专利名称：用于通过连续铸造方法连续制造扁平钢产品的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由扁材连续制造带钢或钢板的方法，该扁材根据具有水平方向传送的弓形连续铸造方法来制造。
由于总体趋势或为了克服陈旧系统的使用者特别在近年来遇到的危机，钢厂非常需要能够降低操作和投资成本，同时提高产品质量和增加相对批量生产的柔性，即所谓的“卷材”或钢板。对于现有轧钢机的现代化或者设计和形成使用新技术和装置的新轧钢机，最高目标是增加生产率和盈利性，同时提高产品质量和获得更大范围的“单位尺寸”，这样，使得供给的最终产品能够覆盖尽可能大的使用范围。
目前考虑到对钢生产的当前要求而推出的一种新技术包括在钢的熔融和(i)使带钢缠绕成“卷材”形式或(ii)堆垛钢板之间的处理步骤。该新技术包括铸造薄板，该薄板的厚度接近它的最终尺寸，然后它可以只通过几个随后的过辊或变形步骤而进行进一步处理。这导致连续铸造技术的明显改进，特别是对于模具结构和相应浸没出口，还改进了轧辊站的结构，目的是通过最少数目的过辊次数来获得所希望的变形。
称为“小规模实验设备”的带钢制造设备已经公知，其中，通过连续铸造方法制造厚度为大约50mm的薄板，而普通板的厚度范围为150至320mm。这些薄板以不同方式通过连续轧制/处理步骤，最终产品是厚度只有几毫米的带钢。已经提出在炉中进行中间加热之后轧制铸造产品，例如在具有六站的串联机组中。因为铸造速度不能比5米每分钟更快，因此轧制速度太慢，它使得轧制机组的最后一个不能保持至少大约865℃的所需最终轧制温度。也就是说，条带由于在进入轧制机组时的低速(该速度与铸造速度相同)而在一个轧制步骤和下一轧制步骤之间进行了过度冷却。因此该方案已经被放弃，因为即使通过隔热装置和加热辊(这将导致明显增加投资和运行费用)也不能经济地解决该问题。
另一方法是在加热炉前面切断条带，随后在该加热炉中对条带的整个截面进行热处理(使温度相等)。例如，它可以是煤气加热辊炉，通过该炉，不管考虑的铸造速度如何，条带在炉出口处的温度可以设置成大约1100℃，即适于随后的轧制处理的最佳温度。条带切成标准长度，例如，对于一定重量的卷材可以是大约50米，当考虑到所需的缓冲作用时，这需要大约150米的相应炉长。
通过使轧制机组与铸造处理合适断开，薄板或“粗条带”的轧制可以以更高速度进行，因此不需要害怕在最后轧制级温度降低至低于最小允许温度。因此，炉的长度(该长度为条带段长度的大约3倍)除了导致大大增加设备投资，而且需要很大空间，这对于很多钢厂都不能满足。
此外，设备和这样的炉子的尺寸限制了要处理的连续条带段的长度，从而也限制了卷材的最终重量。该卷材的最终重量又限制了制造非常大直径的卷材的使用范围。因此，由于连续铸造方法技术的进一步发展而导致可以形成甚至更薄的初始薄板时，该类型的设备也不能使用该薄板。假设初始厚度为25mm(假设已经实现)，而不是50mm，那么条带必须分成大约100米的长度，以便获得相同最终重量的卷材，这需要大约300米长度的处理炉，这在实际上和经济观点上都不可行。
因此，本发明的目的是创造一种上述类型的方法和执行该方法的相应设备，通过该方法和设备，钢条可以由来自弓形连续铸造设备的扁平产品来连续制造，而没有上述缺点。
特别是，将省略在铸造和至少最终轧制之间对材料束(strand)的切割，铸造材料束以轧制原料离开连续铸造设备的弓形部分时的速度通过第一轧辊站。因此，该方法将以嵌入式执行，实际具有无限的柔性，这样，它可以在不改变设备的尺寸参数的情况下制造任何所需重量和长度的卷材或片材，因为轧制条带的切割至少在第一轧制之后或者在进行了所有操作步骤之后直接在卷绕或堆垛装置前面进行。
前述目的通过一种方法来实现，该方法的特征在于以下步骤
a)使材料束完全固化后的扁材在超过1100℃的温度下在第一成形步骤中进行成形；b)使扁材重新感应加热至大约1100℃温度，同时使扁材的整个截面的温度近似相等；以及c)在至少一个附加成形步骤中以对应于每次通过特别减小的轧制速度使扁材成形。
