專利名稱：鑄造不銹鋼鋼帶的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造不銹鋼鋼帶的裝置，其中不銹鋼鑄成厚度不大于10mm的薄帶鋼坯，隨后熱軋成鋼板產(chǎn)品。更具體地，本發(fā)明涉及制造具有好的表面質(zhì)量的不銹鋼鋼帶的裝置。
現(xiàn)時已發(fā)展了直接把鋼水澆成厚度不大于10mm的薄帶鋼坯的裝置并使用實際設備進行了試驗。這新方法簡化或消除了熱軋步驟。
厚度大于100mm的鋼坯一直用熱軋機熱軋，很消耗能量。因此，從降低生產(chǎn)成本及改善環(huán)境的角度言要求簡化或消除熱軋步驟。包括把鋼水澆成不大于10mm厚的薄帶鋼坯的步驟的方法下面稱為“新方法”，而包括把鋼坯熱軋成薄帶鋼坯的方法下面稱為“現(xiàn)有方法”。
由新方法制造由18％Gr-8％Ni鋼為代表的Cr-Ni基不銹鋼或Cr基不銹鋼的冷軋鋼板出現(xiàn)在產(chǎn)品表面上產(chǎn)生的表面粗化(稱為“桔皮”或“皺折”)的問題。
例如，日本鋼鐵研究院出版的“材料的進展”文章(材料及方法的現(xiàn)時進展)第1卷(1990)，770頁說明了用新方法制造的SUS 304鋼板產(chǎn)品的表面質(zhì)量的惡化的現(xiàn)象。按照該文章，認為在冷軋鋼板表面上產(chǎn)生的桔皮表面粗化(皺折)是由于在最終冷軋前材料中出現(xiàn)粗晶粒。為了防止這一問題，可用下面的兩個措施在最終冷軋前細化材料的晶粒1.對薄帶鋼坯進行熱軋，并對熱軋鋼板退火。例如，在1200℃用壓縮比16％進行熱軋并在1150℃下進行固溶處理1min。
2.薄帶鋼坯進行兩次冷軋，中間進行中間退火。例如，在室溫用壓縮比10％進行冷軋，再進行中間退火及最后冷軋。
另外，日本鋼鐵研究院出版的“材料的進展”文章(材料及方法的現(xiàn)時進展)第4卷(1991)，996頁。公開了可通過設計成分使δ鐵素體含量增加而防止γ相不穩(wěn)定成分來消除冷軋鋼板的表面粗化(皺折)。
另外，日本專利申請公開(No.2-133528)提出在900℃或更高溫度下，用不大于60％的壓縮比熱軋導致薄帶鋼坯的結(jié)構(gòu)的再結(jié)晶，消除了皺折。提出的該方法與熱軋后退火的實踐無關地消除了皺折。另外，關于熱軋后鋼帶的熱過程，該文件只說明鋼帶在900-550℃溫度下以不大于50℃/sec的速度冷卻。
關于用薄帶鋼坯澆注方法生產(chǎn)有小的皺紋的Cr基不銹鋼板，日本專利申請公開2-166233公開了一種制造方法，它包括下面步驟把鋼水澆成厚度不大于10mm的薄帶鋼坯，在溫度高于γ相沉淀開始溫度，以不小于20％的壓縮比對薄帶鋼坯進行熱軋；在軋后立即把鋼板引入一等溫坑，并在上述溫度區(qū)保持3sec至5min；隨后把鋼板盤卷、冷軋及退火。
另外，為了防止C基不銹鋼帶的皺折。日本專利申請公開No.62-136526公開了一個方法，包括下列步驟把鋼水澆成不大于60mm厚的薄帶鋼坯；在900-1150℃下保持鋼坯5min或更長；熱軋鋼坯，最終熱軋是在800-1100℃下進行的；隨后進行一系列的普通步驟退火、酸洗、冷軋和終軋。
另外，以改進Cr基不銹鋼的鋼板韌性出發(fā)，EP063 8653A1公開了一種方法，其中厚度不大于10mm的薄帶鋼坯在1150-950℃用壓縮比5-40％進行熱軋，隨后通過一熱處理爐，保持在該溫度區(qū)，5sec或更長，以使在軋制鋼帶中的碳氮化物等滿意地沉淀出或長大。
但是，在上述已知的公開文件中，即使在薄帶鋼坯熱軋后進行熱處理以改進表面質(zhì)量，但沒公開熱處理裝置。類似地，在熱軋后，進行熱處理的改進韌性的方法的情形下，也沒公開熱處理裝置。
另外，上述公開文件中沒有提出解決薄帶鋼坯直接軋制中產(chǎn)生的問題，如蜿曲，斷裂，及產(chǎn)生如疤等缺陷。
另外，在上述公開文件中也沒有提出消除皺折的措施，這種皺折由于在飛測時薄帶鋼坯厚度改變的情形下不均勻熱處理造成的。
本發(fā)明的一個目的是解決使用連鑄薄帶鋼坯制造鋼板產(chǎn)品引起的各種問題。
本發(fā)明的另一個目的是解決連鑄薄帶鋼坯制造鋼板產(chǎn)品造成的表面質(zhì)量有關的問題。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種裝置，使得可用直接與鑄造機相連的軋機穩(wěn)定地軋制鑄造的薄帶鋼坯。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種熱處理爐，它可以沿寬度方向均勻地加熱軋制的薄帶鋼坯。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種裝置，用于制造鋼板，即使當飛測時鋼板厚度改變時也可不引起皺折地制造鋼板產(chǎn)品。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)薄帶鋼坯的晶粒細化對減少不銹鋼澆成薄帶鋼坯時引起的皺折問題。因此，本發(fā)明涉及一種方法，其中直接熱軋鋼板在晶粒中產(chǎn)生開裂，隨后熱處理細化晶粒。
實施上述方法的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下開始，設一個雙鼓連續(xù)鑄造機，其中Cr-Ni基不銹鋼或Cr基不銹鋼之類的不銹鋼水澆成厚度不大于10mm的薄帶鋼坯。在該鑄造機中，雙鼓限定的鑄模壁厚與最終的薄帶鋼坯同步運動，并起到冷卻及凝固鋼水的作用，因而鋼水形成一殼，其被雙鼓壓著形成薄帶鋼坯。
與連續(xù)鑄造機接近設一個熱軋機使得由連續(xù)鑄造機制出的薄帶鋼坯在保持溫度為900-1200℃范圍以不大于10％的壓縮比進行軋制。為了把薄帶鋼坯保持在上述溫度范圍，連鑄機及熱軋機之間的區(qū)域用氣氛控制蓋罩住。
在氣氛控制蓋內(nèi)設兩套夾緊輥或活套張緊輥。這使得加到薄帶鋼坯的張力分成在鑄造機側(cè)的張力(低張力)及熱軋機側(cè)的張力(高張力)對高溫薄帶鋼坯施加合適的張力允許鋼坯穩(wěn)定地軋到要求的厚度并能防止薄帶鋼坯蜿曲，斷裂以及其它不利的問題。
