專利名稱：連續(xù)鑄造鑄件的直接傳輸式軋制方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了防止熱軋軋制時表面出現(xiàn)裂紋的連續(xù)鑄造鑄件的直接傳輸式軋制方法和裝置。
更詳細地說，本發(fā)明涉及在連續(xù)鑄造裝置中鑄造鋁鎮(zhèn)靜鋼，硅-鋁鎮(zhèn)靜鋼，或含有鈮、釩等的低合金鋼，將所得到的鑄件直接，或者使熱鑄件的溫度均勻地稍微加熱后進行軋制的熱軋軋制方法中(以下稱為“直接傳輸式軋制”或“直接傳輸式軋制工藝”)，防止熱軋軋制時的鑄件產(chǎn)生裂紋的方法和裝置。
以往，用熱軋軋制法制造的鋼板，是將在連續(xù)鑄造裝置中得到的鑄件一次性冷卻至常溫，之后，在加熱爐中進行高溫長時間的均勻加熱，再熱軋軋制而成。但是，近年來，作為熱軋軋制過程的節(jié)省能源的措施，一直在開發(fā)出一種將剛剛由連續(xù)鑄造裝置得到的鑄件，即熱鑄件直接或者使熱鑄件的溫度均勻地稍微加熱后進行熱軋軋制的直接傳輸式軋制工藝。利用這種直接傳輸式軋制工藝，由于可以省略在高溫下將冷鑄件再加熱的工序，這不但可以節(jié)約再加熱時所必需的巨大的能源，而且可以有效防止由于產(chǎn)生氧化皮造成成品合格率降低，及防止由氧化皮引起的缺陷。
然而，利用這種直接傳輸式軋制工藝，在采用均勻加熱工序的以往方法中沒有問題，但是在熱軋軋制時，鑄件表面的裂紋會成為問題，即，假如采用直接傳輸式軋制工藝，則在從溶融狀態(tài)開始凝固的中途冷卻過程中，鑄件的溫度不會降低至Ar3點以下。因此，當在凝固以后的仍存在粗大的奧氏體結(jié)晶粒狀態(tài)下軋制，加之在冷卻過程中，在奧氏體晶粒邊界上會有硫、氧、磷等不純物質(zhì)元素偏析或析出，當熱軋加工產(chǎn)生的應(yīng)力被施加時，就會產(chǎn)生晶粒邊界裂紋，在鑄件上產(chǎn)生表面缺陷(以下稱為“表面裂紋”)。特別是，鑄件的熱軋延展性降低的溫度域在800-1200℃范圍內(nèi)，這個溫度域與通常的熱軋軋制的溫度域是一致的，有關(guān)表面缺陷的產(chǎn)生成為工業(yè)上的大問題，這成為直接傳輸式軋制工藝普及的一個大障礙。
這里，因為表面缺陷產(chǎn)生的原因為上述那樣，作為提高鑄件的熱軋延展性，防止熱軋軋制時產(chǎn)生表面裂紋的方法可考慮有①減少不純物質(zhì)元素，②使奧氏體晶粒細化、③使析出物凝聚變粗大，降低向晶粒邊界的析出密度等方法。實際上，基于這個觀點，目前已提出了幾種方法作為防止直接傳輸式軋制工藝表面產(chǎn)生裂紋的方法。
然而，如利用降低不純物質(zhì)的方法，在精煉工序中，雖可采用脫硫或脫磷過程，然而進行不必要地降低硫、磷，會使得生產(chǎn)成本提高。
另外，為了使奧氏體晶粒細化，有一種在比對熱軋加工性能有害的元素析出開始溫度還高的溫度下進行強化加工的方法。利用這種強化加工，可以同時進行析出物的形態(tài)控制，使熱軋加工性能提高。但是，在通常的連續(xù)鑄造法中，例如，要將熱鑄件保溫在1200℃以上，并同時供給所有的軋鋼機，作為一個實際問題是困難的，例如，為了防止后端軋鋼機上的鑄件溫度降低，必需要有特殊的保熱設(shè)備，這樣設(shè)備費容易提高，工業(yè)上未必是合算的措施。
另外，為了達到使析出物凝聚變粗大的目的，要在有害元素析出的溫度域內(nèi)長時間的保溫，或者進行與此相當?shù)木徛鋮s。如果采用等溫保持，例如采用“Met.Sci.Tech.1(1985)p.111所述的方法，必需保溫10分鐘以上，但這樣就大大降低了生產(chǎn)效率，也不是工業(yè)上最好的方法。
這樣，以往提出的方法，不管哪一種都不能滿足工業(yè)的需要，因此，在普及直接傳輸式軋制工藝時，希望有一種可防止產(chǎn)生表面裂紋的實用的方法出現(xiàn)。
