CN104722576A - 用于无头轧制的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于无头轧制的设备和方法，其包括精轧单元，其采用多个轧制机座中的与待输入的控制信号设置的一样多的轧制机座轧制钢板至目标厚度；以及控制单元，其基于待输入的目标厚度设置轧制机座数，并产生对应于轧制机座数的控制信号。

Description

用于无头轧制的设备和方法

相关申请的相互参引

本申请要求于2013年12月23日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2013-0161082号的优先权，该申请的公开内容通过引证的方式被纳入本说明书。

技术领域

本发明涉及一种用于无头轧制(endless rolling)的设备和方法，更具体而言，涉及用于生产薄钢板轧卷(rolled coil)和厚钢板轧卷的无头轧制的设备和方法。

背景技术

最近引起关注的热轧方法是热轧无头轧制方法。通常，通过一次将板坯轧制成一个钢板来实施热轧；然而，热轧无头轧制是指通过连续轧制板坯并在卷取机之前切割由此形成的钢板的一种用于生产钢板的方法。也就是说，用于热轧无头轧制的系统同时配备有连续铸造和轧制设备，并能够在连续铸机和轧机之间的一个单一连续轧制过程中生产热轧钢卷。

然而，在连续铸机和轧机之间的这一单一连续轧制过程中，轧制速度可能受限于连续铸机的铸造速度。因为连续铸机的铸造速度一般比轧机的轧制速度慢，可降低轧机的轧制速度以匹配连续铸机的相对较慢的速度。因此，由于以相对较低的速度移动，进入轧机的钢板被冷却，由此引发不能确保轧制所需的参考轧制温度的问题。详细地讲，由于待生产的钢板的厚度增加，轧制速度会降低，从而钢板的温度显著降低。因此，采用传统的无头轧制方法只能生产薄钢板。

相关领域文献

第10-2013-0070237号(2013年6月27日)的韩国专利公开出版物。

发明内容

本发明中的一个示例性实施方案提供了一种用于无头轧制、连续生产薄钢板轧卷和厚钢板轧卷的设备和方法。

根据本发明中的一个示例性实施方案，用于无头轧制的设备包括一个精轧单元，其采用多个轧制机座(rolling stand)中的与待输入的控制信号设置的一样多的轧制机座轧制钢板至目标厚度；以及一个控制单元，其基于待输入的目标厚度设置轧制机座数，并产生对应于轧制机座数的控制信号。

当输入的目标厚度增大时，控制单元会减少轧制机座数，当输入的目标厚度减小时，控制单元会增加轧制机座数。

基于控制信号，精轧单元可按照从设于精轧单元尾端的轧制机座向精轧单元的前端的顺序从钢板的轧制中撤回轧制机座。

精轧单元可增加从轧制中撤回的轧辊与钢板之间的间隙，并将撤回的轧制机座转换为空轧机座(dummy stand)。

当在钢板进入精轧单元的内部之前输入控制信号时，精轧单元可转换轧制机座至空轧机座以响应所述控制信号的输入。

当在钢板进入精轧单元之后输入控制信号时，精轧单元可设置一条虚拟的分割线，将钢板分割成具有第一目标厚度的钢板部分和具有第二目标厚度的钢板部分，当所述虚拟的分割线从精轧单元中去除后，转换轧制机座为空轧机座。

当在钢板进入精轧单元之前输入控制信号时，精轧单元可以预先设定的恒定的速度移动轧辊，并转换轧制机座为空轧机座。

当在钢板进入精轧单元之后输入控制信号时，在轧辊与钢板之间的间隙小于预先设定的最小间隙的情况下，精轧单元可以预先设定的第一速度使轧辊和钢板彼此分离；在轧辊与钢板之间的间隙大于所述最小间隙的情况下，以预先设定的第二速度使轧辊和钢板彼此分离。

根据本发明的另一个方面，用于无头轧制的方法包括：设置经过精轧单元轧制所生产的钢板的目标厚度；基于目标厚度设置精轧单元中包括的多个轧制机座中的用于轧制钢板的轧制机座的个数；增加从轧制中被撤回的轧制机座的轧辊与钢板之间的间隙，并转换撤回的轧制机座为空轧机座。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述将更加清楚地理解本发明的以上和其他方面、特征和优点，其中：

图1是示出根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的设备的示意图；

图2是示出基于根据本发明中的一个示例性实施方案的包括在用于无头轧制的设备中的精轧机位置的钢板温度的图表；

图3A至3C是示出根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的设备的操作的示意图；

图4A和4B是示出根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的设备中的空轧机座转换控制的图表；以及

