带钢生产方法及其设备的制作方法

专利名称：带钢生产方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带钢生产方法，其中钢水在连铸机中被铸成板坯并利用铸造热量地使板坯通过炉装置，随后在粗轧机中进行粗轧并在精轧机中将其轧制成具有理想成品厚度的带钢。本发明还涉及一种与所述方法一起使用的设备。
欧洲专利申请EP0666122公开了这样的方法。
本发明特别适用于厚度小于150mm的、尤其是小于100mm的且最好是40mm-100mm厚的薄板坯。
在EP0666122中描述了这样一种方法，其中在通过隧道炉进行完均匀化处理后，在若干热轧工序中轧制连铸的薄钢坯，即在奥氏体区内将薄板坯轧制成厚度小于2mm的带钢。
为了利用现行轧机机组和轧制设备获得这样的成品厚度，有人提议至少在第一轧机机架后且最好是通过感应电炉再加热带钢。
在连铸机和隧道炉之间的是一台剪切机，可以利用这台剪切机将连铸薄板坯切割成长度大致相同的坯料段，使这些坯料段在隧道炉中在大约1050℃-1150℃的温度下经受均匀化处理。在离开隧道炉后，如果需要，可以再次将坯料段切割成两段其重量分别对应于被生产的带卷卷重的板坯段。将每个半板坯段轧制成具有理想成品厚度的带钢并随后由设置在轧机后的卷取设备卷绕成带卷。
本发明的目的是发明一种提供了更多可能性的上述已知类型的方法，利用该方法还可以更高效地生产带钢。为此，本发明方法的特征在于a．对于铁素体轧制带钢的制造来说，在粗轧机中且在奥氏体区内轧制板坯并在板坯在奥氏体区内经过轧制之后将其冷却到钢基本上具有铁素体组织的温度，然后在精轧机中以基本上对应于精轧机的输入速度和随后的压下量的速度轧制带钢、板坯或板坯的一部分，并且是在至少一架精轧机架中是在铁素体区中进行轧制的；b．对于奥氏体轧制带钢的制造来说，离开粗轧机的带钢被加热到或使其温度保持在处于奥氏体区内的温度并在精轧机中基本上是在奥氏体区内被轧制到成品厚度，随后带钢被冷却到位于铁素体区内的温度；将达到所需成品厚度后的铁素体轧制带钢或奥氏体轧制带钢剪切成随后被卷取的具有理想长度的数段。
在本文中，“带钢”一词被定义为在达到理想成品厚度之后和之前厚度减小的板坯。
最好作为连续轧制过程或半连续轧制过程地实施本发明的方法。
本发明基于以下的新创见。
一个新认识是这样的可以如此地实施根据现有技术只能利用其来生产热轧带钢的方法，即除了奥氏体轧制带钢外，还可以在利用基本相同的设备的情况下通过上述方法获得具有冷轧带钢性能的铁素体轧制带钢。
这开创了在本身已知的轧制设备中生产出品种更丰富的带钢的可能性，更确切地说，可以利用该方法生产出在市场上具有明显提高的附加值的带钢。另外，如以下将要解释的那样，此方法在轧制铁素体带钢的情况下特别有利。
第二个新见解是基于这样的认识可以通过一种其中不是采用分卷轧制而是采用在半连续或连续过程中将至少一块板坯轧制成一条具有理想成品厚度的带钢的方法获得许多优点。半连续过程应被理解为这样一种过程，即至少在精轧机中连续地将单块板坯轧制成具有成品厚度且具有普通带卷尺寸的多个带卷，较好的是多于三卷，最好多于五卷。在连续轧制过程中，板坯或在粗轧机后的带钢被连接起来，从而可以在精轧机中实现连续轧制过程。
传统带钢生产方式的基础是一个也利用EP0666122中所述的方法并通过将扁铸坯切割成具有所需卷重的板坯段而生产出的热轧带卷。这种热轧带卷通常重16吨-30吨。此生产方法具有严重的缺陷，其中一个缺点是，在所获带钢的大宽/厚比的情况下，板型控制或者说在整个带钢宽度上的厚度变化是很难控制的。当带钢穿入和穿出精轧机时，板型控制尤其成问题。由于材料流动的不连续性且更确切地说是带钢中应力和温度变化的有关不连续性，待轧热轧带钢头尾的性能在精轧机中是与带钢中部不同的。实际上，为了试图使具有不良形状的带钢头尾尽可能短而采用了先行控制方案和自适应控制方案以及许多个模型。尽管设想出了这些措施，但是每卷带钢的头尾还是必须被切去，它们总计起来有数十米长。在这些头尾废料中，厚度变化至少比允许值高四倍。
在目前所用的设备中，奥氏体轧制带钢的约为1200-1400的宽/厚比被认为是在实践中所能获得的最高值，这是因为更高的宽/厚比会导致在达到稳定轧制状态之前有太长的带钢头尾，因而会有高的废品率。
