专利名称：坯料加工方法和坯料加工系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种坯料加工方法和一种坯料加工系统，更具体地讲，涉及可以制造具有高质量边缘的热轧钢板并且可以提高设备的工作速度的一种坯料加工方法和一种坯料加工系统。
背景技术：
通常，在连铸机中生产的坯料被切割成重量均在40吨以下的坯料，然后在再加热炉中进行加热，之后被送入带钢热轧机中，从而生产出热轧卷。连铸工艺中生产的坯料在其边缘区域中会具有大量的角裂，并且这样的角裂在具有包晶反应的诸如中碳钢的钢中变得更为严重。将具有角裂的坯料送入轧机中然后进行轧制，引起诸如板的破裂的操作事故或者造成生产出的热轧卷具有边缘结疤(edge scab)缺 陷。因此，在完成连铸后通常通过单独对角部进行火焰清理来去除容易角裂的钢坯缺陷，然后执行热轧。图I是示出了现有技术的制造热轧钢板的方法的概念图，将在下面对其进行描述。首先，通过切割机20将连铸机10中生产的坯料S切割成重量均在40吨以下的坯料S。将切割好的坯料S存放在单独的露天存放区中，并且通常将其冷却到100°C以下。为了去除在冷却后的坯料S的边缘部分和侧表面处出现的缺陷，通常由工人使用手工火焰枪来执行对坯料S的边缘部分和侧表面进行手工火焰清理的手动火焰清理工艺。将已经进行火焰清理的坯料再次存放在露天存放区中，然后将冷却后的坯料S装入再加热炉40中以用于热车L，从而将坯料S加热到1000°C以上，并且在粗轧机50中进行粗轧。将作为粗轧坯S的条钢在热卷箱60中进行条钢热卷工序，然后开卷并经过轧机70以被轧制到期望的厚度。然后，将轧制好的钢板由冷却装置80进行冷却，随后由卷取机90打卷。根据现有技术的制造热轧钢板的方法，连铸机生产的坯料在露天存放区中进行存放和冷却，但是在坯料的冷却过程中，存在于热延展性低的坯料的表面中(具体地讲，存在于热延展性低的坯料的边缘中)的裂纹生长而扩大，还附加产生了其它裂纹，从而即使通过火焰清理工艺也难以很好地去除缺陷。对于热轧，应当将冷却到气温的坯料装到再加热炉中并且加热到再结晶温度；然而，通常应当将坯料在再加热炉中放置大约3小时，以将具有气温(100°C以下)的坯料的温度升高到1000°C以上。这就造成一个问题随着坯料在再加热炉中保持的时间越长，轧制设备的工作速度下降，并且也增加了制造成本。制造厚度为40-120mm的薄还的连铸工艺以4_8m/min的铸造速度执行,该速度是普通坯(厚度为120-150mm)的铸造速度l_3m/min的2_3倍，导致在坯料窄面的整个周边上在凝固壳中频繁地产生细裂纹。然而，由于利用薄坯制造热轧钢板的工艺特性，所以即使坯料或条钢内具有裂纹，也不另外执行去除坯料表面的缺陷的工艺，而是直接将坯料送入轧机中来生产热轧钢板。这就导致在最终产品(即，热轧卷)中频繁地检测到缺陷的问题。
发明内容
技术问题本发明的实施例提供了一种坯料加工方法和一种坯料加工系统，所述坯料加工方法和坯料加工系统能够改善通过轧制作为材料的坯料得到的热轧钢板的质量和良率，并且还能够提高轧制设备的工作速度，从而降低热轧钢板的制造成本。
本发明的实施例还提供了一种坯料加工方法和一种坯料加工系统，通过在将连铸机中生产出的坯料冷却到低于600°C的温度之前对坯料的边缘区域进行火焰清理然后升高温度用于热轧或者直接执行热轧，所述坯料加工方法和所述坯料加工系统能够制造出具有优异质量的热轧钢板。本发明的实施例还提供了一种坯料加工方法和一种坯料加工系统，通过在连铸机中生产出的坯料冷却之前在顺列设备中对坯料的边缘区域执行火焰清理工艺、再加热工艺和热轧工艺，所述坯料加工方法和所述坯料加工系统不仅能够生产出具有优异质量的热轧钢板，而且还能够提高热轧钢板的生产率。技术方案根据示例性实施例，一种坯料加工方法包括坯料制备操作，制备将要进行加工的坯料；火焰清理操作，在将坯料冷却到低于600°C的温度之前对坯料的至少边缘区域进行火焰清理；以及后加工操作，对还料进行后加工。所述坯料加工方法可以包括检测坯料的边缘区域中的表面缺陷的检测操作，其中，根据表面缺陷的检测结果来控制在火焰清理操作过程中坯料的边缘区域的火焰清理量。在火焰清理操作之后，可以在坯料的温度保持在600°C以上的状态下对坯料进行后加工操作。可以按照如下方式执行火焰清理操作同时对坯料的四个边缘区域进行火焰清理。可以按照如下方式执行火焰清理操作对坯料的四个边缘区域和坯料两侧的窄面一起进行火焰清理。可以在为了后加工操作而正在传送坯料制备操作中制备出的坯料的同时，执行火
