CN1726104A - 二辊式带材铸造工序中带材启动过程的方法 - Google Patents

二辊式带材铸造工序中带材启动过程的方法 Download PDF

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Abstract

这里公开的是一种用于拉动由二辊式带材铸造装置最初铸造的带材的方法。该方法包括：保持辊缝的辊缝保持步骤；铸造启动步骤，在该步骤，塞棒从中间包孔脱离以便熔融金属被浇注入轧辊之间的间隙，并且如果塞棒的位置高于熔融金属的实际浇注位置，那么轧辊以与每个轧辊的最初开始速度v0相同的速度转动；铸造速度加速步骤，在该步骤，当熔融金属被凝固至前导带材并且经过轧辊之间时检测轧辊斥力，并且如果轧辊斥力达到负载极限，加速铸造速度；和正常控制步骤，在该步骤，对铸造速度进行检测，并且如果铸造速度达到目标值，即正常铸造速度，那么将铸造速度保持在该正常铸造速度。

Description

二辊式带材铸造工序中带材启动过程的方法
技术领域
本发明涉及一种用于拉动由二辊式带材铸造装置最初铸造的带材的方法，更具体地说，涉及一种用于拉动由二辊式带材铸造装置最初铸造的带材的方法，当带材铸造工序启动时其能安全地将由二辊式带材铸造装置所铸造的带材拉到卷取机，从而不仅安全地进行铸造工序，而且还安全地进行卷取工序，其中利用上述二辊式带材铸造装置直接由熔融金属铸造成带材。
背景技术
本领域的技术人员所公知，保持在规定温度的熔融金属在二辊式带材铸造装置的旋转轧辊之间穿过，以便制造出具有用户期望厚度的带材。在铸造这种预期厚度带材的情况下，精确地控制限定于二辊式带材铸造装置的轧辊之间的缝隙是非常重要的。而且，安全地将铸造带材拉动至卷取机也是非常重要的。
图1是示出常规二辊式带材铸造装置中的带材铸造工序的示意图。如图1所示，带材铸造工序从限定于二辊式带材铸造装置的两轧辊之间的熔融金属接收间隙7开始进行，这两个轧辊沿相反方向旋转，比如固定轧辊1和可动轧辊2。当塞棒5被向上移动以致塞棒5从中间包3的中间包孔6脱离时，熔融金属从中间包3通过中间包孔6和喷嘴4供应至限定于固定轧辊1和可动轧辊2之间的熔融金属接收间隙7。供应至熔融金属接收间隙7的熔融金属在轧辊1和2之间在0.2秒内凝固。对凝固的金属进行轧制以便形成带材10，其经由排出线路11被卷取到卷取机12上。熔融金属的高度由用于检测熔融金属高度的高度检测传感器8进行检测。通常认为，在带材铸造工序启动之后熔融金属的高度立即达到目标值。
根据用于拉动由二辊式带材铸造装置最初铸造的带材的常规方法，已经在二辊式带材铸造装置的轧辊之间穿过的带材经过排出线路11被拉动。当带材铸造工序启动时，塞棒5被向上移动以致塞棒5从中间包3的中间包孔6脱离。因此，熔融金属从中间包3供应至熔融金属接收间隙7。此时，熔融金属的第一部分在轧辊1和2之间经过同时凝固。随后，跟随着熔融金属的第一凝固部分之后的凝固带材10在轧辊1和2之间被连续地轧制，沿着排出线路11被拉动，并且被卷取到卷取机12上。
然而，在拉动最初铸造带材的常规方法中，不能精确地设置拉动的定时。当如上所述熔融金属的凝固转变过程不稳定的情况下，所有后续正常操作就有可能不能进行。尤其是当最初凝固过程中出现带材的过度凝固时，轧辊可能会被损坏。另一方面，当带材没有适当地凝固时，带材可能会破裂，或者熔融金属会向外流，这会导致操作的中止。而且，当上述过程没有顺利地进行的情况下，前导带材可能会由于高温的熔融金属而被熔化。
在启动带材铸造工序时进行的拉动最初铸造带材的工序是非常重要的，并且因此愈加需要一种有效地进行上述工序的方法。
发明内容
因此，考虑到以上问题研制出本发明，并且本发明的目的是提供一种拉动由二辊式带材铸造装置最初铸造的带材的方法，该方法考虑到每个轧辊的开始速度、前导带材在轧辊之间经过时的轧辊斥力以及铸造速度，当带材铸造工序启动时能将凝固于设置在辊距之上的前导带材的最初带材安全地拉动至卷取机。
根据本发明，以上和其它目标能通过提供一种拉动由二辊式带材铸造装置最初铸造的带材的方法而实现，该方法包括：辊缝保持步骤，在该步骤，保持辊缝以便置于辊距之上长度为l0的前导带材不会落入轧辊之间；铸造启动步骤，在该步骤，塞棒从中间包的中间包孔脱离以便熔融金属被浇注入轧辊之间的间隙，并且如果塞棒的位置高于熔融金属的实际浇注位置(标准位置，rod-offset)，那么轧辊以与每个轧辊的最初开始速度v0相同的速度转动；铸造速度加速步骤，在该步骤，当熔融金属被凝固至前导带材并且经过轧辊之间时检测轧辊斥力(轧制力)，并且如果轧辊斥力达到负载极限，加速铸造速度；和正常控制步骤，在该步骤，对铸造速度进行检测，并且如果铸造速度达到目标值，即正常铸造速度，那么将铸造速度保持在该正常铸造速度。