另一方面，由于在制造奥氏体轧制带钢(热轧带钢)和冷轧带钢时的材料利用率，在厚度不变或厚度减小的情况下，需要更大的宽度。市场上要求2000或更大的宽/厚比，但是由于上述原因，实际上不可能用现有技术获得这样的宽/厚比。
可以通过本发明的方法，在一个不中断的或连续的轧制过程中，于奥氏体区内粗轧优选地来自炉装置的钢带，，然后在精轧机中将带钢轧制到成品厚度，随后在剪切设备中将其剪切成具有理想长度的钢带并进行卷取。
在半连续过程中，使具有有效长度的板坯在炉装置中经受均匀化处理并随后在离开炉装置后接受粗轧和精轧，其中最好不出现中间存储，而是将板坯直接送往粗轧机和精轧机并在那里接受轧制。
具有传统厚度的板坯的浇注速度约为6m/min。但是，最好至少以一个基于综合浇注速度的约为12m/min的轧制速度进行精轧。这可以通过采用多流式浇注机或多台浇注机来实现。同时形成的板坯可被连成一条连续的钢坯。另一个替换方案是在使板坯经过粗轧后再将它们连接起来，或者与一个具有暂时存储功能的带卷开卷箱联用。在这两种情况下，可以在精轧机中建立连续轧制过程。
还可以在使用多流式浇注机或多台浇注机的情况下连续装填炉装置并在任何时候都采用半连续轧制过程。当然，也可以通过切割短板坯而逐卷地制造带钢，尽管这无法提供所有半连续方法或连续方法的有益效果。
半连续轧制过程或连续轧制过程具有许多优点。
在已知的逐卷轧制的方法中，在轧制后被卷取的每条钢带必须被送入轧机中。如果需要生产很薄的成品带钢，则当将带钢送入轧机时，轧辊放置在另一轧辊的顶部并通过轧辊和轧机的弹性变形获得成品厚度。除了难于控制成品厚度以外，已知方法还有其它的缺点，如输入速度低且不可能在轧制中进行润滑，这是因为润滑减弱了摩擦以致轧辊在带钢上打滑。
在一个连续或半连续的轧制过程中，在送入带钢后，将所述带钢轧制成许多个带卷。现在可以每次无润滑地送入带钢，随后在轧制过程中进行润滑。在轧制中进行润滑具有许多优点，如减少轧辊磨损、降低轧制压力并因此获得更薄的成品带钢、在带钢的整个横截面内得到改善的应力分布且进而更好地控制织构。
另外，连续或半连续的轧制过程具有可达到更大的成品带钢的宽/厚比、更小的中心凸厚部分和带钢在终轧道次后的出口速度更高等优点。
试验、模拟和数学模型表明，可以通过此方法获得大于1500的且优选地大于1800的宽/厚比并可在足够高的轧制速度下获得大于2000的奥氏体轧制带钢宽/厚比和铁素体轧制带钢宽/厚比。最好采用其在离开连铸机的结晶器时的厚度为40mm-100mm的薄板坯。尤其是与在选择结晶器的形状时的更大自由度和更好地控制结晶器内钢水的流动有关地，最好在板坯仍具有液芯的状态下，在离开结晶器后对板坯进行压下(软压下-LCR)。压下率通常为20％-40％。进入炉装置时板坯的优选厚度为60mm-80mm。结果表明，可以在到达奥氏体区之前将具有处于上述范围内的厚度的薄板坯轧制到不超过0.6mm的成品厚度。当板坯或带钢的宽度为1500mm或1500mm以上时，与现有技术相比可以由此获得2500的宽/厚比。
对于本领域中的技术人员来说，显然还可以获得较小的但仍然大于可通过现有技术获得的1500的宽/厚比。
本发明的特征不只是可以获得高的宽/厚比，而且还可以在奥氏体区内获得比原先认为可能获得的且实际可获得的厚度小很多的成品厚度。
当在奥氏体区内进行轧制时(也称为热轧)，严格要求防止在同时存在奥氏体和铁素体的温度范围内进行轧制，这是因为在这个所谓的双相区内，材料的结构是不可预测的。这样作的一个重要原因是在温度从约910℃起下降的情况下，奥氏体组织的含量很迅速地降低。根据碳含量，在约850℃,80％以上的钢转变成铁素体。
当在双相区内进行轧制时即在主要为850℃-920℃的温度区域内进行轧制时，奥氏体成分和铁素体成分因温度在带钢的整个横截面内不可避免地分布不均匀而不均匀地分布。由于从奥氏体向铁素体的转变与温度效应、体积效应和可成形性效果相关联，所以不均匀的奥氏体-铁素体分布意味着很难控制的带钢形状和带钢组织。为了避免在双相区内的轧制，不在奥氏体区内将带材轧制到小于1.5mm的厚度，在特殊情况下是不轧制到小于1.2mm的厚度，这是公知常识。半连续或连续的轧制过程开创了在奥氏体区内获得可达0.6mm厚的带钢的途径。最好使用其厚度在上述范围内的薄板坯。实际上，在炉装置中将板坯均热到一个在1050℃-1200℃之间的温度且最好是1100℃-1200℃之间的大约1150℃温度。由于连续或半连续的轧制过程，带钢在设备中受到连续引导，甚至最好直接在定尺剪切带钢的剪切机之前和之后引导带钢。因此，可以不存在因空气动力作用而无法控制带钢的危险地保持高的轧制速度。结果表明，可以很容易地在离开精轧机的终轧机架的出口速度小于25m/s的情况下获得0.6mm-0.7mm的在奥氏体区内的成品厚度。根据精轧轧机的机架数目和钢的成分，也可以在出口速度为20m/s的情况下获得上述值。
