CN1202921C - 薄板坯连铸连轧的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产薄板的连铸连轧方法及设备，解决现有技术中存在的工艺设备复杂、薄板坯应力状态不好等技术问题。本发明的主要内容是：钢水经炉外精炼后，由钢包流入中间包，进入结晶器，铸出带液芯的薄板坯，用四辊万能式轧机或万能式振摆轧机轧制，然后与后面的二辊水平轧机实施连轧，轧出的板带经飞剪分段后送入热卷曲箱卷成板卷，开卷后进入对焊机将前后两个板卷头尾焊在一起，再进入五架四辊热带钢连轧机组轧成厚0.8～6mm的热轧带钢。实施本发明的关键设备是四辊万能式轧机或万能式振摆轧机。其特征是它们都有一对立辊，一对水平辊(锤头)。本发明的方法和设备用于薄板坯的带液芯连铸连轧，生产高质量的薄板。

Description

薄板坯连铸连轧的方法及设备

技术领域  本发明涉及一种轧钢方法及设备，尤其是一种生产薄板的连铸连轧方法及设备。

背景技术  薄板坯连铸连轧技术自90年代实现工业化、商品化以来，已有了长足的进步。先后有CSP、ISP、CPR、DANIELI等型式的薄板坯连铸连轧方法问世。但除CPR方式以外，均是以数对支撑辊以不断收缩辊缝的方法连续对带液芯的连铸坯实施压下，集小变形量为大变形量，最终将液芯轧合。之所以采用这种方式，是由于连铸坯在高温下的强度和塑性很低，变形量一大，轧件容易产生内裂或漏钢。但是这种方法需要很多对支撑辊，而且结构比较复杂，控制和变换连铸坯规格比较困难。CPR工艺则与其不同，只采用两对轧辊在液相穴末端实施强压下从而大大减化了工艺和设备。但这种方法由于采用的是一对水平辊对铸坯进行液芯轧制，铸坯的应力状态不好，薄板坯上下面由于静不定弯矩的作用，在液芯轧制时产生内凹，侧边将出现较大的单鼓形，坯壳延伸不均匀。轧制时液芯压下率越大，上述问题就越严重，并容易在结晶三角区和上下坯壳内表面造成内裂。实现连铸坯带液芯强压下，而铸件不产生内裂的关键在于铸坯的应力状态控制。因为铸坯的塑性不但取决于化学成分、变形温度和变形速度，还取决于应力状态。在三向压应力状态下，脆性金属可以承受较大的塑性变形而不破裂。依据以上分析结果，可以对薄板坯带液芯连铸连轧工艺和设备进行改进。

发明内容  本发明设计一种简化的工艺和设备，解决现有薄板坯带液芯连铸连轧方法中存在的工艺设备复杂、薄板坯应力状态不好等技术问题。

本发明的方法包含如下内容：

钢水经炉外精炼后，由钢包流入中间包，进入漏斗型结晶器，结晶器四角带有斜度，结晶器的出坯厚度为70～100mm；

带液芯的薄板坯经二冷区气雾冷却、边角复热后，用高压水去除薄板坯表面的氧化铁皮，进入四辊万能式轧机或经送料辊进入万能式振摆轧机轧制，在其液相穴末端实施带液芯压下，一次将液芯轧合。然后与后面的二辊水平轧机实施连轧，轧出的板带厚度20～30mm，经飞剪分段后送入热卷曲箱卷成板卷，并加热保温；

板卷经开卷机开卷后，经夹送辊进入对焊机，将前后两卷头尾焊在一起，再经高压水除鳞，进入五架四辊热带钢连轧机组轧成厚0.8～6mm的热轧带钢，然后经控冷装置、分卷飞剪，进入卷曲机卷曲。

实施上述方法所用的四辊万能式轧机，由一对水平辊和一对立辊组成，二者安装在同一机架内，水平辊为主动，立辊为被动，其特征是：带液芯连铸连轧的万能轧机水平辊的辊型是与薄板坯液芯形状相适应的凸形，立辊的辊形是平辊。

实施上述方法所用的万能式振摆轧机，其特征是：振摆轧机包括一对立辊和一对水平锤头，还有控制锤头的摇臂、从动臂、减速机和电机。立辊为从动辊，辊形是平辊，立辊变形区和水平锤头变形区长度相等，立辊轴线与水平锤头变形区终点线在同一垂直面内。振摆轧机锤头的横断面呈凸型，由电动机通过减速机、摇臂和从动臂带动，上下锤头间距可调。

薄板坯在进入万能式振摆轧机之前经过送料辊，送料辊为速度可调的二辊水平轧机，轧辊内部通水冷却。振摆轧机的锤头做周期滚压锤击动作，锤击速率可调，滚压锤击动作的垂直分量为每锤击一次的压下量，铸坯在变形区内可受到多次锤击，将一道大压下量分解为多道小压下量；滚压锤击动作的水平分速度与铸坯前进速度同步。振摆轧机的锤头的运动轨迹可通过摇臂和从动臂的原始位置和偏心率加以改变。

本发明与现有技术对照有益效果如下：

用立辊限制铸坯侧边单鼓形和静不定弯矩的产生，使铸坯侧表面由拉应力状态变为压应力状态，同时防止三角区和坯壳上下内表面裂纹的产生，从而保证了带液芯的大压下量轧制；采用和液芯形状相对应的凸形水平辊或凸形水平锤头，使其中部的压下量大于边部，从而解决边部延伸大于中部而产生附加纵向拉应力问题；水平辊或锤头和立辊的压下量和开度均是可调的，从而增强了所轧产品规格的灵活性；万能式轧机轧出的坯料断面形状特点是中间薄两头厚，后面要跟一架二辊水平轧机，将其断面轧成矩形。在二辊轧制过程中，铸坯宽度将有所增加，铸坯头尾将由于二辊轧机最小阻力法则造成的“舌形”和万能式轧机造成的“鱼尾”相互抵消，而使头尾变得平齐，可以减少切头切尾损失；连铸薄板坯的结晶器四角带有斜度，防止了万能式轧机轧制时在水平辊(锤头)、立辊辊缝间挤出“耳子”；连铸机拉速、二冷配水、万能式轧机处的液芯率和压下量相匹配，在轧制不同规格薄板坯时液相穴末端能稳定在轧制线处，保证了一道将液芯轧合，不产生内部疏松。

