CN1575212A - 用熔化金属连续生产轧制金属板带的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用熔化金属生产轧制金属板带的方法和设备，其中铸造金属板带在板带铸造装置(5)中生产，且随后未切割的金属板带将在机架(18)中轧制成最终的板厚。提供板带转向装置(19)，特别是在机架上游，用于控制板带运动。为了确保位于机架的入口侧或轧制变形的位置的板带稳定地喂入道机架中，作为板带尺寸的函数、以很少的设备费用提出板带转向，其在此机架上游1倍到10倍于板带宽度的距离处、优选在1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离处起作用或实现。

Description

用熔化金属连续生产轧制金属板带的方法和设备
技术领域
本发明涉及用熔化金属连续生产轧制金属板带、特别是钢板的方法，其中在第一个生产步骤，将熔化的材料导入板带铸造装置，板厚小于20mm、优选在1mm-12mm之间，并具有预定板宽的铸造金属板带将从板带铸造装置中移出，在随后的第二个生产步骤中，铸造的未切割金属板带将在至少一台机架中轧制变形直到达到其最终板厚，金属板带是通过在机架上游安装的板带转向件定位在辊缝中的。本发明也涉及实施此方法的设备，以及启动此装置的方法。
背景技术
用熔化钢材生产轧制钢板的此类方法和对应设备已从EP-B 540610和EP-A 760 397中了解，其中薄铸板是利用使用了双辊浇注机的双辊铸造方法生产的，且在机架直接进行的进一步处理步骤中，从热铸阶段直接热成形。
进一步，从EP-B 540 610中了解到，为了确保铸造板带从双辊浇注机到板带卷取装置的可靠运输，将在生产装置的多个位置安装夹送辊机架。为了调整板带在离开环地坑后和第一个夹送辊机架之前的运输，也将在双辊浇注机的紧邻下游处安装转向件。第一个夹送辊机架是用来防止装置中板带的反向移动位移。但是，这只在有限的运输段是可能的。进一步，为了使钢板在长度修剪时保持张紧，夹送辊机架将安装在修剪的剪床的上游和下游。
EP-A 760 397同样地说明了带有用于金属板带在线成形的下游机架的双辊浇注机。根据所述的一个实施例，为了在机架的入口侧保持铸造坯的张力，一对夹送辊以一定间隔安装在机架上游，另外为了避免板带在进入机架时弯曲的路径，在这对夹送辊和机架之间的板带回路上安装了张力调节辊(图3)。根据进一步的实施例，为了避免中断板带路径，有必要在机架上游的温控区布置多个相互之间有连续距离的转向件或夹送辊(图7)。
发明内容
因此，本发明的一个目的是避免现有技术的所述缺点，并提出了在装置上用很少费、根据板带尺寸确保金属板带在机架进入侧或轧制变形的位置稳定地进入的方法和设备。
在序言所述的这种方法中，通过以下方式实现此目的板带转向在机架上游1倍到10倍于板带宽度的距离、优选地在1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离处起作用。可以在将要轧制的金属板带宽度和最适宜实施板带转向措施的位置之间建立基本的关系，如果板带更宽，可在机架上游更大的距离内实施转向措施。如果板带转向发生在过于接近机架的位置，则可能会出现板带转向不稳定的性能(例如超程的特征、过分伸展的边缘等)。另一方面，如果在机架上游过大的距离处实施板带转向措施，则板带也会跑偏。在此情况下，在到达机架之前又将失去转向效果。
在板带转向装置和辊缝之间的机架上游区域中，如果金属板带保持2.0MPa和15MPa之间、优选在4.0MPa和8.0MPa之间的板带张力，就可建立最适宜的板带路径。如果板带张力太小，板带就会跑偏，例如作为结果的一侧压力。这可通过不稳定性得到证明，例如通过板带的摆动。另一方面，当板带张力增加时，将增大板带断裂的危险。由于板带在此区域内保持高温，金属板带的强度将相应较低，且这就是可应用于金属板带的可接受的压力，而不会在上面产生夹送辊产生的压痕。
