CN1714957B

CN1714957B - 一种不同金属材料的复合板、带的生产方法及设备

Info

Publication number: CN1714957B
Application number: CN 200410091388
Authority: CN
Inventors: 李铁铎; 李晓明; 李晓峰; 李冰
Original assignee: 李铁铎
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: CN1714957A

Abstract

本发明公开了一种不同金属材料的复合板、带的生产方法及设备。它涉及冶金工业的连铸、连轧技术。其特征是在同一部连铸机上，使用2-3台结晶器同时工作，实现不同金属材料单、双面复合板、带的连铸和连轧。结晶器是由上、下、左、右侧四条同步循环移动的钢带组成，当2-3台结晶器同时工作时，下冷却钢带和左、右侧冷却钢带为各结晶器公用的冷却钢带，在上冷却钢带机座架上安装可进行水平和垂直调节的装置。由结晶器拉出的复合板、带坯再经初轧机、剪切机、均热炉、精轧机、卷取机后生产出不同规格的复合板、带材。本发明可以生产各种不同规格的低碳钢与不锈钢、低碳钢与低合金钢、有色金属与有色金属的复合板、带材。其优点是实现了生产过程的连续化、自动化，节约了能源，降低了成本，保证了产品质量，从而给企业带来更大的经济效益。

Description

一种不同金属材料的复合板、带的生产方法及设备

技术领域

本发明提供了一种不同金属材料的复合板、带的生产方法及设备。属于冶金工业中连铸、连轧技术，适用于各种规格的不锈钢与低碳钢、低碳钢与低合金钢、有色金属与有色金属的热轧复合板、带的连铸连轧。

背景技术

由于不锈钢材料具有高强度、耐腐蚀和美丽光泽而被广泛应用于生产、生活的各个领域，而且市场需求不断增长。但是，不锈钢材料又因稀有金属原料镍、铬、钛的短缺而价格昂贵。因此它的生产制造和应用都受到很大的限制。为了解决这个矛盾，人们开始研究探索不锈钢与低碳钢的复合材料。下面介绍几种现有的生产方法和设备。

1、焊接轧制法：用不锈钢与低碳钢板各一块，将接触面清理干净合在一起，再把四周接触缝处焊合，然后经加热炉加热、轧制的方法。

2、堆焊法：将轧制的低碳钢板用不锈钢焊条或焊丝堆焊一定厚度，形成不锈钢焊层，再经加热炉加热、轧制的方法。

3、爆炸焊接法：把两块不同金属材料板块的接触面清理干净合在一起，加热后用特殊爆炸工艺使其焊合后经加热炉加热、轧制的方法。

4、离心浇铸法：把低碳钢水铸入离心机，待其冷却后处于固熔状态时，再将不锈钢水铸入离心机内圈，待其凝固成环型复合板、带坯后，取出矫直、加热、轧制的方法。

原有技术的缺点：工艺流程间断、操作复杂，难以实现连续化、自动化和规模化生产，生产效率低，成本高，手工操作多，难以保证产品质量。

发明内容：

为了克服原有技术的缺点，本发明的目的在于采用一部连铸机，使用3台结晶器连铸成复合板、带坯，不需要二次水冷，在高温状态下直接送入初轧机、精轧机轧制成材的工艺方法及设备。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的，一种不同金属材料的复合板、带的生产方法，是将两种不同金属材料熔化成金属液，分别浇铸在一部由3台结晶器A、B、C组成的连铸机上，连铸成复合板、带坯，其中：结晶器A浇铸复合层金属液、结晶器B浇铸基层金属液、结晶器C浇铸复合层金属液，结晶后复合板、带坯从连铸机中拉出，经初轧机36初轧后送入均热炉41，再通过精轧机43直接轧制成复合板、带材的生产方法；具体工艺是由一台完成低碳钢板、带坯浇铸的结晶器B和另外两台完成不锈钢板、带坯浇铸的结晶器A、C，即上冷却钢带1、下冷却钢带10、左、右侧冷却钢带19四条冷却钢带组成的同步、循环、移动式结晶器连续作业的方法，具体工艺流程：结晶器A浇铸复合层金属液→结晶器B浇铸基层金属液→结晶器C浇铸复合层金属液→初轧机36→带坯剪切机37→磁辊道38→坯头取出机39→炉前夹送辊40→均热炉41→轧前夹送辊42→精轧机43→轧后夹送辊44→成品剪切机45→冷床前夹送辊46→磁辊冷床47→喷淋装置48→冷床后夹送辊49→矫直机50→成品夹送辊51→卷取机52。复合板、带坯从连铸机拉出后，不用二次水冷，在高温状态下直接进入初轧机36连轧。在同一部连铸机上可以同时使用3台结晶器工作，使用3台结晶器A、B、C工作，可以实现不同金属材料的双面复合。

