CN115069774A - 生产扁平轧制产品的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产扁平轧制产品的方法和设备，以获得具有多冠部横向型面的带材(S)，该带材随后须被纵向分割成较小宽度的带材；该方法提供了在轧机中进行的轧制步骤，该轧机包括配备有相应的工作辊(24a，24b)的粗加工机架(14a，14b，14c)和精加工机架(16a，16b，16c，16d，16e)，以供应确定宽度的带材(S)。

Description

生产扁平轧制产品的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种生产扁平轧制产品(如带材)的方法和相应的生产设备。特别地，本发明涉及一种方法和设备，其用于获得具有最终横向型面(profile)的带材，所述最终横向型面具有多冠部并且在带材的型面和平面度方面具有最佳的几何特征，即使在带材随后被分割成多个纵向部分的情况下。
本发明可应用于热轧和冷轧工艺，用于生产任何类型的黑色金属或有色金属材料带材。
背景技术
轧制设备是已知的，其包括多机架轧机，通常分为第一粗轧机架和第二精轧机架。在粗轧机架和精轧机架之间可以有温度恢复系统。
轧机可以与生产薄板的连铸机(即所谓的“薄板铸造机”)设置在一起，或者可以不与其设置在一起。
这些设备可以设计和构造为用于基本上连续的轧制工艺，即所谓的“无头”工艺，其中铸造产品在位于连铸机下游的轧机中轧制，轧机与连铸机直接接合。
该工艺也可以是半无头型，其设置为切割铸坯以形成多个卷材，或者也可以是卷对卷型，其设置为每执行一次板坯的切割来生产一个卷材。
已知的是，取决于轧制材料的预期用途，在这种类型的设备中获得的带材通常具有可以从600mm至2500mm变化的宽度。
然而，为了满足市场要求，往往需要生产宽度比轧辊的辊身窄的卷材，随之而来的是设备生产率的降低。
例如，如果希望在能够生产最大宽度上至2000mm的带材轧制设备上获得800或1000mm的带材宽度，铸造800或1000mm宽度的板坯，那么设备的生产率基本上将会降低一半，这是应当避免的缺点。
因此，例如从JPS 58-68405或JP 57-175003已知，加工一个标准宽度(例如1600mm)的带材，然后沿着轧机在机架间的空间在纵向方向上进行切割，以得到两个一半的带材，例如800mm宽，然后将所述两个一半的带材绕在各自的卷材上。
这种解决方案虽然在保持生产率方面有效，但也有一些缺点。第一个缺点涉及到两个一半的带材的冠部。
从热轧工艺中出来的产品的尺寸质量随着其焦点而具有沿着轧制带材的宽度的厚度分布的控制。沿着轧制产品宽度的厚度的几何形状被称为型面。进行分析用于评估轧制产品的型面的主要参数是冠部。冠部代表了轧制产品中心的厚度和边缘的平均厚度之间的差异。
通常优选的是获得中心比边缘厚的轧制产品；因此，从截面上看，它呈现出相对于中心线对称的透镜形状，如图2a所示。
在热轧过程中创建准确的型面是非常重要的，因为这个型面不能在下游工序中修改，因为任何可能的修改都会导致平面度的缺陷，以及在执行生产周期的后续步骤中存在困难。
相反，轧制产品的平面度被限定为其追随理论平面的能力，并且因此，非平面度是理论平面和轧制产品之间的差异。
在轧制过程中，确定的冠部通过轧辊会在整个宽度上施加给带材，但如果随后将这样符合要求的带材分割成两半，则每个一半的带材就不再具有对称的冠部，如图2b所示：事实上，一半的带材的型面具有在两侧的边缘厚度不同的梯形(楔形)。
然而，这种不对称的型面不太适合所述一半的带材的后续加工，使其下游处理不稳定，可能出现偏离(drift)和卷绕困难。因此，为了得到两块成品的一半的带材，每块都有自身规则的型面，JP'405设置为在另一个机架上进行了另一个轧制步骤，以便通过使切割边缘逐渐变窄来恢复型面的对称性。
此外，在JP'405中，由于涉及到高速，所以在机架间的空间中进行纵向切割会存在问题，而控制两个一半的带材的问题就更大了，特别是在处理薄的厚度时。
JP'405的解决方案在实践中不允许控制两个一半的带材的冠部，因为在单个轧制机架上，一半的带材的型面仅仅通过边缘处的赫兹压力(Hertzian pressure)而恢复到差不多对称的状态。
因此，可以理解的是，如果随后须将轧制带材在卷绕前、卷绕中、甚至卷绕后纵向地分割成两个一半的带材，则在目前的技术状态下，还不存在精确控制冠部的技术方案。
