专利名称：薄扁平制品轧制法和有关轧制线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种薄扁平轧材轧制法和有关轧制线。
本发明用于扁平轧件领域，例如带材或片材，更具体地说，可以获得薄型最终制品，厚度大约1.5-3.0mm，最薄的小于1mm，甚至仅为0.6-0.7mm。
现代化的扁平轧材轧制线有两种，一种是传统式，其板坯加热炉与铸锭机分开，连接轧制机组，另一种型式则是轧制机组直接连接连铸机。
通常，这种轧制线的标准构型有下游的连铸机与剪切机，保温，有可能是温度恢复系统，粗轧机组包括若干机座，通常在一与三台之间，保温和均衡系统及粗轧机组通常包括有四到十台机座，后面是冷却系统和卷取机，制成带卷轧材。
轧制线除了这些主要组成部分外，通常还有快速加热装置，例如感应电炉，在温度恢复系统的出/入口有氧化起鳞装置，边缘加热装置，事故剪切机，中间卷取机，尺寸测量装置以及其他操作和/或修整装置，这些当前工艺已采用，而且为精通这一领域的人们所熟知。
在扁平轧材方面，制成最终厚度约为1.0-1.5mm带材或片材已作了广泛探索，并在成品质量方面取得的成果，事实可以认为令人满意。
应当认为，在精轧机组入口通常设有温度均衡和温度恢复系统，通过这种系统才有可能确定制品极为严格和精密的条件；这样保证，例如制品在奥氏体状态γ最佳合理轧制条件下和从奥氏体状态γ到铁素体状态α大大消除同素异形变化阶段的热态条件中，完成轧制厚度的至少第一轧制道次(轧槽)。
这项要求源于需要保持轧制力与轧制力矩的恒定值，以便轧制机座工况恒定，从而使轧材质量稳定。
但是，当前市场的倾向是要求更薄的最终产品，厚度小于1.0mm，到0.6-0.7mm甚至更薄，对于传统厚度的制品，如在1.5-3.0mm范围，而要有特殊的机械和冶金特性。
轧制超薄产品表明有问题和缺点，在这之前从未想到的，即在上述型式的传统轧制线中，对成品表面和内部尺寸质量(厚度，外形和平面性)有很大影响。
更精确地说，已经查明，达到这类轧制厚度的精轧机组最后轧制道次(轧槽)是在最终轧制机座产品处于从奥氏体状态γ到铁素体状态α同素异形变化的条件下完成。
发生这种相变的温度主要取决于被加工钢的成分，特别是取决于含碳百分数，冷却速度和厚度轧制顺序。
实践中经常发现大多数情况下，即在低含碳量的钢中，同素异形变化开始温度大约为800-880℃。
因此，在这种温度下，当产品正处于从状态γ向状态α变化过程中，进行轧制操作是很不妥当的。
这是因为产品结构缺乏均匀性，还由于厚度很薄，导致制成的产品无论是表面，还是内部质量都很低劣，平面性不够，纵向不均匀，有裂纹和龟裂，尤其是在带材边缘更明显，以及其他问题。
直到现在，这些问题阻碍了扁平轧材的生产，无论是薄型，还是特薄型，具有高标准质量为特征的产品。
另外，还由于节约生产的原因需要保持轧制线的基本结构，以便有可能在同一轧制线上，尽管生产周期改变，也能得到各种各样的厚度。
为了克服这些缺点，申请人设计了这一发明，并作了具体试验，在实际解决时，没有用过量的设备和维护成本，但仍保证轧制线能生产γ相或α相的薄型和特薄型产品，也可达到正常传统轧制线所取得的，并轧制成γ相或α相的厚度，而且同样取得进一步的效益。
本发明规定表示具有各个主要权利要求的特征，而相关权利要求则阐述了主要发明方案构想。
本发明的目的是完成一种轧制法和相关轧制线，以制成薄型(1.5-3.00mm)特薄型(约0.6-0.7mm及以下厚度)扁平轧材，具有高标准表面和内部质量的特征。
本发明的另一目的是完成一条轧制线，不仅专门适用于这些厚度，还能按照计划的生产周期交替轧制上述厚度的产品以及厚度更为普通的产品，例如2.0-12.7mm范围和20-25.4mm以下的产品。
