CN102240674B - 用于生产扁平的轧制品的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于生产扁平的轧制品的方法和设备。在轧制线(10)上进行轧制以对所有质量的钢获得具有从0.7mm到20mm变化的厚度的带的方法，钢是可以被铸造且厚度包括30mm到140mm的薄板形式，线(10)至少包括：连铸设备(11)；用于维护/均衡化以及可能的加热的隧道炉(15)；轧机组，其由包括1到4个轧机架(18a、18b、18c)的粗轧机组和包括3到7个机架(21a-21e)的精轧机组组成；快速加热单元(20)，其具有能够被选择性启动的元件且被设置在粗轧机组与精轧机组之间。对轧制线(10)的每一种布置来说，快速加热单元(20)的位置界定了形成被设置在单元(20)的上游的粗轧机组的机架(18a、18b、18c)的数目和形成被设置在单元(20)的下游的精轧机组的机架(21a-21e)的数目，快速加热单元(20)的位置被计算为薄板的厚度和速度的乘积的函数。该函数又是期望获得的以吨/小时表示的小时生产率的函数，以及制造该制品以按照卷到卷模式，或半无头模式或无头模式来工作。根据所生产的钢的质量、此质量的钢的可能的最大铸造速度、带的最终厚度和生产成本来选择轧制工艺的三种模式中的一种。

Description

用于生产扁平的轧制品的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于生产诸如带或板的扁平轧制品的方法和相关的生产设备。

背景技术

已知被设置在采用生产薄板的连铸机的线上的轧制设备。

这种设备可以被设计和构建用于基本上连续的轧制工艺，或“无头的（endless）”，其中铸造制品在轧机组（rolling train）中被轧制，轧机组被设置成紧邻连铸机的出口处，轧机组与连铸机直接接触。

在无头工艺中，轧机组直接连接在连铸机的出口处的事实使得温度不会被损失，而且允许充分利用铸造制品中的热和前两－三个轧机组内的低的抗压性，这是因为还没有完全发生重结晶，因此在轧制步骤中节省了能量。

无头类型的轧制工艺确保了生产超薄带（如，0.7mm到0.9mm）的可能性，因为顺序是以生产1.5mm-3.0mm的厚度开始，然后逐渐减小至0.7mm-0.9mm。

遗憾地是，就像如专利EP1868748中所示的一种工艺，图1中显示了布置图案，无头工艺因下面给出的原因而是非常僵化的。

由于冶金上和质量上的要求，一些质量的钢（如，包晶钢、高碳含量的钢、硅钢、API钢）的生产必须降低连铸的最大速度，且因此，质量流低于在精轧机组的最后一个机架中获得至少850℃的温度所需的最小值，因而使得对0.7mm到4.0mm的大范围来说，无头轧制是不可行的，尽管机组上设置了感应加热。

而且，由于轧机组在无头工艺中被设置成紧邻连铸机的出口处，所以刚性连接的两个轧制工艺和铸造工艺之间不可能具有中间的缓冲。因此，如因轧辊的程序变化以便实施控制，因意外、突然的中断或小故障引起的轧机和/或绕带机的每一个的最短停工要求连铸工艺以及钢工件上游停止，且产量损失。

无头工艺的并不具有任何缓冲的此特征具有下述结果：

铸造－轧制设备的利用率，还有钢工件上游的利用率降低了5÷6%；

设备的产率（即，在中间包内生产一吨钢时，成形制品的重量与液态钢的重量之间的比）因材料损失而降低了1.2÷1.3%，材料损失是由于存在于中间包内的钢在连铸机出口处被刮掉。

而且，无头工艺并不允许引入第二铸造线以便提高设备的生产量。

最后，无头工艺在生产变化（板宽度和厚度）方面具有非常低的灵活性。

相反，使用半连续型的薄板铸造机的布局解决方案提供了通过用于加热和/或维护的隧道炉将铸造机和轧制机连成一排，当需要克服因意外或因编程的轧制变化引起的铸造工艺的中断时，该隧道炉还用作板的聚积仓库，这样避免了材料和能量损失，且尤其是避免铸造中断。

在半连续工艺中，板的长度准确地对应于形成期望重量的卷所需的材料的情形中，此工艺被称为“卷到卷（coil-to-coil）”。

在长度对应于形成期望重量的卷所需要的长度的倍数的情形中，所谓的超级板，那么此工艺被称为“半无头的（semi-endless）”。

现在给出总结以澄清目前考虑的三种工艺的特征。

无头：此工艺以连续的方式发生在铸造和轧制机之间。铸造板直接且连续地输送到轧机组。以连续轧制生产卷。在缠绕筒之前，通过来自快速剪切的切割形成单个卷。在轧机组中不存在入口。

