專利名稱：用于通過連續(xù)鑄造方法連續(xù)制造扁平鋼產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由扁材連續(xù)制造帶鋼或鋼板的方法，該扁材根據(jù)具有水平方向傳送的弓形連續(xù)鑄造方法來制造。
由于總體趨勢或為了克服陳舊系統(tǒng)的使用者特別在近年來遇到的危機，鋼廠非常需要能夠降低操作和投資成本，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量和增加相對批量生產(chǎn)的柔性，即所謂的“卷材”或鋼板。對于現(xiàn)有軋鋼機的現(xiàn)代化或者設計和形成使用新技術和裝置的新軋鋼機，最高目標是增加生產(chǎn)率和盈利性，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量和獲得更大范圍的“單位尺寸”，這樣，使得供給的最終產(chǎn)品能夠覆蓋盡可能大的使用范圍。
目前考慮到對鋼生產(chǎn)的當前要求而推出的一種新技術包括在鋼的熔融和(i)使帶鋼纏繞成“卷材”形式或(ii)堆垛鋼板之間的處理步驟。該新技術包括鑄造薄板，該薄板的厚度接近它的最終尺寸，然后它可以只通過幾個隨后的過輥或變形步驟而進行進一步處理。這導致連續(xù)鑄造技術的明顯改進，特別是對于模具結(jié)構(gòu)和相應浸沒出口，還改進了軋輥站的結(jié)構(gòu)，目的是通過最少數(shù)目的過輥次數(shù)來獲得所希望的變形。
稱為“小規(guī)模實驗設備”的帶鋼制造設備已經(jīng)公知，其中，通過連續(xù)鑄造方法制造厚度為大約50mm的薄板，而普通板的厚度范圍為150至320mm。這些薄板以不同方式通過連續(xù)軋制/處理步驟，最終產(chǎn)品是厚度只有幾毫米的帶鋼。已經(jīng)提出在爐中進行中間加熱之后軋制鑄造產(chǎn)品，例如在具有六站的串聯(lián)機組中。因為鑄造速度不能比5米每分鐘更快，因此軋制速度太慢，它使得軋制機組的最后一個不能保持至少大約865℃的所需最終軋制溫度。也就是說，條帶由于在進入軋制機組時的低速(該速度與鑄造速度相同)而在一個軋制步驟和下一軋制步驟之間進行了過度冷卻。因此該方案已經(jīng)被放棄，因為即使通過隔熱裝置和加熱輥(這將導致明顯增加投資和運行費用)也不能經(jīng)濟地解決該問題。
另一方法是在加熱爐前面切斷條帶，隨后在該加熱爐中對條帶的整個截面進行熱處理(使溫度相等)。例如，它可以是煤氣加熱輥爐，通過該爐，不管考慮的鑄造速度如何，條帶在爐出口處的溫度可以設置成大約1100℃，即適于隨后的軋制處理的最佳溫度。條帶切成標準長度，例如，對于一定重量的卷材可以是大約50米，當考慮到所需的緩沖作用時，這需要大約150米的相應爐長。
通過使軋制機組與鑄造處理合適斷開，薄板或“粗條帶”的軋制可以以更高速度進行，因此不需要害怕在最后軋制級溫度降低至低于最小允許溫度。因此，爐的長度(該長度為條帶段長度的大約3倍)除了導致大大增加設備投資，而且需要很大空間，這對于很多鋼廠都不能滿足。
此外，設備和這樣的爐子的尺寸限制了要處理的連續(xù)條帶段的長度，從而也限制了卷材的最終重量。該卷材的最終重量又限制了制造非常大直徑的卷材的使用范圍。因此，由于連續(xù)鑄造方法技術的進一步發(fā)展而導致可以形成甚至更薄的初始薄板時，該類型的設備也不能使用該薄板。假設初始厚度為25mm(假設已經(jīng)實現(xiàn))，而不是50mm，那么條帶必須分成大約100米的長度，以便獲得相同最終重量的卷材，這需要大約300米長度的處理爐，這在實際上和經(jīng)濟觀點上都不可行。
因此，本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種上述類型的方法和執(zhí)行該方法的相應設備，通過該方法和設備，鋼條可以由來自弓形連續(xù)鑄造設備的扁平產(chǎn)品來連續(xù)制造，而沒有上述缺點。