在该方法的又一实施例中，在钢条在第一和下一个变形步骤之间进行卷绕。轧出的条带可以根据卷材的所需重量而在形成扁平产品后进行卷绕，或者可以在形成扁平产品后将轧出的条带切成预定长度，然后进行堆垛，以便形成钢板的堆垛，也可以在冷却和拉直之后进行。因此，扁平产品首先以产品从弓形连续铸造设备出来的速度通过第一轧辊站，并总是以与在各次通过的变形相对应的速度通过连续的轧制级。这样进行轧制的条带再进行卷绕，并当卷材达到合适重量时进行切断，或者条带细分成合适长度并作为片材而堆垛。本发明的重要方面是在除锈之后，扁平产品重新感应加热至大约1100℃，优选是尽可能使温度均等，因为这样可以很好地抵消条带的过度冷却。
本发明的又一实施例包括在上述成形步骤之间进行扁平产品的中间感应加热的一个或多个步骤。通过该中间加热，也抵消了轧制材料的过度冷却，这样，所需轧制温度总是可以设置成使得在最后的成形步骤中的温度不低于860℃的极限值。
本发明的另一实施例提供了以下附加步骤在引锭杆通过之后调节成形步骤，该引锭杆在铸造处理时提供；在卷绕条带之前或在堆垛片材之前直接分离引锭杆；以及在引锭杆通过之后在连续步骤/区域中进行不同的加热控制。
在通过轧辊站之后，引锭杆可以通过这样的装置来切断，该装置一直存在，用于细分轧制条带，或者它可以通过附加切割装置来切断，该附加切割装置布置在第一形成步骤的后面。
用于执行本发明方法的设备的特征在于下面表示的以下设备部件
a)模具，用于连续铸造扁平产品，它具有随后的、成弓形的引导站；b)第一成形单元，用于在引导站中和/或在该引导站的后面形成扁平产品；c)用于感应加热和用于使扁平产品的截面的温度近似相等的装置；d)至少一个附加轧辊站；以及e)切割装置。
切割装置可以布置在第一成形单元之后和在第一成形单元和附加成形单元之间。可以提供有用于卷绕和展开扁平产品的单元，切割装置布置在该单元的前面。用于卷绕和展开扁平产品的单元优选是布置在感应加热装置的后面，并在附加成形单元的前面。
也可选择，根据本发明，系统后面有用于轧制条带的切割装置以及用于卷绕条带的至少一个卷轴，或者系统后面有用于轧制条带的切割装置、冷却装置、拉直机器和用于单独片材的堆垛装置。
在本发明的又一实施例中，系统另外包括至少一个感应加热装置，以便在附加轧辊站之间进行中间加热。
各个装置优选是设置有可以单独控制的加热级。
根据本发明的实施例，系统还装备有用于调节在第一成形单元的辊子和附加轧辊站之间的通道的截面的装置，以便允许在铸造材料束头部的引锭杆通过，并在引锭杆通过之后立即使截面减小并返回至通常通道值。还提供有用于在引锭杆通过之后立即连续控制各个加热级的炉子的装置。用于切断引锭杆的切割装置也用于切割轧制条带，即当在设备的最后部分有切割装置时。
根据本发明的另一提议，切割装置布置在第一成形单元的后面，并用于切断引锭杆。
下面将参考附图中所示的实施例来介绍本发明，附图中
图1是本发明系统的局部示意图；图2表示了形成的钢条的温度变化；以及图3表示了本发明的变化实施例。
附图示意地表示了本发明的设备，相应方法将通过该设备来介绍。制造的扁平产品2从以参考标号1表示的连续铸造模具开始前进。在普通支承辊中引导和输送的扁平产品2从初始垂直方向通过由支承辊形成的弓形部分而进入水平方向。在完全固化后，即在弓形部分的最后区域，根据本发明，扁平产品通过第一成形级3，在该第一成形级3中，它例如形成25mm的最大厚度。成形级3可以包括一个或多个轧制单元，优选是成4高度结构。
为了使温度相等，随后设有炉子5，该炉子5优选是装备有感应加热装置。在炉子5中，同时使扁平产品2的整个截面上近似(优选是最大)温度相等，这样，产品在足够轧制温度下到达附加成形单元的第一站6。
如果与从弓形部分出来的速度相对应的极慢初始通过速度导致温度明显降低，因此在附加成形装置的第二轧辊站7中形成不充分的成形温度，这时，可以在轧辊站6和7之间提供第二感应炉8形式的附加中间加热，该第二感应炉8可以比炉5更短。不过，只有当炉子5不足以沿包括三个轧辊站6、7和9的整个附加成形单元形成相应温度梯度时才需要该第二感应炉，这样，在通过最后的轧辊站9时，温度在足以进行良好变形的范围内。当从最后的轧辊站9出来时，这时表示为条带2′的扁平产品2具有合适厚度。
当达到合适卷材重量时通过将轧制条带2′缠绕在卷轴11上并在10处进行切断而结束处理，或者通过将条带2′切成合适长度并随后将它们堆垛在堆垛装置14上而结束处理，该堆垛轧制14在图2中示意地表示。
