CN112236250A - 用于生产冶金产品的连续铸造和轧制设备 - Google Patents

Abstract

一种用于连续生产钢筋或型材的连续铸造和轧制设备，该设备沿加工线依次包括适于铸造坯料(10)的连续铸造机(1)；第一切割装置(4)；第二切割装置(7)；适于轧制坯料(10)的轧制机组(8)；其中连续铸造机(1)包括结晶器(2)，并且适于至少以第一铸造速度v₁和大于第一铸造速度v₁的第二铸造速度v₂铸造坯料(10)；其中第一切割装置(4)沿着加工线布置在距结晶器(2)的以米表示的第一距离(A)处，第一距离根据特定的数学关系计算。

Description

用于生产冶金产品的连续铸造和轧制设备

发明领域

本发明涉及一种用于生产冶金产品(例如长金属产品)的连续铸造和轧制设备，并且涉及一种在轧制机组(rolling train)停止的情况下的相关的紧急程序(emergencyprocedure)，该情况无论是偶然的(例如由于废品(cobbles)或事故)还是程序化的(例如由于更换磨损的缸体(cylinder)或生产变化)。

背景技术

用于生产长金属产品(例如，钢筋或型材(steel bars or profiles))的常规连续铸造和轧制设备提供了形成铸造线的机械不与轧机成直线布置。因此，生产线有中断点。

事实上，在标准设备中，铸造线与轧制线是断开的，使得造产品(例如坯料)被切割并储存在特殊的仓库中。然后，坯料从这些仓库被送到加热炉，常规地是燃气加热炉，加热炉使坯料达到适合在轧制线轧制的温度，轧制线通常在加热炉的下游。铸造线和轧机通常布置在设备的不同区域。

因此，设备的效率和生产率存在相当大的限制，这与以下事实相关：连续铸造机和轧制机组仍然部分地断开工作，没有连续性，并且仍然需要满足这些部件的不同操作需求的中间存储。

第二代设备通过将设备的机器(包括形成铸造线的机器和轧机)沿同一条生产线布置，克服了这些限制。

特别是，在这种第二代设备中，界定了一条没有中间存储和材料收集的单一产品前进线。

因此，允许在半无头(semi-endless)或坯料到坯料(billet-to-billet)模式下的连续铸造和轧制过程，其中在轧机的上游，坯料首先被切割成一定长度的坯料段或坯料部分。

无头模式(endless mode)下的连续铸造和轧制过程也是可能的(即无缝地)，其中铸造机和轧机直接连接到彼此并且彼此直接接触，并且轧制产品仅在轧机的下游被切割成一定长度。

在任何情况下，相对于前一类设备来说，这种第二代设备都具有高得多的生产率，并且也更加紧凑。

尽管这种第二代设备特别有利的，但它还可以在设备的尺寸方面(这将极大地影响建造设备本身的成本)和能源效率方面进一步改进。

事实上，这种类型的设备提供了名义弯月液面(the nominal level of themeniscus)(当该线以平均生产率生产时结晶器中的液态钢液面)和铸造产品在铸造线下游遇到的第一切割装置之间的距离总是大于(具有一定的安全裕度)冶金长度，该冶金长度是在设备的最大生产率下确定的，设备的最大生产率取决于在允许的最大铸造速度下为该线提供的最大尺寸的铸造截面(cast section)。因此，所述第一切割装置切割总是完全凝固的坯料。

然而，这涉及到相当大的设备总长度，并因此也涉及到相当大的工棚总长度，以及相对较高的建造成本(每米长度约80k€)。相当大的安装长度也对应于铸造产品更大的热耗散，热必须被恢复(例如，通过成在线中布置的特殊加热炉)，以便能够在最佳条件下轧制。这导致了额外的成本和能量的浪费。

此外，在无头操作模式中，轧制过程和铸造过程是刚性连接的；因此，轧机的每一次最小停机(例如由于轧制缸体(rolling cylinders)的程序改变或执行检查、或由于事故、突然中断或小故障)都会迫使连续铸造过程以及上游熔炼车间的过程停止，造成生产损失。

因此，在无头操作模式下，轧制机组的停止涉及生产率的降低和设备的利用率的降低以及运行成本的增加，并且是导致所需能量增加的主要原因。

发明概述

本发明的目的是减小用于连续生产长金属产品的连续铸造和轧制设备的尺寸。

本发明的另一个目的是提供一种无头或半无头模式的在线铸造和轧制过程，并建立相关的生产设备，该生产设备允许管理轧制机组的停止，而大体上无需停止铸造，因此没有生产损失，并且也不会对上游的熔炼车间造成不利影响。