在这种背景下，应当注意的是，近年来，市场对扁平产品，特别是热轧带材的要求在冶金质量方面和尺寸质量方面均越来越严格。
此外，设备制造商和钢铁生产商不断寻求降低转变成本，同时保持(如果无法改善)热轧产品的机械特性和后续可加工性。
以下方面与热轧带材的尺寸质量的重要性相关联：
-在一些产品的生产中，用热轧带材逐步取代冷轧带材；
-热轧带材转变为成品的生产工艺的简化；
-厚度、型面和平面度方面的几何特性的改善。事实上，更好的几何条件使下游工艺更加可靠和自动化，同时也提高了最终产品的质量。
以上几点导致了对“极端”几何特征的要求，例如：
·取决于产品的类型，带材的冠部目标可以从70μm到10μm变化。对于一些产品(特别是薄和超薄的厚度)，冠部须包含在带材的标称厚度的1.0-1.2％之内。换句话说，对于厚度为1.0mm的带材，需要10μm的冠部；
·根据带材的厚度和宽度，带材的平面度低于12和30IU(I-Unit)。
·带材的边缘处的厚度下降(边缘减薄)的减小。
因此，在提供薄和超薄厚度的热轧带材的生产过程中，在无头模式或半头模式以及卷对卷模式中，都需要轧制机架具有足够的能力在整个生产组合中控制带材的型面和平面度。
因此，已知的是，使用具有呈某种形状的工作辊，即具有由数学函数描述的外形或型面，使得通过轧辊沿着相反方向的轴向移动可以改变轧制间隙的形状。
关于冠部，还须考虑到，轧辊的加热是热轧和冷轧都要面临的基本问题之一。被轧制的带材与工作辊的直接接触决定了热流，通过向轧辊本身的热量传递以及随后对其的加热；这就需要在轧辊本身的尺寸(直径)和型面上进行变化。
为了将上述加热限制为与构成轧辊的材料的特性相适应的数值，并且例如为了将轧辊的表面的逐渐恶化包含在可接受的数值内，须使用冷却系统。
在热轧中通常采用的技术方案是采用安装在一些坡道(ramps)上的一系列喷嘴从外部来冷却工作辊。在用于热轧带材轧机的传统的4高辊轧机架中，通常使用四个冷却装置：两个在出口区，两个在入口区。每个装置均由一个或多个冷却坡道组成。为了防止从被轧制材料传递到轧辊上的热量从表面层向轧辊内部渗透(后续难以抽出积累在内部的热)，优选的是增加轧辊与轧制间隙出口区的冷却水之间的热交换，从而提高流速，并可能地提高热交换效率。
传递到轧辊上的热量产生热冠部；由于热量在轧辊中从中心区流向不受带材的接触的影响而较冷的两侧，所以发生轴向流动。结果是差异化的膨胀，通常来说，差异化的膨胀在中心区产生具有准抛物线形状的轧辊型面，而在带材的边缘，其急剧降低，并且然后保持在比中心区低的值。
轧辊的“热型面”的变化显然会影响轧制过程，并且特别是对厚度、型面和平面度的控制；因此，冷却轧辊的系统的任务是最小化由于热型面的变化而造成的扰动，而不影响轧辊的温度须平均达到从50至80℃变化的数值(取决于构成轧辊的护套的材料)，以优化工作持续时间，从而减少由热疲劳和带材与轧辊之间的摩擦造成的表面磨损。
在用传统工艺进行热轧的情况下已经很严重的这些问题，对于无头生产工艺来说，甚至更加严重，相比于传统的卷对卷工艺的2-3分钟，在无头生产工艺中，在带材精轧机上的轧制可以持续10个小时不间断。
工作辊的热冠部取决于沿轧辊的温度分布；这种分布在轧制炉期(rollingcampaign)中不断变化，导致热冠部随着轧辊的工作型面的变化而增加或减小。这种现象对正在轧制的带材的型面和平面度的控制产生干扰。
·当轧辊处于冷态时，例如在换辊后或长期生产间歇后，热冠部逐渐增加；需要5到10个卷材才能达到稳定值；
·当在轧制炉期中达到稳定条件时，在一个卷材和下一个卷材之间的等待时间内，热冠部会下降，在从新卷材开始轧制的相对较短的时间之后恢复到热冠部的平均数值。
鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一种方法和相应的设备，用于生产成品薄带材甚至超薄带材，该带材随后可以纵向分割，以获得2个、3个、4个或更多个不同的带材部分，带材的每个部分在截面的型面、平面度和厚度方面具有最佳质量。
本发明的目的还在于保持轧机的生产率不变，无论是生产宽度等于最大宽度的带材，还是要生产宽度小于所述最大宽度的带材。
申请人已经设计、测试并实施了本发明，以克服现有技术的缺点，并获得这些和其他的目的和优点。
发明内容
本发明在独立权利要求中被提出并且以独立权利要求为特征。从属权利要求书描述了变型或者限定了主要发明思想的实施例。
