CN105499271A - 用于生产钢铁半成品的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产钢铁半成品的方法及设备。本发明公开了一种用于连续地生产钢铁半成品的方法及设备。通过使用连铸装置将液态钢浇铸到多个铸模中以连续地生产多个初轧坯股线。随后，一个或更多个初轧坯股线在线进给到相应的轧机，该轧机被构造成对所输入的连铸初轧坯股线进行热轧以生产轧制钢坯。

Description

用于生产钢铁半成品的方法及设备
技术领域
本发明一般地涉及用于生产钢铁半成品的方法及设备。本发明特别是涉及用于从连铸初轧坯在线轧制钢坯的方法及设备。
背景技术
安装轧机用以生产成品钢产品，例如用于满足发展中国家中的本地市场以及针对诸如在民用建筑中使用的软钢条之类的成品钢产品的邻近市场。在半成品（浇铸）钢产品的产量不足的国家，这些轧机将通常依靠从具有较大炼钢能力的其它国家进口钢坯并轧制成品以用于满足其本地市场。这种情况普遍存在于很多发展中国家，原因是由于本地所产生的废钢缺乏并且难以提供稳定和效能成本合算的电力供应来操作电弧炉，而使得甚至连来自于回收钢的钢铁半成品的本地生产都不可能。因此，进口钢坯被“再次轧制”以产生成品钢产品。这些“再次轧机”通常采用达到150毫米x150毫米正方形（225平方厘米）的初始钢坯尺寸，并且较之于大型专用轧机而言通常非常小且在产品的输入输出的变动以及生产效率方面具有较小生产能力。
在19世纪60年代，通过轧制每个重达10吨或以上的铸锭来实现钢坯生产，并且这种钢锭在单独钢坯轧机被轧制成钢坯。该老式方法对于将钢锭轧制成上述再次轧机所需的150毫米而言是没有问题的。然而，这种钢坯生产方法会导致高边界损失并且具有额外的轧制成本，所以其并不特别地高效或有效率。
从19世纪70年代起，“连铸”工艺已经完全取代旧式铸锭实践而用于生产半成品钢产品，所以目前不论是方钢坯还是圆钢坯都通常通过使用“连铸机”从液态钢直接进行浇铸，而不是从铸锭进行轧制。
利用现今比方说年产200万吨钢产品的超大型钢厂，连铸钢坯所具有的横截面远大于能够被“再次轧机”进行轧制的大小。例如连铸机生产的“初轧坯”股线具有大于150毫米x150毫米正方形和直至400毫米x400毫米正方形的横截面（通常为240毫米x240毫米的方坯或是在管式连铸机的情况下为250毫米的圆坯）在大型钢铁厂现在司空见惯。这些初轧坯大于可以被上述所述的再次轧机进行轧制的典型最大尺寸为150毫米x150毫米的钢坯。
本发明正是在这背景下被构想出来的。
发明内容
从一个方面来看，本发明提供一种如权利要求1所述的连续地生产钢铁半成品的方法。
根据本发明，由大型钢铁连铸机造成的过量钢铁初轧坯产量可以通过在线热轧过程直接地转换成钢坯，而无需在轧制以前额外加热或再次加热初轧坯。这样一来，就不需要单独钢坯轧机从连续浇铸的初轧坯生产可再次轧制的钢坯，结果，就避免了源自于轧制被重新加热的初轧坯长度以及可能会使得这种钢坯生产不经济的额外投资、重复处理、附加人力资源以及加热和轧制损失。这样一来，就能够使大型多股线连铸机在生产较大初轧坯的同时，通过在线轧制过程高效率地直接生产可再次轧制的钢坯。通过能够直接地并优选可选地从连续浇铸的初轧坯股线生产可供出口的钢坯，大型钢铁半成品生产设施就能够出口过剩产量以便使用在依靠进口钢坯的国家中的再次轧机。
在各实施例中，在线进给到所述轧机的所述浇铸初轧坯股线从连续浇铸出来仍然是热的，并且在浇铸和热轧之间不再进行所述初轧坯的额外再次加热。
优选地，所述初轧坯股线具有超过230平方厘米的横截面积，并且优选地所述轧制钢坯具有低于230平方厘米的横截面积。初轧坯通常尺寸大于150毫米方坯（直至400毫米方坯），轧制钢坯通常尺寸低于150毫米方坯。
在各实施例中，所述方法还包括：通过各自的矫直辊进给所述初轧坯股线；以某一速度操作每个轧机，该速度基于被进给到所述轧机的特定初轧坯股线的矫直辊的基准速度。将用于每个连铸股线的单独矫直辊的速度用作基准速度，该基准速度用于针对该股线的轧机的轧制速度，这样一来就能够使钢坯可靠地进行热轧并且材料流动均衡在逐个股线的基础上得以维持。
