CN1299304A - 一种利用最简化轧制工艺制造热轧钢板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种制造热轧钢板的方法。该方法包括下面步骤:使熔化的钢水经过铸勺(91)和漏斗(92),然后使该钢水经过具有铸模的持续铸造机(11)中,形成板坯;利用切割机(14a)把板坯切成预定长度,形成多个切割的板坯;在第一加热炉(15a)中把切割的板坯加热到预定温度;把在第一加热炉中加热的切割后的板坯去氧化皮;在压缩单元(13)中把板坯轧制成预定厚度,形成多个扁钢条;在第二加热炉(15b)中把扁钢条加热到预定温度:通过卷绕台(16a)对扁钢条进行卷绕,同时使扁钢条保持在加热状态:通过开卷机(16b)对扁钢条卷开卷;在精轧制机中把扁钢条轧制成预定厚度。
Description
本发明涉及一种利用最简化轧制工艺制造热轧钢板的方法,更具体地说,涉及其中利用最简化轧制工艺使热轧钢板的超薄条生产成为可能的方法。
在最简化轧钢制造工艺中,利用直接连接的、从连续铸造过程到滚压过程的较短过程,在最短时间内形成最终产品。因此,最简化轧钢制造工艺与高炉钢制造工艺明显不同。
然而有许多种最简化轧制工艺,根据形成板的厚度,一般可分成两大类:形成厚度小于70mm板的薄板工艺与形成厚度大于70mm板的中厚度板工艺。另外,根据采用的加热和辗压方法,最简化轧制工艺还可分成两类。
至于涉及到的实际生产方法,典型的最简化轧制工艺包括ISP(串联式条板生产in-line strip production)工艺、CSP(结合式条板生产compact strip production)工艺和丹尼尔工艺。
图4示出了ISP工艺生产线的示意图。参见附图,把盛在铸勺91中的熔化钢水浇注到漏斗92中,然后经过具有75mm铸模的持续铸造机101和液芯压缩机(liguid core reducer)102。经过持续铸造机101后,溶化的钢水铸造成约略厚度为60mm的板坯。在还没有切成预定长度的板坯首先在第一个氧化皮清除器108a中去氧化皮,然后直接在压缩单元103中进行轧制,以形成厚度为20-30mm的扁钢条。
经过压缩单元103后,扁钢条通过第一切割机104a切成适当长度。接着被切割后的扁钢条在加热炉105中加热,并在卷绕台106a进行卷绕。接着,被卷绕的扁钢条在开卷机106b中开卷,然后在第二个氧化皮清除器108b中去氧化皮。在该过程之后,使扁钢条在精轧制机107中轧制成最后的预定厚度,然后扁钢条在冷却器120中进行冷却,最后在下方卷绕机121上进行卷绕。图4中标号104b是指第二个切割机。
在上面描述的ISP工艺中,由于第一切割机104a连在压缩单元103的下游,持续铸造机101和压缩单元103实际上通过在其中穿过的板坯而连接。于是很难控制整个工艺过程。另外,由于在持续铸造机101中铸造的高温板在压缩单元103中轧制,于是就有可能使压缩单元103在板坯的温度作用下变形。另外,铸造后的板坯在没有任何加热情况下直接在压缩单元103中轧制。结果,就形成了板坯边缘和中心之间的温差,在板上形成了表面缺陷。
另外,由于紧接着持续铸造后在第一个氧化皮清除器108a中去氧化皮,于是不能达到最佳的去氧化皮。也就是说,因为氧化皮的厚度是有限的,同时在氧化层上仅有很少数量的孔,所以氧化皮和板坯基质之间的结合力非常大。
关于CSP工艺,请参照图5,象上述的ISP工艺一样,盛在铸勺91中的熔化钢水浇注到漏斗92中。在经过持续铸造机201和液芯压缩机202后,熔化的钢水铸成板坯。板坯于是被切割机204切割成适当长度。使切割后的板坯在至少具有170m长度的加热炉205中加热。在加热炉205中,板坯加热到适合轧制的温度。在这个步骤之后,加热后的板坯通过氧化皮清除器208去氧化皮,然后经过六个轧辊进行轧制,最后轧制后的板坯通过冷却器220冷却,之后经过卷绕机221进行卷绕。