根据本发明的一个实施例，板坯以由设备本身的设计参数确定的宽度进行铸造，并且被送至热轧带材轧机以获得最终要求的厚度，所述设计参数例如模具的宽度、生产线的规模、所需的生产率等。
根据本发明的另一实施例，将热轧带材在冷轧机中进一步轧制，以获得更薄的厚度。
在这两个实施例中，轧机的机架的工作辊都被构造成向带材施加横向型面，该横向型面具有与该带材随后被分割成的纵向部分的数量相关联的多个冠部。
在后文中我们将使用以下术语：
·“正”冠部指示对称的透镜状型面，中心较厚，如图2a所示；
·“负”冠部指示双凹的对称型面，与透镜状面相配合或互补，中心比边缘薄。
根据本发明，其目的是通过使用带有定形的型面的工作辊在轧制的带材上产生两个或更多个正冠部，所述成形的型面具有两个或更多个对应的负冠部。
因此，本发明设置为在将成品带材以送入轧机的起始产品的宽度使用时，使用具有单个冠部的工作辊，而当轧制带材随后须被纵向分割成两个、三个、四个或一般地说分割成一定数量的带材的纵向部分时，使用具有双冠部、三冠部、四冠部或任何情况下多冠部的工作辊。
在最后的机架的出口和各自不同的卷绕单元(在这些卷绕单元上形成带材的部分的各自的卷材)之间的位置处，带材的纵向分割可以从头到尾沿着带材的整个长度进行，或者带材的纵向分割可以在卷绕到单个卷材之前沿着除了带材的头部段和尾部段的整个长度进行，或者带材的纵向分割可以在从卷绕单元移除卷材之后，例如在卷材本身的目标地点进行。
根据本发明，轧机的至少最后的机架(例如精轧机的最后的机架，或精轧机的最后两个或三个机架)包括工作辊，该工作辊与带材的接触表面具有定形的型面，该型面与随后利用纵向切割获得的带材的部分相关联并取决于其。
换句话说，如果将带材沿纵向分割成两个一半的带材(双冠部)，则工作辊的型面将具有双负冠部，如果将带材沿纵向分割成三个带材的部分(三冠部)，则其将具有三负冠部，以此类推。
从文献中可以得知，工作辊的型面可以通过由反对称三角函数和三阶多项式函数组成的曲线来限定。
该型面的曲线方程如下所示：
Dt(y)＝D-Csinα/b(y-δs-δ0)+a1(y-δs-δ0)+a3(y-δs-δ0)3
Db(y)＝D+Csinα/b(y+δs+δ0)+a1(y+δs+δ0)+a3(y+δs+δ0)3
其中：
Dt(y)是上工作辊的直径；
Db(y)是下工作辊的直径；
D是工作辊的标称直径；
α是轧辊之间的间隙的曲线的可修改形状的角度；
b是工作辊的辊身长度；
C是正弦曲线的振幅；
δ0是轧辊的定形的曲线的初级(primary)位移值；
δs是指从初级位置开始的相对移动值；
a1是第一系数；
a3是第二系数；
特别地，振幅“C”是指单个冠部的宽度。
冠部的值也可以通过改变工作辊的轴向移动(移位)的值δ0来修改，通过改变上述公式中的参数α和C，轧辊之间的间隙的冠部函数(crown function)将决定一组不同的曲线。
因此，根据本发明，通过给上述公式中的系数α和C分配合适的值，在所生产的带材被分割成两个一半的带材的情况下，能够获得“双冠部”型面，在带材被纵向分割成若干部分的情况下，甚至能够获得三冠部型面或四冠部型面、一般地说多冠部型面。
如前所述，在厚度特别薄的情况下，在精轧机的最后机架上(例如在最后的或最后两个或三个机架上)对带材进行施加双冠部(或三冠部，或四冠部……)的操作。
应当注意到，在具有五个或六个或七个精轧机架的精轧机中，最后三个机架通常都具有直径相同、型面相同的工作辊。因此，根据本发明，便于在精轧机的最后三个机架上制作多冠部。
因此，本发明设置为生产具有多冠部的成品带材，其随后被以获得多个不同的带材的部分的方式纵向分割，每个部分都有自己的冠部，就像它们被单独轧制一样。
通过这种方式，带材的每一部分都具有正确的冠部，以获得在厚度、型面和平整度方面所需的几何和尺寸特征。
根据本发明，为了更准确地控制多冠部，除了工作辊的机械冠部之外，还用下述的冷却方法对其热冠部进行干预。
根据本发明，在双冠部轧制的情况下，有利的是在工作辊的中心区周围具有最小的冷却效率，使得热冠部在随后分割带材的所在的该区域增加，并且相反，对应于两个一半的带材的中心部分有最大的冷却效率，使得热冠部在一半的带材的中心区域减小。换句话说，工作辊的热冠部被控制使得其跟随增强其的机械冠部的趋势。同样，对于三冠部、四冠部等，工作辊的冠部冷却也以类似的方式进行调节，在带材将被分割的地方冷却较少，在相应的多带材的中心区域冷却较多。
冷却系统的控制大致上是通过在线模型实现的，该模型以时间间隔处理一系列关于工艺状态的信息(带材的温度、轧制力、厚度减少、轧制速度等)，从而确定热型面。
