專利名稱:扁坯鑄造機(jī)的后置多機(jī)架連續(xù)軋機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及一種用連鑄扁坯以連續(xù)的工藝步驟生產(chǎn)熱軋帶鋼的方法和設(shè)備，使凝固后的扁坯達(dá)到熱軋溫度并送入多機(jī)架軋機(jī)中軋制成成品帶鋼。
雖然人們以前就試圖用連鑄機(jī)生產(chǎn)出的鑄坯連續(xù)地軋制成材，但主要由于鑄坯從連鑄機(jī)中流出的最大的鑄造速度仍然比通常的，例如七個機(jī)座的軋機(jī)機(jī)列可能具有的最小軋制速度小得多，因而使這種嘗試遇到困難。
作為鑄坯，連續(xù)鑄造出的扁坯厚度一般在25到60毫米的范圍內(nèi)。例如當(dāng)扁坯具有40毫米的中等厚度時連續(xù)鑄造速度約為0.13米/秒，假定應(yīng)該把這一扁坯軋成厚2毫米的帶鋼，這就意味著扁坯在軋制過程中厚度要縮小20倍。而連鑄速度等于第一個軋機(jī)機(jī)座中軋件的流入速度是整個設(shè)備能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，因此，如果是在具有七個機(jī)座的串列式軋機(jī)機(jī)列中，最后一個機(jī)座后軋件的流出速度要高達(dá)2.67米/秒。但在最終軋制成的帶厚是2毫米時，最小的流出速度也要達(dá)到約10米/秒，因為這時如果減小軋制速度會使軋件的溫度降低太多以致軋制無法進(jìn)行。到目前為止，解決這一問題有二種可以選擇的方法，一種方法是采用大壓下軋機(jī)(例如行星式軋機(jī))代替多機(jī)座連續(xù)軋機(jī)，這種軋機(jī)工作時可以有較小的進(jìn)料速度和很高的每道次壓下量。(參見采礦和冶金工作者月刊，107卷149頁)。但是主要由于軋制質(zhì)量不均勻，采用這種很昂貴的特殊設(shè)備至今并沒有取得令人滿意的結(jié)果。
在德國專利公告3241745號中公開了另一種人們熟悉的方法，即先把連鑄扁坯卷成坯卷，經(jīng)加熱后在軋機(jī)前再把坯卷打開并按最終要求的截面尺寸軋制成材。其中的軋機(jī)是用斯蒂克爾軋機(jī)(可逆式爐卷帶材熱軋機(jī))或熱軋帶材軋機(jī)的精軋機(jī)組。這種人們熟悉的設(shè)備的缺點主要是用于多機(jī)座串列式軋機(jī)機(jī)列的投資費(fèi)用很高，總計大大超過1億德國馬克。如此之高的投資只有在連續(xù)軋機(jī)機(jī)列的生產(chǎn)能力得到充分利用時才能發(fā)揮效益，所以在上述公告中提出了應(yīng)該在連續(xù)軋機(jī)機(jī)列前設(shè)置多流連續(xù)鑄造設(shè)備的建議，但是這不僅要增加總的投資費(fèi)用還會降低總的設(shè)備能力，因而在許多情況下根本無法采用。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提出一種新的生產(chǎn)熱軋帶鋼的方法和帶有后置的熱軋帶材軋機(jī)的扁坯連續(xù)鑄造設(shè)備。采用這種方法和設(shè)備可以避免上述方法的缺點和克服存在的困難，即使在生產(chǎn)量較小的情況下也仍然是經(jīng)濟(jì)的，也就是說在生產(chǎn)中設(shè)備有較高的利用率，特別是只需要較少的投資費(fèi)用。
根據(jù)本發(fā)明提出的方法，為了達(dá)到上述目的，成品帶鋼的用最多有三個或四個機(jī)座的軋機(jī)在盡可能大的每道次壓下量下連續(xù)軋制而成的，因此可以節(jié)約其它設(shè)備上還需要花費(fèi)的附加費(fèi)用，而用具有三個至四個機(jī)座的軋機(jī)機(jī)列與用通常的六至七個機(jī)座的軋機(jī)機(jī)列相比可以達(dá)到相同的壓下量。同時在使工藝上規(guī)定的軋制速度與連鑄速度匹配的情況下，這種方法還可以顯著降低在連續(xù)軋機(jī)上的投資費(fèi)用。