为了精确控制板带的中心位置，必须记录金属板带从预定板带运动方向的实际横向偏移，优选地是在接近板带转向作用于金属板带的位置，并有必要以此参数的函数控制板带转向装置的致动器位置。
如果金属板带在板带转向装置的上游区保持预紧力，则板带路径更加稳定。此区域的板带张力可保持在比随后的机架进入区更低的水平，主要用作安置和支撑从浇注机脱出的金属板带。优选地，板带预紧力是通过在环地坑中垂下的金属板带自重而产生或设定。作为选择地，板带预紧力是通过在板带运动相反方向作用的制动力而产生或设定。
如果在轧制变形位置的上游或下游，在距离板带转向作用的位置处，板带运动对中辅助设备作用在金属板带上，则板带路径可进一步稳定，其中板带转向作用位置对应1.0倍到10倍、优选1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离。这在机架打开的操作阶段，也就是并未发生金属板带轧制变形时，特别是在生产顺序的启动阶段尤为重要。同时，为了即使在板带张力较小时，也能够充分使板带居中，板带运动对中辅助设备用作板带中心位置控制的定点。
为了生产板厚小于20mm、优选地在1mm-12mm之间的铸造金属板带，以及在连续生产过程中形成热轧金属板带，本发明还提出一种设备，它包括板带铸造装置，优选双辊浇注机，和至少一个用于在线轧制成形铸造的未切割金属板带的下游机架，以及设置在板带铸造装置和机架之间的板带转向装置。此设备的特点为板带转向装置设置在机架上游1.0倍到7.0倍、优选地在1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离处。此板带转向装置优选由多辊传动器形成，优选由双辊传动器形成。
除上述优点之外，改设备的有利的改进在于金属板带运送装置设置在板带转向装置中，该运送装置优选为多辊传动器的夹送辊，并与调节和控制装置相互作用，且通过其，在板带转向装置和机架或板带运动对中辅助设备或板带运动线上另一个单元之间，可将板带张力预设在2.0MPa和10MPa之间，优选4.0MPa和7.0MPa之间。
如果为板带转向装置装配一个板带位置测量装置，且金属板带运送装置、优选为多辊传动器的夹送辊设置在板带转向装置中，至少一个金属板带运送装置可旋转地支撑在可围绕轴旋转支撑装置中，这些运送装置与控制装置相互作用来影响板带运动的方向，就可实现板带路径的最优的作用。可转动轴优选地作为竖直竖直地定向或平行于板带运动方向。
根据有利的实施例，板带转向装置自身组成可转动支承装置，且后者可移动地支撑在导轨上并与调节传动器相连，其优选地为联接机构。其它机械的、机电的、液压的或电液压的传动器也是可用的。导轨可由四连杆或其它运动学机构、横杆、杆、卷轴等形成。
为了在机架上游适当的距离内，作为板带转向装置板带宽度的函数，定位板带转向装置，将板带转向装置支撑在导轨上，且用于板带转向装置的变位装置将设置在板带转向装置和导轨之间。导轨定位为平行于板带的运动方向。
为了实现板带最适宜的运动，还提出用于在金属板带中产生预紧力的装置设置在板带铸造装置和板带转向装置之间。例如，此装置可以，由环地坑形成，在此情况下实质上垂下的板带环长度确定了板带的张力。另外，垂下的板带环起到双辊浇注机和机架之间的阻尼件的作用，结果避免了在连续过程步骤间的中断性的反馈。根据另一个实施例，用于产生板带预紧力的装置由板带支撑装置组成，其优选为水平的并承受摩擦，特别是带有制动辊的机架辊道。承受摩擦的简单的、不能移动的、机械的支撑件可安装在制动辊之间或制动辊位置上。在此情况下，板带支撑装置的长度决定板带张力，板带支撑装置的工作长度达到至少1.5倍于板带宽度，优选地至少2.5倍于板带宽度。工作长度是带有制动辊的机架辊道长度。
