CN109890524B - 用于在铸轧设备中制造金属的带材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在铸轧设备(2)中制造金属带(1)的方法，其中铸轧设备(2)包括：铸造机(3)、第一烘炉(4)、第一剪切机(S1)、粗轧机(5)、第二烘炉(6)、第二剪切机(S2)、精轧机(7)、冷却段(8)、卷取设备(9)和第三剪切机(S3)。为了可对各种运行条件灵活反应，本发明规定，为了制造带材(1)而选择以下运行模式中的至少一个：a)连续轧制，其中铸造机(3)、粗轧机(5)和精轧机(7)彼此有效连接；b)在粗轧机(5)中进行连续轧制并且在精轧机(7)中进行单带轧制；c)在粗轧机(5)中进行单带轧制并且在精轧机(7)中进行单带轧制；d)在粗轧机(5)中进行半连续轧制和/或在精轧机(7)中进行半连续轧制。

Description

用于在铸轧设备中制造金属的带材的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在铸轧设备中制造金属的带材的方法，其中铸轧设备包括：
–用于铸造铸坯的铸造机，
–在金属的带材的输送方向上位于铸造机之后的第一烘炉或/和第一辊道隔离段，
–第一剪切机，其布置在铸造机和第一烘炉或/和第一辊道隔离段之间，
–具有多个轧制机架的粗轧机，
–在金属的带材的输送方向上位于粗轧机之后的第二烘炉或/和第二辊道隔离段，
–第二剪切机，其布置在粗轧机和第二烘炉或/和第二辊道隔离段之间，
–具有多个轧制机架的精轧机，
–冷却段，
–至少两个卷取设备或一个转向卷取设备和
–第三剪切机，其布置在冷却段和卷取设备之间。
背景技术
对薄铸坯铸轧设备(CSP设备)的灵活操作的要求不断提高。在此力求可调节各种运行条件。出于质量和能耗原因也期望例如适配于所轧制的成品带材厚度或铸造速度。
用于轧制单条带或用于连续轧制的薄铸坯铸轧设备在现有技术中已充分提及。例如可参考DE 195 18 144 C2、DE 196 13 718 C1、EP 0 870 553 B1、WO 2007/073841 A1、WO 2009/012963 A1和EP 2 569 104 B1。还部分地应用不同运行模式的其他实现方案在US2011/272116 A1以及WO 00/10741 A1中公开。
然而，先前已知的解决方案在灵活性方面时常会有不利之处。
发明内容
因此，本发明的目的在于，进一步改进一种方法或上述方式，使得可提高灵活性的程度；在此，特别是应可对各种运行条件灵活反应。因此，所提出的设备概念和运行方式的特征在于高度的灵活性。
本发明对该目的的解决方案的特征在于，为了制造带材而选择以下运行模式中的一个：
a)连续轧制，其中铸造机、粗轧机和精轧机彼此有效连接并且以铸造机质量流量进行材料的轧制，其中在卷取设备处借助于第三剪切机将成品带材分离；
b)在粗轧机中进行连续轧制，其中铸造机和粗轧机彼此有效连接并且以铸造机质量流量进行材料的轧制，并且在精轧机中进行单带轧制(批量运行)，其中借助于第二剪切机将在粗轧机中轧制的粗轧带材分离以便在精轧机中进行单带轧制；
c)在粗轧机中进行单带轧制(批量运行)并且在精轧机中进行单带轧制(批量运行)，其中借助于第一剪切机将在铸造机中制成的铸坯分离以便在粗轧机中和在精轧机中进行单带轧制；
d)在粗轧机中进行半连续轧制和/或在精轧机中进行半连续轧制，其中借助于第一剪切机将在铸造机中制成的铸坯分离以便在粗轧机中进行半连续轧制和/或其中借助于第二剪切机将在粗轧机中轧制的粗轧带材分离以便在精轧机中进行半连续轧制，其中在卷取设备处借助于第三剪切机将成品带材分离，
在所述精轧机中以根据以下关系式得到的轧制机架的数量进行轧制：
2.316×hB×vB×e(-0.167×n)≥480mm·(m/min)
其中：
n：在所述精轧机中机架的数量
hB：铸坯厚度，单位为mm
vB：铸坯速度，单位为m/min。
在此，在第一烘炉中或/和在第一辊道隔离段中优选地放置至少一个铸坯。在第二烘炉中或/和在第二辊道隔离段中也优选地放置至少一个铸坯或粗轧带材。