本发明的方法很有效地利用了使用薄板坯的事实。在传统热轧中使用的是厚度约为250mm的板坯。这样的板坯在其所有的边缘上具有约100mm宽且其中温降约为50℃的边部，这意味着相当宽的边部明显冷于中部。这样的板坯的奥氏体区轧制只可能在这些边部进入奥氏体-铁素体双相区后进行。在薄板坯中，这些边部明显比较小，几毫米，并且在此区域内的温降(几度，5℃-10℃)也是很小的。当在奥氏体区内轧制薄板坯时，获得了明显较大的奥氏体加工区。
本发明的方法也具有与板型有关的优点。为了良好地引导带钢穿过各机架，带钢具有所谓的中心凸厚部分，即带材的中间略厚。为了防止长度方向上的变形，中心凸厚部分应该在轧制过程中具有固定不变的值。在减小带钢厚度的情况下，这意味着中心凸厚部分的相对值增大。这样高的相对中心凸厚部分是不希望出现的。另一方面，对带钢侧面的引导不可能在薄带钢的情况下实现。
在本发明方法中，带钢被连续地引至卷取机，从而不需要引导带钢的侧面且带钢具有较小的中心凸厚部分就行了。
本发明的方法生产出了具有组织(在奥氏体区轧制到成品厚度)和成品厚度(小于1.2mm且最好小于0.9mm)的新结合的带钢。这样的带钢具有新的用途。
迄今为止，对于厚度小于1.2mm的带钢的应用来说，通常的作法是将奥氏体轧制带钢冷轧到成品厚度，在这些情况下无法获得可通过冷轧获得的表面质量和可加工性。
这种应用的例子是只要求有限的可加工性和/或表面质量的钢制元件，如中心加热用的散热片、汽车的内部构件、建筑业用的屋面板、滚筒和管件。
因此，本发明的方法生产出了可用于目前使用非常昂贵的冷轧带钢的应用场合的新的钢品质。
本发明方法的另一个优点是它适用于生产其厚度迄今为止还不能直接获得的如汽车工业中所需的高强度钢。为了制造小厚度的高强度钢，众所周知的是轧制奥氏体带钢，随后将其冷轧到所需厚度，接着通过将带钢再加热到奥氏体区，然后控制冷却以获得理想的强度性能。
通过本发明的方法，可以直接制造出具有理想厚度的高强度钢。如上所述，薄板坯具有很均匀的温度分布，这使得薄板坯一方面可以获得很小的成品厚度，而另一方面可以在结构均匀的情况下在双相区中轧制。结果，即使在双相区内，也可以在带材很薄的情况下获得均匀且可控制的组织。通过结合钢成分(沉淀形成元素)和冷却地选择轧制温度和轧制压下量，可以低成本地高效生产理想的高强度钢。还可以直接生产出具有普通厚度的高强度钢。这种薄的高强度钢对于要求与安全性和能耗有关的高强轻型结构的汽车领域来说尤其重要。这也打开了使汽车采用新的框架结构的途径。这样的高强度钢的例子是所谓的双相钢和其性能和成分在此被引用为参考的TRIP钢。因此，在制造小厚度的高强度钢的生产中，轧制是在双相区内进行的。此方法是本发明的一个实施例且被认为落于步骤b中。
在本发明方法的一个实施例中获得了与均匀化温度、轧制速度和精轧机出口温度有关的较大的加工区域，其中在铁素体区内进行至少一个压下步骤。
在这方面，一个其中至少75％且最好至少90％的材料具有铁素体组织的温度区被认为是铁素体区。最好避免同时存在两个相的温度区。另一方面，最好在如此高的温度下进行铁素体轧制步骤，即钢在卷取后在卷中再结晶。对于碳含量高于大约0.03％的低碳钢来说，卷取温度为650℃-720℃。对于碳含量低于0.01％的超低碳钢来说，卷取温度最好为650℃-770℃。这样的铁素体轧制带钢适于替换传统的冷轧带钢或者它适于作为以已知方式进一步冷轧的原材料和用于已知用途的原材料。
在低碳钢的情况下，铁素体轧制步骤产生了这样一种带钢，即当它在带卷中再结晶时，它具有粗晶组织并因此具有较低的屈服点。这样的带钢很适于进一步通过传统的冷轧工艺进行加工。假设它足够薄，所述带钢还适于替换许多现有用途所用的冷轧带钢。
采用超低碳钢(碳含量小于约0.01％)的优点是它在铁素体区内具有低的高温变形阻力。另外，这种钢提供了在宽温度范围内进行单相铁素体轧制的可能性。因此，当本发明用于超低碳钢时，本发明所述的方法可以很利于生产出具有良好变形性能的带钢。