加熱爐設在鄰近熱軋機處。在本發(fā)明中，熱處理內(nèi)部沿縱向分成多個加熱區(qū)，在各加熱區(qū)，在爐子的上壁及下壁上設置直接火焰燃燒器把熱軋鋼帶夾在中間，在設在上下壁的燃燒器之間通過爐子。直接火焰燃燒器在鋼帶的升溫能力及對鋼帶升溫的指示的響應很好，并可方便及可靠地進行各區(qū)的溫度控制，可滿意地改進抗皺折的產(chǎn)生。
另外，在澆注時鋼帶的厚度改變，熱處理中的區(qū)域長度可按鋼帶厚度控制。因此，在任何情形下，可沿鋼帶的寬度方向均勻地進行熱處理，導致減少皺折及有好的表面質(zhì)量。
在熱軋機和熱處理爐之間的區(qū)域可用保溫蓋罩住。這方面，應注意可在氣氛控制蓋或保溫蓋內(nèi)設一個鋼帶厚度計以進行熱軋機壓縮比的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)熱棒的軋制或控制熱處理爐的溫度。
設一個冷卻器，其中在熱處理爐中處理而細化晶粒的鋼帶以不小于10℃/sec的速度冷卻。一個縫隙冷卻集流管可用作冷卻器。
另外，設一個盤卷冷卻的鋼帶的盤卷機。
在使用上述裝置制造的鋼帶中，由于晶粒在鋼帶的整個區(qū)域均勻地細化，鋼帶可除氧化皮、隨后冷軋、退火-酸洗或光亮退火以制出具有表面質(zhì)量明顯改進的鋼板產(chǎn)品。
下面通過附圖詳細說明本發(fā)明，附圖中

圖1是一個關系圖，示出熱軋薄帶鋼坯時溫度和壓縮比之間的關系及最終冷軋產(chǎn)品的皺折高度；圖2是一個關系圖，示出熱軋溫度和薄帶鋼坯熱軋后進行熱處理時間之間的關系及最終冷軋產(chǎn)品的皺折高度；圖3是本發(fā)明制造不銹鋼帶的裝置的示意的側(cè)視圖；圖4是示出當本發(fā)明的制造鋼帶的裝置中要澆注的薄帶鋼坯的厚度已改變(減小)時，在澆注弧度角、鋼帶的速度、熱處理爐的有效熱處理長度和冷卻的鋼帶的有效冷卻長度之間的關系的圖；圖5是示出在本發(fā)明的制造鋼帶的裝置中要澆注的薄帶鋼坯的厚度已(增加時)，在澆注弧度角、鋼帶的速度、熱處理爐的有效熱處理長度和冷卻的鋼帶的有效冷卻長度之間的關系的圖6(A)是示出在本發(fā)明的制造鋼帶的裝置中連續(xù)澆注時澆注弧度角的下限的圖，圖6(B)是示出澆注弧度角的上限的圖；圖7是示出本發(fā)明的制造鋼帶的裝置的另一個實施例的示意的側(cè)視圖；圖8是在本發(fā)明的制造鋼帶的裝置中熱處理爐的縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖9是本發(fā)明的另一個實施例的熱處理爐的縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖10是圖9X-X線剖切的剖面圖；圖11(A)是本發(fā)明一個實施例的熱處理爐沿寬度方向的剖視圖，示出一假報的傳送；圖11(B)是示出鋼帶傳送的剖面圖；圖12是示出本發(fā)明熱處理爐內(nèi)傳送輥的部分剖切的示意圖；其中傳送輥有氣體循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)；圖13(A)是本發(fā)明另一實施例的熱處理爐沿寬度方向的剖視圖，其中爐子的上壁處在升起(松開)位置；圖13(B)是與圖13(A)同樣類型的熱處理爐的剖視圖，其中爐子的上壁處于降低(關閉)位置；圖14是示出各種燃燒器的熱處理時間和皺折值之間的關系圖；圖15是示出各種燃燒器的熱處理時間和鋼帶的溫升這間的關系圖；圖16是示出在熱處理爐進口為高溫及熱處理爐進口為低溫情形下處理爐進口處鋼帶的厚度和熱處理時間的關系圖；下面說明實施本發(fā)明的最好模式。
為了細化薄帶鋼坯的晶粒，用直接與鑄造機連接的熱軋機熱軋以利用薄帶鋼坯的潛熱的優(yōu)點，接著用與軋機直接連接的熱處理爐進行熱處理是最有效的。另外，在鑄造機及熱軋機之間設置一氣氛控制蓋來調(diào)節(jié)熱軋溫度，或者如果需要，把一個保溫蓋設在熱軋機和熱處理爐之間。
因此，在保持鑄造熱，及如果需要的話，對薄帶鋼坯加熱的同時軋制鑄造的薄帶鋼坯，然后在鋼帶的溫度不降至800℃或800℃以下對熱軋鋼板進行對再結(jié)晶必要的熱處理。
上述工藝允許軋制后，晶粒再結(jié)晶，在低溫下把鋼帶卷成盤加速再結(jié)晶細化晶粒，因此允許成功地降低皺折高度。
圖3是按照本發(fā)明的雙鼓型薄帶鋼坯連續(xù)鑄造/軋制/熱處理生產(chǎn)線。用雙鼓型薄帶鋼坯連續(xù)鑄造機1澆出的薄帶鋼坯2，如果需要的話，在氣氛控制區(qū)3中加熱以調(diào)節(jié)熱軋機6進口處的薄帶鋼坯的溫度。
薄帶鋼坯2由位于雙鼓下面的夾緊輥傳送，設在鼓下游的活套張緊輥5保證熱軋機6的進口側(cè)的張力以防止高壓縮比下產(chǎn)生的鋼坯2的蜿曲。
在氣氛控制區(qū)3設一或兩個活套張緊輥5或一或兩套夾緊輥5-1(見圖7)。在熱軋機的進口側(cè)設置張力控制器是本發(fā)明的一個特點。
按照本發(fā)明澆注的帶形鋼坯具有小的厚度(不大于10mm)及高的溫度(900-1200℃)。因此，為了把均勻的壓力施加到薄帶鋼坯的整個面積上以均勻地細化晶粒，薄帶鋼坯應穩(wěn)定地穿過熱軋機。由于這個理由，考慮薄鋼坯的性能對軋制確定一高張力(0.5-1.5kg/mm2)是必須的。另一方面，在鑄造階段加到薄帶鋼坯上的張力還由對鑄件加的拉力產(chǎn)生的，因此張力應該是低的(0.1-0.5kg/mm2)。
另外，在雙鼓連續(xù)鑄造生產(chǎn)線中，由于操作的原因，難于均勻地保持薄帶鋼坯的凝固。薄帶鋼坯的邊緣形狀不總是一樣的，因此在某些情形下成為不均勻。特別，作為本發(fā)明，當雙鼓連續(xù)鑄造機直接與軋機連接，軋機以高壓縮比軋制可能造成由于薄帶鋼坯形狀的不對稱性的影響而使帶朝向一側(cè)伸長，引起在軋機進口軋制材料的蜿曲。這一影響直接導致位于熱軋機上游的夾緊輥進口側(cè)的薄帶鋼坯的蜿曲，在雙鼓下成懸掛狀的薄帶鋼坯常翻轉(zhuǎn)而引起扭曲振動，并且與傳送導向器接觸，會引起斷裂的麻煩。
因此，在本發(fā)明中，預定的張力應當在如此的環(huán)境中，即氣氛控制在高溫下施加到薄帶鋼坯上，而設張緊輥或夾緊輥來達到施加張力的目的。
