CN105008058B - 用于轧制金属带的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于轧制金属带(3)的设备，该设备至少包括：轧机(7)、轧制剂、带材牵引单元(9、9’)和去污模块(8)，带材在其连续通过轧机时被轧制，轧制剂与轧机的轧辊接触以及与带材接触，带材牵引单元定位在轧机的出口处，去污模块包括定位在轧机出口与牵引单元之间的至少一个去油装置以在轧机的出口处从带材去除所述残留轧制剂，其特征在于，该设备包括带材收集机(10)和纸带插入模块，带材收集机定位在牵引单元(9、9’)的至少一个部分(9)的出口处，从而特别地使带材在所述收集机的出口处的行进速度保持低于最大阈值，纸带插入模块定位在带材收集机(10)出口的下游。

Description

用于轧制金属带的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种如在权利要求1的前序部分中所要求的用于轧制金属带的设备和方法。
背景技术
用于轧制金属带设备、特别是用于冷轧金属带的能够轧制主要由不锈钢制成的带材的设备需要使用高负载量轧机(>400,000吨/年)，例如连轧机。连续地进行轧制(即，带材连续移动)以限制如在非连轧机中所需要的插入带材和释放带材而导致的高成本的时间损失和材料损失。在轧机上游使用焊接机使得能够在由至少一个开卷机提供的开卷区段中将相继的带材首尾相连地接合在一起。在轧机下游或至少在整个轧制线的尾端，最终需要将这些带材分开以使用至少一个卷取机将这些带材卷绕到不同的带圈上。
在整个轧制线中，带材表面状态为带材质量的关键因素，因此，经常需要进行频繁的目测。
轧制设备例如连轧设备(针对碳钢带和不锈钢带而设计)优选地配装有两个卷取机，这两个卷取机定位在轧机的下游出口处且定位在用来切割带材(优选地切割运行中的带材)的剪切机的下游处，剪切机将带材分开以形成随后交替地卷绕到两个心轴上的分开的带材，并且考虑到良好的卷绕、离开卷取机心轴时良好的带圈性能以及随后在轧制操作下游的多操作线上的开卷应力所需的条件，这两个卷取机在带卷上游的带材上施加合适程度的牵引力。卷取所需的带材牵引力通常不同于轧制所需的带材牵引力。与轧制相关的带材牵引力通常比卷取所需的带材牵引力大或者大得多。在切割并传送带材头部至相关卷取机期间，通常仅利用如夹送辊的如下的牵引单元来提供或允许牵引，此牵引单元能够建立相比于良好轧制条件下在轧机出口处所需要的带材牵引力更小的牵引力，牵引单元会导致带材厚度方面的忧虑并且导致产生超出公差并因此等级降低且往往无法使用的最终产品，这是成本很高的，特别是在不锈钢生产的情况下。同样地，在轧机出口的下游的操作期间，尤其在切割带材(剪切、开始在心轴上卷绕、生产不锈钢时在带圈带卷之间插入纸带、检验等)时，不得不降低轧机出口处的带材轧制速度，这导致生产率的巨大损失并且影响与轧制方法相关的质量因素，这会导致轧制后的带材厚度和平整度方面的误差以及导致由与速度变化和/或低速度有关的瞬态导致的通常所有众所周知的质量问题。在不锈钢带的领域中，在最终形成的带圈的带卷之间插入纸板或纸膜需要非常低的传送速度/插入速度，例如约30米/分至60米/分，和/或需要使用结构复杂且高成本的机械以在运行中以例如60米/分至100米/分的速度插入该板。
这种速度降低导致轧制生产率的损失以及轧制应力的增大，这会对输出的轧制产品的参数带来不利影响。
已描述了属于Nisshin Steel Company Limited(日新制钢有限公司)的轧制设备(公开号GB1313577)，该轧制设备公开了一种用于连续生产不锈钢带的连轧机。该连轧机设置有连续轧制机架(20高)，该连续轧制机架需要更长的、且非自动的换辊时间以及轧机上游和下游的“双夹送”张紧辊，张紧辊会导致带材上的表面缺陷、厚度缺陷或平整度缺陷。然而，该设备对于本发明来说为好的起始示例，这是因为其描述了至少包括以下部分的用于金属带材的轧制设备：
-轧机，在此轧机中，带材以连续移动的方式进行轧制，
-带材牵引单元，带材牵引单元定位在轧机的出口处。
应当注意的是，本发明还考虑了轧机内的润滑和冷却装置(在轧机轧辊上并因此在带材上)以确保轧辊之间的带材在带材接触弧下面、轧制轧辊上面的预定卷取、压缩和滑动比率。这使得可以获得能够用于轧机中的轧制的润滑速率/冷却速率，从而首先冷却已轧制带材，其次在良好条件下并且在轧制应力的情况下实现移动通过轧机的带材的卷取、压缩和滑动之间的理想比率。
