專利名稱：金屬材料連續(xù)制備方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料連續(xù)制備方法及其設(shè)備，特別是針對鋼材。
一般鋼帶、棒材或其它型鋼制造過程為在鑄造廠或煉鋼廠鑄造得到各不連續(xù)的扁坯，再輸送到軋鋼廠，在那里在一系列軋鋼機(jī)組中順序軋制而成。上述扁坯通常情況下在軋制開始前要再加熱。這些扁坯先在第一軋機(jī)上來回反復(fù)軋制直至達(dá)到所需的厚度減少量，然后再送到下一軋機(jī)。隨扁坯的連續(xù)軋制，其截面減小而長度增加。在后序的軋機(jī)中扁坯成了長鋼帶，離開前面的機(jī)組，此鋼帶即進(jìn)入隨后的軋機(jī)。這些軋機(jī)的軋制速度因而須得到匹配。為了在相應(yīng)軋機(jī)速度匹配上存在容限，在二軋機(jī)間可方便地使鋼帶存在一定程度的打卷。對于鋼帶，最終所需厚度和寬度的鋼帶在一卷取裝置上卷取，并且每一卷鋼與其制備用的各自扁坯相對應(yīng)。
隨連鑄技術(shù)的最新發(fā)展，傳統(tǒng)的鑄造和軋制工序仍舊是非連續(xù)的過程。由于鑄造和軋制的處理速度不同，這樣做很方便。通常，軋制的輸出比鑄造工序輸出的快。但軋機(jī)的停機(jī)維修時(shí)間比鑄造設(shè)備更頻繁，連鑄機(jī)通常能比軋機(jī)每年連續(xù)工作很大數(shù)目的工時(shí)。這種速度差異解決通常通過在鑄機(jī)和軋機(jī)之間設(shè)置一個(gè)小型坯件緩存庫來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)坯件緩存是正在進(jìn)行的全部工藝中的一個(gè)環(huán)節(jié)，造成工藝中資產(chǎn)的閑置。這也增加了對應(yīng)于特定尺寸和類型帶材以特定順序閑置的原料總量，同時(shí)也需要大量能量輸入以保持扁坯具有軋制所需的溫度。
文獻(xiàn)US-A-5018569，為了監(jiān)測凝固的開始點(diǎn)，確保凝固開始點(diǎn)保持在相同位置，公開了一種測量和調(diào)整連鑄生產(chǎn)線中軋機(jī)軋速的方法。盡管這對于保持最終產(chǎn)品的質(zhì)量是有益的，但不能幫助控制隨后鑄坯的軋制。
文獻(xiàn)EP-A-0666122公開了一種不連續(xù)的扁坯熱軋的方法，并且在初軋和二次軋制之間，對坯料進(jìn)行再次加熱。對于這種工藝存在半軋品彎斜扭曲的高風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)對這種方法，只適于在奧氏體態(tài)軋制，而不適于鐵素體態(tài)軋制，對鐵素體態(tài)軋制需要一單獨(dú)的操作。
文獻(xiàn)WO92/00815公開了一種制造鋼帶的連續(xù)鑄造軋制工藝。對于此工藝，熱軋后再次加熱，并再次熱軋，然后冷卻，最后進(jìn)行鐵素體態(tài)軋制。因而，當(dāng)不需要進(jìn)行鐵素體態(tài)軋制時(shí)，最后的軋機(jī)便多余了。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種帶鋼的連續(xù)鑄造和軋制的方法，能在奧氏體態(tài)軋制和鐵素體態(tài)軋制，具有最少的軋機(jī)數(shù)和最短的生產(chǎn)線長度。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種帶鋼的連續(xù)鑄造和軋制的方法，其中通過軋機(jī)的物料流量與來自鑄機(jī)的物料流量相配合，這樣此聯(lián)結(jié)過程為連續(xù)的。本發(fā)明又一目的是取消對坯料緩存庫的需要，減少任何特定生產(chǎn)流程中的物料數(shù)量。與上述相應(yīng)的本發(fā)明的一個(gè)目的是減少鑄造和軋制工序中資產(chǎn)的閑置，降低了最小優(yōu)化程序規(guī)模，增加了生產(chǎn)的靈活性，并縮短了工藝時(shí)間。