在不需要附加切割装置的情况下，用于在工作循环开始时切割条带10的装置也可以用于切割引锭杆(未示出)，该引锭杆在通过断开的感应炉5和成形单元6、7和9的开口辊以及通过可能提供且断开的中间加热单元8之后进行切断。还提供有相应调节装置9(未示出)，通过该调节装置，在引锭杆通过之后，辊子可以立即再次调节至成形所需的正常辊隙。而且，加热装置5优选是由彼此独立的区域形成，这样，从炉子的断开状态开始，在任何情况下由引锭杆通过的炉子区域可以一个接一个的连接以便加热。
根据图1中示意地表示的设备的各个部分，图2(利用相同标号)表示了扁平产品2的温度变化，直到从最后的轧辊站出来条带2′。在曲线下面表示了表格，通过该表格，对于设备的给定部分和条带的相应部分，表示了特定速度以及相应厚度。记录值是通过1000mm宽和25mm厚的条带进行实验而厚度。当然，对于其它尺寸和速度，也可以获得不同的温度曲线。
由图中可知，由铸造轧制处理形成的扁平产品2在从第一成形级3中出来时的温度为1075℃，在通向除锈装置4的途中温度降低至1049℃。由于在该装置中进行水除锈，因此温度突然降低至969℃，并进一步冷却至934℃直到炉子5。
在炉子或感应加热装置5中，温度再次升高至1134℃，同时使扁平产品的整个截面近似温度相等。在到达轧辊站6之前，扁平产品的温度降低至1104℃，从轧辊站中出来时由于与轧辊站的辊子接触而使温度只有1063℃。在所述情况下，局部轧制的条带在插入的感应炉8中从1020加热至1120℃。当通过第二轧辊站7时，温度为1090℃，并在离开所述轧辊站时再次降低至1053℃，在进入第三个(最后一个)辊子9时温度降低至988℃。该温度足够作为用于最后轧制处理的通过温度；轧制的材料2′在953℃温度下离开该最后一个轧辊站9，然后在更低温度下切成合适长度，并进行堆垛或如图1所示进行缠绕。
考虑到速度变化，在所述实施例中，当离开第一成形级3时速度为0.08米/秒或者4.8米/分钟。这等于在进入附加成形单元的轧辊站时的通过速度，在该处，扁平产品的厚度仍然为25mm。在进入轧辊站7时的通过速度为10.2m/min(0.17m/sec)同时扁平产品从25mm形成为12.3mm。轧制原料进入最后一个轧辊站的速度为19.8m/min(0.33m/sec)，且厚度为6.2mm，离开轧辊站时最终厚度为4.05mm，速度为30.6m/min(0.51m/sec)。
由上述实施例可知，原则上，该实施例可以用于其它条带截面，在附加成形单元的第一轧辊站之前的加热以及在第一和附加轧辊站之间进行的任何可能中间加热必须这样调节，即在第一次通过之后将扁平产品或轧制条带加热至温度高于1100℃，且我们将温度水平保持为在最后轧辊站中的最终轧制温度并不降低至低于界限值860℃。
在图3中所述的变化实施例中，使用缠绕和展开装置12。如图所示，在本例中，缠绕和展开装置安装在感应炉5的后面。该结构补充有除锈装置4。缠绕和展开卷轴12缠绕扁平材料直到达到合适的卷材尺寸。在缠绕的卷材进入展开位置(在图中的右手侧)时，用于进一步处理的扁平材料供给包括一个或更多成形站的附加成形单元6、7和9。需要时，附加的感应炉8可以安装在附加成形单元的轧辊站之间。最终的卷材在11处制造，例如在后面的缠卷装置上。
当然，设备可以通过相应调节铸造速度、轧制速度和变形而实现所有参数。
本发明的上述说明公开了一种方法以及用于执行该方法的设备或系统，它能够在低投资成本和运行费用的情况下对开始产品进行连续铸造和最终轧制。已经发现，在特定实施例中，感应加热所需的加热输出不超过大约8MW的极限，这对于相应规模的钢厂确实相当经济。
已经介绍和说明的本发明方法以及执行该方法所需的设备或系统可以在本发明的范围内变化，特别是，布置在轧制机组前部或在轧辊站之间的加热装置可以由不同于上述感应炉的炉子来代替；例如，可以使用通过激光技术操作的炉或辐射炉。应当知道，所述优选实施例和实例只是为了说明目的，并不能认为是限制本发明的范围，本发明的范围只能由附加权利要求来合适界定。
权利要求
