一种治理热轧带钢边部线状缺陷的方法与流程

1.本发明属于热轧带钢边部线状缺陷治理技术领域，尤其涉及一种治理热轧带钢边部线状缺陷的方法。


背景技术：

2.在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
3.表面质量是热轧带钢的重要指标，热轧带钢生产过程中边部经常会出现各种表面缺陷。一类常见的表面缺陷为边部线状缺陷，这类缺陷与带钢边部距离通常小于30mm，沿轧制方向与带材边部几乎完全平行，根据程度的轻重不同，有时表现为黑线，有时表现为翘皮。
4.造成这类缺陷的主要原因是由于中间坯角部区域存在双向换热，温度下降较快，容易提前进入相变区，从而造成变形抗力的下降，引起定宽机减宽或轧制过程金属塑性变形的不均匀分布，在中间坯角部出现褶皱，随着轧制过程的不断进行，中间坯角部褶皱逐渐翻转到带钢上、下表面，最终形成边部线状缺陷。
5.这类缺陷发生后，在下游工序生产时需要大量切边，否则会影响产品表面质量、损伤轧辊表面，导致废品或停机，直接使用加工成形时也会降低成材率和加工零件的合格率。因此，从实际生产角度出发，应该尽量避免上述缺陷的发生，一旦缺陷发生应该尽量减小缺陷与带钢边部的距离，从而提高成材率。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种兼有凸型与凹型曲线的优点，既可尽量避免边部线状缺陷的发生，又可降低缺陷与带钢边部距离的治理热轧带钢边部线状缺陷的方法。
7.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
8.为消除或减轻上述边部线状缺陷，可使用倒角结晶器、铸坯切角、优化加热炉工艺及轧制工艺参数、优化设计定宽机砧板形状等措施。其中，优化设计定宽机砧板形状是一种简单有效的方法，无需进行设备改造，增加额外的改造成本。
9.定宽机砧板形状的优化思路通常有两种：凹型与凸型。凸形砧板形状的主要目的是使定宽后板坯侧面形成中凹形，以补偿后续平轧过程侧面鼓形，从而减小边部线状缺陷与带钢边部距离。凹形砧板的主要目的是使板坯角部形成一定的平滑过渡，避免尖角部温度过低。两种砧板形状对降低缺陷发生率与封闭率均有一定作用，但也均存在一定的局限。
10.其中，凸型砧板难以避免边部线状缺陷的发生，只能尽量减小缺陷对后续工序的影响；凹型砧板可尽量避免缺陷的发生，但由于加热或冷却不均，中间坯长度方向温度分布通常存在波动，即使使用凹型锤头，个别温度低点处也很难避免局部线状缺陷的发生，一旦缺陷发生，凹型锤头无法减小缺陷与带钢边部距离。
11.一种治理热轧带钢边部线状缺陷的方法，包括如下步骤：
12.1)将复合型定宽机砧板曲线依次分为9段，分别为：第一非接触段、第一过渡段、第一凹段、第二过渡段、凸段、第三过渡段、第二凹段、第四过渡段、第二非接触段；其中，第一非接触段和第二非接触段对称分布、第一过渡段和第四过渡段对称分布、第一凹段和第二凹段对称分布、第二过渡段和第三过渡段对称分布；第一过渡段、第一凹段与板坯的一个角部接触，第四过渡段、第二凹段与板坯的另一个角部接触；
13.2)收集原始板坯厚度h；
14.3)确定第一过渡段和第四过渡段的倾斜角θ2和高度d2；
15.4)根据原始板坯厚度h确定凸段长度l1；
16.5)根据原始板坯厚度h确定第一凹段、第二过渡段、凸段、第三过渡段和第二凹段的总长度l2；
17.6)确定第二过渡段和第三过渡段的倾斜角θ1和高度d1，并判断是否满足条件：l2/2》l1/2+d1tanθ1，如果满足条件，则转入第7)步；如果不满足条件，则对参数θ1和d1进行调整，直至满足条件为止；
18.7)得到复合型定宽机砧板曲线方程：
[0019][0020]
其中，x、y为曲线方程坐标，坐标系定义长度方向为x方向，高度方向为y方向，原点为凸段中心；
[0021]
8)按照复合型定宽机砧板曲线方程对砧板进行机械加工。
[0022]
曲线方程的参数取值范围如下：
[0023][0024]
上述技术方案具有如下优点或有益效果：定宽机工作时凹型段迫使板坯角部出现倒角，抑制角部温度快速下降；凸段使板坯厚度方向的中部出现凹陷，减小缺陷与带钢边部距离。定宽机砧板曲线兼有凸型与凹型曲线的优点，既可尽量避免边部线状缺陷的发生，又
可减小缺陷与带钢边部距离。
附图说明
[0025]
图1为本发明实施例中提供的治理热轧带钢边部线状缺陷的方法的复合型定宽机砧板曲线示意图；
[0026]
图2为平面砧板结构示意图；
[0027]
图3为纯凸型砧板结构示意图；
[0028]
图4为纯凹型砧板结构示意图；
[0029]
上述图中的标记均为：1、第一非接触段，2、第一过渡段，3、第一凹段，4、第二过渡段，5、凸段，6、第三过渡段，7、第二凹段，8、第四过渡段，9、第二非接触段。
具体实施方式
[0030]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0031]