本發(fā)明還有一目的在于提供一種具有低能耗的帶材連續(xù)鑄造和軋制的設(shè)備和方法，特別是針對薄厚度金屬帶材。
按照本發(fā)明，提供一種生產(chǎn)鋼材，如棒材、型材或帶材的方法，它從熔融金屬一直到終軋產(chǎn)品，包括一個(gè)鑄造工序和一個(gè)軋制工序，其中軋制工序包括初軋階段和隨后的二次軋制階段，初軋和二次軋制機(jī)組均包括一到六架軋機(jī)，其中，鑄造工序和軋制工序是連續(xù)的，熔融金屬流入鑄造工序的速度與鋼帶通過軋制工序的速度相平衡，在初軋機(jī)組和二次軋制機(jī)組之間設(shè)有溫度控制裝置，其特征在于，此溫度控制裝置包括一個(gè)第一狀態(tài)，在該狀態(tài)，其動(dòng)作使進(jìn)入隨后二次軋制階段的鋼材處于奧氏體態(tài)；和一個(gè)替換的第二狀態(tài)，在該狀態(tài)，其動(dòng)作使進(jìn)入隨后二次軋制階段中的鋼處于鐵素體態(tài)。這樣所述溫度控制裝置可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)間選擇性操作，使得鋼可相應(yīng)地以奧氏體態(tài)或替換的鐵素體態(tài)穿過隨后的相同的二次軋制階段。
最好溫度控制裝置包括一個(gè)熱量保持裝置，它在第一狀態(tài)時(shí)，包圍鋼，以保持鋼中的熱量；并且它可打開，以形成第二狀態(tài)，此時(shí)，讓鋼暴露于環(huán)境冷空氣中。
或者，溫度控制裝置包括一個(gè)供熱或熱量保持裝置和一個(gè)單獨(dú)的去熱或冷卻裝置。最好加熱或熱量保持裝置與去熱或冷卻裝置平行布置，在其第一狀態(tài)，供熱或熱量保持裝置與初軋和二次軋制機(jī)組成一條線布置，而去熱裝置布置成偏離該線；其第二狀態(tài)，去熱裝置與初軋和二次軋制機(jī)組成一條線布置，而供熱或熱量保持裝置布置成偏離該線。作為一種選擇，供熱或熱量保持裝置與去熱裝置串聯(lián)，彼此均在一生產(chǎn)線上，對應(yīng)于其第一狀態(tài)，供熱或熱量保持裝置開關(guān)切換到工作狀態(tài)，而去熱裝置開關(guān)切換到“停止”狀態(tài)。對應(yīng)于其第二狀態(tài)，去熱裝置開關(guān)切換到工作狀態(tài)，而供熱或熱量保持裝置開關(guān)切換至非工作狀態(tài)。
溫度控制裝置最好包括一個(gè)冷卻裝置，最好強(qiáng)制冷卻，如水冷方式。
溫度控制階段最好包括一加熱裝置，可以是感應(yīng)加熱方式。
對于厚度為70mm的扁坯最好連鑄速度大約為6米/分鐘。相應(yīng)的最終的薄厚度鋼帶的厚度范圍從0.75mm到5mm，鑄造扁坯的厚度為55mm到85mm，而連鑄扁坯速度為4.8～7.2米/分鐘。
鋼材最好保持流速積至少為0.315平方米/分。
鋼帶厚度和形狀的改變，可連續(xù)進(jìn)行，不用中斷相連的連鑄連軋過程，這通過以同步方式控制軋輥縫隙及整個(gè)連鑄連軋工藝的速度來實(shí)現(xiàn)。在初軋機(jī)組和二次軋制機(jī)組中至少有一個(gè)機(jī)組中的至少一架軋機(jī)帶有至少一個(gè)動(dòng)態(tài)控制套筒輥。