半无头：该工艺以不连续的方式发生在铸造和轧制机之间。通过摆式剪切的切割将超级板形成在离开铸造的出口处，超级板等同于“n”（2到5）正常板。每次从相对的超级板生产“N”轧制卷。在缠绕筒之前，通过来自快速剪切的切割形成单个卷。对所产生的“n”卷的每一种顺序来说，在轧制机组中存在入口。

卷到卷：该工艺以不连续的方式发生在铸造和轧制机之间。通过摆式剪切的切割将单个板形成离开铸造的出口处。在轧制中由相对的开始板一次生产一卷。对所生产的每一卷来说，在轧制机组中存在入口。

目前的技术提供了各种解决方案，主要在专利的目录和文献中，已经提供了用于轧制扁平制品的不同类型的设备和工艺，每一种设备和工艺的特征在于上述模式中的一种，即“无头”、“半无头”或“卷到卷”，这些模式一般单独致动或每种设备最多仅致动两种模式。

现有解决方案有利有弊，但并不能满足具有柔性和通用性以适应市场竞争的设备的需要。

具体地说，目前存在的工艺具有下述特征，这些特征还总结在图5所示的比较表中：

无头：最佳地用于生产0.7mm到0.9mm的超薄厚度，这是因为该工艺不需要在机架中使棒的头进入，因此降低了对辊的磨损且降低了堵塞的风险，这允许固定轧制，但另一方面，该工艺不能生产相同类型的钢，该工艺具有低的设备使用率、低的产率且该工艺不可能引入第二线以提高生产量；

卷到卷：允许用薄板铸造机来生产整个范围的可铸钢，该工艺具有高的设备利用率和高的产率。另一方面，该工艺不能生产低于1.0mm的厚度，因为带难以进入最后一个轧机架，因为带是薄的且因此不一致。

半无头：最佳地用于生产高达0.9mm的薄厚度，该工艺允许薄板铸造机来生产整个范围的可铸钢，该工艺具有高的设备利用率和高的产率。另一方面，该工艺在生产超薄带（0.7mm-0.9mm）方面具有低的生产率，这是因为该工艺必然引起生产了具有增大厚度的板的第一个和最后一个卷；该工艺减少了（1/4和1/5），但并没有消除棒进入轧机组的机架中的问题，且最后，该工艺增加了带进入缠绕筒的问题，这是因为与无头模式相比，带的前进速度非常高。

尤其是申请人通过引入，如高性能的结晶器和复杂的动态轻压技术发展了铸造技术，这允许加快铸造速度并使其在宽范围的厚度（如，30mm到140mm）上保持恒定，铸造技术开始允许假设新的设备和工艺方案，这显著增强了设备的灵活性，且获得了非常高的生产率连同高的最终质量，以及获得了减少得非常多的厚度。

已知假设相同的铸造速度，起始铸件厚度决定了设备的生产率、待使用的轧机架的总数目，在“无头”轧制工艺的情形下，从连铸出口到最后一个精轧机架的出口的温度曲线。

从确定的初始参数开始，这些初始参数如与铸造制品的起始厚度、轧制品的最终厚度、所要求的生产率有关，因此，本发明的目的是产生能够用薄板技术来生产所有质量的可铸钢的轧制曲线和设备的相对布局，连同可利用的液态钢上游的顺序，能够掌控轧制设备的停止时间以便维护、轧制变化和/或事故最少，且甚至不会中断铸造工艺。

申请人设想、发展并测试了本发明以获得这些和其他目的和优势，这些目的和优势在下面的描述中将得到更详细地确认。

发明内容

根据本发明的方法利用了无头工艺的所有特权（在轧制步骤中产生超薄制品和节约能量的可能性），保持了所有优势，同时消除了限制，且因而可以被界定为“无头通用工艺”。事实上，根据本发明的工艺允许：