采用实现本发明方法的轧制线，有可能至少在精轧装置部分中，按照最终产品情况，在奥氏体区(γ相)和铁素体区(α相)轧制。
根据本发明第一实施例，在加热和保温炉后面有一或二台粗轧或预精整机座。
按照本发明连铸机生产的板坯，厚度在50与90mm之间，送到加热和保温炉。
当板坯厚度在50与60mm之间时，按照本发明，只采用一台粗轧或预精整机座，而对60与90mm之间的厚度，通常则采用两台或两台以上的粗轧或预精整机座。
换句话说，预精整机组至少包括有一可逆式机座，前后有热绕卷筒，以便完成所需数量的预精整道次。
本发明的加热和保温炉只要定能容纳全部一钢包所铸产品，或板坯只要是所需数量的带卷预定产品。
按照本方案，在加热和保温炉上游，有一储蓄和加热炉，使有可能供给冷负荷，或容纳一钢包所铸板坯，或供给厚板坯，或80与200-250mm中间厚度的板坯。
按照本方案，在预精整机座正在轧制的板坯与下一板坯之间有一焊接系统，从而完成加工的连续性。
按照本发明，在粗轧机组下游，有一隧道炉，以均衡温度。
按照本发明第一实施例，在隧道炉下游，有一温度调节和调整系统。
该温度调节和调整系统使按照最终产品厚度离开10与50mm之间厚度的粗轧机组条材达到所需温度，以便按照选择必须进行轧制的范围，至少在奥氏体或铁素体区进行部分精轧。
按照本发明，10与15mm之间厚度用于取得0.6与1.0mm之间最终厚度，而15到20-25mm厚度则用于得到1到3mm的最终厚度。
而20-25mm与50mm之间厚度可达到的最终厚度则在3.0与25.4mm之间。
按照第一方案，全部精轧(也就是说，在精整机座进行轧制)在奥氏体或铁素体区进行。
温度调节和调整系统包括条材均匀加热和冷却装置；这是因为要用来加热条材，以得到奥氏体区薄带材，也就是说，在轧机出口带材温度高于奥氏体-铁素体转变点。
这样，有可能生产甚至奥氏体区的0.6mm厚度。
相反，如果条材在铁素体区轧制，则必须进行冷却。
本发明设有这些加热和/或冷却装置，也就是说，这种装置可控制条材温度，分别连接加热-调整和/或冷却-调整装置。
在温度调节和调整系统后面，本发明还设有五到七台精轧机座，其下游是冷却系统，绕卷系统以及卸卷系统。
在第二方案中，温度调节和调整系统，即条材温度控制装置布置在精轧机座中间位置。
按照本方案，温度调节和调整系统可置于第一机座之后，或随后这台或那台机座后面，条件是在温度调节和调整系统后面至少有一台精轧机座。
这样以来，精轧装置分为两部分，即第一精轧部分和第二精轧部分。
如果只使用第一精轧部分，可在奥氏体区充分完成普通轧制法。
当两种精轧部分都使用时，则铁素体区(α相)产品在第二精轧部分完成轧制道次。
在第二种情况下，精轧机组第一部分可根据生产线要求，用来使中间产品厚度逐渐达到大约1.0-1.4mm数值。
精轧机组第二部分可使产品厚度达到最终需要值，例如0.6-1.0mm，或接近需要值的其他厚度。
根据第一实施例，在精轧机组第一部分与第二部分中间段中，至少有一冷却系统。
计算的中间段长度和冷却系统作用强度应保证，在生产薄制品时，进入第二精轧部分的产品实际处于铁素体状态α。
在第一和第二精轧部分之间加入中间冷却系统，在生产薄型或特薄型制品时，会造成中间产品温度下降。
因此，在第一轧制道次已轧制在奥氏体状态γ的产品达到铁素体状态α，在这种状态下，产品进行最后轧制道次。
按照本发明另一实施例，在精轧机组两部分中间段中，产品进行热处理，使其全部或几乎全部回到奥氏体状态γ。
在这种情况下，在精轧机组第二部分下方，有一冷却装置，其结构和尺寸应保证成品正确冷却后，再绕成带卷。
根据本发明，在精轧装置下游，紧接有一卷取装置，装有单卷筒或转盘式双卷筒。
卷取装置包括旁通和排除装置，供薄带材使用，也就是说，厚度在3mm以下，而对较大的厚度则采用传统方法。
卷取机位置紧接在精轧装置后面，用来控制带材温度，以便不因辐射强度而低于需要值。