可以用传统方式进一步地处理所获得的带钢，如酸洗、可能的冷轧、退火或涂覆金属涂层和回火轧制。还可以给带钢涂覆有机涂层。
本发明的半连续或连续方法提供了使用单台设备实施许多种根据温度和所选轧制区而生产出新性能带钢的工艺的可能性。可以在奥氏体区轧制带钢或在双相区内奥氏体-铁素体轧制带钢或主要是在铁素体区内轧制带钢。就温度来说，这些区域几乎连在一起，但是在这些区域内的轧制产生了具有各种不同用途的带钢。
当本发明的方法被用于连续轧制的例子中时，它特别有优势。在半连续轧制的实施例中，轧制具有有效长度的板坯。这样做的原因是，在目前可获得的连铸机中，连续料流量不足以供应轧制过程所需的料流量。
尤其是为了控制在结晶器中的流动以提高内清洁性和表面质量，可以采用两个或更多的EMBR极。也可以在获得相同的有益效果的情况下通过采用真空包而无论是否与一个上述的EMBR联合使用地实现对结晶器内钢水流动的控制。
采用EMBR和/或真空包的另一个优最是可以由此获得较高的浇注速度。
表面上看起来，一个极其简单的反馈控制就足以控制带型了。
在步骤a中，最好在离开精轧机后，在卷取机中于650℃以上的卷取温度下将铁素体带钢卷成一个带卷。接着，带钢可以在卷中发生再结晶；这使得一个额外的再结晶步骤变得多余了。
与钢的铁素体轧制和奥氏体轧制有关的一个基本问题是结合轧制工序的数目和每道压下量的钢温控制。
本发明所提出的方法可获得这样的优点，即如果适当地选择从奥氏体区到铁素体区的转移厚度，则避免了在奥氏体和铁素体并存且奥氏体转变为铁素体的所谓双相区内进行不希望有的轧制。
由于适当地选择了炉装置内的均匀化温度、压下工序和轧制速度，可以在钢温不降低到转变温度以下的情况下获得理想的总压下量。由于奥氏体成分在从奥氏体区开始冷却的高温下比温度在转变点附近更低地靠近全铁素体组织时更依赖于温度，所以这是更重要的。
这使得在精轧工序中在相对地大大高于转变温度的温度下开始铁素体轧制成为可能，由此存在着百分之百的铁素体，这是因为只存在着无损于最终产品性能的极少量奥氏体。另外，在此温度范围内的铁素体数量只是在有限程度上由温度决定。在全奥氏体轧制时，主要焦点是使钢温高于最低的温度。当选择在铁素体区内的至少一个压下步骤时，只要求不超过某个最高温度就行了。这样的要求通常更容易满足。
这还获得了这样的效果，即尽管是在铁素体区内进行轧制，可以使在整个铁素体轧制过程中的温度高于或接近在卷中发生自然再结晶的温度。实际上，尽管在某些高碳含量的情况下转变温度为723℃，但是在允许高奥氏体富集如10％富集的情况下，可以在约750℃-800℃的温度下甚至接近850℃的温度下开始铁素体轧制的精轧过程。
如果需要的话，当钢种为其碳浓度小于约0.04％的ULC或ELC时，获得了与上述措施联合实施的更好的自由度。
一个为选择在铁素体区中的轧制参数提供了更多可能性的本发明方法的优选实施例的特点在于，在离开精轧机后且在卷取之前，如果进行的话，将铁素体带钢加热到一个高于再结晶温度的温度且上述加热最好是通过在带钢中产生一个电流且优选地是在一台感应式电炉中实现的。通过将离开精轧机的带钢加热到理想温度且优选地将带钢加热到再结晶温度以上，允许在精轧过程中出现更大的温降。因而，在选择输入温度、每道次的压下量、轧制道次数目和任何可能的附加工艺步骤方面也获得了更大的自由度。
尤其是在低于居里点的且具有2.0mm-0.5mm的普通成品厚度的钢的情况下，感应加热是一个可利用通常可获得的装置来实施的特别适用的加热方式。
此实施例的另一个突出优点与工业用钢的薄板坯连铸机目前的浇注速度有关。在板坯厚度小于150mm，特别是小于100mm的情况下，这种连铸机的浇注速度，即扁铸坯离开连铸机的速度约为6m/min。在现有技术中，在没有特殊措施的情况下，此速度在利用按照本发明的全连续方法制造铁素体带钢时产生了问题。在精轧后加热带钢的上述方法使得接受在精轧机中的较大温降并由此以较低的输入速度进行轧制成为可能。即使是与目前所用的连铸机联用，此优选实施例也开创了全连续操作的途径。
模型试验和数学模型表明，在浇注速度至少约为8m/min的情况下，轧制铁素体带钢的全连续操作是可行的。原则上，它应该可以省去任何附加在精轧后的加热工序。但是如上所述，为了在选择轧制参数方面获得较大的自由度，也可以希望采用这样的加热步骤，特别是对带钢边缘的补热步骤。