用薄板技术来生产全部质量的可铸钢且因而覆盖所有可利用的市场；

在铸造机与轧制机之间具有缓冲，这允许占用因事故或轧制变化引起的轧制机的停机时间，而不需要停止铸造，且因此不会损失产量以及不会处罚钢工件上游；

通过引入第二铸造线可以使产量加倍。

具体地说，对于可用薄板技术铸造且厚度包括30mm到140mm之间的所有质量的钢，根据本发明的工艺能生产具有最终厚度包括0.7mm到2.0mm的带或薄片，且该工艺是独特的，这是因为该工艺在同一个设备中引入了下面三种操作模式：

a）无头，用于带的最终厚度从0.7mm到4.0mm，用于所述质量的钢中的一些。

b）半无头，用于带的最终厚度从0.7mm到2.0mm，用于全部所述质量的钢。

c）卷到卷，用于带的最终厚度从1.0mm到20mm，用于全部所述质量的钢。

有利地是，该工艺提供了自动从一种模式传递到另一种模式的可能性，在每种情况中使用最大的便利。

选择最合适的操作模式考虑了在特定的轧制活动（rolling campaign）（2次轧辊变化之间的时段）中产生的整个混合物和使生产成本最低方面，即转变成本加上从成品的较小产率/质量产生的成本。

更具体地说，选择上述三种操作模式中的一种：

与待生产的钢的质量有关；

获得不同类的最终厚度的带，优化生产工艺；

优化速度、轧制温度和相对的能量消耗；

使轧制速度适于液态钢的可利用的产量，以便不中断铸造顺序。

根据本发明，因此每次可以选择最适于使生产成本最低且使能量节约、设备的产率和利用率最优化的操作模式。

有利地是，无头模式用于全部质量的钢，这些钢能够以高速被铸造，通常超过5.5m/min，如等于6m/min或7m/min。

这种钢列在下面：

IF（无间隙）；

ULC（超低碳）；

低碳

低碳HSLA，包括API X50-80；

中碳（结构性）；

中碳HSLA（板、管、造船、压力容器）；

高碳；

耐候性（耐候）；

双相；

且表示整个范围的可用薄板技术铸造的且厚度30mm到140mm的钢的约70%。

半无头或卷到卷模式用于产生那些质量的钢，即它们必须以小于5.5m/min，如等于4m/min或更低的速度被铸造。

这种钢列在下面：

包晶等级（0.08＜C%＜0.15）；

API X70-80；

硅钢；

高碳（C%＞0.45%）；

且表示整个范围的可用薄板技术铸造的且厚度30mm到140mm的钢的约30%。

为了获得上面的，根据本发明的设备基本上包括五个主要元件，按下面表示的顺序设置：

连铸设备；

用于可能的加热和维护/均衡化的隧道炉，其连接连铸与轧制机；

粗轧机组，其包括1到4个轧机架；

快速加热单元，其具有能够选择性地被启动的元件，且能从线上取下；

精轧机组，其包括3到7个机架。

在一个实施方案中，快速加热单元由一个或多个感应器组成。

在一个实施方案中，连铸设备被配备有动态轻压（dynamicsoft-reduction），以便自动设置板的压制位置，且液芯与铸造速度和材料铸件的类型有关。

根据本发明，厚度铸件的范围和各自可获得的生产率确认了下面的设备布局内的工艺系：

铸造板30mm到70mm，生产率600,000吨/年到2,000,000吨/年；

铸造板60mm到100mm，生产率1,000,000吨/年到2,800,000吨/年；

铸造板80mm到140mm，生产率1,500,000吨/年到3,500,000吨/年。

根据本发明特有的特点，位于连铸设备与粗轧机组之间的可能的加热和维护的隧道炉具有诸如包含一定量的薄板的长度，所述量比如以重量表示，所述量等同于2到5卷，以便实施半无头轧制。

由于用于可能的加热和维护的隧道炉的这些尺寸，根据本发明的设备可以易于从无头功能转变到半无头或卷到卷功能，尤其是当需要生产因低的铸造速度而不能在无头模式中生产的质量的钢时。

因此，当一定质量的钢铸件迫使铸造速度降低到使无头工艺不可行的值时，隧道炉允许使铸造机与轧制机脱离。

而且，隧道炉容纳高达5卷的可能性允许确保了聚积仓库，利用此聚积仓库，可以将轧制工艺中可能的停工控制在卷到卷模式，而不会对铸造有特别影响，因而铸造可以持续起作用一定时间。这样，供给连铸机的钢工件的生产率被优化。

根据本发明的一个方案，用于可能的加热和维护的隧道炉被构建成在其前50m-60m实施可能的加热步骤，而在其余部分仅维持所达到的温度。具体地，当所生产的一定质量的钢需要低的铸造速度时，提供加热步骤。

