CN107921497A - 轧制方法和设备 - Google Patents
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Abstract
热轧方法和热轧机包括金属产品(25)的轧制工位(14，17，20，23)，其中在线加热装置(11，15，18，21)执行相对于核心区域该产品的表面区域的加热。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的特征的轧制方法。
本发明涉及根据权利要求19的前序部分的特征的轧机。
定义
在本说明书和所附权利要求书中，必须根据以下给出的定义来理解以下术语。
在本说明书中，术语“金属产品”一种意思是指在热轧机中加工的金属材料的通用产品或指在热轧机内部加工以获得成品。
如在本说明书中的意思，待加工的金属产品一般可以为大方坯、小方坯或板坯。
如在本说明书中的意思，成品即从轧机出来的产品，可以是长形成品或板材成品。
长形产品或长形成品是指相对于产品本身的截面尺寸而言，其长度延伸方向具有更大的尺寸，所述产品本身的截面尺寸是在相对于限定其长度延伸方向的直线的正交平面上截取的截面上测量的。虽然通常在轧制的特定领域使用的术语中，“条材(bars)”、“丝材”、“棒材”的区别取决于直径，或者一般来说金属材料产品的截面尺寸，在本说明书中的术语“长形产品”意指包括通常由术语“条材”、“丝材”、“棒材”所标识的所有产品。
板材产品或板材成品是指具有至少两个相互相对的扁平表面的产品，例如金属板和带材(strip)。
通常，为了本说明的目的，成品一种意思包括通过热轧过程获得的所有金属产品，所述金属产品可以以线轴或线圈的形式缠绕，或者以设定的长度切割，包装和可用于最终使用或以下加工过程。
成品的表述“轮廓”，一种表示产品沿着与其长度延伸方向正交的其中一个截面的形状。表述“轮廓”一种意思表示轧制产品的所有可能的形状，例如圆形、卵形、椭圆形、四边形、正方形、六边形、扁平形、条板状或片状、“L”、“C”、“H”形状等。根据以下描述，显而易见的是，本发明适用于对应于通用部分的轮廓，具有最小的校正，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。术语“成品”意味着还包括如在所提及的实施例中的不同的截面形状或适合通过轧制获得的其它形状。
表述“轧制”一种意味着热轧过程。
表述“轧制产品”或“轧制金属产品”一种意味着来源于热轧过程的产品。
表述一根轧棍/多根轧棍和/或一个圆筒/多个圆筒的表述必须理解为与用于轧制产品的机械加工的圆筒形旋转元件实质上相当，其机械的加工压制产品。轧制产品通过一对轧棍或旋转圆筒进行送料，以进行机械变形，以借助于在一个或多个轧制工位中的连继通道逐渐减小轧制产品的厚度。表述多根轧棍或多个圆筒一种意思包括：多根轧棍和多个圆筒均具有基本上扁平形状，其中发生板材产品的轧制；多根轧棍和多个圆筒，其中，设置有至少一个第一半通道的第一圆筒和设置有至少一个第二半通道的第二圆筒，圆筒的并排布置意味着至少一个第一半通道与至少一个第二半通道并排布置，其组件构成用于在所述圆筒之间待加工的轧制产品通过的至少一个轧制通道。
背景技术
在轧机领域中，传统的轧制方法规定待轧制产品在进入轧机之前被带到1050-1150℃之间的温度。待轧制产品的部分在温度和微观结构方面沿其截面尽可能均匀。使用再加热炉和/或维护炉沿着待经受热轧工艺的产品的整个部分使温度尽可能均匀。
名为丹尼利机械厂联合股票公司(Danieli&C.Officine Meccaniche)的专利申请EP 0761327描述长形产品的连铸方法，诸如小方坯或者大方坯，其中铸造产品的凝固在模具出口下游的位置完成并且其中铸造产品以至少4米/分钟的速度从连铸机出来，铸造产品其中包含液芯的至少12％部分未被切割成一定尺寸就被转移到水平段中，液芯在铸造产品刚被送到保温和预热系统之前凝固。在没有不连续和/或中断过程下铸造产品被送入轧机机组，铸造速度被设定为至少高于轧机机组的轧辊的临界速度的值。在轧机机组之前，设备包括用于在产品进入轧机之前使产品的温度均衡的快速加热系统。因此，该方法包括产品的核心温度和表面温度均匀一致的阶段。特别地，加热和/或均衡系统包括感应炉，其中铸造产品的温度显著提高。感应炉具有诸如功率、运行频率和长度等运行参数，以确保在任何类型的产品和任何可能发生的加工条件下达到均匀和一致的温度。在产品的整个横截面上达到最佳均匀和一致的温度使能够解决由于明显缺乏温度均匀性而在轧制期间可能发生的伸长、弯曲和变形的问题。铸造产品表面的温度达到很高的值，因此有必要确定感应炉的出口与第一轧机机架入口之间的最佳距离，以便产品的核心在这个最佳距离段内可以有时间进一步加热，同时产品的表面可以有冷却的时间。通过这种方式，产品进入第一轧机机架，其温度基本上均匀且一致，其温度值可以基于最佳轧制参数来确定。
名为丹尼利机械厂联合股票公司(Danieli&C.Officine Meccaniche)的专利申请US 2011272116描述了在厚度为30mm至140mm的板坯的轧制生产线中的轧制方法，其中轧制过程允许获得厚度范围从0.7mm到20的带材。设备包括连续铸造机、用于保持/均衡以及连铸机下游和轧机机组上游对产品可能的加热的隧道炉。设备包括快速感应加热单元，其具有可选择性地激活的加热元件，所述加热元件介于轧机机组的粗轧部分和轧机机组的精轧部分之间。快速加热单元按其加热和尺寸参数配置，使得铸造板坯到达轧机机组精轧部分的最后一个轧机机架，温度不低于830-850℃。根据本发明，快速加热单元，例如感应器，在轧制生产线内的定位以这样的方式确定，即优化使用能量来加热产品并且考虑到特定的快速加热单元的最大加热能力。因此，本发明允许确定快速加热单元在轧机机组内的最佳位置取决于产品的初始和最终厚度的范围以及取决于带材的进给速度。快速加热单元的目的在于使片材的温度达到最适合于轧制的值。
名为丹尼利技术公司(Danieli Technology Inc.)的专利申请EP 1187687描述了一种用于长形金属产品的生产的集成设备，诸如条材，其中产品最初在连铸机中铸造并送至与连铸机排列在一条直线上的轧机。在连铸机和轧机之间有隧道炉和除鳞单元，所述隧道炉用于对产品进行加热、均衡和/或保持在预定的轧制温度；所述除鳞单在产品进入轧机之前对产品进行去鳞。隧道炉的长度约为100m，设计用来实现条材的外围(profile)逐渐加热，以加热条材。隧道炉的目的在于均衡条材的温度，使其在进入轧机之前达到合适的轧制温度。隧道炉可以借助于明火燃烧器、辐射管、感应加热器或其组合来加热。在连铸机和轧机之间的空间中，进行待轧制产品的温度均衡，以获得轧制过程所需的温度。借助于隧道炉获得的产品的温度保持足够长的时间以确保从冶金学角度来看质量的改善，但是不能太长以防止炉内产品的过度脱碳。由于温度均衡，该方案能够防止在进入隧道炉之前温度的过度降低，因此不需要将产品表面的温度升高到远高于内部温度的值的值。
名为乔瓦尼·阿尔韦迪(Arvedi Giovanni)的专利申请EP1909980描述了一种长形钢产品的制造过程，该过程从连续铸造机中产品的铸造阶段开始，随着液芯的减少，随后借助于感应加热器进行加热阶段以然后在不中断过程的情况下进行轧制阶段，在连铸机中开始执行一个单一的过程并且其在轧机的出口终止。经过这种过程的大方坯或小方坯具有120-400mm的初始厚度，并具有其横截面的平均温度高于表面温度，大方坯或小方坯的核心或内部中心区域的温度相对于大方坯或小方坯的表面的温度高出100℃，表面温度约为1200℃。借助于感应炉，产品的平均温度高于表面温度，产品的核心相对于外表面的温度至少高100℃，外表面温度约为1200℃或更低。
名为丹尼利技术公司(Danieli Technology Inc.)的专利申请WO 00/71272描述了旨在解决在先专利申请EP 0761327中描述的解决方案的问题的解决方案，特别是旨在解决由于感应炉的存在的缺陷，在轧制设备之前以增加小方坯的表面温度，然后进行温度均衡阶段。在WO 00/71272中描述的解决方案中，使用隧道炉，其中对小方坯进行逐步加热。隧道炉具有加热和均衡小方坯温度的功能，使其在进入轧机之前能够达到恰当的轧制温度。隧道炉布置在轧机的粗轧部分之前并运行，为了防止产品表面的温度上升到远高于产品内部温度的值，从而避免等待在先前专利申请EP0761327中描述的解决方案中出现相继的均衡过程。