特別是，將省略在鑄造和至少最終軋制之間對材料束(strand)的切割，鑄造材料束以軋制原料離開連續(xù)鑄造設備的弓形部分時的速度通過第一軋輥站。因此，該方法將以嵌入式執(zhí)行，實際具有無限的柔性，這樣，它可以在不改變設備的尺寸參數(shù)的情況下制造任何所需重量和長度的卷材或片材，因為軋制條帶的切割至少在第一軋制之后或者在進行了所有操作步驟之后直接在卷繞或堆垛裝置前面進行。
前述目的通過一種方法來實現(xiàn)，該方法的特征在于以下步驟
a)使材料束完全固化后的扁材在超過1100℃的溫度下在第一成形步驟中進行成形；b)使扁材重新感應加熱至大約1100℃溫度，同時使扁材的整個截面的溫度近似相等；以及c)在至少一個附加成形步驟中以對應于每次通過特別減小的軋制速度使扁材成形。
在該方法的又一實施例中，在鋼條在第一和下一個變形步驟之間進行卷繞。軋出的條帶可以根據(jù)卷材的所需重量而在形成扁平產(chǎn)品后進行卷繞，或者可以在形成扁平產(chǎn)品后將軋出的條帶切成預定長度，然后進行堆垛，以便形成鋼板的堆垛，也可以在冷卻和拉直之后進行。因此，扁平產(chǎn)品首先以產(chǎn)品從弓形連續(xù)鑄造設備出來的速度通過第一軋輥站，并總是以與在各次通過的變形相對應的速度通過連續(xù)的軋制級。這樣進行軋制的條帶再進行卷繞，并當卷材達到合適重量時進行切斷，或者條帶細分成合適長度并作為片材而堆垛。本發(fā)明的重要方面是在除銹之后，扁平產(chǎn)品重新感應加熱至大約1100℃，優(yōu)選是盡可能使溫度均等，因為這樣可以很好地抵消條帶的過度冷卻。
本發(fā)明的又一實施例包括在上述成形步驟之間進行扁平產(chǎn)品的中間感應加熱的一個或多個步驟。通過該中間加熱，也抵消了軋制材料的過度冷卻，這樣，所需軋制溫度總是可以設置成使得在最后的成形步驟中的溫度不低于860℃的極限值。
本發(fā)明的另一實施例提供了以下附加步驟在引錠桿通過之后調(diào)節(jié)成形步驟，該引錠桿在鑄造處理時提供；在卷繞條帶之前或在堆垛片材之前直接分離引錠桿；以及在引錠桿通過之后在連續(xù)步驟/區(qū)域中進行不同的加熱控制。
在通過軋輥站之后，引錠桿可以通過這樣的裝置來切斷，該裝置一直存在，用于細分軋制條帶，或者它可以通過附加切割裝置來切斷，該附加切割裝置布置在第一形成步驟的后面。
用于執(zhí)行本發(fā)明方法的設備的特征在于下面表示的以下設備部件
a)模具，用于連續(xù)鑄造扁平產(chǎn)品，它具有隨后的、成弓形的引導站；b)第一成形單元，用于在引導站中和/或在該引導站的后面形成扁平產(chǎn)品；c)用于感應加熱和用于使扁平產(chǎn)品的截面的溫度近似相等的裝置；d)至少一個附加軋輥站；以及e)切割裝置。
切割裝置可以布置在第一成形單元之后和在第一成形單元和附加成形單元之間?？梢蕴峁┯杏糜诰砝@和展開扁平產(chǎn)品的單元，切割裝置布置在該單元的前面。用于卷繞和展開扁平產(chǎn)品的單元優(yōu)選是布置在感應加熱裝置的后面，并在附加成形單元的前面。
也可選擇，根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)后面有用于軋制條帶的切割裝置以及用于卷繞條帶的至少一個卷軸，或者系統(tǒng)后面有用于軋制條帶的切割裝置、冷卻裝置、拉直機器和用于單獨片材的堆垛裝置。
在本發(fā)明的又一實施例中，系統(tǒng)另外包括至少一個感應加熱裝置，以便在附加軋輥站之間進行中間加熱。
各個裝置優(yōu)選是設置有可以單獨控制的加熱級。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，系統(tǒng)還裝備有用于調(diào)節(jié)在第一成形單元的輥子和附加軋輥站之間的通道的截面的裝置，以便允許在鑄造材料束頭部的引錠桿通過，并在引錠桿通過之后立即使截面減小并返回至通常通道值。還提供有用于在引錠桿通過之后立即連續(xù)控制各個加熱級的爐子的裝置。用于切斷引錠桿的切割裝置也用于切割軋制條帶，即當在設備的最后部分有切割裝置時。
根據(jù)本發(fā)明的另一提議，切割裝置布置在第一成形單元的后面，并用于切斷引錠桿。