在特公平5-68525號公報中提出了一種“在連續(xù)鑄造鑄件直接傳輸式軋制前，以進行5％以下的輕壓下，再進行1-5分鐘的保溫為特征的方法”。根據(jù)這種方法，的確可以促進有害析出物的析出，接著由于可在熱軋軋制前完成使析出物變粗大和無害化，因此可以防止表面產(chǎn)生裂紋、是目前提出的方法中最實用的方法。
然而，從近年來降低成本的觀點出發(fā)，已嘗試提出了一種將比100毫米厚度還要薄的板坯，用比較高的速度進行鑄造，根據(jù)情況的不同，不將之切斷，而是保持原狀地軋制成最終的熱軋鋼帶的直接傳輸式軋制方法。但是，在那種近年出現(xiàn)的直接傳輸式軋制方法中，多數(shù)情況下，要進行1分鐘以上的保溫在操作上很困難，或者不可能實現(xiàn)，因此不可能采用上述的防止表面產(chǎn)生裂紋的方法。因而，強烈希望確立一種即使在那樣的場合也能完全防止出現(xiàn)表面裂紋的方法。
如上所述，對于連續(xù)直接傳輸式軋制工藝中的熱軋軋制時鑄件的表面裂紋還未必確立了一種完全的防止方法，這是目前的現(xiàn)狀。
本發(fā)明的目的是要解決上述以往技術(shù)的問題，特別是要開發(fā)一種工業(yè)上能夠?qū)嶋H進行100毫米以下厚度的薄鑄件的連續(xù)直接傳輸式軋制工藝的技術(shù)方法。
更詳細地說，本發(fā)明的目的是提供一種方法和裝置，這種方法和裝置，例如即使在將鑄造速度為5米/分的連續(xù)鑄造部分與熱軋軋制速度為100米/分的熱軋軋制部分直接連結(jié)的情況下，也能有效地防止在熱軋軋制上述薄鑄件時產(chǎn)生表面裂紋。
本發(fā)明的另一個目的是要提供一種直接傳輸式軋制裝置，該裝置能更實際地進行上述的厚度為100毫米以下的薄鑄件的連續(xù)直接傳輸式軋制工藝。
本發(fā)明的發(fā)明者們積極鉆研有關(guān)防止在直接傳輸式軋制過程中的軋制中鑄件表面產(chǎn)生裂紋問題，獲得了如下成果，即，在通常的用連續(xù)鑄造獲得熱鑄件的溫度域，換言之，即利用熱軋軋制最容易產(chǎn)生裂紋的溫度域內(nèi)，如果限制那時的軋制條件，即可防止鑄件表面產(chǎn)生裂紋。從而完成了本發(fā)明。
即，在冶金學方面，本發(fā)明與以往的見解不同，它是基于這樣一種見解，索性在奧氏體晶粒粗大的情況下，進行給定的一次軋制，通過積極地將原有不純物質(zhì)析出至奧氏體晶粒內(nèi)，可有效地防止表面產(chǎn)生裂紋。
即，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，當在熱軋軋制之前，在鑄件表面溫度為1200-900℃的溫度域內(nèi)，以10-3-100秒-1的變形速度，進行總壓下率為小于20％以下的一次軋制時，在沒有保溫時間的情況下，可以有效地防止裂紋產(chǎn)生，不需要根據(jù)經(jīng)驗降低鑄造速度，提高熱軋軋制速度等使效率降低，或使軋鋼機的軋制時間利用率降低的措施。
因此，本發(fā)明的要點如下。
(1)鋼的連續(xù)鑄造鑄件的直接傳輸式軋制方法，它是鋼的連續(xù)鑄造鑄件的直接傳輸式軋制方法，包括將鋼水連續(xù)注入鑄型形成鑄件的工序；在上述鑄件上，在鑄件表面溫度為1200-900℃，變形速度為10-3-100秒-1，而且總壓下率為5％至20％的條件下進行一次軋制的工序；進行一次軋制鑄件的熱軋軋制工序。
(2)上述(1)所述的直接傳輸式軋制方法，它是將一次軋制的鑄件卷繞，然后卷開，再進行接著上述一次軋制的熱軋軋制。
(3)上述(1)或(2)所述的直接傳輸式軋制方法，上述一次軋制前的上述鑄件表面溫度為1150-1050℃。
(4)上述(1)至(3)中任何一項所述的直接傳輸式軋制方法，上述變形速度為10-2-10-1秒-1。
(5)上述(1)至(4)的任何一項所述的直接傳輸式軋制方法，上述總壓下率為7％-15％。
(6)上述(1)至(5)的任何一項所述的直接傳輸式軋制方法，上述連續(xù)鑄造鑄件的厚度為100毫米以下。