专利申请DE 102006002505描述了一种带材形式的产品的轧制方法，其中在对应精轧机的出口实现均匀加热，以便解决这样的事实，一旦材料从铸模中出来，进入材料的侧边缘通常会暴露，并且在这方面作为散热表面；以及这样的事实：例如在进入材料的宽表面上的除鳞阶段期间使用的全部量的冷却水沿着边缘向下流动，使得边缘经受更强的冷却。因此，DE 102006002505公开了在进入精轧机之前，进入材料通常在相对于其中心的其边缘更多地被冷却，同时期望的那样尽可能均匀地加热材料全部—也横向于材料流动的方向—不迟于离开精轧机时。为了实现该目的，如DE102006002505中的解决方案提供了在朝向带材的边缘定向的精轧机内的材料的加热装置的定位，并且提出它们借助于计算机模型控制使得进入材料的过度冷却的边缘相对于材料的中心被更多地加热，从而使得即使在横向方向上不晚于当其离开精轧机时，材料被均匀地加热。在DE 102006002505中进一步指出，该方法的优点在于，精轧机内部的材料的温度水平和温度变化保持较小，具有只有适度的温度增加并且在整个精轧机中总体上相对低温的结果。在DE 102006002505中进一步指出，感应加热器用于保持产品中的均匀温度，因为这样能够使精轧机中的温度范围保持在恒定的水平，因此，材料进行几乎等温轧制。
专利申请DE 102011006357描述了一种带材形式的产品的轧机的解决方案，其中提供使用纲折器(loop lifter)，其中纲折器置于由轧机机架限定的容积内。此外，专利申请DE 102011006357描述了在两个连续轧机机架之间使用感应加热装置来调节轧制温度的可能性。
专利申请EP 1452247描述了一种金属产品的加工方法，该加工方法相对于带材的轧制机发生在下游，该加工方法提供产品的连续的均匀加热阶段并且通过产品本身的插入的矫正阶段来冷却产品。
现有技术的问题
现有技术的解决方案具有如下缺陷：在表面和核心部之间尽可能均匀且一致的温度下轧制产品，当产品进入轧机的一个轧制工位时使得产品沿着产品的截面具有尽可能均匀和一致的温度。另一方面，EP 1909980中公开的解决方案指出核心的温度升高到比表面温度高至少100℃的温度。这种类型的解决方案具有对轧制应力的限制，轧制应力很高，其结果是其它相关方面具有负面或不希望的特性，诸如产品施加在轧制圆筒之间的高分离力的存在，关于产品进入轧辊(roll)入口容许的角度的限制，关于轧制圆筒使用寿命的限制，以及与轧制产品表面质量有关的相当大的限制。
此外，轧制圆筒因此受到轧制通道的快速渐进磨损，这意味着经常更换轧辊本身，以便保持从轧机出来的成品的合适的质量和尺寸标准。
此外，由于存在很大的轧制应力，还需要参考可以使用的机械减速比来提供特定的限制。
此外，由于存在很大的轧制应力，还需要提供借助于具有适合于克服这种轧制应力的功率的电动机和驱动器。
此外，将待轧制产品加热到其进入轧机的时刻的现有技术解决方案具有如下缺点：随着产品的加工，其加工性降低，从而导致轧制应力的增加和轧辊上高特定压力值的获得。这进一步意味着在轧制工位内关于入口角度的限制。
本发明的目的
本发明的目的在于提供一种热轧方法和设备，其中在材料的机械加工阶段期间减小存在的轧制应力。
本发明的概念
这个目标是通过主要的权利要求的特征来实现的。从属权利要求代表有利的解决方案。
本发明的有益效果
根据本发明的解决方案，其效果构成了即时和重要的技术进步，具有相当大的创造性贡献，具有各种优点。
借助于根据本发明的解决方案，可以实现在存在于轧机中的轧制工位之间的材料的机械加工阶段期间存在的轧制应力的有效降低。
此外，借助于根据本发明的解决方案可以有利地采用具有较低功率的轧辊的驱动电动机，就设备的成本以及最终材料的生产成本来说都是有利的。
借助于根据本发明的解决方案可以实现延长轧制圆筒的使用寿命，其有利地具有较小的磨损，从而能够实现较长的生产周期，而不需要中断生产以调节轧制圆筒补偿其磨损、以检查轧制圆筒、以更换轧制圆筒。轧制圆筒使用寿命的延长也对轧机的管理成本，以及因此对轧制过程的成品的成本也有相当大的有利影响。
此外，借助于根据本发明的方法和相关的设备，也可以获得具有更好的机械特性的产品。
附图说明
下面参考附图来描述解决方案，附图将被认为是本发明的非穷举性实施例，其中：
图1示出了包括根据本发明制造的轧机的炼钢设备的示意图。
图2示出了根据本发明制造的轧机的示意图。
图3和图4示意性地示出在长形产品的情况下根据本发明制造的进入轧机的产品的两个可能的说明性截面。
图5示意性地示出了在长形产品的情况下根据本发明制造的进入轧机的产品的可能的说明性截面。
图6示意性地示出了根据本发明制造的进入轧机的产品的表面区域和核心区域的温度分布。
图7示意性地示出了根据本发明制造的轧机内部的产品的表面区域和核心区域的温度分布，也就是说，在第一轧制工位之后。
图8示意性地示出了借助于轧制工位的轧辊进行轧制材料的截面的缩小阶段。
图9示意性地示出了特定轧制压力取决于被轧制产品的温度的趋势。
图10示意性地示出了轧制速度因素的趋势，该因素取决于被轧制产品的温度，所述趋势表示为代表轧辊的不同旋转速度的不同曲线。
图11示意性地示出了取决于被轧制产品的温度的轧辊之间的分离力的趋势。
图12示意性地示出了取决于被轧制产品的温度的轧辊之间的分离力的趋势，所述趋势表示为代表轧辊的不同旋转速度的不同曲线。
图13示意性地示出了取决于被轧制产品的温度的轧辊上的摩擦系数的趋势。
图14示意性地示出了借助于轧制工位的轧辊进行的轧制材料的截面的减小阶段及其对轧制材料的内部结构的影响。
具体实施方式
参考附图(图1，图2)，本发明涉及用于长形产品或用于板材产品的热轧方法和相关热轧设备或轧机(1)。通常轧机(1)可以是：
-轧制设备(图2)，其中待轧制的产品(25)通过加热炉引入轧机(1)，所述加热炉从处于室温的产品的条件开始加热产品(25)；
或者
-作为集成炼钢生产设备(4)的一部分的轧制设备(图1)，其包括其本身直接连接到浇铸机(2)的轧机(1)，可能具有在浇铸机(2)和轧机(1)之间的互连部分(3)的插入物(interposition)，其中待轧制的产品(25)已经以对应于浇铸机(2)的出口温度的高温的条件直接从浇铸机(2)引入到轧机(1)。
在浇铸机(2)中，钢水包(5)中包含的钢水(图1)借助于分配中间包(6)分布在一个或多个模具(7)中。借助于提取单元(8)将部分凝固的钢从模具(7)中取出，并且在立式浇铸机的情况下，其通过矫直单元(9)，然后由运输装置(10)朝向冷却板(未示出)输送或被送往轧机(1)的入口。
根据本发明的方法用于以连续和/或半连续的方式轧制长形产品(图3，图4)，诸如条材和/或型材或板材产品(图5)诸如片材和/或带材，因此在沿着产品(25)的截面完全不均匀的条件下，相对于核心区域(N)的温度具有非常高的表面区域(M)的温度。
有必要指出的是，一般来说，在表面区域(M)和核心区域(N)之间的温度不均匀性的条件下，轧制产品(25)事实上存在技术上的偏差，基于此事实成品的质量会受到影响，除了增加具有不均匀伸长的风险之外，被轧制的产品可能会受拙劣的修补生产线因此而被卡住的风险。为此，尽管一些现有技术的解决方案提供使用加热装置，特别是感应加热装置，以在产品进入轧机之前提高产品的温度，相同的解决方案还提供了在加热装置的下游，在相继的轧制工位之前，提供一定的最小距离以使产品回到表面区域(M)和核心区域(N)之间的基本温度均匀性条件。这由现有技术文献和显示温度趋势的曲线图证实，其中表明正被轧制的产品受到表面温度的局部增加，但是至关重要的是在感应加热装置的出口和相继的轧制工位的入口之间确定最佳距离，使得在该距离内产品的核心区域可以有时间进一步加热，同时产品的表面区域可以有时间被冷却以再次获得沿着被轧制产品的截面的温度均匀性条件。
一些解决方案已经建议相对于表面区域更多地加热产品的核心区域，但是在这种情况下，仍然存在基于根据本发明的方法运行的技术偏见。
因此，根据本发明的解决方案旨在克服这样的技术偏见，提供一种解决方案，其中产品(25)在轧制条件下轧制，当产品(25)处于一对轧制圆筒(26，27)，尤其是第一轧制圆筒(26)和第二轧制圆筒(27)之间的接合条件时，其中表面区域(M)的温度相对于核心区域(N)的温度高。这样，如在本说明书的下面将要说明的那样，表面上的特定轧制压力和相关的轧制应力被减小。因此，在根据本发明的方法中，在产品(25)上引起表面区域(M)的局部过热以降低热轧应力，所述表面过热在轧机的一部分中施加，即在至少两个借助于轧机(1)的轧制工位(14，17，20，23)运行的产品的机械加工阶段之间施加。