根据本发明的另一个方案，用于可能的加热和维护的隧道炉被构建成只维持所达到的温度。具体地，每次当铸造速度足够高时，致动仅维持步骤。

根据本发明，从隧道炉离开的板的温度包括1050℃到1180℃之间，因此，此温度基本上是板被输送到粗轧机组中的第一轧制步骤时的温度。

在本发明的一个实施方案中，在用于可能的加热和维护的隧道炉内，设置了用于使板处于中心和横向引导板的系统，尤其是当在半无头和无头模式中使用时。

如前所述，隧道炉的长度还决定了在编程的轧制变化过程中和/或在因堵塞或小事故引起的不可预见的轧制机停工过程中，可在卷到卷模式中获得的缓冲时间。

缓冲时间的时长可以通过降低铸造速度，如降低一半而增加。有利地是，隧道炉的缓冲能力不允许在轧辊变化过程中或小事故过程中中断铸造工艺，且因此不允许停止生产。

因此，缓冲时间增大了设备的利用率，且允许使铸造工艺脱离轧制工艺相对长的时段。

而且，缓冲时间允许提高设备的产率，因为重新启动铸造的次数被消除或至少减少了，因此节省了铸造启动时和结束时的耗损，并避免必须刮擦钢，钢是在事故发生时的轧制机组开始处的中间包内，以及钢包内，刮擦通常不可能恢复。

在本发明的一个实施方案中，当数段板保持在用于可能的加热和维护的隧道炉内达线停工的整个时长时，炉的辊子通过一些测量仪表使板连续地前后移动，以便防止板的接触面上形成痕迹和记号，这在制品的最终质量方面产生了优势，以及以便不会破坏炉的辊子。

在本发明的另一个实施方案中，在隧道炉的末端部分，引入移动段以便连接平行于第一铸造线的第二铸造线。在此情形中，卷到卷模式和半无头模式都可以被致动且两条线都起作用，而仅第一条线实施无头模式，其中所有的铸造机和轧制机对齐。

在本发明的另一种变化形式中，隧道还被设置有用于控制铸造与粗轧机组的第一轧机架之间的牵引力的系统以实现无头轧制的最佳管理。

在本发明的另一个实施方案中，快速加热单元，如具有模块元件的感应器可以自动地或手动地从轧制线上去除，完全地或仅部分地用于一些元件。

从线上去除的感应器的元件可以被温度保持隧道替换（如，配备有发射板的被动式绝缘罩）。

精轧机组内未设置机座间的感应器。

根据本发明，快速加热单元按照其加热和尺寸参数被构建，使得在无头模式或半头模式中，铸造板以不低于830℃-850℃的温度到达精轧机组的最后一个轧机架。

在本发明的一种表示中，由感应器单元输送的加热能受到控制单元的自动控制，其中微积分程序考虑了沿着轧制机检测的温度、所设置的轧制速度、成形制品的厚度以及因此所期望的温度损失。

这样，加热被优化，且获得了正好从第一卷开始的均匀温度的轧制。

根据本发明，确定了比如感应器的快速加热单元定位在轧制线内以便优化用于加热制品的能量的使用，并考虑了特定的快速加热单元的最大加热能力。

因此，本发明允许根据厚度范围、启动和结束以及带的前进速度来确认快速加热单元在轧制机组内的最佳位置。

在本发明的优选方案中，快速加热单元被构建成以包括5mm到25mm的制品厚度的范围来工作，这对应于包括20m/min到80m/min之间的带的前进速度。

由于此，获得了快速加热单元的更好的管理，该快速加热单元在最佳范围内工作，并且，线的简化在于实际上，只使用了一个合适定位和尺寸的机座内快速加热单元。

本发明提供了一种确认快速加热单元在轧制机组内的最佳定位的方法。

步骤a）

根据铸造，且因此整个设备必须具有的小时生产率，以及待生产的钢的质量来选择可能的最大铸造速度和板厚度。这样，界定了所谓的质量－流＝厚度×速度。

步骤b）

根据得到的带的最终厚度和离开铸造的板的厚度来界定轧制机组内的总机架的最少数目（Ntot）。

步骤c）

根据步骤a）中确定的质量－流来确定精轧机组可以具有的机架的最大数目（Nf_max）。因此，通过差值，也确定了粗轧机组可以具有的机架的最少数目（Ns_min）：Ns_min=Ntot-Nf_max。