(7)直接傳輸式軋制裝置由連續(xù)鑄造部分、一次軋制部分和熱軋軋制部分構(gòu)成；連續(xù)鑄造部分進行鑄件的連續(xù)鑄造；一次軋制部分設(shè)在該連續(xù)鑄造部分的下游，在上述鑄造鑄件上進行一次軋制，在該一次軋制部分中、鑄件表面溫度保持在Ac3點以上，一次軋制部分具有夾送輥、設(shè)在該夾送輥上且使總壓下率為5％至20％的軋輥間隙控制裝置，與該夾送輥連接、調(diào)整夾送輥回轉(zhuǎn)數(shù)的電機；熱軋軋制部分由設(shè)在上述夾送輥下游的一系列熱軋軋制軋輥組成。
(8)上述(7)項所述的直接傳輸式軋制裝置，在上述一次軋制部分和熱軋軋制部分之間具有卷繞機部分。
(9)上述(8)項所述的直接傳輸式軋制裝置，上述卷繞機部分為具有板坯卷繞裝置和開卷裝置。
(10)上述(7)-(9)中任何一項所述的直接傳輸式軋制裝置，上述夾送輥為由2Hi或4Hi輥子構(gòu)成。
這里，所謂“直接傳輸式軋制”是指將在連續(xù)鑄造機上得到的熱鑄件，不降溫至比Ar3點低的溫度，而直接或在進行再加熱后，或者在使鑄件的溫度均勻地稍微加熱后進行熱軋軋制的方法。把連續(xù)鑄造與熱軋軋制，特別是熱軋軋制的一次軋制、二次軋制直接連接起來、進行連續(xù)化作業(yè)的方法稱為“連續(xù)直接傳輸式軋制(工藝)。
鑄件內(nèi)部一般為高溫，各處的變形阻力不同，故局部的壓下率也不同，本文中所說總壓下率是指整體平均值。
另外，鑄件內(nèi)部一般是高溫，故，“鑄件表面溫度”是指不論是鑄件的中間部分表層或拐角處表層，表層部分縱向橫向深度各為10毫米部分的平均溫度。但是，根據(jù)鑄造速度、鑄件厚度、冷卻方法可由計算推出其內(nèi)部溫差，故上述的10mm部分的平均溫度為計算值。
下面，對在本發(fā)明中，如上所述，限制制造條件的理由與其作用一起進行說明。
根據(jù)本發(fā)明，在上述直接傳輸式軋制中，將熱軋軋制工序分為一次軋制和二次軋制，一次軋制時，軋制溫度條件限制在1200℃以下，900℃以上。這是由于當軋制溫度超過1200℃時，有害元素不能析出，熱軋軋制時的裂紋不成為問題。而利用通常的連續(xù)鑄造法時，將鑄件的溫度保持在超過1200℃的溫度很困難，加上難以實現(xiàn)由于有害析出物的凝聚，變粗大而使之無害化，因此，在二次軋制工序中，恐怕會產(chǎn)生裂紋。另一方面，當溫度降至比900℃低的溫度時，鋁或鈮等元素以氮化鋁(AlN)或碳化鈮(NbC)等形態(tài)析出。為了確保產(chǎn)品的性質(zhì)，以后必需再將這些元素固溶，這樣，就需要再加熱至1150℃以上，在采用這種工序的情況下，作為直接傳輸式軋制工藝目的的節(jié)省能源的效果會受到損害。因此，最好在1150℃-1050℃下進行一次軋制。
其次，根據(jù)本發(fā)明，在上述一次軋制中，變形速度限制在10-3-100秒-1(sec-1)，在與二次軋制時的裂紋不直接連接部分，總壓下率限制在5％至20％。其目的是，在促進不純物質(zhì)向奧氏體晶粒內(nèi)析出的同時，使晶粒邊界的析出物變得粗大，降低析出物的密度。
總壓下率的上限取20％是因為，超過此值，即使進行壓下，在繼續(xù)進行的保溫中，有害析出物生成促進作用會趨于飽和，或是一次軋制時裂紋產(chǎn)生的危險性會增加。另一方面，使壓下率超過5％，則與以往的預想相反，當將軋制溫度提高至900℃以上時，作為硫化錳(MnS)等析出的核的位錯的產(chǎn)生的結(jié)果，會促進析出物和凝聚及析出物變?yōu)榇执螅Y(jié)果，可以進一步把保溫時間縮短。
而且，在上述的特公平5-68525號公報中，在壓下率為15-20％下軋制，保溫2-5分鐘的情況下，可發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生裂紋。然而，以后研究開發(fā)的結(jié)果表明，在提高壓下量的情況下，相反地延長保溫時間時，稱為碳化鈮(NbC)或者氮化釩(VN)的碳氮化物在γ晶粒邊界連續(xù)析出，出現(xiàn)由別的機理引起的熱軋脆化現(xiàn)象，因此，與其不要保持定型，倒不如是在給定的條件下進行輕微壓下更重要，這樣可以完全防止二次軋制時的裂紋出現(xiàn)。