一种不同金属材料复合板、带坯连铸设备，它是由3台同步、循环移动式钢带结晶器A、B、C组成的一部连铸机，其中：上冷却钢带1环绕在驱动辊3、从动辊2、张紧辊4上；下冷却钢带10环绕在下冷却钢带驱动辊12、下冷却钢带从动辊11、下冷却钢带张紧辊13上；左、右侧冷却钢带19环绕在左、右侧冷却钢带驱动辊21、左、右侧冷却钢带从动辊20、左、右侧冷却钢带张紧辊22上。

在3台结晶器A、B、C的上冷却钢带1、下冷却钢带10的冷却面外侧，安装支撑磁辊8，在支撑磁辊8之间安装冷却水箱9，冷却水箱9内侧加工密布小孔，外侧与高压水管相通；在左、右侧冷却钢带19冷却面外侧，安装侧冷却钢带支撑磁辊14，在侧冷却钢带支撑磁辊14之间安装侧冷却水箱15，侧冷却水箱15内侧加工密布小孔，外侧与高压水管相通，高压水注入冷却水箱9、侧冷却水箱15后，从内侧密布小孔溢出形成水膜，水膜接触移动的钢带，起到了冷却、润滑和支撑钢带的作用。

在3台结晶器A、B、C中，上冷却钢带1和下冷却钢带10上安装干燥器7、涂层器6、清理器5；左、右侧冷却钢带19上安装侧冷却钢带清理器16、侧冷却钢带涂层器17、侧冷却钢带干燥器18。它们的作用是清理移动钢带上残留杂质，并涂上耐热涂层经干燥后再用。上冷却钢带机座架23上的从动辊2、驱动辊3、张紧辊4上安装可进行水平调节的调节丝杠25。在上冷却钢带机座架23上安装的轴承座24下面安装可进行垂直方向调节的楔铁装置26，可以随时调节上、下冷却钢带的间隙。

连铸机和轧钢机两部分各设一套独立控制系统，两套控制系统即能独立调控，又能相互转换，调控的原则是以结晶器B的最佳复合温度、出坯温度和带坯拉速为准，结晶器A、C服从于结晶器B，精轧机服从于初轧机，初轧机服从于结晶器C，均热炉调温速度服从于初轧机轧制速度，当连铸部分与轧钢部分的速度、温度调整一致时，可用轧钢控制系统控制全工艺过程。

本发明的优点：

1、由于简化了工艺流程、缩短了生产周期、实现了生产过程的连续化和自动化，因此减少了生产流动资金占用、加速了企业资金的周转，从而给企业带来更大的经济效益。

2、由于本发明生产过程的连续，铸坯过程又无二次水冷，钢水的热能得到了充分的利用，节约了能源，降低了生产成本。同时免去坯料重复切头和多次加热造成的氧化损耗，从而提高了金属收得率。

3、由于简化了生产流程，减少了设备投入，厂房、场地的占用面积明显减少，因此节约了建设投资，缩短了建厂周期。

4、实现了结晶器冷却面与铸坯间的同步移动，克服了固定式结晶器铸坯与冷却面产生摩擦阻力的缺陷，不仅可以将结晶器设计加长，还能省去了复杂的振动装置和引锭装置，同时延长了结晶器的使用寿命。

5、由于结晶器的冷却面与铸坯没有摩擦阻力，所以提高了铸坯的拉速，通常拉速为12-20米/分，使用该结晶器最高拉速可以达到40米/分，从而提高了生产效率，降低了生产成本。

6、冷却面外侧安装多组冷却水箱，高压水通过水箱中的密布的小孔形成水膜，水膜与移动的钢带接触，使钢带和铸坯及时得到充分的冷却，钢水冷却快，金属组织晶粒细化，偏析现象减少，从而可提高产品质量。