步骤d）

在此时，机架的总数目和精轧机组可以具有的机架的最大数目是已知的。

在后续的步骤中，界定了具有相同的总数目的粗轧机架与精轧机组的最佳分配（division），且因此界定了定位快速加热单元的最佳点。

例如，如果机架的总数目界定为7，则可以具有粗轧机组与精轧机组的下面的分配：1+6或2+5或3+4。

为了建立最佳分配，考虑了从用于可能的加热和维护的隧道炉的出口处到离开精轧机组的温度变化曲线，这将在下面用实施例详细描述。

步骤e）

最后，根据步骤a）中确定的带的期望的最终厚度和铸造速度，从上面确认的三种模式：卷到卷、无头、半无头中选择使用在轧制工艺中的模式。

如果图中的输入数据确认覆盖了三个区域，选择最合适模式的标准还必须考虑达到可以获得的全操作条件所要求的最短时间。

在本发明的可能的变化形式中，被界定来用于粗轧机组的其中一个机架被设置在铸造机的下游，隧道炉的上游。

在另一种可能的变化形式中，隧道炉的第一部分或最后一部分被感应器替代，以便缩短炉。

在另一种变化形式中，通过气雾系统，即含有雾化水的空气来冷却机组的轧辊。

在此情形中，控制轧辊的系统用于使冷却系统适合不同的操作模式。

附图说明

现将参照在附图辅助下作为非限制性实例给出的一些特定形式的刺激（actuation），对本发明的这些和其他特征进行详细描述，附图中：

图1表示根据现有技术的无头工艺（endless process）的布局；

图2至图4表示实施根据本发明的方法的布局的不同形式的实施方式；

图5至图11表示代表轧制线（rolling line）的参数和设计线的布局的方法中使用的参数之间的函数关系的图表和表格。

具体实施方式

参照图2至图4，示出了实施本发明原理的用于扁平制品（flat product）的铸造/轧制线10的三个可能的布局。

具体地，图2中的布局有利地但不排外地应用于铸造板（cast slab）的厚度范围为从30mm到70mm，且生产率为每年600,000吨至2,000,000吨。

图3中的布局有利地但不排外地应用于铸造板的厚度范围为从60mm到100mm，且生产率为每年1,000,000吨至2,800,000吨。

图4中的布局有利地但不排外地应用于铸造板的厚度范围为从80mm到140mm，且生产率为每年1,500,000吨至3,500,000吨。

一般来说，线10包含作为组成元件的下列元件：

具有锭模（ingot mold）12的连铸机（continuous casting machine）11；

第一用水除垢装置（descaling device using water）13；

摆式剪（pendulum shear）14；

至少具有如下文描述的横向可动的倒数第二模块（penultimate module）115a的隧道炉（tunnel furnace）15；

氧乙炔切割装置（oxyacetylene cutting device）16；

第二用水除垢装置113；

垂直或修边器机架（edge-trimmer stand）17（可选）；

第三用水除垢装置213；

一对粗轧机架（roughing rolling stand）18a、18b；

横式剪（crop shear）19，以修剪棒材的头端和尾端，以便于它们进出精轧机组的机架；该横式剪还可用于紧急剪切的情况；

使用感应器的快速加热装置20；

第四用水除垢装置313；

精轧机组（finishing rolling train），在本例中，包含五个机架，分别为21a、21b、21c、21d和21e；

薄片冷却喷淋（laminar cooling shower）22；

高速飞剪（high-speed flying shear）23，以将带的尺寸修剪为用于无头或半无头（semi-endless）轧制，将由卷线筒（winding reel）抓住的带分成期望重量的卷；及

一对卷线筒，分别为第一卷线筒24a和第二卷线筒24b。

锭模12可以是厚度为30mm到100-110的通体凹进类型，或者是具有厚度为110mm到140mm的平面和平行表面的类型。

直接地，铸造下游具有摆式剪14，用于在板已经被第一除垢装置13除垢之后，（在卷到卷（coil-to-coil）和半无头模式中）将板修剪至一定长度。

具体地，在卷到卷功能模式中，摆式剪14修剪一定长度的板的部分，以便获得例如25吨的期望重量的卷。

相反地，在半无头功能模式中，摆式剪14修剪具有长度的板的部分，该长度是卷到卷模式的长度的2倍至5倍。

在半无头功能模式中，在一般工作情况中，摆式剪14不在从铸造到达的板上执行任何修剪。

在半无头或卷到卷功能模式中的板的部分或在无头模式中的连续板，被引入到隧道炉15内，以恢复或维持温度。

在本例下，隧道炉15的倒数第二模块115a是具有摆梭功能的横向可动的类型，以允许使用平行于第一铸造线的第二铸造线，该两条线共用同一轧机组。例如在阻塞、轧制更换、维持等的情况下，模块115a还可能用于临时适应在线外的位置处的板的多个部分。

