存在极大的正压力。同样，钢卷宽度中部偏厚区域与卸卷小车升降台托辊、取样台地辊等辊系将首先接触，形成局部线接触状态。在辊系压力及卷取张力合力形成的局部应力作用下，形成与第一机制类似的亮带、附加浪形及鼓包，此机制如附图6b、6c所示。

上述两种机制在实际工况下可按照带钢的生产工序依次发生，形成叠加状态，造成亮带及附加浪形更加严重。比如在卷取辊系的不同辊与带钢接触点位置不同的情况下会形成多条亮带或使亮带变宽。

目前在热轧带钢生产过程的卷取及卷取后阶段与带钢接触的辊系辊型曲线均为平辊(或辊中间段为平辊)(图9)。根据亮带及浪形缺陷的形成机理，这种传统辊型的设计未考虑到与带钢接触时产生的应力集中问题，导致相关缺陷的发生。

发明内容

本发明针对目前低碳软钢表面出现亮带及附加浪形缺陷，以及热轧带钢现有生产装备中的卷取阶段辊系辊型设计未考虑带钢应力集中的现状，提供了一种控制热轧低碳软钢表面生成亮带及附加浪形的方法及辊系装置。

为实现上述目的，本发明所设计一种控制热轧低碳软钢表面生成亮带及附加浪形的方法，该方法为热轧低碳软钢生产过程(包括板坯连铸、加热、粗轧、精轧、层流冷却、卷取和平整入库)中对精轧过程和卷取过程的优化，所述方法分为三个阶段，分别为精轧过程中的精轧带钢凸度及楔形优化阶段和精轧带钢对称性优化阶段；卷取过程中的带钢与辊系接触优化阶段；其中，