迄今為止，學(xué)術(shù)界因為擔(dān)心減少軋機(jī)機(jī)架數(shù)和增加每一軋制道次壓下量就不能再滿足極限工藝條件的要求，而認(rèn)為這種方法是不適用的。這些工藝極限條件主要是最大可傳遞扭矩、最大可傳遞軋制壓力(在支承輥和工作輥以及機(jī)架之間的線性載荷)與輥隙中的咬入角。按照本發(fā)明減少軋機(jī)機(jī)座后。由于每道次壓下量較高并且熱損失較小而可以顯著減小軋制速度(以約10至11米/秒減小到4至6米/秒)，因而可以減小總傳動功率和設(shè)備的磨損，也即可以減少花費(fèi)在電力與機(jī)械設(shè)備上的費(fèi)用。
根據(jù)本發(fā)明的具有優(yōu)點的設(shè)計，軋機(jī)中前面二個機(jī)架是以幾乎最大的軋制力矩和較大的工作輥直徑工作的，同時采用工作輥驅(qū)動。由于已知咬入能力隨軋制速度的降低而提高，所以較大的每道次壓下量引起的咬入角增加，可以通過加大工作輥直徑與減小軋制速度得到補(bǔ)償。
此外，本發(fā)明進(jìn)一步提出第三個和/或第四個機(jī)架上采用支承輥驅(qū)動。特別是在軋件要軋成很小的2毫米以下的最終斷面時，這種傳動方式是很有意義的。
上述方法還具有下列優(yōu)點鑄坯在送入軋機(jī)軋制前要進(jìn)行中間存放，這可以使工藝上存在扁坯連鑄機(jī)和熱軋帶材軋機(jī)的不同運(yùn)行速度得到最佳匹配。一個這樣的中間存儲裝置既可以是坯料作橫向移動的儲存爐，也可以是直通式爐，而且相應(yīng)地比較長。
這種方法的優(yōu)點還在于它可以用來軋制寬度在1000毫米至2000毫米之間、最佳為1350毫米寬的較窄的帶鋼，并且對軋制低強(qiáng)度的成品帶鋼也有很好的效果。
在本發(fā)明提出的帶有后置多機(jī)架連續(xù)軋機(jī)的扁坯連鑄設(shè)備中軋機(jī)是由三個或四個機(jī)架組成的。軋機(jī)中所有的工作輥都有單獨(dú)的驅(qū)動裝置，這是十分有益的。同時，特別是當(dāng)要把軋件軋制成最小的最終厚度時，可以使前二個軋機(jī)機(jī)架采用工作輥驅(qū)動而第三個和/或第四個機(jī)架采用支承輥驅(qū)動。特別有利的是軋機(jī)中所有的工作輥都有相同的直徑，這可以使花費(fèi)在軸承支架上的投資費(fèi)用達(dá)到最小。
本發(fā)明進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，特征和優(yōu)點更多地表現(xiàn)在下列實施例示意圖的說明中。
這些圖是圖1本發(fā)明設(shè)備原理的示意側(cè)視圖。
圖2a-d按照本發(fā)明方法在四個軋機(jī)機(jī)架中的軋制生產(chǎn)原理圖。
圖3第一個軋機(jī)機(jī)架對于每道次壓下量的軋制圖。
圖4第二個軋機(jī)機(jī)架對于每道次壓下量的軋制圖。
圖5第三個和最后一個軋機(jī)機(jī)架對于每道次壓下量的軋制圖。
在圖1中，(1)表示扁坯或鑄坯連續(xù)鑄造機(jī)，(2)是橫向切割設(shè)備，例如火焰切割器或剪切機(jī)，它們把連鑄機(jī)(1)鑄造出的扁坯(3)切割成長度相等的坯料，扁坯連鑄機(jī)(1)的輸出端和橫向切割設(shè)備(2)連接。然后每個坯料段(3)送入儲存和加熱設(shè)備(4)，例如輥式加熱爐，作中間存放并達(dá)到約1050至1150℃的均勻軋制溫度。從爐(4)送出的坯料段(5)用通常的方法除去氧化皮，必要時也可以按需要的長度再進(jìn)行分割(未表示出)。接著把坯料段(5)送入由三個(或四個)機(jī)座(6′，6″，6′″)組成的軋機(jī)機(jī)列(6)，把坯料段從原始橫截面精軋達(dá)到最終厚度。在流出軋機(jī)機(jī)列(6)的最后一個機(jī)座(6′″)時，成品帶鋼(7)的溫度約為870℃，它們穿過冷卻床(8)，以便在約560℃的溫度下由隨后的地下卷取機(jī)(9)卷成帶卷。
圖2a至2d表示了四個機(jī)架中每道次壓下量和軋制參數(shù)的關(guān)系。橫軸一般表示軋件的壓下量“2h”，單位是毫米，縱軸表示總的有效軋制力矩“Ma”，單位是千牛頓米。