焰清理操作。坯料制备操作中制备出的坯料的厚度可以在120mm至500_的范围，坯料加工方法还包括将火焰清理操作中进行了火焰清理的坯料装到再加热单元中以使坯料的温度升高到1000°C以上的再加热操作，其中，后加工操作包括在轧机中对坯料进行热轧的轧制操作。坯料制备操作可以包括在连铸机中生产坯料的操作，在连接连铸机和再加热单元的输出辊道上执行火焰清理操作。坯料制备操作可以包括在连铸机中生产坯料的操作，可以在与连铸机和再加热单元分开安装的输出辊道上执行火焰清理操作。所述坯料加工方法可以包括在火焰清理操作之前或之后将坯料暂时存放在除了连铸机及再加热单元的加工线之外的区域中的堆放操作。轧制操作可以包括在坯料经过粗轧机的同时对坯料进行粗轧的粗轧操作。
坯料制备操作中制备出的坯料的厚度可以在40mm至120mm的范围。这里，后加工操作可以包括粗轧操作，在坯料经过粗轧机的同时对坯料进行粗轧；再加热操作，对粗轧后的坯料进行加热；以及热轧操作，在轧机中对加热后的坯料进行热轧。可以在通过输出辊道连接的设备中执行至少坯料制备操作、火焰清理操作和后加工操作。后加工操作可以包括热卷操作，热卷坯料以使加热后的坯料的温度均衡；以及开卷操作，将热卷的坯料进行开卷。坯料制备操作中制备出的坯料的厚度可以在40mm至120mm的范围，后加工操作包括温度均衡操作，将生产出的坯料装到温度均衡单元中，以使坯料的温度升高到1000°c以上；以及轧制操作，在轧机中对温度均衡的坯料进行热轧，在温度均衡操作之前或之后执行火焰清理操作。根据另一示例性实施例，一种坯料加工系统包括传送单元，传送制备出的坯料； 以及火焰清理单元，安装在传送单元上，并且对坯料的至少四个边缘区域一起进行火焰清理。火焰清理单元可以包括火焰枪单元，面向坯料的边缘区域，并且对坯料的至少四个边缘区域进行火焰清理；支撑单元，支撑火焰枪单元；以及收集单元，围绕坯料的边缘区域，并且收集在火焰清理过程中散射的熔融氧化铁。火焰枪单元可以包括面向坯料的边缘区域的至少一个角部火焰枪。火焰枪单元可以包括至少一个窄面火焰枪，所述至少一个窄面火焰枪至少面向坯料一侧的边缘区域并同时面向坯料的窄面区域。火焰枪单元可以包括对将要进行火焰清理的部分进行预热的预热喷嘴。收集单元可以包括室，围绕坯料的边缘区域，以收集散射的熔融氧化铁；喷嘴，安装在室的内壁上，以向室内喷射冷却水；排气孔，通过排气孔排出室内产生的蒸气；以及排放孔，通过排放孔排放在室内积聚的散射的熔融氧化铁和冷却水。火焰清理单元可以包括缺陷检测单元，检测坯料的至少边缘区域中的表面缺陷；位置检测单元，检测坯料的边缘区域的位置；以及控制单元，根据缺陷检测单元和位置检测单元的检测结果控制火焰枪单元和支撑单元的操作。缺陷检测单元可以是采集坯料表面的图像数据的照相机和通过对坯料表面施加磁场来采集漏磁场数据的磁传感器中的至少一种。位置检测单元可以是用激光照射坯料表面以采集其信号的激光传感器、用超声波照射坯料表面以采集其信号的超声波传感器和与坯料表面接触以采集坯料表面的位置数据的接触式位移传感器中的至少一种。所述坯料加工系统还可以包括铸造单元，用铁水生产坯料；以及轧制单元，对火焰清理后的坯料进行轧制。铸造单元和轧制单元可以通过传送单元连接。有益效果根据本发明的实施例，由于在冷却坯料之前对由连铸生产出的坯料的边缘区域执行火焰清理，然后加热坯料以用于热轧或直接进行热轧，所以能够防止在冷却坯料的过程中产生的裂纹的生长，并且还能够去除先前存在的裂纹，因而能够减少可能在热轧后的热轧钢板中容易出现的边缘区域中的缺陷。此外，在高温下去除存在于坯料的边缘区域中的缺陷，可以将装到再加热炉中的坯料的温度保持为高。因此，可以缩短在再加热炉中使坯料的温度升高所需的保持时间，以提高轧制设备的工作速度，从而使得热轧生产率得以提高。此外，薄坯料的高铸造速度特性导致容易在薄坯料的窄面区域中会产生裂纹，但是根据本发明的实施例，在热轧工艺之前提前对薄坯料的边缘区域和窄面的表面执行火焰清理，从而去除了裂纹。因此，能够减少产品中的缺陷，还提高薄坯料的铸造速度，因此提高连铸机的生产率。
图I是示出了现有技术的加工坯料的方法的概念图。
图2和图3是示出了根据本发明实施例的加工坯料的方法的概念图和流程图。图4和图5是示出了根据本发明另一实施例的加工坯料的方法的概念图和流程图。图6至图8是示出了根据本发明又一实施例的加工坯料的方法的概念图和流程图。图9是示出了根据本发明实施例的坯料加工系统的火焰清理装置的概念图。图10是示出了根据本发明另一实施例的坯料加工系统的火焰清理装置的概念图。