优选地，铸造速度加速步骤包括轧制力控制步骤，在该轧制力控制步骤中，如果轧辊斥力(轧制力)达到负载极限，则对轧制力进行控制。
优选地，前导带材的长度l0设置为使得在前导带材完全穿过辊距之前完成最初凝固，并且最初开始速度v0被预先设置为满足以下等式：v0＝l0/Δt(Δt：从启动铸造工序的时刻至轧辊斥力达到负载极限的时刻之间的时间间隔)。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本发明的以上和其它目标、特征和其它优点将会更加清楚地得到理解，其中：
图1是示出常规二辊式带材铸造装置的带材铸造工序的示意图；
图2是示出设置在根据本发明优选实施例的二辊式带材铸造装置中的前导带材的示意图；
图3是示出在根据本发明的带材铸造工序启动时重要数据的例子的曲线图；和
图4是示出根据本发明最初铸造带材的拉动工序的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图详细地描述本发明的优选实施例。
图2是示出设置在根据本发明优选实施例的二辊式带材铸造装置中的前导带材的示意图。如图2所示，前导带材20位于轧辊1和2之间。特别地，前导带材20在轧辊之间以规定长度l0和规定角度θ与轧辊相接触。当熔融金属从中间包3通过喷嘴4供应至限定于轧辊1和2之间的熔融金属接收间隙7时，熔融金属在数秒钟内在前导带材20和轧辊1、2之间凝固，并且随后被轧制。此时，凝固金属附加到前导带材20，并且随后沿着前导带材20在轧辊之间经过从而铸造出带材10。铸造带材10引起了轧辊斥力(轧制力)。借助于设置在轧辊后面的测力传感器(未示出)对轧辊斥力进行检测。
在带材铸造工序启动之前，厚度相当于轧辊1和2之间缝隙的薄钢板布置为从轧辊1和2直至卷取机12。在启动带材铸造工序时，钢板用来将附加到前导带材20的凝固金属导向至卷取机12。此时，优选地，前导带材20的厚度很小，如果可能的话。这是因为当附加到小厚度前导带材的凝固金属在轧辊1和2之间经过时，较小的负载作用至轧辊。然而，应当说明的是，如果钢板的厚度太小，熔融金属可能会将钢板熔融。熔融金属所附加到的前导带材20设有多个小孔。从而，当熔融金属附加到前导带材20时，熔融金属能快速凝固。
图3是示出在根据本发明带材铸造工序启动时重要数据的例子的曲线图。具体地，图3a是示出塞棒5位置和熔融金属高度的曲线图，图3b是示出轧辊斥力RSF大小的曲线图，图3c是示出带材铸造速度的曲线图，图3d是示出辊缝变化的曲线图。
现在参考图3描述带材拉动工序。带材拉动工序包括铸造预备步骤、铸造启动步骤、轧制力控制步骤、厚度控制步骤和正常控制步骤(normal control step)。在铸造预备步骤，完成铸造的所有准备。具体地，进行轧辊1和2之间的位置控制g0从而保持规定的辊缝。在这种情况下，在辊缝保持为规定间隙的同时进行位置控制以便前导带材20不会落入轧辊1和2之间。假定前导带材20在辊距之上的长度为l0，就要求设置前导带材的长度使得在具有前述长度的前导带材完全穿过辊距之前完成最初凝固。如图3a至3d所示，塞棒5啮合在中间包3的中间包孔6中，并且熔融金属的高度在铸造预备步骤中为0。而且，轧辊斥力为0，并且因为轧辊没有转动铸造速度也为0mpm。
在铸造启动步骤，塞棒5从中间包3的中间包孔6脱离，并且因此存储在中间包3中的熔融金属被供应至轧辊之间的间隙。如图3a所示，由于塞棒5在铸造启动步骤中从中间包3的中间包孔6脱离，塞棒5的位置升高。而且，熔融金属的高度也被逐渐地增大。此时，进行位置控制以便保持规定的辊缝，如图3d所示。由于如图3c所示铸造速度为0，因此轧辊没有被转动。轧制力逐渐地增加。
随后，判断是否塞棒5的位置高于在塞棒5从中间包3的中间包孔6脱离之后倾倒熔融金属的位置(标准位置)r0。从塞棒5的位置高于r0的时刻t1开始，轧辊以规定的速度、即每个轧辊的最初开始速度v0、被转动(参考图3c)。标准位置是当塞棒从塞棒5完全啮合在中间包3的中间包孔6的位置逼近最大值rmax的时候塞棒5实际上从中间包3的中间包孔6脱离时塞棒的高度。换言之，塞棒5被足以防止熔融金属从中间包3流出的强力牢固地啮合在中间包3的中间包孔6中。于是，塞棒5被机械地弯曲。因此，中间包3的中间包孔被封闭直到当塞棒5从中间包3的中间包孔6脱离时塞棒5的弯曲现象才消失。
当塞棒5的位置高于r0时，预先置于轧辊1和2之间的前导带材20被向下移动，其移动速度与每个轧辊的转速相同。此时，轧制力逐渐增大。必须保持铸造速度和辊缝以便能在长度为l0的前导带材完全穿过辊距之前完成最初凝固，因为前导带材20在辊距之上的长度为l0。
随后，从中间包3排出的熔融金属在轧辊之间凝固同时被附加到前导带材20、经过在轧辊之间、并且随后被向下移动。凝固金属被形成为带材的形状。带材和前导带材20一起在轧辊之间经过。此时，引起了轧辊斥力(轧制力)RSF。判断轧辊斥力是否大于负载极限f0。