在上述的CSP工艺中,因为考虑到加热炉205的长度,所以同时可有多达三块的板坯位于其中。这提高了制造的生产率。另外,由于在另外的持续铸造机(未示出)形成的板坯不直接传送到轧制机207中,于是加热炉205不得不转动或移动,以把板坯送到轧制机207中。CSP工艺的另一个特点是由于通过持续铸造机201形成的板坯厚度小于50mm,于是在CSP工艺中不需要压缩单元。
然而,CSP工艺的缺点是,由于铸造是在比形成中厚度板需要的速率要大的速率中进行的,于是生产率要落后于制造中厚度板的其他方法。
参照图6,该图为丹尼尔工艺生产线的示意图,在铸勺91中的熔化钢水浇注到漏斗92后,固化后的熔化钢水在持续铸造机301的90mm铸模和液芯压缩机302中进行软压缩,于是形成了70mm厚的板坯。该板坯然后通过第一切割机304a切成适当的长度。接着把被切割的板坯在第一氧化皮清除器308a中去氧化皮,然后在第一加热炉305中加热到适合进行轧制的温度。第一加热炉305具有相当的长度,可以使同时有一组板坯在其中加热。
因为中厚度板用丹尼尔工艺进行制造,所以要提供粗轧制机303和精轧制机307。也就是说,在通过粗轧制机303对板坯轧制成扁钢条后,扁钢条还要在精轧制机307中进行轧制。在粗轧制机303和精轧制机307之间设置有热覆盖层305b,以确保扁钢条在送到精轧制机307前保持适当的温度。根据一个扁钢条的长度来确定热覆盖层305b的长度。在精轧制机307中进行轧制后,扁钢条通过冷却器320冷却,然后由最后卷绕机321进行卷绕。图6中的标号322是指宽度轧制机,标号304b、308b和308c分别指第二切割机、第二氧化皮清除器和第三氧化皮清除器。
在上述丹尼尔工艺中,因为具有热覆盖层305b较大的长度(等于一块板的长度),于是丹尼尔生产线的整体长度增加。
本发明致力于解决上述问题。
本发明的目的是提供一种利用最简化轧制工艺制造热轧钢板的方法,其中在该方法中,很容易控制加工过程,具有较高去氧化皮能力和容易实现宽度轧制,同时热轧钢板的超薄带生产成为可能。
为达到上述目的,本发明提供一种利用最简化轧制工艺来制造热轧钢板的方法。该方法包括下面步骤:把熔化的钢水浇注到铸勺和漏斗中,然后使该钢水经过具有铸模的持续铸造机中,形成板坯;利用切割机把板坯切成预定长度,形成一组切割的板坯;在第一加热炉中把切割的板坯加热到预定温度;把在第一加热炉中加热的切割后的板坯去氧化皮;在压缩单元中把板坯轧制成预定厚度,形成一组扁钢条;在第二加热炉中把扁钢条加热到预定温度;通过卷绕台对扁钢条进行卷绕,同时使扁钢条保持在加热状态;通过开卷机对扁钢条卷开卷;在精轧制机中把扁钢条轧制成预定厚度。
根据本发明的一个特征,板坯通过第一加热炉加热到1000摄氏度及以上的温度。
根据本发明的另一个特征,板坯通过第一加热炉在1000和1200摄氏度之间的温度下加热5-6分钟。
根据本发明的另一个特征,板坯在去氧化皮之前,在由第一加热炉加热后进行宽度轧制。
根据本发明的再一个特征,在压缩单元中轧制的板坯在该单元输出端保持在800和1000摄氏度之间的温度。
根据本发明的又一个特征,对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
根据本发明的又一个特征,在持续铸造机中铸造的板坯的厚度为100mm,同时板坯经过液芯压缩后厚度为80mm。
在另一个方面,使扁钢条通过开卷机进行开卷,把扁钢条切成预定长度;把扁钢条的末端连接起来;在精轧制机中把扁钢条轧制成预定厚度;以及把扁钢条切成预定长度。
附图包含在并构成了说明书的一部分,示出了本发明的实施例,同时和说明书一起用于解释本发明的原理:
图1为本发明第一优选实施例的用于最简化轧制工艺的生产线示意图;
图2为本发明第二优选实施例的用于最简化轧制工艺的生产线示意图;
图3为示出了发生边缘裂缝的等温维持时间和等温维持温度之间关系的曲线图;
图4为传统ISP最简化轧制工艺的生产线;
图5为传统CSP最简化轧制工艺的生产线;