卷取装置与剪切装置相联，紧接在它的上游。
不管任何所需最终厚度，本发明均可做到能轧制大大消除同素异形变化阶段的热态产品，从而避免上述不利情况，保证更好的轧制条件。
当所需最终厚度在1.0-1.5mm或大于该值范围，而且按照传统技术进行轧制时，精轧机组第二部分排除在外，产品在离开第一部分完成的轧制道次，并由第一部分下游冷却系统按传统方式进行冷却时已经制成。
按照本方案，在精轧机组第二部分下游，卷取装置之前，有一尺寸较小的第二冷却系统，目的是精整热态产品，然后绕成带卷。
按照本方案，当要求轧件具有特殊延展性机械性能，而后又不用热处理时，在精轧机组第二部分进行轧制的是α相产品，即使产品不是很薄，例如2.0-3.0mm范围。
提出附图作为非限制性示例，表示本发明一些最好实施例，具体如下
图1为扁平轧材具体传统式轧制线示意图；图2为本发明第一实施例轧制线；图3为图2所示实施例方案；图4为本发明另一实施例。
附图分别表示扁平轧材传统轧制线10及其概略和简化的形式。
图1为传统式的轧制线10。
如图2和3所示本发明轧制线10的型式是轧制直接连接连铸机，这时更为有利的是它装有软轧制系统。
图4所示轧制线10的型式是该线设有炉子22，储蓄和加热厚板坯或中间厚度为80与200-250mm之间板坯，出口连接轧制机组，还可能通过给料装置23和给料装置23a分别与连铸机和冷装料系统相连。
连铸机11装有软轧制装置12，用于离开钢锭模13的板坯，随后是剪切机14和加热保温炉15。
在剪切机14之前，还可能有其他系统，例如除鳞装置或其他系统。
按照本发明，在剪切机14与炉子15之间和/或铸造机出口与剪切机14之间，加入除鳞系统25更为有利。
在加热保温炉15出口，有一除鳞系统25，随后是粗轧或预精整机组16，在这种情况下包括有两台机座17，可完成铸件厚度第一次轧制。
按照本方案，粗轧机组16为可逆式，与上游和下游的热绕卷/开卷系统协同操作，因为这种系统系当前熟知工艺，故此处未予列出。
在粗轧机组16下游，有一均衡温度的隧道炉系统18，用来向精轧机组19送料，它至少包括三道轧制道次(轧槽)，所送产品温度均匀，热态适当，沿纵向，也可在横向段进行。
在精轧机组19上游，隧道炉18下游，至少有一除鳞系统25。
在图2所示实施例中，温度均衡系统，即隧道炉18布置的，至少要使精轧机组19第一道次完成的产品在奥氏体状态γ，从而保证这样的轧制条件，确保制成的产品达到冶金和尺寸质量均优的程度。
在这种情况下，精轧机组19包括七台轧制机座17，随后是冷却系统20，这时，还有完成带卷的地下卷取机21。
轧制厚度约为0.6-0.7mm薄产品时，图1所示型式的精轧机组119最后轧制道次完成的产品是在从γ状态到α状态同素异形变化区，因而在产品质量方面产生很大问题，常常造成获得的最终产品不合格。
按照本发明，在图2-4实施例中，对于小于3.0mm的厚度，紧接精轧机组19出口，有一卷取装置26，上游是剪切装置27；如果轧制较大的厚度，可从轧制线中排除两台装置26和27。
剪切装置27和卷取装置26可置于快速冷却装置28前面，为简化起见，只在图3中列出。
如本发明图2和4所示轧制线10包括一精轧机组19，由两部分构成，分别是19a和19b，中间是温度调节和调整系统24。
在图2所示情况下，温度调节和调整系统24由一冷却系统组成。
在这种情况下，包括五台轧制机座17的第一部分19a，对可能需要，也可能不需要第二部分19b进一步轧制道次的厚度进行渐进轧制。
例如，在生产1.0-1.5mm或以上范围的产品时，如果用基本传统方式进行轧制，则产品以成品状态离开第一部分19a，并在温度调节和调整系统24中冷却，然后绕成带卷，而第二部分19b操作则从这一过程中排除。