即，由于在輕微壓下時的比較低的變形速度變形中，硫化物等有害析出物的析出幾乎完結(jié)，并且析出物已變粗大，因此，在以后進行二次軋制時，不會生成引起裂紋的微細析出物。
其次，一次軋制時的變形速度的上限取為100秒-1，是因為，當超過此值時，存在著產(chǎn)生裂紋的可能性。在這種良好的狀態(tài)下，如前所述，為了防止一次軋制時表面產(chǎn)生裂紋，變形速度的上限取為100秒-1。下限沒有特別的限制，但是由于當變形速度過份緩慢時，生產(chǎn)效率降低，軋制中的溫度降低增大，二次軋制時的作業(yè)性能降低，因此取下限為10-3秒-1。最好為10-2-10-1秒。
因而，在本發(fā)明中，如上所述，對一次軋制的壓下量R和變形速度進行限制，假如從變形速度來考察壓下量，則本發(fā)明的一次軋制的總壓下量，意味著在變形速度為100秒-1時不產(chǎn)生裂紋的條件，即要取20％以下。
從實際的觀點來看，在本發(fā)明中，最好總壓下量R為7％＜R＜15(％)，變形速度為10-2-10-1秒-1。
其次，對上述的本發(fā)明的良好樣態(tài)，按下述方式進行說明。
即，在本發(fā)明的良好樣態(tài)下，在有害析出物的析出溫度域為1150-1050℃時，將凝固冷卻中的板坯進行一次軋制。一次軋制，可用強力的夾送輥(例2Hi(雙聯(lián))夾送輥)進行，然后，也可用專用的軋鋼機進行。這時的變形速度為10-2-10-1秒-1，總壓下量取5％至20％以下。
一次軋制終了之后，不進行保溫，可以立即開始二次軋制，但在這種情況下，為了確保最終產(chǎn)品的品質(zhì)，二次軋制的開始溫度應(yīng)在1000℃以上，最好在1100℃以上。
在近年的高速連續(xù)鑄造中，從節(jié)省能源的觀點出發(fā)，很多時候是在板坯整體的凝固還未完成的情況下進行軋制，即進行所謂的未凝固軋制，但是，重要的是控制二次軋制時產(chǎn)生裂紋的板坯表層上的非金屬夾雜物的析出形態(tài)，最好是在表層厚度10毫米內(nèi)平均壓下率為7-15％的給定條件下進行一次軋制。
這樣，遵循根據(jù)本發(fā)明的上述條件，如果在低變形速度下進行給定的壓下，則即使在以往的熱軋軋制時產(chǎn)生裂紋的溫度域內(nèi)，即使在達到該溫度域之前不進行保溫，也可抑制鑄件表面的裂紋，作為其后進行的二次軋制，即使在通常的熱軋軋制條件下進行，也可抑制軋制時表面產(chǎn)生裂紋。


圖1表示將表1所示組成的硅-鋁鎮(zhèn)靜鋼進行真空熔煉，制成厚度為50毫米，寬度為100毫米，長度為150毫米的鋼塊，當表面溫度為1100℃時，在變形速度為5×10-2秒-1，各種壓下率下進行一次軋制，接著，在1000℃，變形速度5×100秒-1，壓下率50％下進行二次軋制時所產(chǎn)生的裂紋與一次軋制時的壓下率的關(guān)系，可以看出，在這個例子的情況下，要防止在二次軋制時產(chǎn)生裂紋，應(yīng)在壓下率超過5％的情況下進行一次軋制。
另外，裂紋的評價如下評價點1沒有裂紋，評價點2長度為板厚的1/20以下的裂紋，評價點3長度為板厚的1/10以下的裂紋，評價點4長度為板厚的1/5以下的裂紋，評價點5長度為板厚的1/5以上的裂紋。
〔表1〕
*表1
其次，圖2表示從表1所示組成的鋼塊上取下平行部分直徑為10毫米的拉伸試驗片，加熱至1350℃后，降溫至1000℃，在變形速度為5×10-2秒-1，壓下率為10％下給予相當于一次軋制的預變形，仍然在1000℃下，經(jīng)過不同時間的等溫保持后，在與二次軋制相當?shù)臈l件，即變形速度等于5秒-1下，變形至斷裂時的延展性。從圖中可看出，通過進行預變形，可使與二次軋制相當?shù)淖冃螘r的延展性大大提高。參考用“·”表示的圖形。它是表示由于上述的有害析出物變粗大而變成無害的情況，從中可以確認這樣的事實，即，遵循以往的方法，不產(chǎn)生預變形而要獲得這樣的效果，必需等溫保持10分鐘(參考圖2中用○表示的圖形)。
