CN106061635A - 轧制方法 - Google Patents

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Abstract

一种从铸锭或厚板坯(1、2)轧制金属板材的方法，包括：用机械丝杠(24)设定工作辊缝，并经由第一道次轧制铸锭或板坯以生成轧制产品(21)。从辊缝中移出轧制产品(21)，并使用机械丝杠(24)来设定减小的辊缝(34a)。在延伸程度小于轧制产品(21)的全长的局部道次内通过减小的辊缝(34a)轧制所述轧制产品(21)，以形成进一步轧制的产品(22、21)；并从辊缝中移出所述进一步轧制的产品。所述方法还包括反转轧制板材，并在板材的宽度方向上进行进一步的轧制道次。

Description

轧制方法
本发明涉及一种轧制金属的方法，特别是从铸锭或者厚板坯生产高质量厚板材的方法。
建筑业对于高质量厚板材的市场需求要求从传统的铸锭或者厚铸造板坯来轧制板材。两者均在最终板材上造成明显的处理问题和产率损失。通常，铸锭沿着它们的长度在厚度和宽度上有变化和锥度，其必须在轧制过程中消除。一旦消除了变化，铸锭可以与厚铸造板坯一样的方式进行加工。对于本申请而言，所谓铸锭或者厚板坯应该理解为还包括其它材料，除非另有说明。
通常，是在一系列反向道次中使用轧机和分离的修边机从铸锭轧制厚板材，例如JP01053703中所描述的。
JP58044904描述了从锥形板坯开始，使用锥形轧制来在锥形板坯上扩散材料，然后反转轧得材料并施加进一步的轧制，最终形成矩形板材。
如2012年10月的巴西Vila Velha的49届Rolling Seminar-Processes，Rolledand Coated Products会议中给出的一篇文章(题为Production of high quality thickconstruction plate from ingots and thick slabs，作者S Samanta等人)中描述的那样，可对高速长冲程液压辊缝控制缸使用数学模型来在板材的标准厚铸造板坯处理之前消除厚度和宽度波动，以最大程度地减少较差的边缘形状和增加的最终产出率。
然而，很多老式轧机并不适于或并不便宜地转换为液压辊缝控制，从而限制了它们能够生产的板材的类型。
依据本发明，一种从铸锭或厚板坯轧制金属板材的方法包括：用机械丝杠设定工作辊缝，并经由第一道次轧制铸锭或板坯以生成轧制产品；从辊缝中移出轧制产品并使用机械丝杠来设定减小的辊缝；在延伸程度小于轧制产品的全长的局部道次内通过减小的辊缝轧制所述轧制产品，以形成进一步轧制的产品；并从辊缝中移出所述进一步轧制的产品；其中所述方法还包括反转轧制板材，并在板材的宽度方向上进行进一步的轧制道次。
使用本发明的方法无论是从铸锭还是厚板坯来轧制金属板材以生成具有阶梯状轮廓的轧制板材，允许老式压下式轧机用于轧制具有所需质量的板材，而没有导致工艺不经济的产率损失。轧制板材的宽边化(Broadsiding)使厚度轮廓转变为板材几何结构中的宽度增加。
优选地，所述方法还包括：使用机械丝杆来设置进一步减小的辊缝；在延伸程度小于进一步轧制的产品的全长的局部道次内通过进一步减小的辊缝轧制所述进一步轧制的产品。
优选地，所述方法还包括按所定重复次数重复以下步骤以生成轧制板材：从辊缝中移出进一步轧制的产品，使用机械丝杠来设定进一步减小的辊缝，以及在局部道次内轧制产品。
优选地，根据所需产率损失和轧制时间这些参数来确定重复次数。
对于每次重复，最远离工作辊的一段轧制产品未被轧制。
优选地，所述方法进一步包括：在从辊缝中移出轧制产品以允许设定下一辊缝时，计算轧辊的转数；确定相邻辊缝厚度设定之间的厚度差；使用所述转数和所确定的厚度差来计算产品的长度；然后推导出在下一轧制阶段待轧制的轧制产品的长度。
下面将参考附图来描述本发明的从铸锭或厚板坯轧制金属板材的方法的示例，附图中：
图1示出了厚度和宽度具有锥度(或发生渐变)的铸锭沿着它们的长度进行的常规轧制是如何在厚度减小上增加宽度锥度的；
图2示出了轧制载荷的液压控制的使用如何能用于在铸锭或厚板坯中施加与宽度锥度成反比的厚度锥度；
图3示出了图2的所得板坯如何能轧制为形成矩形产品；
图4a-4d示出了本发明的方法的示例；并且
图5a和5b分别以平面图和截面图示出了如图4的方法所示的变化如何将有锥度的产品转变为矩形产品。
使用修边机控制的多个反向道次来生产厚板材已经是当前最为普通的方法，尽管液压操作的自动厚度控制的出现使得轧机可以克服轧制锥形铸锭或厚板坯的问题，同时仍能够为细晶高质量产品提供足够的奥氏体变形。然而，仍然有很多老式轧机使用机械丝杆轧制装载技术，其既不适用于液压缸和自动厚度控制，并且也不经济。