根据本发明在宽度上改变冷却效率的可能性，允许沿着双冠部或一般地说多冠部的轧制炉期，限定最佳的热冠部，以便在随后分割成的带材的部分上使型面/平整度控制能力最大化。
附图说明
现在，我们将参照作为参照附图给出非限制性的示例的本发明的一些特定实施例，详细描述本发明的这一特点和其他特点，其中：
-图1示出适用根据本发明的生产方法的热轧带材轧制设备的布局的示例；
-图2a和图2b分别示出通过根据现有技术的通过带材的纵向切割得到的一个带材和两个一半的带材的截面；
-图3a和图3b分别示出通过根据本发明实施例的带材的纵向切割得到的一个带材和两个一半的带材的截面；
-图4至图15示出表示分别在用于2000mm的带材宽度的双冠部型面、三冠部型面以及四冠部型面的情况，以及在用于1600mm的带材宽度的双冠部型面的情况下，工作辊的型面的图以及示出表示带材的合成的对应型面的图；
-图16示出在双冠部的情况下，作为被加工带材的宽度的函数的角度α的变化趋势的图；
-图17示出根据本发明的生产方法中使用的工作辊的差异化冷却系统的实施例；
-图18示意性地示出冷却系统的喷嘴相对于工作辊的定位。
具体实施方式
参照图1，示出了用于生产带材S的共轧设备10的示例，其中用于铸造薄板的机器11为热轧带材轧机12供料。
应当注意到，所示的示例不应视为以任何方式限制本发明的适用性，因为所提出的概念可以应用于许多其他类型的设备，具有不同数量的机架、铸造与轧机分离、在其他地方生产板坯，以及在轧制结束时具有确定的标称宽度的金属带须被纵向分割成若干部分以获得具有较小宽度的带材部分的所有情形中的任何情况下。
虽然图中披露的实施例代表了与铸造机在一条生产线上的热轧机，但本发明也可适用于冷轧机，在冷轧机中，由在先的热加工步骤获得的带材被轧制。
在热轧工艺的情况下，如前所述，起始半成品由板坯表示，该板坯可以在同一设备上线上铸造(如图1的实施例中所披露的)，也可以离线生产或在另一设备上生产。
在冷轧工艺的情况下，起始半成品由先前在热轧机上生产的轧制带材卷表示。根据本发明，在冷轧中，为了使轧辊能够对具有单个冠部的先前热轧的带材施加多个冠部，带材的厚度优选地至少为2.5mm。低于这个值，待冷轧的带材优选地不具有单个冠部型面，但在冷轧结束时已经具有要获得的最终冠部的数量。在这种情况下，在冷轧过程中，轧辊定形为遵循在先前的热轧过程中已经施加至带材的多冠部型面。
此外，本发明可用于生产黑色金属(如钢)带材和有色金属(如铝)带材二者。
在图1所示的这个具体示例中，轧机12包括粗加工单元13(或粗轧机)以及精加工单元15(或精轧机)，粗加工单元13在这种情况下包括三个机架14a、14b和14c，精加工单元15在这种情况下包括五个机架16a、16b、16c、16d和16e。
在粗加工单元13和精加工单元15之间具有温度恢复系统，例如感应炉20，其把从粗加工单元13出来的板坯恢复到正确的轧制温度。
在铸造机11和粗加工单元13之间具有隧道炉17，其长度足以包含至少2个和5个之间的板坯的数量。这个隧道炉17以已知的方式，在轧机因事故或计划性的更换工作辊而中断(即使是暂时中断)的情况下，允许用作缓冲区域，也可以允许以半无头模式运行。
在隧道炉17的上游具有第一摆式剪切机18，在设备10以卷对卷或半无头模式运行时，该第一摆式剪切机18将板坯切割成一定尺寸。
在精轧机15的下游具有冷却装置22和第二飞剪机19，其在无头或半无头轧制的情况下介入，以将被抓在两个下卷取机21之一或卷轴上的带材分开。
根据本发明的一个方案，所获得的带材随后被纵向分割(分切)，以便获得带材的多个部分，其具有作为铸坯宽度的因数的宽度，或在任何情况下小于铸坯的宽度。
通过这种方式，能够从单个轧制带材中获得具有较小宽度的带材，而不会以任何方式限制设备的整体生产率，从而总是能够以宽度接近设备本身设置的最大宽度的板坯和带材进行工作。
最终轧制的带材的宽度划分可以直接在生产线上进行，在轧机的出口处进行或者在移除卷材后的步骤中进行，例如在使用带材的不同终点设备中进行。
在第一种情况下，将精轧机15的下游例如分割为两部分可以考虑以下各项：
-将两个不同的一半的带材S1、S2分别缠绕在各自的卷轴21上的带材S从头到尾的整个长度：通过这种方式，将得到两个不同的卷材；
-带材S除其头部和尾部部分外的整个长度，以促进头部进入单个卷轴和最后尾部匝(tail-end turn)的卷绕：通过这种方式，具有针对卷材的几乎整个长度分成两部分的单个卷材。