具体实施例方式下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。然而，本发明可以以不同的形式实施，而不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且这些实施例将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，相同的标号表示相同的元件或组件。首先，在此描述的条钢(bar)是指在连铸机中生产的坯料的第一轧制步骤(第一粗车L)和终轧步骤(最后的轧制)之间获得的材料。此外，在此描述的概念“顺列(in-line)”是指诸如连铸机、再加热装置、粗轧机、热卷箱、轧机、冷却装置和卷取机的设备通过输出辊道连接，因此连铸机中生产的坯料通过输出辊道进行传送并顺序地经过这些设备。图2和图3是示出了根据本发明实施例的加工坯料的方法的概念图和流程图，图4和图5是示出了根据本发明另一实施例的加工坯料的方法的概念图和流程图，图6至图8是示出了根据本发明又一实施例的加工坯料的方法的概念图和流程图。如附图所示，根据本发明的坯料加工方法主要包括坯料制备步骤(S110)，在连铸机10中生产坯料S ;火焰清理步骤(S 120)，在将坯料S冷却到低于600°C的温度之前，对坯料S的边缘区域进行火焰清理；以及后加工步骤，对坯料S进行后加工。这里，后加工步骤包括例如对坯料S进行热轧来生产钢板的轧制步骤(S140)。在火焰清理步骤(S120)之前或之后的预定时间，该方法包括检测坯料S的边缘区域中的表面缺陷的检测步骤(S150)。将根据坯料的厚度来详细地描述以上面的方式执行的坯料加工方法。
图2和图3示出了利用相对厚的坯料作为材料来制造热轧钢板的方法。如图2和图3所示，利用相对厚的坯料S (例如，厚度为120_500mm的坯料S)制造热轧钢板的方法包括坯料制备步骤(S110)，在连铸机10中生产坯料S ;火焰清理步骤(S120)，在将坯料S冷却到低于600°C的温度之前，对坯料S的边缘区域进行火焰清理；再加热步骤(S130)，将边缘区域进行了火焰清理的坯料装到再加热装置40中，并在1000°C以上的温度下加热坯料；以及轧制步骤(S140)，通过轧机70对加热后的坯料S进行热轧。坯料制备步骤(SllO)是生产用作用于热轧的材料的坯料S的步骤，该步骤利用连铸机10生产出厚度为120-500mm的连铸坯料S，然后利用 安装在连铸机10后部的火焰切割机(TCM)20将连铸坯料S切割成重量均在大约40吨以下的单位坯料S。此时，通过输出辊道30，连铸机10与执行再加热步骤(S130)和轧制步骤(S140)的再加热炉40、粗轧机50、轧机70、冷却装置80和卷取机90顺列连接。因此，由坯料切割机20切割的坯料S在输出辊道30上进行运送并被传送到再加热装置40。在输出辊道30传送坯料S的同时，换言之，在将坯料S的中心部分的温度降到低于600°C的温度之前，执行火焰清理步骤(S120)。火焰清理步骤(S120)是在用输出辊道30传送坯料S的同时通过对坯料S的四个边缘区域进行火焰清理来去除坯料S的边缘区域中的缺陷的步骤，可以通过在输出辊道30上安装能够对坯料S的边缘区域进行火焰清理的火焰清理装置100来在传送坯料S的过程中对边缘区域进行火焰清理。因此，在坯料S的中心部分的温度下降到低于600°C之前，对坯料S的边缘区域进行火焰清理，从而使坯料S的边缘缺陷被去除。这防止了在边缘区域中出现可能在最终产品(即，在利用具有边缘缺陷的坯料S的情况下制造的热轧钢板)中检测到的缺陷。在坯料S的中心部分的温度降到低于600°C的温度之前对坯料S的边缘区域执行火焰清理的原因是为了通过缩短将冷却后的坯料另外再加热到火焰清理温度所需的时间来加快处理速度，也是为了防止因冷却坯料S而造成的裂纹的生长和新裂纹的产生。火焰清理步骤(S120)不限于如上所述在将连铸机10与再加热炉40顺列连接的输出辊道30上执行火焰清理步骤(S120)的情况，而是可以根据各种实施例进行修改，只要可以在坯料S的中心部分的温度降到低于600°C之前执行火焰清理即可。例如，该方法可以包括堆放步骤(S111)，该堆放步骤将由坯料切割机20切割并且正由输出辊道30传送的坯料S移动到露天存放区中并且暂时存放坯料。暂时存放在露天存放区中的坯料S可以在输出辊道30和31上再次进行运送，然后可以执行对边缘区域的火焰清理。在此，可以通过将坯料S传送到将连铸机10与再加热装置40顺列连接的输出辊道30来执行火焰清理，或者通过将坯料S传送到分开设置的输出辊道31来执行火焰清理。