图6为传统丹尼尔最简化轧制工艺的生产线。
下面参照附图来描述本发明的优选实施例。
图1示出了本发明第一优选实施例的用于最简化轧制工艺的生产线示意图。把熔化的钢水连续地浇注到铸勺91和漏斗92中,然后经过具有铸模的持续铸造机11中,于是熔化钢水制成连续板坯。还可以在持续铸造机11的下游设置有对连续板坯进行压缩的液芯压缩机12。持续铸造机11的铸模为直平行铸模。
持续铸造机11的铸模最好具有大约100mm的区间。这样做是考虑到耐熔寿命(refractory life)而减小铸模的输出开口,同时减小输出流量和速度,使得铸模中熔化的钢水温度保持恒定的水平。因此,可确保高质量。另外,最好是液芯压缩机12进行约20mm的液芯压缩。这样,通过控制持续铸造的条件和液压缩,形成大约80mm的板坯,于是加在轧制机上的负载减少,同时质量提高。
第一切割机14a设置在第一加热炉15a的上游。第一切割机14a把板坯切成预定的适当长度,以使持续铸造过程和紧接着的轧制操作独立地完成,于是就不存在有控制问题,同时获得了较大的稳定性。切割后的板坯经过第一加热炉15a,在其中板坯加热到适合轧制的温度,之后板坯在压缩单元13中进行轧制。在这里,加热温度最好超过1000摄氏度,更好的是在1000和1200摄氏度之间。另外,板坯最好在最佳温度下加热大约5-6分钟。
现在来描述在压缩单元13中进行轧制之前加热板坯的原因。由于在δ-γ的相变过程中,奥氏体的S(硫)溶解度非常低,S在晶界是离析的,并且S和Fe发生反应生成FeS,FeS和Fe反应生成Fe-FeS。因为在晶界的Fe-FeS以大约988摄氏度的液体存在,所以晶界强度减小,于是在轧制过程中产生裂缝。
然而,在钢中含Mn(锰)的情形中,当晶界的S沉积成MnS时,脆性消失。 沉积物和发生的反应由Mn的扩散性来确定,如果在1050摄氏度保持大约10分钟,则70%以上S可沉积成MnS。
因此,在本发明中,在通过压缩单元13进行轧制前,把板坯加热到如上所述的条件下,于是在δ-γ的相变过程中,在晶界是离析的S,不与Fe发生反应,而与Mn形成MnS,这样避免了在轧制过程形成裂缝。
接着如上所述加热的板坯在由压缩单元13轧制前,通过第一氧化皮清除器18a进行去氧化皮。由于板坯在本发明中是在加热后去氧化皮,而不是在持续铸造后立即进行,于是该去氧化皮操作可有效地实现。也就是说,在对钢板加热后,钢板上的氧化皮变厚,其中气孔的数量增加,于是氧化皮和钢板之间的结合力减弱,这样就容易使钢板去氧化皮。
宽度轧制机22最好安装在第一氧化皮清除器18a上游,用于在改变操作前改变板坯的宽度。此时,板坯的宽度轧制成对应于板坯厚度的量,同时宽度轧制机22使板坯的宽度轧制成大约14-15mm以下。另外,在去氧化皮操作前,通过板坯的宽度轧制,在氧化皮上形成了裂缝,于是接下来的钢板去氧化皮就好了。
在上述过程后,去氧化皮的板坯在压缩单元13中进行轧制。此时,轧制量和采用的轧制机平台数量由考虑最终产品的期望厚度来确定。压缩单元13最好包括三个平台,其结构可使80mm钢板进入到压缩单元13中,而形成15-30mm扁钢条。这里,压缩单元也可以只包括两个平台,以形成20-30mm的扁钢条。从压缩单元13中出来的扁钢条温度在800和1000摄氏度之间。
在压缩单元13下游设置有第二加热炉15b。第二加热炉15b把从压缩单元13中出来的扁钢条加热到1030和1080摄氏度之间的温度,于是精轧制机17更容易对扁钢条进行轧制,这样使超薄板条制造更经济。在这里,为了更有效地加热扁钢条,最好第二加热炉15b采用感应加热器。在利用感应加热器的情形中,该感应加热器的输出由扁钢条温度增加的程度来确定,根据压缩单元13的输出温度可灵活地使用感应加热器。最好在第二加热炉15b中安装分离器,以分离有缺陷的、特别是开始和末端有缺陷的板坯。