薄帶鋼坯2被熱軋機6軋制，壓縮比為約10-50％。由于熱軋是連續(xù)進行的，由軋輥熱膨脹軋制的薄帶鋼坯失去其形狀，更具體地說是隨著時間過去而中部膨脹。由于這一理由，熱軋機中設一彎曲形狀控制器，或者可把結(jié)構(gòu)設成使得在飛測過程中軋輥是交叉的。另外，由于軋制連續(xù)進行，可能發(fā)生軋輥的磨損和/或熱裂。為了避免這一不利的現(xiàn)象，把結(jié)構(gòu)設計成使得在飛測過程中軋輥可重安排。厚度計13設在熱軋機6的下游，鋼帶厚度的信息反饋用以控制形狀，還設了一個保溫蓋15以避免熱軋機6出口側(cè)的熱軋鋼帶25的溫度降低。連著保溫蓋15設一個熱處理爐7，其作用是通過一噴射燃燒器或一個直接的火焰燃燒器控制鋼帶的溫度并保持氣氛中氧的濃度為約2-6％。
在新方法中，完全避免了現(xiàn)有方法中熱軋前加熱鋼坯的步驟。另外，薄帶鋼坯的厚度較小，凝固前的冷卻速度比現(xiàn)有方法中鋼坯的冷卻速度小得多。由于這一原因，在現(xiàn)有連續(xù)鑄造中形成的鋼坯中的沉淀物(如MnS和Cu2S)以固溶體形式出現(xiàn)。當鋼坯在該狀態(tài)熱軋并冷到溫度為800℃或更低沒有滿意的再結(jié)晶，細的沉淀物沿著熱軋導致的位置錯產(chǎn)生。由于這一理由，為了在熱軋鋼板的隨后退火中提供完全再結(jié)晶組織，退火需要的時間比熱處理需要的長。因此，可以說在熱軋后立即對鋼帶進行熱處理使鋼帶溫度不降到800℃或更低以提供完全的再結(jié)晶組織對熱軋鋼組織的有效的再結(jié)晶是有用的。
熱處理鋼帶在設在熱處理爐出口側(cè)的冷卻區(qū)8中由例如窄縫冷卻集流管冷卻，并由剪切機11切成預定的鋼帶長度。隨后接通盤卷機9，鋼帶由兩個盤卷機9連續(xù)地盤起形成帶卷14。
在雙鼓連續(xù)鑄造生產(chǎn)線中，沒有明顯的皺折而有好的表面光澤的不銹鋼帶由下面的方法制成。
雙鼓連續(xù)鑄造機連續(xù)鑄出厚度不大于10mm的薄帶鋼坯，熱軋在900-1200℃溫度范圍，壓縮比為10-50％，在900-1200℃保持5秒或更長一些時間，隨后進行熱處理，并在600℃或更低的溫度下盤卷起來形成鋼帶，隨后去氧化皮、冷卻及退火/酸洗或非氧化退火。如果需要，上述過程后接著進行表面光軋。
當熱處理后鋼帶冷卻到盤卷溫度，它最好在900℃-600℃范圍，冷卻最好為不小于10℃/秒，更優(yōu)選的是不小于20℃/秒。軋制溫度最好為1150-1000℃，軋制后熱處理溫度最好為1150-1050℃。
下面更詳細說明較大影響皺折現(xiàn)象的軋制條件及熱處理條件。
進行了下面的試驗以提供熱軋溫度及壓縮比的理想條件。更具體地，在試驗室中，把SUS304鋼澆成厚度為4mm的薄帶鋼坯并在溫度為1250-850℃的范圍以5-50％的壓縮比熱軋形成熱軋鋼帶，隨后穿過熱處理爐在1000℃下保持5秒鐘，冷卻，并在600℃或更低的溫度下盤卷。隨后鋼坯除氧化皮及用50％壓縮比冷軋。成品的冷軋鋼板進行鋼板表面皺折的評定。結(jié)果列于圖1。
如圖1明顯可見，當熱軋溫度超過1200℃，再結(jié)晶粒較粗，皺折問題沒有減少。另一方面，當熱軋溫度低于900℃，在熱軋時沉淀出MnS及Cu2S，阻礙再結(jié)晶。另外，當熱軋中壓縮比低于10％，不產(chǎn)生完全的再結(jié)晶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生皺折?；谏鲜鼋Y(jié)果，在溫度900℃-200℃的范圍及不小于10％的壓縮比的條件下進行熱軋。但是為了以大于50％的壓縮比熱軋薄帶鋼坯，需要設置多個很大的軋機，因而難以使用新方法的特點。因此，壓縮比限制為不大于50％。最好，壓縮比為20-40％，壓軋溫度為1000-1150℃。
類似地，進行下面的試驗以建立熱軋后熱處理的條件。更具體地說，SUS304鋼澆成厚度為4mm的薄帶鋼坯，隨后在1100℃以20％的壓縮比熱軋得到熱軋鋼帶。隨后，借助感應加熱的優(yōu)點，把熱軋鋼帶保持在1250-850℃的溫度范圍保持2-50秒。鋼帶去氧化皮并用壓縮比50％冷軋，成品的冷軋鋼板進行鋼板表面皺折的評定。結(jié)果示于圖2。如圖2明顯可見，當熱軋溫度大于1200℃，再結(jié)晶晶粒粗化，導致產(chǎn)生皺折，而低于900℃時，不進行再結(jié)晶，也導致皺折。另外，在熱處理時間小于5秒的情形下，由于沒有形成完全的再結(jié)晶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生皺折?；谏鲜鲈囼灲Y(jié)果，在熱軋后進行在900-1200溫度范圍保持5秒或更長的熱處理是合適的。最好，熱處理溫度及時間分別為1150℃和10-30秒。
因此，使用本發(fā)明裝置制造薄帶鋼坯導致形成有好的表面質(zhì)量的不銹鋼帶。
下面更詳細說明本發(fā)明的熱處理爐。
如上所述，感應加熱、直接火焰燃燒器、噴射燃燒器等用作熱處理爐中的加熱裝置。這里，說明的熱處理爐使用直接火焰燃燒器，即使在鑄造過程中厚度改變，也可進行合適的熱處理使再結(jié)晶晶?？砂凑蘸穸鹊母淖兗毣?。
在薄帶鋼坯的連續(xù)鑄造/熱軋過程中，當以小批量制造各種尺寸(厚度)的薄鋼帶時，從改進生產(chǎn)率，降低成本等方面考慮，最好在飛測中鋼帶的厚度可改變。
可改變軋制條件以與飛測時薄鋼帶厚度的變化一定程度的匹配。但是，基本的前提是制造具有穩(wěn)定質(zhì)量(按內(nèi)部結(jié)構(gòu)、光澤和皺折程度評定)、這種裝置有其局限性，在這種情形下薄帶鋼坯厚度變化也是相當必要的。
當雙鼓連續(xù)鑄造機中，在飛測中要制造的薄帶鋼坯的厚度改變?yōu)檩^小的厚度，鑄造角(如圖(A)及(B)中的夾角θ，這是由在鼓1a的圓周表面和鋼水S的表面SS之間的接觸點P與鼓1a的軸心的連線a，和一對鼓1a，1b的軸心連接形成的水平線b之間的夾角)暫時降至20-30°。由于在該狀態(tài)下澆注使形成殼的厚度不滿意，因而使用下面的方法。具體地說，降低鑄造速度，并且在滿意的殼形成后，在鑄造鼓之間的開口減小，形成有減小厚度的薄帶鋼坯，隨后以預定的壓縮比(30-50％)用熱軋機軋制，并在預定的溫度的熱處理爐中熱處理(在溫度900-1200℃范圍保持5秒或更長)，并在冷卻區(qū)以預定的冷卻速度(20-90℃/秒)冷到500-550。因此，當鑄造速度降低，熱處理爐的熱處理長度及冷卻區(qū)的冷卻長度減短到各自的預定長度防止過分的熱處理及過冷。當減小兩鼓之間的開口減小薄帶鋼坯的厚度，導致增加鑄造速度時，熱處理爐中熱處理長度和冷卻區(qū)的冷卻長度改變?yōu)楦髯灶A定的長度防止熱處理及冷卻不足。因此，即使當飛測時薄帶鋼坯的厚度已經(jīng)改變，可進行合適的熱處理，允許細化的再結(jié)晶晶粒的直徑減到預定值。