为消除或减轻上述边部线状缺陷，可使用倒角结晶器、铸坯切角、优化加热炉工艺及轧制工艺参数、优化设计定宽机砧板形状等措施。其中，优化设计定宽机砧板形状是一种简单有效的方法，无需进行设备改造，增加额外的改造成本。
[0032]
定宽机砧板形状的优化思路通常有两种：凹型与凸型。凸形砧板形状的主要目的是使定宽后板坯侧面形成中凹形，以补偿后续平轧过程侧面鼓形，从而减小边部线状缺陷与带钢边部距离。凹形砧板的主要目的是使板坯角部形成一定的平滑过渡，避免尖角部温度过低。两种砧板形状对降低缺陷发生率与封闭率均有一定作用，但也均存在一定的局限。
[0033]
其中，凸型砧板难以避免边部线状缺陷的发生，只能尽量减小缺陷对后续工序的影响；凹型砧板可尽量避免缺陷的发生，但由于加热或冷却不均，中间坯长度方向温度分布通常存在波动，即使使用凹型锤头，个别温度低点处也很难避免局部线状缺陷的发生，一旦缺陷发生，凹型锤头无法减小缺陷与带钢边部距离。
[0034]
参见图1，一种治理热轧带钢边部线状缺陷的方法，包括如下步骤：
[0035]
1)将复合型定宽机砧板曲线依次分为9段，分别为：第一非接触段、第一过渡段、第一凹段、第二过渡段、凸段、第三过渡段、第二凹段、第四过渡段、第二非接触段；其中，第一非接触段和第二非接触段对称分布、第一过渡段和第四过渡段对称分布、第一凹段和第二凹段对称分布、第二过渡段和第三过渡段对称分布；第一过渡段、第一凹段与板坯的一个角部接触，第四过渡段、第二凹段与板坯的另一个角部接触；
[0036]
2)收集原始板坯厚度h；
[0037]
3)确定第一过渡段和第四过渡段的倾斜角θ2和高度d2；
[0038]
4)根据原始板坯厚度h确定凸段长度l1；
[0039]
5)根据原始板坯厚度h确定第一凹段、第二过渡段、凸段、第三过渡段和第二凹段的总长度l2；
[0040]
6)确定第二过渡段和第三过渡段的倾斜角θ1和高度d1，并判断是否满足条件：l2/2》l1/2+d1tanθ1，如果满足条件，则转入第7)步；如果不满足条件，则对参数θ1和d1进行调整，直至满足条件为止；
[0041]
7)得到复合型定宽机砧板曲线方程：
[0042][0043]
其中，x、y为曲线方程坐标，坐标系定义长度方向为x方向，高度方向为y方向，原点为凸段中心；
[0044]
8)按照复合型定宽机砧板曲线方程对砧板进行机械加工。
[0045]
当θ1＝θ2＝90
°
时，如附图2所示，曲线退化为：
[0046]
y＝0
[0047]
此时砧板形状为平面，既无法消除边部线状缺陷，又无法减小缺陷与带钢边部距离。
[0048]
当θ2＝90
°
、θ1《90
°
时，如附图3所示，曲线退化为：
[0049][0050]
此时砧板形状为纯凸型，只能尽量减小缺陷与带钢边部距离，但难以避免边部线状缺陷的发生。
[0051]
当θ1＝90
°
、θ2《90
°
时，如附图4所示，曲线退化为：
[0052][0053]
此时砧板形状为纯凹型，可尽量避免边部线状缺陷的发生，但缺陷发生后无法减小缺陷与带钢边部距离。
[0054]
为充分发挥本发明的优点，需使：
[0055][0056]
既可通过凹型段有效提高中间坯角部温度，从而尽量避免边部线状缺陷的发生；又可通过凸型段减小边部线状缺陷与带钢边部距离。采用本发明可同时降低热轧带钢边部线状缺陷发生率与封闭率，提高产品成材率。
[0057]
本发明在图中所定义的坐标系下展开。对于边部线状缺陷常发钢种if钢，如果原始板坯厚度h＝230mm。第一过渡段和第四过渡段的倾斜角θ2的取值范围为60
°
～80
°
，实际取值θ2＝70
°
，第一过渡段和第四过渡段的高度d2取值范围为10～30mm，实际取值d2＝20mm；凸段长度l1的取值范围为l1＝h/2
±
20mm，实际取值l1＝230/2+0＝115mm；第一凹段、第二过渡段、凸段、第三过渡段和第二凹段的总长度l2的取值范围为l2＝h-(20～40)mm，实际取值l2＝230-30＝200mm；第二过渡段和第三过渡段的倾斜角θ1的取值范围为60
°
～80
°
，实际取值θ1＝70
°
，第二过渡段和第三过渡段的高度d1取值范围为10～30mm，实际取值d1＝20mm；此时，l2/2＝100mm，l1/2+d1tanθ1＝57.5+20tan70
°
＝112.45mm，不满足l2/2》l1/2+d1tanθ1的条件，因此需要对参数进行调整，如将θ1降低为60
°
，则l2/2＝100mm，l1/2+d1tanθ1＝57.5+20tan60
°
＝92.14mm，满足l2/2》l1/2+d1tanθ1的条件，此时砧板曲线方程为：
[0058][0059]
采用上述的方案后，按照上述曲线方程对定宽机砧板进行机械加工，加工后的砧板曲线既可通过凹型段有效提高中间坯角部温度，从而尽量避免边部线状缺陷的发生；又可通过凸型段减小边部线状缺陷与带钢边部距离。
[0060]
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。