圖2a表示在第一臺機(jī)架中，扁坯流入時厚度為50毫米，在一定的工作輥直徑(13-17)時的最大可傳遞軋制力矩(10)作為水平直線與曲線(11，12)相交，其中曲線(11)是在摩擦系數(shù)μ＝0.15的支承輥驅(qū)動時的極限軋制力矩，而曲線(12)是在工作輥驅(qū)動時的極限軋制力矩。同時工作輥等直徑線(13-17)從下到上增加的范圍例如為400至800毫米。在一定的相對較大的工作輥直徑(在線15和16之間)并用工作輥(12)驅(qū)動的情況下，采用幾乎最大的軋制力矩，可以選擇第一個軋機(jī)機(jī)架的工作點(18)，使軋件的壓下量例如為26毫米，這樣在流出第一個機(jī)架時軋件的剩余厚度為50-26＝24毫米，然后軋件被送入第二個機(jī)架。這時壓下率或相對厚度縮減為52%。
圖2b描述了用數(shù)字(23-27)標(biāo)注的工作輥直徑的增加對軋制力矩和壓下量的相互關(guān)系。在第二個機(jī)架中，當(dāng)采用最大可傳遞軋制力矩(20)和基本相同的工作輥直徑(25和26之間)時，工作點(28)位于表示用工作輥驅(qū)動的最大可傳遞軋制力矩曲線(22)之上的允許范圍內(nèi)，而在用支承輥驅(qū)動(21)的允許范圍之外，壓下量這時例如為12毫米，軋件的剩余厚度為24-12＝12毫米，相應(yīng)的壓下率為50%。線(22)與(20)之間的允許工作范圍，在最大壓下率下，右邊受到表示最大咬入角的線(29)的限制。
圖2c同樣描述了用數(shù)字(33-37)標(biāo)注的工作輥直徑的增加對軋制力矩和壓下量的依賴關(guān)系。這兒給定壓下量例如是6毫米，所以軋件的剩余厚度也是6毫米，相應(yīng)的壓下率為50%。選擇的工作點(38)位于最大可傳遞軋制力矩線的遠(yuǎn)下方，并在支承輥驅(qū)動(31)時軋制力矩線的允許范圍內(nèi)，從而使工作輥可以選擇以自身驅(qū)動方式(32)工作或在支承輥驅(qū)動(31)時以間接傳動方式工作。
圖2D也是描述用數(shù)字(43-47)標(biāo)注的工作輥直徑的同樣增加對軋制力矩和壓下量的依賴關(guān)系。這里預(yù)定的壓下量例如是3毫米，所以最終得到的帶鋼厚度也是3毫米，相應(yīng)的壓下率是50%。選擇的工作點(48)與圖2C類似，也位于最大可傳遞軋制力矩線的遠(yuǎn)下方，并在用工作輥驅(qū)動或支承輥驅(qū)動時的軋制力矩線(41，42)的允許范圍內(nèi)。因而與第三個機(jī)架一樣，工作輥可以選擇自身驅(qū)動(42)或者在支承輥驅(qū)動(41)時被間接傳動。
圖3作為工作圖表示了三個軋機(jī)機(jī)架中的的第一個機(jī)架在一定壓下量時的運(yùn)行值。其中橫軸也是表示軋件的壓下量“dh”，單位是毫米?？v軸是總的有效軋制力矩“Ma”，單位是千牛頓米。數(shù)字(53-37)表示工作輥直徑從400毫米增加到800毫米。當(dāng)最大可傳遞軋制力矩高達(dá)1700千牛頓米(50)、工作輥直徑為710毫米(56與57之間)時，工作點(58)在工作輥驅(qū)動(52)時最大可傳遞軋制力矩線上邊的允許范圍內(nèi)，而在支承輥傳動(51)的允許范圍之外。這時壓下量為19毫米。如扁坯流入時的厚度為41毫米，則剩余厚度為41-19＝22毫米，相應(yīng)的壓下率為46.34%。在線(52)與(50)之間的允許工作范圍沒有受到表示最大咬入角線(59)的限制。
圖4用數(shù)字(63-67)標(biāo)明的曲線也表示了工作輥直徑的增加對軋制力矩和壓下量的依賴關(guān)系。在第二個機(jī)架上當(dāng)最大可傳遞軋制力矩為1700千牛頓米(60)并且工作輥直徑與第一個機(jī)架的工作輥直徑710毫米基本相同時(66與67之間)，工作點(68)位于用工作輥驅(qū)動(62)時最大可傳遞軋制力矩線上邊的允許范圍內(nèi)，而在用支承輥驅(qū)動時(61)的允許范圍之外，同時壓下量為14毫米，軋件的剩余厚度因而是22-14＝8毫米，相應(yīng)的壓下率為63.64%。允許工作范圍位于線(62)與(60)之間，在最大的壓下量下向右受到表示最大咬入角的直線(69)的限制。
在圖5中數(shù)字(73-77)標(biāo)明的曲線表示了工作輥直徑從400毫米增加到800毫米。預(yù)定的壓下量例如為4毫米，這樣軋件的剩余厚度也是4毫米，相應(yīng)的壓下率為50%。選擇的工作點(78)在壓下量為4毫米時軋制力榘是900千牛頓米，位于最大可傳遞軋制力矩線的遠(yuǎn)下方，在用支承輥驅(qū)動(未表示出來)和用工作輥驅(qū)動(72)的軋制力矩線的允許范圍內(nèi)。