使用悬臂式轧机机座容许每个初轧坯股线的轧制不会与多股初轧坯浇铸机的相邻股线相干涉，并且其容许横越所有股线的轧机长度被保持得较低并且尽可能靠近于从连铸机出来的股线的出口而定位，从而能够使得待轧制的初轧坯从浇铸工序出来并且在它们冷却以前仍然是热的。传统的轧机其轧辊在轧制轴线的两端用轴承座“简单地支承”，这将过大而无法从连铸机在出口处安装在相邻股线之间，并且如果股线从连铸机在出口处被进一步远离间隔开或者被轧辊多少进一步远离移动开的话，将只能用于轧制浇铸初轧坯。这简单但不实用。
在各实施例中，用于每个悬臂式轧机机座的驱动机构和电机被布置在通过连续浇铸所生产的最外股线的外部。这样一来，笨重的驱动机构和电机部件将不会占用初轧坯股线正上方或正下方的空间，以使得初轧坯股线不会与之发生干涉。
在各实施例中，用于每个悬臂式轧机机座的驱动机构和/或电机可通过所设置的各自长轴连接到相应的悬臂式轧机机座，以便使驱动机构和/或电机自热初轧坯保持距离。这就能够使驱动装置和电机远离于直接包围着浇铸初轧坯的高温环境而进行工作，从而提高了它们的寿命和可靠性，并且允许待使用的传统电机和机械装置不再要求被设计成承受极端环境和温度。
在各实施例中，每个用于给定悬臂式轧机机座的轧辊由单独的电机进行驱动。
在各实施例中，后续轧机机座的轴线角度相对于彼此被设定成90度。以此方式布置悬臂式轧机机座容许轧辊离开初轧坯的侧部而接近于初轧坯股线，从而降低了轧辊和轧机壳体与直接包围着浇铸初轧坯的空间相干涉的程度。进而，通过以此方式改变轧辊的轴线，轧机壳体和机座就能够彼此偏置和/或可选地定位在浇铸初轧坯的上方和下方，从而允许轧辊沿着股线轴向地彼此靠近而定位，允许轧机沿着股线占据较短长度以使得浇铸股线能够在均匀的温度下进行轧制，而不会在轧机机座之间存在显著冷却。在各实施例中，每个轧机包括至少两个或优选地至少四个被布置成轧制越来越小的钢坯尺寸的在线悬臂式轧机机座。在各实施例中，每个轧机机座将工作在初轧坯的两面（例如，如果初轧坯是240毫米x240毫米正方形截面的初轧坯）并且下一个轧机机座将工作在相反两面，从而将浇铸初轧坯轧制成较小尺寸的钢坯。
在各实施例中，进一步轧制初轧坯股线可能不太理想。因此，悬臂式机座可以从初轧坯浇铸线移走而不会中断浇铸过程。悬臂式机座的轧辊彼此分离到至少某一距离，该距离对于轧机机座足够宽以便清除初轧坯并且被移离初轧坯浇铸线。
在各实施例中，用于每个悬臂式轧机机座的轴承座的壳体被构造成例如与电机和驱动机构相接的可更换外壳。例如在轧辊变得磨损时这将便于轧辊的快速更换，从而减少停机时间。
在各实施例中，轧机和每个轧机机座可以可选择地进行操作或者与浇铸初轧坯相接合，从而允许初轧坯股线以变化尺寸的可选方式可选择地被热轧成钢坯。这将允许连铸机的输出在尺寸上可选择地可变，允许产量容易地适合于需求，例如在用于浇铸初轧坯和（轧制）钢坯的国内和/或出口市场上需求波动。
在各实施例中，针对每个悬臂式轧机机座在用于所述轴承座的壳体和/或电机和/或驱动机构的周围设置保护性冷却或绝缘护套。
在各实施例中，仅仅所述多个连铸初轧坯股线的最外股线中的一个或两个被热轧成钢坯。通过只是轧制最外股线，使得轧机与浇铸初轧坯股线周围的空间相干涉的程度最小化，并且使得钢厂需要被重新进行工程改造以容纳轧机的程度最小化。另外，对于轧机机座的要求也不再严格，因为只是轧制最外股线的空间需求（归因于股线内部的空间可利用性）小于针对最内股线的那些需求。另外，通过在最外初轧坯股线上进行操作，例如用于国内市场的连铸初轧坯的过度产能可以容易地在连铸过程中被在线热轧成钢坯用于直接出口到例如发展中国家，用于在钢坯轧机上进行再次轧制。
从另一个方面来看，本发明提供一种如权利要求13所述的设备。
在各实施例中，连铸装置包括中间罐，所述中间罐被布置成收集液态钢，并将所述液态钢供给到并排布置的多个铸模以便连续地生产多个初轧坯股线。
在各实施例中，连铸装置被构造成以按照上述实施方式的方法来进行操作。
附图说明
本发明可以通过参考连同附图的特定示例性实施方式的下文描述而更好地得以理解。
图1表示根据本发明诸方面的实施方式的用于从连铸初轧坯在线轧制钢坯的设备及其操作方法。