尤其是在将此方法用于制造铁素体带钢的情况下，当浇注速度与所需的精轧机的轧制速度不同时，最好在考虑了压下量的同时将扁铸坯切分成尽可能长的板坯段。
这个板坯段的长度将在上游侧由连铸机出口侧到粗轧机第一机架入口侧的距离限定。由于可以使扁铸坯的温度均匀化，所以扁铸坯在这些情况下实际上将被切成其长度约等于炉装置长度的板坯段。在一种实际的设备中，这意味着一段约200m长的板坯，可以在连续过程中或在此处也称为半连续操作的过程中将这样的板坯段制造成约五至六卷普通尺寸的带钢卷。
一种特别适用于此的方法是用无论是否预先经过厚度压下的板坯段或扁铸坯装填炉装置。因此，炉装置就象是一个用于储存板坯、板坯段或带钢的缓冲器，这些板坯、板坯段或带钢可随后接受半连续奥氏体轧制，如果需要的话，接着没有上述头尾材料损失地接受铁素体轧制。
为了获得理想长度的板坯段，使用了一台安放在连铸机和炉装置之间的本身公知的剪切机。
为了改善扁铸坯的均匀性并使较高的粗轧机和/或精轧机的轧制速度与连铸机的产量协调，最好在步骤a中以低于出炉速度的速度将板坯或板坯段送入炉装置中。
在根据上述步骤b制造奥氏体轧制带钢或热轧带钢的情况下，必须在精轧机中且主要是在奥氏体区内轧制带钢。如上所述，在从奥氏体区开始以较小的温差进行冷却的过程中，确实出现了数量可观的铁素体。为了防止过度冷却和进而为了防止铁素体生成得太多，最好在紧随粗轧的步骤b中保持带钢的温度，或无论是否设置蓄热装置或加热装置，通过设置一个热处理装置如第二炉装置和/或至少一个热屏蔽和/或带卷开卷箱而加热带钢。
热处理装置可以设置在带钢运行路径的上方或下方，或者如果它无法在不使用时留在轧制线中，则它是可以从轧制线移开的。
模型试验和数学模型表明，在现有技术中，从技术角度出发不可能在连续过程中将厚度不超过150mm如不超过100mm的薄铸钢坯完全奥氏体轧制成成品厚度约为0.5mm-0.6mm的带钢。
根据上述条件，最好将奥氏体轧制过程分成若干个经过最佳选择的且是最协调的连续分工序。
可以通过本发明方法的又一个实施例获得上述的最佳协调性，这个实施例的特点在于在步骤b中，以高于相应浇注速度的速度粗轧钢坯，且更优选地在高于粗轧速度的速度下精轧带钢。
为了获得更好的表面质量，最好至少在步骤a和步骤b中的一个步骤中且在带钢进入粗轧机之前去除板坯表面上的氧化皮。这防止了任何在板坯表面上的氧化皮在粗轧过程中被压入表面，由此造成表面缺陷。可以在不导致不希望有的钢坯降温大的情况下采用使用高压喷水管的普通除鳞方法。
为了获得良好的表面质量，最好至少在步骤a和步骤b中的一个步骤中且在进入精轧机之前除去带钢表面上的氧化皮。如通过使用高压水喷流除去可能形成的氧化皮。其冷却效果确实对温度有影响，但是这种影响在可接受的范围内。如果需要，在铁素体轧制的情况下，可以在精轧之后且在卷取之前再加热带钢。
本发明方法的又一个优选实施例的特点在于在至少一个精轧机机架中进行润滑轧制。这获得了降低轧制力的优点，由此可以在有关的轧制道次中实现更大地压下，并且应力分布和变形分布情况在整个带钢横截面范围内得到改善。
本发明还被使用于一台用于生产带钢的设备中，它尤其适用于实施本发明所述的方法，此设备包括一个尤其适于实施前述权利要求之一所述的方法的带钢生产设备。所述设备包括一台薄板坯连铸机、一台用于均匀化铸坯的均热炉；以及无论是否被分开地包括一台粗轧机和一台精轧机。
这样的设备与EP0666122所述的设备相似。为了利用此设备获得更多的轧制参数选择的可能性，此设备最好具有一台设置在精轧机后的再加热装置，其中再加热装置最好是一台感应电炉。此实施例使得整个轧制过程极少依赖于在轧制设备中的温度变化和任何设置于所述轧制过程中的加工工序。
在制造奥氏体带钢的情况下，为了在整个轧制过程中使带钢基本上处于奥氏体区内，该设备的一个特定实施例的特点在于一个热处理装置设置在粗轧机和精轧机之间以使带钢处于较高温度或将带钢加热到更高温度。
在此实施例中，粗轧机和精轧机之间的冷却被避免或减弱，或者甚至可以进行再加热。
热处理装置可以是至少一个热屏蔽、一个绝热或可加热的卷取机或一台炉装置或这些装置的组合。
为了能够在精轧机后将奥氏体轧制带钢冷却到处于铁素体区内，另一个实施例的特点在于可以使再加热装置离开轧制线且可以用一个奥氏体轧制带钢强冷用冷却装置代替此再加热装置。此实施例获得了使整个设备长度较短的效果。冷却装置最好具有很高的单位长度的冷却能力，从而使进行铁素体轧制时的温降得到限制。