7、由于上冷却钢带机座架在垂直方向可以调节，随时改变上、下冷却钢带的问隙，从而改变复合板、带坯的的规格。

8、由于设计的左、右侧冷却钢带是同步移动，可以施加一定压力，防止钢水结晶前侧向溢出，侧封效果好，从而减少了设备事故，确保了设备正常运行。

9、在使用3台结晶器时，下冷却钢带、左、右侧冷却钢带均为各结晶器公用的冷却钢带，可以减少设备配置，又能实现各结晶器同步移动，节省了设备投资，保证了产品质量。

附图说明：

图1-a、1-b、1-c本发明生产工艺流程示意图

图2：结晶器结构主视图

图3：结晶器结构俯视图

图4：结晶器上冷却钢带调节装置示意图

图中：1、上冷却钢带 2、从动辊 3、驱动辊 4、张紧辊 5、清理器 6、涂层器 7、干燥器 8、支撑磁辊 9、冷却水箱 10、下冷却钢带 11、下冷却钢带从动辊 12、下冷却钢带驱动辊 13、下冷却钢带张紧辊 14、侧支撑磁辊 15、侧冷却水箱 16、侧冷却钢带清理器 17、侧冷却钢带涂层器 18、侧冷却钢带干燥器 19、左、右侧冷却钢带 20、左、右侧冷却钢带从动辊 21、左、右侧冷却钢带驱动辊 22、左、右侧冷却钢带张紧辊 23、上冷却钢带机座架 24、轴承座 25、调节丝杠 26、楔铁装置 27、不锈钢水 28、不锈钢水中间包 29、不锈钢水浇铸槽 30、低碳钢水 31、低碳钢水中间包 32、低碳钢水浇铸槽 33、结晶器C不锈钢水 34、结晶器C中间包 35、结晶器C浇铸槽 36、初轧机 37、带坯剪切机 38、磁辊道 39、坯头取出机 40、炉前夹送辊 41、均热炉 42、轧前夹送辊 43、精轧机 44、轧后夹送辊 45、成品剪切机 46、冷床前夹送辊 47、磁辊冷床 48、喷淋装置 49、冷床后夹送辊 50、矫直机 51、成品夹送辊 52、卷取机。

结合附图说明如下：结晶器A前端设置储存不锈钢水27的不锈钢水中间包28、不锈钢水浇铸槽29，结晶器B前端设置储存低碳钢水30的低碳钢水中间包31、低碳钢水浇铸槽32，结晶器C前端设置储存结晶器C不锈钢水33的结晶器C中间包34、结晶器C浇铸槽35。结晶器(A、B、C)是由环绕在驱动辊3、从动辊2、张紧辊4上的上冷却钢带1、下冷却钢带10、左、右侧冷却钢带19组成。在上冷却钢带1、下冷却钢带10的冷却面外侧安装支撑磁辊8，支撑磁辊8之间安装内侧加工密布小孔、外侧与高压水管连通的冷却水箱9。上冷却钢带1上安装干燥器7、清理器5、涂层器6。下冷却钢带10上安装冷却钢带从动辊11、下冷却钢带驱动辊12、下冷却钢带张紧辊13。左、右侧冷却钢带19环绕在左、右侧冷却钢带从动辊20、左、右侧冷却钢带驱动辊21、左、右侧冷却钢带张紧辊22上。在左、右侧冷却钢带19上安装侧冷却钢带清理器16、侧冷却钢带涂层器17、侧冷却钢带干燥器18。在左、右侧冷却钢带19冷却面的外侧安装侧支撑磁辊14，侧支撑磁辊14之间安装内侧加工密布小孔外侧与高压水管连通的侧冷却水箱15。在上冷却钢带机座架23上安装轴承座24，下面安装可进行垂直方向调节的楔铁装置26，在上冷却钢带机座架23上的从动辊2、驱动辊3、张紧辊4上安装可进行水平调节的调节丝杠25。复合板带、坯从结晶器C拉出后进入初轧机36→带坯剪切机37→磁辊道38→坯头取出机39→炉前夹送辊40→均热炉41→轧前夹送辊42→精轧机43→轧后夹送辊44→成品剪切机45→冷床前夹送辊46→磁辊冷床47→喷淋装置48→冷床后夹送辊49→矫直机50→成品夹送辊51→卷取机52。

具体实施方式

以生产不锈钢双面复合板、带材工艺流程为例，见图1-a、图1-b、图1-c不锈钢水27通过不锈钢水中间包28和不锈钢水浇铸槽29注入结晶器A，不锈钢水随结晶器A移动逐渐冷却成不锈钢带坯，然后低碳钢水30通过低碳钢水中间包31和低碳钢水浇铸槽32注入结晶器B，低碳钢水随结晶器B移动复合在不锈钢带坯上，随后结晶器C不锈钢水33通过结晶器C中间包34和结晶器C浇铸槽35注入结晶器C，随着结晶器C的移动，不锈钢水33复合在碳钢带坯上。双面复合板、带坯从连铸机中拉出，不加二次水冷直接进入初轧机36，经带坯剪切机37、磁辊道38后进行探伤检测，发现有局部缺陷，由带坯剪切机37切断后由切头取出机39取走，再经炉前夹送辊40送入均热炉41，带坯在均热炉内稍作热量补充和均热，再经轧前夹送辊42送入精轧机43，精轧后的复合板、带经成品剪切机45和冷床前夹送辊46送入磁辊冷床47，由喷淋装置48冷却，由冷床后夹送辊49送入矫直机50，再经成品夹送辊51送入卷取机52。