在轧机的出口处，带材的表面保留有残留的轧制剂，例如在轧制过程中使用的油和其他带材和轧辊液体喷洒成分的痕迹、以及来自各种可能来源的油脂的痕迹。带材上存在的油或其他油脂物使得难以为了良好的轧制条件而将大的牵引应力施加到由轧机生产的带材上。由于牵引力由轧机的出口处的牵引单元(例如张紧辊和/或夹送辊)产生，因此这些牵引元件必须涂上油、其他油脂物或其他残留物，油、其他油脂物或其他残留物确实降低了将牵引力施加到带材上所需的摩擦率和粘附力。此外，滑动导致并且易使带材沿带材到卷取机的路线产生横向偏差(例如在轧机的出口处的和/或在卷取机上的收集机中)，这降低了生产率。在这种情况下，需要用以防止和校正这些带材位置偏差的装置，该位置偏差导致特别是带圈情况下对带材移动特征控制的实际损失，例如牵引、累加和/或卷取精度的损失。保留在由轧机生产的带材的表面上的油、其他油脂物和其他残留物还会造成污染，影响带材的最终清洁度，从而不利地影响带材的最终质量以及在待卷取的不锈钢带的具体情况下不利地影响带材卷取所需的纸带的机械性能和清洁保持性能。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种高生产率设备和一种用于轧制金属带材的方法，该设备和方法确保，无论在轧机的出口处并且特别是在轧机下游的至少一个牵引单元与牵引单元下游的最终带圈之间进行任何操作，都能够增强对带材的移动特征的控制。
因此，根据本发明的设备特别地必需能够提高关于主要为不锈钢带材的生产率。同样地，考虑到包括纸膜插入的带材卷取通常在轧制线的尾端执行以保护卷取的带卷之间的带材表面，根据本发明的设备必需能够使纸膜的插入更加简单、更加牢固并且更加可靠。
通过权利要求1中的特征提出了这种设备并且提出了权利要求12中所要求保护的方法。
一组从属权利要求还阐述了本发明的优点。
具体实施方式
利用图1和下面的相关描述提供了根据本发明的设备和方法应用的示例性实施方式。在图2中还提供了同一示例性实施方式中的所述设备的出口的变型。
基于图1中示出的用于金属带3的轧制设备，该轧制设备至少包括：
-轧机7，在轧机7中，带材3以连续移动的方式进行轧制(沿附图标记3处的箭头的方向)；
-轧制剂，轧制剂与轧机的轧辊接触并且与带材接触，所述轧制剂至少包括轧机的轧辊内的润滑和冷却装置(通常布置在轧机7的至少一个机架上，在该情况下示出了5个机架)以确保轧制轧辊之间的带材的卷取、压缩和滑动性能之间的最优预定比率；
-带材牵引单元9，带材牵引单元9布置在轧机的输出处，所述牵引单元为分布在轧机的出口与例如卷取机13、14或联接的金属处理线(未示出)的装置的出口之间的多个牵引单元(为了清楚起见，图1仅示出了两个牵引单元9、9’)的组件的一部分，
根据本发明的该设备的特征在于，该设备包括去污模块8，去污模块8至少包括去油装置，优选地还包括随后的涂刷装置、清洗装置和干燥装置，去污模块8定位在轧机的出口与牵引单元之间以在轧机的出口处从带材除去所述残留轧制剂。
有利地，在去污模块8的出口处，带材具有更大的粘附力，并且因此当带材在偏转辊上方移动时，以及在牵引单元9、9’中的每个牵引单元的入口处、牵引单元9、9’中的至少一个部分9的下游的收集机10的入口处以及轧机的下游的其他装置的入口处移动时得到更好的控制。由于无论在轧机的出口处、特别是在轧机下游的至少第一牵引单元9与牵引单元下游的最终卷取机13、14之间进行的操作如何，都实现了对带材的移动特征的更好控制，因此避免了带材路径偏差，尤其避免了带材横向偏差。粘附力的增加还意味着带材夹送装置(补充张紧辊或更糟地替换张紧辊)，例如牵引单元9的夹送装置，几乎没有必要或甚至是不必要的。这样，牵引单元9、9’可仅包括用于移动带材以通过张力施加更大牵引力的张紧辊，所述单元特别地可能可选地仅包括夹送装置以施加很小的牵引力或没有施加额外的牵引力。这使得由夹送装置导致的带材缺陷较少，并且因此具有更高的生产率和更优的质量。更好地控制移动带材的路径的特征并且限制夹送辊数量或消除夹送辊还使得可以提高带材的移动速度，带材的移动速度“不用使用主动导引装置(例如夹送辊)来更好地引导”而一直维持到轧机下游的收集机10。这还大大提高了带材轧制的生产率。
根据本发明的设备特别适于在主要包括不锈钢金属的连续移动带材的最终产品方面的高生产率。的确，可以看到两个有利方面：