为此，可以设置专门的切割装置，将带材S纵向分离成两个或多个具有相同或不同宽度的带材部分S1、S2。有利的是，可以根据要求将这些设备插入生产线或从生产线上抽出。
根据带材S将被分割成的宽度的部分的数量，本发明设置为在最后的精加工机架16a-16e中的至少一些上制作工作辊24a、24b的型面，以便在带材将被分割成的每个部分上确定正确的冠部。
举例来说，图3a和图3b分别示出了在轧机12下游的带材S的截面，以及通过沿着中心线纵向切割带材S而得到的两个一半的带材S1、S2的截面。在该示例中，带材S具有“双正冠部”，其相对于通过中心线M的对称平面大致对称，而两个一半的带材S1、S2分别具有自身的单正冠部。
因此，如果带材在宽度上被分割成两个一半的带材，则工作辊24a、24b的型面将示出双负冠部，一个负冠部针对的是在下游获得或者能够在下游获得的每个一半的带材，在带材具有三个、四个或更多个分割成的带材部分的情况下也是如此。
每个工作辊24a、24b的型面可以通过由反对称三角函数和三阶多项式函数组成的曲线来限定。
型面的曲线方程如下：
Dt(y)＝D-Csinα/b(y-δs-δ0)+a1(y-δs-δ0)+a3(y-δs-δ0)3
Db(y)＝D+Csinα/b(y+δs+δ0)+a1(y+δs+δ0)+a3(y+δs+δ0)3
其中，
Dt(y)是上工作辊24a的直径；
Db(y)是下工作辊24b的直径；
D是工作辊的标称直径；
α是轧辊之间的间隙的曲线的可修改形状的角度；
b是工作辊的辊身长度；
C是正弦曲线的振幅；
δ0是轧辊的定形的曲线的初级位移值；
δs是从初级位置开始的相对移动值；
a1是第一系数；
a3是第二系数。
根据本发明，通过给上述公式中的系数α和C分配合适的值，在所生产的带材被分割成两个一半的带材的情况下，能够获得“双冠部”型面，或者在带材被纵向分割成若干部分的情况下，甚至能够获得三冠部型面或四冠部型面、一般地说多冠部型面。
一旦已经确定了工作辊24a、24b的型面(机械冠部)，就可以通过改变工作辊24a、24b的轴向移动(移位)的数值δs来修改带材上的冠部范围，如图6、图9、图12、图15所示。
参照图4-图6，示出了如下示例：带材S具有2000mm的宽度，与铸坯的宽度相对应，并且由具有等于2450mm的辊身长度的工作辊24a、24b通过双冠部轧制，以便随后被纵向分割成两个1000mm的一半的带材。应当理解的是，这些图所代表的情况是分割成宽度相等的两半，如图3b所示，但是我们不排除这两部分带材可以具有不同的宽度。
作为示例，最后的精加工机架16e(然而，其可以是最后两个、三个或更多个)在图4a和图5a中被表示为包括上工作辊24a和下工作辊24b，以及上支撑辊25a和下支撑辊25b。
图4b-图4c和图5b-图5c分别表示上工作辊24a和下工作辊24b在两种不同的操作条件下的型面。
在图4b和图4c中，在非轴向移动的条件下，针对辊身的整个长度由用于上工作辊24a的线L(T)和用于下工作辊24b的线L(B)表示工作辊24a和24b的型面。
在图5b和图5c中，在轴向移动的条件下，如图5a中的箭头F1和F2所表示的那样，以虚线指示的线L(T)和L(B)再次表示工作辊24a、24b的整个辊身长度的型面，而以实线L(Tu)和L(Bu)表示作用在带材S上的工作辊的型面的有用部分。
最后，图5d示出作为型面L(Tu)和L(Bu)的总和的带材S的合成型面P(S)。竖直端线指示带材S的横向边缘，而中心竖直线26指示带材S将在其中被分割的中心点。
从图中可以看出，工作辊24a、24b的型面以及显然的带材的合成型面(resultingprofile)P(S)具有带有两个隆起和两个相应的凹槽的“双冠部”形状，所述两个隆起和两个相应的凹槽在两个一半的带材的合成型面上创建需要的冠部，在这种特定情况下，带材S将被分割成所述两个一半的带材。
特别地，工作辊24a、24b上的冠部是“负”的，即具有凹形，而在轧制的带材S上获得“正”的冠部，即具有凸形。
通过这种方式，可以将带材S按照其中心线进行纵向分割，并能够去掉小的中心带，以使两个一半的带材的冠部“完美”对称。
应当考虑到，单个“隆起”的冠部范围是工作辊24a、24b的轴向移位的函数。
这是有利的，因为型面的调整不是静态的，而可以是动态的，而且工作辊24a、24b的移位范围会随着工作辊24a、24b的操作条件而变化。