本发明的另一个目的是在紧急情况下或在轧机的程序化停止期间，将材料的浪费减少到最低限度或消除材料的浪费，并且在任何情况下，完全回收在这种情况下暂时积聚在生产线外的中间点的产品。

本发明的另一个目的是沿整个生产线最大限度地利用起始液态钢的焓，从而相对于常规工艺获得可观的能量节约和运行成本的降低。

本发明通过用于连续生产长金属产品(如钢筋或型材或型钢(section)或线材)的连续铸造和轧制设备实现了这些目的和根据本说明书将变得明显的其他目的中的至少一个，该设备沿加工线依次包括：

-连续铸造机，连续铸造机适于铸造坯料；

-第一切割装置；

-床；

-第二切割装置；

-轧制机组，轧制机组适于轧制坯料；

其中，连续铸造机包括结晶器，并且适于至少以第一铸造速度v₁和大于第一铸造速度v₁的第二铸造速度v₂铸造坯料；

其中，第一切割装置沿着加工线布置在距结晶器的第一距离A处，以米表示的第一距离A满足以下关系：

其中，

d_min＝坯料的中心和坯料的外表面之间的最小距离，以mm表示，考虑根据设备设计的坯料的最大横截面，

k＝凝固系数，以mm/min^0.5表示，

并且其中，

以m/min表示的第一铸造速度v₁是坯料的液锥(liquid cone)在所述床之前发生闭合(close)的最大铸造速度；

并且以m/min表示的第二铸造速度v₂是根据所述设备设计的满负荷时的最大连续铸造速度(并且也可能是轧制速度)。

根据本发明的另一个方面，提供了用于上述连续铸造和轧制设备的一种紧急程序，对于在所述第二铸造速度v₂下满负荷操作的上述连续铸造和轧制设备在需要停止所述轧制机组(8)中的轧制的情况下，所述应急程序包括以下步骤：

a)通过第二切割装置切割坯料，优选地切除(scrap)坯料；

b)将连续铸造机的铸造速度从第二铸造速度v₂降低到低于第一铸造速度v₁的第三铸造速度v’；

c)可选地在从达到所述第三铸造速度v’的时间t之后，通过第一切割装置切割坯料，优选切割成一定长度，

其中时间t由以下关系给出：

特别地，所述最小距离d_min是鉴于沿着垂直于加工线的平面铸造的坯料的最大横截面而计算的，并且表示热量从坯料的中心朝向坯料的外表面的最短路径。

从本说明书中将会理解，有利地，被设计为根据本发明的方法进行操作的设备具有特别紧凑的尺寸。

发明人已经认识到，允许实现紧凑设备的一个重要方面是第一切割装置的定位，该第一切割装置即：相对于凝固开始区域(即相对于结晶器)布置在结晶器和可能的矫直单元的下游和靠近结晶器和可能的矫直单元布置的切割装置。

如本领域技术人员所公知的，冶金长度L_m是结晶器中液态钢的弯月液面和铸造产品的完全凝固点或液锥的闭合点(closure point)(也称为接触点(kissing point))之间的距离。

冶金长度与铸造速度和铸造的坯料的横截面尺寸成正比，因此与铸造机的生产率成正比。

因此，随着铸造速度和/或铸造截面的增加，接触点与结晶器中钢弯月液面之间的距离也增加。

也就是说，应该认为根据本发明的设备既可以在无头模式下工作，也可以在半无头模式下工作。

特别地，无头模式可以例如用于混凝土钢筋(bars for reinforced concrete)、所谓的加强筋(rebar)(术语“钢筋棍(steel reinforcing bars)”的缩写)和大多数型材或型钢的生产，而半无头模式可以用作生产那些由于其特殊的几何构造，出于质量原因，而不能以无头模式加工的型钢或型材的操作模式。以半无头模式轧制的型钢例如是所谓的“C”形型材或“U”形型材(商业上称为“槽钢(channels)”)，由于型材的端部(翼部)往往冷却得更快，因此其需要沿轧制机组对温度进行特殊控制。在这种情况下，为了限制热损失，机组以允许的最大轧制速度工作，无论如何，所述允许的最大轧制速度是铸造机所不能达到的。

