一种连续轧制生产工艺及工艺布置的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属板带的连续生产技术，特别涉及一种连续轧制生产工艺及工艺布置。
【背景技术】
[0002]现代冶金生产企业为节省投资成本与日常维护成本，积极对现有生产工艺流程进行技术革新。为此，国内外某些著名冶金设备供应商纷纷提出自己的新技术理念并付诸于实际开发。针对冶金生产工艺流程长度的缩短方面，德国德马克公司等逐步开发了薄板坯连铸、薄板坯连铸连轧技术，其中美国纽柯公司开发了薄带连铸技术；针对环保、绿色方面，美国TMW (The Material Works)公司公开了一种取代酸洗的新型射流除鳞工艺、意大利Daniel公司提出了一种氢还原的环保型除鳞技术，与此同时，宝钢股份提出了一种密集混合射流方式替代现有的湿法化学除鳞工艺等。
[0003]然而，为充分发挥这类新型工艺技术优势，许多生产厂家纷纷将这类新型技术与传统工艺紧密结合，以满足更加高效、集约、绿色、环保的新型工艺需求。
[0004]如美国专利US5875831公开了一种以热代冷热轧铸带方法，包括在线热处理、冷却、切边、切头、酸洗以及冷轧等多次工序，均在一条生产线上完成，而且还可以轮流利用某几种处理工艺和方法生产不同要求的热轧带材产品。尤其是用于薄带连铸生产的铸带。此工艺流程中的除鳞环节采用了传统的湿法化学一酸洗除鳞的方法以去除铸带的氧化皮，并进行不低于30%的轧制，生产热轧带材。其典型工艺有二，分别如下:
[0005]典型工艺1:薄带连铸(6mm以下的铸带)+单机架轧制(压下率不低于30%) +热处理(温度介于800?1250°C )+层流冷却(20?40°C /sec的冷却速度冷却金属板带至100°C或更低)+酸洗除鳞(湿法化学酸洗+漂洗)+切边+边部退火+切头+卷曲成卷。
[0006]典型工艺2:薄带连铸(6mm以下的铸带)+热处理(温度介于800?1250°C)+单机架轧制(压下率不低于30%)+层流冷却(20?40°C /sec的冷却速度冷却金属板带至100°C或更低)+酸洗除鳞(湿法化学酸洗+漂洗)+切边+边部退火+切头+卷曲成卷。
[0007]这类发明通过简化生产工艺流程，显著降低了碳排放，然而湿法化学的除鳞方式造成该工艺的必须面对大量的酸液与废酸的处理，同时该工艺的最终产品主要锁定在冷态的热轧板带，其产品的使用领域存在一定限制。
[0008]同时，美国专利US5092393公开了一种冷轧奥氏体不锈钢带材/片的生产工艺，将不超过1mm厚度的铸带生产成冷轧金属板带的方法，该技术所描述的钢种为奥氏体不锈钢。该技术通过铸造出薄带之后，将薄带进行一系列的冷热处理之后，必须经过氢氟酸或盐酸与硝酸的混合液进行酸洗，以确保能有效的去处金属板带表面的氧化皮，然而这种氢氟酸或盐酸与硝酸的混合液腐蚀性极强，且相对于普通碳钢的酸洗时所需的盐酸，其废酸的再生处理所需耗费的投资与环境成本十分巨大，这直接造成了这类工艺的使用局限。
[0009]另外，美国专利US20080216925(A1)公开了一种薄带连铸机串联一个单机架热轧机，热轧机的出口直接与一种多辊刷洗除鳞装置串联，该多辊刷洗除鳞装置是由多个刷辊组成，刷辊辊面由带有弹性的且粘结有硬质细小磨料颗粒的材质加工而成,工作时该刷辊辊面与带坯的运行方向呈反向运动，从而实现带坯表面鳞皮的在线清除。通过对该专利的分析发现，该公开方案中的刷辊除鳞方式为一种非完全除鳞方式，其仅能清除带坯表面的部分鳞皮，即通过刷辊除鳞单元处理后的带坯表面仍然会残留有大量的残留鳞皮，这种方式生产的带坯不适用与表面质量要求较高的场合，尤其是不适用冷轧等对表面鳞皮残留率要求极高的工艺处理单元，故此该工艺还有待进一步完善。
[0010]还有如日本JP06108277A公开了在连续冷轧线上采用喷酸与刷辊组合使用的除鳞工艺，利用这种组合方式代替现有的酸洗槽工艺。因为该方式仍然要大量的使用酸液，同时对喷酸的喷嘴等要求十分严格，因此并没有从根本上解决湿法化学的酸液污染问题，同时该技术的来料仅为普通的热轧来料，并非所述的新型薄带连铸板坯。