此外，工作辊24a、24b的相同型面可以应用在若干个机架上，使它们在不同的移位区域进行操作，以便在最后的轧制机架上保持带材S截面的同质性。这是为了不影响带材S本身的平面度。
图6的图形示出如何通过作用于移位(即两个工作辊24a、24b的轴向位移)来改变带材S的冠部，从而改变直接作用在带材S上的相应的轧辊的表面部分。
由于工作辊24a和24b的轴向移位，所以能够使带材S的型面的脊部和谷部突出或者扁平，这意味着增加或减少带材S的冠部。
工作辊24a和24b的移位是对称的，也就是说，这些轧辊相对于中心线M在相反的方向上平移了相等的值。
在图5a-图5d的图形中，考虑了等于50mm的移位。
图7和图8表示带材S须被纵向分割成三部分的情况，在这种情况下，每一部分具有等于带材S宽度的1/3的宽度。
图7a和图8a示出上工作辊24a和下工作辊24b，其各自的型面具有三负冠部。
同样在这种情况下，图7b、图7c表示工作辊24a、24b的整个辊身长度在往复非移位条件下的型面，而图8b和图8c表示工作辊24a和24b在其往复移动50mm的条件下的有用工作部分L(Bu)、L(Tu)的型面。
图8d中的数字26表示允许从所生产的带材S中获得三个部分的两个区段。
可以看出如何将工作辊24a和24b的型面成形为具有负冠部以便获得具有三隆起的带材的型面，如在图8d中可以看到的那样，该三隆起决定了具有三正冠部的合成型面，在这种情况下，与区段26相对应地，该三正冠部相对于带材S被分割成的(三个)部分中的每个的中心线来说是大致对称的。
图9以相应的方式示出通过如图7b和图7c所示确定形状的工作辊24a、24b的轴向移位可以获得的冠部的控制范围。
最后，以大致等同于上述情况的方式，图10和图11涉及所生产的带材S须分割成四部分的情况，在这种特定情况下，所有带材的宽度大致相同。
在不重复上文所表达的概念的情况下，我们希望指出工作辊24a、24b的型面是如何被成形为四负冠部，并且在图10中是在非移位条件下表示的。图11表示两个工作辊24a、24b的移位条件，上工作辊24a的有用型面L(Tu)(图11b)和下工作辊24b的有用型面L(Bu)(图11c)分别用实线表示。在这种情况下，两个工作辊24a、24b移位了80mm。
带材S的合成型面(图11d)具有处于大致对称位置的四个隆起或正冠部，使得在通过区段26对这四个部分进行纵向分离后，每个部分都有正确的预先制定的冠部。
像之前的情况那样，使用轴向移位允许实现对冠部的控制，例如如图12所示。
参照图13-图15，示出如下的示例：带材S在具有2450mm的工作辊的辊身长度的同一轧机上生产，并且总是采用双冠部进行轧制，以便随后纵向分割为两个800mm的一半的带材，所述带材S具有与铸坯的宽度相对应的1600mm的宽度。
图13b和图13c中所示的工作辊24a、24b在该示例性的情况中具有带有直线的末端部段(未定形)的双负冠部的定形的型面，因为现在要轧制的带材具有比先前示例小的宽度。
图13b、图13c表示工作辊24a、24b在往复非移位条件下的整体型面，而图14b和图14c表示两个工作辊24a、24b的移位条件，上工作辊24a的有用工作型面L(Tu)(图14b)和下工作辊24b(图14c)的有用工作型面L(Bu)分别用实线表示。该示例性情况中的工作辊24a、24b移位了50mm。
带材S的合成型面(图14d)具有处于大致对称位置的两个隆起或正冠部，使得在通过区段26对这两个部分进行纵向分离后，每个部分都具有根据所需的质量要求预先制定的正确的冠部。
像之前的情况那样，使用轴向移位允许实现对冠部的控制，例如如图15所示。
如前所述，例如在厚度特别薄的情况下，在精轧机15的最后的机架上，例如在最后一个或最后两个或三个机架上，对带材进行施加双冠部(或三冠部，或四冠部……)的操作。
图16示出例如在带材S具有双冠部的情况下，对于在800至2000mm之间的宽度值，角度α的幅度如何作为轧制带材S的整个宽度的函数而变化。
如上所述，多冠部轧制需要工作辊的宽度上的冷却效率的严格控制，以便可以有选择地从中心向周边变化。
根据本发明，如通过示例仅在图17中示出的，提供了冷却系统30，所述冷却系统30包括一个或多个坡道33，用于用相应的主供给管道31和分布在工作辊24a、24b的整个宽度上的输送喷嘴32输送冷却流体。
输送喷嘴32通过确定的间距以双排或三排彼此相邻布置，并成组地彼此独立地连接至管道31，以便在轧辊的宽度上限定独立且差异化的冷却区。在图17所示的示例中，坡道被分割为11个独立的冷却区。