根据本发明的方法用于长形产品和板材产品，并且允许获得提高设备的运行和能量效率。
提供(图1，图2)至少使用第一加热装置(15)，所述第一加热装置(15)配置和构造成使得在加热位置中被轧制的产品的表面区域(M)过热，加热位置位于轧机(1)的第一轧制工位(14)之后，第一加热装置(15)布置于距第二轧制工位(17)第一距离(X1)处，使得当产品(25)处于第二轧制工位(17)的一对轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。特别是当产品(25)处于第二轧制工位(17)的一对轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT。
通常，提供了轧制产品(25)的轧制条件，即在产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT，DT在200摄氏度到400摄氏度之间，优选在250摄氏度到350摄氏度之间。换句话说，根据本发明的方法可以提供至少一个加热阶段，或者轧机可以包括至少一个加热装置(11，15，18，21)，该加热装置配置和构造成使得产品(25)的表面区域(M)的温度TM和核心区域(N)的温度TN的差值等于一定量DT，DT在200摄氏度与400摄氏度之间，更优选地使得产品(25)的表面区域(M)的温度TM与核心区域(N)的温度TN之间的差值等于一定量DT，DT在250摄氏度与350摄氏度之间。
优选地提供了(图1，图2)：
-使用至少第一加热装置(15)，该第一加热装置(15)被配置和构造成使得仅在加热位置被轧制的产品(25)的表面区域(M)过热，该加热位置位于第一轧制工位(14)之后，第一加热装置(15)布置于距第二轧制工位(17)第一距离(X1)处，使得当产品(25)处于第二轧制工位(17)或对应于第二轧制工位(17)的入口(I17)的一对轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT；
以及
-使用至少第二加热装置(18)，该第二加热装置(18)被配置和构造成使得仅在加热位置被轧制的产品的表面区域(M)过热，该加热位置位于第二轧制工位(17)之后，第二加热装置(18)布置于距第三轧制工位(20)第二距离(X2)处，使得当产品(25)处于第三轧制工位(20)或对应于第三轧制工位(20)的入口(I20)的一对轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT。
换句话说，根据本发明的热轧方法可以包括借助于一系列在线加热装置(11，15，18，21)的产品(25)的不只一个在线加热阶段，每个所述加热阶段是其中产品(25)的表面区域(M)相对于产品(25)的核心区域(N)过热一定量的在线加热阶段，使得当产品(25)处于所描述的系列加热装置(11，15，18，21)的每个各自的加热装置(11，15，18，21)的相继的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。例如，该过程包括：
-通过第一加热装置(15)的产品(25)的所述在线加热阶段的至少一个第一阶段，该第一加热装置(15)被配置和构造成使得仅在加热位置被轧制的产品(25)的表面区域(M)过热，该加热位置位于第一轧制工位(14)之后，第一加热装置(15)布置于距第二轧制工位(17)第一距离(X1)处，使得当产品(25)处于第二轧制工位(17)或对应于第二轧制工位(17)的入口(I17)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高；
以及
-通过第二加热装置(18)的产品(25)的所述在线加热阶段的至少一个第二阶段，该第二加热装置(18)被配置和构造成使得仅在加热位置被轧制的产品(25)的表面区域(M)过热，该加热位置位于第二轧制工位(17)之后，第二加热装置(18)布置于距第三轧制工位(20)第二距离(X2)处，使得当产品(25)处于第三轧制工位(20)或对应于第三轧制工位(20)的入口(I20)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
更优选地提供了(图1，图2)：
-使用至少第一加热装置(15)，该第一加热装置(15)被配置和构造成使得仅在加热位置被轧制的产品(25)的表面区域(M)过热，该加热位置位于第一轧制工位(14)之后，第一加热装置(15)布置于距第二轧制工位(17)第一距离(X1)处，使得当产品(25)处于第二轧制工位(17)或对应于第二轧制工位(17)的入口(I17)的一对轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT；
以及
-使用至少第二加热装置(18)，该第二加热装置(18)被配置和构造成使得仅在加热位置被轧制的产品的表面区域(M)过热，该加热位置位于第二轧制工位(17)之后，第二加热装置(18)布置于距第三轧制工位(20)第二距离(X2)处，使得当产品(25)处于第三轧制工位(20)或对应于第三轧制工位(20)的入口(I20)的一对轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT；
以及
-使用至少另外的加热装置(19)，该另外的加热装置(19)被配置和构造成使得仅在加热位置被轧制的产品的表面区域(M)过热，该加热位置位于上游轧制工位(20)之后，另外的加热装置(19)布置于距下游轧制工位(23)一定的距离(X)处，使得当产品(25)处于下游轧制工位(23)或对应于下游轧制工位(23)的入口(I20)的一对轧制圆筒(26，27)之间的结合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT。
在本说明书中，表述“第一轧制工位”不一定是指通过轧机(1)前进时产品(25)到达的第一轧制工位，但是使用“第一”这一表述来区分相对于其他的轧制工位在设备内存在的轧制工位之一。
在本说明书中，表述“第二轧制工位”不一定是指通过轧机(1)的前进时产品(25)到达的第二轧制工位，但是使用“第二”这一表述来区分相对于其他的轧制工位在设备内存在的轧制工位之一，特别是相对于在前面指出的第一轧制工位。
因此，通常在根据本发明的热轧方法中，产品(25)的至少一个在线加热阶段借助于加热装置(11，15，18，21)发生，该加热装置(11，15，18，21)布置于距轧制工位(14，17，20，23)之一的一定的距离(X)处，下游轧制工位(23)布置于相对于加热装置(11，15，18，21)本身紧邻下游。所述一定的距离(X)使得当产品(25)处于对应于下游轧制工位(23)的轧制圆筒(26，27)之间的结合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
在轧机(1)之前可以有一个互连部分(3)，它与其他装置诸如再加热炉、除鳞机、浇铸机(2)构成一个互连接口。在互连部分(3)中还可以具有第三加热装置(11)，该第三加热装置(11)被配置和构造成仅在加热位置进入轧机的产品(25)的表面区域(M)过热，该加热位置位于轧机(1)之前，第三加热装置(11)布置于距第一轧制工位(14)第三距离(X3)处，使得当产品(25)处于第一轧制工位(14)或对应于第一轧制工位(14)的入口(I20)的一对轧制圆筒(26，27)之间的结合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT。在那种情况下，根据本发明的热轧方法可以通过第三加热装置(11)提供产品(25)的至少一个在线加热阶段，该第三加热装置(11)布置于距轧机(1)的初始入口轧制工位第三距离(X3)处。第三距离(X3)使得当产品(25)处于轧机(1)的初始入口轧制工位或对应于轧机(1)的初始入口轧制工位的入口的一对轧制圆筒(26，27)之间的结合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