接着由第二加热炉15b加热的扁钢条在卷绕台16a上进行卷绕。卷绕台16a最好安装在保持炉15c中,使由第二加热炉15b加热升高的扁钢条温度可保持。保持炉15c的尺寸最好确定成可同时容纳有8-10扁钢条盘,使如果在精轧制机17中有问题出现,持续铸造机11可继续进行铸造操作而不需停下来。
接着,扁钢条卷在供应到进行精轧制过程的精轧制机17之前,在开卷机16b中进行开卷。最好在开卷机16b和精轧制机17之间设置有第二个切割机14b。该第二切割机14b切割扁钢条的末端,于是在没有任何中断情况下进行精轧制过程。
另外,在第二切割机14b和精轧制机17之间的精轧制机17上游,最好紧挨着精轧制机设置有第二氧化皮清除器18b。另外,由于精轧制机17的平台数量确定了最后产品的厚度,于是最好一共为精轧制机17提供有5个平台,以形成热轧制钢板的超薄板条的生产。而且,为了确保最终产品的高质量形成,最好保持预定的轧制间隔。为达到这个目的,提供有成型控制器(图中未示出)。另外,最好提供有砂轮(图中未示出),该砂轮研磨轧辊以控制轧辊边缘部分之间的摩擦。
在精轧制机17的下游设置有冷却器20,在精轧制机17中轧制的扁钢条供应到冷却器20中,在该冷却器中扁钢条进行冷却。另外,在冷却器20的下游设置有下方卷绕机21。在冷却器20中冷却的扁钢条在下方卷绕机21中进行卷绕。
如图1所示,上述第一切割过程、第一加热过程、宽度轧制过程、第一去氧化皮过程、第一轧制过程、第二加热过程和第一卷绕过程可在多个位置上同时完成,提高了生产率。
图2为按本发明第一优选实施例的改型实例的用于最简化轧制工艺生产线示意图。在图中,除了增加的部分外,与图1中出现的相似部分采用相同标号,假定在两个附图中都出现的部件进行相同操作。
如图中所示,多个开卷机31设置在卷绕台16a的下游。另外,扁钢条接合器32设置在第二切割机14b下游的第二切割机14b和第二氧化皮清除器18b之间。扁钢条接合器32把在精轧制机中正在进行轧制的扁钢条后端与等待轧制扁钢条的前端接合起来,于是扁钢条可连续进行轧制。最后,在冷却器20和下方开卷机21之间设置高速切割机33,该切割机33把在冷却器20中冷却的扁钢条切成适当长度。该多个开卷机31的结构在本领域中是公知的。
图3为示出了发生边缘裂缝的等温维持时间和等温维持温度之间关系的曲线图。如图所示,如果在超过900摄氏度的温度维持适当的时间,那么就没有边缘裂缝发生。
在利用上述最简化轧制工艺制造热轧钢板的方法中,由于很容易控制该工艺,于是可获得较强的去氧化皮能力和易实现宽度轧制的能力,同时热轧钢板的超薄带生产成为可能,确保了铸造稳定性,提高了最终产品的质量,并可适应各种不同规格,提高了生产率。另外,利用在不停工基础上进行铸造的能力,可减少最终产品中的缺陷,避免了飞花现象(flying phenomenon)的发生。
虽然上面详细地描述了本发明的优选实施例,然而可以清楚地知道,对于本领域的技术人员对这里教导的基本发明概念进行的许多变化和/或改型仍然落在本发明在附加的权利要求书中进行限定的精神和范围内。
Claims (24)
1.一种制造热轧钢板的方法,其特征是包括下面步骤:
把熔化的钢水浇注到铸勺和漏斗中,然后使该钢水经过具有铸模的持续铸造机中,形成板坯;
利用切割机把板坯切成预定长度,形成多个切割的板坯;
在第一加热炉中把切割的板坯加热到预定温度;
把在第一加热炉中加热的切割后的板坯去氧化皮;
在压缩单元中把板坯轧制成预定厚度,形成多个扁钢条;
在第二加热炉中把扁钢条加热到预定温度;
通过卷绕台对扁钢条进行卷绕,同时使扁钢条保持在加热状态;
通过开卷机对扁钢条卷开卷,及
在精轧制机中把扁钢条轧制成预定厚度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征是其中板坯通过第一加热炉加热到1000摄氏度及以上的温度。
3.如权利要求2所述的方法,其特征是其中板坯通过第一加热炉在1000和1200摄氏度之间的温度下加热5-6分钟。
4.如权利要求1-3任何一项所述的方法,其特征是其中板坯在去氧化皮之前,在由第一加热炉加热后进行宽度轧制。