1.一种由扁材连续制造扁平钢产品的方法，该扁材由弓形连续铸造方法制造，所述扁材具有引锭杆，并沿水平方向出现，所述方法包括以下步骤(a)首先通过使扁材在固化后在第一成形级中在超过大约1100℃的温度下减小它的厚度而使该扁材成形，以便制造展开的成形扁材；(b)然后在没有卷绕的情况下使展开的扁材重新感应加热至大约1100℃温度，同时使扁材的整个截面的温度近似相等；(c)在所述重新感应加热之后卷绕该重新感应加热的扁材；以及(d)在至少一个附加成形级中展开扁材并使该扁材成形，所述附加成形级在轧制速度下工作，该轧制速度取决于扁材的厚度的减小程度。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在所述成形步骤(c)之后卷绕该材料，然后根据卷材产品的希望重量来切割所述材料。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在所述成形步骤(c)之后将该材料切割成预定长度段，并堆垛所述长度段以形成堆垛。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述成形步骤(c)包括通过至少两个连续的成形级来进行成形，且该方法还包括在连续成形级之间对扁材进行中间感应加热的一个或多个步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在引锭杆通过之后调节成形步骤(a)和(c)；紧接在卷绕或切割扁平钢产品之前切断引锭杆；以及在引锭杆通过之后选择地控制在连续成形步骤中的重新加热。
6.根据权利要求1所述的方法，其中使材料重新感应加热的步骤包括在引锭杆通过之后在多个连续区域中感应加热该材料。
7.一种由扁材连续制造扁平钢产品的系统，该扁材由弓形连续铸造方法制造，所述扁材具有引锭杆，并沿水平方向出现，所述系统包括(a)模具，用于连续铸造扁平钢材；(b)弓形引导站，用于引导和输送来自所述模具的所述扁平钢材，并用于使该扁材固化；(c)第一轧辊站，该第一轧辊站布置在引导站中或紧接在该引导站之后，用于通过减小扁材的厚度而使固化的扁材成形，以制造展开的成形扁材；(d)加热装置，用于在无卷绕的情况下感应加热所述展开的成形扁材，并用于在扁材离开所述第一成形单元之后使展开的扁材的截面上获得近似相等的温度；(e)用于卷绕和展开扁材的装置，该装置布置在所述加热装置的下游；(f)至少一个附加轧辊站，该附加轧辊站在所述卷绕和展开装置之后；以及(g)切割装置，该切割装置位于所述成形单元的后面。
8.根据权利要求7所述的系统，其中切割装置包括用于从扁材上切割引锭杆的装置。
9.根据权利要求7所述的系统，还包括用于扁平钢产品的切割装置，该切割装置在所述至少一个附加轧辊站的后面；以及至少一个卷轴，用于卷绕材料。
10.根据权利要求7所述的系统，还包括用于扁材的切割装置以及用于扁平钢产品的堆垛装置，它们在所述至少一个附加轧辊站的后面。
11.根据权利要求7所述的系统，其中所述至少一个附加轧辊站包括至少两个连续的轧辊站，且该系统包括在连续轧辊站中间的感应加热装置。
12.根据权利要求11所述的系统，其中各所述加热装置包括多个可单独控制并连续的加热级。
13.根据权利要求9所述的系统，还包括用于调节在成形单元的各个轧辊和附加轧辊站的各个轧辊之间的通道的截面的装置，以允许来自扁材的引锭杆通过，并用于在引锭杆通过之后将通道截面调节成用于由铸造方法随后制造的材料的成形步骤所需；用于通过在引锭杆通过之后立即驱动加热装置而控制该加热装置的装置；以及包含在切割装置中用于切断所述引锭杆的装置。
全文摘要
本发明公开了一种用于由扁材连续制造扁平钢产品的方法和系统，该扁材由弓形连续铸造方法制造，并沿水平方向出现。在本发明的一个形式中，使扁材在材料束固化后在第一成形级中在超过大约1100℃的温度下进行成形。该材料然后被重新感应加热至大约1100℃温度，同时使扁材的整个截面的温度近似相等。在至少一个附加成形级中以这样的轧制速度使扁材进行附加成形，该轧制速度对应于材料每次通过时的相应厚度的减小。
文档编号B21B1/46GK1727087SQ20041005904
公开日2006年2月1日 申请日期2004年7月29日 优先权日2004年7月29日
发明者乔维尼·阿维迪 申请人:乔维尼·阿维迪