在上述情形下，當鑄造弧度角不大于20°，進行連續(xù)鑄造成為不可能。另一方面，當弧度角不小于30°，則不可能理想地控制熱處理及冷卻條件。這使晶粒細化不滿意，導致在薄帶鋼坯厚度改變的過渡時期，鋼帶的產(chǎn)量降低。
當沒有控制鑄造弧度角的情形下把薄帶鋼坯的厚度值減低到更小，可期望改變0.1-1.0mm以相應改變熱處理長度及冷卻長度3-45％。
圖4是示出在如上所述的使用雙鼓連續(xù)鑄造機的連續(xù)鑄造/熱軋過程中在飛測時薄帶鋼坯的厚度減小時，在薄帶鋼坯的厚度、鑄造弧度角、鋼帶速度、冷卻區(qū)的冷卻長度之間的關系的圖。
如上所述，在飛測時降低薄帶鋼坯的厚度的情形下，在開始，暫時降低鋼水的供應速度，以降低鋼水的液面，隨后把鑄造弧度角從普通水平(40°)降低到鋼水凝固的一個水平。因此，鑄造速度降低。在該情形下，鑄造速度的降低引起穿過熱處理爐的鋼帶運動速度的降低，使熱處理爐必須的熱處理長度減小。隨后通過減小鑄造鼓之間的開口(間隙度)降低薄帶鋼坯的厚度以增加鑄造速度，鋼帶在熱處理爐中運動的速度也增加，增加了熱處理爐的必須的長度。當在鑄造厚度已經(jīng)改變的部分，鋼帶到達熱處理爐，要穿過的鋼帶的厚度越小，要求的熱處理爐的長度越短。接著，鑄造弧度角返回到原始的弧度角，也就是40°，和在普通條件下進行鑄造。在這個情形下，通過加寬冷卻鼓中的冷卻區(qū)而增加凝固程度，導致殼的厚度增加。由于這個理由，鑄造速度應增加，增加要求的熱處理爐的長度。最后，把熱處理爐長度帶到由薄帶鋼坯及鑄造速度決定的長度。
如上所述，按照本發(fā)明，熱處理爐的熱處理長度及冷卻區(qū)的冷卻長度依據(jù)鋼帶移動的速度及厚度而變化。
具體說，鑄造弧度角從普通水平的40°減小為20°-30°。由于這樣減少了冷卻鼓的鋼水冷卻面積，因此降低了鑄造速度。接著，減小鼓之間的間隙而降低鑄件厚度，在該狀態(tài)，鋼帶的移動速度增加。在該階段中，如果熱處理爐的熱處理長度保持在薄帶鋼坯厚度改變前的熱處理長度不改變，但熱處理條件改變使得不可能達到預定的熱處理。這使產(chǎn)品質(zhì)量惡化。另一方面，如果冷卻區(qū)冷卻長度保持在薄帶鋼坯厚度改變前的冷卻長度不改變，但冷卻條件改變，使得不可能進行預定的冷卻。這樣，產(chǎn)品的質(zhì)量也惡化了。
由于上述理由，在減小薄帶鋼坯的厚度的步驟中，在開始，鑄造弧度角減小以縮短熱處理爐中熱處理長度及冷卻區(qū)中冷卻長度。因此，隨鑄造弧度角減小，薄帶鋼坯的厚度減小，同時鑄造速度也增加。另外，熱處理爐中熱處理長度及冷卻區(qū)中冷卻長度返回到在薄帶鋼坯厚度改變前的長度，和在鋼帶具有改變厚度的部分的鋼帶的前端進入熱處理爐及冷卻區(qū)之前，熱處理爐的熱處理長度及冷卻區(qū)中冷卻長度改變到各自的預定的長度。因此，在飛測中減小薄帶鋼坯厚度的過程中可保證再結(jié)晶晶粒的細化。
另一方面，在雙鼓連續(xù)鑄造機飛測中增加薄帶鋼坯的厚度時，在由鼓及側(cè)壩限定的槽中鋼水表面的高度保持不變，也就是鑄造弧度角保持在普通水平，并且同時縮短熱處理爐中熱處理長度及冷卻區(qū)的冷卻長度，在鼓之間的開口增加以降低鑄造速度，因而連續(xù)鑄出具有增加厚度的薄帶鋼坯。鑄造速度的降低導致穿過熱處理爐的鋼帶的移動速度降低，及減小熱處理爐必要的長度。在薄帶鋼坯具有增加厚度的部分達到熱處理爐所需的預定時間過去后，要求的熱處理爐的長度隨薄帶鋼坯厚度的增加而增加。最后，必要的熱處理爐的長度增加到由薄帶鋼坯和鑄造速度決定的一個預定的長度。另一方面，在薄帶鋼坯具有新設定的厚度的部分達到熱軋機之前，熱軋機中的壓縮比調(diào)節(jié)到不小于10％，最好為30-50％，并且薄帶鋼坯用這個壓縮比熱軋。熱軋鋼帶在熱處理爐中在900-1200℃下熱處理5秒或更長，在冷卻區(qū)冷卻到500-550℃，隨后盤卷起來。
在上述實施例中，薄帶鋼坯厚度可改變0.1-1.0mm。在該情形下，熱處理長度和冷卻長度最好改變3-45％。
從表面光澤及產(chǎn)品的皺折的觀點看，小于10％的壓縮比是不滿意的。由于這一理由，壓縮比限制到不小于10％。
當冷卻區(qū)的冷卻速度不大于20℃/秒，在不銹鋼帶的晶界形成碳化鉻，導致惡化抗腐蝕性。為此，冷卻速度限制到不小于20℃/秒。
當盤卷溫度為500℃或更低，在鉻不銹鋼帶的情形下會產(chǎn)生細表面裂紋。另一方面，當盤卷溫度高，也就是550℃或更高，在不銹鋼帶的晶界形成碳化鉻，導致抗腐蝕性惡化。為此，最好鋼帶在500-550℃溫度范圍盤卷。
由于冷卻區(qū)的有效冷卻長度與鋼帶移動速度有關地變化，根據(jù)鋼帶移動速度的變化，有效冷卻長度與鋼帶厚度的變化有關，并且已到達熱處理爐的鋼帶的移動速度的變化伴隨著鑄造機中鑄造弧度角的改變。
圖5是示出在使用上述雙鼓連續(xù)鑄造機的連續(xù)鑄造/熱軋過程中飛測時，要澆注的薄帶鋼坯的厚度已改變到較大時，在薄帶鋼坯的厚度、鑄造弧度角、鋼帶移動速度、熱處理爐的必要的熱處理長度及必要的冷卻長度之間的關系圖。
當薄帶鋼坯的厚度增加，鑄造速度降低。這就降低了在熱處理爐中鋼帶的移動速度，使熱處理爐內(nèi)的鋼帶過份地熱處理。但是，在這一情形下，熱處理時間比預定的熱處理時間長約幾十秒，和在Cr-Ni基不銹鋼的情形下，試驗表明當附加的熱處理時間為5分或更短，不用擔心再結(jié)晶晶粒的增長。
因此，在薄帶鋼坯厚度增加的過程中，壓縮比保持恒定在不小于30％的預定值，和按照用設在軋機進口側(cè)設的厚度計測量的薄帶鋼坯的厚度變化進行探測以控制軋機的輥隙，以如此方式把壓縮比帶到預定值(例如30％)。
另一方面，在冷卻區(qū)，由于鋼帶移動速度降低，鋼帶過分冷卻到500℃或更低。在如上所述的鉻不銹鋼帶的情形下，如此過冷在鋼帶表面上產(chǎn)生細裂紋，因此冷卻長度應降到預定的長度。為此，在具有增加厚度的鋼帶的前端進入熱處理爐及冷卻區(qū)之前，熱處理爐的處理長度和冷卻區(qū)的冷卻長度轉(zhuǎn)變?yōu)楦髯缘倪m當長度。因此在飛測中薄帶鋼坯的厚度增加的過程中，可保證產(chǎn)品的再結(jié)晶晶粒的細化。