半无头模式也可以在达到无头操作模式之前开启设备时用作过渡模式。此外，如下面将更好地解释的，半无头模式可以在轧制机组停止的情况下用作紧急模式。

在加强筋生产的情况下，在轧制机组的下游，轧制产品可以以成束棒材的形式包装，或者以棒材卷轴或线材卷轴的形式包装。

当设备在无头或半无头模式下满负荷操作时，铸造机的铸造速度等于满负荷下的值v₂。这种速度v₂仅在无头模式下与轧制速度一致。

有利地，根据本发明，铸造线下游的第一切割装置位于距结晶器的距离A处，该距离小于根据铸造速度v₂计算的冶金长度L_m，并且大于根据铸造速度v₁计算的冶金长度。这样的速度v₁是由设备设计提供的最大横截面的产品(坯料)可被铸造且坯料的液锥在床之前发生闭合的最大铸造速度。

该床，也称为冷床(在空气中自然发生的冷却)，或横向卸料台或侧缓冲器(sidebuffer)，由大体上水平的收集平面组成，该收集平面放置在生产线外部并与生产线配合，适于在轧机的程序化停止或意外停止期间至少暂时地积聚预定长度的坯料段或坯料部分。特别地，床相对于坯料沿着加工线的前进轴线横向布置。卸载到横向卸料台上的坯料段在空气中自然冷却，因此适合于销售。

由此，由于第一切割装置与铸造机之间的距离相对较短，因此可以获得特别紧凑的设备。事实上，在已知的解决方案中，第一切割装置总是被放置在锥体或液芯(liquidcore)的闭合(closure)的下游，即，它被放置在距结晶器的距离大于冶金长度L_m的位置处，冶金长度L_m根据在满负荷下的铸造速度v₂计算，并且该距离随着设备生产率的提高而增加。

本发明的这一方面有利地反映在能耗和设备的建造成本上。事实上，由于前述距离相对较短，因此铸造机和轧机的第一轧制机架之间的距离也相对较短。因此，坯料在从铸造机到轧机的路径上的热损失极大地受到限制。此外，加热炉常规上是感应式的，放置在轧机的上游，或者在任何情况下，放置在床和轧机之间，可以在较低的操作温度下工作，因此可以在较低的功率下工作。

因此，由于较小尺寸的工棚和较少的土建工程，因此轧机接近连续铸造机允许节省建造费用，而不计算在较热的材料到达之后加热炉中的节省的能量，这是由于较短的行进距离，因此热分散较小。例如，这种节省的能量可以量化为约10kWh/ton-15kWh/ton。

众所周知，可能会出现需要停止轧制的情况。特别是，轧制机组可能会出现故障或问题。例如，在轧制机组中可能出现废品，或者在必须更换磨损部件的维护步骤中必须停止材料的进入，或者必须更改轧制通道的截面等。

当需要停止轧制时，根据本发明，开始一个程序，以下称为“紧急”程序(术语紧急涵盖轧机意外停止和程序化停止的两种情况)，该程序涉及首先通过远离结晶器和可能的矫直单元的第二切割装置切割坯料，然后通过靠近结晶器和可能的矫直单元的第一切割装置切割坯料。

根据本发明的程序，实际上，铸造速度从满负荷下的速度v₂降低到紧急速度v’，并且因此，第一切割装置仅在液锥(并且因此接触点)撤退到第一切割装置上游之后以可靠的安全裕度(优选在前述预定时间t之后)启动。

因此，当第一切割装置被启动时，后者将对总是完全凝固的坯料进行操作。

相反，如果铸造机继续以铸造速度v₂工作，则接触点将在第二切割装置的上游，但在第一切割装置的下游，这将不利于操作仍然部分液态的坯料而导致液态金属的泄漏。

优选地，根据设备设计，第三铸造速度或紧急速度v’是最小铸造速度。例如，所述紧急速度v’是连续铸造机可达到而不会引起安全风险的最小铸造速度，即，低于该速度，铸造机会引起可铸造性问题(例如，中间包中液态钢的“冷却”)。