具体实施方式
下文结合附图所阐述的详细描述旨在于作为本发明的当前优选实施方式的说明，并非旨在于代表本发明唯一可得以实施的方式。应当理解成相同或等同功能可以通过旨在于被囊括在本发明精神和范围内的不同实施方式而得以实现。此外，术语“包含有”、“包含”及其任何其它变型都旨在于涵盖非排他性包括，以使得包含一系列元件或步骤的装置和方法步骤并不只是包括这些元件而是可以包括没有明确列出或本身固有的其它元件或步骤。由“包含”所着手引出的某个元件或步骤在没有更多约束的情况下并不排除包括该元件或步骤的额外相同元件或步骤的存在。
现在参考图1，其示出根据本发明实施方式的用于从连铸初轧坯在线轧制钢坯的设备100，连铸机110包括钢包（盛钢桶）112、中间罐114、用于形成股线118的多重永久铸模116以及用于矫直股线的矫直辊120。
钢水从一个或多个熔炉（未示出）流出到钢包112中。钢包112在其底部具有管道开口，其被布置在上方并且让液态钢排出到贮存槽或中间罐114中，中间罐114充当缓冲储液器并且具有管套或管道开口接到永久铸模116中。液态钢从中间罐114排出而进入永久铸模116中，其被成型并且液体冷却而形成用于股线118的固体外壳，该股线118通过由于重力而从永久铸模116的开口底部滴落下来的变硬钢所形成。在此情况下，设置有五组永久铸模116，但永久铸模的数目可加可减，不过优选地最少两组并且更优选地多于两组或更多数量以获得更高的生产能力。然后使每个连铸股线118穿过成对单独矫直辊的序列，其引导股线在水平方向上延伸并且随着它们在辊子之间向前移动而矫直股线，并使之冷却和进一步凝固。
连铸机110尤其是永久铸模116被构造成使得股线118形成为横截面在230平方厘米以上的初轧坯，在此情况下为240毫米x240毫米的方坯。
连铸机110具有比如说年产200万吨高产能，生产速度为至少每分钟4米，并且能够连续地工作许多年才维修。当连铸初轧坯的生产能力例如在本国市场超过需求时，这将导致浇铸初轧坯的存货增加，根据本发明，设备100通过在线轧机150的操作而工作以便将一个或多个初轧坯股线118热轧成钢坯140，其可以例如被出口到发展中国家市场用于在再次轧机中直接使用。轧制后的钢坯被形成为具有低于230平方厘米的横截面积，在此情况下为150毫米x150毫米方坯。
将设备100设置成使得被在线进给到轧机150的浇铸初轧坯股线118在使用状态下从连续浇铸出来仍然是热的。在浇铸和热轧之间不提供任何被设置成执行额外加热初轧坯的设备。
在线轧机150包括多个悬臂式轧机机座152，用于每个机座的轧辊154的轴承座仅在一端处支承该轧辊。用于每个悬臂式轧机机座152的驱动机构和电机156被设置在通过连续浇铸所生产的最外面股线118的外部。在不同于图1中所示的实施方式中，用于悬臂式轧机机座152的驱动机构和/或电机156可通过所设置的各自长轴连接到相应的悬臂式轧机机座152，以便使驱动机构和/或电机156自热初轧坯118保持距离。为了进一步降低热效应，在其它实施方式中可以针对每个悬臂式轧机机座152在用于轴承座的壳体158和/或电机和/或驱动机构156周围设置保护性冷却或隔热护套。电机可以被设置成独立地驱动用于给定悬臂式轧机机座152的每个轧辊154。
为清楚起见，在图1中，每个轧机的第二悬臂式轧机机座152被绘制成在地平面处低于股线118具有驱动机构和电机156以及壳体158。然而，在其它实施方式中，轧机150可以被布置成例如通过高于地平面放置特定部件而使得悬臂式轧机机座152的驱动机构和电机156以及壳体158不会位于股线118下方，以避免轧屑堆积在机械上。
用于每个悬臂式轧机机座152的轴承座的壳体158被构造为可更换外壳，以便于例如在磨损时快速更换轧辊从而减少停机时间。
每个轧机150(用于每个股线)包括两个在线悬臂式轧机机座152。在其它实施方式中，设置两个以上或优选地设置至少四个悬臂式轧机机座，并布置成轧制越来越小的钢坯尺寸。用于给定初轧坯的第一悬臂式轧机机座的轧辊的轴线角度相对于初轧坯的顶面被设定成45度夹角。后续轧机机座的轴线角度彼此被设定成90度夹角。