已经进行了火焰清理的坯料S可以被直接装到再加热装置40中，但是本发明不限于此，可以暂时存放在露天存放区中。当将坯料S暂时存放在露天存放区中时，要注意的是，坯料S的中心部分的温度不应下降到低于600°C。如上所述，由于在坯料S的中心部分的温度降到低于600°C之前对坯料S的边缘区域进行火焰清理，所以能够缩短将坯料S再加热到火焰清理温度所用的时间，从而加快火焰清理速度。另外，在高温下去除了包晶反应钢或高合金钢的坯料S的边缘区域中的缺陷，因而最终可以制造出无边缘缺陷的坯料S。该方法可以包括在火焰清理步骤(S120)之前检测坯料S的边缘区域中的表面缺陷的检测步骤(S150)，并且期望的是，根据表面缺陷的检测结果通过在火焰清理步骤(S120)过程中控制火焰清理装置100的操作来控制坯料S的边缘区域的火焰清理水平。通过执行火焰清理步骤(S120)之前的检测步骤(S150)来检测表面缺陷，并且根据检测结果来控制火焰清理步骤(S120)。然而，本发明不限于此，因此，可以在火焰清理步骤(S120)之后执行的某一步骤(例如，再加热步骤(S130)或轧制步骤(S140))期间执行检测步骤(S150)。因此，当在诸如坯料和条钢的中间产品以及诸如热轧钢板的最终产品中检测到缺陷时，反馈相应的数据并且可以将所述相应的数据用作以后的坯料、条钢和热轧钢板的生产中设备的控制因素。可以在火焰清理步骤(S120)之前或之后选择性地执行检测步骤(S150)，或者可以在火焰清理步骤(S120)前后均执行检测步骤(S150)。当然，在坯料加工工艺过程中不执行检测步骤(S150)，并且可以对坯料S的边缘区域一起执行火焰清理。此时，可以执行检测步骤(S150)，作为检查在坯料、条钢和热轧钢板中是否会存在表面缺陷的唯一方式。在将坯料S的中心部分的温度降到低于600°C之前将边缘区域进行了火焰清理的坯料S装到再加热炉40中，然后执行再加热步骤(S130)。再加热步骤(S130)是将坯料S的温度升高到1000°C以上以用于热轧坯料S的步骤，任何装置可以用作再加热装置40，只要该装置可以将坯料S的温度升高到1000°C以上即可。例如，在当前实施例中，再加热炉41用作再加热装置40。根据现有技术的方法，在将坯料S装到再加热炉41中之后，应当将坯料S在再加热炉41中放置大约3小时，以使已经被冷却到大约100°C的坯料S的温度升高到1000°C以上；然而，根据本发明，由于坯料S的温度被保持在600°C以上，所以在将坯料S装到再加热炉中之后仅停留大约2小时可以将坯料S的温度升高到1000°C以上。因此，由于具有相对高温度的坯料S被装入到再加热炉41中，所以可以提高再加热炉41的工作速度。对在再加热步骤(S130)中在1000°C以上加热的坯料S进行轧制步骤(S140)。轧制步骤(S140)是通过热轧坯料S生产最终产品(B卩，热轧钢板(热轧卷))的步骤。具体地讲，通过轧机70将坯料S热轧到期望的厚度，然后在其经过冷却装置80的同时进行冷却。由卷取机90对冷却后的热轧钢板进行打卷，从而生产出热轧卷。在轧制步骤(S140)之前，可以执行粗轧步骤(S141)以防止轧机70的超负荷。粗轧步骤(S141)是不将坯料S直接轧制到期望的厚度，而是将坯料S轧制到中间厚度由此减轻轧机70的负荷并防止可能在钢板中产生的缺陷的步骤。在粗轧步骤(S141)中，在1000°C以上加热的坯料被送到粗轧机50，然后在经过粗轧机50的同时被粗轧成具有中间厚度的条钢。将粗轧条钢送入依次设置在粗轧机50后面的轧机70中，然后进行规则地热轧。在将粗轧条钢送入轧机70中之前，可以将条钢卷绕在热卷箱60中并且暂时备用，同时防止条钢冷却。在将条钢卷绕在热卷箱60中并且暂时备用的情况下，在缓慢地将卷绕在热卷箱60中的条钢开卷的同时，通过将条钢送入轧机70中来执行热轧。
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图4和图5示出了利用相对薄的坯料作为材料来制造热轧钢板的方法。具体地讲，图4和图5示出了通过在相对短的时间内对连铸机10生产出的坯料S进行热轧来制造热轧钢板的方法。