相反地，在因如上述的相同原因对线打断的情况下，隧道炉15的最后模块115b可以具有停车功能。

在隧道炉15的出口处，可以在第二除垢装置113的下游和粗轧机组18a、18b的上游具有修边器机架17，其功能是横向地线性化板的圆锥长度，该板的圆锥长度是在锭模中的路径下宽度的变化过程中产生的。

修边操作改进了精轧制品的边缘的质量并增加了产量。

在图1中所示的线10中，轧机组包含由数字18a和18b指示的两个粗轧机架，和由数字21a、21b、21c、21d和21e指示的五个精轧机架。

在粗轧机架和精轧机架之间插入了快速加热装置，在本例中是感应炉20，其功能是根据板的起始厚度、最终厚度和关于制品的各个其他参数将板的温度带到最合适轧制的值。

对于特定的制品，在感应炉20的功能不是必要的情况下，感应炉20还可能从线移除。

感应炉20的下游具有第四除垢装置313，以清洁在板暴露在从粗轧机架18a、18b的出口到感应炉20的出口的高温空气的时侯形成的水垢的表面。

之后提供了精轧机组喷淋22，以在带卷入到卷或卷筒之前冷却带。

在喷淋的出口处具有飞剪23；在带同时在轧机组中和卷线筒中的一个中被抓住的半无头或无头功能模式中，飞剪修剪带至长度以便获得卷的期望最终重量。

在半无头模式中，在设备的正常工作状态中，提供至少两个步骤以将制品切割至一定长度：

第一切割由摆式剪14在铸造板上进行；

第二切割在卷筒24a、24b之前由飞剪23在轧制带上进行。

与无头模式相似，半无头模式允许轧制厚度为0.9mm那样薄，以及甚至超薄到低至0.7mm，然而生产率降低。半无头模式允许获得所有品质的钢材的这种厚度，甚至是蒙受减少铸造速度至在5.5m/min以下的那些钢材的这种厚度。

根据本发明，从隧道炉15出来的板的温度在1050℃到1180℃的范围内。

感应炉20被控制，以便保证，从精轧机组的最后机架21e出来的带的温度至少等于830℃-850℃。

为此目的，控制线10的系统接收作为输入的与待铸造制品和成品制品有关的至少主要参数，诸如例如厚度和速度，以便处理沿着铸造制品的线10，尤其是轧机机架的入口和出口处的温度分布（temperature profile），不管它们是粗轧或是精轧机架。

根据本发明，粗轧机架的缩小百分率（percentage reduction）被设定成以便，不管板的起始厚度，板能够从30到140改变，感应炉20的入口厚度被包含在5mm和25mm之间，相应于包含在20m/min和80m/min之间的棒材的行进速度。

随着感应炉20的功能性的厚度范围被最优化，在消耗量和加热效率之间达成了最佳折衷。

从该考虑开始，然后接着是定尺寸的各个步骤和线的设计。

图6中的图表，从铸造必须具有的小时生产率开始，根据钢材的确定质量的可能的最大铸造速度（在本例中包含在9m/min的上限和3m/min的下限之间），识别板必须具有的厚度，该板具有固定的确定宽度，在本例中是1350mm。

例如，如果小时生产率必须是500吨/小时，对于9m/min的可达到的铸造速度来说，将使用约90mm的板厚度，对于7m/min的可达到的铸造速度来说，板的厚度将是大约115mm，对于6m/min的可达到的铸造速度来说，该厚度将是130mm，反之，在3m/min的铸造速度下不能获得该生产率。

对于给定的铸造速度来说，识别厚度确定所谓的质量流的值，这被制品的铸造速度和铸造厚度精确地给出。

限定了铸造制品的厚度后，定线10的尺寸的下一步提供以使用图7中的图表以计算使用的轧机机架的数目，所述数目包含粗轧机架和精轧机架，与将要获得的最终制品的厚度有关。

如图7中可见的，x轴表示板厚度和最终制品厚度之间的总减小值，以便假设100%的减小（例如从80mm的板厚度到0.8mm的最终制品）；机架总数，也即图2至图4中所示的线10中的机架的数目等于7。