這里，根據(jù)本發(fā)明，通過在一次軋制時施加預變形，可使二次軋制時的延展性恢復，抑制裂紋的產(chǎn)生，但有關(guān)其冶金學上的意思將按下述方式進行詳細說明。
熱軋軋制中的奧氏體晶粒邊界脆化在軋制中，是由固熔硫向晶粒邊界和晶粒內(nèi)進行動態(tài)析出造成的。即，由于晶粒內(nèi)部析出造成晶粒內(nèi)部硬化，變形集中在晶粒邊界上，產(chǎn)生晶粒邊界析出物與奧氏體相的界面剝離。因而，假如在熱軋軋制前，在特定條件下進行一次軋制，由于固溶硫作為硫化錳(MnS)析出，變粗大，從而將不復存在，這樣就不能引起上述動態(tài)析出，因此，不會產(chǎn)生脆化。
如已經(jīng)說明的那樣，與一次軋制連續(xù)進行的二次軋制的軋制條件沒有特別的限制，可以采用通常的熱軋軋制條件。有代表性的是，在每一個道次的壓下率為10-50％，變形速度為100-103秒-1的條件下，進行5-10個道次的軋制。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，總之，成為當前目標的厚度在100毫米以下的薄鑄件的連續(xù)處理、鑄造速度5米/分、熱軋軋制速度100米/分都能被很好地滿足，實用上的意義很大。
〔附圖簡單說明〕圖1為表示一次軋制時的壓下率(R)與二次軋制的熱軋軋制時的裂紋評價點的相關(guān)關(guān)系的圖。
圖2為表示預變形后的保溫時間(秒、分)與斷面減小率(RA.％)的相關(guān)關(guān)系的圖。
圖3為實施本發(fā)明的連續(xù)鑄造鑄件的直接傳輸式軋制裝置的示意圖。
圖4中的(a)-(c)為表示板坯卷繞裝置種類的說明圖。
圖5為以另一樣式實施本發(fā)明的連續(xù)鑄造鑄件的直接傳輸式軋制裝置的示意圖。
〔符號說明〕1—鑄型；2—鋼水；3—滾子群；4—板坯；5—凝固點；6—軸承；7—液壓壓下裝置；9—電機；10—回轉(zhuǎn)數(shù)傳感器；11—減速器；12—強力夾送輥；14—板坯剪斷機；15—板坯卷繞裝置；16—卷開裝置；17—校正裝置；18—軋鋼機；19—輸出輥道；20—冷卻裝置；21—夾送輥；22—剪斷裝置；23—卷繞裝置；25—卷繞裝置現(xiàn)在利用以下的實施例更詳細地說明本發(fā)明，這些實施例是僅僅是為了說明本發(fā)明而示出的，當然沒有利用它們來限制本發(fā)明的意思。
〔實施例1〕對表2所示的三種鋼，在各組成范圍內(nèi)的一系列鋼板，經(jīng)過連續(xù)鑄造后，在從凝固開始的冷卻過程中，在各種條件下進行一次軋制，接著進行通常的熱軋軋制的二次軋制。此時，研究在一次軋制和二次軋制時的鑄件表面裂紋發(fā)生的狀況。
結(jié)果與軋制條件歸納表示在同一表2中。表面裂紋的評價是，即使只產(chǎn)生微小的裂紋也算產(chǎn)生了裂紋。
鑄件為以轉(zhuǎn)爐熔煉的鋼水，在連續(xù)鑄造機中以5米/分的鑄造速度鑄出的厚度為90毫米，寬度為1000毫米的鑄件，凝固后，用氣體切斷成供試驗用的10米長度，以大約0.15℃/秒的速度冷卻到給定的軋制溫度的，供給軋鋼機。這時的保溫由致冷操作代替。一次軋制時的變形速度可通過改變軋鋼機軋輥的直徑等進行控制，在保溫時間不滿1分鐘的條件下，可以連續(xù)地供給進行二次軋制。
從表2所示的結(jié)果可看出，當不進行一次軋制，而在通常的軋制條件下直接軋制熱鑄件時，無論哪一種鋼在軋制時都會產(chǎn)生裂紋。另外，當一次軋制的條件在本發(fā)明的范圍之外時，一次軋制時，也產(chǎn)生裂紋。以一次軋制就產(chǎn)生裂紋的情況下，就結(jié)束實驗。因此，根據(jù)本發(fā)明，不論在什么情況下都未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生裂紋。
表2
注*本發(fā)明范圍以外壓下率鑄件表層10毫米內(nèi)的平均值