如附图所示，通过在相对短的时间(例如，100秒或更短)内对厚度相对薄(40-120mm)的连铸坯料S执行粗轧步骤(S230)来制造热轧钢板的方法包括坯料制备步骤(S210)，在连铸机10中生产坯料S ;粗轧步骤(50)，在生产出的坯料S经过粗轧机50的同时对其进行粗轧；再加热步骤(S240)，通过使粗轧后的坯料S经过感应加热装置42将坯料S的温度升高到1000°C以上；以及轧制步骤(S250)，在轧机70中对再加热后的坯料S进行热轧。在坯料制备步骤(S210)中，如在前面的实施例中所述，利用连铸机10和坯料切割机20来生产单位坯料S。这里，优选地，可以将坯料切割机20设置在再加热装置40和粗轧机50之间。然而，坯料切割机20的位置不限于此，因此，根据坯料的重量和长度，可以将坯料切割机20设置在连铸机10和火焰清理装置100之间，或者在火焰清理装置100和粗轧机50之间，或者在粗轧机50之后。由于厚度为大约40-120mm的薄坯料S比厚度为120-500mm的普通坯料S相对要薄，所以可以将薄坯料S直接送入粗轧机50中，而无需进行切割。因此，薄坯料S不单独堆放在露天存放区中，而是直接进行粗轧步骤(S231)。为此，通过输出辊道30，连铸机10与执行轧制步骤(S230)的再加热炉40、粗轧机50、热卷箱60、轧机70、冷却装置80和卷取机90顺列连接。 如在前面的实施例中所描述的，火焰清理步骤(S220)用来通过对正被输出辊道30传送的坯料S的四个边缘区域进行火焰清理来去除坯料S的边缘区域中的缺陷。为了防止坯料S被冷却，优选的是，不将在坯料制备步骤(S210)中生产的坯料S在露天存放区中进行单独堆放和冷却，而是在坯料S的温度下降之前执行火焰清理步骤(S220)，例如，对其中心部分的温度为大约1000°C的高温坯料S执行火焰清理步骤(S220)。在火焰清理步骤(S220)中，如在前面的实施例中所描述的，优选的是，通过在输出辊道30上安装能够对坯料S的边缘区域进行火焰清理的火焰清理装置100来在传送坯料S的过程中对边缘区域进行火焰清理。因此，去除了薄坯料S的边缘缺陷，从而能够去除由该薄坯料制成的最终产品(热轧钢板)中可能产生的边缘区域中的缺陷。在火焰清理步骤(S220)之后，执行轧制步骤(S250)。如上所述，轧制步骤(S250)用来通过热轧坯料S生产最终产品，即热轧钢板(热轧卷)。在轧制步骤(S250)之前，可以执行粗轧步骤(S230)以防止轧机70的超负荷。可通过使粗轧条钢经过感应加热器42或隧道式加热炉而在1000°C以上对粗轧条钢进行再加热(S240)。在火焰清理步骤(S220)之前或之后，该方法可以包括检测坯料S的边缘区域中的表面缺陷的检测步骤(S260)。例如，如在图5中所示，该方法可以包括在坯料制备步骤(S210)之后、在火焰清理步骤(S220)之后以及在轧制步骤(S250)过程中的检测步骤(S260)。图6至图8示出了利用相对薄的坯料作为材料来制造热轧钢板的方法。具体地讲，图6至图8示出了通过使连铸机10中生产的坯料S经过温度均衡装置40a使得坯料S的温度均衡然后热轧坯料S来制造热轧钢板的方法。如在附图中所示，利用相对薄(40_120mm)以易于冷却且具有不均匀的温度分布的坯料S来制造热轧钢板的方法包括坯料制备步骤(S310)，在连铸机10中生产坯料S ;温度均衡步骤(S330)，将坯料S装到温度均衡装置40a中并使坯料的温度均衡化为1000°C以上；以及轧制步骤(S340)，用轧机70对温度均衡的坯料S进行热轧，从而生产出钢板。在温度均衡步骤(S330)之前或之后，该方法至少包括对坯料S的至少边缘区域进行火焰清理的火焰清理步骤(S320)。图6示出了在温度均衡步骤(S330)之前执行火焰清理步骤(S320)的方法，按坯料制备步骤(S310)、火焰清理步骤(S320)、温度均衡步骤(S330)和轧制步骤(S340)的顺序来执行制造热轧钢板的方法。在坯料制备步骤(S310)中，如在前面的实施例中所描述的，利用连铸机10和坯料切割机20来生产单位坯料S。此时，可以根据生产出的坯料的重量和长度将坯料切割机20安放在预定的位置，例如，优选地安放在连铸机10和火焰清理装置100之间。由于通过高速铸造来生产厚度为大约40-120mm的薄坯料S，所以在坯料边缘的振动波纹附近密集地产生细裂纹。当在温度均衡步骤(S330)期间坯料在温度均衡装置40a中被空气氧化时，这种细裂纹变得更为严重。因此，优选的是，在执行温度均衡步骤(S330)之前通过对坯料S的边缘区域进行火焰清理来去除裂纹。因此，通过输出辊道30，连铸机10与执行温度均衡步 骤(S330)的温度均衡装置40a顺列连接，并且与执行轧制步骤(S340)的轧机70、冷却装置80和卷取机90顺列连接。可以在温度均衡装置40a的前面或后面顺列设置粗轧机。如在前面的实施例中所描述的，火焰清理步骤(S320)是在用输出辊道30传送坯料S的同时对坯料S的四个边缘区域进行火焰清理来去除坯料S的边缘区域中的缺陷的步骤，因此，如在前面的实施例中所描述的，优选的是，通过在输出辊道30上安装能够对坯料S的边缘区域进行火焰清理的火焰清理装置100来在传送坯料S的过程中对边缘区域进行火焰清理。