图5是示出根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的方法的流程图。

具体实施方式

现将参照相应的附图详细描述本发明中的示例性实施方案。

然而，本发明可以不同的形式被举例说明，并且不应被理解为局限于本文中阐述的具体实施方案。更确切地说，提供这些实施方案将使本发明全面且完整，并将充分地传达本发明的范围至本领域的技术人员。

附图中，为了清楚起见，元件的形状和尺寸可能被放大，并且通篇采用相同的标号表示相同或相似的元件。

应进一步理解的是，本说明书中使用的术语“包括”和/或“具有”指明所述元件的存在，但是不排除一个或多个的其他元件的存在或加入，除非另行说明。

图1是示出根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的设备的示意图。

参照图1，根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的设备包括精轧单元10和控制单元20。

下文中将参照图1描述所述根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的设备。

在钢加工过程中，连续铸机1以预先设定的形式首先固化被精炼的钢水，并制得半成品的钢产品形式的铸件，如板坯、方坯(bloom)、坯段(billet)或铸锭。粗轧机2首先轧制钢板S。加热单元3加热钢板S，精轧机10轧制钢板S，钢板S被成型以具有预期的目标厚度。卷取机5将生产出的钢板S绕成卷的形状。当钢卷的卷曲完成后，切割单元4切割钢板S。在此，根据示例性实施方案，粗轧机2或加热单元3可以省略，并且精轧机10中提供的轧制机座f1至f5的数量可变。

如图1所示，用于无头轧制的设备可于连续铸机1和精轧机10之间的一个单一的连续轧制过程中生产钢板S的热轧的钢卷。也就是说，由于钢板S是连续轧制而成，而不是被分割成钢卷单元，所述钢卷可被以一致的质量生产。然而，由于连续铸机1和精轧机10之间的单一的连续轧制过程，轧制速度会受限于连续铸机1的铸造速度。由于连续铸机1的铸造速度一般比精轧机10的轧制速度慢，可相对地减慢轧制速度以匹配连续铸机1的相对较慢的速度。因此，钢板S进入精轧机10时已经冷却，导致不能确保其中的轧制所需的参考轧制温度。

详细地讲，各轧制机座f1至f5的轧制速度可由公式以下得到：

$V_{\mathrm{fn}}=\frac{Q_{\mathrm{cast}}}{H_{\mathrm{fn}}}$

其中，V_fn表示第fn个轧制机座的轧制速度，H_fn表示在第fn个轧制机座中被轧制的钢板S的厚度。另外，Q_cast表示由连续铸机1提供的半成品钢的质量流，并可通过半成品钢产品的厚度乘以铸造速度来计算。在上述等式中，随着通过在轧制机座f1至f5中被轧制所生产的钢板S的厚度的增加，轧制速度V_fn降低。在此，由于轧制速度V_fn降低，因而钢板S的温度的降低是显著的。也就是说，尽管连续铸机1和精轧机10之间的单一的连续轧制过程对于生产薄钢板是有用的，在生产厚钢板的情况下，轧制速度V_fn会降低，因此，难以保证精轧单元10中的适宜的轧制温度。

因此，所述根据示例性实施方案的用于无头轧制的设备可使用全部的轧制机座轧制薄钢板。然而，另一方面，为了轧制厚钢板，所述用于无头轧制的设备可基于目标厚度，按照从设于精轧单元10的尾端的轧制机座向精轧单元10的前端的顺序将轧制机座转换为空轧机座，从而保证精轧单元10内合适的轧制温度。特别地，由于根据所述示例性实施方案的用于无头轧制的设备能够在轧制操作期间将轧制机座f1至f5转换为空轧机座，即使在以交替的方式生产薄钢板和厚钢板的情况下，无头轧制也可无间断地进行。

详细地讲，如图1所示，根据所述示例性实施方案的用于无头轧制的设备的精轧单元10可包括多个的轧制机座f1至f5，并基于待输入的控制信号调节实施轧制的轧制机座的个数，即轧制机座数。也就是说，精轧单元10可使用轧制机座轧制钢板S，基于待输入的控制信号设置轧制机座的数目，并加工钢板S的厚度至目标厚度。

在本文中，精轧单元10可按照从设于精轧单元10尾端的轧制机座向精轧单元10的前端的顺序从轧制中撤回轧制机座。如前所述，随着目标厚度增加，轧制速度会降低，且随着轧制速度降低，在精轧单元10中被轧制的钢板S的温度会降低。