识别了机架的总数后，下一步提供以确定感应炉20上游的粗轧机架和感应炉20下游的精轧机架的分配。

这通过使用图8中的图表获得，根据图6中的图表获得的质量流的值，采用图8中的图表限定使用的精轧机架的数目，以及通过差分限定粗轧机架的数目。

在板厚度为80mm、铸造速度为8m/min的实例中，质量流等于640mm×m/min，其允许使用图8中的图表识别线10可以具有的精轧机架的最大数目。

粗轧机架的最小数目来源于该最大数目。

为了限定精轧机架和粗轧机架的最优分配，及因此感应炉20的位置，使用图9中的图表，该图表表示板从隧道炉15的出口到精轧机组的最后机架（在本例中是21e）的出口的温度的转变（development）。

参照组合1+6（1个粗轧机架和6个精轧机架，在一共7个机架的情况下），转变A表示如何使得精轧机组的最后机架达到至少850℃的温度，感应炉20执行的感应加热必定将铸造制品带到至少1200℃的温度。

然而，这超出了感应炉20的技术加热能力，因此该途径被排除。

参照组合3+4，转变B看起来可行，但在本例中在三个粗轧机架位于上游的情况下，感应炉20应该控制薄且快的带，这使得入口非常关键（critical）。

因此，最佳位置是这两个中的一个，该位置导致确定粗轧机架和精轧机架的最佳分配是公式2+5。

图10中的图表以不同形式表示与图9相同的观念。

图10中的图表中，考虑了从隧道炉15的出口到精轧机组的最后机架的出口的温度分布，但是将相同的组当作整体的块，以便曲线指示代表各个块的入口和出口的点的结合。

最后，在线10的参数限定以获得期望生产率之后，在限定了起始厚度之后，机架的数目、感应炉20相对于机架的位置、专用于粗轧的部分与专用于精轧的部分的分配，最后的步骤提供以选择模式，在该模式中，轧制工艺将被无头、半无头或卷到卷的执行。

图11中的图表表示，根据将要获得的最终带的厚度和铸造速度，如何可能识别可能的操作模式以执行该加工。

图表包含七个分区（quadrant）；x轴指示可获得的带的最小厚度的下限（0.7mm）和垂直划线指示能够在无头模式中执行轧制的速度的较低限。每个分区表示可以达到的模式。最合适的操作模式的选择通过考虑在（在2个轧制变化之间的）具体的轧制活动中将要生产的整个混合来进行，目的是最小化生产成本，也即来源于最终制品的较小的产量/质量比的转变成本加上成本。

到此描述的实例由图3中的布局表示，其提供了2个粗轧机架和5个精轧机架：该布局适合于获得包含在1,000,000吨/年和2,800,000吨/年之间的生产率范围，及在60mm和100mm之间变化的板厚度。

图2和图4中表示了其他可能的构造。

具体地，图2提供了2个粗轧机架和4个精轧机架：该布局适合于获得包含在600,000吨/年和2,000,000吨/年之间的生产率范围，及在35mm和70mm之间变化的板厚度。

最后，图4提供了3个粗轧机架（18a、18b、18c）和5个精轧机架：该布局适合于获得包含在1,500,000吨/年和3,500,000吨/年之间的生产率范围，及在80mm和140mm之间变化的板厚度。

因此，根据本发明的线中轧制方法（in-line rolling method），称为通用无头（Universal Endless）是独特的，该方法将三种加工—无头、半无头和卷到卷结合到一个设备中，实际上消除了三种加工各自实施的限制。

对于以具有包含从30mm到140mm的厚度的薄板的形式可铸造的所有质量的钢材来说，本发明允许以最低的生产成本生产具有从0.7mm到20mm的厚度的带。

应该清楚，可以对前述的设备和方法做出零件的改变和/或添加，而不背离本发明的领域和范围。

Claims (11)

1.轧制方法，用于在轧制线（10）上进行轧制，以针对所有质量的钢获得厚度从0.7mm到20mm变化的带，所述钢为能被铸造且厚度包括30mm到140mm的薄板形式，所述轧制线（10）至少包括：