因此，去除了薄坯料S的边缘缺陷，从而能够去除由该薄坯料制成的最终产品(热轧钢板)中可能产生的边缘区域中的缺陷。将边缘区域进行了火焰清理的坯料S装到温度均衡装置40a中，然后执行温度均衡步骤(S330)。温度均衡步骤(S330)是通过使进行了冷却并且因其厚度小而温度分布不均匀的坯料S的温度均衡化来防止在轧制步骤后获得的最终产品中的缺陷的步骤，其中，隧道炉43可以用作温度均衡装置40a。坯料的不均匀温度分布在坯料穿过隧道炉43的同时变得均匀。对温度分布均匀的坯料S进行用于热轧的轧制步骤(S340)。如上所述，轧制步骤(S340)是通过热轧坯料S生产最终产品(即，热轧钢板(热轧卷))的步骤。由于坯料S薄，所以不单独执行粗轧。在火焰清理步骤(S320)之前或之后，该方法可以包括检测坯料S的边缘区域中的表面缺陷的检测步骤(S350)。例如，如在图8中所示，该方法可以包括在坯料制备步骤(S310)之后、在温度均衡步骤(S330)之后以及在轧制步骤(S340)过程中的检测步骤(S350)。如在图7中所示，可以在温度均衡步骤(S330)之后执行火焰清理步骤(S320)。图7示出了在温度均衡步骤(S330)之后执行火焰清理步骤(S320)的方法，按坯料制备步骤(S310)、温度均衡步骤(S330)、火焰清理步骤(S320)和轧制步骤(S340)的顺序来执行制造热轧钢板的方法。火焰清理步骤(S320)可以去除在坯料加工步骤(S310)和温度均衡步骤(S330)中产生并生长的所有裂纹，从而能够改善进入轧制步骤(S340)的坯料S的质量。然而，与在图6中示出的火焰清理步骤(S320)相比，对坯料的火焰清理量将会多一些。将对用于按上述方式执行的坯料加工方法的设备进行描述。图9是示出了根据本发明实施例的坯料加工系统的火焰清理装置的概念图，图10是示出了根据本发明另一实施例的坯料加工系统的火焰清理装置的概念图。根据本发明实施例的坯料加工系统包括铸造装置，用钢水生产坯料S ;传送装置，传送生产出的坯料S ;火焰清理装置100，安装在传送装置上并且至少对坯料S的边缘区域进行火焰清理；以及轧制装置，对火焰清理后的坯料S进行热轧。此外，坯料加工系统包括将坯料的温度升高到1000°c以上的再加热装置和将坯料S粗轧到厚度比最终的热轧钢板的厚度大的粗轧装置中的至少一种。
分别代表铸造装置、传送装置、再加热装置、粗轧装置和轧制装置的连铸机10、坯料切割机20、输出辊道30、再加热炉41、感应加热器42、隧道炉43、粗轧机50、热卷箱60、轧机70、冷却装置80和卷取机90对于本领域技术人员而言是显而易见的，因此在此将省略对它们的详细描述。然而，在根据本发明实施例的坯料加工系统中，优选的是，铸造装置、再加热装置、粗轧装置和轧制装置通过传送装置(即，输出辊道30)彼此顺列连接，在传送装置上安装火焰清理装置100。如在图9中所示，火焰清理装置10是指对坯料的四个边缘进行火焰清理的装置，并且包括火焰枪单元110，面向坯料S的边缘区域，并且至少对坯料S的边缘区域进行火焰清理；支撑单元120，支撑火焰枪单元110 ;以及收集单元130，围绕坯料S的边缘区域，并且收集在火焰清理期间散射的熔融氧化铁。坯料加工系统还包括缺陷检测单元140，检测坯料S的至少边缘区域中的表面缺陷；位置检测单元150，检测坯料S的边缘区域的位置；控制单元160，根据缺陷检测单元140和位置检测单元150的检测结果来控制火焰枪单元110和支撑单元120的操作。优选的是，对火焰枪单元110设置四个角部火焰枪111，这四个角部火焰枪111分别设置在坯料S的四个边缘区域处并且分别面向坯料的边缘区域。用来供应气体燃料和氧的气体供应器170连接到角部火焰枪111。在火焰枪单元110中，与角部火焰枪111 一起安装预热喷嘴(未示出)，用来在火焰清理步骤之前或在火焰清理步骤的初始阶段将将要进行火焰清理的部分预热到可以执行火焰清理的温度，或者，可以对角部火焰枪111自身另外提供预热功能。支撑单元120是用来支撑角部火焰枪111以使其面向坯料S的四个边缘区域的装置，优选的是，支撑单元120可以水平移动和竖直移动，以使角部火焰枪111能够分别面向坯料S的四个边缘区域。收集单元130是通过对火焰枪单元110对坯料S的边缘区域进行火焰清理时散射的熔融氧化铁进行收集来保护外围设备的装置，并且收集单元130包括室131，围绕坯料S的边缘区域，以将散射的熔融氧化铁收集在其内部；喷嘴(未示出)，安装在室131的内壁上，以将冷却水喷射到室131内；排气孔133，用来排出室131内部产生的蒸气；以及排放孔135，用来排放积聚在室131内的散射的熔融氧化铁和冷却水。