每个轧机150被构造成在某一速度下工作，这一速度基于被进给到该轧机的特定初轧坯股线118的矫直辊的基准速度。这确保通过轧机150的材料流动的均衡。
如图1所示，多个连铸初轧坯股线118的两个最外股线被热轧成钢坯。在线轧机150就位并连续地工作以使得始终生产轧制钢坯。轧机150可以选择性地接合以使得钢坯产量能够响应于用于再次轧制的浇铸初轧坯和轧制钢坯在需求上的变动。因此，悬臂式机座可以从初轧坯浇铸线移走而不会中断浇铸过程。悬臂式机座的轧辊154彼此分离到至少某一距离，该距离对于轧机机座150足够宽以便清除初轧坯并且被移离初轧坯浇铸线。
本发明不仅可应用于方坯，亦可应用于圆坯，需要对该圆坯提供适当的永久铸模和矫正辊子。然后需要相应地调整轧辊通过截面以便生产所需方形（或其它）横截面的钢坯。
在本发明的进一步的实施方式中，股线在顺序连铸过程中进行浇铸。这一过程能够让不同温度的液态钢连续不断地进行浇铸，即没有中断。这一过程通过消除每次都需要准备启动新的个别浇铸过程而增加生产率。通过使用可调悬臂式轧机机座，本发明允许对初轧坯宽度进行调节，并且使不同温度的液态钢连续地进行浇铸。可以通过更换包含不同温度钢液的中间罐来利用不同温度的钢液。
本发明的优选实施方式的记载已经出于说明和描述目的而得以呈现，但并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的形式。熟悉本领域的技术人员将意识到可以对上述实施方式施加更改而不会脱离其广义发明概念。因此可以理解为本发明并不限于所公开的具体实施方式，而是涵盖由所附权利要求限定的本发明的范围内的变更。

Claims (26)

1.一种连续地生产钢铁半成品的方法，包括：
将液态钢浇铸到多个铸模中以连续地生产多个初轧坯股线；以及
将一个或更多所述初轧坯股线在线进给到各自的轧机，该轧机被构造成可选择性地进行接合以便热轧所输入的连铸初轧坯股线以生产轧制钢坯，
其中，所述轧机包括两个或更多个悬臂式轧机机座，用于每个机座的轧辊的轴承座仅在一端支承所述轧辊，并且其中，用于给定初轧坯的第一悬臂式轧机机座的轧辊的轴线角度相对于所述初轧坯的顶面被设定成45度，并且后续轧机机座的轴线角度相对于彼此被设定成90度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在线进给到所述轧机的所述浇铸初轧坯股线从连续浇铸出来仍然是热的，并且在浇铸和热轧之间不再进行所述初轧坯的额外再次加热。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述初轧坯股线具有超过230平方厘米的横截面积，并且所述轧制钢坯具有低于230平方厘米的横截面积。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，还包括：
通过各自的矫直辊进给所述初轧坯股线；
以一速度操作每个轧机，该速度基于被进给到所述轧机的特定初轧坯股线的矫直辊的基准速度。
5.根据前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于：用于每个悬臂式轧机机座的驱动机构和电机被布置在通过连续浇铸所生产的最外股线的外部。
6.根据前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于：每个用于给定悬臂式轧机机座的轧辊由单独的电机进行驱动。
7.根据前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于：每个轧机包括至少两个或优选地至少四个被布置成轧制越来越小的钢坯尺寸的在线悬臂式轧机机座。
8.根据前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于：用于每个悬臂式轧机机座的轴承座的壳体被构造成可更换外壳。
9.根据前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于：针对每个悬臂式轧机机座在用于所述轴承座的壳体和/或电机和/或驱动机构的周围设置保护性冷却或绝缘护套。
