中厚板生产坯料设计

浅谈中厚板生产坯料设计

[摘要] 分析中厚板生产坯料设计中坯料质量、坯料尺寸、轧制方式等因素,得出中厚板坯料设计的方法。

[关键词] 中厚板坯料设计方法

1、前言

中厚板的产品规格变化范围很大,厚度从4mm到150mm,宽度从1000mm到5200mm,长度从3000mm到60000mm,排列组合后可达上万种规格,若在坯料选型上只简单的套用几个规格去生产,那么肯定会造成很大的浪费和产生大量非计划板。坯料设计又称原料设计,中厚板坯料设计是中厚板生产中的重要环节之一。中厚板轧机所用的坯料设计即中厚板坯料质量的标准、坯料尺寸(厚度、长度、宽度)和最适合的轧制方式,这些因素直接影响着轧机的生产率、成材率以及钢板的机械性能。

2、坯料设计步骤

坯料设计一般步骤先制定符合中厚板轧制使用的连铸坯质量要求和等级,然后根据成品钢板钢种和机械性能要求从大类钢种系列中选择合适钢种,最后根据轧制方法和成品放尺及偏差计算坯料尺寸。

3、中厚板坯料钢种质量要求

3.1板坯尺寸及允许偏差:板坯定尺长度偏差: 0～+80mm

公称厚度mm 厚度允许偏差mm 公称宽度mm 宽度允许偏差mm 150-200(包括200mm) ±4 1000-1600 0-10mm

>200 ±5 >1600 0-15mm

3.2连铸板坯外形标准:

外形外形允许偏差(mm)

横截面脱方厚度:150-200时不大于3mm

厚度:>200时不大于4mm

镰刀弯每米不大于4mm,总长度上不大于20mm

不平度每米不大于10mm,总不平度不大于0.5%l (l为板坯长度) 鼓肚厚度方向鼓肚:厚度尺寸偏差小于0.5%b(b为板坯宽度) 宽度方向鼓肚:宽度尺寸偏差的一半小于3%h(h为板坯厚度)

切斜宽度方向切斜值小于10mm,厚度方向切斜值小于5mm

凹陷宽度方向凹陷值小于5mm,厚度方向凹陷值小于4mm

楔形厚度尺寸楔形值小于2mm、宽度尺寸楔形值小于10mm

连铸板坯表面质量要求:连铸板坯表面不得有目视可见的重接、重叠、翻皮、结疤、夹杂、深度或高度大于2mm的划痕、压痕、擦伤、气孔、冷溅、皱纹、耳子、凸块、凹坑和深度大于1mm的裂纹。不得有高度大于2mm的火焰切割瘤,切割端部无毛刺。连铸板坯横截面不得有影响使用的缩孔、皮下气泡、裂纹。

4、中厚板坯料钢种选择

根据国标中对碳素结构钢、低合金高强度结构钢的标准,结合中厚板成品钢种中普碳钢板、锅炉及压力容器钢板、桥梁用结构钢板的机械性能要求,可以对不同坯料选择进行对应,见下表。

5、中厚板坯料尺寸设计

5.1 进行坯料尺寸设计时必须考虑压缩比和展宽比这两个条件。这是保证产品质量和提高成材率的需要,因此要制定可轧坯料厚度范围和板坯的可展宽范围作为约束条件。

通常为保证钢板的机械性能,必须考虑合适的压缩比。对于连铸坯来说一般压缩比为6-8较为合适,以此数据来确定所需坯料厚度的下限值;同时在考虑坯料厚度上限值时也不能过厚,否则会增加轧制道次,温度下降,变形抗力增加,轧制变得困难。

展宽轧制时,展宽比在1.4时展宽变化量最小;小于1.4时钢板中间成凹形,大于1.4时钢板中间呈鼓形,为了使轧后钢板成矩形,切边量小,通常在坯料尺寸设计时展宽比为1.4左右,根据实际情况1.4-1.7为宜。

宽展比同展宽变化关系图

5.2 根据体积不变原理可以得出中厚板坯料计算公式:

l=(h+△h-a) ×(w+△w) ×(l×b+△l)/(h’×b’)

l……坯料实际长度

h……名义成品厚度

w……名义成品宽度值

l……名义成品板子板长

h……厚度放尺量

a…………厚度负偏差

w……宽度放尺量

l……长度放尺量(包括切头尾和试样)

b…………成品倍尺数

h’……坯料实际厚度

b’………坯料实际宽度

由上式可知:减少厚度公差△h,切边量△w,切头尾量△l对提高成材率具有重要意义。其中减少厚度公差实现负偏差轧制对40mm 厚度以下薄规格的板材影响明显;而切边量,切头尾量则随着板厚的增大对板材成材率影响逐渐增大。

5.3 结合浦钢实际生产经验得出坯料厚度、宽度、长度放尺量以及根据剪切板和氧割板的不同余量不同,详见下表。

成品厚度(mm) 成品厚度放尺量(mm)

12≥h>6 0.3

32≥h>12 0.4

80≥h>32 0.5

120≥h>80 0.6

h>120 0.7

成品厚度放尺量表1

展宽比成品宽度放尺量b

α18000 b+10mm

成品厚度成品宽度放尺氧割板

30≤h<80 b-10mm

80≤h<120 b

120≤h b+10mm

成品宽度放尺量表2

厚度规格成品长度放尺量

h≤8 750mm

8

12

25

30

成品长度放尺量表3

在实际计算坯料尺寸时,通常坯料厚度和宽度为名义标准值,只需计算出坯料切割长度就可以完成坯料尺寸设计。对于坯料的厚度和宽度实际值同名义值之间也有偏差,根据浦钢实际生产数据得出坯料厚度和宽度偏差值,详见下表。

理论坯料厚度(mm) 实际坯料厚度(mm)

180mm、200mm、h-2mm

220mm、250mm h-4mm

坯料厚度偏差表4

理论坯料宽度(mm) 实际坯料宽度(mm)

1000mm 997mm

1150mm 1147mm

1200mm 1197mm

1250mm 1247mm

1300mm 1297mm