按照本發(fā)明，也提供了一種按照本生產(chǎn)方法生產(chǎn)帶鋼的設(shè)備。
現(xiàn)在參照附圖，對本發(fā)明生產(chǎn)方法及其設(shè)備的具體實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。這些附圖為

圖1是按照本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備各階段的平面視圖；圖2是鑄造產(chǎn)品厚度相對于其鑄造速度的關(guān)系曲線圖；圖3是鑄造速度相對精軋軋機(jī)速度的關(guān)系曲線圖；圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的設(shè)備側(cè)視圖，示意表示再加熱模式下的結(jié)構(gòu)，包括帶鋼在各階段的相應(yīng)參數(shù)；圖5是本發(fā)明又一實(shí)施例設(shè)備在冷卻模式下的一個(gè)側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明又一實(shí)施例側(cè)視圖7是本發(fā)明又一實(shí)施例的側(cè)視圖。
參照本發(fā)明實(shí)施例的附圖，表明了制造帶鋼的設(shè)備及其方法，從熔融金屬到最終鋼帶，包括鑄造工序和軋制工序。圖1表示其設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，它包括生產(chǎn)鋼帶的鑄造工序2和軋制工序3。熔融金屬進(jìn)入連鑄流程2，并在此凝固。在鑄造工序2中的凝固過程中，連續(xù)扁坯5形成時(shí)的厚度為90mm，在鑄造或凝固過程結(jié)束時(shí)其厚度減至70mm。此連續(xù)扁坯5導(dǎo)入到除鱗工段8，然后進(jìn)入軋制工序3中的初軋機(jī)10a。經(jīng)第一初軋機(jī)10a后，使鋼坯再連續(xù)通過軋制工序3中的第二軋機(jī)10b、第三軋機(jī)10c、第四軋機(jī)10d，結(jié)果鋼坯厚度減小到2mm。這一階段的2mm厚度表示所需最終鋼帶厚度的一個(gè)具體例子。根據(jù)最終鋼帶的厚度，此階段鋼帶厚度可以是5mm。在此階段我們應(yīng)稱扁坯5為鋼帶6，因?yàn)檫@更能準(zhǔn)確描述現(xiàn)已將厚度減少很多的鋼材。隨整個(gè)流程的繼續(xù)進(jìn)行，鋼坯5或鋼帶6的速度相應(yīng)地從0.1m/s增大到3.5m/s。
在鋼帶從初軋機(jī)組中出來后，實(shí)施例的一種模式表明，鋼帶6然后進(jìn)入再加熱和均勻化階段11b，以將鋼帶溫度恢復(fù)到隨后軋制操作所需要的溫度，特別是鋼帶在初軋機(jī)組10處，其邊緣比中心部位冷卻的更嚴(yán)重。這樣恢復(fù)或保持鋼帶處于奧氏體狀態(tài)，避免相變到鐵素體狀態(tài)。伴隨從奧氏體到鐵素體的相變而發(fā)生的體積變化，使得相變過程中不能進(jìn)行滿意的軋制，最終鋼帶的冶金性能不能達(dá)到要求的規(guī)格。最好加熱階段包括一個(gè)電感應(yīng)加熱器。
經(jīng)過再加熱和溫度均勻化階段11b后，鋼帶6經(jīng)過第二個(gè)除鱗階段12，然后再送到兩精軋機(jī)13a，13b。經(jīng)過精軋機(jī)13a，13b后，就達(dá)到了需要的鋼帶厚度0.75mm。這里鋼帶速度相應(yīng)地增大到9.3m/s。根據(jù)所需最終產(chǎn)品的規(guī)格，鋼帶最終厚度可高達(dá)5mm，鋼帶最終速度也相應(yīng)地低些。
