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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410566955.3 (22)申请日 2014.10.22 B21B 1/22(2006.01) B21B 37/00(2006.01) B21B 37/48(2006.01) B21B 45/02(2006.01) B21C 47/04(2006.01) B21C 47/24(2006.01) (71)申请人 山东钢铁股份有限公司 地址 250101 山东省济南市历城区工业北路 21 号 (72)发明人 闻青山 孙浩 高元军 王乐 査凯 吴冬梅 刘继武 马昊 程龙 刘爱民 胡国雄 (74)专利代理机构 济南诚智商标专利事务所有 。
2、限公司 37105 代理人 韩百翠 (54) 发明名称 一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺陷的生产工艺 (57) 摘要 本发明公开了一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺 陷的生产工艺。它是将原料钢卷经过开卷机开卷 后， 卷取机钳口夹住带钢头部并卷取带钢 1.5 圈， 然后对带钢进行5-7道次的轧制， 将2.5-3.0mm厚 度的带钢轧制成 0.3mm 以下薄规格带钢， 然后经 过卷取机卷取成品钢卷后， 经卸卷、 称重、 打捆后 入库。本发明成品卷取采取大张力启车工艺， 将 芯部启车张力加大到 1.6 2 倍的设定卷取张应 力， 然后缓慢减小， 直至钢卷外径为 800mm 时恢复 到 70N/mm2的设定。
3、张应力， 卸卷中收缩卷筒后 2 倒转钳口。本发明采用上述不增加卷取圈数的硬 芯张力冷轧方法能够节省套筒制造和运输费用， 有效地消除极薄卷的 “塌芯” 缺陷， 提高生产节奏 和效率。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104475448 A (43)申请公布日 2015.04.01 CN 104475448 A 1/1 页 2 1.一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺陷的生产工艺， 其特征是， 以酸洗后的热轧钢卷或二次 退火的冷硬钢卷为原料钢卷， 经过开卷机开卷后， 带钢头部先后进入轧机和。
4、卷取机， 卷取机 钳口夹住带钢头部并卷取带钢 1.5 圈 ； 然后对带钢进行 5-7 道次的轧制， 采用 91的极 限压下率将 2.5-3.0mm 厚度的带钢轧制成 0.3mm 以下薄规格带钢， 然后经过卷取机卷取成 品钢卷后， 经卸卷、 称重、 打捆后入库 ； 所述成品的设定卷取张应力为 70N/mm2。 2.如权利要求 1 所述的一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺陷的生产工艺， 其特征是， 所述的 成品卷取采取大张力启车工艺， 将启车张力加大到1.62倍的设定卷取张应力， 然后缓慢 减小， 直至钢卷外径为 800mm 时恢复到设定张应力。 3.如权利要求 1 或 2 所述的一种预防极薄钢卷 “。
5、塌芯” 缺陷的生产工艺， 其特征是， 所 述卸卷工序中收缩卷筒后 2倒转钳口。 4.如权利要求 3 所述的一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺陷的生产工艺， 其特征是， 所述轧 制过程中使用能在轧制 0.2mm 带刚时承受 1800t 的轧制力挤压的极压性能超强的轧制油。 5.如权利要求 4 所述的一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺陷的生产工艺， 其特征是， 所述轧 制油的使用温度控制为5558， 浓度控制在2.54.0， 皂化值为160180mgKOH/g， 油箱液位维持在 160 180cm。 权 利 要 求 书 CN 104475448 A 2 1/4 页 3 一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺陷的生。
6、产工艺 技术领域 0001 本发明涉及冶金行业的板带钢生产工艺， 特别适用于冷轧极薄钢卷的生产工艺。 背景技术 0002 当前， 很多钢企特别是中小型民营钢企都在生产冷轧带钢， 其中 0.3mm 以下厚度 的极薄冷硬钢板占到了很大比例。在生产上述薄规格产品时， 一般使用的都是配有大张力 卷取机的可逆冷轧机组。由于可逆冷轧机组的工艺特性， 下线钢卷芯部实际是由数圈未轧 到目标厚度的较硬带钢绕成的。对于 0.3mm 以下厚度的极薄冷硬钢卷， 通常的做法一是采 用套筒轧制， 同时借助皮带助卷器将带头卷绕在卷取机卷轴上的套筒上 ； 二是采用硬芯张 力卷取， 加大卷取圈数， 提高硬芯层厚度 ( 也相当于。
7、在卷芯放置了一个厚套筒 )。 0003 无论是采用套筒轧制或是加大卷取圈数的硬芯张力卷取轧制， 冷轧钢企的生产 成本都会有所增加， 前者增加了套筒制造和物流费用， 后者抗 “塌芯” 缺陷的效果并不理想 ( 见图 1)， 且直接降低了成材率， 这对目前处在激烈的钢铁市场竞争中的钢铁企业可能是 致命的。 发明内容 0004 为了克服上述现有技术的不足， 本发明提供了一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺陷的生 产工艺。该工艺使用 2.5-3.0mm 厚度钢卷采用较大的极限压下率轧制 0.3mm 以下薄规格钢 卷， 即采用不增加卷取圈数的硬芯张力轧制方法。 本发明不但节省了套筒制造和物流费用， 还有效地消除。
8、极薄卷的 “塌芯” 缺陷， 提高生产节奏和效率， 提升极薄卷生产企业的市场竞 争力。 0005 本发明的技术方案是 ： 一种预防极薄钢卷 “塌芯” 缺陷的生产工艺， 其特征是， 以酸 洗后的热轧钢卷或二次退火的冷硬钢卷为原料钢卷， 经过开卷机开卷后， 带钢头部先后进 入轧机和卷取机， 卷取机钳口夹住带钢头部并卷取带钢1.5圈 ； 然后对带钢进行5-7道次的 轧制， 采用91的极限压下率将2.5-3.0mm厚度的带钢轧制成0.3mm以下薄规格带钢， 然 后经过卷取机卷取成品钢卷后， 经卸卷、 称重、 打捆后入库。 0006 所述成品的设定卷取张应力为 70N/mm2， 比现有技术中通常设定的卷取。
9、张力降低 了 10， 以减小卷芯部位带钢承受的压力， 同时也能避免因张力过小产生松卷缺陷， 并保障 下游开卷工序的正常进行。 0007 所述轧制过程中使用极压性能超强的轧制油， 能在轧制 0.2mm 带刚时承受 1800t 的轧制力的挤压。 轧制油的使用温度控制为5558， 浓度控制在2.54.0， 皂化值为 160180mgKOH/g， 油箱液位维持在160180cm， 配合强力启车吹扫以减少卷芯残油量， 增 大硬芯层带钢间摩擦力、 降低层间压力。 0008 所述卸卷工序为 ： 收缩卷筒后小角度 (2 ) 倒转钳口、 钢卷低速出钳口， 目的是松 开芯部夹紧的翘头， 预防卸卷时内圈松动 ； 司。
10、索指挥天车轻吊轻放， 防止夹钳刮碰翘头导致 内圈松动及外力冲击产生 “塌芯” 。 说 明 书 CN 104475448 A 3 2/4 页 4 0009 所述的成品卷取采取大张力启车工艺， 带钢带头夹紧卷取 1.5 圈后建立大张力， 以保证钢卷芯部卷紧卷实， 在不增加卷取圈数的条件下增大硬芯层有效厚度， 提高其抗压 性。即将芯部启车张力加大到 1.6 2 倍的设定卷取张应力， 然后缓慢减小， 直至钢卷外径 为800mm时恢复到设定张应力70N/mm2， 此举既能降低芯部轧制力， 又能改善芯部带钢板型， 提高硬芯层抗压性。 0010 本发明的有益效果是 ： 本发明通过优化设定卷取张力、 调整乳化。
11、液指标、 建立穿带 卷取大张力、 规范卸卷与吊运制度、 完善启车张力制度等一系列简易技术措施， 能够节省套 筒制造和运输费用， 降低钢企生产成本， 有效地消除极薄卷的 “塌芯” 缺陷， 提高生产节奏和 效率， 提升极薄卷生产企业的市场竞争力。 附图说明 0011 图 1 是原有工艺生产极薄卷而频发的 “塌芯” 缺陷图 ； 0012 图 2 是使用本发明后下线极薄卷的正常外观图 ； 0013 图 3 是卸卷后某层带钢受力图。 具体实施方式 0014 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明， 但不作为对本发明的限定。 0015 一种预防极薄卷 “塌芯” 缺陷的冷轧工艺是解决 ： 在残酷的市场竞争。
12、下， 冷轧薄板 生产企业都在使用较厚的原料轧制 0.3mm 以下薄规格钢卷， 根据目前一般的冷轧工艺， 一 是采用套筒轧制， 同时借助皮带助卷器将带头卷绕在卷取机卷轴上的套筒上， 这增加了套 筒制造和物流费用 ； 二是采用硬芯张力卷取， 加大卷取圈数， 提高硬芯层厚度， 其抗 “塌芯” 缺陷的效果并不理想， 且直接降低了成材率。 0016 分析下线钢卷的受力 ( 以顺时针卷取的卷为例 )， 如图 3， 钢卷内某层带钢所受应 力由5部分组成 ： 1)此层带钢受到的环向应力q ； 2)外层带钢施加的径向压应力p1； 3)内层 带钢施加的径向压应力 p2； 4) 外层带钢施加的切向摩擦应力 1； 5。
13、) 内层带钢施加的切向 摩擦应力 2。此时， 若此层带钢薄弱部位屈服强度大于带钢层间产生的径向压力 (p1-p2)， 则下线钢卷能保持正常的稳定状态， 反之则会出现 “塌芯” 缺陷。带钢层间的径向压力是受 卷取张力的作用而产生， 并由芯部向外圈逐层减小。 0017 根据可逆冷轧机的工艺特性， 下线钢卷芯部实际是由数圈未轧到目标厚度的较硬 带钢绕成的， 可将此硬芯层看作卷筒上受外压的内套筒， 根据 Mises 公式推导、 简化， 硬芯 层失稳临界压力 pcr近似为 0018 0019 式中 ： D0为硬芯层有效外径， mm ； E 为硬芯层带钢弹性模量， MPa ； e为硬芯层有效 厚度， mm。
14、 ； L 为硬芯层计算长度 ( 带宽 )， mm。 0020 实际上 , 硬芯层并不是理想的内套筒 , 在层间某个或某些部位会存在着初始缺 陷， 如头部浪形引起的空洞、 来料成分不均导致的软点等。参考阿姆斯图兹 (Amstutz) 理 论， 分析图 1 所示塌芯卷的形貌特征 ： 1) 在环向均匀分布的径向压力作用下， 硬芯层上可能 出现几个初始变形波 ； 2) 随着载荷的增加， 硬芯层将首先在某个薄弱部位发生屈服， 形貌 说 明 书 CN 104475448 A 4 3/4 页 5 上凹陷为三个 “半波” ， 一个向内， 两个向外 ； 3) 在被压屈服部分， 带钢中的最大应力已达到 了材料的屈。
15、服强度， 即层间压力达到硬芯层的最小临界压力时， 硬芯层开始屈服 ； 4) 当向 内的 “半波” 挠度 ( 径向位移 ) 达到一定值后， 向外的两个 “半波” 即与外层带钢接触而受 到其抗力， 变形不再继续发展， 此时 “塌芯” 卷达到新的相对稳定的状态。 0021 从式 (1) 可知， 当下线钢卷层间环向压力 p 大于失稳临界压力 pcr时， 硬芯层带钢 局部就会失稳发生塑变， 产生 “塌芯” 缺陷。故要消除 “塌芯” ， 必须从减小层间径向压力 p 和增大硬芯层失稳临界压力 pcr两方面着手。 0022 本发明的具体工艺步骤如下 ： 0023 原料钢卷经电动平车将原料跨运至在本跨内或由吊车。
16、从本跨酸洗机组出口直接 下料存放， 钢卷经人工检查确认后， 由吊车运至开卷机钢卷鞍座上， 人工切断捆带， 等待上 卷。切断捆带后的原料钢卷由钢卷小车自动放置到开卷机卷筒中心线 ( 自动测宽测径 )。 然后， 小车开始下降， 钢卷小车返回到承卷位置处， 等待下一个钢卷上卷。 0024 钢卷定位在开卷机卷筒之后， 外支撑升起、 开卷机卷筒涨开， 撑紧钢卷内径， 同时 压辊压紧钢卷。然后， 开卷机的卷筒和压辊开始转动， 带钢头部通过穿带台送入夹送辊， 夹 送辊夹紧带钢并开始转动， 将带钢头送至直头机进行带头处理， 通过侧导对中装置及卷取 机前导向装置进入轧机。钢卷在第一道次开卷机上的位置， 建立一定。
17、张力和速度。 0025 第一道次穿带及轧制 ： 带钢头部穿过轧机， 经过轧机出口2#夹送辊进入2#卷取机 进行卷取带钢 1.5 圈后， 轧机根据设定的辊缝进行压下， 与轧机建立张力， 机组升速轧制。 轧机根据带钢的原料规格及特性分配合适的工艺参数进行轧制。 当带钢尾部在开卷机卷筒 上只剩下 2 3 圈时， 机组减速轧制， 开卷机压辊压下以稳定带材尾部， 当带尾脱开开卷机 前， 带对中装置的压板压下， 到达轧机前的卷取机前导向装置时机组停止轧制。 完成第一道 次轧制。 0026 第二道次及其他道次 ： 轧机可以进行道次转换， 按一下轧机运行按钮， 就可以开始 奇偶道次正常轧制。完成第一道次轧制后。
18、， 带钢头部经过卷取机前导向装置进入 1# 卷取机 进行卷取。卷取带钢 1.5 圈后， 轧机根据设定的辊缝进行压下， 与轧机建立张力， 机组升速 轧制。轧机根据带钢的原料规格及特性分配合适的工艺参数进行轧制。当带钢尾部在 2# 卷取机卷筒上只剩下 1.5 圈时， 机组自动停车。完成第二道次轧制。 0027 完成第二道次轧制后， 根据设定道次数进行轧制。 之后的每道次， 当带钢尾部在卷 取机卷筒上只剩下 1.5 圈时机组自动停车， 完成奇偶道次正常切换， 直至轧制到目标的带 钢厚度。 0028 在不同道次轧制时， 在轧制开始前， 分别投入防缠导板， 吹扫和乳化液喷射。 即 ： 沿 着轧制方向， 。
19、分别投入轧机入口的乳化液喷射和轧机出口的乳化液吹扫。如此反复经过数 道次轧制达到成品带钢后， 启动卸卷小车进入卷取机 ( 若奇道次出料， 则启动轧机出口 2# 卸卷小车。若偶道次出料， 则启动轧机入口 1# 卸卷小车 ) 卷筒下方， 升起鞍座低压托住带 卷， 卷筒缩径之后， 卷取机外支撑打开， 启动推板装置推住带卷以后与卸卷小车水平同步卸 下带卷， 并由小车将带卷送往卷取机操作侧的受卷台上， 此时一个完整的轧程结束。 0029 轧制完成的钢卷经打捆、 称重后由吊车下卷， 在本跨内成品卷位上暂时存放后， 由 汽车运走。 0030 实施例 1 生产 0.25mm 厚度的薄规格钢卷 说 明 书 CN。
20、 104475448 A 5 4/4 页 6 0031 (1) 原材料准备 ： 选用热轧卷， 厚度 3.0mm， SPHC， 宽度 1250mm， 钢卷直径 1850mm ； 0032 (2) 开卷 ： 原料钢卷， 经过开卷机开卷， 带钢头部先后经过轧机和卷取机， 卷取机 钳口夹住并卷取带钢 1.5 圈， 建立 43.7KN 联动大张力， 即设定张力 21.9KN 的 2 倍 ； 0033 (3) 轧制 ： 经过 6 道次的轧制， 各道次的下述工艺参数使用压下率 ( ) 为 34-32-36-35-34-33，轧 制 力 (MN) 为 11-10-11-10-10-9，张 力 (KN) 制 度。