也就是说，进入精轧单元10内部的钢板S的温度分布如图2的图表中所示。详细地，H1、H2和H3分别表示不同的钢板厚度，f1至f5分别表示精轧单元10中包括的轧制机座。在此，钢板的厚度分别满足H1<H2<H3，且如图1所示，轧制机座f1至f5按照从精轧单元10的前端至精轧单元10的尾端的顺序布置。如图2所示，在具有厚度H1的相对的薄钢板的情况下，全部的轧制机座f1至f5满足高于参考轧制温度t0的温度。然而，另一方面，在具有厚度H2的钢板的情况下，从轧制机座f5开始，轧制温度降至参考轧制温度t0以下，以及在具有厚度H3的钢板的情况下，从轧制机座f4开始，轧制温度降至参考轧制温度t0以下。因此，基于目标厚度，精轧单元10可按照从设于精轧单元10尾端的轧制机座向精轧单元10的前端的顺序从轧制中撤回轧制机座。例如，对于具有厚度H1的钢板，精轧单元10可使用全部的轧制机座f1至f5实施轧制，而对于具有厚度H2的钢板，精轧单元10可从轧制中撤回全部轧制机座f1至f5中的轧制机座f5，并且，对于具有厚度H3的钢板，精轧单元10可从轧制中撤回全部轧制机座f1至f5中的轧制机座f4和f5。

详细地，精轧单元10可调节从轧制中被撤回的轧制机座中包括的轧辊的位置，从而增加轧辊与钢板S之间的间隙至大于预先设定的间隙。在此情况下，轧辊不与钢板S接触，因此不对钢板S进行轧制。在此，撤回的轧制机座称为空轧机座。通过调整轧辊的位置可以把轧制机座转换为空轧机座。也就是说，如图3A中的轧制机座f5，轧制机座f5的轧辊与钢板S之间的间隙可增加至大于预先设定的间隙，并将轧制机座f5转化为空轧机座。

在本文中，基于钢板S的位置，精轧单元10可以不同的方式实施向空轧机座的转换。也就是说，可在钢板S进入精轧单元10之前输入控制信号，或者在钢板S进入精轧单元10之后输入控制信号。因此，轧辊的控制可根据情况变化。

详细地，如图3A所示，在钢板S进入精轧单元10内部之前输入控制信号的情况下，轧制机座被立刻转换为空轧机座以响应控制信号的输入。由于在先进入精轧单元10的钢板S，轧制机座向空轧机座的转换的影响不存在，并且为了为钢板S的随后进入做准备，轧制机座在输入控制信号时立刻转换为空轧机座。

另一方面，如图3B所示，在钢板S进入精轧单元10内部之后输入控制信号的情况下，可设置虚拟分割线P将钢板S分成具有第一目标厚度的第一钢板S1部分和具有第二目标厚度的第二钢板S2部分。如图3C所示，当虚拟分割线P穿过轧制机座f4，轧制机座f4可被转换为空轧机座，当虚拟分割线P穿过轧制机座f5，轧制机座f5可被转换为空轧机座。因此，轧制机座f4和f5均被控制以对第二钢板S2部分进行轧制，而对于第一钢板S1部分，轧制机座f4和f5均可被控制作为空轧机座操作。在本文中，以相同的方式，即控制轧制机座的上述方式可被应用于将空轧机座转换为轧制机座的一个实例中。

此外，在向空轧机座的转换中，精轧单元10可基于钢板S的位置改变轧辊的移动速度。

在钢板S进入精轧单元10内部之前输入控制信号的情况下，通过以预先设定的恒定的速度移动轧制机座的轧辊可将轧制机座转换为空轧机座。如本文中的先前所述，由于在先进入精轧单元10的钢板S，轧制机座向空轧机座的转换的影响不存在，以致轧辊可以恒定的速度快速移动，并且轧制机座可转换为空轧机座。

另一方面，在钢板S进入精轧单元10内部之后输入控制信号的情况下，会引起问题，如由于轧辊和钢板S接触而发生的碰撞；或由钢板S与轧辊之间的间隙造成的在钢板S穿过精轧单元10时的不稳定。因此，为了防止这些问题，轧辊的移动速度被分成若干部分以控制轧辊的操作。