鋼帶再通過冷卻區(qū)域14，在此實(shí)施例中，該冷卻區(qū)域14只是位于最后軋制機(jī)組13和卷取裝置15間的一段延展距離。在此情況下這段距離為50米。當(dāng)然按照特定產(chǎn)品的規(guī)格，這段距離可在本發(fā)明范圍內(nèi)改變。然后鋼帶抵達(dá)最后的鋼帶卷取裝置15，在此鋼帶打成通常大小的鋼卷。此卷取裝置最好包括一個(gè)剪切裝置，和一重新開始卷取新的一卷帶鋼的自動(dòng)裝置。
在此實(shí)施例的另一種工作模式中，原來的再加熱和均勻化階段11b由一個(gè)附加的冷卻裝置11a所取代，此冷卻裝置11a可加速從奧氏體相到鐵素體相的轉(zhuǎn)化，使在鋼帶抵達(dá)下一架軋機(jī)前完成奧氏體到鐵素體的轉(zhuǎn)變。在此情況下，后續(xù)軋制機(jī)組對鐵素體態(tài)鋼帶加工。重要的是在任何軋制工序中都要避免鋼帶發(fā)生從奧氏體到鐵素體的轉(zhuǎn)變。僅僅關(guān)閉再加熱器9而不需要任何附加的冷卻裝置，就可獲得必要的冷卻能力使鋼帶轉(zhuǎn)變?yōu)殍F索體狀態(tài)。
這樣，本發(fā)明的本質(zhì)在于兩階段軋制工序，其中第一階段和第二階段軋制分開，確保鋼坯進(jìn)入第二階段軋制前借助再加熱使其處于奧氏體狀態(tài)，或者在進(jìn)入第二階段軋制前借助強(qiáng)制冷卻(如果必要的情況下)使鋼坯轉(zhuǎn)變至鐵索體狀態(tài)。這里盡管實(shí)施例中在初軋階段(第一階段軋制)有四座軋機(jī)，而在二次軋制階段有兩座軋機(jī)；但其初軋階段可包括二到四座軋機(jī)，而在二次軋制階段可包括一到三座軋機(jī)。
在圖4中示出了各階段鋼帶具體厚度，及與之對應(yīng)的速度和長度。所有這些數(shù)值依據(jù)所生產(chǎn)鋼材的種類，特別是最終鋼帶所要求的尺寸等而改變。為了利用本發(fā)明連續(xù)鑄造軋制工序生產(chǎn)最終所需尺寸的鋼帶，必須平衡鑄造物料流量和軋制物料流量。鑄造材料的質(zhì)量流量可被用來確定其連鑄扁坯的厚度和連鑄扁坯的速度。圖2示出了如何解決此問題。連鑄扁坯的質(zhì)量流量曲線A是以連鑄扁坯速度和其厚度乘積作出的，其連鑄扁坯速度和扁坯厚度分別為參照坐標(biāo)軸。水平線B是對于給定數(shù)目軋機(jī)而言，鑄造扁坯厚度上限的簡單表示。垂直線C是連鑄扁坯速度上限的簡單表示，此速度由鑄造工序的操作準(zhǔn)則決定。這樣所需連鑄速度和扁坯厚度在水平線B和垂直線C限定的范圍內(nèi)曲線A右上側(cè)所構(gòu)成區(qū)域中選擇。在此范圍內(nèi)，在穩(wěn)定狀態(tài)，使生產(chǎn)率最大是必要的，這樣盡可能接近線B和C。在生產(chǎn)中，會存在一定次數(shù)的流速從最大值下降，如更換鑄造工序中的元件如浸液進(jìn)口噴嘴等，此時(shí)必須保證不會導(dǎo)致流速降低到連鑄速度或產(chǎn)品厚度落到圖2中曲線A下方的事件發(fā)生。
為得到所需質(zhì)量的鋼帶制品，優(yōu)化一些對最終產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)鍵性影響的一些其它因素，是很必要的。兩個(gè)重要的因素是連鑄扁坯的鑄造速度，以及最終鋼帶的精軋速度。參照圖3，鑄造速度為y軸，單位為米/分鐘；精軋速度為x軸，單位為米/秒。帶狀區(qū)域a表示獲得產(chǎn)品最佳精軋質(zhì)量的優(yōu)選精軋速度范圍。