21、 为 140-130-110-85-53-21.9， 轧制速度不小于 400m/min， 轧制过程中使用极压性能超强的好 富顿 ROLKLEEN AS 2600HD 弥散性轧制油， 使用温度控制为 55 58， 浓度为 3.0， 皂化 值为 160 180mgKOH/g， 油箱液位维持在 160 180cm， 配合强力启车吹扫以减少卷芯残油 量， 增大硬芯层带钢间摩擦力、 降低层间压力 ； 0034 (4) 卷取 ： 成品卷取采取大张力启车工艺， 即将芯部启车张力加大到 2 倍的设定卷 取张力， 后缓慢减小， 直至钢卷外径为800mm时恢复到设定卷取张力21.9KN(即应力为70N/ mm2)。
22、， 此举既能降低芯部轧制力， 又能改善芯部带钢板型， 提高硬芯层抗压性 ； 0035 (5) 卸车 ： 收缩卷筒后小角度 (2 ) 倒转钳口、 钢卷小于 100mm/s 的低速出钳口， 目的是松开芯部夹紧的翘头， 预防卸卷时内圈松动 ； 司索指挥天车轻吊轻放， 防止夹钳刮碰 翘头导致内圈松动及外力冲击产生 “塌芯” 。 0036 (6) 最后经过称重、 打捆后入库。 0037 本发明生产的极薄钢卷如图 2 所示， 没有 “塌芯” 缺陷。 0038 实施例 2 生产 0.22mm 厚度的薄规格钢卷 0039 (1) 原材料准备 ： 选用热轧卷， 厚度 2.75mm， SPHC， 宽度 1000m。
23、m， 钢卷直径 1970mm ； 0040 (2) 开卷 ： 原料钢卷， 经过开卷机开卷， 带钢头部先后经过轧机和卷取机， 卷取机 钳口夹住并卷取带钢 1.5 圈， 建立 30.8KN 联动大张力， 即设定张力 15.4 的 2 倍 ； 0041 (3) 轧 制 ： 经 过 6 道 次 的 轧 制，各 道 次 的 下 述 工 艺 参 数 使 用 压 下 率 ( ) 为 35-33-35.5-35.5-34.5-33， 轧 制 力 (MN)11-11-10-10-11-10， 张 力 (KN)140-130-105-65-40-15.4， 轧制速度不小于 400m/min， 轧制过程中使用极压性。
24、能超强 的好富顿 ROLKLEEN AS 2600HD 弥散性轧制油， 温度控制为 55 58， 浓度控制在 3.5， 皂化值为 160 180mgKOH/g， 油箱液位维持在 160 180cm， 配合强力启车吹扫以减少卷芯 残油量， 增大硬芯层带钢间摩擦力、 降低层间压力 ； 0042 (4) 卷取 ： 成品卷取采取大张力启车工艺， 即将芯部启车张力加大到 2 倍的设定 卷取张力， 后缓慢减小， 直至钢卷外径为 800mm 时恢复到设定张力 15.4KN( 即应力为 70N/ mm2)， 此举既能降低芯部轧制力， 又能改善芯部带钢板型， 提高硬芯层抗压性 ； 0043 (5) 卸车 ： 收缩卷筒后小角度 (2 ) 倒转钳口、 钢卷小于 100mm/s 低速出钳口， 目 的是松开芯部夹紧的翘头， 预防卸卷时内圈松动 ； 司索指挥天车轻吊轻放， 防止夹钳刮碰翘 头导致内圈松动及外力冲击产生 “塌芯” ； 0044 (6) 最后经过称重、 打捆后入库。 说 明 书 CN 104475448 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104475448 A 7 。