本發(fā)明主要用到用雙鼓連續(xù)鑄造機在15-180m/min的鑄造速度下連續(xù)鑄造具有1-10mm厚度的薄帶鋼坯。當本發(fā)明應用在這一鑄造速度區(qū)，熱處理爐應有在溫升速度不小于5℃/sec下加熱鋼帶的能力。
因此，本發(fā)明用的熱處理爐應該滿足上述要求。
一般，對熱處理爐言，通過實際結(jié)果及試驗可以說，現(xiàn)時從保證耐熱性角度出發(fā)，爐溫的上限是1250℃。這樣，由于進入熱處理爐的鋼帶的溫度為900℃或更高，在輻射熱交換型的熱處理爐的情形下熱交換系數(shù)不能增加。因此，就鋼帶的溫升及保溫言，不能滿足響應由薄帶鋼坯的厚度導出的鋼帶的移動速度的改變的要求，難以保證在溫升速度為5-20℃/sec下加熱鋼帶的能力。
另一方面，燃燒型的熱處理爐分為感應加熱系統(tǒng)及直接火焰燃燒器系統(tǒng)。在這兩種系統(tǒng)中，用從設備成本的觀點看是理想的直接燃燒器可保證以5-20℃/sec的速度加熱鋼帶的能力。當使用直接燃燒器系統(tǒng)的熱處理爐時，燃燒器的火焰的高溫部分噴射分布在裝在爐中的鋼帶上應是穩(wěn)定的以便均勻地加熱鋼帶，同時，鋼帶應以懸掛狀態(tài)穿過爐同時防止設在爐內(nèi)的傳送輥在鋼帶上波浪皺的疵病。
在這方面，按照本發(fā)明，在本發(fā)明中用的熱處理爐結(jié)構(gòu)設成使直接火焰燃燒器設成把傳送的鋼帶夾在中間，燃燒器火焰可直接噴到鋼帶的兩側(cè)，可容易地保證以5-20℃/sec的溫升速度加熱鋼帶的能力。
就直接火焰燃燒器的安排言，一個有效的方法是為了把燃燒器火焰的高溫部分均勻噴射分布在鋼帶上，直接火焰燃燒器設成Z字形，同時，與鋼帶移動方向傾斜5-10°使得可吸收鋼帶位置的變化。
另外，熱處理爐的結(jié)構(gòu)使得在爐內(nèi)的部分或全部傳送輥安排成可相對在爐中被傳送輥傳送的鋼帶自由運動(可升起的)，在傳送引帶板后，在爐內(nèi)的一些傳送輥移到不會與鋼帶干涉的地方，因此減少了引起波浪皺的可能性。對于在爐內(nèi)以4m間距設置的傳送輥，移動250mm的距離是足夠的，而對在爐內(nèi)以10m間距設置的傳送輥，移動約600mm的距離是足夠的。
一般，對設在爐內(nèi)運送鋼帶的傳送輥的表面，會在鋼帶及輥之間發(fā)生滑動，和當輥的表面由金屬制成，在高溫下發(fā)生金屬結(jié)構(gòu)的假沉積，在輥側(cè)產(chǎn)生金屬的波浪皺(沉積)。當下一條鋼帶穿過其上有金屬沉積的輥的表面，鋼帶表面會生成缺陷。因此，一般在爐內(nèi)的傳送輥表面噴上陶瓷涂層，防止假沉積防止波浪皺。
但是由于本發(fā)明中用的熱處理爐暴露在很高的溫度1200℃或更高，為了在短時內(nèi)使有高溫的鋼帶升溫，通常的噴射的陶瓷涂層容易分離，不能在這樣的高溫下經(jīng)受長時間的使用。
為此，在本發(fā)明中，設在爐中的部分或全部傳送輥裝有氣體循環(huán)冷卻器，把冷氣噴到輥的表面以冷卻設在爐內(nèi)的傳送輥。
這里用的氣體是不會惡化鋼帶的表面質(zhì)量及熱處理爐工作的氣體。例如，一個有用的方法包括從熱處理爐排出的有低的氧氣含量的燃燒廢氣通過一冷卻器冷到300℃或更低，循環(huán)及噴射該冷卻的氣體噴到設在爐內(nèi)的傳送輥的表面上。
在設在爐內(nèi)的傳送輥中，至少用于引帶桿穿過的輥應設計成防止引帶桿的蜿曲，允許鋼帶穩(wěn)定地通過爐子。為此，在設在爐中的傳送輥的鋼帶傳送區(qū)的兩側(cè)把一部分形成與中心傾斜5-30°是有效的。這使鋼帶無蜿曲地在爐中傳送。
當爐中的傳送輥升起，在爐壁部分設一個活動蓋對防止氣體從爐中噴出是有用的。另外，設在爐中的傳送輥的傳動裝置應設在爐子的外面以便不暴露到爐中的高溫中。
下面參照圖7-13說明本發(fā)明的另一實施例。
圖7是用本發(fā)明的不銹鋼帶的連續(xù)鑄造/熱軋設備的布置。在圖7中，標號1表示一雙鼓連續(xù)鑄造機，標號2表示連鑄的薄帶鋼坯，標號3表示用于防止薄帶鋼坯的氧化及溫降的氣氛蓋。在蓋內(nèi)設置一夾緊輥4設在鼓的下游，在熱軋機前設的一對夾緊輥5-1，5-1，及裝有工作輥6W及支承輥6B的熱軋機6。
如上所述，在軋機前的這對夾緊輥構(gòu)成本發(fā)明的一個特點。
在雙鼓連續(xù)鑄造機1中鑄出的薄帶鋼坯2的邊緣其形狀是不穩(wěn)定的及有裂口的。在波動壓力下裂口會擴開，因此在軋機的壓力下應切除裂口部分。
一個大推力可施加必要的張力。在該情形下，薄帶鋼坯用夾緊輥壓住，引起薄帶鋼坯的塑性變形。一般，夾緊輥沒有能力控制形狀，因此產(chǎn)生波形，中部撓曲等。這樣弄亂了后面軋機進口側(cè)的鋼帶的原始形狀，有這種形狀的薄帶鋼坯產(chǎn)生了兩件咬合和張力的紊亂，從形狀斷開部分開始，常引起在軋制過程中薄帶鋼坯的斷裂。
因此，最好，基于不產(chǎn)生塑性變形的推力的限制，設置并排的兩套夾緊輥。具體說，當張力從對鑄造必要的張力(0.1-0.5kg/mm2)到對于軋制必要的張力(0.5-1.5kg/mm2)，張力差分成兩部分，以減少每套夾緊輥的負載。
設置上述的夾緊輥保證穩(wěn)定的軋制而沒有薄帶鋼坯的斷裂或蜿曲。
熱處理爐7設在軋機的出口側(cè)，通過夾緊輥4-1到冷卻區(qū)8，通過設在切割機11前的夾緊輥12到切割機11，和通過盤卷機14前的夾緊輥10到轉(zhuǎn)盤式盤卷機14，這些裝置連續(xù)設在熱處理爐7的出口側(cè)。
用于控制鼓的轉(zhuǎn)速(澆注速度)鋼液面高度，側(cè)壩的推力，在鼓之間的開度等的已知的控制器(未示出)與雙鼓連續(xù)鑄造機1連接。另外，一個薄帶鋼坯厚度計16設在在軋機前的一對夾緊輥5-1，5-1之間，厚度信號從厚度計送到控制器17。熱軋機6的軋制控制通過軋制控制器進行。
厚度計16的厚度信息及從冷卻區(qū)8的進口側(cè)設的鋼帶熱電偶測得的溫度信息傳送到冷卻區(qū)控制器19，控制冷卻區(qū)噴射裝置20以控制冷卻區(qū)8的冷卻條件。
如上所述，這里用的熱處理爐7應響應由薄帶鋼坯的厚度改變引起的生產(chǎn)線速度的變化，該響應應使鋼帶溫度以5-20℃/秒的速度升溫。
另外，應防止爐中傳送輥引起的波浪皺以保證鋼帶的質(zhì)量，因此，在本實施例中，用圖8，11(A)，11(B)，12所示的結(jié)構(gòu)的熱處理爐。