本发明旨在改善这些压下式轧机中生产厚板材时的产率。
图1示出了通常的铸锭是如何沿着它们的长度在厚度和宽度上渐缩的。如果对这种类型的铸锭进行标准轧制，没有任何特殊的轧制策略，则从图1可以看出，随着厚度的减小，宽度锥度将增加。其结果是板的厚度虽然均匀，但宽度沿长度方向渐缩。这将导致当剪切成矩形产品出售时，会有大量的产率损失。
使用对轧制载荷的液压控制的进展，开发出了一种工艺来对铸锭增加可变厚度锥度，反比于与铸锭的宽度锥度，如图2所示。该锥度然后通过90°反转铸锭并再次沿宽度方向进行轧制(宽边化)而被轧掉，如图3所示。已假定的是，这些优点只在安装了自动厚度控制和液压缸的情况下才能获得。本发明提供一种方法，通过该方法，能在老式压下式轧机中实现相似的改善。
图4a到4d示出了本发明的方法的一个示例，其使用压下式系统和轧机24中的多个辊缝变化来轧制有锥度的铸锭或厚板坯。铸锭或板坯20被支承在辊台27上，并沿着箭头30的方向移动，进入工作辊25之间的辊缝，该辊缝是预先设置的。板坯20被轧制为第一厚度，如图4a所示，来生成轧制板坯21，并且轧制板坯离开被支承于辊台26上的工作辊缝。中厚板轧机中的机械丝杠通常不能在载荷下移动，因此如图4b所示，通常是通过沿着箭头31的方向移动工作辊25，来操作丝杠以减小工作辊25之间的缝隙，以利于轧制板材21的下一道次。在下一道次中，如图4c所示，轧制板材21沿着箭头32的方向移动穿过减小的辊缝34a，但是仅仅是轧制板材21的长度的一部分22被再次轧制。当期望长度的轧制板材被轧制到新的厚度时，停止轧制并将板材反转移出轧机。现在板材由不同厚度的两部分22、21形成，如图4d所示。通过沿着箭头33的方向移动来操作丝杠，以将辊缝改变为下一期望的辊缝34b，然后重复轧制部分长度、停止轧制并反转移出辊缝的工艺。每次，工作辊被设定为具有比前一辊缝稍小的辊缝，然后再次轧制板材。
对于每次重复，先前已轧部段的一部分不再受到轧制，而后续轧制道次终止于前一轧制厚度与新厚度之间的预定分界处。因此，所形成的板坯具有一段第一辊缝的厚度和一段每个后续辊缝的厚度。每次为了改变辊缝，将板坯反转移出工作辊缝，从而使得可以使用机械丝杠来调节辊缝，然后下一制道次在部分长度之上减小板坯厚度，而不再次轧制先前已轧部段的全部长度。在每次相继的道次中，不是在全部长度之上进行轧制，而是停止于前一部段与最新部段之间形成的分界处。轧制、反向移出以及调节辊缝持续进行，直到达到所需最小厚度的最终部段。
在每个轧制道次中，轧制产品会变长，因此为了控制每个后续道次应该轧制到达的点位，计算轧辊转数。从每次不同的丝杠设定所生成的不同辊缝可知沿着锥度的每个台阶之间的厚度差，从而允许计算板坯已变得有多长，以及在下一轧制阶段应该返回多远。代替在具有AGC缸控制系统的系统中所使用的恒定斜坡变化，在压下式轧机中，在引入可变厚度锥度期间，生成多个台阶变化来逼近所需的恒定斜坡变化。这是通过以下发生进行的：使用机械丝杠来调节辊缝，以用于减小辊缝以及增加轧制长度的多个轧制阶段，直到整个长度得到轧制。结果得到厚度轮廓类似于阶梯的板材。所得轮廓在图5a和5b中示出，其分别示出了平面图和截面图中的轮廓。轮廓11示出了轧制之前从上方看到的铸锭的形状，而轮廓12示出了轧制之后的形状。轮廓13示出了轧制之前的截面，轮廓14示出了轧制之后的截面。
在本轧制方法中使用的台阶变化的准确数量根据工艺需求而定。在产率损失不是太大问题的场合，通过使用较少台阶来对每个铸锭获得较短的轧制时间，高产率损失是可接受的。如果轧制时间不是问题，而降低产率损失非常重要，则在一段较长的时间内使用更多数量的台阶。
对于现代轧机的液压缸自动厚度控制系统，应用于压下式轧机的方法不需要在轧机之前或之后使用具有滚子的修边机来向板材上的边缘施加作用力。这有助于使工艺更简单并适用于使用基本的轧机技术。
尽管这种类型的机械方法比起使用单道次AGC缸装载需要花费更多时间，并且会由于板材台阶分散到最终道次的锯齿轮廓边缘中而导致更多的产率损失，但结果是能改善压下式轧机的现有操作，其能处理所需质量的材料。
本发明提供了一种将具有宽度和厚度锥度的钢铸锭轧制为板材的工艺。该工艺可用于所得板材具有120mm以上的厚度的场合，能给予整体上更加均匀的厚度和宽度，而不需要在任何道次中使用修边机。机械丝杠装载(其使用多个未完成道次，且在每个道次之间具有离散的辊缝变化)形成阶梯状的厚度轮廓。宽度方向上的更多道次(宽边化)用于将厚度轮廓转变为板材几何结构上的宽度增加。