在此，上述运行模式a)、b)、c)和/或d)可根据带材的最终厚度来选择。还可行的是，根据铸轧设备的启动过程选择运行模式a)、b)、c)和/或d)。此外可行的是，根据在粗轧机中和/或在精轧机中发生的换辊来选择运行模式a)、b)、c)和/或d)。
首先选择上述运行模式的其中一个，然后以该模式实施生产；因此，在给定的时间仅实现所述选项a)、b)、c)或d)中的一个。然而，也可在时间上依次在不同的所述运行模式之间交替进行。
在第一烘炉出口处的平均铸坯温度优选为至少1000℃，特别是优选为至少1100℃。
在第二烘炉出口处的平均粗轧带材温度优选为至少1100℃，特别是优选为至少1150℃。
另一改进方案规定，在精轧机中带材的成型度为：
ε＝(hV-hF)/hV×100≥96％
其中hv为粗轧带材厚度并且hF为成品带材厚度。特别是在该情况下优选地规定，在第二烘炉出口处的平均粗轧带材温度为至少1150℃，其中带材厚度(hB)和带材速度(vB)之积为至少350mm·(m/min)，优选为至少500mm·(m/min)。
优选地规定，在所述方法中不进行铸坯或/和粗轧带材的感应加热。
在精轧机的最后一个活动机架中的温度优选地高于γ-α相变，特别是高于820℃。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例。唯一的附图示意性地示出了用于制造带材的单链铸轧设备的侧视图。
具体实施方式
所提出的薄铸坯铸轧设备概念由以下从附图得到的主要部件组成：
用于制造带材1的铸轧设备2首先具有铸造机3。在材料的输送方向F上在铸造机3的后面布置有第一烘炉4，沿输送方向F在第一烘炉4的后面是粗轧机5，该粗轧机具有多个轧制机架R1和R2。接在粗轧机5后面的是第二烘炉6，在该第二烘炉后面又有精轧机7，该精轧机具有多个轧制机架F1、F2、F3、F4、F5、F6。在精轧机7的后面布置有冷却段8，接在其后的是卷取设备9。
在铸造机3和第一烘炉4之间布置有第一剪切机S1。第二剪切机S2位于粗轧机5之后和第二烘炉6之前。最后，第三剪切机S3就在卷取设备9之前。
在第一烘炉4中或/和在第一辊道隔离段中布置有至少一个单铸坯位置；此外规定，该至少一个单铸坯与在第一剪切机S1和粗轧机5的第一轧制机架R1之间的区域相配合。粗轧机5优选地由1至4个机架组成，其中特别优选地设置两个机架。
在粗轧机5之后的第二烘炉6或/和第二辊道隔离段被构造为使得至少一个单个粗轧带材位于其水平位置或水平延伸范围中或者至少一个单个粗轧带材适配于第二剪切机S2和精轧机7的第一轧制机架F1之间的区域中。精轧机7通常由1至7个机架组成，优选设置4至6个机架。
第一剪切机S1为用于使离开铸造机3的铸坯分离的铸坯剪切机。第二剪切机S2为用于在粗轧机5之后分离粗轧带材的粗轧带材剪切机并且优选地布置在第二烘炉6之前。最后，第三剪切机S3为用于在卷取设备9之前分离带材的带材剪切机。
因此，三个剪切机S1、S2和S3被设置为可实现上述不同的运行模式。
在铸轧设备1中优选地不设置快速加热部(例如呈感应加热部的形式)，这在使用成本更低廉的气体时且从能量的角度来看是有利的。
除了第一烘炉4或/和第二烘炉6(例如优选为辊底式炉)可替代地设置辊道隔离段，其中放置至少一个单个铸坯或单个粗轧带材；在这种情况下也可在所述辊道隔离段之后可选地设置感应加热部。也可将烘炉部分和辊道隔离段以任意顺序和组合布置在粗轧机之前和/或之后。
第一烘炉4的长度或第一辊道隔离段或第一烘炉部分和辊道隔离段以任意顺序和组合在第一剪切机S1之后的布置优选地短于第二烘炉6的长度或第二辊道隔离段或第二烘炉部分和辊道隔离段以任意顺序和组合在第二剪切机S2之后的布置。
单个铸坯或单个粗轧带材的长度使得可从中轧制或制造具有典型生产的环形重量的圈材。
铸轧设备(CSP设备)可通过所述主要部件的优化运行而非常灵活地运行。在此，可在粗轧机、精轧机或整个设备中实施不同的运行模式。
根据上述方法模式a)，首先可在粗轧机5中进行连续轧制并且在精轧机7中进行连续轧制，即在该情况下铸造机3以及粗轧机5和精轧机7彼此连接。在此，以铸造机质量流量进行轧制并且在卷取设备9处利用第三剪切机S3将带材分离。