下面將參考附圖中所示的實施例來介紹本發(fā)明，附圖中

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的局部示意圖；圖2表示了形成的鋼條的溫度變化；以及圖3表示了本發(fā)明的變化實施例。
附圖示意地表示了本發(fā)明的設備，相應方法將通過該設備來介紹。制造的扁平產(chǎn)品2從以參考標號1表示的連續(xù)鑄造模具開始前進。在普通支承輥中引導和輸送的扁平產(chǎn)品2從初始垂直方向通過由支承輥形成的弓形部分而進入水平方向。在完全固化后，即在弓形部分的最后區(qū)域，根據(jù)本發(fā)明，扁平產(chǎn)品通過第一成形級3，在該第一成形級3中，它例如形成25mm的最大厚度。成形級3可以包括一個或多個軋制單元，優(yōu)選是成4高度結(jié)構(gòu)。
為了使溫度相等，隨后設有爐子5，該爐子5優(yōu)選是裝備有感應加熱裝置。在爐子5中，同時使扁平產(chǎn)品2的整個截面上近似(優(yōu)選是最大)溫度相等，這樣，產(chǎn)品在足夠軋制溫度下到達附加成形單元的第一站6。
如果與從弓形部分出來的速度相對應的極慢初始通過速度導致溫度明顯降低，因此在附加成形裝置的第二軋輥站7中形成不充分的成形溫度，這時，可以在軋輥站6和7之間提供第二感應爐8形式的附加中間加熱，該第二感應爐8可以比爐5更短。不過，只有當爐子5不足以沿包括三個軋輥站6、7和9的整個附加成形單元形成相應溫度梯度時才需要該第二感應爐，這樣，在通過最后的軋輥站9時，溫度在足以進行良好變形的范圍內(nèi)。當從最后的軋輥站9出來時，這時表示為條帶2′的扁平產(chǎn)品2具有合適厚度。
當達到合適卷材重量時通過將軋制條帶2′纏繞在卷軸11上并在10處進行切斷而結(jié)束處理，或者通過將條帶2′切成合適長度并隨后將它們堆垛在堆垛裝置14上而結(jié)束處理，該堆垛軋制14在圖2中示意地表示。
在不需要附加切割裝置的情況下，用于在工作循環(huán)開始時切割條帶10的裝置也可以用于切割引錠桿(未示出)，該引錠桿在通過斷開的感應爐5和成形單元6、7和9的開口輥以及通過可能提供且斷開的中間加熱單元8之后進行切斷。還提供有相應調(diào)節(jié)裝置9(未示出)，通過該調(diào)節(jié)裝置，在引錠桿通過之后，輥子可以立即再次調(diào)節(jié)至成形所需的正常輥隙。而且，加熱裝置5優(yōu)選是由彼此獨立的區(qū)域形成，這樣，從爐子的斷開狀態(tài)開始，在任何情況下由引錠桿通過的爐子區(qū)域可以一個接一個的連接以便加熱。
根據(jù)圖1中示意地表示的設備的各個部分，圖2(利用相同標號)表示了扁平產(chǎn)品2的溫度變化，直到從最后的軋輥站出來條帶2′。在曲線下面表示了表格，通過該表格，對于設備的給定部分和條帶的相應部分，表示了特定速度以及相應厚度。記錄值是通過1000mm寬和25mm厚的條帶進行實驗而厚度。當然，對于其它尺寸和速度，也可以獲得不同的溫度曲線。
由圖中可知，由鑄造軋制處理形成的扁平產(chǎn)品2在從第一成形級3中出來時的溫度為1075℃，在通向除銹裝置4的途中溫度降低至1049℃。由于在該裝置中進行水除銹，因此溫度突然降低至969℃，并進一步冷卻至934℃直到爐子5。
在爐子或感應加熱裝置5中，溫度再次升高至1134℃，同時使扁平產(chǎn)品的整個截面近似溫度相等。在到達軋輥站6之前，扁平產(chǎn)品的溫度降低至1104℃，從軋輥站中出來時由于與軋輥站的輥子接觸而使溫度只有1063℃。在所述情況下，局部軋制的條帶在插入的感應爐8中從1020加熱至1120℃。當通過第二軋輥站7時，溫度為1090℃，并在離開所述軋輥站時再次降低至1053℃，在進入第三個(最后一個)輥子9時溫度降低至988℃。該溫度足夠作為用于最后軋制處理的通過溫度；軋制的材料2′在953℃溫度下離開該最后一個軋輥站9，然后在更低溫度下切成合適長度，并進行堆垛或如圖1所示進行纏繞。