为了维持机架区域中的转向功能，尤其是当辊缝打开时，提出板带运动对中辅助设备、优选为非转向的双辊或三辊传动器，设置在机架下游或板带转向装置和机架之间。板带转向装置和板带运动对中辅助设备将之间设置有1.0倍到10.0倍、优选地1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离。从此可得出如果板带运动对中辅助设备位于机架下游，则机架和板带转向装置将非常近地放置在一起，如果板带运动对中辅助设备位于机架上游，则机架和板带转向装置将彼此更加远离。
为了确保生产方法或设备在启动阶段能以稳定方式运装，提出用于设备的启动方法，此方法的特点在于下列方法步骤：
离开板带铸造装置的铸造金属板带将通过该设备并大致以板带运动速度卷绕道板带卷取装置中，其对应于铸造速度，其中机架的辊缝敞开，
受控的板带张力是在板带转向装置和连接机架上游的板带运动对中辅助设备或连接机架下游的板带运动对中辅助设备之间、或板带卷取装置之间设定，
在机架上游的一定距离处同时地或随后地将受控的板带转向施加到处于板带张力下的金属板带，
机架的工作辊设定为对应最终板厚的辊缝，以及
辊速与铸造速度相匹配。
在此情况下，在机架上游的一定距离处，其对应1.0倍到10.0倍于板带宽度的距离处，优选1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离处，受控的板带转向施加于具有板带张力的金属板带。板带转向装置和板带卷取装置或板带运动对中辅助设备之间受控的板带张力将有利地保持在2.0MPa和15MPa之间，优选地在4.0MPa和8.0MPa之间。甚至在工作辊移到铸造金属板带之前就可施加此板带张力，也就是，在轧制操作开始之前，并在轧制操作中一直保持。
附图说明
参照附图，本发明进一步的优点和特征可从下列非限制性的典型实施例的说明中得出，其中：
图1根据本发明的第一个实施例图示地示出了设备，
图2根据本发明的第二个实施例图示地示出了设备，
图3显示的是根据本发明的板带转向装置的优选实施例。
具体实施方式
在图1到3显示的实施例中，其在下面说明，相同的标号表示相同的元件。图1和2示出根据本发明的用熔化金属2连续生产轧制金属板带1的设备，其中，在第一个生产步骤中，铸造金属板带3用熔化金属生产，且在紧接第一步的第二个生产步骤中，铸造金属板带3在轧制过程中热变形。如果合适，在经过受控的冷却过程后，该过程在本发明的上下文中并不更多说明，以此方法生产的轧制金属板带1随后卷曲成预定重量的卷4。
板带铸造装置5用于生产板厚在1.0mm-20mm之间的板带铸造金属板带，该装置的流形成芯单元是由在下侧水平运动的单根皮带，或多个周转皮带、履带或铸型壁组成，。图1作为一个可能的实施例，图示地示出了双辊浇注机6，其由围绕水平轴7、7’旋转的两个铸辊8、8’和侧壁9组成，侧壁末端压在铸辊上，形成接收中间包11供给的熔化金属2的模压腔10。在快速移动的固化过程中，铸造金属板带3是在铸辊8、8’之间的铸缝12中形成，并在底部运出。铸造金属板带3随后转向成水平的，并通过产生板带预紧力的装置15，其由环地坑16形成。当穿过板坯铸造装置5和机架18时，在环地坑16中垂下的板带卷17也可补偿暂时的、与生产相关的板带速度差异。垂下的板带卷17的长度可在铸造金属板带3上施加轻微的预紧力，并确保板带稳定、均匀地运向下游的板带转向装置19。
在进一步的实施例中，其在图2中图示地示出，用于产生板带预紧力且此预紧力作用在金属板带上的装置15，是通过水平定向的板带支撑装置20实现的，其使滑过其上的铸造金属板带3减速。此制动作用是通过安装在板带支撑装置20的机架辊道21上的制动辊22产生，对应1.5倍到2.5倍于铸造金属板带3宽度的机架辊道长度L足够达到此目的。
板带转向装置19安装有由夹送辊24、25组成的可调式金属板带运送装置26。参照图1，板带转向装置19设计为双辊传动器27，并设置在机架18上游的距离A处，距离A部分由铸造金属板带3的宽度确定。此距离A是在为1.0倍到10.0倍于板带宽度的范围。板带转向装置19的框架28是由导轨29支撑，其可配置成滑动导轨或辊式导轨，且通过移动装置30，移动到取决于板带宽度(距离A)的预定位置，其中移动装置30设计成压力缸并在一侧接合框架28，在另一侧啮合导轨29。进一步，双辊传动器27的夹送辊24、25将制动力施加到通过机架18工作辊32、32’的金属板带上，此制动力对应于2.0MPa和15.0MPa之间的板带张力。