此外，根据上述方法模式b)，可在粗轧机5中以铸造机质量流量进行连续轧制并且在精轧机7中进行单带轧制(批量运行)。在此，在第二剪切机S2处使单个粗轧带材分离。在轧制时在精轧机7中的质量流量比在粗轧机5或所连接的铸造机3中高。由此得到在相应第一机架中具有相对较高成型度以及在头部和尾部更好的粗轧带材几何形状的连续轧制的优点与在精轧机7中批量轧制和由此可实现的更高终轧温度的优点的组合。
此外，根据上述方法模式c)，可在粗轧机5中进行单带轧制(批量运行)并且在精轧机7中进行单带轧制(批量运行)。在此，在第一剪切机S1处将单个铸坯分离。粗轧机5和精轧机7在轧制过程期间都以比铸造机3更高的质量流量运行。温度控制可通过轧机的单独的速度选择任意地被影响。
最后，根据上述方法模式d)可进行另一运行方式：如果第一烘炉4和第二烘炉6或在第一剪切机S1和粗轧机5的轧制机架R1之间的距离或/和在第二剪切机S2和精轧机7的轧制机架F1之间的距离被测得的长度使得其可容纳不只一个铸坯(例如2或3个铸坯)，则可从第一烘炉4或/和第二烘炉6或相应的设备段进行半连续带材轧制。然后在第一剪切机S1处进行半连续铸坯的第一分离或者在第二剪切机S2处进行半连续粗轧带材的分离并且利用在卷取设备9之前的剪切机S3最终分成单个带材。
根据最终厚度或者在设备启动时(在铸造开始时)或者在换辊之前或者出于温度原因可选择并设置不同的运行模式。轧制设备的预热例如可在粗轧机和精轧机处以批量模式进行。然后，可首先在粗轧机中切换成连续模式。在越来越薄的带材中(优选在厚度小于等于1.2mm的情况下)提供适合于粗轧机和精轧机的连续带材轧制。如果计划仅在精轧机中换辊，则切换到精轧机的批量模式中。
为了赢得在精轧机中更换工作辊的更换时间，有利地在精轧机中以更高的带材速度和/或温度速度增加的情况下进行轧制或/和降低在粗轧机中的铸造速度以及轧制速度。为了在批量轧制中补偿在带材长度上的不同铸坯温度或/和粗轧带材温度并且为了在精轧机之后产生尽可能恒定的成品带材温度，粗轧机或/和精轧机在温度速度增加的情况下运行或者替代性地相应改变至少一个中间机架冷却部的水量。
由此可利用所提出的设备扩展灵活性。
所提出的铸轧设备(CSP设备)的特征在于各种有利的技术设施和运行条件：
在铸造机3的出口处在最后的链辊之后(至少2m)存在铸坯清洁部(或铸坯除鳞部)的最佳布置。作为替代，对最后两个链辊对之间的铸坯进行清洁(除鳞)。
有利的是在铸造机3或铸坯清洁部至第一烘炉4的入口之间的辊道隔离部。在第一剪切机S1的区域中隔离部可摆动。由此使在该输送区域中的能量损失或温度损失最小化。
优选在以下条件下使用具有最小化的特定除鳞水量Vspez的结构紧凑的单排除鳞棒：
Vspez(m3/h/m)<600×v，优选Vspez(m3/h/m)<450×v
其中v为轧制产品或铸造产品在除鳞机区域中的输送速度，单位为m/s(“×”为乘号)。
启用的精轧机架数量n优选地根据成品带材厚度hF来调节。对此使用以下近似等式：
n≥5×hF -0.6
这意味着，对于较厚的最终带材厚度，从最后的精轧机架开始升起1个、2个或3个机架，以获得正确的成品带材最终轧制温度。为了在此产生良好的带材质量，优选地在最后的活动的机架之后的精轧机内部已经开始进行带材冷却。在此，在最后的精轧机架之间的高温计监控正确的最终轧制温度的设置并且用于调节目的。
相应的第一烘炉4或/和第二烘炉6或者相应的具有隔离部的辊道区域可(在纵向上)分成不同的区域，使得可移除铸坯或部分铸坯或/和粗轧带材或部分粗轧带材。由此可例如创建缓冲时间，简单地处理冷链或者简化干扰的消除。作为附加，可在烘炉部分之前或/和之后设置火焰切割机。
在第一烘炉4出口处的平均铸坯温度(定义：在中间的厚度上进行平均)≥1000℃，优选≥1100℃。
在第二烘炉6出口处的平均粗轧带材温度≥1100℃，优选≥1150℃。
通过在精轧机中的高转换率(总的精轧机转换率)
ε＝(hV–hF)/hV×100≥96％
(其中hV＝粗轧带材厚度，hF＝成品带材厚度)与≥1150℃的较高粗轧带材温度(在第二烘炉6的出口处)和hB×vB≥350mm·(m/min)(优选hB×vB≥500mm·(m/min))的较高质量流量(mm·(m/min))结合或者一般性地与取决于机架数量的条件