加热装置(11，15，18，21)优选地被配置和构造为在表面区域(M)上直到(图3、图4、图5)距产品(25)表面10mm的最大深度(S)在产品(25)上施加局部过热，使产品(25)的核心区域(N)的温度基本保持不变。提供了在轧制工位之间的轧制过程中，达到的温度相对于常规轧制过程中使用的温度高得多。表面区域(M)的温度(图6、图7)基本上达到1250℃至1400℃之间，以使核心区域(N)的温度基本保持在1000℃至1050℃之间。换句话说，至少一个加热装置(11，15，18，21)可以被配置和构造成使得该过程提供了至少一个加热阶段，该加热阶段使得当产品(25)处于加热装置(11，15，18，21)本身相继的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)之间的结合条件时，表面区域(M)的温度基本上达到1250℃至1400℃之间，以使核心区域(N)的温度基本保持在1000℃至1050℃之间。
加热装置(11，15，18，21)和位于相对于加热装置(11，15，18，21)本身的紧邻下游的下游轧制工位(23)之间的一定的距离(X)可以根据以下方式计算：即根据当产品(25)处于所述下游轧制工位(23)的轧制圆筒(26，27)之间的结合条件时产品(25)表面区域(M)的温度TM与核心区域(N)的温度TN之间的期望的最小差值计算所述的一定距离(X)。
加热装置(11，15，18，21)优选多匝电感器。每个加热装置(11，15，18，21)相对于轧制方向(24)位于距相继轧制工位大约在1米至4米之间的距离X处，优选相对于轧制方向(24)位于距相继轧制工位大约在1米至3米之间的距离X处，更优选相对于轧制方向(24)位于距相继轧制工位大约在1米至2.5米之间的距离X处。
例如提供的加热装置(11，15，18，21)可以位于：
-在轧制工位内较小距离X处，其中产品(25)以较低的速度移动，也就是说，其中产品(25)具有较大的截面；
-在轧制工位内中等距离X处，其中产品(25)以中等速度移动，也就是说，其中产品(25)在自轧机入口部分和出口最终部分之间具有中等截面；
-在轧制工位内较大距离X处，其中产品(25)以高速移动，也就是说，其中产品(25)接近轧机出口最终部分具有小的截面。
仅作为实施例，在轧机(1)中存在：
-第一加热装置(15)，该第一加热装置(15)布置于距第二轧制工位(17)第一距离(X1)处，其中第一距离(X1)是距第二轧制工位(17)的入口(I17)大约在1米至4米之间；
和/或
-第二加热装置(18)，该第二加热装置(18)布置于距第三轧制工位(20)的入口(I20)大约1米至3米之间的第二距离(X2)处；
和/或
-另外的加热装置(19)，该另外的加热装置(19)布置于距下游轧制工位(23)一定的距离(X)处，其中所述的一定的距离(X)是距下游轧制工位(23)的入口(I20)的大约在1米至2.5米之间。
对应于加热装置(11，15，18，21)，一些各自的温度检测装置(12，16，19，22)被安装以监测表面区域(M)的温度趋势。
例如，可以提供：
-对应于第一加热装置(15)的第一温度检测装置(16)；
-对应于第二加热装置(18)的第二温度检测装置(19)；
-对应于第三加热装置(11)的第三温度检测装置(12)；
-对应于另外的加热装置(21)的另外的温度检测装置(22)。
优选地，两个温度检测装置(12，16，19，22)被用于至少一个加热装置(11，15，18，21)，其中一个安装在相对于轧制方向(24)在加热装置(11，15，18，21)之前，而另一个安装在相对于轧制方向(24)在加热装置(11，15，18，21)之后。
结果，根据本发明的热轧方法可以提供产品(25)的温度的测量阶段和加热装置(11，15，18，21)的调节阶段，调节阶段以如下方式配置，依靠借助于温度检测装置(12，16，19，22)在测量阶段中测量的温度来控制该加热装置(11，15，18，21)。加热装置(11，15，18，21)以如下方式调节，以使当产品(25)处于相对于在线加热装置(11，15，18，21)以及相对于轧制方向(24)相继的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)之间的结合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
因此，加热装置(11，15，18，21)通过温度检测装置(12，16，19，22)在产品(25)的前进速度的测量下接口并同步，以这种方式确保在各自的轧制工位(14，17，20，23)的入口处的表面区域(M)与核心区域(N)之间恒定的温度不均匀性。
通过局部表面过热，可以降低现有技术轧制设备的常规轧制应力和相关限制。
进入轧机(1)的产品(25)可以具有2000mm2至10000mm2的截面。
加热装置(11，15，18，21)可以应用在进入轧机(1)之前，也可应用在相对于轧制方向(24)的另外的应用的相继位置，在所述应用的相继位置被轧制的产品(25)的截面逐渐被轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)减小。
如前所述，通常，每一个加热装置(11，15，18，21)距相对于轧制方向(24)相继各自的轧制工位(14，17，20，23)一定的的距离(X)，该一定的距离(X)可以不同，取决于轧制速度和相应于加热装置(11，15，18，21)本身的应用区域被轧制的产品(25)的截面。
借助于加热装置(11，15，18，21)运行的产品(25)的表面区域(M)的局部过热，影响(图3、图4、图5)深度(S)在1mm至10mm之间。过热的产品(25)的表面区域(M)的深度(S)可以通过利用趋肤效应原理的电感器的供电频率来调节。
在高温下的塑性变形，例如在1250℃至1400℃之间，激活了表面上的动态再结晶过程，另一方面在常规轧制中不发生塑性变形，有利于细粒微观结构的形成。现有技术的解决方案无法获得这种效果，另一方面，提供被轧制的产品(25)的特征在于，核心区域(N)和表面区域(M)之间的温度尽可能均匀，或者，在一些情况下，提供被轧制的产品(25)的特征在于核心区域(N)的温度高于表面区域(M)的温度。
另一方面，被轧制的产品(25)的核心区域(N)，未被感应加热装置过热(图6、图7)，并因此在基本恒定的轧制温度或者至少1000℃至1100℃被轧制，为了保持高韧性和机械阻力特性，特别是在核心区域(N)中。
参照轧机(1)的入口区域(图1、图2、图6)和被轧制的产品(25)的表面区域(M)的温度趋势，位于第三加热装置(11)之前的位置，表面区域(M)相对于核心区域(N)的冷却经历更大的冷却，以及因此核心区域(N)的温度TN高于表面区域(M)的温度TM。通过第三加热装置(11)的作用，表面区域(M)的温度升高直至达到高于核心区域(N)的温度的温度，大约温度上升DT等于核心区域(N)的温度TN和表面区域(M)的温度TM的差值，其中DT在200℃至400℃之间，优选在250℃至350℃之间。第三加热装置(11)因此这样配置和构造，使得仅在加热位置被轧制的产品的表面区域(M)过热，该加热位置位于距第一轧制工位(14)第三距离(X3)处，使得当产品(25)处于第一轧制工位(14)或对应于第一轧制工位(14)的入口(I14)的一对轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT。
在第一轧制工位(14)之后，在轧机机组的各个其他点重复该过程(图7)，沿整个轧制过程保持核心区域(N)和表面区域(M)的温度的显著差值，其中表面区域(M)具有相对于核心区域(N)高一定量DT的温度。
因此，根据本发明的方法提供了产品(25)的轧制几乎沿着整个轧制过程保持表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT，提供以下优点：
-减少轧制应力；
-减少轧制圆筒(26，27)的磨损；
-提高从轧机(1)出来的成品的表面质量。
特别参照最后一点，根据本发明的方法允许减少成品(25)的表面缺陷的发生，因此具有较少的生产浪费。
在轧制工位(14，17，20，23)的入口(I17，I20，I23)处的产品(25)的入口阶段也是进一步有利的。