每个供给管道31都配备有自己的比例阀，该比例阀调节流向各组喷嘴32的流速。
通过这种方式，能够具有对喷嘴32组的单独管理，并且因此能够改变工作辊24a、24b的相应表面区域上的冷却。
根据本发明，同样基于从给定带材的宽度开始获得的宽度部分，每个输送坡道33可以被划分为多个独立的区域，例如在7和17之间。因此，能够沿工作辊24a、24b的轴线限定冷却效率的适当变化，特别是为了单独地控制带材S随后被分割成的两个一半的带材，或三部分、四部分或更多部分的冷却。
例如，在双冠部工作的情况下，有利的是在工作辊24a、24b的中心区周围具有最小的冷却效率，使得热冠部在这个区域增加，相反，对应于轧辊的对应于两个一半的带材的中心部分进行操作的区域具有最大的冷却效率，以便热冠部在这个区域下降。通过这种方式，可以控制热冠部，使其跟随机械冠部的趋势。
例如，通过用于生产具有2000mm的最大宽度的带材的工作辊24a、24b，每个区的宽度可以从约130mm到约220mm变化。
根据例如参照图18所描述的一些实施例，针对成对地布置在上工作辊24a和下工作辊24b的入口和出口处的多冠部精加工机架16a-16e中的每一个，冷却系统30可以包括四个冷却坡道33。
冷却坡道33可以有利地设置有驱动装置34，所述驱动装置34被构造为使冷却坡道33朝向/远离相应的工作辊24a、24b移动，或者使冷却坡道33相对于相应的工作辊24a、24b旋转，以改变冷却液在工作辊24a、24b上的入射角。
根据一些实施例，带材S可以在轧机12的下游工序中被纵向地切割，然后完全卷绕成具有多冠部型面的卷材。
根据一些变型，可以设置为带材S被卷绕以用于具有多冠部型面的初始头段，并且随后位于卷轴21上游的切割盘被驱动，以便在继续卷绕的同时纵向分割带材S。在这种情况下，纵向切割可以在最后的尾端之前被中断，因此将整体保持为具有多冠部型面的头部。
显然，在不脱离本发明的领域和范围的情况下，可以对前述的设备和方法进行部分的修改和/或增加。

Claims (12)

1.用于生产扁平轧制产品的方法，以获得具有多正冠部横向型面的带材(S)，所述方法提供了在轧机(12)中进行的轧制步骤，所述轧机(12)包括配备有相应的工作辊(24a，24b)的精加工机架(16a，16b，16c，16d，16e)，以供应确定宽度的带材(S)，其特征在于，至少最后的所述精加工机架(16e)的所述工作辊(24a，24b)被设置为具有多负冠部的型面，其中，所述工作辊(24a，24b)的所述型面中具有的冠部的数量与随后将所生产的轧制的所述带材(S)沿纵向分割成的部分的数量相关联。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述工作辊(24a，24b)被设置为具有轴向移位运动，并且其中，所述轴向移位运动允许修改所述工作辊(24a，24b)的所述冠部相对于所述带材(S)的位置的位置。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，最后三个精加工机架(16a-16e)具有相同直径和相同型面的工作辊(24a，24b)，并且其中，具有多负冠部的所述工作辊(24a，24b)的所述型面应用于所述最后三个精加工机架。
4.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述工作辊(24a，24b)的定形的型面的曲线方程如下：
Dt(y)＝D-C sinα/b(y-δs-δ0)+a1(y-δs-δ0)+a3(y-δs-δ0)3
Db(y)＝D+C sinα/b(y+δs+δ0)+a1(y+δs+δ0)+a3(y+δs+δ0)3
其中，
Dt(y)是上工作辊的直径；
Db(y)是下工作辊的直径；
D是所述工作辊的标称直径；
α是所述工作辊之间的间隙的曲线的可修改形状的角度；
b是所述工作辊的辊身长度；
C是正弦曲线的振幅；
δ0是所述工作辊的定形的曲线的初级位移值；
δs是从初级位置开始的相对移动值；
a1是第一系数；
a3是第二系数；
并且其中，通过作用于参数α和C，确定与所述带材(S)被分割成的带材的部分的数量有关的多冠部型面。
5.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，在双冠部型面的情况下，提供差异化的冷却，在所述工作辊(24a，24b)的中心区周围具有最小的冷却强度，对应于所述工作辊(24a，24b)的对应于轧制的带材(S)的两个一半的带材的中心部分进行操作的区域具有最大的冷却强度。