就其特点是尽可能紧接在再加热装置或冷却装置(如果有的话)之后地设置一台铁素体轧制带钢卷取机的具体实施例而论，此实施例是很重要的。
为了能够引导从精轧机出来的高速铁素体薄宽带钢以防止材料损失并改善生产能力和生产效率，重要的是可在卷取机中夹住铁素体轧制带钢的头部并在带钢从精轧机出来后尽可能快地卷取带钢。
参见一个非限定性实施例并根据附图来描述本发明，其中

图1是本发明设备的示意侧视图；图2是表示作为设备位置的函数的带钢温度变化的曲线图；图3是表示作为设备位置的函数的带钢厚度变化的曲线图。
在图1中，参考标记1表示一台用于铸造薄板坯的连铸机。在本说明书中，它是指适于铸造厚度小于150mm且最好小于100mm的薄钢板坯的连铸机。参考标记2表示一个浇包，待浇注的钢水从此浇包中流向中间包3，中间包在此实施例中为一个真空铸罐。在中间包3下方设有一个结晶器4，钢水注入此结晶器中并至少部分凝固。如果需要，结晶器4可配有电磁制动器。真空中间包和电磁制动器不是必需的且它们均可以单独使用，这两个装置提供了获得更高的浇注速度和更好的铸钢内部质量的可能性。普通的连铸机的浇注速度约为6m/min，而在设有附加装置如真空中间包和/或电磁制动器的情况下，浇注速度可期望达到至少8m/min。凝固的板坯被送入一台长度例如为200m-250m的隧道炉7中。当扁铸坯一到达炉装置7的端部，就马上通过剪切机6将其切分成板坯段。各板坯段代表一个对应于5到6卷传统带卷的带钢量。在炉装置中存在着用于存储若干这样的板坯段的如用于存储三个这样的板坯段的空间。于是获得了这样的效果，即当正在连铸机中更换浇包并不得不开始浇注新钢坯时，在炉装置后的设备段可以继续工作。与此同时，炉装置的存储功能增加了板坯段在炉内的停留时间，而这也确保了板坯段被更好地均热。板坯进入炉装置的入口速度等于浇注速度并因此约等于0.1m/s。在炉装置7后面是一台用于除去成型于板坯表面上的氧化物的除鳞装置9，它在这里为具有约400个大气压的高压喷嘴。板坯穿行除鳞装置的穿行速度和板坯进入轧机10的入口速度约等于0.15m/s。作为粗轧机的轧机10包括两个四辊机架。如果在紧急情况下需要的话，可以装入一台剪切机8。
图2示出了在离开中间包后约为1450℃的钢坯温度在传送辊道中降低到约1150℃的水平，并在炉装置中且在1150℃的温度下被均匀化。在除鳞装置9中对板坯强烈地喷水使得板坯的温度从约1150℃降低到约1050℃。这分别适用于奥氏体法a和铁素体法f。在粗轧机10的两个机架中，板坯温度在每个轧制道次中降低了约50℃，从而原始厚度约为70mm的板坯以42mm的中间厚度被轧制成厚度约为16.8mm的且温度约为950℃的带钢。在图3中示出了作为位置的函数的厚度变化。图3以毫米为单位示出了厚度。在粗轧机10后设有一个冷却装置11和一组带卷开卷箱12，如果需要，还设有一台附加的炉装置(未示出)。在制造奥氏体轧制带钢的情况下，离开粗轧机10的带钢可以暂时存储在带卷开卷箱12中并在其中被均匀化，如果需要有一个额外的温升，则在位于带卷开卷箱后的炉装置(未示出)中加热带钢。对于本领域中的技术人员来说，显然冷却装置11、带卷开卷箱12和炉装置(未示出)可以处于与上述不同的相对位置上。由于厚度减小，所以轧制带钢以大约0.6m/s的速度离开带卷开卷箱。在冷却装置11、带卷开卷箱12或炉装置(未示出)后面的是其水压约为400个大气压的且用于再次除去可能在轧制带钢表面上形成的氧化皮的第二除鳞装置13。如果需要，可以安装另一台剪切机以便切去带钢的头部和尾部。接着，将带钢送入一台可以呈彼此相连的四辊六机架形式的轧机机组中。在制造奥氏体带钢的情况下，可以通过只利用五个机架来获得所需的如为0.6mm的成品厚度。在板坯厚度为70mm的情况下，在图3的顶行中示出了在每个机架中获得的厚度。在离开轧机机组14后，通过冷却装置15强烈冷却最终温度约为900℃的0.6mm厚带钢并将该带钢卷取到一台卷取机16上。带钢进入卷取机的速度约为13m/s-25m/s。在必须制造铁素体轧制带钢的情况下，必须通过冷却装置11对离开粗轧机10的带钢进行强冷。此冷却装置也可以设置在精轧机的机架之间。无论是否在机架之间，也可以利用自然冷却。然后，带钢绕过带卷开卷箱12并且如果需要的话绕过炉装置(未示出)，随后在除鳞装置13中除去氧化皮。现处于铁素体区内的带钢的温度约为750℃。如上所述，部分材料可以仍然是奥氏体，但根据碳含量和所需的成品质量，这是可以接受的。为了将铁素体带钢加工成约为0.5mm-0.6mm的理想成品厚度，使用了轧机机组14的所有六个机架。