-根据本发明，由于对由轧机生产的带材的路径的更好控制，已示出轧机7中的增加的移动速度能够一直持续到收集机10。带材收集机10布置在牵引单元9、9’中的至少一个“第一”部分9的出口处，因此能够使轧机的出口处的以及所述收集机的出口处的带材移动速度保持低于最大阈值或在轧机的出口处以及在所述收集机的出口处达到较低速度或在所述收集机的出口处短暂停止。简言之，收集机下游的这种速度降低有利地使得能够在根据本发明的设备的出口处对几乎静止的或完全静止的带材部分执行带材的检验(参见布置在带材收集机10出口下游的视觉的/光学的/声学的/机械的/等带材检验模块11)、剪切12、以及带材从一个卷取机13至另一个卷取机14的传送等。与在带材更快移动的情况下执行相同的操作相比，用来执行这些检验操作、剪切、纸带在带圈中的插入等的装置更加简单。例如，收集机10的出口可以简单地联接至卷取机13的入口，为此，剪切机12定位在卷取机13的上游以切割所述静止的带材。在图1和图2中的示例中，在设备的输出由于轧制操作的生产率提高而更加动态的情况下，收集机10的出口可以联接至两个卷取机13、14(或图2中的13、14、15)的入口，为此，剪切机10布置在卷取机的上游，剪切机10可以切割运行中的(移动的)带材，所述两个卷取机或者独立地布置(参见图1)或者成对地布置在转盘鼓筒15上(参见图2)。同样地，图1和图2示出了设计成能够实现本发明的高生产率的连续卷取装置。
-纸带插入模块(为了清楚起见，未示出)定位在带材收集机10出口的下游。考虑到收集机能够使带材速度在收集机出口处显著降低(与带材进入收集机时的非常高的速度形成对比)，所述插入模块不需要复杂的结构，不同于更高带材速度所需要的更复杂结构的且更高成本的模块。这还使带材卷取过程变得更加简单、更加牢固且更加可靠。这表现出与不锈钢带材有关的不可否认的优势。
根据本发明的设备公开了用于去油单元的控制模块，可使用设备的参数和移动带材的物理性能(例如至少为应用到轧机7的润滑等级和由牵引单元9、9’确保的最大的带材卷取因数)来控制去油单元。该控制系统能够使去污模块的安装更加优化以使使用去油产品或其他去污剂情况下的去污成本更低，同时确保最优去污(其因此为环境友好型)以更好地控制牵引力和带材的路径以及提高生产率。
根据本发明的设备从轧机的上游的设备主入口起依次包括至少一个开卷机1、2，一个焊接机4，一个收集机6和至少一个牵引单元5、5’。还是在该情况下，考虑到本发明能够由于对轧机下游的带材路径的更好控制而使轧制的移动速度提高且使生产率提高，这些联接的元件能够实现轧机的上游的高移动速度。
最后，根据本发明的设备在牵引单元9、9’的下游可以包括至少一个退火酸洗线(APL)和其他基础的冷轧退火酸洗线(CAPL)，冷轧退火酸洗线或者与连续移动的带材直接联接或者经由牵引单元下游的至少一个卷取机联接到CAPL入口处的开卷机。由于CAPL要求带材的移动速度比由根据本发明的设备实现的移动速度低得多，因此直接联接在移动速度方面具有缺点。这导致的结果是为了在将根据本发明的设备联结至CAPL时实现高水平生产率，现今更有吸引力的是使用独立的卷取机/开卷机联接器，从而将根据本发明的设备的出口处的带圈理想地传送至若干个不同的CAPL。
还提出了用于执行根据本发明的设备的方法，其中：
-在第一步骤中，轧机中的带材的移动速度在带材进入轧机下游的收集机10之前达到最大速度值，例如400米/分至600米/分；
-在短暂的第二步骤中，收集机10以比第一步骤中的速度更低的速度，例如30米/分至60米/分或100米/分，开始将带材释放到至少一个卷取机13、14；
-在第三步骤中，在所述短暂的步骤之后，卷取机达到最大的带材卷取速度，例如大于550米/分或大于750米/分。
上面提到的三个步骤意味着调整轧机出口处的速度(高速度)、收集机的出口处的速度(低速度)和在卷取期间的速度(高速度)的灵活性有助于显著提高设备的整体生产率。给出的速度差为使用当前技术所提供的示例，并且速度差可自然地改变，本发明的应用和保护不限于这些差别。
有利地，该方法能够使检验11和剪切12在带材移动速度降低时在第二步骤期间被执行。
相同地，根据本发明的该方法能够同样在带材移动速度降低时在第二步骤期间使纸板插在带材上。

Claims (18)

1.一种用于轧制金属带(3)的设备，所述设备至少包括：
-轧机(7)，在所述轧机(7)中，所述金属带以连续移动的方式进行轧制；
-轧制剂，所述轧制剂与所述轧机的轧辊接触以及与所述金属带接触；
-带材牵引单元(9、9’)，所述带材牵引单元(9、9’)定位在所述轧机的出口处；
-去污模块(8)，所述去污模块(8)包括至少一个去油装置，所述至少一个去油装置定位在所述轧机的所述出口与所述带材牵引单元之间，以便在所述轧机的所述出口处从所述金属带去除残留轧制剂，其特征在于，