考慮到速度變化，在所述實施例中，當離開第一成形級3時速度為0.08米/秒或者4.8米/分鐘。這等于在進入附加成形單元的軋輥站時的通過速度，在該處，扁平產(chǎn)品的厚度仍然為25mm。在進入軋輥站7時的通過速度為10.2m/min(0.17m/sec)同時扁平產(chǎn)品從25mm形成為12.3mm。軋制原料進入最后一個軋輥站的速度為19.8m/min(0.33m/sec)，且厚度為6.2mm，離開軋輥站時最終厚度為4.05mm，速度為30.6m/min(0.51m/sec)。
由上述實施例可知，原則上，該實施例可以用于其它條帶截面，在附加成形單元的第一軋輥站之前的加熱以及在第一和附加軋輥站之間進行的任何可能中間加熱必須這樣調(diào)節(jié)，即在第一次通過之后將扁平產(chǎn)品或軋制條帶加熱至溫度高于1100℃，且我們將溫度水平保持為在最后軋輥站中的最終軋制溫度并不降低至低于界限值860℃。
在圖3中所述的變化實施例中，使用纏繞和展開裝置12。如圖所示，在本例中，纏繞和展開裝置安裝在感應爐5的后面。該結(jié)構(gòu)補充有除銹裝置4。纏繞和展開卷軸12纏繞扁平材料直到達到合適的卷材尺寸。在纏繞的卷材進入展開位置(在圖中的右手側(cè))時，用于進一步處理的扁平材料供給包括一個或更多成形站的附加成形單元6、7和9。需要時，附加的感應爐8可以安裝在附加成形單元的軋輥站之間。最終的卷材在11處制造，例如在后面的纏卷裝置上。
當然，設備可以通過相應調(diào)節(jié)鑄造速度、軋制速度和變形而實現(xiàn)所有參數(shù)。
本發(fā)明的上述說明公開了一種方法以及用于執(zhí)行該方法的設備或系統(tǒng)，它能夠在低投資成本和運行費用的情況下對開始產(chǎn)品進行連續(xù)鑄造和最終軋制。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在特定實施例中，感應加熱所需的加熱輸出不超過大約8MW的極限，這對于相應規(guī)模的鋼廠確實相當經(jīng)濟。
已經(jīng)介紹和說明的本發(fā)明方法以及執(zhí)行該方法所需的設備或系統(tǒng)可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)變化，特別是，布置在軋制機組前部或在軋輥站之間的加熱裝置可以由不同于上述感應爐的爐子來代替；例如，可以使用通過激光技術操作的爐或輻射爐。應當知道，所述優(yōu)選實施例和實例只是為了說明目的，并不能認為是限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍只能由附加權(quán)利要求來合適界定。
權(quán)利要求
1.一種由扁材連續(xù)制造扁平鋼產(chǎn)品的方法，該扁材由弓形連續(xù)鑄造方法制造，所述扁材具有引錠桿，并沿水平方向出現(xiàn)，所述方法包括以下步驟(a)首先通過使扁材在固化后在第一成形級中在超過大約1100℃的溫度下減小它的厚度而使該扁材成形，以便制造展開的成形扁材；(b)然后在沒有卷繞的情況下使展開的扁材重新感應加熱至大約1100℃溫度，同時使扁材的整個截面的溫度近似相等；(c)在所述重新感應加熱之后卷繞該重新感應加熱的扁材；以及(d)在至少一個附加成形級中展開扁材并使該扁材成形，所述附加成形級在軋制速度下工作，該軋制速度取決于扁材的厚度的減小程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在所述成形步驟(c)之后卷繞該材料，然后根據(jù)卷材產(chǎn)品的希望重量來切割所述材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在所述成形步驟(c)之后將該材料切割成預定長度段，并堆垛所述長度段以形成堆垛。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述成形步驟(c)包括通過至少兩個連續(xù)的成形級來進行成形，且該方法還包括在連續(xù)成形級之間對扁材進行中間感應加熱的一個或多個步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在引錠桿通過之后調(diào)節(jié)成形步驟(a)和(c)；緊接在卷繞或切割扁平鋼產(chǎn)品之前切斷引錠桿；以及在引錠桿通過之后選擇地控制在連續(xù)成形步驟中的重新加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使材料重新感應加熱的步驟包括在引錠桿通過之后在多個連續(xù)區(qū)域中感應加熱該材料。