此外，根据本发明的方法允许克服现有技术解决方案中存在的以下限制：
-关于在每个轧制工位运行的截面减少的限制；
-关于被轧制的产品(25)的入口角度的限制；
-关于轧制圆筒(26，27)的使用寿命的限制。
轧制应力的减少，意味着轧制工位的轧制圆筒(26，27)之间的分离应力的降低，与特定轧制压力成正比。
轧制圆筒之间的分离力可以考虑如下：
其中(图8)：
-D表示轧制圆筒(26，27)的直径，以mm表示；
-Bm表示被轧制的产品(25)的平均宽度，取决于尺寸，用mm表示；
-H1表示对应于轧制工位(14，17，20，23)的入口(I14，I17，I20，I23)的被轧制的产品(25)的高度，用mm表示；
-H2表示对应于轧制工位(14，17，20，23)的出口的被轧制的产品(25)的高度，用mm表示；
-VH表示差值H1-H2，用mm表示；
-R表示以(D-H1)/2计算的工作半径，以mm表示；
-Pv表示特定轧制压力，其取决于减速比和温度；以kg/mm2表示；
-Fn表示取决于产品(25)的轧制速度和温度的速度因子；
-g表示被轧制的产品(25)的形状因子，其取决于形状和尺寸。
轧辊之间的分离力取决于通过两个变量的温度，即特定轧制压力(Pv)和速度因子(Fn)。
特定轧制压力(Pv)相对于被轧制的产品(25)的温度的增加具有下降趋势(图9)，保持其他参数(D，Bm，R，VH，g)恒定。
速度因子(Fn)相对于被轧制的产品(25)的温度的增加具有增长趋势(图10)，保持其他参数(D，Bm，R，VH，g)恒定。在产品(25)的低(5rpm)轧制速度下，速度因子(Fn)可以保持恒定，因此不会对轧制圆筒之间的分离力(F)产生显著的影响。因此，在低轧制速度，诸如5rpm下，在第一轧制工位(14)的入口(I14)发生的情况下，轧制圆筒之间的分离力(F)仅取决于通过特定轧制压力(Pv)的温度，以及从相应的趋势(图9)可以看出，当产品(25)的轧制温度升高时，特定轧制压力(Pv)降低，这导致轧制圆筒之间的分离力(F)降低。因此，被轧制的产品(25)的表面温度升高时，轧制圆筒之间的分离力(F)将具有(图11)下降的趋势。
在产品(25)的轧制速度高于5rpm速度因子(Fn)时，另一方面(图10)，有助于增加特定轧制压力(Pv)，从而减少由于特定轧制压力(Pv)的作用在轧制圆筒之间的分离力(F)的减少的作用，这反过来由被轧制产品(25)上感应的温度变化引起。
因此，沿着轧机(1)，第一轧制工位(14)的下游，轧制圆筒之间的分离力(F)将取决于被轧制产品(25)的温度变化：既取决于特定轧制压力(Pv)，其趋向于通过增加被轧制产品(25)的温度减少轧制圆筒之间的分离力(F)；也取决于速度因子(Fn)，其趋向于通过增加被轧制产品(25)的温度增加轧制圆筒之间的分离力(F)。特定轧制压力(Pv)的贡献诱使速度因子(Fn)的贡献。结果，根据本发明的方法，其提供被轧制的产品(25)的表面区域(M)的局部过热，减小了轧制圆筒之间的分离力(F)，结果，减少(图12)轧制应力。
另外的参数(图13)，必须考虑的是摩擦系数(Ca)，其取决于被轧制的产品(25)的表面区域(M)的温度。当产品(25)的表面区域(M)的温度升高时，摩擦系数(Ca)根据以下公式变化：
Ca＝1.05 0.0005T 0.056V
其中，
T表示以℃表示的温度；
V表示被轧制的产品(25)的轧制速度，以m/s表示。
借助于根据本发明的方法，其中产品(25)的轧制几乎沿着整个轧制过程或者至少沿着轧机(1)的一部分，保持表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定量DT，因此可以减少摩擦系数(Ca)，从而增加轧辊的使用寿命。
换句话说，在根据本发明的方法的优选实施方式中，提供了产品(25)的机械加工的系列阶段中的至少一部分，包含机械加工的相继阶段，其由沿着轧机(1)的一部分一个接一个出现在相互连续的轧制工位(14，17，20，23)中，其中机械加工的每一个阶段执行的条件是，其中产品(25)表面区域(M)的温度TM相对于产品(25)的核心区域(N)的温度TN高，使得在轧机(1)这部分中，机械加工的所有阶段都处于这样的条件：其中当产品(25)处于轧制圆筒(26，27)的接合条件时，产品(25)具有产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高
在那种情况下，提供了轧机(1)具有不只一个所描述的在线加热装置(11，15，18，21)。如果需要的话，将会意味着构成一系列在线加热装置(11，15，18，21)，每个所述加热装置(11，15，18，21)被配置和构造成使产品(25)的表面区域(M)相对于产品(25)的核心区域(N)过热，以使产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。因此，优选地，轧机(1)的至少一部分包括沿着轧机(1)的所述部分的一系列相互连续的轧制工位(14，17，20，23)。系列在线加热装置(11，15，18，21)将根据这样的配置进行布置，使得在轧机(1)的这部分中，加热装置(11，15，18，21)被配置并构造成表面区域(M)相对于产品(25)的核心区域(N)过热，使得在轧机(1)的所述部分的每个轧制工位(14，17，20，23)中产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于的核心区域(N)的温度TN高。
就产品(25)的微观结构而言，在1250℃至1400℃之间经受过热的表面区域(M)对于动态再结晶具有有利的趋势，由此在再结晶区域(13)中产生相对于核心区域(N)更精细的表面晶粒，从而改善了产品的表面质量(图14)。实际上，在进入轧制工位的过热产品中，可以具有相对于由空气中的热损失的影响表示的较低的皮肤温度Tp和作为皮下温度的表面温度TM，表面温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
因此，根据本发明的方法允许进行产品的机械加工阶段，其中经受过度加热的表面区域(M)具有动态再结晶，相对于核心区域(N)在再结晶区域(13)中产生更精细的表面颗粒，从而改善产品的表面质量(图14)，以这样的方式，通常，使得根据本发明的轧制方法可以提供动态再结晶阶段，相对于核心区域(N)在再结晶区域(13)中产生更精细的表面晶粒。
总之，本发明涉及一种金属产品(25)的热轧方法(图1、图2)，其中该方法包括借助于轧机(1)的相应的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)的产品(25)的机械加工的一系列阶段，产品(25)通过轧机(1)被引导。轧制过程还包括借助于在线加热装置的产品(25)的一个或多个在线加热阶段，其中借助于在线加热装置(11，15，18，21)的所述产品(25)的至少一个在线加热阶段处于加热阶段，其中产品(25)的表面区域(M)相对于产品(25)的核心区域(N)过热一定数量，以使当产品(25)处于相对于在线加热装置(11，15，18，21)和相对于轧制方向(24)相继的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，该产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
轧制过程可以包括根据运行模式从感应加热装置(11，15，18，21)的运行频率的控制阶段中选择的感应加热装置(11，15，18，21)的控制阶段，其中控制运行频率以获得加热感应电流的穿透深度(S)在0mm至20mm之间，优选地在0mm至15mm之间，更优选地在0mm至10mm之间，加热装置(11，15，18，21)的功率的控制阶段，加热装置(11，15，18，21)的运行频率的所述控制阶段和加热装置(11，15，18，21)的功率的所述控制阶段的组合。可以提供其中穿透深度(S)在0mm至20mm之间的过程。可以提供穿透深度(S)在0mm至15mm之间的过程。可以提供穿透深度(S)在0mm至10mm之间的过程。可以提供穿透深度(S)取决于产品(25)的截面尺寸在每个加热装置中调节的过程。