优选的是，室131为“C”形状以在坯料S的一侧围绕窄面，并且形成为盒子的形状，该盒子的面向火焰枪单元110的一侧敞开，以收集散射的熔融氧化铁。喷嘴安装在室131的内壁上，并且将冷却水喷射到被引入到室131中的散射的熔融氧化铁上，从而使散射的熔融氧化铁冷却下来。喷嘴可以以能够对引入到室131内的散射的熔融氧化铁进行冷却而不会干涉火焰枪单元110的火焰清理操作的各种方式进行修改。排气孔133是用来收集并排出在散射的熔融氧化铁的冷却过程中产生的蒸气的装置，并且可以形成在室131的顶表面上。排放孔135是用来排放冷却后的散射的熔融氧化铁和冷却水的装置，并且可以形成在室131的底表面上。·缺陷检测单元140是用来检测正被传送的坯料S的边缘区域中的缺陷的装置，并且使用采集坯料S表面的图像数据的照相机和通过对坯料表面施加磁场来采集漏磁场数据的磁传感器中的至少一种。缺陷检测单元140安装在火焰清理装置100的最前端以检测坯料S在火焰清理操作之前的表面缺陷，并且还安装在火焰清理装置100的最后端以检查坯料S在火焰清理操作之后的表面状态。位置检测单元150是用来检测正被传送的坯料S的边缘区域的位置的装置，从而使火焰枪单元110与坯料S的边缘隔开预定距离。位置检测单元150可以使用用激光照射坯料S的表面以采集其信号的激光传感器、用超声波照射坯料表面以采集其信号的超声波传感器或者与坯料表面接触以采集坯料表面的位置数据的接触式位移传感器。控制单元160是用来根据缺陷检测单元140和位置检测单元150的检测结果来控制火焰枪单元110和支撑单元120的操作的装置。控制单元160通过控制角部火焰枪111和气体供应器170的操作来控制火焰清理量，并且还通过控制支撑单元120来调整坯料与角部火焰枪111之间的空间，以此来控制火焰清理量。图10示出了用来对薄坯料S的边缘区域进行火焰清理的火焰枪单元110。如图10所示，优选的是，根据本发明另一实施例的火焰枪单元110包括至少一个窄面火焰枪113，所述至少一个窄面火焰枪113至少面向坯料S —侧的边缘区域并同时面向坯料S的窄面区域。由于薄坯料S的厚度相对小，所以可能会在坯料S的窄面以及坯料S的边缘区域中产生裂纹。为了防止这种情况，优选的是，窄面火焰枪113具有近似“c”的形状，以面向坯料的边缘区域和窄面区域二者。这里，窄面火焰枪113由支撑单元120支撑以调整窄面火焰枪113的位置，并且窄面火焰枪113连接到供应气体燃料和氧的气体供应器170。在当前实施例中热轧是作为后加工步骤的示例来进行描述的，但是后加工步骤不限于此。在将坯料冷却到低于600°C或1000°C的温度之前，在至少对四个边缘区域进行火焰清理之后可以执行除热轧之外的各种后加工步骤。虽然已经参照附图和优选实施例描述了本发明，但是本发明不限于此，而是由权利要求书来进行限定。因此，本领域技术人员将容易理解的是，在不脱离由权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。
权利要求
1.一种坯料加工方法，所述坯料加工方法包括 坯料制备操作，制备将要进行加工的坯料； 火焰清理操作，在将坯料冷却到低于600°C的温度之前对坯料的至少边缘区域进行火焰清理；以及 后加工操作，对还料进行后加工。
2.如权利要求I所述的坯料加工方法,所述坯料加工方法包括检测坯料的边缘区域中的表面缺陷的检测操作， 其中，根据表面缺陷的检测结果来控制在火焰清理操作过程中坯料的边缘区域的火焰清理量。
3.如权利要求I所述的坯料加工方法，其中，在火焰清理操作之后，在坯料的温度保持在600°C以上的状态下对坯料进行后加工操作。
4.如权利要求I至3中任一项权利要求所述的坯料加工方法，其中，按照如下方式执行火焰清理操作同时对坯料的四个边缘区域进行火焰清理。
5.如权利要求I至3中任一项权利要求所述的坯料加工方法，其中，按照如下方式执行火焰清理操作对坯料的四个边缘区域和坯料两侧的窄面一起进行火焰清理。
6.如权利要求I所述的坯料加工方法，其中，在为了后加工操作而正在传送坯料制备操作中制备出的坯料的同时，执行火焰清理操作。
7.如权利要求I所述的坯料加工方法，其中，坯料制备操作中制备出的坯料的厚度在120mm至500mm的范围，坯料加工方法还包括将火焰清理操作中进行了火焰清理的坯料装到再加热单元中以使坯料的温度升高到1000°C以上的再加热操作， 其中，后加工操作包括在轧机中对坯料进行热轧的轧制操作。