6.用于生产扁平轧制产品的设备，以获得具有多正冠部横向型面的带材(S)，所述设备包括至少一个具有工作辊(24a，24b)的精加工机架(16a-16e)的单元(15)，其特征在于，为了获得在随后的步骤中以及在轧制结束后被纵向分割成多个部分的带材(S)，精加工单元(15)的至少最后的精加工机架(16e)包括具有多负冠部型面的工作辊(24a，24b)，其中，所述工作辊(24a，24b)的所述型面中具有的冠部的数量与所述带材(S)将被纵向分割成的部分的数量相关联。
7.如权利要求6所述的设备，其中，所述精加工单元(15)的至少最后三个机架(16a-16e)具有带有多负冠部型面的工作辊(24a，24b)。
8.如权利要求6或7所述的设备，其中，至少所述工作辊(24a，24b)具有轴向移位运动，其中，所述轴向移位运动的大小和方向与获得要在所述带材(S)上获得的所需型面相关联。
9.如权利要求6至8中的任意一项所述的设备，所述设备被构造为以无头模式、半无头模式或卷对卷模式中的一种和/或另一种进行操作。
10.如权利要求6至9中的任意一项所述的设备，包括差异化系统(30)，其用于以能够作为所述工作辊(24a，24b)的多负冠部定形的型面的函数而进行调整的冷却强度，来冷却所述工作辊(24a，24b)。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述冷却系统(30)包括多个冷却坡道(33)，每个所述冷却坡道(33)包括输送喷嘴(32)，所述输送喷嘴(32)彼此间具有确定间距地相邻布置在两行或者三行中，并且彼此独立地成组地与相应的供给管道(31)连接，以便在轧辊(24a，24b)的宽度上限定独立且差异化的冷却区，其中，每个管道(31)均配备有调节向相应的喷嘴(32)的流速的比例阀。
12.用于带材(S)的轧制设备(10)的精加工机架的工作辊，包括多负冠部型面，其中，所述工作辊的所述型面中具有的冠部的数量与所生产的所述带材(S)被打算纵向分割成的部分的数量相关联。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5194453A (en) * 1975-02-18 1976-08-19 Reienyobozaino seizohoho
JPS57175003A (en) 1981-04-21 1982-10-27 Sumitomo Metal Ind Ltd Rolling method for double width slab
DE3203581A1 (de) * 1982-02-03 1983-08-11 Bwg Bergwerk- Und Walzwerk-Maschinenbau Gmbh, 4100 Duisburg Verfahren und vorrichtung zum herstellen von metallband aus warmband, insbesondere warmbreitband
JPH0550122A (ja) * 1991-08-21 1993-03-02 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 圧延ロールの熱クラウン制御装置
DE10043281B4 (de) * 2000-04-08 2004-04-15 ACHENBACH BUSCHHüTTEN GMBH Walzenkühl- und/oder Schmiervorrichtung für Kaltbandwalzwerke, insbesondere Feinband- und Folienwalzwerke
DE102006051728B4 (de) * 2006-10-30 2013-11-21 Outokumpu Nirosta Gmbh Verfahren zum Walzen von Metallbändern, inbesondere von Stahlbändern
JP2014061528A (ja) * 2012-09-20 2014-04-10 Ihi Corp 連続圧延設備

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