更一般地，热轧过程可以包括调节阶段选自：调节阶段包含感应加热装置(11，15，18，21)的运行频率的控制阶段，调节阶段包含加热装置(11，15，18，21)的功率的控制阶段；调节阶段包含感应加热装置(11，15，18，21)的运行频率的控制阶段和加热装置(11，15，18，21)的功率的控制阶段的组合。
所运行的调节可以取决于一个或多个借助于温度检测装置(12，16，19，22)测量的产品(25)的温度，产品(25)的截面尺寸，产品(25)的截面形状，产品(25)的轧制速度，产品(25)的组成材料。
调节阶段可以进一步包括相对于紧邻下游布置的相应下游轧制工位(23)的至少一个加热装置(11，15，18，21)一定的距离(X)的控制阶段，所述一定的距离(X)的控制取决于以下运行参数中的一个或多个：
-借助于温度检测装置(12，16，19，22)测量的产品(25)的温度；
-产品(25)的截面尺寸；
-产品(25)的截面形状；
-产品(25)的轧制速度；
-产品(25)的组成材料。
在这种情况下提供了至少一个所述加热装置(11，15，18，21)沿着根据相对于轧制方向(24)平行的移动方向的至少一个移动部分是可移动。因此，在至少一个加热装置(11，15，18，21)与位于相对于所述加热装置(11，15，18，21)紧邻下游的相应的下游轧制工位(23)之间将以相互接近或间隔的装置的形式存在一定的距离(X)的调整装置。例如可以提供的接近或间隔的装置被制备成以支撑加热装置(11，15，18，21)的电车形式或以固定导向部件的形式，该固定导向部件沿着加热装置(11，15，18，21)能够根据相对于与轧制方向(24)平行的移动方向移动。
此外，本发明涉及(图1，图2)一种包括设置有金属产品的轧制圆筒(26，27)的轧制工位(14，17，20，23)的热轧机(1)，轧机(1)通过一系列轧制工位(14，17，20，23)设置有产品(25)的导向装置，轧制工位根据轧制方向(24)一个接一个地布置。轧机(1)还包括在线加热装置，其中至少一些在线加热装置(11，15，18，21)布置于距轧制工位(14，17，20，23)中一定的距离(X)处，下游轧制工位(23)相对于加热装置(11，15，18，21)自身紧邻下游。所述一定的距离(X)是使当产品(25)处于下游轧制工位(23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于产品(25)的核心区域(N)的温度TN高。
轧机(1)可以根据具有前述特性和运行阶段的热轧过程运行。
关于所提到的现有技术文献，在DE 102006002505中描述的解决方案是现有技术解决方案的一个实施例，该现有技术解决方案的技术问题旨在通过应用在检测时引入轧制的新概念克服，该轧制是在相对于核心材料的边缘过高温度的条件。事实上，在DE102006002505的第0016段中指出，一旦材料从铸模中出来，进入材料的侧边通常暴露，并且在这方面作为热辐射表面。此外，例如在进入材料的宽表面上的去鳞阶段期间使用的全部冷却水沿着边缘向下流动，使得边缘经受更强烈的冷却。结果，在进入精轧机之前，进入的材料因此通常在其边缘相对于其中心被更多地冷却。然而，希望尽可能地，材料整个均匀地被加热—也就是相对于材料流动的方向横向—不迟于离开精轧机时。为了实现这个目的，DE 102006002505提出了材料加热装置在精轧机内的定位，其指向带材的边缘定向，并且建议借助于计算机模型来控制材料加热装置，使得进入材料的过冷边缘相对于材料的中心被加热得更多，使得材料即使在横向方向上均匀加热，不迟于离开精轧机时。因此，DE102006002505的目的在于在带材的边缘上产生温度的暂时不均匀性，以这种方式从而确保，另一方面产品的温度均匀性归因于下面的热分布，反之相对于本申请的解决方案明确要求的技术解决方案，其目的是过热材料的外部部分并维持所述外部部分相对于核心部的过热，尤其是在轧制圆筒上的接合位置上，该方案既没有被DE 102006002505描述也没有提出，而是具有完全相反的目的。在DE 102006002505的第0007段中已经很好地解释了这一点，其中要求保护的过程具有的优点是精轧机内部的材料的温度水平和温度变化保持很小。DE 102006002505的加热方法导致在整个精轧机中仅适度地增加温度并且总体上相对较低的温度。这与本申请的解决方案完全相反，因为通过比较DE 102006002505的图4，其示出要求保持温度恒定性的发明方法，和本申请的图7其显示了在进入轧机的每个轧机机架之前，通过应用所要求保护的方法所引起的产品的表面和核心之间的温度的明显和显著的差异。此外，在DE 102006002505的第0017段中指出使用感应加热器，因为使用感应加热器可以获得更均匀的温度分布。也就是说，使用DE 102006002505的电感器以保持与本申请的解决方案相反的产品中的均匀温度，在该申请中声明了使用该电感器的方法，该方法正好相反，因为故意地控制电感器，以便当相对于轧制方向处于轧制圆筒下游的接合条件时，确保产品的表面和核心之间的非均匀温度分布。在DE 102006002505第0037段和第0038段中也证实了这一点，其中指出，参照图4，通过这种方式可以使精轧机中的温度范围保持在恒定的水平，材料发生几乎等温轧制，这与本申请的方法的目的相反。最后，据观察，DE102006002505涉及加热带材，其目的不在于将产品的核心(即其内部部分)加热至相对于其外表面的较低温度，其目的而是在于在更加密集的方式中仅以相对于产品本身的中央平坦区域的带材形式的产品的边缘或拐角进行加热。相反，在本申请中，目的是不仅加热带材的边缘而且加热包含核心的产品的整个外表面。
专利申请DE 102011006357描述了一种用于带材形式的产品的轧机的解决方案，其中提供了使用循环提升辊(loop lifter roller)的方式，该提升辊设置在由轧机机架限定的容积内。此外，专利申请DE 102011006357描述了在两个连续轧机机架之间使用感应加热装置来调节轧制温度的可能性。在DE 102011006357的说明书文本中没有任何内容可以被解释为意味着感应加热装置以与已知的解决方案不同的方式使用，即为了维持产品的温度均匀性。因此，在DE 102011006357中，没有建议使用感应加热装置，其被控制如下，当产品位于相对于感应加热装置的下游的轧机机架处于接合条件时，以获得产品表面和核心之间的不均匀温度。
如在段落第0050和第0058中明确指出的那样，EP 1452247中描述的解决方案涉及在轧机之后进行的处理，并且其目的是再次获得均匀的加热。因此，既涉及EP1452247中描述的系统的位置未位于轧制生产线之内或之前，又涉及目的不是获得非均匀温度，EP1452247中描述的解决方案不能被认为是预期或暗示在本申请中描述的解决方案。
已经参照在优选实施方式中的附图进行了本发明的描述，但是很显然，根据前面的描述，许多可能的变化、修改和变型对于本领域技术人员将立即清楚。因此，必须强调的是，本发明不限于前面的描述，而是包括根据所附权利要求的所有变化、修改和变型。
使用的术语
参照附图中的标识号，使用了以下术语：
1.轧机
2.浇铸机
3.互连部分
4.钢铁生产设备
5.钢水包
6.中间包
7.模具
8.提取单元
9.矫直装置
10.运输装置
11.第三加热装置
12.第三温度检测装置
13.重结晶区
14.第一轧制工位
15.第一加热装置
16.第一温度检测装置
17.第二轧制工位
18.第二加热装置
19.第二温度检测装置
20.第三轧制工位
21.另外的加热装置
22.另外的温度检测装置
23.下游轧制工位
24.轧制方向
25.产品
26.第一圆筒
27.第二圆筒
N.核心区域
M.表面区域
S.深度
A.第二距离
K.第一距离
P.特定轧制压力
D.直径
H1.入口处产品的尺寸
H2.出口处产品的尺寸
I14.第一轧制工位的入口
I17.第二轧制工位的入口
I20.另外的上游轧制工位的入口
I23.另外的下游轧制工位的入口
Claims (26)