详细地，如图4A和4B所示，通过改变轧辊的移动速度可控制轧辊。在本文中，轧辊与钢板之间的距离称为辊缝g，在轧制操作期间，钢板与轧辊之间的距离称为轧制辊缝g0，以及钢板与作为空轧机座操作的轧辊之间的距离称为空轧辊缝g1。

如图4A所示，在轧制机座被转换为空轧机座的情况下，轧辊可以预先设定的第一速度与钢板分离，直到轧制辊缝g0达到预先设定的最小间隙。也就是说，在轧辊与钢板接触的部分，轧辊的移动速度被最小化，并可以避免由辊缝的增大引起的钢板的传送的不稳定。当辊缝大于最小间隙时，通过以预先设定的第二速度b移动轧辊可快速转换轧制机座为空轧机座。在此情况下，如图4A所示，可满足a<b。

另外，如图4B所示，在空轧机座转换为轧制机座的情况下，通过将轧辊的移动速度分为三部分可控制轧辊的移动速度，直到空轧辊缝g1达到轧制辊缝g0。详细地，轧辊可以第三速度c快速移动以减小辊缝，第四速度d可被确定在一个范围内，在所述范围内，由于轧辊和钢板之间的接触而发生的碰撞不影响钢板的传送。第五速度e可被确定在一个范围内，在所述范围内，不存在由间隙减小引起的钢板的传送中的不稳定。在此情况下，如图4B所示，可满足e<d<c。

尽管图4A和图4B示出了通过将移动速度分为两个或三个部分的轧辊的移动速度的控制，通过将移动速度分为多于三个的多个部分可控制轧辊的移动速度。

控制单元20可基于待输入的目标厚度设置多个轧制机座f1至f5中的实施轧制的轧制机座的数目，也就是轧制机座数，并产生对应于所述轧制机座数的控制信号。目标厚度可由使用者使用独立的界面输入，或基于预先设定的操作程序来设置。在本文中，随着待输入的目标厚度的增加，控制单元20可减少实施轧制的轧制机座的数目(即轧制机座数)，随着待输入的目标厚度的降低，控制单元20可增加实施轧制的轧制机座的数目(即轧制机座数)。由于随着目标厚度增加，轧制压力的强度减小，通过减少实施轧制的轧制机座的数目(即轧制机座数)可以调节压力的强度。另外，由于随着目标厚度减小，轧制压力的强度增大，可增加实施轧制的轧制机座的数目(即轧制机座数)。然而，如本文中的先前所述，随着目标厚度增加，轧制速度降低，特别地，从设于精轧单元10尾端的钢板S向精轧单元10的前端顺序，轧制温度可依次降至参考轧制温度t0以下。因此，控制单元20可控制精轧单元10按照从设于精轧单元10尾端的轧制机座向精轧单元10的前端的顺序，依次将轧制机座转换为空轧机座。

图5是示出根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的方法的流程图。

参照图5，根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的方法可包括设置目标厚度S10，设置轧制机座S20，以及转换为空轧机座S30。

下文将参照图5描述根据本发明中的一个示例性实施方案的用于无头轧制的方法。

在设置目标厚度S10中，精轧单元可设置经由精轧单元轧制而生产的钢板的目标厚度。所述目标厚度可由使用者使用独立的界面或类似的设备直接输入，或基于预先设定的操作程序设置。

在设置轧制机座S20中，可基于目标厚度设置精轧单元中包括的多个轧制机座中的轧制钢板的轧制机座的数目(即轧制机座数)。在此情况下，随着待输入的目标厚度的增加，实施轧制的轧制机座的数目(即轧制机座数)减少。也就是说，由于目标厚度增加，所需的轧制压力的强度减小，通过减少实施轧制的轧制机座的数目(即轧制机座数)可调节压力的强度。然而，随着目标厚度增加，精轧单元中的轧制速度降低，特别地，从设于精轧单元尾端的钢板向精轧单元的前端，轧制温度可降至参考轧制温度以下。因此，按照从设于精轧单元尾端的轧制机座向精轧单元的前端的顺序，依次设置轧制机座为用于轧制钢板的轧制机座。

在转换为空轧机座S30中，从轧制中被撤回的轧制机座的轧辊与钢板之间的间隙增加，并且撤回的轧制机座被转换为空轧机座。也就是说，由于空轧机座的轧辊不接触钢板，空轧机座将不再对钢板实施轧制。在本文中，按照从设于精轧单元尾端的轧制机座向精轧单元的前端的顺序，可从轧制过程中省略转换为空轧机座S30。