此區(qū)域A也是軋制操作具有最佳穩(wěn)定性的范圍，具有最小的“鋼帶彎斜扭曲”的風(fēng)險(xiǎn)?！颁搸澬迸で庇脕砻枋鲣搸Ф逊e，造成整個(gè)軋制工序的中斷。這會造成很大的廢品損失，且相當(dāng)長的停機(jī)維修時(shí)間，用來從軋機(jī)上取下廢鋼帶。因此“鋼帶彎斜”是一種要盡一切可能避免的事情，控制“鋼帶彎斜”風(fēng)險(xiǎn)是一個(gè)很重要的參數(shù)控制因素。對于本發(fā)明，它就更重要了，因?yàn)殍T造工序與軋制工序是相互匹配的，發(fā)生“鋼帶彎斜扭曲”會使鑄造操作不得不停下，再重新開始。帶狀區(qū)域A的選擇，擁有比現(xiàn)有軋鋼機(jī)更低的“鋼帶彎斜”風(fēng)險(xiǎn)。
帶狀區(qū)域B表示獲得最佳精軋質(zhì)量的優(yōu)選鑄造速度范圍。另外考慮到其它因素如鑄造工序中元件的最佳磨損，這對整個(gè)工藝的總體耗費(fèi)有大的影響。畫在曲線圖中的是對應(yīng)不同厚度減少的各種選擇。線D表示厚度從50減少到0.7，線E表示厚度從60減少到0.7，線F表示厚度從70減少到0.7，線G表示從80到0.7，線H表示從90到0.7，線J從100到0.7，線K從110到0.7，而線L從120到0.7。在每種情況下，在此實(shí)施例中，在此例中最終產(chǎn)品要求厚度為0.7mm。這樣借助這種曲線圖，可確定最理想的鑄造和精軋速度，再順序確定鑄造工序2中相應(yīng)的鋼坯厚度和軋制工序3的所有各機(jī)組中的鋼帶厚度。
按照本發(fā)明，已經(jīng)確定扁坯厚度為70mm最佳的鑄造速度大約為6米/分鐘。在下述相對應(yīng)的范圍中可取得滿意的生產(chǎn)結(jié)果與最終薄鋼帶從0.75mm到5mm對應(yīng)，連鑄扁坯厚度范圍為從55到85mm，而連鑄速度為4.8～7.2米/分鐘。
關(guān)鍵參數(shù)可簡化為流速積，它是厚度和速度的乘積。流速本身是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，按照本發(fā)明，已確定它至少為0.315平方米/分鐘。此線性流速下限可適用于任何寬度的帶鋼。
參照圖1、4和5，設(shè)備1包括位于初軋機(jī)組和二次軋制機(jī)組之間的可供選擇的兩工作模式再加熱模式和冷卻模式。借助相連的鑄造工序裝置2、第一加熱和均勻化爐3、一個(gè)軋制工序機(jī)組3和一個(gè)最終鋼帶卷取裝置5，實(shí)現(xiàn)從熔融鋼水形成最終成品鋼帶。
鋼坯進(jìn)入再加熱和均勻化爐，這個(gè)加熱爐最好為隧道式加熱爐3。隧道式加熱爐的目的在于確保鋼帶整個(gè)斷面處于隨后軋制操作所需要的溫度。鋼坯所需溫度依賴于后序加工最終鋼帶的要求。這樣或許需要附加的熱量，以及保持所需的溫度。這些通過吸入附加的熱量或僅借助熱絕緣來實(shí)現(xiàn)。也可以把來自一個(gè)單獨(dú)鑄造裝置的一個(gè)第二連鑄鋼坯引入到上述隧道式加熱爐中，用于平衡由于鑄造裝置輸出通常低于軋制機(jī)組輸出，這樣軋制工序的生產(chǎn)能力得到充分利用。在第一連鑄生產(chǎn)線暫停時(shí)，第二連鑄鋼坯切換到生產(chǎn)線中。
鋼帶制造設(shè)備的下一裝置是除鱗裝置8，示于圖4和圖5中。在軋制操作前，在此處，可選擇性地加一個(gè)切邊裝置(沒有示出)。
現(xiàn)在鋼坯進(jìn)入軋制工序裝置3，在本實(shí)施例中，它包括一個(gè)初軋機(jī)組10(在本實(shí)施例中有4個(gè)軋機(jī))，和一個(gè)二次軋制機(jī)組13(在本實(shí)施例中有二個(gè)軋機(jī))。初軋機(jī)組10與二次軋制機(jī)組13被溫度控制裝置11分離開。在上述二者之間還有一個(gè)二次除氧化皮裝置或去鱗裝置12。