1.金属产品(25)的热轧方法，其中该方法包括借助于轧机(1)的相应的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)进行的所述产品(25)的机械加工的一系列阶段，该产品(25)通过轧机(1)被引导，所述轧制方法还包括借助于在线感应加热装置的所述产品(25)的一个或多个在线加热阶段，其特征在于：借助于所述在线加热装置(11，15，18，21)的所述产品(25)的至少一个所述在线加热阶段处于加热阶段，在此加热阶段产品(25)的表面区域(M)相对于产品(25)的核心区域(N)过热一定数量，以使该产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高一定数量DT，DT在200摄氏度到400摄氏度之间，当产品(25)处于相对于所述在线加热装置(11，15，18，21)和相对于轧制方向(24)相继的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，表面区域(M)的温度达到基本上在1250℃至1400℃之间的温度，以保持核心区域(N)的温度基本上在1000℃至1050℃之间。
2.根据前述权利要求所述的热轧方法，其特征在于：所述热轧方法包括相对于核心区域(N)的在再结晶区域(13)中产生更精细的表面晶粒的动态再结晶阶段。
3.根据前述权利要求中任一项所述的热轧方法，其特征在于：所述热轧方法包括借助于一系列在线加热装置(11，15，18，21)的所述产品(25)的至少一个所述在线加热阶段，每个所述加热阶段是其中产品(25)的表面区域(M)相对于产品(25)的核心区域(N)过热所述量的加热阶段，以使当产品(25)在所述系列加热装置(11，15，18，21)的每一个所述加热装置(11，15，18，21)相继的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)之间处于接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热轧方法，其特征在于：借助于相应的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)进行的所述产品(25)的机械加工的至少一部分所述系列阶段，包含沿着所述轧机(1)的一部分的相互邻接的轧制工位(14，17，20，23)中一个接一个出现的机械加工的相继阶段，其中机械加工的每个所述阶段在产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于产品(25)的核心区域(N)的温度TN高的条件下进行，以这样的方式在轧机(1)的所述部分中，机械加工的所有阶段发生在以下条件，即当产品(25)处于轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，其中产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的TN的温度高。
5.根据前述权利要求中任一项所述的热轧方法，其特征在于：所述产品(25)的所述在线加热阶段的至少一个阶段借助于加热装置(11，15，18，21)进行，所述加热装置(11，15，18，21)布置于距所述轧制工位(14，17，20，23)之一的一定的距离(X)处，所述轧制工位(14，17，20，23)之一是相对于所述加热装置(11，15，18，21)紧邻下游的下游轧制工位(23)，所述一定的距离(X)使当产品(25)处于所述下游轧制工位(23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
6.根据前一权利要求所述的热轧方法，其特征在于：加热装置(11，15，18，21)和位于相对于所述加热装置(11，15，18，21)的紧邻下游的所述下游轧制工位(23)之间的所述距离(X)根据以下方式计算：即根据当产品(25)处于所述下游轧制工位(23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时产品(25)表面区域(M)的温度TM与核心区域(N)的温度TN之间的期望的最小差值计算所述距离(X)。
7.根据前述权利要求5至6中任一项所述的热轧方法，其特征在于：所述一定的距离(X)相对于轧制方向(24)距相继轧制工位大约在1米至4米之间，优选地大约在1米至3米之间，更优选地在1米至2.5米之间。
8.根据前述权利要求3至7中任一项所述的热轧方法，其特征在于：所述热轧方法包括：
-借助于第一加热装置(15)的所述产品(25)的所述在线加热阶段的至少一个第一阶段，所述第一加热装置(15)借助于控制阶段以这样的方式进行控制，即使得位于第一轧制工位(14)之后的加热位置轧制的所述产品(25)的表面区域(M)过热，该第一加热装置(15)布置于距第二轧制工位(17)第一距离(X1)处，以使当产品(25)处于第二轧制工位(17)或对应于第二轧制工位(17)的入口(I17)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高；以及
-借助于第二加热装置(18)所述产品(25)的所述在线加热阶段的至少一个第二阶段，所述第二加热装置(18)借助于控制阶段以这样的方式进行控制，即使得位于第二轧制工位(17)之后的加热位置轧制的所述产品(25)的表面区域(M)过热，该第二加热装置(18)布置于距第三轧制工位(20)第二距离(X2)处，以使当产品(25)处于第三轧制工位(20)或对应于第三轧制工位(20)的入口(I20)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
9.根据前述权利要求中任一项所述的热轧方法，其特征在于：所述产品(25)的所述在线加热阶段的至少一个阶段借助于第三加热装置(11)进行，所述第三加热装置(11)布置于距轧机(1)的初始入口轧制工位第三距离(X3)处，以使当产品(25)处于轧机(1)的初始入口轧制工位或对应于轧机(1)的初始入口轧制工位的入口的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
10.根据前述权利要求中任一项所述的热轧方法，其特征在于：至少一个所述加热阶段使产品(25)的表面区域(M)的温度TM与核心区域(N)的温度TN之间的差值等于DT，DT在250摄氏度与350摄氏度之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的热轧方法，其特征在于：所述热轧方法包括感应加热装置(11，15，18，21)的控制阶段，其选自：
-根据运行模式的感应加热装置(11，15，18，21)的运行频率的控制阶段，其中该运行频率以如下方式控制：获得加热感应电流的穿透深度(S)在0mm至20mm，优选地0mm至15mm，更优选地0mm至10mm；
-加热装置(11，15，18，21)的功率的控制阶段；
-加热装置(11，15，18，21)的运行频率的所述控制阶段和加热装置(11，15，18，21)的功率的所述控制阶段的组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的热轧方法，其特征在于：所述热轧方法包括所述产品(25)的温度的测量阶段和加热装置(11，15，18，21)的调节阶段，该调节阶段以如下方式配置：依靠借助于温度检测装置(12，16，19，22)在所述测量阶段中测量的温度来控制该加热装置(11，15，18，21)，该加热装置(11，15，18，21)以如下方式调节：使当产品(25)处于相对于所述在线加热装置(11，15，18，21)以及相对于轧制方向(24)相继的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
13.根据前一权利要求所述的热轧方法，其特征在于：两个温度检测装置(12，16，19，22)被用于至少一个加热装置(11，15，18，21)，其中一个安装在相对于轧制方向(24)在加热装置(11，15，18，21)之前，另一个安装在相对于轧制方向(24)在加热装置(11，15，18，21)之后。
14.根据权利要求12和根据权利要求11所述的热轧方法，其特征在于：
调整阶段选自：
-调节阶段包含感应加热装置(11，15，18，21)的运行频率的所述控制阶段；
-调节阶段包含加热装置(11，15，18，21)的功率的所述控制阶段；
-调节阶段包含感应加热装置(11，15，18，21)的运行频率的所述控制阶段和加热装置(11，15，18，21)的功率的所述控制阶段的组合；
在所述调节阶段中运行的调节，运行取决于以下运行参数中的一个或多个：