具体而言，在转换为空轧机座S30中，基于钢板的位置，可以不同的方式实施向空轧机座的转换。在钢板进入精轧单元内部之前，轧制机座可被立即转换为空轧机座。在此情况下，向空轧机座的转换不会直接影响钢板，因此允许从轧制机座向空轧机座的立即转换。另一方面，在钢板进入精轧单元内部之后，利用虚拟分割线将钢板分为具有第一目标厚度的第一钢板部分和具有第二目标厚度的第二钢板部分而可控制向空轧机座的转换。具体而言，当虚拟分割线穿过轧制机座时，所述轧制机座被转换为空轧机座，从而，轧制机座可实施轧制直到虚拟分割线从其中穿过。

在转换为空轧机座S30中，轧辊的移动速度可基于钢板的位置变化。在钢板进入精轧单元内部之前，轧辊可以预先设定的恒定的速度快速移动，且轧制机座被转换为空轧机座。另一方面，在钢板进入精轧单元内部之后，可能会引起问题，如由于轧辊与钢板接触而发生的碰撞，或由钢板与轧辊之间的间隙引起的钢板的传送中的不稳定。因此，为了防止这些问题，如图4所示，轧辊的移动速度可被分为若干部分以控制轧辊。在前面已提供了关于将轧辊的移动速度分为若干部分的描述，因而此处不再赘述。

如上所述，根据本发明中的示例性实施方案，用于无头轧制的设备和方法可生产厚钢板轧卷和薄钢板轧卷，并以交替的方式生产薄和厚钢板轧卷。

根据本发明中的示例性实施方案，通过使用用于无头轧制的设备和方法，可在无头轧制过程中将轧制机座转换为空轧机座，以使由于降低了钢板的进入精轧单元的次数而处理缺陷率降低，并且由被切掉的钢卷的端部引起的钢卷产量的损失降低。

虽然以上示出和描述了示例性实施方案，本领域技术人员应明白，在不背离由所附的权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以作出修改和变化。

Claims (9)

1.一种用于无头轧制的设备，包含：

精轧单元，其采用多个轧制机座中的与待输入的控制信号设置的一样多的轧制机座轧制钢板至目标厚度；以及

控制单元，其基于待输入的目标厚度设置轧制机座数，并产生对应于轧制机座数的控制信号。

2.根据权利要求1的用于无头轧制的设备，其中当待输入的目标厚度增大时，控制单元减少轧制机座数，而当待输入的目标厚度减小时，控制单元增加轧制机座数。

3.根据权利要求2的用于无头轧制的设备，其中基于控制信号，精轧单元按照从设于精轧单元尾端的轧制机座向精轧单元的前端的顺序从钢板的轧制中撤回轧制机座。

4.根据权利要求3的用于无头轧制的设备，其中精轧单元增加从轧制中撤回的轧辊与钢板之间的间隙，并将撤回的轧制机座转换为空轧机座。

5.根据权利要求4的用于无头轧制的设备，其中当在钢板进入精轧单元的内部之前输入控制信号时，精轧单元转换轧制机座为空轧机座以响应所述控制信号的输入。

6.根据权利要求5的用于无头轧制的设备，其中当在钢板进入精轧单元之后输入控制信号时，精轧单元可设置一条虚拟的分割线，将钢板分割成具有第一目标厚度的钢板部分和具有第二目标厚度的钢板部分，并当所述虚拟的分割线从精轧单元中去除时，转换轧制机座为空轧机座。

7.根据权利要求5的用于无头轧制的设备，其中当在钢板进入精轧单元之前输入控制信号时，精轧单元可以预先设定的恒定的速度移动轧辊，并转换轧制机座为空轧机座。

8.根据权利要求7的用于无头轧制的设备，其中当在钢板进入精轧单元之后输入控制信号时，在轧辊与钢板之间的间隙小于预先设定的最小间隙的情况下，精轧单元以预先设定的第一速度使轧辊和钢板彼此分离；在轧辊与钢板之间的间隙大于所述最小间隙的情况下，精轧单元以预先设定的第二速度使轧辊和钢板彼此分离。

9.一种用于无头轧制的方法，包含：

设置经过精轧单元轧制所生产的钢板的目标厚度；

基于目标厚度，设置精轧单元中包含的多个轧制机座中的用于轧制钢板的轧制机座的个数；以及

增加从轧制中被撤回的轧制机座的轧辊与钢板之间的间隙，并转换撤回的轧制机座为空轧机座。