溫度控制裝置11具有兩種功能一是再加熱/均勻化功能116，二是冷卻功能11a.。當(dāng)此裝置需要處于冷卻功能狀態(tài)時(shí)，對一定類型的鋼帶可發(fā)生從奧氏體到鐵素體的相變；這樣使相變在二次軋制前而不是在軋制過程中發(fā)生。
可以看出在本實(shí)施例中，溫度控制裝置的冷卻單元11a和再加熱/均勻化單元11b可并排布置。這樣，具備與隨后二次軋制操作需要相對應(yīng)的功能的單元。當(dāng)需要隨后的二次軋制為奧氏體態(tài)軋制時(shí)，冷卻單元11a移到側(cè)邊，離開生產(chǎn)線，并且再加熱/均勻化單元11b從側(cè)邊移到鋼帶生產(chǎn)線上。
軋制機(jī)組13為精軋機(jī)組，在本實(shí)施例中有兩架軋機(jī)，但是可以需要更多架。初軋機(jī)組也可以有可選擇數(shù)目的軋機(jī)，通常情況為2到6架。最好帶有低惰性液壓防折器，并在每兩個(gè)機(jī)架間也帶有去鱗器。
軋后的鋼帶然后送到輸出輥道14上，這里除正?？绽渫?，也提供可選擇的冷卻14a。
鋼帶卷取裝置包括一位于剪切機(jī)前的第一夾送輥，在其后是一個(gè)可供選擇的夾送輥，然后是卷取機(jī)。所有上述裝置保證剪切并卷取得到需要的最終鋼帶長度，并且連續(xù)接收來自軋機(jī)的鋼帶。
上述設(shè)備包括一個(gè)控制系統(tǒng)。它帶有用于測量鋼帶和鋼坯速度的裝置，以及測鋼帶的斷面、形狀、厚度和鋼帶的橫向位置。本控制系統(tǒng)還沿整個(gè)設(shè)備在許多位置連有溫度測量傳感器，以及在軋制工序中的張力測量儀。
控制系統(tǒng)與改變各種參數(shù)的操縱系統(tǒng)相聯(lián)。通過軋輥速度來控制鋼帶的速度和張力。鋼坯或鋼帶的斷面、形狀、厚度、寬度和橫取向的控制通過鑄模、軋輥間隙、操縱裝置如動(dòng)態(tài)形狀調(diào)整輥(DRS)等，以及通過引導(dǎo)輥來實(shí)現(xiàn)。溫度調(diào)整借助隧道式加熱爐中的加熱裝置，以及鑄造系統(tǒng)的冷卻等實(shí)現(xiàn)，還通過加熱/均勻化/冷卻裝置11，或在每個(gè)或一些軋機(jī)上進(jìn)行溫度修正。
這些參數(shù)大多數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，控制系統(tǒng)必須考慮對其它參數(shù)的影響。在軋制工序改變鋼帶的厚度，可通過同步方式控制軋輥間隙和整個(gè)連續(xù)鑄造軋制工序的速度來實(shí)現(xiàn)。
對于給定寬度的薄鋼帶，寬度/厚度之比越大，越難得到優(yōu)良的平直度。
在很薄的帶鋼表面中間凸起的容限(或公差)很重要。在軋制中鋼帶厚度改變時(shí)，存在必要進(jìn)行較大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)帶鋼表面凸起控制操作。這些控制通過DSR，斜輥調(diào)整等實(shí)現(xiàn)，這里軋輥斜著布置以改變有效的軋輥凸面或其它操作裝置。
軋制很薄的帶鋼時(shí)，需要很小的力產(chǎn)生必要的鋼帶張力，這是整個(gè)工藝控制的一個(gè)組成部分。在軋制機(jī)組13內(nèi)部間使用特定的防折器來產(chǎn)生必要的應(yīng)力。為了與快速適時(shí)系統(tǒng)相適應(yīng)，以控制方式施加必要的小力，此防折器須具有低的惰性。液壓致動(dòng)防折器與張力測量用測力儀一起是一種控制薄帶鋼張力的一種有效手段。