利用板带转向装置19的不同实施例，结合板带位置中心控制，可实现板带转向功能。
根据图1示出的实施例，可调式的夹送辊24可旋转地支撑在可旋转支撑装置33上，连接对应的调节和控制装置34以及板带位置测量装置35一边定位。板带位置测量装置35接近板带转向装置19并设置在其下游。板带位置测量装置也可能位于板带转向装置的上游。此板带位置测量装置用于记录从预定板带运动中心的金属板带的偏移，并向调节和控制装置34传输相应信号。支撑装置33的旋转运动使得铸造金属板带3定向为预定板带运动方向R，并因此确保金属板带在中心地通过下游的机架18，该旋转运动导致夹送辊24的轴线36相对于另一夹送辊25的轴线37的倾斜位置(该方向的旋转调节由箭头示出)，或导致支撑在共同支撑装置中的两个夹送辊(24、25)的旋转轴线相对于瞬间板带运动方向的倾斜位置，该倾斜位置至多达到几度。
图2图示式地示出了实施例，其中在箭头指示的方向，可控的压力施加到夹送辊24的可旋转支撑装置33，优选地在可旋转支撑装置33中夹送辊相对的轴承位置区域中。在本实施例中沿横向于板带运动方向R流入铸造金属板带3的横向力，使板带在这些横向力的方向上运动。
图3图示式地示出了板带转向装置19的优选实施例。容纳夹送辊24、25的框架28以下述方式支撑：通过弯曲的、特别是弓形的导轨49，框架28可围绕竖轴50转动，且框架28相对于板带运动方向R的定向可通过旋转装置51设定，旋转装置51是由例如液压或机电启动装置、特别是具有联接机构的装置组成的。竖轴50代表旋转运动的瞬时中心。横向力或因此作用在金属板带上的有差异的板带张力可在这些横向力的方向上移动板带运动的方向。
板带转向装置19装配板带位置的测量装置35，例如光学的、电容性或感应的测量系统，其确定金属板带的板带边缘和/或板带中心的实际位置。确定的测量结果馈入控制装置，控制信号将从其发射到板带转向装置的各个致动器。
为了在板带低张力时也可充分实现板带居中，板带运动对中辅助设备46将定位在板带转向装置19的下游，机架18的上游或下游。板带运动对中辅助设备形成用于板带转向的定点，且当机架18关闭时，在板带运动中具有另外的稳定作用。在图1中，板带运动对中辅助设备46是作为三辊传动器进行图示式地示出，并示出在机架18的出口侧上，而在图2中，板带运动对中辅助设备46是作为机架18的入口侧的双辊传动器示出。
在发生在机架18(两辊、四辊或六辊轧机)中的热变形过程中，铸造金属板带3被轧制，在在线轧制操作从而形成具有预定板厚的热轧金属板带1的过程中，铸造金属板带的厚度减小50％以上。如果使用了多机架轧制系列，就有可能使厚度进一步减小，并因此减小最终的板厚。为了设定预定的、一致的轧制温度，可设置温度补偿带39，其由在机架18上游相连的温度补偿隧道炉或板带边缘加热器组成。在其离开机架18后，金属板带1在冷却段40经历受控的冷却，在对应所需卷重的位置利用横向切割飞剪分隔，且在板带卷取设备42中卷曲成卷4。
在启动操作中，利用例如起始流使第一块铸造金属板带以铸造速度穿过设备时，机架18的辊缝44将打开。利用横向切割飞剪将其实板带与铸造金属板带分离，且金属板带将送入板带卷曲设备，在此开始卷曲。即使在其开始弯曲时，板带张力也会逐渐积累，特别在板带转向装置19和板带运动对中辅助设备46之间，且同时或随后地，将设定预定的板带张力。随后地，机架的工作辊32、32’一起移动，以便于移到所需的辊缝44，且卷绕速度与机架中设定的变形程度相匹配。在此方式下，实现了设备稳定状态的操作。作为板带运动对中辅助设备46的替换，也可采用板带卷曲设备42或与其上游连接的进入传动器48以便产生板带张力。位于板带转向装置19和板带卷曲设备之间的每个传动器装配可实现此功能，并因此由本发明的保护范围所涵盖。