如圖8，11(A)，11(B)所示，熱處理爐的壁設有直接加熱系統(tǒng)的多個直接火焰燃燒器22，它們對在爐中傳送的鋼帶2S兩側(cè)噴火焰以直接加熱鋼帶2S。燃氣及載體氣體通過集流管23供入燃燒器中。供應燃氣及載體氣體的系統(tǒng)6沿爐的縱向分成多個部分(7-1，7-2)，各供氣系統(tǒng)開或關以改變熱處理長度，而改變熱處理條件。也可以通過調(diào)節(jié)進入各供氣系統(tǒng)的燃氣及載體氣體的量來改變熱處理條件。
下面說明上述熱處理爐7中的控制器的實施例。如圖9所示，熱處理爐7沿縱向分成四部分，對各區(qū)，多個直接火焰燃燒器22獨立地與集流管23連接。燃氣供應管23-1與集流管23連接。燃氣供應管23-1設有燃氣流速控制閥28，它與燃燒器燃燒控制器27連接。接到控制器的指示可致動控制閥。廢氣導管29設在熱處理爐的出口側(cè)。
燃氣控制/計算單元26與燃燒器燃燒控制器27連接。在熱處理爐進口側(cè)的溫度傳感器30測得的溫度tc和在各區(qū)的出口側(cè)的鋼帶溫度傳感器31-1至31-4測得的溫度t1至t4輸入到計算單元26中。雖然在圖中所示的實施例中，輸入測得的溫度t1至t4，但鋼帶溫度傳感器也可只設在熱處理的出口側(cè)，即在該實施例中的區(qū)7-4。另外，輸入在熱處理爐進口的鋼帶厚度h和在熱處理爐進口的鋼帶傳送速度V。在熱處理爐中熱處理的時間t(秒)用下式確定T＝f(tc·h·V)以調(diào)節(jié)在各區(qū)的熱處理時間，也就是燃燒器的燃燒范圍。
例如，當帶的厚度最小，熱處理爐7中的區(qū)7-1是燃燒器的燃燒范圍。另一方面，當厚度是最大時，區(qū)7-1至7-4構(gòu)成燃燒范圍。
在鋼帶溫度為t1的區(qū)7-1和鋼帶的溫度為t2的區(qū)7-2進行全燃燒。在具有鋼帶溫度為t3的區(qū)7-3，燃燒調(diào)節(jié)成避免鋼帶的過熱，而在鋼帶溫度為t4的區(qū)7-4，燃燒被調(diào)節(jié)或滅掉，并通過廢氣熱的優(yōu)點保持所述的鋼帶的溫度。
因此，在本發(fā)明中，通過燃燒控制/計算單元進行反饋控制。
如圖10所示，其是沿圖9中X-X線剖切的剖面圖，沿著熱處理爐的寬度方向并排設多個集流管23，用于控制沿熱處理爐寬度方向的溫度分布的控制器34還與燃氣流速控制閥28連接，用設在區(qū)的下游的鋼帶的寬度方向設的溫度傳感器31測得的溫度的信號輸入控制器34?？刂破饔脕戆蜒劁搸У膶挾确较虻臏囟确植紶顟B(tài)反饋到燃氣速度控制閥28以把燃氣噴到要求的鋼帶的邊緣部分，因此防止鋼帶邊緣部分的溫降(至少比指標設定溫度低-20℃的溫度會產(chǎn)生皺度折)及過熱(能量節(jié)約效果)。
在圖8所示的實施例中，在熱處理爐7中設5個傳送輥24，如圖11(A)和11(B)所示，傳送輥24設成可被提升裝置(液壓缸)37升起。當引帶桿36傳送時，在用爐中所有傳送輥24S，24X支承著傳送。另一方面，在傳送鋼帶的步驟中，從防止波浪皺的觀點，設在爐中的傳送輥24X下降及抽出以便不與鋼帶2S接觸，鋼帶2S用最小數(shù)量的傳送輥傳送，例如只用傳送輥24S傳送。
在設在爐中的傳送輥中，在鋼帶支承區(qū)兩側(cè)形成有與中心成5-30°傾斜的傾斜部分24t，以防止傳送時帶的蜿曲。支承輥的傳動裝置38設在爐外?？梢苿拥纳w39由提升裝置37軸24y一起升起，并在爐壁表面上滑動，該蓋39設在表面壁部分，沿著這一表面部分傳送輥的軸24y升起。
熱處理爐的密封輥25設在熱處理爐7的進出口側(cè)。
另外，由于設在爐中的傳送輥24S，24X也暴露到燃燒器的高溫火焰中(如圖12所示)，因此冷卻墊45設在傳送輥24X的圓周表面，該冷卻墊45具有彎曲表面48，沿著傳送輥34X的圓周表面，設在爐中并配有冷氣噴射口46和廢氣口47。
含有氧化皮的廢氣49通過廢氣口47排出，因此恐怕有生產(chǎn)線被氧化皮破壞的危險。為了避免這一不好的現(xiàn)象，含在廢氣49中的氧化皮在氧化皮分離室51中分離，已脫去氧化皮的廢氣49通過冷卻器50冷卻(冷卻水通過該冷卻器)并循環(huán)。冷卻過的氣體通過噴射孔46噴到設在爐中的傳送輥24S的表面上。
對于通過冷卻墊45噴到傳送輥24S圓周表面上的冷卻氣體，從防止鋼帶的氧化及減少熱處理的影響觀點出發(fā)，使用來自熱處理爐7的，具有800-900°及低的氧含量的燃燒廢氣。在這種情形下，燃氣通過冷卻器冷到300℃或更低，并循環(huán)及通過噴射孔46噴出。
另外，可設置下面的熱處理爐以便改善在緊急停車時(例如排出留在爐中的鋼帶)對爐子的維修。
具體地，如圖13(A)，13(B)所示，熱處理爐7的側(cè)壁沿其縱向分成設有傳送輥24的下壁段42-1及上壁段42-2，及上壁段的內(nèi)側(cè)表面43和下壁段的外側(cè)表面44是傾斜的。提升致動器41設在上壁段42-1的上部，直接火焰燃燒器與各柔性軟管40連接。在爐內(nèi)工作時，如圖13(A)所示，上壁段通過致動器41升起，如圖13(B)所示，在熱處理時上壁段下降，因而兩壁的傾斜表面相互接觸，因而使熱處理爐成密封狀態(tài)。
本發(fā)明可通過下面的步驟使用下面的連續(xù)鑄造/熱軋設備來實施。在本發(fā)明中，在連續(xù)鑄造不銹鋼時薄帶鋼坯的厚度改變時，由雙鼓連續(xù)鑄造機1鑄造的不銹鋼鋼液的高度就鑄造弧度角言降到20°到30°以降低鑄造速度，因而在鑄造鼓之間的開度減小，因而在飛測時把薄帶鋼坯的厚度改變成較小的厚度。這一操作即使在不改變設在澆鑄鼓下游的熱軋機的壓縮比和不改變熱處理爐中有效的加熱范圍，和在冷卻區(qū)把鋼帶冷到500-550℃來制造鋼帶時，也能消除薄帶鋼坯的厚度對再結(jié)晶晶粒的細化的影響。
當鋼帶具有減小直徑的部分到達熱處理爐，在熱處理爐中預定的熱輸入減小，允許縮短在熱處理爐中有效地熱處理長度。在這種情形下，當使用直接火焰燃燒器時，由于燃燒器能直接加熱鋼帶，可有效地降低熱輸入。
關于冷卻區(qū)，使用設在熱軋機上游的厚度計來跟蹤薄帶鋼坯的厚度，必要冷卻區(qū)的長度通過按照引入冷卻區(qū)的鋼帶的厚度及在冷卻區(qū)進口處鋼帶的溫度及移動速度的計算來確定，鋼帶冷到500-550°的盤卷溫度。