2.316×hB×vB×e(-0.167×n)≥480mm·(m/min)
(其中n＝机架数量，hB＝铸坯厚度mm，vB＝铸坯速度m/min)结合通常也可在连续轧制中省去精轧机内部的感应式再加热部并且可有利地运行设备，使得在最后的活动的精轧机架中的成型发生在γ-α相变(例如820℃)以上。可选地考虑在用于连续轧制或半连续轧制的运行模式的精轧机架之间的精轧机内部设置感应加热部，以用于设置更高的最终轧制温度(例如≥850℃)或/和有针对性地影响成品带材机械特性或/和在较低的铸造速度下。
还有利的是精轧机中的高转换率(定义见上文)，以及优选地在所有机架处(可选地除了最后的活动的精轧机架之外)都有有效的辊缝润滑，其由于润滑可实现每个机架减小>10％的轧制力。
从连续轧制到批量轧制的转换可通过在第一剪切机S1处的剪切而没有过渡楔地进行。第一剪切机S1进行剪切并且在不改变粗轧机5的轧制机架R1/R2中的配置的情况下进行连续铸坯的精轧。通过降低铸造速度和/或加速进行连续铸坯轧制将留出间隙，其使得轧制机架R1和/或轧制机架R2对于后续铸坯可进行新的配置。
附图标记：
1 带材
2 铸轧设备
3 铸造机
4 第一烘炉
5 粗轧机
6 第二烘炉
7 精轧机
8 冷却段
9 卷取设备
S1 第一剪切机
S2 第二剪切机
S3 第三剪切机
R1、R2 粗轧机的轧制机架
F1、F2 精轧机的轧制机架
F3、F4 精轧机的轧制机架
F5、F6 精轧机的轧制机架
F 输送方向

Claims (15)

1.一种用于在铸轧设备（2）中制造金属的带材（1）的方法，其中所述铸轧设备（2）包括：
– 用于铸造铸坯的铸造机（3），
– 在所述金属的带材的输送方向（F）上位于所述铸造机（3）之后的第一烘炉（4）或/和第一辊道隔离段，
– 第一剪切机（S1），其布置在所述铸造机（3）和所述第一烘炉（4）之间或所述铸造机（3）和所述第一辊道隔离段之间，
– 具有多个轧制机架（R1、R2）的粗轧机（5），
– 在所述金属的带材的输送方向（F）上位于所述粗轧机（5）之后的第二烘炉（6）或/和第二辊道隔离段，
– 第二剪切机（S2），其布置在所述粗轧机（5）和所述第二烘炉（6）之间或所述粗轧机（5）和所述第二辊道隔离段之间，
– 具有多个轧制机架（F1、F2、F3、F4、F5、F6）的精轧机（7），
– 冷却段（8），
– 至少两个卷取设备（9）或一个转向卷取设备，以及
– 第三剪切机（S3），其布置在所述冷却段（8）和卷取设备（9）之间，
其特征在于，
在所述精轧机（7）中以根据以下关系式得到的轧制机架的数量进行轧制：
2.316 × hB × vB × e(-0.167 × n) ≥ 480 mm·（m/min）
其中：
n：在所述精轧机（7）中机架的数量
hB：铸坯厚度，单位为mm
vB：铸坯速度，单位为m/min；
为了制造所述带材（1）而选择以下运行模式中的一个：
a）连续轧制，其中所述铸造机（3）、所述粗轧机（5）和所述精轧机（7）彼此有效连接并且以铸造机质量流量进行材料的轧制，其中在所述卷取设备（9）处借助于所述第三剪切机（S3）将成品带材分离；
b）在所述粗轧机（5）中进行连续轧制，其中所述铸造机（3）和所述粗轧机（5）彼此有效连接并且以铸造机质量流量进行材料的轧制，并且在所述精轧机（7）中进行单带轧制，其中借助于所述第二剪切机（S2）将在所述粗轧机（5）中轧制的粗轧带材分离以便在所述精轧机（7）中进行单带轧制；
c）在所述粗轧机（5）中进行单带轧制并且在所述精轧机（7）中进行单带轧制，其中借助于所述第一剪切机（S1）将在所述铸造机（3）中制成的铸坯分离以便在所述粗轧机（5）中且在所述精轧机（7）中进行单带轧制；