-带材收集机(10)，所述带材收集机(10)定位在所述带材牵引单元(9、9’)的至少一个部分(9)的出口处，从而将所述金属带的在所述带材收集机的出口处的移动速度保持低于最大阈值；
-纸带插入模块，所述纸带插入模块定位在所述带材收集机(10)的所述出口的下游。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述金属带由不锈钢金属制成。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述带材收集机(10)定位在所述带材牵引单元(9、9’)的至少一个部分(9)的所述出口处，从而确保了所述带材收集机的所述出口处的短的停止时间。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述带材收集机(10)的所述出口能够联接至卷取机(13)的入口，为此，剪切机(12)定位在所述卷取机(13)的上游以切割静止的所述金属带。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述带材收集机(10)的所述出口能够联接至两个卷取机(13、14)的入口，为此，剪切机(12)定位在两个所述卷取机(13、14)的上游以切割运行中的所述金属带。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，两个所述卷取机(13、14)独立地定位、或成对地定位在转盘鼓筒(15)上。
7.根据权利要求3所述的设备，包括带材检验模块(11)，所述带材检验模块(11)定位在所述带材收集机(10)的所述出口的下游。
8.根据权利要求1或2所述的设备，包括用于所述去油装置的控制模块，所述去油装置能够利用所述设备的参数和移动金属带的物理性能进行控制。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备的参数和所述移动金属带的物理性能至少为应用到所述轧机(7)的润滑等级和由所述带材牵引单元(9、9’)确保的最大带材卷取因数。
10.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述带材牵引单元(9、9’)包括用于移动金属带的用以通过张力施加更大的牵引力的张紧辊，所述带材牵引单元包括用以施加很小的牵引力或没有施加额外的牵引力的夹送装置。
11.根据权利要求1或2所述的设备，包括位于所述轧机的上游的至少一个开卷机(1、2)、一个焊接机(4)、一个附加的收集机(6)和至少一个附加的牵引单元(5、5’)。
12.根据权利要求1或2所述的设备，包括位于所述带材牵引单元(9、9’)下游的至少一个冷轧退火酸洗线，所述冷轧退火酸洗线或者与连续移动的所述金属带直接联接或者经由所述带材牵引单元下游的至少一个卷取机联接到所述冷轧退火酸洗线的入口处的开卷机。
13.一种用于执行根据前述权利要求中的一项所述的设备的方法，其特征在于，
-在第一步骤中，轧机(7)中的金属带移动速度在所述金属带进入所述轧机下游的带材收集机(10)之前达到最大速度；
-在短暂的第二步骤中，所述带材收集机(10)以比所述第一步骤中的速度低的速度开始将所述金属带释放到至少一个卷取机(13、14)；
-在第三步骤中，在短暂的所述第二步骤之后，所述卷取机达到最大带材卷取速度。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述第二步骤期间执行检验和剪切。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，在所述第二步骤期间开始将纸带插在所述金属带上。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述金属带移动速度的所述最大速度为400米/分至600米/分。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述带材收集机的所述低的速度为30米/分至60米/分或100米/分。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述最大带材卷取速度大于550米/分或大于750米/分。
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