连铸设备（11）；

隧道炉（15），其用于维护/均衡化以及可能的加热；

轧机组，其由包括1到4个轧机架（18a、18b、18c）的粗轧机组和包括3到7个机架（21a-21e）的精轧机组组成；

快速加热单元（20），其具有能够被选择性启动的元件，且被设置在所述粗轧机组与所述精轧机组之间；

所述方法的特征在于，对所述轧制线（10）的每一种布置来说，所述快速加热单元（20）的位置界定了形成被设置在所述快速加热单元（20）的上游的粗轧机组的机架（18a、18b、18c）的数目和形成被设置在所述快速加热单元（20）的下游的精轧机组的机架（21a-21e）的数目，且所述快速加热单元（20）的位置被计算为薄板的厚度和铸造速度的乘积的函数，所述乘积又是期望获得的以吨/小时表示的小时生产率的函数；所述方法按照卷到卷模式，或半无头模式或无头模式来工作，且根据所生产的钢的质量、所述质量的钢的可能的最大铸造速度、所述带的最终厚度和生产成本来选择轧制工艺的三种前述模式中的一种。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快速加热单元（20）的位置由下述步骤来确定：

a）根据所要求的小时生产率和待生产的钢的质量，选择可能的最大铸造速度和所述板的厚度，以界定质量流＝厚度×铸造速度；

b）根据期望获得的最终带厚度和离开铸造的板的厚度，界定所述轧机组的全部机架的最小数目；

c）根据步骤a）中确定的质量流，确定所述精轧机组能够具有的机架的最大数目，因而通过差值确定所述粗轧机组必须具有的机架的最少数目；

d）假定相同的总数目，确定粗轧机架与精轧机架之间的分配，且因此考虑到从加热和维护隧道炉的出口到精轧机组的出口的温度变化曲线，来确定定位所述快速加热单元的最佳点。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述快速加热单元被构建成以包括5mm到25mm之间的制品厚度的范围来工作，相应于包括20m/min到80m/min之间的带传送速度。

4.轧制设备，用于针对所有质量的钢，获得厚度从0.7mm到20mm变化的带，所述钢为能被铸造且厚度包括30mm到140mm的薄板形式，所述轧制设备至少包括：

连铸设备（11）；

隧道炉（15），其用于加热和维护/均衡化；

轧机组，其由包括1到4个轧机架（18a、18b、18c）的粗轧机组和包括3到7个机架（21a-21e）的精轧机组组成；

快速加热单元（20），其具有能够被选择性启动的元件，且被设置在所述粗轧机组与所述精轧机组之间；

所述轧制设备的特征在于，对轧制线（10）的每一种布置来说，所述轧制设备包括设置在所述快速加热单元（20）的上游的多个粗轧机架（18a、18b、18c）和设置在所述快速加热单元（20）的下游的多个精轧机架（21a-21e），其是薄板的厚度和铸造速度的乘积的函数，所述乘积又是期望获得的以吨/小时表示的小时生产率的函数；所述轧制设备按照卷到卷模式，或半无头模式或无头模式来工作，且根据所生产的钢的质量、所述质量的钢的可能的最大铸造速度、所述带的最终厚度和生产成本来选择轧制工艺的三种前述模式中的一种。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述快速加热单元（20）按照与轧机架之间的位置、加热和尺寸有关的参数构建，使得板铸件以无头模式或半无头模式到达所述精轧机组的最后一个轧机架（21e）时温度不低于830℃。

6.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述快速加热单元（20）由一个或多个感应器组成。

7.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述设备被构建成以30mm到70mm厚度的板来操作，以获得600,000吨/年到2,000,000吨/年的生产率；被构建成以60mm到100mm厚度的板来操作，以获得1,000,000吨/年到2,800,000吨/年的生产率；被构建成以80mm到140mm厚度的板来操作，以获得1,500,000吨/年到3,500,000吨/年的生产率。

8.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，位于所述连铸设备（11）与第一粗轧机架（18a）之间的隧道炉（15）具有一长度，以便包含比如以重量表示的相当于2到5卷的一定量的薄板。

9.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述隧道炉（15）具有移动段（115a）以连接平行于第一铸造线的第二铸造线。

10.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述隧道炉（15）具有辊子，当所述板的段保持在隧道炉（15）内且持续所述板在所述隧道炉（15）内的整个时长时，所述辊子前后移动所述板，以便防止所述板的接触面上形成痕迹和记号。

11.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述快速加热单元（20）是感应炉，所述感应炉被构建成以包括5mm到25mm之间的制品厚度的范围来工作，相应于包括20m/min到80m/min之间的带传送速度。