生产厚度约为0.6-0.7mm薄型和特薄型产品时，产品离开厚度大约1.0-1.4mm第一部分19a组成的五道次，然后在温度调节和调整系统24中冷却，使从同素异形γ相过渡到α相，再在第二部分19b组成的两道次精轧，使之达到所需最终厚度。
因此，进行最后轧制道次的产品在铁素体状态α，而这种状态保证获得的产品在冶金和尺寸方面具有高标准质量的特征，致使产品经简单酸洗处理后便适合用于压制。
在某些情况下，甚至酸洗也可省掉。
按照本方案，在精轧机组19第二部分19b进行轧制的产品在铁素体状态α，厚度约为2.0-3.0mm，提供的轧件，虽然不是特薄，特殊的冶金和机械性能。
显然，轧道数-第一部分19a为五道，第二部分19b是二道-纯属示例，因为进入精轧机组19时的产品尺寸，要达到的最终厚度，材料种类等可采取各种组合。
事实上，按照本发明，在有七台机座情况下，下列组合是可能的2+5；1+5和一台禁用的；1+6等。
当机座数量有多、有少时，根据每种情况达到的组成将取决于周期及所需效果。
按照本发明，第一部分19a轧制道次数在1与7之间，而第二部分19b轧制道次数最多是6。
在图2所示实施例中，在第二部分19b下方，另有一尺寸较小的冷却系统20，适于完成成品热处理，然后进行下面的卷取工序。
在图4所示方案中，温度调节系统24布置在精轧机组19第一部分19a与第二部分19b中间，还有一加热系统，它可从轧制线中排除，以便呈现在不干扰位置24a，或可进行临时开关。
在加热系统接通情况下，温度调节和调整系统24作用在从γ状态到α状态同素异形变化阶段时离开第一部分19a的产品，使产品回到奥氏体状态γ，以便在第二部分19b完成最后轧制道次，得到恰是奥氏体阶段的薄带材。
在该实施例中，第二部分19b后面是冷却系统20，其结构和尺寸使轧制成品达到要绕成带卷的合适温度。
当绕卷带材厚度小于1.0mm时，采用的卷取装置26不是传统型式，例如包括的转盘有两个绕卷筒，交替操作，以避免这种轧制厚度的带材进入传统式地下卷取机可能发生的问题。
在图3所示实施例中，布置的温度调节和调整系统24紧接在隧道炉18的下方，该系统包括有加热与冷却装置。
权利要求
1.薄扁平制品的轧制方法，用于生产扁平轧材，如带材或片材，其最终厚度范围为0.6-1.5mm或更大，达到2.0-3.0mm，其适用于加工材料厚度高达25.4mm的工厂，如果从连铸机直接而来，本方法适用于厚度50mm与90mm之间的板坯，如果从板坯储蓄和加热炉(22)进料，则适用于厚度更大的板坯，厚度在80与200-250mm之间，本方法包括至少第一热处理，粗轧或预精整道次，由一道或一道以上厚度轧制道次组成，温度均衡处理和精轧机组(19)精轧道次，由至少三道轧制道次组成，精轧道次后面是冷却工序和扁平成品绕卷工序，粗轧或预精整道次最终产品在奥氏体γ状态，本方法特点在于在同一精轧线(10)中，进行所需的精轧轧制，其至少部分处于铁素体阶段或奥氏体阶段。
2.如权利要求1的方法，其中在铁素体阶段或奥氏体阶段，精轧规定在精轧机组(19)与温度调节和调整系统(24)中间位置以所需方式进行。
3.如权利要求1的方法，其中在铁素体阶段或奥氏体阶段，精轧规定在精轧机组(19)与温度调节和调整系统(24)上游以所需方式进行。
4.如权利要求1到3中任一的方法，其中温度调节和调整工序至少包括产品冷却工序，使在第二精轧工序入口的全部产品基本达到铁素体α状态。
5.如权利要求1到3中任一的方法，其中温度调节和调整工序至少包括产品加热工序，使在第二精轧工序入口的全部产品基本回到奥氏体γ状态。
6.如上述任一权利要求的方法，其中在生产最终厚度约为0.6-1.0mm扁平轧材时，产品厚度约为10-15mm进入精轧工序，并预先要进行除鳞处理。
7.如权利要求1到5中任一的方法，其中在生产最终厚度1.0mm以上，3.0mm以下的扁平轧材时，产品厚度约为15-25mm进入精轧工序，并预先要进行除鳞处理。