根据示例性但非排他性的实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显。

从属权利要求描述了本发明的特定实施例。

附图简述

在本发明的描述中，参考了附图，所述附图是通过解释而非限制的方式提供的，其中：

图1示出了根据本发明的连续铸造和轧制设备的示意图；

图2示出了图1的设备的示意图的变型；

图3示出了图1的设备的示意图的变型；

图4示出了图2的设备的示意图的变型。

发明的示例性实施例的描述

参考图1，示出了根据本发明的连续铸造和轧制设备的示例。

该设备沿着单个加工线10依次包括以下部件：

-连续铸造机1，适于铸造坯料，该坯料可以具有例如多边形(例如，正方形、矩形、六边形、八边形等)或圆形(round)的横截面；

-第一切割装置4；

-至少一个床5，例如横向卸料台，其相对于坯料的前进轴线横向地布置；

-第二切割装置7；

-轧制机组8，轧制机组适于轧制坯料；

众所周知，连续铸造机1铸造仍含有液芯的坯料，而轧制机组8轧制完全凝固的坯料。

连续铸造机1包括结晶器2，并且适于以不同的铸造速度铸造坯料，特别是至少以第一铸造速度v₁和大于第一铸造速度v₁的第二铸造速度v₂。以m/min表示的第一铸造速度v₁是坯料的液锥在床5之前发生闭合的最大铸造速度；而以m/min表示的第二铸造速度v₂是根据设备设计的满负荷时的最大铸造速度，也可能是根据设备设计的满负荷时的连续轧制速度。

第一切割装置4布置在距结晶器2以米表示的第一距离A处，特别是距所述结晶器的出口段的第一距离A处。

所述第一距离A沿着加工线10测量，加工线10包括弯曲段11和直线段12，弯曲段11包括铸造曲线，第一切割装置4和第二切割装置7都沿着直线段12布置。因此，第一距离A是沿着弯曲段11和紧接着所述弯曲段11的直线段12的一部分测量的。

有利的是，第一距离A满足以下关系：

其中，

d_min＝坯料的中心和坯料的外表面之间的最小距离，以mm表示，考虑根据设备设计的坯料的最大横截面，

k＝凝固系数，以mm/min^0.5表示，

v₁＝第一铸造速度，以m/min表示，

v₂＝第二铸造速度，以m/min表示。

换句话说，鉴于根据设备设计的结晶器的最大横截面，即根据设备设计的最大铸造截面，d_min是结晶器的中心轴线和结晶器的内表面之间的最小距离，以mm表示。

在正多边形横截面的情况下，这个最小距离对应于多边形的边心距。

在圆形横截面的情况下，该最小距离对应于坯料的半径。

产品的凝固系数k在背景技术中通常被认为参考下表：

铸造产品	尺寸参数	k值[mm/min<sup>0.5</sup>]
			板坯	短边/长边比＝1：4	26-29
大方坯	厚度>400mm	25-27
			中方坯	厚度200-400mm	26-28
小方坯/坯料	厚度<200mm	27-30
			大圆坯	厚度>200mm	28-30
小圆坯(坯料)	厚度<200mm	30-32

对于坯料，凝固系数k等于27mm/min^0.5和32mm/min^0.5范围内的值，并且主要取决于坯料横截面的形状，并且在较小程度上取决于尺寸。例如，在方截面(square-section)坯料铸造的情况下，k可以具有等于约28mm/min^0.5-29mm/min^0.5的值，而在八边形截面坯料(类似于小圆坯)的情况下，k可以具有等于约32mm/min^0.5的值。

第二铸造速度v₂是满负荷操作时的铸造速度。这样的速度等于在设备的无头操作模式下满负荷轧制机组8的速度。

优选地，所述第二铸造速度v₂的值在5.1m/min和9m/min的范围内，甚至更优选地在5.9m/min和6.5m/min之间。

第一铸造速度v₁是根据设备设计的最大横截面的坯料可被铸造并且该坯料的液锥在床5之前发生闭合的最大铸造速度。

优选地，所述第一铸造速度v₁的值在4.1m/min和5m/min的范围内，甚至更优选地在4.3m/min和4.8m/min之间。

优选地，第一铸造速度v₁和第二铸造速度v₂之间存在以下关系：

v₁≤0.7v₂.。

因此，距离A有利地包括在根据设备的已知设计参数而计算出的值的范围内。

因此，一旦在设计步骤中以已知方式选择了以下设计参数：

-待铸造坯料的最大横截面；

-满负荷时的最大铸造速度v₂；

-床5沿着加工线10的位置；

最小距离d_min、凝固系数k和最大铸造速度v₁(通过通用软件获得)是已知的，因为它们可以从前述设计参数开始以已知的方式直接计算，在该最大铸造速度v₁下，坯料的液锥在床5之前发生闭合。