〔實施例2〕對表3所示的三種鋼，在各組成范圍內(nèi)的一系列鋼板上，經(jīng)過連續(xù)鑄造后，在從凝固開始的冷卻過程中，在各種條件下進行一次軋制，接著進行通常的熱軋軋制的二次軋制。研究此時的一次軋制和二次軋制時鑄件表面裂紋產(chǎn)生的狀況。
結(jié)果與軋制條件一起，歸納表示在同一表3中。表面裂紋的評價是，即使產(chǎn)生微小的裂紋，也算產(chǎn)生裂紋。
鑄件是以轉(zhuǎn)爐熔煉的鋼水，在連續(xù)鑄造機中，以5米/分的鑄造速度鑄成的厚度為90毫米、寬度為1000毫米的鑄件，凝固后，用氣體切斷成供試驗用的10米的長度。以大約0.15℃/秒的速度冷卻，到給定軋制溫度后供給軋鋼機。這種情況下的保溫由致冷操作代替。一次軋制時的變形速度通過改變軋鋼機的軋輥直徑等進行控制，在保持定型時間不滿1分鐘的情況下，可以連續(xù)地供給進行二次軋制。
從表3所示的結(jié)果可看出，當不進行一次軋制，而在通常的熱軋軋制條件下，直接軋制熱鑄件時，無論哪種鋼在軋制時都會產(chǎn)生裂紋。另外，當一次軋制的條件在本發(fā)明的范圍之外時，一次軋制時也會產(chǎn)生裂紋。在一次軋制時即產(chǎn)生裂紋的情況下，實驗宣告結(jié)束。因此，根據(jù)本發(fā)明，不論在什么情況下都不會產(chǎn)生裂紋。
〔實施例3〕圖3為由連續(xù)鑄造部分I、一次軋制部分II和與II連接的熱軋軋制部分III組成的有關(guān)本發(fā)明的直接傳輸式軋制裝置的一個例子；連續(xù)鑄造部分I具有連續(xù)鑄造裝置，一次軋制部分II包括有設(shè)在連續(xù)鑄造部分I下游的強力夾送輥。在本實施例的情況下，在一次軋制部分II和熱軋軋制部分III之間設(shè)有卷繞機部分IV。
在連續(xù)鑄造部分I中，連續(xù)注入連續(xù)鑄造裝置的鑄型1中的鋼水被冷卻，成為表面凝固而內(nèi)部未凝固的鑄件(以下稱為板坯)，連續(xù)地送往鑄型的下部，進入相對于板坯4的表面和里面配置的連續(xù)鑄造裝置的滾子群3中。在進入滾子群3的過程中進一步冷卻的板坯，在越過凝固點5的時候，凝固至中心。
表3
注*本發(fā)明的范圍以外壓下率鑄件表層10毫米內(nèi)的平均值支承在軸承6上的強力夾送輥12設(shè)置在一次軋制部分II中，一次軋制部分II是連續(xù)地設(shè)置在滾子群3的最后部分處的。雖然在通常的連續(xù)鑄造裝置中也配置夾送輥，但這種夾送輥將拔出力附加到板坯上，將滾子群內(nèi)的板坯拔出，而不能使板坯厚度減小。然而，在本發(fā)明中所使用的強力夾送輥12可使板坯厚度減小。就是說，在這個階段進行一次軋制。
在本實施例中，板坯厚度為60毫米，利用強力夾送輥12壓下至54毫米。即，強力夾送輥12與通常的夾送輥有以下幾點不同。
第一，它具有液壓壓下裝置7。在連續(xù)鑄造澆鑄開始階段，為使鑄型1內(nèi)的板坯頂端部的鋼水不流出來，同時為了將板坯前端拔出引導至滾子群3和強力夾送輥12中，可使用標準樣件桿。標準樣件用鋼制成，在本實施例中，其厚度為60毫米。由于這樣，與強力夾送輥12相對的軋輥間隙要使標準樣件桿通過，在板坯的前端達到強力夾送輥12的出口側(cè)之前，此間隙保持60毫米，之后，必需壓下至54毫米。這是用液壓壓下裝置7實現(xiàn)的。
第二，它具有轉(zhuǎn)數(shù)可變的夾送輥用的電機9，該電機通過減速器11與夾送輥12連接。由于在將板坯從60毫米壓下至54毫米的過程中，要增加強力夾送輥12的回轉(zhuǎn)數(shù)，因此夾送輥用的電機9是回轉(zhuǎn)數(shù)可變的。另外，作為機器的構(gòu)成部分，設(shè)有檢測液壓壓下位置的傳感器(圖中沒有示出)、檢測強力夾送輥12的回轉(zhuǎn)數(shù)的回轉(zhuǎn)數(shù)傳感器10、計算機(圖中沒有示出)，利用計算機計算壓下量與回轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系，當利用液壓壓下裝置7逐漸使夾送輥間隙變窄時，同時使夾送輥轉(zhuǎn)數(shù)升高，而且利用上述二種傳感器測出與計算機指令值的差，將這時的測出量反饋回去。