8.如权利要求7所述的坯料加工方法，其中，坯料制备操作包括在连铸机中生产坯料的操作，在连接连铸机和再加热单元的输出辊道上执行火焰清理操作。
9.如权利要求7所述的坯料加工方法，其中，坯料制备操作包括在连铸机中生产坯料的操作，在与连铸机和再加热单元分开安装的输出辊道上执行火焰清理操作。
10.如权利要求8或9所述的坯料加工方法，所述坯料加工方法包括在火焰清理操作之前或之后将坯料暂时存放在除了连铸机及再加热单元的加工线之外的区域中的堆放操作。
11.如权利要求7所述的坯料加工方法，其中，轧制操作包括在坯料经过粗轧机的同时对坯料进行粗轧的粗轧操作。
12.如权利要求I所述的坯料加工方法，其中，坯料制备操作中制备出的坯料的厚度在40mm至120mm的范围， 其中，后加工操作包括 粗轧操作，在坯料经过粗轧机的同时对坯料进行粗轧； 再加热操作，对粗轧后的坯料进行加热；以及 热轧操作，在轧机中对加热后的坯料进行热轧。
13.如权利要求12所述的坯料加工方法，其中，在通过输出辊道连接的设备中执行至少还料制备操作、火焰清理操作和后加工操作。
14.如权利要求12或13所述的坯料加工方法，其中，后加工操作包括热卷操作，热卷坯料以使加热后的坯料的温度均衡；以及开卷操作，将热卷的坯料进行开卷。
15.如权利要求I所述的坯料加工方法，其中，坯料制备操作中制备出的坯料的厚度在40mm至120mm的范围， 后加工操作包括 温度均衡操作，将生产出的坯料装到温度均衡单元中，以使坯料的温度升高到1000°C以上；以及 轧制操作，在轧机中对温度均衡的坯料进行热轧，在温度均衡操作之前或之后执行火焰清理操作。
16.—种还料加工系统,所述还料加工系统包括传送单兀，传送制备出的还料；以及火焰清理单元，安装在传送单元上，并且对坯料的至少四个边缘区域一起进行火焰清理。
17.如权利要求16所述的坯料加工系统，其中，火焰清理单元包括 火焰枪单元，面向坯料的边缘区域，并且对坯料的至少四个边缘区域进行火焰清理； 支撑单元，支撑火焰枪单元；以及 收集单元，围绕坯料的边缘区域，并且收集在火焰清理过程中散射的熔融氧化铁。
18.如权利要求17所述的坯料加工系统，其中，火焰枪单元包括面向坯料的边缘区域的至少一个角部火焰枪。
19.如权利要求17所述的坯料加工系统，其中，火焰枪单元包括至少一个窄面火焰枪，所述至少一个窄面火焰枪至少面向坯料一侧的边缘区域并同时面向坯料的窄面区域。
20.如权利要求18或19所述的坯料加工系统，其中，火焰枪单元包括对将要进行火焰清理的部分进行预热的预热喷嘴。
21.如权利要求17至19中任一项权利要求所述的坯料加工系统，其中，收集单元包括 室，围绕坯料的边缘区域，以收集散射的熔融氧化铁； 喷嘴，安装在室的内壁上，以向室内喷射冷却水； 排气孔，通过排气孔排出室内产生的蒸气；以及 排放孔，通过排放孔排放在室内积聚的散射的熔融氧化铁和冷却水。
22.如权利要求16或17所述的坯料加工系统，其中，火焰清理单元包括 缺陷检测单元，检测坯料的至少边缘区域中的表面缺陷； 位置检测单元，检测坯料的边缘区域的位置；以及 控制单元，根据缺陷检测单元和位置检测单元的检测结果控制火焰枪单元和支撑单元的操作。
23.如权利要求22所述的坯料加工系统，其中，缺陷检测单元是采集坯料表面的图像数据的照相机和通过对坯料表面施加磁场来采集漏磁场数据的磁传感器中的至少一种。
24.如权利要求22所述的坯料加工系统，其中，位置检测单元是用激光照射坯料表面以采集其信号的激光传感器、用超声波照射坯料表面以采集其信号的超声波传感器和与坯料表面接触以采集坯料表面的位置数据的接触式位移传感器中的至少一种。
25.如权利要求16所述的坯料加工系统，所述坯料加工系统还包括铸造单元，用铁水生产坯料；以及轧制单元，对火焰清理后的坯料进行轧制。
26.如权利要求25所述的坯料加工系统，其中，铸造单元和轧制单元通过传送单元连接。
全文摘要
本发明涉及一种坯料加工方法和一种坯料加工系统，所述坯料加工方法和坯料加工系统能够制造出具有高质量边缘的热轧钢板并且能够提高设备的工作速度。具体地讲，根据本发明实施例的坯料加工方法包括以下步骤制备用于加工的坯料；在将坯料冷却到低于600℃的温度之前对坯料的边缘区域进行火焰清理；以及对坯料进行后加工。
文档编号B23K7/06GK102791401SQ201180008726
公开日2012年11月21日 申请日期2011年3月11日 优先权日2010年2月8日
发明者朴永善, 金成演 申请人:Posco公司