8.如权利要求1到5中任一的方法，其中在生产最终厚度3.0到25.4mm的扁平轧材时，产品厚度约为25-50mm进入精轧工序，并预先要进行除鳞处理。
9.如上述任一权利要求的方法，其中精轧工序包括三道到七道轧制轧道。
10.如上述任一权利要求的方法，其中温度调节和调整系统(24)以后的精轧工序包括一道到六道轧制轧道。
11.如上述任一权利要求的方法，其中在精轧工序下游，厚度约为0.6-3mm的带材在快速冷却工序后立即绕成带卷。
12.如上述任一权利要求的方法，其中在第二精轧工序下游，要有快速冷却处理。
13.生产薄扁平轧材，如带材或片材的轧制线，用于制成扁平轧材，其最终厚度范围为0.6-1.5mm或更大，达到25.4mm，轧制线采用如权利要求1到12中任一项的方法，如果从连铸机直接而来，轧制板坯厚度在50与90mm之间，如果从板坯储蓄和加热炉(22)进料，则厚度更大，在80与200-250mm之间，轧制线包括维护和可能加热系统(15)，粗轧或预精整机组(16)，由一台或一台以上机座(17)组成，温度均衡系统(18)与制成最终厚度的精轧机组，精轧机组后面是冷却系统和地下卷取装置(21)，轧制线特点在于精轧机组(19)与中间产品温度调节和调整系统(24)协同操作。
14.如权利要求13的轧制线，其中温度调节和调整系统(24)紧接在精轧机组(19)上游。
15.如权利要求13的轧制线，其中温度调节和调整系统(24)布置在精轧机组(19)初轧机座与终轧机座的中间位置。
16.如权利要求13到15中任一的轧制线，其中温度调节和调整系统(24)至少包括有中间产品加热装置。
17.如权利要求13到16中任一的轧制线，其中温度调节和调整系统(24)至少包括有中间产品冷却装置。
18.如权利要求13到17中任一的轧制线，其中在精轧机组(19)上游有除鳞装置(25)。
19.如权利要求13到18中任一的轧制线，其中在粗轧或预精整机组(16)与精轧机组(19)之间有加热和温度均衡隧道炉(18)。
20.如权利要求13到19中任一的轧制线，其中粗轧或预精整机组(16)顺序包括一台或一台以上机座。
21.如权利要求13到19中任一的轧制线，其中粗轧或预精整机组(16)包括有可逆式机座，上游和下流有热绕卷筒。
22.如权利要求13到21中任一的轧制线，其中精轧机组(19)包括第一精轧部分(19a)，温度调节和调整系统(24)以及第二精轧部分(19b)。
23.如权利要求13到22中任一的轧制线，其中第二精轧部分(19b)至少可从轧制线中暂时排除。
24.如权利要求13到23中任一的轧制线，该线与厚度高达250mm的厚板坯储蓄和加热炉(22)协同操作。
25.如权利要求13到24中任一的轧制线，其中在精轧机组(19)下游紧接有薄轧材卷取装置(26)，位于剪切机(27)和快速冷却系统前面。
全文摘要
薄扁平轧材轧制法用于生产扁平轧材,其最终厚度范围为0.6—1.5mm或更大,达到2.0—3.0mm,其性能指标适合加工25.4mm以下的厚度,如果从连铸机直接而来,适用于厚度50与90mm之间的板坯,如果从板坯储蓄和加热炉进料,则适用于厚度更大的板坯,厚度在80与200—250mm之间,包括第一热处理,粗轧或预精整道次,温度均衡处理和精轧机组精轧道次,由三道轧制道次组成,精轧道次后面是冷却工序和扁平成品卷取,粗轧或预精整道次出口产品在奥氏体γ状态,精轧道次在轧制线进行,部分在铁素体阶段或在奥氏体阶段。
文档编号B21B45/00GK1195584SQ9810448
公开日1998年10月14日 申请日期1998年2月19日 优先权日1997年4月10日
发明者保罗·鲍维格, 布鲁诺·迪·朱斯托 申请人:丹尼利机械设备股份公司