盡管在通常的夾送輥中也有調(diào)整軋輥間隙的機能和改變速度的機能，然而，這種通常的軋輥間隙調(diào)整機能是與從鑄型出來的板坯厚度對應(yīng)的，壓下裝置能承受的負載也低，另外，速度可變機能是加減速用的，它與從澆鑄開始的增速、鑄型內(nèi)鋼水液面高度的變化相對應(yīng)的，與本發(fā)明的機能根本上是不同的。
強力夾送輥12出口側(cè)的輥道用可變速電機驅(qū)動，當用圖3來說明時，從連續(xù)鑄造澆鑄開始到，標準樣件桿和板坯前端在通過強力夾送輥12之前，與強力夾送輥12的入口端，即滾子群和出口端的輥道滾子的圓周速度是相同的。但是，當驅(qū)動強力夾送輥12的液壓壓下動作，使軋輥間隙從60毫米變化為54毫米時，隨著這個變化，使出口端輥道滾子的圓周速度，從入口端的滾子群開始依次增加。這時，利用計算機可以計算和控制與軋輥間隙變化值相應(yīng)的最優(yōu)回轉(zhuǎn)數(shù)。
在板坯厚度達到54毫米的時候，使入口端以每分鐘4.5米的圓周速度回轉(zhuǎn)的情況下，出口端輥道以每分鐘5米的圓周速度回轉(zhuǎn)。
如已說明的那樣，在本實施例中沒有由板坯卷繞裝置15和開卷裝置16構(gòu)成的卷繞機部分IV。因而，在本實施例的情況下，可以利用設(shè)在出口端輥道后端的板坯剪斷機14將板坯前端的標準桿件桿切斷，同時，在此之后，將正在連續(xù)鑄造的板坯剪斷成給定的熱軋卷材重量決定的長度。另外在后面有板坯卷繞裝置15，例如，可以卷成半徑為250-1500毫米的卷材。再后面有開卷裝置16，卷繞在板坯卷繞裝置15上的一次軋制鑄件，以后再利用開卷裝置16把卷材展開。
卷繞裝置15可以為圖4(a)的那種通常的線圈盒式，也可為同圖(b)的上卷機式，也可為同圖(c)的地下卷繞機式，也可為這些以外的形式。另外，卷繞時，卷材內(nèi)圓周內(nèi)可以插入心軸，也可以不插心軸。
由開卷裝置16把卷打開的板坯通過為了大致使板坯平坦而配置的校正裝置17，再通過多臺軋鋼機18，軋制成給定的板厚，在通過配置在軋鋼機后端的輸出輥道19時，利用適當?shù)睦鋮s裝置20進行水冷或空氣冷卻，再用后端的卷繞裝置23卷繞，結(jié)果熱軋工序。
在本實施例中，利用6臺軋鋼機，將54毫米的板坯軋制成1.2毫米，第一軋鋼機入口的板坯速度為每分鐘15米，最后一臺軋鋼機出口的軋材速度為每分鐘675米。
〔實施例4〕圖5為本發(fā)明的直接傳輸式軋制裝置的另一實施例的示意圖，它由連續(xù)鑄造部分I、安裝有強力夾送輥的一次軋制部分II和與一次軋制部分直接連接的熱軋軋制部分III構(gòu)成；連續(xù)鑄造部分I由連續(xù)鑄造裝置構(gòu)成。
與實施例3的圖3比較，省略了板坯卷繞裝置15，開卷裝置16和使被打開卷的板坯大致變得平坦的校正裝置17。另外，在構(gòu)成熱軋軋制部分的軋鋼機群18和最后部分的卷繞裝置25之間配備了夾送輥21和剪斷裝置22。最后的輸出端的卷繞裝置25有多臺，這是因為用1臺不能確保在卷繞成卷材后，將卷材送出，又進行下一個卷材卷繞的準備所需的時間。
但是，從注入鑄型1中的鋼水2到從強力夾送輥12送出，其工序，裝置，配置順序，控制與圖3的相應(yīng)部分完全相同。
因而，在本實施例中，在連續(xù)鑄造工序中也是從標準樣件桿的板坯4的前端通過強力夾送輥12開始，壓下強力夾送輥、直至壓下鑄造成60毫米厚的板坯4，變成厚度為54毫米為止。強力夾送輥12的入口端的板坯速度為每分鐘4.5米，出口端為每分鐘5米。在強力夾送輥12的下流設(shè)有剪斷裝置14，它將板坯前端的標準樣件桿切斷。
其次，這樣連續(xù)鑄造、一次軋制出來的板坯，在熱軋軋制部分通過多臺軋鋼機18，軋制成規(guī)定的板厚，在通過配置在軋鋼機后方的輸出輥道19時，利用適當?shù)睦鋮s裝置20進行水冷或空氣冷卻，再由剪斷裝置22將連續(xù)軋制出的軋材剪斷成給定重量的卷材所決定的長度，再由后方輸出端的卷繞裝置25卷繞起來，這樣熱軋工序就結(jié)束了。