現(xiàn)在參照圖6，它是又一個(gè)實(shí)施例，在這里冷卻單元11a與再加熱/均勻化單元11b布置同一條線上。這樣當(dāng)在二次軋制階段中需要進(jìn)行鐵素態(tài)軋制時(shí)，冷卻單元11a與再加熱/化單元11b布置同一條線上。這樣當(dāng)在二次軋制階段中需要進(jìn)行鐵索體態(tài)軋制時(shí)，冷卻單元11a處于工作狀態(tài)，而再加熱/均勻化單元11b處于非工作狀態(tài)。與之類似對于奧氏體態(tài)軋制，冷卻單元11a處于非工作狀態(tài)，而再加熱/均勻化單元11b處于工作狀態(tài)。這樣奧氏體態(tài)軋制在同樣的軋制機(jī)組13即可進(jìn)行。
參照圖7又一個(gè)實(shí)施例，這里冷卻裝置11a，使鋼帶通過足夠長的距離，借空氣循環(huán)和熱輻射來進(jìn)行冷卻。另外在冷卻模式下，其再加熱單元當(dāng)然處于非工作狀態(tài)，同時(shí)此單元頂蓋升起允許借助通過加熱單元的空氣循環(huán)進(jìn)行冷卻。冷卻可借助強(qiáng)力空氣或氮?dú)饬鬟M(jìn)行，可以在再加熱區(qū)，或延伸距離區(qū)，或兩處均進(jìn)行冷卻。
這樣對于特定規(guī)格的鋼帶，在奧氏體軋制和在鐵索體軋制可用相同軋制機(jī)組完成。其優(yōu)點(diǎn)在于可在奧氏體態(tài)軋制或在鐵素體態(tài)軋制，而減少了設(shè)備生產(chǎn)線長度，從而降低了建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。因此，鋼帶要被冷卻相變至鐵素體態(tài)，但這要在很短長度的鋼帶下冷卻，這是為了當(dāng)不采用冷卻時(shí)，鋼帶仍能進(jìn)行奧氏體態(tài)軋制。氣霧冷卻(空氣和水的混合物)可達(dá)到需要的快速和均勻冷卻，這樣可保持鋼帶良好的形狀。這里還提供了一個(gè)附屬的排放系統(tǒng)(未示出)，它從噴霧區(qū)除去過剩的水和水蒸汽，防止產(chǎn)品不可控制地冷卻和在產(chǎn)品區(qū)不需要的蒸汽排放。
權(quán)利要求
1.一種從熔融金屬直至最終軋制產(chǎn)品的生產(chǎn)鋼材的方法，其中鋼材的形式為棒材、型材或帶材，它包括一個(gè)鑄造工序和一個(gè)軋制工序，其中軋制工序包括初軋階段和二次軋制階段，初軋機(jī)組和二次軋制機(jī)組各包括一至六臺軋機(jī)，其中，鑄造工序和軋制工序連續(xù)進(jìn)行，熔融金屬流入鑄造工序中的流速與帶鋼穿過軋制工序的流速相互匹配，其中在初軋機(jī)組和二次軋制機(jī)組之間布置著一個(gè)溫度控制裝置，其特征在于溫度控制裝置包括一個(gè)第一狀態(tài)，在該狀態(tài)，它工作使得鋼帶在隨后的二次軋制中以奧氏體態(tài)進(jìn)行軋制；和一個(gè)可供選擇的第二狀態(tài)，在該狀態(tài)，它工作使得鋼帶在隨后的二次軋制中以鐵素體態(tài)進(jìn)行軋制，所述的溫度控制裝置可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)間選擇性地操作，這樣鋼帶可相應(yīng)地以奧氏體態(tài)或替換的鐵素體態(tài)通過相同的二次軋制機(jī)組。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溫度控制裝置包括一個(gè)熱量保持裝置，其在第一狀態(tài)，包圍鋼材，以保持鋼中的熱量；其可打開，形成第二狀態(tài)，使鋼材暴露于周圍冷空氣中。