7.一種由扁材連續(xù)制造扁平鋼產(chǎn)品的系統(tǒng)，該扁材由弓形連續(xù)鑄造方法制造，所述扁材具有引錠桿，并沿水平方向出現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括(a)模具，用于連續(xù)鑄造扁平鋼材；(b)弓形引導站，用于引導和輸送來自所述模具的所述扁平鋼材，并用于使該扁材固化；(c)第一軋輥站，該第一軋輥站布置在引導站中或緊接在該引導站之后，用于通過減小扁材的厚度而使固化的扁材成形，以制造展開的成形扁材；(d)加熱裝置，用于在無卷繞的情況下感應加熱所述展開的成形扁材，并用于在扁材離開所述第一成形單元之后使展開的扁材的截面上獲得近似相等的溫度；(e)用于卷繞和展開扁材的裝置，該裝置布置在所述加熱裝置的下游；(f)至少一個附加軋輥站，該附加軋輥站在所述卷繞和展開裝置之后；以及(g)切割裝置，該切割裝置位于所述成形單元的后面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中切割裝置包括用于從扁材上切割引錠桿的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，還包括用于扁平鋼產(chǎn)品的切割裝置，該切割裝置在所述至少一個附加軋輥站的后面；以及至少一個卷軸，用于卷繞材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，還包括用于扁材的切割裝置以及用于扁平鋼產(chǎn)品的堆垛裝置，它們在所述至少一個附加軋輥站的后面。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個附加軋輥站包括至少兩個連續(xù)的軋輥站，且該系統(tǒng)包括在連續(xù)軋輥站中間的感應加熱裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中各所述加熱裝置包括多個可單獨控制并連續(xù)的加熱級。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括用于調(diào)節(jié)在成形單元的各個軋輥和附加軋輥站的各個軋輥之間的通道的截面的裝置，以允許來自扁材的引錠桿通過，并用于在引錠桿通過之后將通道截面調(diào)節(jié)成用于由鑄造方法隨后制造的材料的成形步驟所需；用于通過在引錠桿通過之后立即驅(qū)動加熱裝置而控制該加熱裝置的裝置；以及包含在切割裝置中用于切斷所述引錠桿的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于由扁材連續(xù)制造扁平鋼產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)，該扁材由弓形連續(xù)鑄造方法制造，并沿水平方向出現(xiàn)。在本發(fā)明的一個形式中，使扁材在材料束固化后在第一成形級中在超過大約1100℃的溫度下進行成形。該材料然后被重新感應加熱至大約1100℃溫度，同時使扁材的整個截面的溫度近似相等。在至少一個附加成形級中以這樣的軋制速度使扁材進行附加成形，該軋制速度對應于材料每次通過時的相應厚度的減小。
文檔編號B21B1/46GK1727087SQ20041005904
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者喬維尼·阿維迪 申請人:喬維尼·阿維迪