[0011]另外，日本专利JP55034688A公开了一种联合PV轧制破鳞一混合磨料高压射流除鳞方式，混合磨料高压射流除鳞单元布置有4个，为串联，实现对冷态金属板带的无酸除鳞，这种方式必须采用大量的细小磨料，虽然这种磨料的补充、检测以及与鳞皮混合物的分离等技术难度都非常之高，然而其来料始终为传统的热轧板，并非所述的薄带连铸生产的薄带。日本专利JP57142710A公开了一种采用先滚压后，再利用刷棍一高压水喷射的方式对高温热轧板进行除鳞，其除鳞率达80%，而后继续采用传统的酸洗方式最终除鳞，该工艺不仅没有在热轧原料上降低生产能耗，同时在除鳞的尾部仍然需要采用传统酸液，因此该工艺不具备节能与环保性能。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是提供一种连续轧制生产工艺及工艺布置，实现集约化冶金生产工艺布局，不仅能显著的降低一次性投资成本，同时极大精简工艺流程，显著降低碳排放与酸液污染，也直接降低了金属板带产品的加工成本。
[0013]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0014]一种连续轧制生产工艺，其包括如下步骤:
[0015]I)采用薄带连铸连轧工艺，液态金属铸造出的热态坯料陆续通过热态轧制单元之后，连续通过保温单元与水冷单元，最终形成冷态热轧板带；
[0016]2)定宽剪切，冷态热轧板带进入切边单元，实现对冷态热轧板带边部的劣质材料进行定宽切除，实现宽度达标的同时，保证良好的带钢边部质量，从而保证产出合格的热轧板带；
[0017]3)射流除鳞热轧板带进入射流除鳞单元，射流除鳞单元包括预处理段、射流除鳞段、单介质液体冲洗段、气体吹扫与烘干段；预处理段，矫正板形的同时极大可能的实现板面鳞皮破裂；经过预处理后的金属板带陆续进入射流除鳞段，通过高速混合射流直接与金属板带的上下宽面撞击，通过高速撞击与磨削，实现金属板带表面的鳞皮彻底清除，并顺次推送金属板带进入单介质液体冲洗单元、空气吹扫与烘干单元，清理金属板带表面残留有大量的浮动性残留磨料颗粒、鳞皮残片以及水，保证金属板带表面清洁、干燥；
[0018]4)冷态轧制,金属板带通过棍道直接传送至冷态连续轧制单元,该单元通过至少一台轧机进行冷态连续轧制，确保金属板带通过轧制后达到几何断面形状与内部材质性能均满足用户要求的金属板带；
[0019]5)卷取下料，轧制后的金属板带顺次进入剪切单元与卷取单元，通过两者之间的配合，实现对无限长度的连续金属板带进行额定长度的单卷卷取。
[0020]进一步本发明的连续轧制生产工艺，包括如下步骤:
[0021]I)采用薄带连铸连轧工艺，薄带连铸机铸造出薄规格带坯，带坯温度1000°C以上，在带坯外面设气氛保护罩，且在气氛保护罩内通一定量的惰性气体，形成气氛保护罩内具有微正压以满足气体保护效果；受保护的带坯顺利进入热态轧制单元，此时热态轧制单元的总轧制压下率不低于30%，用于改善带坯内部的织晶结构，轧制后金属板带利用辊道进入保温单元，实现对带坯进行温度控制处理；处理后的金属板带顺次进入水冷单元，通过水冷单元实现金属板带的温度急剧下降，其温降保持在20?80°C /秒的速度水平，至此，液态金属铸造出合格冷态热轧金属板带；
[0022]2)金属板带顺次进入切边单元，对金属板带边部材料的定宽剪切，剔除边部劣质部分，最终产出合格的切边后热轧金属板带；
[0023]3)金属板带立刻进入射流除鳞单元中的预处理段，该处理段的主要功能为矫正板形的同时，极大可能的实现板面鳞皮破裂，其目的是便于后面的射流除鳞段能实现高效的鳞皮清除；此时经过预处理后的金属板带陆续进入射流除鳞段，该工艺段通过高速的混合射流直接与金属板带的上下宽面撞击，通过高速撞击与磨削，实现金属板带表面的鳞皮彻底清除，但同时因为射流飞溅的特性，金属板带表面必然残留有大量的浮动性残留磨料颗粒、鳞皮残片以及水，为保证金属板带表面清洁、干燥，辊道顺次推送金属板带进入单介质液体冲洗段与空气吹扫及烘干段；
[0024]4)金属板带通过棍道直接传送至冷态连续轧制单元,该单元通过不少于一台的轧机进行冷态连续轧制，确保金属板带通过轧制后达到几何断面形状与内部材质性能均满足用户要求的金属板带。
[0025]5)达到传统冶金生产的冷轧最终产品的各项性能要求的冷态金属板带顺次进入剪切单元与卷取单元，通过两者之间的配合，实现对无限长度的连续金属板带进行额定长度的单卷卷取。
[0026]又，带坯经由气氛保护罩、热态轧制单元之后，通过保温单元以及水冷单元之后，再通过活套单元进行缓