本发明的工艺方法和设备可以生产各种不同材料的双面复合板、带，如低碳钢与低合金钢、不锈钢与低合金钢、有色金属与有色金属的复合板、带材。

Claims

1.一种不同金属材料复合板、带的生产方法，其特征是将两种不同金属材料熔化成金属液，分别浇铸在一部由3台结晶器A、B、C组成的连铸机上，连铸成复合板、带坯，其中：结晶器A浇铸复合层金属液、结晶器B浇铸基层金属液、结晶器C浇铸复合层金属液，结晶后复合板、带坯从连铸机中拉出，经初轧机(36)初轧后送入均热炉(41)，再通过精轧机(43)直接轧制成复合板、带材的生产方法；具体工艺是由一台完成低碳钢板、带坯浇铸的结晶器B和另外两台完成不锈钢板、带坯浇铸的结晶器A、C，即上冷却钢带(1)、下冷却钢带(10)、左、右侧冷却钢带(19)四条冷却钢带组成的同步、循环、移动式结晶器连续作业的方法，具体工艺流程：结晶器A浇铸复合层金属液→结晶器B浇铸基层金属液→结晶器C浇铸复合层金属液→初轧机(36)→带坯剪切机(37)→磁辊道(38)→坯头取出机(39)→炉前夹送辊(40)→均热炉(41)→轧前夹送辊(42)→精轧机(43)→轧后夹送辊(44)→成品剪切机(45)→冷床前夹送辊(46)→磁辊冷床(47)→喷淋装置(48)→冷床后夹送辊(49)→矫直机(50)→成品夹送辊(51)→卷取机(52)。

2.根据权利要求1所述的一种不同金属材料复合板、带的生产方法，其特征是所述的复合板、带坯从连铸机拉出后，不需要二次水冷却，而是在高温状态下直接送入初轧机(36)进行初轧，从而实现复合板、带坯在线连铸、连轧。

3.根据权利要求1所述的一种不同金属材料复合板、带的生产方法，其特征是所述的连铸机和轧钢机两部分各设一套独立控制系统，两套控制系统既能独立调控，又能相互转换，调控的原则是以结晶器B的最佳复合温度、出坯温度和带坯拉速为准，结晶器A、C服从于结晶器B，精轧机服从于初轧机，初轧机服从于结晶器C，均热炉调温速度服从初轧机轧制速度，当连铸部分与轧钢部分的速度、温度调整一致时，可用轧钢控制系统控制全工艺流程。

4.一种不同金属材料复合板、带坯连铸机，其特征是由3台同步、循环移动式钢带结晶器A、B、C组成，其中：上冷却钢带(1)环绕在驱动辊(3)、从动辊(2)、张紧辊(4)上；下冷却钢带(10)环绕在下冷却钢带驱动辊(12)、下冷却钢带从动辊(11)、下冷却钢带张紧辊(13)上；左、右侧冷却钢带(19)环绕在左、右侧冷却钢带驱动辊(21)、左、右侧冷却钢带从动辊(20)、左、右侧冷却钢带张紧辊(22)上。

5.根据权利要求4所述一种不同金属材料复合板、带坯连铸机，其特征在于3台结晶器A、B、C的上冷却钢带(1)、下冷却钢带(10)的冷却面外侧，安装支撑磁辊(8)，在支撑磁辊(8)之间安装冷却水箱(9)，冷却水箱(9)内侧加工密布小孔，外侧与高压水管相通；在左、右侧冷却钢带(19)冷却面外侧，安装侧冷却钢带支撑磁辊(14)，在侧冷却钢带支撑磁辊(14)之间安装侧冷却水箱(15)，侧冷却水箱(15)内侧加工密布小孔，外侧与高压水管相通。

6.根据权利要求4所述一种不同金属材料复合板、带坯连铸机，其特征是3台结晶器A、B、C的上冷却钢带(1)和下冷却钢带(10)上安装干燥器(7)、涂层器(6)、清理器(5)。

7.根据权利要求4所述一种不同金属材料复合板、带坯连铸机，其特征是3台结晶器A、B、C的左、右侧冷却钢带(19)上安装侧冷却钢带清理器(16)、侧冷却钢带涂层器(17)、侧冷却钢带干燥器(18)。

8.根据权利要求4所述一种不同金属材料复合板、带坯连铸机，其特征是3台结晶器A、B、C的上冷却钢带机座架(23)上安装的轴承座(24)下面，均安装可进行垂直方向调整的楔铁装置(26)。