Claims (5)

1.一种从铸锭或厚板坯轧制金属板材的方法，所述方法包括：
用机械丝杠设定工作辊缝，并经由第一道次轧制铸锭或板坯以生成轧制产品；从辊缝中移出轧制产品，并使用机械丝杠设定减小的辊缝；
在延伸程度小于轧制产品的全长的局部道次内通过减小的辊缝轧制所述轧制产品，以形成进一步轧制的产品；并从辊缝中移出所述进一步轧制的产品；
其中，所述方法还包括反转轧制板材，并在板材的宽度方向上进行进一步的轧制道次(宽边化)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括使用机械丝杆来设置进一步减小的辊缝；
在延伸程度小于进一步轧制的产品的全长的局部道次内通过进一步减小的辊缝轧制所述进一步轧制的产品。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括按所定重复次数重复以下步骤以生成轧制板材：从辊缝中移出进一步轧制的产品，使用机械丝杠来设定进一步减小的辊缝，以及在局部道次内轧制产品。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据所需产率损失和轧制时间这些参数来确定重复次数。
5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述方法进一步包括：在从辊缝中移出轧制产品以允许设定下一辊缝时，计算轧辊的转数；获取相邻辊缝厚度设定之间的厚度差；使用所述转数和厚度差来计算产品的长度；然后推导出在下一轧制阶段待轧制的轧制产品的长度。
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