最好轧机机组14的至少一个机架且优选的是终轧机架具有用高速钢制成的工作辊。这样的工作辊耐磨性能强并因而在轧制带钢的表面质量良好的情况下具有长的使用寿命。所述工作辊还具有有助于降低轧制力的低摩擦系数和高的硬度。上述高硬度性能有助于可以在高轧制力下进行轧制，从而可以获得更薄的成品带钢。工作辊的辊径最好约为500mm。与轧制奥氏体带钢时的情况相比，除了终轧机架的压下量以外，在轧制铁素体带钢的情况下使用相同的每机架压下量。在铁素体轧制带钢的情况下，作为位置的函数地在图2所示的温度变化中和在图3的底行所示的厚度变化中全部示出了上述情况。温度趋势表明带钢出口温度高出再结晶温度许多。为了防止形成氧化皮，因此希望通过冷却装置15将带钢冷却到理想的卷取温度，其中再结晶仍然可以发生。如果轧机机组14的出口速度太低，则通过位于轧机机组后的炉装置18可将铁素体轧制带钢加热到理想的卷取温度。可以并排或前后地设置冷却装置15和炉装置18。还可以用另一个装置代替一个装置，这取决于是制造铁素体带钢还是奥氏体带钢。在制造铁素体带钢的情况下，如上所述，轧制是连续式的，即从轧机机组14和可能有的冷却装置15或炉装置18出来的带钢的长度大于形成单卷带钢的普通带钢长度，并且至少等于炉装置长度的部分板坯段受到了连续轧制。设置一台剪切机17以便将带钢剪切成长度对应于普通卷尺寸的长度段。通过适当地选择不同的设备组件和利用这些组件实施的工艺步骤如均匀化、轧制、冷却和暂时存储，已经发现该设备可以与单台连铸机一起工作，而在已知的现有技术中，使用两台连铸机以使有限的浇注速度与通常所用的高很多的轧制速度协调。如果需要，可以直接在轧机机组14之后设置一个附加的所谓“封闭式卷取机”，以便改善对带钢运行和带钢温度的控制。此设备适用于宽度为1000mm-1500mm且厚度约为1.0mm的奥氏体轧制带钢和宽度为1000mm-1500mm而厚度约为0.5mm-0.6mm的铁素体轧制带钢。为了存储其长度等于炉长的三个板坯段，在炉装置7内的均匀化时间约为10分钟。在奥氏体轧制的情况下，带卷开卷箱适于存储两条完整的带钢。
本发明的方法和设备特别适用于制造奥氏体薄带，例如成品厚度小于1.2mm的奥氏体薄带。由于没有因各向异性造成的耳子，这样的带钢尤其适用于进一步的铁素体轧制以便用作如饮料罐工业中的包装带钢。
权利要求
1．一种带钢生产方法，其中钢水在连铸机中被铸造成板坯并利用铸造热量地使板坯通过炉装置，随后在粗轧机中进行粗轧并在精轧机中被精轧成具有理想成品厚度的带钢，其特征在于，在连续或半连续的过程中，a．对于铁素体轧制带钢的生产来说，使板坯在粗轧机中在奥氏体区内被轧制，并且在奥氏体区轧制之后被冷却到钢基本上具有铁素体组织的温度，带钢、板坯或板坯的一部分在精轧机中以基本上对应于精轧机入口速度和随后的压下量的速度进行轧制，并且在至少一架精轧机机架中是在铁素体区中进行轧制的；b．对于奥氏体轧制带钢的生产来说，离开粗轧机的带钢被加热到或使其温度保持在处于奥氏体区内的温度且带钢在精轧机中基本上是在奥氏体区内被轧制到成品厚度，随后带钢被冷却到处于铁素体区内的温度；将达到理想成品厚度后的铁素体轧制带钢或奥氏体轧制带钢剪切成随后卷取的具有理想长度的部分。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a中，在离开精轧机后，铁素体带钢在卷取机中且在超过650℃的卷取温度下被卷绕成带卷。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在离开精轧机后且在卷取之前，如果进行这个工序的话，则将铁素体带钢加热到一个高于再结晶温度的温度。
4．如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过在带钢中产生电流且优选地在一台感应电炉中进行上述加热。
5．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在钢坯进入粗轧机之前，钢坯被剪切成其长度大约等于炉装置有效长度的板坯段。