附图说明  图1是薄板坯带液芯连铸连轧工艺及设备示意图；图2是四辊万能式轧机辊型示意图；图3是万能式振摆轧机工作原理示意图；图4是万能式振摆轧机I-I截面示意图。

具体实施方式  如图1所示，钢水经炉外精炼后，由钢包1流入中间包2，进入漏斗型结晶器3，结晶器四角带有斜度，结晶器的出坯厚度为70～80mm，宽度为600～2000mm，拉速5～6m/min，出结晶器的坯壳厚度15～18mm。带液芯的薄板坯经二冷区4气雾冷却和边角复热器5均匀温度，并由垂直逐段弯曲成水平状态，用高压水6去除薄板坯表面的氧化铁皮，然后进入四辊万能式轧机或经送料辊进入万能式振摆轧机7，在其液相穴末端实施带液芯的压下，压下量为20～30mm，一次将液芯轧合。

然后与后面的二辊水平轧机8实施连轧，二辊水平轧机采用交流变频电机驱动，保证轧制中万能轧机与二辊轧机秒流量相等。二辊轧机辊径800～1000mm，压下量30～40mm。轧出的板带厚度15～20mm，经分段飞剪9分段后送入热卷曲箱10卷成板卷。为减少中间热损失和使板坯均温，热卷曲箱设有三个工位，其中，中间工位11带加热罩，以便给坯卷加温。并通过横移机构对准开卷机12。

板卷经开卷机开卷后，经夹送辊13进入对焊机14，将前后两个板卷头尾对焊，以实现半无头轧制。再经高压水15除鳞，进入五架四辊热带钢连轧机组16轧成厚0.8～6mm的热轧带钢。四辊热带钢连轧机采用轧辊交叉的PC轧机，并设有测宽、测厚和板型仪。轧出的成品带钢经层流冷却装置17冷却，分卷飞剪18、卷曲机19卷成钢卷。

如图2所示，实施上述方法所用的四辊万能式轧机，由一对水平辊20和一对立辊21组成，二者安装在同一机架内，水平辊为主动，立辊为被动，其特征是：带液芯连铸连轧的万能轧机水平辊的辊型是与薄板坯22液芯形状相适应的凸形，立辊的辊形是平辊。

如图3、图4所示，实施上述方法所用的万能式振摆轧机，其特征是：振摆轧机包括立辊21、摇臂24、锤头25、从动臂26、减速机27、电机28。立辊为从动辊，辊形是平辊，立辊变形区和水平锤头变形区长度相等，立辊轴线与水平锤头变形区终点线在同一垂直面内。振摆轧机锤头的横断面呈凸型，由电动机通过减速机、摇臂和从动臂带动，上下锤头间距可调。

带液芯的薄板坯22在进入万能式振摆轧机之前，要经过送料辊23，送料辊为速度可调的二辊水平轧机，轧辊内部通水冷却，其速度与连铸机拉速同步。振摆轧机的锤头做周期滚压锤击动作，锤击速率可调，滚压锤击动作的垂直分量为每锤击一次的压下量，铸坯在变形区内可受到多次锤击，将一道大压下量分解为多道小压下量；滚压锤击动作的水平分速度与铸坯前进速度同步。振摆轧机的锤头的运动轨迹可通过摇臂和从动臂的原始位置和偏心率加以改变。

Claims (3)

1、一种生产薄板的连铸连轧的方法，其特征在于该方法包含如下内容：

钢水经炉外精炼后，由钢包流入中间包，进入漏斗型结晶器，结晶器四角带有斜度，结晶器的出坯厚度为70～100mm；

带液芯的薄板坯经二冷区气雾冷却、边角复热后，用高压水去除薄板坯表面的氧化铁皮，进入四辊万能式轧机或经送料辊进入万能式振摆轧机轧制，在其液相穴末端实施带液芯压下，一次将液芯轧合，然后与后面的二辊水平轧机实施连轧，轧出的板带厚度20～30mm，经飞剪分段后送入热卷曲箱卷成板卷，并加热保温；

板卷经开卷机开卷后，经夹送辊进入对焊机，将前后两卷头尾焊在一起，再经高压水除鳞，进入五架四辊热带钢连轧机组轧成厚0.8～6mm的热轧带钢，然后经控冷装置、分卷飞剪，进入卷曲机卷曲。

2、实施权利要求1所述方法所用的四辊万能式轧机，由一对水平辊和一对立辊组成，二者安装在同一机架内，水平辊为主动，立辊为被动，其特征是：带液芯连铸连轧的万能轧机水平辊的辊型是与薄板坯液芯形状相适应的凸形，立辊的辊形是平辊。

3、实施权利要求1所述方法所用的万能式振摆轧机，其特征是：振摆轧机包括一对立辊和一对水平锤头，还有控制锤头的摇臂、从动臂、减速机和电机，立辊为从动辊，辊形是平辊，立辊变形区和水平锤头变形区长度相等，立辊轴线与水平锤头变形区终点线在同一垂直面内，振摆轧机锤头的横断面呈凸型，由电动机通过减速机、摇臂和从动臂带动，上下锤头间距可调。