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溫度控制裝置包括一個(gè)供熱或熱量保持裝置，和一個(gè)單獨(dú)的去熱或冷卻裝置。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述供熱或熱量保持裝置與去熱裝置彼此平行布置，在第一狀態(tài)，供熱或熱量保持裝置與初軋和二次軋制機(jī)組成直線布置，而去熱裝置偏離該線布置，在第二狀態(tài)，去熱裝置與初軋和二次軋制機(jī)組成直線布置，而供熱或熱量保持裝置偏離該線布置。
5.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，供熱或熱量保持裝置與去熱裝置順序串聯(lián)布置，彼此在同一生產(chǎn)流水線上，在第一狀態(tài)，供熱或熱量保持裝置開關(guān)切換到工作狀態(tài)，而去熱裝置切換到非工作狀態(tài)；在第二狀態(tài)，去熱裝置開關(guān)切換到工作狀態(tài)，而供熱或熱量保持裝置切換到非工作狀態(tài)。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溫度控制裝置包括在第二狀態(tài)提供強(qiáng)制冷卻如水冷的裝置。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溫度控制裝置包括在第一狀態(tài)的一個(gè)感應(yīng)加熱裝置。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，相應(yīng)于最終薄鋼帶厚度范圍0.75-5mm，連鑄扁坯厚度范圍為55-85mm，而扁坯連鑄速度范圍為4.8-7.2米/分鐘。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，鋼材保持流速積至少為0.315平方米/分鐘。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過以同步方式控制軋輥縫隙和整個(gè)鑄造與軋制工序的速度可實(shí)現(xiàn)不需中斷整個(gè)相連的鑄造和軋制工序，就可連續(xù)改變鋼帶的厚度和形狀，在初軋機(jī)組和二次軋制機(jī)組中至少有一個(gè)機(jī)組包括至少一架帶有一個(gè)動(dòng)態(tài)形狀控制套筒輥的軋機(jī)。
11.一種按照權(quán)利要求1所述的方法制造鋼材的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從熔融金屬直到最終軋制產(chǎn)品的生產(chǎn)鋼材的方法。包括通過匹配質(zhì)量流速而連在一起的鑄造工序和軋制工序。這里軋制工序包括初軋階段和隨后的二次軋制階段,并在初軋機(jī)組和二次軋制機(jī)組間布置有一溫度控制裝置。此溫度控制裝置包括一個(gè)第一狀態(tài)和第二狀態(tài),使得鋼材經(jīng)過相同的二次軋制機(jī)組,可分別實(shí)現(xiàn)以奧氏體態(tài)或鐵素體態(tài)軋制。
文檔編號B21B37/24GK1195585SQ9810056
公開日1998年10月14日 申請日期1998年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月21日
發(fā)明者邁克·克拉克 申請人:克瓦洛金屬連鑄有限公司