在有利的变型中，沿着加工线测量的第一切割装置4和结晶器2之间的第一距离A小于50米，甚至更优选在25m和32m之间。

在特定变型中，矫直单元3可以设置在加工线10的弯曲段11和直线段12之间。

矫直单元3和第一切割装置4之间的距离B因此也有利地减小，优选地在10m和20m之间，例如约13m-17m。

第一切割装置4和第二切割装置7之间的距离C代替地优选在35m至40m之间。

在图1所示的变型中，在至少一个床5和第二切割装置7之间，沿着坯料在加工线中的前进方向，设置至少一个加热炉6，优选感应式加热炉，简称为感应器。感应器具有使坯料的温度达到适合轧制的值的功能，特别是高于约1000℃、在约1050℃至约1100℃之间的值，并实现坯料温度的均衡。均衡是在纵向和横截面上进行的，特别是为了加热边缘，从而避免在轧制过程中在这些区域形成裂纹。如果在某些操作条件下，坯料到达感应器时已经处于约为1000℃的温度，则不需要提供感应器的操作，即它可以被启动以均衡温度。所述第二切割装置7进而布置在所述至少一个加热炉6和所述轧制机组8之间。

可替代地，如图2的变型所示，第二切割装置7可以位于至少一个床5和至少一个加热炉6之间，第二切割装置7总是在轧制机组8的上游。

图3中所示的第三变型提供了与图1的变型相同的部件布置，不同之处在于，第二切割装置7和机组8的第一轧制机架之间的距离S增加，从而产生容纳长度例如在约10米和约20米之间的坯料段所需的空间，并因此允许半无头的操作模式。优选地，距离S在约15米和约25米之间。可选地，用于保持坯料温度的罩(hood)13可以设置在第二切割装置7和第一轧制机架之间。这种罩可以是有源的(active)，即配备有加热装置，或者它可以是无源的(passive)罩，即仅隔热而没有加热装置。

图4中所示的第四变型提供了与图2的变型相同的部件布置，不同之处在于，第二切割装置7和机组8的第一轧制机架之间的距离S增加，从而产生容纳长度例如在约10米和约20米之间的坯料段所需的空间，并因此允许半无头操作模式。优选地，距离S在约15米和约25米之间。

因此，图3和图4的变型适用于在高铸造速度下以半无头模式生产型材或型钢。

优选地，至少一个加热炉6和至少一个床5靠近第二切割装置7并且远离第一切割装置4。

在第二切割装置7的下方或相对于第二切割装置7横向地，设置收集容器9或另外的合适的收集装置，用于收集通过前述第二切割装置7切除的坯料件(billet pieces)。这种坯料件具有例如从500mm到800mm的可变尺寸。

类似地，在第一切割装置4的下方或相对于第一切割装置4横向地，可以设置收集容器14或另一种合适的收集装置，用于收集通过前述第一切割装置4切除的坯料件。

替代地，提供至少一个床5来接收通过第一切割装置4切割成一定长度的坯料段15。

刚刚描述的设备非常紧凑。例如，距离D，即铸造轴线X和轧制机组8的第一机架之间的直线距离在70m和95m之间。

从上文可以清楚地看出，本发明的设备的优选实施例沿着加工线10依次包括

-连续铸造机1，连续铸造机适于铸造坯料；

-第一切割装置4；

-至少一个床5；

-第二切割装置7；

-轧制机组8，轧制机组适于轧制坯料；

其中，连续铸造机1包括结晶器2；

其中，第一切割装置4布置在距结晶器2的距离A处，距离A沿着加工线10测量，短于50米，优选地包括在25m和32m之间；

优选地，其中在第一切割装置4和第二切割装置7之间设置35m和40m的距离C；

并且优选地，其中在结晶器2和轧制机组8之间，特别是在铸造轴线X和轧制机组8之间，设置70m和95m之间的距离D。

可选地，第二切割装置7和轧制机组8的第一轧制机架之间的距离S在约15米和25米之间。

在该优选实施例中，加工线10包括弯曲段11和直线段12，弯曲段11包括铸造曲线，第一切割装置4和第二切割装置7沿着直线段12布置。优选地，矫直单元3设置在所述弯曲段和所述直线段之间。例如，矫直单元3和第一切割装置4之间的距离B在10m和20m之间。至少一个加热炉6，优选感应型的，设置在床5和第二切割装置7之间或者第二切割装置7和轧制机组8之间。

有利地，在本发明的设备的所有实施例中，第一切割装置4和第二切割装置7是沿着结晶器2和轧制机组8之间的加工线段存在的仅有的切割装置。

例如，第一切割装置4可以是液压剪、氧乙炔炬或另外的合适的切割工具，用于优选以低前进速度切割坯料，例如在约3m/min和约5m/min之间。相反，第二切割装置7可以是例如液压剪或其它合适的切割工具，用于优选以高前进速度切割坯料，例如在约5m/min和约9m/min之间。