-借助于所述温度检测装置(12，16，19，22)测量的产品(25)的温度；
-产品(25)的截面尺寸；
-产品(25)的截面形状；
-产品(25)的轧制速度；
-产品(25)的组成材料。
15.根据前一权利要求并根据前述权利要求5至6中任一项所述的热轧方法，其特征在于：
调节阶段还包括至少一个所述在线加热装置(11，15，18，21)相对于对应的轧制工位的所述一定的距离(X)的控制阶段，所述对应的轧制工位相对于所述加热装置(11，15，18，21)相继，所述距离(X)的运行控制取决于以下运行参数中的一个或多个：
-借助于所述温度检测装置(12，16，19，22)测量的产品(25)的温度；
-产品(25)的截面尺寸；
-产品(25)的截面形状；
-产品(25)的轧制速度；
-产品(25)的组成材料；
所述至少一个所述加热装置(11，15，18，21)沿着根据相对于轧制方向(24)平行的移动方向的至少一个移动部分是可移动。
16.热轧机(1)，其包括设置有金属产品(25)的轧制圆筒(26，27)的轧制工位(14，17，20，23)，该轧机(1)设置有通过根据轧制方向(24)一个接一个布置的一系列所述轧制工位(14，17，20，23)的所述产品(25)的引导装置，所述轧机(1)还包括在线感应加热装置，其特征在于：
至少一些所述在线加热装置(11，15，18，21)布置于距所述轧制工位(14，17，20，23)之一一定的距离(X)处，所述轧制工位之一是位于相对于所述加热装置(11，15，18，21)紧邻下游的下游轧制工位(23)，所述一定的距离(X)使产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于产品(25)的核心区域(N)的温度TN高一定量DT，DT在200摄氏度至400摄氏度之间，当该产品(25)处于所述下游轧制工位(23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，表面区域(M)的温度达到基本上在1250℃至1400℃之间以保持核心区域(N)的温度基本上在1000℃和1050℃之间。
17.根据前一权利要求所述的轧机(1)，其特征在于：所述轧机(1)包括控制装置，该控制装置以这样的方式控制所述在线加热装置(11，15，18，21)，即使该轧机(1)根据前述权利要求1至15中任一项所述的热轧方法运行。
18.根据前述权利要求16或17所述的轧机(1)，其特征在于：该轧机包括不止一个所述在线加热装置(11，15，18，21)组成一系列的在线加热装置(11，15，18，21)，每个所述加热装置(11，15，18，21)被设置成该加热装置(11，15，18，21)的运行频率或该加热装置(11，15，18，21)的功率或该加热装置(11，15，18，21)的运行频率和功率使得该加热装置(11，15，18，21)以这样的方式传递能量：即使产品(25)的表面区域(M)相对于产品(25)的核心区域(N)过热，以使得产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
19.根据前一权利要求所述的轧机(1)，其特征在于：
所述轧机(1)的至少一部分包括沿所述轧机(1)的所述部分相互邻接的一系列所述轧制工位(14，17，20，23)和所述系列在线加热装置(11，15，18，21)，该在线加热装置(11，15，18，21)根据如下配置被布置：以使在所述轧机(1)的所述部分中，所述加热装置(11，15，18，21)被配置成该加热装置(11，15，18，21)的运行频率或该加热装置(11，15，18，21)的功率或该加热装置(11，15，18，21)的运行频率和功率使得该加热装置(11，15，18，21)以这样的方式传递能量：即使产品(25)的表面区域(M)相对于产品(25)的核心区域(N)过热，以使得在所述轧机(1)的所述部分的每个所述轧制工位(14，17，20，23)中产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
20.根据前述权利要求16至19中任一项所述的轧机(1)，其特征在于：
该轧机(1)包括：
-至少第一加热装置(15)，其被配置成该加热装置(11，15，18，21)的运行频率或该加热装置(11，15，18，21)的功率或该加热装置(11，15，18，21)的运行频率和功率使得该加热装置(11，15，18，21)以这样的方式传递能量：即使位于第一轧制工位(14)之后的加热位置中被轧制的产品(25)的表面区域(M)过热，第一加热装置(15)置于距第二轧制工位(17)第一距离(X1)处，以使当产品(25)处于第二轧制工位(17)或对应于第二轧制工位(17)的入口(I17)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高；
以及
-至少第二加热装置(18)，其被配置成该加热装置(11，15，18，21)的运行频率或该加热装置(11，15，18，21)的功率或该加热装置(11，15，18，21)的运行频率和功率使得该加热装置(11，15，18，21)以这样的方式传递能量：即使位于所述第二轧制工位(17)之后的加热位置中被轧制的产品(25)的表面区域(M)过热，第二加热装置(18)布置于距第三轧制工位(20)第二距离(X2)处，以使当产品(25)处于第三轧制工位(20)或对应于第三轧制工位(20)的入口(I20)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
21.根据前述权利要求16至20中任一项所述的轧机(1)，其特征在于：
该轧机(1)包括第三加热装置(11)，该第三加热装置(11)布置于距轧机(1)的初始入口轧制工位第三距离(X3)处，以使当产品(25)处于轧机(1)的初始入口轧制工位或对应于轧机(1)的初始入口轧制工位的入口的一对轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
22.根据前述权利要求16至21中任一项所述的轧机(1)，其特征在于：
至少一个所述加热装置(11，15，18，21)被配置成该加热装置(11，15，18，21)的运行频率或该加热装置(11，15，18，21)的功率或该加热装置(11，15，18，21)的运行频率和功率使得该加热装置(11，15，18，21)以这样的方式传递能量：以使产品(25)的表面区域(M)的温度TM与核心区域(N)的温度TN之间的差值等于DT，DT在250摄氏度与350摄氏度之间。
23.根据前述权利要求16至22中任一项所述的轧机(1)，其特征在于：
该轧机(1)包括所述产品(25)的温度的温度检测装置(12，16，19，22)，加热装置(11，15，18，21)设置有取决于测量温度的加热装置(11，15，18，21)的调节装置，以如下方式以使当产品(25)处于相对于所述在线加热装置(11，15，18，21)以及相对于轧制方向(24)相继的轧制工位(14，17，20，23)的轧制圆筒(26，27)之间的接合条件时，产品(25)的表面区域(M)的温度TM相对于核心区域(N)的温度TN高。
24.根据前述权利要求所述的轧机(1)，其特征在于：
至少一个加热装置(11，15，18，21)与两个温度检测装置(12，16，19，22)相关联，其中一个温度检测装置安装在相对于轧制方向(24)在加热装置(11，15，18，21)之前，另一个温度检测装置安装在相对于轧制方向(24)在加热装置(11，15，18，21)之后。
25.根据前述权利要求16至24中任一项所述的轧机(1)，其特征在于：
所述一定的距离(X)相对于轧制方向(24)距相继轧制工位大约在1米至4米之间，优选地大约在1米至3米之间，更优选地在1米至2.5米之间。
26.根据前述权利要求16至25中任一项所述的轧机(1)，其特征在于：
该轧机(1)包括所述一定的距离(X)的调整装置，该调整装置的形式为：在至少一个所述加热装置(11，15，18，21)与位于相对于所述加热装置(11，15，18，21)紧邻下游的所述下游轧制工位(23)之间的相互接近或间隔的装置。
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