d）在所述粗轧机（5）中进行半连续轧制和/或在所述精轧机（7）中进行半连续轧制，其中借助于所述第一剪切机（S1）将在所述铸造机（3）中制成的铸坯分离以便在所述粗轧机（5）中进行半连续轧制和/或其中借助于所述第二剪切机（S2）将在所述粗轧机（5）中轧制的粗轧带材分离以便在所述精轧机（7）中进行半连续轧制，其中在所述卷取设备（9）处借助于所述第三剪切机（S3）将成品带材分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一烘炉（4）中或者在所述第一辊道隔离段中或者在第一烘炉和第一辊道隔离段以任意顺序和组合进行布置的布置方式中放置至少一个铸坯。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第二烘炉（6）中或者在所述第二辊道隔离段中或者在第二烘炉（6）和第二辊道隔离段以任意顺序和组合进行布置的布置方式中放置至少一个铸坯或粗轧带材。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一烘炉（4）的出口处的平均铸坯温度为至少1000ºC。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一烘炉（4）的出口处的平均铸坯温度为至少1100ºC。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第二烘炉（6）的出口处的平均粗轧带材温度为至少1100ºC。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第二烘炉（6）的出口处的平均粗轧带材温度为至少1150ºC。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述精轧机（7）中所述带材（1）的转换率为：
ε = (hV – hF) / hV × 100 ≥ 96%
其中hV为粗轧带材厚度，并且hF为成品带材厚度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第二烘炉（6）的出口处的平均粗轧带材温度为至少1150ºC，其中所述带材的厚度（hB）和所述带材的速度（vB）之积为至少350mm·（m/min）。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述带材的厚度（hB）和所述带材的速度（vB）之积为至少500 mm·（m/min）。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，不进行所述铸坯或/和粗轧带材的感应加热。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，带材在所述精轧机（7）的最后一个活动机架中的温度高于γ-α相变。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，带材在所述精轧机（7）的最后一个活动机架中的温度高于820ºC。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在精轧机内部在用于连续轧制或半连续轧制的运行模式的精轧机架之间进行感应加热以用于设置≥850ºC的最终轧制温度或/和有针对性地影响成品带材机械特性或/和在较低的铸造速度下进行感应加热。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，沿输送方向，所述第一烘炉（4）的长度比所述第二烘炉（6）的长度或所述第二辊道隔离段的长度或第二烘炉（6）和第二辊道隔离段在所述第二剪切机（S2）之后以任意顺序和组合的布置方式下的长度更短；或所述第一辊道隔离段比所述第二烘炉（6）的长度或所述第二辊道隔离段的长度或第二烘炉（6）和第二辊道隔离段在所述第二剪切机（S2）之后以任意顺序和组合的布置方式下的长度更短；或第一烘炉（4）和第一辊道隔离段在所述第一剪切机（S1）之后以任意顺序和组合的布置方式下的长度短于所述第二烘炉（6）的长度或所述第二辊道隔离段或第二烘炉（6）和第二辊道隔离段在所述第二剪切机（S2）之后以任意顺序和组合的布置方式下的长度。
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