在本发明的设备在无头操作模式下的操作中(图1和图2的变型)，连续铸造机1以降低的速度v₁开始铸造，优选地低于4.5m/min，并且第一切割装置4切割坯料的头部，以消除引锭杆(dummy bar)嫁接在其上的冷的部分。然后，切割装置4继续切割预定长度的坯料段，该预定长度在10米和15米之间，例如12米，以半无头模式供给轧制机组8，同时铸造速度逐渐增加。感应加热炉6将坯料加热到轧制温度。当铸造速度达到与轧制机组8的速度一致的满负荷值v₂(例如6m/min)时，然后第一切割装置4停止其切割动作，并且以无头模式开始轧制。

在本发明的设备以半无头操作模式(图3和图4的变型)操作时，连续铸造机1以降低的速度开始铸造，优选低于4.5m/min，并且第一切割装置4切割坯料的头部，以消除引锭杆嫁接在其上的冷的部分。然后，切割装置4继续切割预定长度的坯料段，该预定长度在10米和15米之间，例如12米，以半无头模式供给轧制机组8，同时铸造速度逐渐增加。感应加热炉6将坯料加热到轧制温度。铸造速度增加到最大负荷值v₂，例如5m/min。此时，第一切割装置4停止其切割动作，并且第二切割装置7接替以便以半无头模式将坯料切割成一定长度，供给轧制机组8。

鉴于上述以第二铸造速度v₂满负荷工作的无头或半无头操作模式中的本发明设备的操作，如果需要停止轧制机组8中的轧制，则根据本发明的紧急程序包括以下步骤：

a)通过第二切割装置7切割坯料，优选地切除坯料；

b)将连续铸造机1的铸造速度从第二铸造速度v₂降低到紧急速度v’，紧急速度v’例如等于3.5m/min，低于第一铸造速度v₁；

c)优选地在达到所述第三紧急速度v'的时间t之后，通过第一切割装置4切割坯料，优选地切割成一定长度；其中时间t由以下关系式给出：

仅在设备的无头操作模式下，第二铸造速度v₂等于满负荷下的轧制机组8的速度。

第一铸造速度v₁是可以铸造根据设备设计的最大横截面的坯料且坯料的液锥在床5之前发生闭合的最大铸造速度。

紧急速度v’优选地是根据设备设计的最小铸造速度。例如，所述紧急速度v’是连续铸造机可达到而不会引起安全风险的最小铸造速度，即，低于该速度，铸造机会引起可铸造性问题(例如，中间包中液态钢的“冷却”)。

优选地，第一铸造速度v₁等于4.1m/min和5m/min的范围内的值，第二铸造速度v₂等于5.1m/min和9m/min的范围内的值，并且紧急速度v’低于v₁，并且例如等于3m/min和4m/min之间的范围。

在步骤a)期间，以铸造速度v₂前进的坯料通过第二切割装置7被切除，产生被卸载到收集容器9中的坯料件。

在步骤b)期间，铸造速度逐渐从v₂降低到紧急速度v’。优选地，在步骤b)期间，第二切割装置7继续切除坯料，产生被卸载到收集容器9中的坯料件。

在从达到所述紧急速度v’的前述时间t(其有利地以宽的安全裕度确保了接触点从第一切割装置4和第二切割装置7之间的区域撤退到第一切割装置4的上游区域)之后，所述第一切割装置4开始将坯料切割成一定长度，同时第二切割装置7不再切除。由此获得的预定长度的坯料段15横向卸载在至少一个床5上。已知的推进装置(图中未示出)被设置成以已知的方式将这些坯料段15从坯料的前进轴线横向推向床5或横向卸料台。

通过用第一切割装置4切割成一定长度，铸造与轧制分离，并且执行半无头模式，该半无头模式不是作为操作模式(在操作模式中用第二切割装置7切割成一定长度)，而是作为紧急模式执行。如上所述，第一切割装置4也用于在无头和半无头模式两者下开始连续铸造和轧制过程的步骤中。