在如图3b所示轧辊斥力大于负载极限f0的时刻t2，从铸造启动步骤转换至轧制力控制步骤。假定从塞棒5的位置高于r0的时刻t1到轧辊斥力大于负载极限f0的时刻t2的时间间隔为Δt，则v0由下述等式表示：v0＝l0/Δt。要求预先计算v0并且将其设置为满足上述条件。在轧制力控制步骤，轧制力被控制在规定值以便有效地防止由于过度凝固所导致对轧辊的损坏。同时，以预定的加速度加速每个轧辊的转动，如图3c所示。如图3b所示，轧制力在前导带材20与熔融金属一起凝固的时刻最大化。当熔融金属被排出一定程度时塞棒5的位置被保持在标准值。
在轧制力控制步骤持续地保持轧制力控制。当如图3c所示铸造速度达到目标值、即标准铸造速度Vtaget时(t3时刻)，轧制力控制步骤被转换到厚度控制步骤。在厚度控制步骤，控制轧制力RSF与铸造速度的比率。具体地，基于厚度控制之上均匀地保持厚度。同时，基于铸造速度的改变，均匀地保持轧制力。在厚度控制步骤，带材厚度逐渐地变化至最终目标厚度gn，如图3d所示。当带材厚度达到最终目标厚度gn(时刻t4)并且通常控制熔融金属的高度时，轧制控制步骤被转换至正常控制步骤。在正常控制步骤，对厚度与每个轧辊偏心率的偏差进行补偿，这超出了本发明的范围，因此没有给出对此的详细描述。
如上所述，在带材铸造工序之前将前导带材置于轧辊之间，当带材铸造工序启动时最初从中间包3排出的熔融金属被凝固同时被附加到前导带材，并且随之的铸造带材被连续地拉至卷取机。这样，由二辊式带材铸造装置制造的带材从辊距被拉至卷取机12。从以上描述中能看出，利用前导带材的铸造启动控制是非常重要的工序，因为如果没有正确地进行铸造启动控制那么整个带材铸造工序就会失败。
本发明提供了一种拉动带材的方法，其能成功地完成上述工序。如上所详述，熔融金属在带材铸造工序的早期被稳定地凝固并且附加到前导带材，并且随后被安全且稳固地拉至卷取机12。
图4是示出根据本发明的最初铸造带材的拉动工序的流程图。如图4所示，进行最初辊缝g0的位置控制，并且在铸造预备步骤(S41)保持前导带材在辊距之上的长度l0。在这个步骤，塞棒5啮合在中间包3的中间包孔6中。
在铸造启动步骤(S42)，塞棒5从中间包3的中间包孔6中脱离。由于塞棒5从中间包3的中间包孔6中脱离，存储在中间包3中的熔融金属被供应至轧辊之间的间隙。此时，保持辊缝g0，并且轧辊没有被转动。判断是否塞棒5的位置高于当塞棒5从中间包3的中间包孔6中脱离时熔融金属被排出之处的位置r0(S43)。当塞棒5的位置r高于r0时，轧辊以最初开始速度v0被转动(S44)。轧辊被转动时，位于轧辊之间的前导带材与每个轧辊的旋转速度v0同速地向下缓慢移动。此时，要求创建条件以便在前导带材的长度l0完全穿过辊距之前完成最初凝固。
在进行带材铸造工序时，对轧制力f进行测量，并且判断是否轧制力大于负载极限f0(S45)。当轧制力f大于负载极限f0时，将铸造启动步骤转换至轧制力控制步骤，并且加速铸造速度(S46)。在上述轧制力控制步骤对轧制力进行控制从而防止由于过度凝固所导致对轧辊的损坏。
随着铸造速度逐渐增大，判断是否铸造速度v达到目标值、即标准铸造速度Vtarget(S47)。当在上述步骤(S47)判断铸造速度v达到Vtarget时，将轧制力控制步骤转换到厚度控制步骤，并且控制辊距(S48)。通过辊距控制均匀地保持带材厚度。同时，控制轧制力与铸造速度的比率以便基于铸造速度的改变，均匀地保持轧制力。
随后，判断辊距是否达到最终目标厚度gn(S49)。当辊距达到最终目标厚度gn时，将厚度控制步骤被转换至进行正常操作的正常操作步骤。在正常操作步骤，进行轧辊偏心率的控制以便对厚度偏差进行补偿。
通过上述过程，由二辊式带材铸造装置铸造的带材能从辊距安全地拉动至卷取机。当前导带材置于辊距之上并且铸造带材被拉动至卷取机的情况下，基于各种条件，比如塞棒位置、铸造速度、轧制力和辊缝精确地控制工序，以便在铸造工序中带材能无差错地安全拉动。
以上结合附图对本发明优选实施例的详细描述仅仅是为了举例。因此，本发明的保护范围并不限于上述详细实施例，而是由所附的权利要求限定。
工业实用性
从上述描述中很明显，本发明提供了一种在带材铸造工序启动时用前导带材将最初铸造带材安全地拉动至卷取机的方法，从而不仅安全地进行了铸造工序，还安全地进行了后续工序。
此外，在轧辊转动的同时浇注熔融金属，从而没有过度的负载作用至轧辊。而且，大多数功能是基于算法之上进行的，从而经济地进行了带材拉动工序。
尽管为了示例的目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域的普通技术人员能理解到，在不偏离本发明如所附权利要求所公开的范围和精神之下，各种变型、增加和替换都是可能的。