另一方面，在連續(xù)鑄造不銹鋼時，薄帶鋼坯的厚度改變成較厚，在鑄造鼓之間的開度增加以降低鑄造速度，同時在飛測中改變厚度為較厚的厚度。在位于鑄造鼓下游的熱軋機6中，具有改變厚度的部分總是被設在熱軋機上游的厚度計16夾住，當具有改變厚度的部分剛到達熱軋機，軋機的輥隙改變以用相同的壓縮比(30-50％)進行軋制。在如此軋制的具有增加厚度的部分到達熱處理爐7以前，爐溫上升范圍(熱處理長度)由熱處理控制器21增加到預定的有效的加熱長度。這減小了鋼帶厚度對再結(jié)晶晶粒粒細化的影響。
關于冷卻區(qū)8，同減小鋼帶厚度的情況那樣，使用設在熱軋機6的上游的厚度計16進行對薄帶鋼坯厚度的跟蹤，必要的冷卻長度通過使用冷卻區(qū)控制器19，按照引入冷卻區(qū)8的鋼帶2S的厚度，及在冷卻區(qū)進口處鋼帶用測鋼帶的熱電偶測得的溫度，及在冷卻區(qū)進口處鋼帶的移動速度的計算來確定，鋼帶冷卻到500-550℃的盤卷溫度。
熱軋機6裝有一高速折彎機及一高速AGC(鋼帶厚度控制器)(未示出)，厚度計16設在熱軋機6的進口側(cè)。薄帶鋼坯2的形狀由厚度計16測量，熱軋機6的高速折彎機及高速AGC(鋼帶厚度控制器)由一個軋制控制器17進行供料向前控制，以在熱軋機6的進口進行確定鋼帶部分有被鑄造鼓改變厚度的部分，并且進行厚度的跟蹤以便在高速下不使形狀斷開地用熱軋機軋制薄帶鋼坯，因此改善了在改變鋼帶厚度的過渡期中鋼帶2S的產(chǎn)量。
熱處理爐7是直接火焰燃燒器系統(tǒng)的熱處理爐，可以5°-20°C/sec的速度直接改變鋼帶的溫度，以便可以根據(jù)生產(chǎn)線速度相應于薄帶鋼坯的同樣厚度的變化(±30％)，用熱處理控制器控制輸入鋼帶的熱量。
直接火焰燃燒器的響應與輻射燃燒器相比較示于圖15。具體說，當檢查鋼帶應加熱到的設定的鋼帶溫度及要升到設定溫度的鋼帶的溫度所需的時間之間的關系時，很明顯使用直接火焰燃燒器比輻射燃燒器對鋼帶提供更迅速的溫升，證明了在直接火焰燃燒器的情形下，鋼帶達到設定的溫度比使用輻射燃燒器要用更短的時間。
另外，用厚度計16測量鑄速的變化及在熱軋機進口側(cè)的薄帶鋼坯的厚度變化，并進行相對鋼帶的厚度跟蹤一變化點，該厚度一直到在熱處理爐中熱處理前是有效的，這樣允許按照飛測時薄帶鋼坯厚度的改變引起的鋼帶2S移動速度的改變來控制熱處理。依次又允許再結(jié)晶晶粒細化。
圖17示出雙鼓連續(xù)鑄造機的鑄造速度與薄帶鋼坯厚度之間的關系。
用厚度計16測量薄帶鋼坯的厚度，鑄造速度基于該測量值確定。
基于這些參數(shù)，在熱處理爐進口處鋼帶的厚度h和移動速度V就確定了，通過測量熱處理爐進口的溫度tc根據(jù)處理爐進口的鋼帶厚度可從圖16測得熱處理時間T，也就是熱處理爐的加熱區(qū)長度。
引帶桿36用來在鑄造的開始階段傳送鋼帶。當引帶桿傳送通過熱處理爐7時，溫升受抑制，以保證引帶桿及薄帶鋼坯2之間的連接強度。在鋼帶進入熱處理爐7后，進行完全燃燒以迅速加熱鋼帶，以產(chǎn)生預定的加熱方式。
一般，隨鋼帶2S的厚度增加而增加熱處理時間，熱處理時間增加導致鋼帶厚度減小。在這種情形下，熱處理爐7的有效熱處理長度根據(jù)鋼帶的厚度用熱處理控制器控制。關于這里使用的燃燒器，有好的響應的燃燒器，如直接火焰燃燒器22，可有效地提供節(jié)能。
當設在熱處理爐7中，用來傳送引帶桿的輥24X是可提升的，其部分可放置以減少與通過爐子的鋼帶2S接觸的傳送輥的數(shù)量，減小引起波浪皺的可能性。另外，熱處理爐的結(jié)構(gòu)設計成使得設在爐內(nèi)用來傳送鋼帶2S由傳送輥24S用從熱處理爐通過冷卻器50排出并把冷卻過的廢氣通過冷卻墊45噴到傳送輥上的具有低的氧含量的廢氣循環(huán)而冷卻。采用這種結(jié)構(gòu)，可以不惡化爐中的氣氛而防止在爐中設的傳送輥24X上的波浪皺。
另外，輥的表面溫度可保持在900℃或更低，阻止在輥表面上形成的噴射陶瓷涂層的分離，改進輥的使用壽命。
在熱處理爐子7中的直接火焰燃燒器22設成使它朝鋼帶傳送方向傾斜，這可防止燃燒器被從鋼帶反射回的火焰損壞，并可改善被燃燒器的火焰流完成的對流熱交換作用約5％。
由于鋼帶2S成為懸掛狀，考慮到這一點來設置直接火焰燃燒器，即使當鋼帶從燃燒器移開，通過燃燒器的火焰成懸掛狀可降低熱交換系數(shù)。另外，把直接火焰燃燒器沿鋼帶的傳送方向設成Z字形可分散由直接火焰燃燒器局部加熱引起的熱點，并防止不均勻的溫度分布。
在上述裝置中，熱處理爐中不同類的加熱裝置的熱處理時間和波浪皺之間的關系示于圖14。
具體地，直接火焰燃燒器情形下波浪皺的值比輻射加熱器的情形低。
本發(fā)明不限制在上述的實施例，連續(xù)鑄造機、熱軋機、熱處理爐、冷卻器、盤卷機、設備、各種控制結(jié)構(gòu)、這些單個元件的規(guī)格、數(shù)目及操作條件等可以按照鑄造材料、鑄造條件、改變鑄造厚度的條件、熱軋條件等改變，只要能滿足本發(fā)明的條件。
按照本發(fā)明制造的不銹鋼帶可進行酸洗/冷軋、退火/酸洗、或光亮退火以制備產(chǎn)品。本發(fā)明對這些處理的條件沒有限制，在技術中一般應用的1業(yè)操作條件可不產(chǎn)生任何特殊問題地加以使用。
實例1列于表1的由熔煉制造的，包括作為一基礎鋼的Cr-Ni基不銹鋼，用如圖3所示的包括一雙鼓連續(xù)鑄造機及熱軋機的裝置澆成2mm-10mm之間的各種厚度的薄帶鋼坯。在澆注后，用噴射燃燒器控制薄帶鋼坯的溫度，并在900-1200℃溫度范圍對薄帶鋼坯進行熱軋。熱軋下的壓縮比為10-50％。在完成熱軋后，用噴射燃燒器控制薄帶鋼坯的溫度，并在900-1200℃溫度范圍對鋼帶熱處理5sec或更長，然后在600℃或以下盤成卷。作為比較材料，熱軋條件，熱軋后熱處理條件或盤卷條件在本發(fā)明的范圍外。
隨后，對材料酸洗、除氧化皮、冷軋、并進行正常的退火或光亮退火。
檢查如此制造的產(chǎn)品的表面外觀。特別是，對產(chǎn)品表面的皺折的高度及光澤。如表1所示，對落在本發(fā)明范圍的所有試樣，通過理想的熱軋條件、熱軋后熱處理條件提供了細的再結(jié)晶結(jié)構(gòu)，上述的理想條件及控制冷卻速率提供好的表面質(zhì)量的產(chǎn)品。
另一方面，對于比較方法，熱軋溫度、壓縮比、或熱軋后熱處理是不滿意的，另外，隨后不對冷卻控制導致明顯的皺折及差的表面光澤。