优选地，同样在从达到紧急速度v’的前述时间t期间，第二切割装置7继续切除坯料，产生卸载在收集容器9中的坯料件。

当达到床或卸料台5的最大存储容量时，切割装置4可以切除前进的坯料，并且获得的坯料件将被卸载到收集容器14或另外的合适的收集装置中。

在步骤a)、步骤b)和步骤c)期间，可以干预轧制机组8，例如，通过消除废品，或者通过改变一些磨损的部件，或者通过改变轧制通道的截面等。

当以紧急速度v'前进的坯料在步骤c)中被第一切割装置4切割时，如此获得的坯料段15被横向地卸载在床5上。一旦完成对轧制机组8的干预，就可提供增加的铸造速度，从紧急速度v'增加到第二速度v₂，从而可以返回到前面的无头或半无头模式的满负荷的操作。

作为上一段所描述变型的替代，在步骤c)之后，当轧制机组8中的干预仍在进行以使其重新投入操作时，提供步骤d)，在步骤d)中，提供了从紧急速度v'到第一铸造速度v₁的铸造速度的第一次增加，使得坯料段能够以更大的速度生产，坯料段通过第一切割装置4获得并卸载在床5上。一旦完成轧制机组8中的干预，就提供铸造速度的第二次增加，从第一铸造速度v₁增加到第二速度v₂，从而可以返回到前面的无头或半无头模式的满负荷的操作。

Claims (20)

1.一种用于连续生产钢筋或型材的连续铸造和轧制设备的紧急程序，所述设备沿加工线(10)依次包括：

-连续铸造机(1)，所述连续铸造机适于铸造坯料；

-第一切割装置(4)；

-至少一个床(5)；

-第二切割装置(7)；

-轧制机组(8)，所述轧制机组适于轧制所述坯料；

其中，所述连续铸造机(1)包括结晶器(2)，并且所述连续铸造机适于至少以第一铸造速度v₁和大于所述第一铸造速度v₁的第二铸造速度v₂铸造所述坯料；

其中，所述第一切割装置(4)沿着所述加工线(10)布置在距所述结晶器(2)的第一距离(A)处，以米表示的所述第一距离(A)根据以下关系计算：

其中，

d_min＝所述坯料的中心和所述坯料的外表面之间的最小距离，以mm表示，考虑根据设备设计的所述坯料的最大横截面，

k＝凝固系数，以mm/min^0.5表示，

并且其中，以m/min表示的所述第一铸造速度v₁是所述坯料的液锥在所述至少一个床(5)之前发生闭合的最大铸造速度；

并且以m/min表示的所述第二铸造速度v₂是根据所述设备设计的满负荷时的最大铸造速度；

对于在所述第二铸造速度v₂下满负荷工作的所述设备在需要停止所述轧制机组(8)中的轧制的情况下，所述紧急程序包括以下步骤：

a)通过所述第二切割装置(7)切割所述坯料；

b)将所述连续铸造机(1)的铸造速度从所述第二铸造速度v₂降低到低于所述第一铸造速度v₁的第三铸造速度v’；

c)通过所述第一切割装置(4)切割所述坯料。

2.根据权利要求1所述的程序，其中，步骤c)在从达到所述第三铸造速度v'的时间t之后开始；

其中，所述时间t由以下关系给出：

优选地，其中，在所述第一铸造速度v₁和所述第二铸造速度v₂之间存在以下关系：

v₁≤0.7v₂。

3.根据权利要求1或2所述的程序，其中，所述第一铸造速度v₁具有在4.1m/min至5m/min的范围内的值，所述第二铸造速度v₂具有在5.1m/min至9m/min的范围内的值，并且所述第三铸造速度v’具有在3m/min至4m/min的范围内的值。

4.根据前述权利要求中任一项所述的程序，其中，以m/min表示的所述第三铸造速度v’，是根据所述设备设计的最小铸造速度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的程序，其中，所述凝固系数k等于27mm/min^0.5至32mm/min^0.5的范围内的值。

6.根据前述权利要求中任一项所述的程序，其中，当在步骤c)中切割所述坯料时，一个或更多个坯料部分或坯料段(15)被卸载到所述床(5)上；优选地，其中，在步骤c)期间，所述坯料被切割成一定长度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的程序，其中，在步骤b)期间，并且优选地也在从达到所述第三铸造速度v’的时间(t)期间，所述第二切割装置(7)继续切割所述坯料；而在步骤c)期间，所述第二切割装置(7)不切割所述坯料。