Claims (22)

1.用熔化金属(2)连续生产轧制金属板带(1)、特别是钢板的方法，其中在第一个生产步骤中，将熔化材料导入板带铸造装置(5)，板厚小于20mm、优选地在1mm-12mm之间的、并具有预定板宽的铸造金属板带(3)从板带铸造装置中移出，在随后的第二个生产步骤中，铸造的未切割金属板带将在至少一台机架(18)中轧制变形直到达到其最终板厚，金属板带是通过在机架上游安装的板带转向件定位在辊缝(44)中的，其特征在于，板带转向在机架上游1.0倍到10倍于板带宽度的距离处、优选在1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离处起作用或执行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在板带转向装置(19)和辊缝(44)之间的机架(18)上游区域，金属板带(3)保持2.0MPa和15MPa之间的板带张力，优选地在4.0MPa和8.0MPa之间。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，优选在接近板带转向作用于金属板带的位置，记录金属板带从预定板带运动方向的实际横向偏移，板带转向装置(19)的致动器的位置作为此参数的函数加以控制。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，金属板带(3)在板带转向装置(19)的上游区域保持板带预紧力。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，板带预紧力是通过在环地坑(16)中垂下的金属板带(3)自重而产生或设定。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，板带预紧力是通过在板带运动方向(R)相反方向作用的制动力而产生或设定。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，尤其是在机架(18)打开时，板带运动对中辅助设备(46)在轧制变形位置的上游或下游、离板带转向的作用位置距离为(B)的位置起作用，其中板带转向的作用位置对应1.0倍到10倍于板带宽度的距离，优选1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离。
8.一种连续生产轧制金属板带(1)、特别是钢板的设备，包括：板带铸造装置(5)，优选为双辊浇注机(6)，用于生产板厚小于20mm、优选地在1mm-12mm之间的铸造金属板带(3)，和至少一个用于在线轧制成型该铸造的未切割金属板带的下游机架(18)，以及一个设置在板带铸造装置(5)和机架(18)之间的板带转向装置(19)，其特征在于，板带转向装置(19)设置在机架(18)上游1.0倍到10.0倍于板带宽度的距离(A)处，优选为1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离处。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，板带转向装置(19)是由多辊传动器形成，优选为双辊传动器(27)。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，金属板带运送装置(26)设置在板带转向装置(19)中，其优选为多辊传动器的夹送辊(24、25)，并与调节和控制装置(34)相互作用，且通过其可在板带转向装置(19)和机架(18)或板带运动对中辅助设备(46)或板带运动线上另一个单元之间，将板带张力预设在2.0MPa和15MPa之间，优选预设在4.0MPa和8.0MPa之间。