Claims (4)

1.一种拉动由二辊式带材铸造装置最初铸造的带材的方法，包括：
辊缝保持步骤，在该步骤，保持辊缝以便置于辊距之上长度为l0的前导带材不会落入轧辊之间；
铸造启动步骤，在该步骤，塞棒从中间包的中间包孔脱离以便熔融金属被浇注入轧辊之间的间隙，并且如果塞棒的位置高于熔融金属的实际浇注位置(标准位置)，那么轧辊以与每个轧辊的最初开始速度v0相同的速度转动；
铸造速度加速步骤，在该步骤，当熔融金属被凝固至前导带材并且经过轧辊之间时检测轧辊斥力(轧制力)，并且如果轧辊斥力达到负载极限，加速铸造速度；和
正常控制步骤，在该步骤，对铸造速度进行检测，并且如果铸造速度达到目标值，即正常铸造速度，那么将铸造速度保持在该正常铸造速度。
2.如权利要求1所述的方法，其中前导带材的长度l0设置为使得在前导带材完全穿过辊距之前完成最初凝固。
3.如权利要求1所述的方法，其中铸造速度加速步骤包括轧制力控制步骤，在该轧制力控制步骤中，如果轧辊斥力(轧制力)达到负载极限，则对轧制力进行控制。
4.如权利要求1所述的方法，其中最初开始速度v0被预先设置为满足以下等式：v0＝l0/Δt(Δt：从启动铸造工序的时刻至轧辊斥力达到负载极限的时刻之间的时间间隔)。
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