8.根据前述权利要求中任一项所述的程序，其中，在步骤a)期间，通过所述第二切割装置(7)切割所述坯料包括切除所述坯料，并且优选地，其中，在步骤c)期间，通过所述第一切割装置(4)切割所述坯料包括将所述坯料切割成一定长度，以产生待卸载在所述床(5)上的坯料段(15)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的程序，其中，一旦完成所述轧制机组(8)中的干预，就将铸造速度从所述第三铸造速度v’增加到所述第二铸造速度v₂，使得能够返回到前述的无头或半无头模式的满负荷的操作。

10.根据权利要求9所述的程序，其中，在所述半无头模式中，一旦达到所述第二铸造速度v₂，所述第一切割装置(4)停止其切割动作，并且所述第二切割装置(7)开始将坯料段切割成一定长度，从而供给所述轧制机组(8)；优选地，其中，在所述铸造速度从所述第三铸造速度v’增加到所述第二铸造速度v₂的期间，所述第一切割装置(4)将坯料段切割成一定长度，从而供给所述轧制机组(8)。

11.根据权利要求9所述的程序，其中，在所述无头模式中，一旦达到与所述轧制机组(8)的速度一致的所述第二铸造速度v₂，所述第一切割装置(4)停止其切割动作；优选地，其中，在所述铸造速度从所述第三铸造速度v’增加到所述第二铸造速度v₂的期间，所述第一切割装置(4)将坯料段切割成一定长度，从而供给所述轧制机组(8)。

12.一种用于连续生产钢筋或型材的连续铸造和轧制设备，其适于执行根据前述权利要求中任一项所述的紧急程序，所述设备沿加工线(10)依次包括：

-连续铸造机(1)，所述连续铸造机适于铸造坯料；

-第一切割装置(4)；

-至少一个床(5)；

-第二切割装置(7)；

-轧制机组(8)，所述轧制机组适于轧制所述坯料；

其中，所述连续铸造机(1)包括结晶器(2)，并且所述连续铸造机适于至少以第一铸造速度v₁和大于所述第一铸造速度v₁的第二铸造速度v₂铸造所述坯料；

其中，所述第一切割装置(4)沿着所述加工线(10)布置在距所述结晶器(2)的第一距离(A)处，以米表示的所述第一距离(A)根据以下关系计算：

其中，

d_min＝所述坯料的中心和所述坯料的外表面之间的最小距离，以mm表示，考虑根据设备设计的所述坯料的最大横截面，

k＝凝固系数，以mm/min^0.5表示，

并且其中，以m/min表示的所述第一铸造速度v₁是所述坯料的液锥在所述至少一个床(5)之前发生闭合的最大铸造速度；

并且以m/min表示的所述第二铸造速度v₂是根据所述设备设计的满负荷时的最大铸造速度。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述第一距离(A)低于50米，优选地包括在25m和32m之间。

14.根据权利要求12或13所述的设备，其中，所述加工线(10)包括弯曲段(11)和直线段(12)，所述弯曲段包括铸造曲线，所述第一切割装置(4)和所述第二切割装置(7)沿着所述直线段布置。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，矫直单元(3)设置在所述弯曲段和所述直线段之间。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，在所述矫直单元(3)和所述第一切割装置(4)之间设置有在10m和20m之间的第二距离(B)。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的设备，其中，在所述第一切割装置(4)和所述第二切割装置(7)之间设置有在35m至40m之间的第三距离(C)。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的设备，其中，至少一个加热炉(6)布置在所述床(5)和所述第二切割装置(7)之间或者布置在所述第二切割装置(7)和所述轧制机组(8)之间；优选地，其中，所述第二切割装置(7)和所述轧制机组(8)的第一轧制机架之间的另一距离(S)在约15米和25米之间。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的设备，其中，在所述结晶器(2)和所述轧制机组(8)之间设置在70m至95m之间的第四距离(D)。

20.一种用于连续生产钢筋或型材的连续铸造和轧制设备，其适于执行根据权利要求1至11中任一项所述的紧急程序，所述设备沿加工线(10)依次包括：

-连续铸造机(1)，所述连续铸造机适于铸造坯料；

-第一切割装置(4)；

-至少一个床(5)；

-第二切割装置(7)；

-轧制机组(8)，所述轧制机组适于轧制所述坯料；

其中，所述连续铸造机(1)包括结晶器(2)；

其中，所述第一切割装置(4)布置在距所述结晶器(2)的第一距离(A)处，所述第一距离(A)沿着所述加工线(10)测量，低于50米，优选地在25m和32m之间；

并且其中，在所述第一切割装置(4)和所述第二切割装置(7)之间设置在35m和40m之间的第二距离(C)。

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