11.根据权利要求8到10中的任一个所述的设备，其特征在于，板带转向装置(19)装配一个板带位置测量装置(35)，且金属板带运送装置(26)、优选为多辊传动器的夹送辊(24、25)，可设置在板带转向装置(19)中，至少一个金属板带运送装置(26)可旋转地支撑在可旋转支撑装置(33)中，这些运送装置与控制装置(34)相互作用来影响板带运动的方向(R)。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，板带转向装置(19)组成可转动支撑装置(33)，且后者可移动地支撑在优选弯曲的导轨(49)上，并与调节传动器(51)相连，调节传动器(51)优选地联接机构。
13.根据权利要求8到12中任一个所述的设备，其特征在于，板带转向装置(19)支撑在导轨(29)上，且用于板带转向装置(19)、设定与机架(18)距离的移动装置(30)设置在板带转向装置(19)和导轨(29)之间。
14.根据权利要求8到13中任一个所述的设备，其特征在于，用于在金属板带(3)中产生板带预紧力的装置(15)设置在板带铸造装置(5)和板带转向装置(19)之间。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，产生板带预紧力的装置(15)是由环地坑(16)形成。
16.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，产生板带预紧力的装置(15)由板带支撑装置(20)形成，其优选地为水平的并承受摩擦，特别是带有制动辊(22)的机架辊道(21)。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，板带支撑装置(20)的工作长度(L)至少1.5倍于板带宽度，优选地至少2.5倍于板带宽度。
18.根据权利要求8到17中任一个所述的设备，其特征在于，板带运动对中辅助设备(46)，优选为非转向双辊或三辊传动器，设置在机架(18)下游或板带转向装置(19)和机架(18)之间。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，板带转向装置(19)和板带运动对中辅助设备(46)相互设置有1.0倍到10.0倍于板带宽度的距离(D)，优选为1.5倍到5.0倍于板带宽度。
20.一种用于连续生产轧制金属板带(1)、特别是钢板的设备的启动方法，该设备包括：板带铸造装置(5)，其生产板厚小于20mm、优选地在1mm-12mm之间的铸造金属板带(3)，至少一个下游机架(18)，其用于在线轧制成形铸造的未切割金属板带，板带转向装置(19)，其设置在板带铸造装置和机架之间，用于影响机架上游金属板带的板带运动方向(R)，以及板带卷取装置(42)用于卷曲轧制的金属板带，其特征在于
离开板带铸造装置(5)的铸造金属板带(3)将通过该设备并大致以板带运动速度卷绕到板带卷取装置(42)中，板带运动速度对应于铸造速度，其中机架的辊缝(44)敞开，
受控的板带张力是在板带转向装置(19)与连接机架(18)上游的板带运动对中辅助设备(46)或连接机架(18)下游的板带运动对中辅助设备(46)之间、或与板带卷取装置(42)之间设定，
在机架上游的一定距离(A)处同时地或随后地将受控的板带转向施加到处于板带张力下的金属板带，
机架(18)的工作辊(32、32’)设定为对应最终板厚的辊缝，以及
辊速与铸造速度相匹配。
21.根据权利要求20所述的启动方法，其特征在于，机架上游的距离(A)对应1.0倍到10.0倍于铸造金属板带(3)的板带宽度的距离，优选地在1.5倍到5.0倍于板带宽度的距离。
22.根据权利要求20或21所述的启动方法，其特征在于，在板带转向装置(19)和板带卷取装置(42)或板带运动对中辅助设备(46)之间的受控的板带张力将保持在2.0MPa和15MPa之间的值，优选在4.0MPa和8.0MPa之间。
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