5.如权利要求1-3任何一项所述的方法,其特征是其中在压缩单元中轧制的板坯在该输出端保持在800和1000摄氏度之间的温度。
6.如权利要求4所述的方法,其特征是其中板坯在压缩单元中轧制的板坯在该输出端保持在800和1000摄氏度之间的温度。
7.如权利要求1-3任何一项所述的方法,其特征是其中对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
8.如权利要求4所述的方法,其特征是其中对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
9.如权利要求5所述的方法,其特征是其中对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
10.如权利要求6所述的方法,其特征是其中对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
11.如权利要求7所述的方法,其特征是其中在持续铸造机中铸造的板坯的厚度为100mm,同时板坯经过液芯压缩后厚度为80mm。
12.如权利要求8-10任何一项所述的方法,其特征是其中在持续铸造机中铸造的板坯的厚度为100mm,同时板坯经过液芯压缩后厚度为80mm。
13.一种制造热轧钢板的方法,其特征是包括下面步骤:
把熔化的钢水浇注到铸勺和漏斗中,然后使该钢水经过具有铸模的持续铸造机中,形成板坯;
利用第一切割机把板坯切成预定长度,形成多个切割的板坯;
在第一加热炉中把切割的板坯加热到第一轧制的预定温度;
把在第一加热炉中加热的切割后的板坯去氧化皮;
在压缩单元中把板坯轧制成预定厚度,形成多个扁钢条;
在第二加热炉中把扁钢条加热到第二轧制的预定温度;
通过卷绕台对扁钢条进行卷绕,同时使扁钢条保持在加热状态;
通过开卷机对多个扁钢条卷开卷;
在精轧制机中把扁钢条轧制成预定厚度,同时正在轧制的板钢的后端与等待轧制的另一块板钢进行接合,于是板钢可连续进行轧制;及
通过第三切割机把扁钢条切成预定长度。
14.如权利要求13所述的方法,其特征是其特征是其中板坯通过第一加热炉加热到1000摄氏度及以上的温度。
15.如权利要求14所述的方法,其特征是其中板坯通过第一加热炉在1000和1200摄氏度之间的温度下加热5-6分钟。
16.如权利要求13-15任何一项所述的方法,其特征是其中板坯在去氧化皮之前,在由第一加热炉加热后进行宽度轧制。
17.如权利要求13-15任何一项所述的方法,其特征是其中在压缩单元中轧制的板坯在该单元输出端保持在800和1000摄氏度之间的温度。
18.如权利要求16所述的方法,其特征是其中板坯在压缩单元中轧制的板坯在该单元输出端保持在800和1000摄氏度之间的温度。
19.如权利要求13-15任何一项所述的方法,其特征是其中对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
20.如权利要求16所述的方法,其特征是其中对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
21.如权利要求17所述的方法,其特征是其中对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
22.如权利要求18所述的方法,其特征是其中对在持续铸造机中铸造的板坯进行液芯压缩。
23.如权利要求19所述的方法,其特征是其中在持续铸造机中铸造的板坯的厚度为100mm,同时板坯经过液芯压缩后厚度为80mm。
24.如权利要求20-22任何一项所述的方法,其特征是其中在持续铸造机中铸造的板坯厚度为100mm,同时板坯经过液芯压缩后厚度为80mm。
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