實例2使用圖7所示的有雙鼓連續(xù)鑄造機/熱軋機設備排列制出厚度為2-3mm的Cr-Ni不銹鋼帶(包括不低于8％Cr，不低于13％Ni，余為Fe)。在連續(xù)鑄造(飛測)時，改變薄帶鋼坯的厚度，得到的不銹鋼帶進行酸洗/冷軋、或退火/酸洗提供不銹鋼帶產(chǎn)品，其質(zhì)量進行評估。表2列出試驗結(jié)果及操作條件。在這方面，對酸洗/冷軋及退火/酸洗的條件的說明省略了，因為這些都是普通的條件。
如圖2所示，對所有的試樣其中按照本發(fā)明鑄造弧度角降低到30°，也就是比普通的水平小10°，鑄造鋼帶的厚度減小，沒有見到皺折，同時光澤是均勻的，因此產(chǎn)品是滿意的。
相反的，對于比較試樣，維持鑄造弧度角在通常水平的40°，在飛測時減小鑄造鋼帶的厚度，明顯產(chǎn)生皺折，另外光澤是不均勻的，因而產(chǎn)品不滿意。
另外，對所有落在本發(fā)明范圍內(nèi)的試樣，其中鑄造弧度角減小到30°，也就是比普通的水平小10°，鑄造鋼帶的厚度增加，沒有見到皺折，同時光澤是均勻的，因此產(chǎn)品是滿意的。
相反的，對于比較試樣，維持鑄造弧度角在通常水平的40°，在飛測時增加鑄造鋼帶的厚度，明顯產(chǎn)生皺折，另外光澤是不均勻的，因而產(chǎn)品不滿意。
工業(yè)應用按照本發(fā)明的裝置，能制出沒有皺折的具有好的表面質(zhì)量的冷軋鋼板，特別是，即使鑄造時鑄造厚度改變，熱軋條件和熱處理條件可以按照這一改變而改變，可以提供具有優(yōu)良的表面質(zhì)量的鋼板產(chǎn)品。另外，當鋼帶的厚度改變?yōu)檩^小，不需要在改變厚度的過渡期增加爐子的長度，允許縮短爐子的長度。另外，在飛測時鋼帶厚度改變的部分鋼帶的生產(chǎn)率不降低，因此該部分的鋼帶可制成如穩(wěn)態(tài)制造的產(chǎn)品。另外，在熱處理爐內(nèi)使用直接火焰燃燒器允許節(jié)能。另外，熱處理爐中的傳送輥可升起使得在運送引帶桿后運送鋼帶中，可把一些傳送輥藏起以便不與鋼帶接觸，減小了產(chǎn)生波浪皺的機會，另外在熱處理爐中通過循環(huán)冷卻空氣可防止在軋輥表面的陶瓷等的噴射沉積物的分離及產(chǎn)生波浪皺缺陷。
因此在制造不銹鋼帶產(chǎn)品的領域的工業(yè)使用觀點言，本發(fā)明是非常有利的。
表1
注1)在步驟A，鋼帶去氧化皮，冷軋，退火及酸洗制備鋼板產(chǎn)品。
在步驟B，鋼帶去氧化皮，冷軋，退火，酸洗及平整冷軋制備鋼板產(chǎn)品。
表1(續(xù))
注1)在步驟A，鋼帶去氧化皮，冷軋，退火及酸洗制備鋼板產(chǎn)品。
在步驟B，鋼帶去氧化皮，冷軋，退火，酸洗及平整冷軋制備鋼板產(chǎn)品。
表權利要求
1.一種制造不銹鋼鋼帶的裝置，包括按下列順序安裝的裝置一個雙鼓連續(xù)鑄造機用來把不銹鋼鋼液澆成厚度不小于10mm厚的薄帶鋼坯；一個氣氛控制蓋，其把連續(xù)鑄造機到熱軋機延伸的傳送區(qū)的氣氛與外界隔開，并且其內(nèi)部有活套張緊輥或夾緊輥用來調(diào)節(jié)傳送的鋼帶的張力；一個熱軋機用來以不大于10％的壓縮比軋制鋼帶；一個配有加熱裝置的熱處理爐，所述的加熱裝置用來加熱熱軋過的鋼帶和對熱軋鋼帶保溫或?qū)彳堜搸П?；一個冷卻裝置用來以不小于10°C/sec的速度冷卻在熱處理爐中熱處理過的鋼帶；一個盤卷機，用來盤卷冷卻裝置中冷卻過的鋼帶。
2.按照權利要求1的裝置，其特征在于所述的活套張緊輥設在隔開傳送區(qū)的氣氛的氣氛控制蓋內(nèi)，多個保溫蓋設在熱軋機5與熱處理爐之間，鋼帶厚度計設在保溫蓋之間。
3.按照權利要求1的裝置，其特征在于在隔開傳送區(qū)的氣氛的所述的氣氛控制蓋內(nèi)設置兩套夾緊輥，并在所述兩套夾緊輥之間設置薄帶鋼坯厚度計。
4.按照權利要求1的裝置，其特征在于設置直接火焰燃燒器把鋼帶夾在其中，鋼帶由爐中的傳送輥傳送，所述的燃燒器分別設在爐子的上下壁使得火焰通過燃燒器直接噴到鋼帶的兩側(cè)。
5.按照權利要求1的裝置，其特征在于所述的熱處理爐沿縱向隔開，對各區(qū)設直接火焰燃燒器使鋼帶夾在其中，所述的裝置還包括一個燃燒控制及計算裝置，其輸入在熱處理進口處的鋼帶溫度tc，在區(qū)域出口或熱處理爐出口的鋼帶溫度t，在熱處理爐進口的鋼帶厚度h，和在熱處理爐進口鋼帶的移動速度V，進行計算，并基于計算結(jié)果把命令送到燃燒器燃燒控制裝置；一個燃燒器燃燒控制裝置，它基于所述的命令，控制各區(qū)的燃氣流控制閥；和一個燃氣流控制閥，它由燃氣流控制裝置控制以控制燃氣的流速。
6.按照權利要求1的裝置，其特征在于所述的熱處理爐的側(cè)壁沿縱向隔成一下壁段，設有一個傳送輥，還有一上壁段，所述的上壁段的內(nèi)表面及下壁段的外表面是傾斜的因而上壁段可下降，允許熱處理爐在上壁段的內(nèi)表面及下壁段的外表面的幫助下密封，一個上升致動器設在上壁段，直接火焰燃燒器與軟管連接。
7.按照權利要求1的裝置，其特征在于所述的加熱裝置設在氣氛控制蓋上。
8.按照權利要求1的裝置，其特征在于所述的熱軋機由所述的氣氛控制蓋包著。
9.一種制造不銹鋼鋼帶的裝置，包括一熱處理爐，用于加熱和保溫或保溫由雙鼓連續(xù)鑄造機鑄出的鋼帶，其特征在于在熱處理爐中部分或全部傳送輥設成可提升的，以便由提升裝置帶到與傳送輥傳送的鋼帶接觸，或由提升裝置帶到與傳送輥傳送的鋼帶避開，和直接火焰燃燒器設成把鋼帶夾在中間，由爐中的傳送輥傳送，燃燒器分別設在熱處理爐的上壁和下壁，使得火焰通過直接火焰燃燒器直接噴到鋼帶的兩側(cè)。
10.按照權利要求7的裝置，其特征在于把冷卻空氣帶到與傳送輥圓周表面接觸并循環(huán)氣體的循環(huán)型氣體冷卻器設在在熱處理爐中的部分或全部傳送輥中。
全文摘要
一種制造不銹鋼帶的裝置，包括順序設置的下述裝置一個雙鼓連續(xù)鑄造機；一個內(nèi)部有活套張緊輥或夾緊輥的氣氛控制蓋；一個熱軋機；一個熱處理爐，包括與沿爐子的寬度方的相互并行設置的頭蓋管連接的直接火焰燃燒器；一個冷卻器及一個盤卷器。
文檔編號B21B3/02GK1150825SQ96190346
公開日1997年5月28日 申請日期1996年4月12日 優(yōu)先權日1995年4月14日
發(fā)明者寺岡慎一, 末廣利行, 石丸詠一朗, 新井貴士, 岡秀毅, 竹下哲郎, 莊田俊二, 野原由勝 申請人:新日本制鐵株式會社