本發(fā)明方法的應(yīng)用并不只限于附圖所示的實施例。例如在每個機(jī)架中可以調(diào)整直徑和幾何形狀不同的工作輥以使每一形變過程最佳化，這并沒有超出本發(fā)明的范圍。特別是例如在最后一個機(jī)架上裝設(shè)所謂可以相對移動的滑車式軋輥，以便在軋輥磨損后可以連續(xù)地改變軋輥間隙。不過任何一類設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)該受以后使用過程中這方面的專家的歡迎。
權(quán)利要求
1.用連續(xù)鑄造扁坯以連續(xù)的工藝步驟生產(chǎn)熱軋帶鋼的方法，即在扁坯凝固后使之達(dá)到軋制溫度并送入多機(jī)架軋機(jī)軋成成品帶鋼，其特征在于，扁坯由最多三個或四個軋機(jī)機(jī)架以盡可能高的每道次壓下量連續(xù)軋制成成品帶鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，特征在于，前二個軋機(jī)機(jī)架以幾乎最大的軋制力矩和大的工作輥直徑工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的方法，特征在于，在第三和/或第四個軋機(jī)機(jī)架中采用支承輥驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3的方法，特征在于，扁坯在送入軋機(jī)前要進(jìn)行中間存放。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4的方法，特征在于，它可用于軋制寬為1000至2000毫米，最佳為1350毫米的窄帶鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至5的方法，特征在于，它可用于軋制強(qiáng)度較低的成品帶鋼。
7.為了以連續(xù)的工藝步驟用連鑄扁坯生產(chǎn)熱軋帶鋼，采用后接多機(jī)架連續(xù)軋機(jī)的扁坯連續(xù)鑄造機(jī)，鑄造出的扁坯在凝固后達(dá)到軋制溫度并送入軋機(jī)軋制成成品帶鋼，根據(jù)前述各權(quán)利要求
，實施本發(fā)明方法的設(shè)備，特征在于，軋機(jī)(6)由三個(6′，6″，6′″)或四個軋機(jī)機(jī)架組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的設(shè)備，特征在于，軋機(jī)(6)中所有的工作輥都有驅(qū)動裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7的設(shè)備，特征在于，前二個軋機(jī)機(jī)架(6′，6″)采用工作輥驅(qū)動而第三個機(jī)架(6′″)和/或第四個機(jī)架采用支承輥驅(qū)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7至9的設(shè)備，特征在于，軋機(jī)(6)的所有工作輥有相同的軋輥直徑。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種用連續(xù)鑄造扁坯(3)以連續(xù)工藝步驟生產(chǎn)熱軋帶鋼(7)的方法和設(shè)備。其中扁坯(3)在凝固后使之達(dá)到軋制溫度并送入軋機(jī)(6)軋制成成品帶鋼(7)而扁坯的軋制是在最多有三個或四個機(jī)架(6′，6″，6)的軋機(jī)上以盡可能高的每道次壓下量連續(xù)進(jìn)行的。同時，前二個機(jī)架(6′，6″)是在用幾乎最大的軋制力矩和較大的工作輥直徑的條件下工作的。
文檔編號B21B45/00GK87107665SQ87107665
公開日1988年6月29日 申請日期1987年11月3日
發(fā)明者沃爾夫?qū)ち_德, 于爾根·賽德爾 申請人:Sms舒路曼-斯瑪公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan