CN107835721A - 用于在轧制设备中制造材料复合件的方法以及轧制设备的使用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于在轧制设备中制造材料复合件的方法，其包含以下步骤：‑准备呈临时复合件(10)形式的第一工件(1)和第二工件(2)，‑轧制、尤其热轧材料复合件临时复合件以形成材料复合件。

Description

用于在轧制设备中制造材料复合件的方法以及轧制设备的 使用
技术领域
本发明涉及一种用于在轧制设备中制造材料复合件的方法以及一种轧制设备。
背景技术
由现有技术已知多种方法，其中，将由不同材料构成的板坯组合成例如呈板结构的板垛，并通过热轧彼此结合成材料复合件，从而能够目的性地调整或实现材料复合件的特性。针对热轧，板垛需要加热到高于1200℃的温度。在此，期望呈板垛形式的临时复合件能够具有均匀的温度分布。否则存在以下风险，即在热轧时出现降低制成的材料复合件的质量的结合缺陷。在临时复合件中彼此重叠布置的工件、即多个板坯和多个板带之间的分隔使对临时复合件进行均匀的加热变得困难，因为，由于通过辐射和对流的热量传递相对受限，限制了在此种分隔区域中的热量传递。因此，为了实现所期望的均匀的温度分布所采取的措施为延长在为轧制而调节临时复合件的温度的再加热炉中的放置时间，这使用于制造材料复合件的最终的总用时变长。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于制造材料复合件的方法，通过此方法能够在临时复合件中调节形成均匀的温度分布，在此无须显著地延长在再加热炉中的放置时间。
通过用于在轧制设备中制造材料复合件的方法实现此目的，此方法具有以下步骤：
-准备呈临时复合件形式的第一工件和第二工件，
-轧制此临时复合件以构成材料复合件，
其中，时间上在轧制之前通过预轧制和中间加热形成临时复合件中的第一工件和第二工件之间的平面式连接。
相比于现有技术，根据本发明的方法具有以下优点，即通过在布置在临时复合件中的第一和第二工件之间的首次平面式连接形成导热的连接。此导热的连接优化了利用人们在沿着利用分隔区域或者沿着微小空隙传递热量时所依赖的传热机制(辐射和对流)的临时复合件的完全加热。通过此种借助预轧制有针对性的热量输入的优化，在加热临时复合件时能够为轧制调节实现均匀的温度分布，而无须延长放置时间。
临时复合件优选为板垛，尤其板垛，其中，第一工件布置在两个第二工件之间。除了此种三层的临时复合件以外，也可考虑五层的系统，其中，在第一和第二工件之间分别布置一个第三工件。在此，对专业人士来说，显然第一工件、第二工件和第三工件例如针对其材料组成、即其材料、或者其厚度优选为不同的。为了可靠地运输临时复合件，设置环绕临时复合件一周的、在第一和第二工件之间延伸的焊缝。此外，设置通过预轧制使临时复合件的总厚度减小约20％，例如从285mm减小至230mm，尤其不超出板垛的尺寸范围。在此设置，在两次至三个道次中、即在两轮至三轮轧制中预轧制临时复合件，从而获得期望的平面式连接。此外，对专业人士来说明确的是，在第一和第二工件之间的平面式连接不是必须在整个可能的接触范围内延展。
本发明有利的设计方案和改进方案可由从属权利要求以及参照附图的说明中获得。
根据本发明的另一种实施形式规定，通过热轧实现轧制。
根据本发明的另一种实施形式规定，使临时复合件时间上在预轧制之前和/或之后加热至优选高于1200℃的温度。由此，以有利的方式在预轧制或热轧中达到构成平面式连接或材料复合件所需要的温度。
根据本发明的另一种实施形式，设置使临时复合件时间上在预轧制之后冷却至优选不高于500℃的温度。通过冷却，以有利的方式降低第一和第二工件之间的平面式连接在预轧制之后彼此开裂的概率。尤其规定使具有平面式连接的临时复合件时间上在预轧制之后在卸料床上放置一段中间时间。
根据本发明的另一种实施形式规定，在再加热炉中加热时，在空间上临时复合件之前操纵或移动例如呈另一个板坯形式的阻流件。由此，以有利的方式保护在第一工件和第二工件之间的焊缝，否则此焊缝可能被在设置用于加热临时复合件的炉中出现的可燃气体损坏。在此尤其规定，优选在预轧制时使临时复合件在该另一个板坯的静风区域移动。此外可考虑，使此另一个板坯比临时复合件厚，尤其在预轧制前的时间点处，临时复合件在该板坯的静风区域中移动。
根据本发明的另一种实施形式规定，将第一工件布置在多个第二工件之间以构成临时复合件，并且/或者其中，如果第一工件在临时复合件中的比例低于极限值，则进行预轧制。由此，以有利的方式在以下情况下取消构造平面式连接，例如通过相对较薄的第一工件使临时复合件中在生产过程所期望的放置时间、例如180分钟之后已经达到均匀的温度分布，并因此不需要构造平面式连接。尤其规定，根据单个工件的厚度、其材料组成以及多层布置的工件的层数确定此极限值。在此，以另人吃惊的并且专业人士未预期的方式证实，对作为临时复合件的三层板坯层叠，第一工件在整个临时复合件中所占比例的极限值优选在40％至80％之间，优选在45％至60％之间并尤其优选为50％。
根据本发明的另一种实施形式规定，使极限值通过在临时复合件中彼此重叠布置的工件层数确定。例如，在作为临时复合件的五层板坯层叠中，工件1的极限值确定在50％以下。
根据本发明的另一种实施形式规定，预轧制在轧制设备的预生产线、尤其在预轧机架中进行，轧制既在轧制设备的预生产线、又在制成生产线中进行。由此，预轧制和轧制彼此解耦，从而在制成生产线上制造材料复合件时不会由于预轧制产生时间延迟。此外，优选规定，使临时复合件在预轧机架中往复轧制。在此，轧制道次选为偶数还是奇数，还取决于在空间上临时复合件在预轧制之后空间上是在预轧机架前面还是后面被卸到卸料床上。
根据本发明的另一种实施形式规定，借助预热炉优选余热至300℃℃至500℃来准备临时复合件，并且优选放置在再加热炉中、优选在步进式炉、旋转式炉或隧道式炉中以加热到优选至少1220℃。在此，不建议使用推杆式炉，从而避免由于在推杆式炉中作用到临时复合件上的机械力使平面式连接分离。
根据本发明的另一种实施形式规定，使材料复合件时间上在轧制之后卷起。
本发明的另一主体为将轧制设备用于实施根据本发明的方法，其中，在轧制设备中提供用于预热的预热炉、用于加热的再加热炉、用于预轧制的预轧机架和用于轧制的制成生产线，其中，预轧机架用于在第一工件和第二工件之间形成平面式连接。尤其规定，使此方法集成于一条生产线、即一条已经存在的生产流水线中。
与现有技术不同，本发明具有此优点，通过根据本发明地使用轧制设备，在临时复合件中能够实现平面式连接。此连接提高了导热能力并从而实现在期望的放置时间中能够在临时复合件中调节形成均一的、即均匀的温度分布。
本发明的其他细节、特征和优点由附图以及由下文中对优选实施形式的根据附图的说明给出。在此，附图仅示出本发明示例性的实施形式，本发明的构思不限于此。
附图说明
图1示出了根据本发明的一种示例性的实施形式的临时复合件，其根据根据本发明的方法制成。
图2示出了根据本发明的一种示例性的实施形式的、用于制造材料复合件的方法的流程图。
图3a和3b示出了根据本发明的第一种和第二种示例性的实施形式的轧制设备的局部示意图。
在不同的附图中，同样的部件始终使用相同的附图标记，并因此通常分别只进行一次命名或仅提及一次。
具体实施方式
图1示出了由第一工件1和第二工件2构成的、用于根据本发明的示例性的实施形式的方法的临时复合件10。此临时复合件10尤其为板垛，其中，第一工件1由两个第二工件2以夹层式包围并由此构成由不同工件组成的多层的、尤其三层或五层的系统。为了运输此临时复合件10，尤其设置焊缝，其沿着临时复合件10的周边延伸，将第一工件1和第二工件2彼此相连并保持在一起。多层构造的临时复合件10优选提供用于由其借助轧制104、尤其借助热轧工序尤其以带状形式制成材料复合件。在此，对实现成功的热轧有利的是在整个临时复合件10范围内的均匀的温度分布。为了加热临时复合件10，将其布置在再次加热炉4中。在所确定的、例如大于180分钟的放置时间中，临时复合件10应在再次加热炉4中达到期望的、例如最低1200℃的温度。但是，在临时复合件10组装之后，存在于第一工件1和第二工件2之间的分隔或间隙阻碍第一工件1和第二工件2彼此持续地贴靠和从而构成导热接触。因此，在临时复合件10中，向其核心区域方向、即向着位于临时复合件10的内部中心的区域方向的热量输入降低，并因此在放置时间中达到期望的、均匀的温度分布的难度增加。虽然，延长在再加热炉中的放置时间能够使临时复合件10的核心区域也达到期望的温度，但是，在制造材料复合件时的生产时间也会不利地增加。本发明的目的在于，提供一种方法，其中，无须显著地延长在再次加热炉4中的放置时间即可在临时复合件10的核心区域中获得期望的温度。为了此目的，规定使布置在临时复合件10中的第一工件1和第二工件2彼此平面式地相连。由此实现在第一工件1和第二工件2之间的导热接触，此导热接触使导热能力提高，从而使得也可以加热临时复合件10的核心区域，而无须显著地延长放置时间。此外规定，使平面式连接的实现与整个临时复合件10中第一工件1所占的百分比、尤其体积百分比和/或多层临时复合件中工件的层数相关。以另人吃惊的并且专业人士未预期的方式证实，在如图1示出的、第一工件1由两层第二工件2包围的三层的临时复合件10中，当在整个临时复合件10中第一工件1的占比低于60％、优选低于55％并尤其优选低于50％时，针对此目的，平面式连接对放置时间起到积极作用。因此尤其规定，为第一工件的百分比确定极限值，其中，此极限值决定是否应通过预轧制实现第一工件1与第二工件2之间的平面式连接。尤其当百分比低于此极限值时实施平面式连接。此外规定，使极限值适合于层数。例如，相比于用于三层的临时复合件10的极限值，提高用于五层的临时复合件10的极限值。通过使用此种极限值，以有利的方式避免了不必要地构成平面式连接。
图2以流程图示出了用于生产根据本发明的实施形式的材料复合件的方法。在此规定，使临时复合件10首先例如在预热炉3中预热至500℃。为了在第一工件1和第二工件2之间形成平面式连接，规定在预轧机架5中对临时复合件10进行预轧制103。在接下来的在再加热炉4、例如隧道式炉或步进式炉中的再次加热102过程中，通过平面式连接优化热量输入，从而无须显著延长放置时间就使临时复合件的核心区域加热到为轧制104所规定的、例如至少1200℃的温度。在此，在预轧制103中优选注意，在通过轧制制造例如呈3mm厚的薄板形式的材料复合件以及最终经过卷起105后将其提供用于进一步加工的过程中，不能超过临时复合件10的尺寸范围。
图3a和3b示出了用于制造根据本发明的第一个和第二个示例性的实施形式的材料复合件的轧制设备的局部示意图。尤其在图3a和3b中分别示出了预热炉3、再加热炉4和预轧机架5，沿这些装置在制成生产线前将临时复合件10沿着传送方向传送。在此尤其设置，在将临时复合件10冷却至最高500℃以下后，紧接着通过反馈106重新将临时复合件10输送到再加热炉4。在图3a中，临时复合件10在唯一一个道次之后、即唯一一次轧制工序后输送回再次加热炉4，而在图3b中，其被往复轧制，并通常在进行偶数次轧压后输送回再次加热炉4。
附图标记说明
1 第一工件
2 第二工件
3 预热炉
4 再加热炉
5 预轧机架
10 临时复合件
99 卸料床
101 预热
102 加热
103 预轧制
104 轧制
105 卷起
106 反馈

Claims (11)

1.一种用于在轧制设备中制造材料复合件的方法，其包含以下步骤：
-准备呈临时复合件形式的第一工件(1)和第二工件(2)，
-轧制用于构成材料复合件的所述临时复合件(10)，
其中，时间上在轧制之前通过预轧制(103)在所述临时复合件(10)的所述第一工件(1)和所述第二工件(2)之间形成平面式连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轧制通过热轧实现。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述临时复合件(10)时间上在所述预轧制(103)之前和/或之后加热至优选高于1200℃的温度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述临时复合件(10)时间上在所述预轧制(103)之后冷却至优选最高500℃。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在加热(102)时，空间上在所述临时复合件(10)之前操纵阻流件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一工件(1)布置在多个所述第二工件(2)之间以构成所述临时复合件(1)，并且/或者其中，如果所述第一工件(1)在所述临时复合件(10)中的比例超过极限值，则实施所述预轧制(103)。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，通过在所述临时复合件(10)中彼此重叠布置的工件的层数确定所述极限值。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预轧制(103)在所述轧制设备的预生产线中、尤其在预轧机架(5)中实施，所述轧制在所述轧制设备的预生产线和完成生产线中实施。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助预热炉(3)预热至优选500℃来准备所述临时复合件(10)，并且将其放置在再加热炉(3)中、优选在步进式炉或隧道式炉中以加热至优选至少1220℃。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将通过轧制(104)制成的材料复合件时间上在所述轧制(104)之后卷起。
11.一种轧制设备，其用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的使用，其中，在所述轧制设备中提供用于预热(101)的预热炉(3)，用于加热(102)的再加热炉(105)，用于预轧制(103)的预轧机架(5)以及用于轧制(104)的制成生产线。
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