在本實施例中，利用4臺軋鋼機，將54毫米的板坯軋制成2.7毫米，第一軋制機入口的板坯速度為每分鐘5米，最后的軋鋼機出口的軋材速度為每分鐘100米。
此外，圖3和圖5實施例中，去除軋制鋼板鱗屑器和厚度計、溫度計等測量儀器、標準樣件桿取出裝置等在通常的連續(xù)鑄造裝置、熱軋設(shè)備上常見的裝置的說明從略，然而，這些裝置的配置等要適當考慮。
另外，強力夾送輥12的框架也與軋鋼機的機架類似，輥子驅(qū)動電機為1臺也可以，再者，一臺夾送輥的輥子數(shù)目不管為2個、4個或更多都可以。
通過在連續(xù)鑄造后附加本發(fā)明的壓下機能，因為可以省略為了防止熱軋軋制時鑄件表面產(chǎn)生裂紋的必要的再加熱和保溫，因此可以節(jié)省能源、裝置建設(shè)費可以削減、節(jié)省空間，可用實用的裝置得到今天所要求的厚度為100毫米以下的薄鑄件的連續(xù)處理，由于可能實現(xiàn)，因此具有很大的實用意義。
權(quán)利要求
1.一種鋼的連續(xù)鑄造鑄件的直接傳輸式軋制方法，其特征在于包括將鋼水連續(xù)地注入鑄型內(nèi)的鑄件制造工序；在上述鑄件上，在鑄件表面溫度為1200-900℃，變形速度為10-3-100秒-1，總壓下率為5％至20％的條件下，進行一次軋制的工序；進行一次軋制鑄件的熱軋軋制的工序。
2.權(quán)利要求1所述的直接傳輸式軋制方法，其特征為，卷繞一次軋制的鑄件，然后在卷開上述鑄件，進行與上述一次軋制連續(xù)的上述熱軋軋制。
3.權(quán)利要求1或2所述的直接傳輸式軋制方法，其特征為，在上述一次軋制前，上述鑄件的表面溫度為1150-1050℃。
4.權(quán)利要求1至3中任何一條所述的直接傳輸式軋制方法，其特征為，上述變形速度為10-2-10-1秒-1。
5.權(quán)利要求1至4的任何一條所述的直接傳輸式軋制方法，其特征為，上述總壓下率為7％-15％。
6.權(quán)利要求1至5中任何一條所述的直接傳輸式軋制方法，其特征為，上述連續(xù)鑄造鑄件的厚度為100毫米以下。
7.一種直接傳輸式軋制裝置，它由連續(xù)鑄造部分、一次軋制部分和熱軋制部分構(gòu)成；連續(xù)鑄造部分進行鑄件的連續(xù)鑄造；一次軋制部分設(shè)在該連續(xù)鑄造部分的下游，對上述鑄造鑄件進行一次軋制，在該一次軋制部分中，鑄件的表面溫度保持在Ar3點以上，該一次軋制部分具有夾送輥，設(shè)在夾送輥上且使總壓下率為5％至20％的軋輥間隙控制裝置和與夾送輥連接、調(diào)整夾送輥回轉(zhuǎn)數(shù)的電機；而所述的熱軋軋制部分由設(shè)在上述夾送輥下游的一系列熱軋軋輥組成。
8.權(quán)利要求7所述的直接傳輸式軋制方法，其特征為，該裝置在上述一次軋制部分和熱軋軋制部分之間具有卷繞機部分。
9.權(quán)利要求8所述的直接傳輸式軋制方法，其特征為，上述卷繞機部分具有板坯卷繞裝置和卷開裝置。
10.權(quán)利要求7-9中任何一條所述的直接傳輸式軋制方法，其特征為，上述夾送輥為由2Hi或4Hi的輥子構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種方法和裝置，該方法和裝置可以在工業(yè)上實際地進行厚度在100毫米以下的薄鑄件的連續(xù)直接傳輸式軋制過程。在鑄件表面溫度為1200℃下，900℃以上的溫度域上，在變形速度為10
文檔編號B21B13/22GK1132670SQ9512091
公開日1996年10月9日 申請日期1995年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月15日
發(fā)明者前原泰裕, 江袋忠男 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社