6．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，以低于板坯或板坯段的出炉速度的速度将板坯或板坯段装入炉装置中。
7．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在粗轧后，通过使用热处理装置如第二炉装置和/或至少一个热屏蔽和/或带卷开卷箱而不论是否设置蓄热装置或加热装置地使带钢保温或加热带钢。
8．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，以高于连铸速度的速度粗轧钢坯。
9．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少一个轧机机架配有高速钢工作辊。
10．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，使扁铸坯或板坯段或经过预压下的板坯或板坯段彼此相连，并在一个基本上连续的过程中将其轧制到成品厚度。
11．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在步骤a和步骤b中的至少一个中，在带钢进入粗轧机之前，从带钢表面上除去氧化皮。
12．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在步骤a和步骤b中的至少一个中，在带钢进入精轧机之前，从带钢表面上除去氧化皮。
13．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少在一个精轧机机架中进行润滑轧制。
14．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，离开结晶器时的薄板坯厚度为40mm-100mm。
15．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在薄板坯仍具有液芯的情况下，减小薄板坯的厚度。
16．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，精轧机的出口速度小于25m/s。
17．一种特别适用于实施如前述权利要求之一所述方法的带钢生产设备，它包括一台薄板坯连铸机、一台用于均匀化铸坯的炉子且无论是否分开地还包括一台粗轧机和一台精轧机，其特征在于，在精轧机后设置了一个再加热装置。
18．如权利要求17所述的设备，其特征在于，再加热装置是一台感应电炉。
19．如权利要求17或18所述的设备，其特征在于，所述设备还具有一个在粗轧机和精轧机之间用于将带钢保持在一个较高温度的或将带钢加热到更高温度的热处理装置。
20．如权利要求17-19之一所述的设备，其特征在于，再加热装置是可以从轧制线移开的且可以用一台奥氏体轧制带钢强冷用冷却装置代替它。
21．如权利要求17-20之一所述的设备，其特征在于，在再炉装置之后或是在冷却装置之后(如果有的话)，尽可能紧接地设置一台用于卷取铁素体轧制带钢的卷取机。
全文摘要
一种带钢生产方法,其中钢水在连铸机中被铸造成板坯并利用铸造热量地使板坯穿过炉装置,随后在粗轧机中进行粗轧并在精轧机中被精轧成具有理想成品厚度的带钢,其中,在连续或半连续的过程中,a.对于铁素体轧制带钢的生产来说,板坯在粗轧机中在奥氏体区内被轧制且在奥氏体区轧制之后被冷却到钢基本上具有铁素体组织的温度,带钢、板坯或板坯的一部分在精轧机中以基本上对应于精轧机入口速度和随后的压下量的速度进行轧制,并且在至少一架精轧机机架中是在铁素体区中进行轧制的;b.对于奥氏体轧制带钢的生产来说,离开粗轧机的带钢被加热到或使其温度保持在奥氏体区内的温度上且它在精轧机中基本上是在奥氏体区内被轧制到成品厚度,随后带钢被冷却到处于铁素体区内的温度;将获得理想成品厚度后的铁素体轧制带钢或奥氏体轧制带钢剪切成随后卷取的具有理想长度的部分。
文档编号B22D11/20GK1225043SQ97196265
公开日1999年8月4日 申请日期1997年6月9日 优先权日1996年6月7日
发明者马库斯·C·M·科内利森, 阿尔德里库斯·M·赫罗特, 赫伊伯特·W·登哈尔托赫 申请人:霍戈文斯·斯塔尔公司