10.根据前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于：仅仅所述多个连铸初轧坯股线的最外股线中的一个或两个被热轧成钢坯，并且其中设置至少一个最内初轧坯股线。
11.根据前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于：所述多个初轧坯股线在顺序连铸的过程中进行浇铸。
12.根据前述任何一个权利要求所述的方法，其特征在于：所述悬臂式轧机机座的轧辊被彼此分离到至少一距离，该距离对于所述悬臂式轧机机座足够宽以便清除所述初轧坯并且被移离初轧坯浇铸线。
13.一种用于连续地生产钢铁半成品的设备，包括：
连铸装置，所述连铸装置被布置成在使用状态下连续地生产多个初轧坯股线；以及
一个或多个在线轧机，每个所述轧机被布置成选择性地接合以便在使用状态下接收并且热轧连续浇铸的初轧坯股线中的一个以生产轧制钢坯，
其中，所述轧机包括一个或多个悬臂式轧机机座，用于每个机座的轧辊的轴承座仅在一端支承所述轧辊，并且其中，用于给定初轧坯的第一悬臂式轧机机座的轧辊的轴线角度相对于所述初轧坯的顶面被设定成45度，并且后续轧机机座的轴线角度相对于彼此被设定成90度。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于：所述设备被布置成使得在线进给到所述轧机的所述浇铸初轧坯股线在使用状态下从连续浇铸出来仍然是热的，并且其中，不提供被设置成在浇铸和热轧之间在使用状态下进行所述初轧坯的额外再次加热的装置。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于：所述连铸装置包括中间罐，所述中间罐被布置成收集液态钢，并将所述液态钢供给到并排布置的多个铸模以便连续地生产多个初轧坯股线。
16.根据权利要求13、14或15所述的设备，其特征在于：所述连铸装置被构造成生产具有超过230平方厘米的横截面积的初轧坯股线，并且其中，所述在线轧机被构造成轧制具有低于230平方厘米的横截面积的钢坯。
17.根据权利要求13至16中任意一项所述的设备，其特征在于，还包括：
用于每个初轧坯股线的相应矫直辊，所述矫直辊被布置成接收并矫直所述初轧坯股线；
其中，每个轧机被构造成以一速度工作，该速度基于被进给到所述轧机的特定初轧坯股线的矫直辊的基准速度。
18.根据权利要求13至17中任意一项所述的设备，其特征在于：用于每个悬臂式轧机机座的驱动机构和电机被布置在通过连续浇铸所生产的最外股线的外部。
19.根据权利要求13至18中任意一项所述的设备，其特征在于，还包括：电机，所述电机被布置成单独地驱动每个用于给定悬臂式轧机机座的轧辊。
20.根据权利要求13至19中任意一项所述的设备，其特征在于：后续轧机机座的轴线角度相对于彼此被设定成90度。
21.根据权利要求13至20中任意一项所述的设备，其特征在于：每个轧机包括至少两个或优选地至少四个被布置成轧制越来越小的钢坯尺寸的在线悬臂式轧机机座。
22.根据权利要求13至21中任意一项所述的设备，其特征在于：用于每个悬臂式轧机机座的轴承座的壳体被构造成可更换外壳。
23.根据权利要求13至22中任意一项所述的设备，其特征在于，还包括：保护性冷却或绝缘护套，其针对每个悬臂式轧机机座设置在用于所述轴承座的壳体和/或电机和/或驱动机构的周围。
24.根据权利要求13至23中任意一项所述的设备，其特征在于：仅仅所述多个连铸初轧坯股线的最外股线中的一个或两个被热轧成钢坯，并且其中设置至少一个最内初轧坯股线。
25.根据权利要求13至24中任意一项所述的设备，其特征在于：所述多个初轧坯股线在顺序连铸的过程中进行浇铸。
26.根据权利要求13至25中任意一项所述的设备，其特征在于：所述悬臂式轧机机座的轧辊被彼此分离到至少一距离，该距离对于所述悬臂式轧机机座足够宽以便清除所述初轧坯并且被移离初轧坯浇铸线。
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