CN1923388A

CN1923388A - 一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧设备及生产方法

Info

Publication number: CN1923388A
Application number: CN 200510093623
Authority: CN
Inventors: 李铁铎; 李晓明; 李晓峰; 李冰
Original assignee: 李铁铎
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: CN100404150C

Abstract

本发明涉及一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧设备及生产方法。它属于冶金工业中连铸、连轧技术领域。其特征是由三部分设备组成：即板带坯处理设备、喷铸复合设备、连续轧制设备。其生产工艺是低碳钢板带坯，经矫直、接头、除鳞、清理、压纹处理后，再送入喷复合设备，先由上喷铸器组完成上面喷铸复合，经换向张紧装置将板带坯翻转180°使上、下面转换，再由下喷铸器组完成另一面喷铸复合，随后板带坯送入冷轧机组精轧成材，成品板带坯经表面处理后送入卷取机包装。本发明适用生产不锈钢与低碳钢、低碳钢与低合金钢、有色金属与有色金属的单、双面复合板带。优点是：工艺流程短，设备投资少，容易实现连续化、规模化和自动化生产，产品质量高，本发明非常适合中小型板带生产厂技术改造和产品升级。

Description

一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧设备及生产方法

技术领域

本发明涉及一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧设备及生产方法，它属于冶金工业中连铸、连轧技术领域。本发明适用于各种规格不锈钢与低碳钢、低碳钢与低合金钢、有色金属与有色金属的双面和单面复合板带坯生产。

背景技术

在冶金行业不锈钢复合材料生产中，连铸机是非常重要的设备，它的工作原理及结构特点不仅决定了工艺流程的长短和建厂投资，还直接影响着投产后的生产成本和产品质量。原有不锈钢复合板带的生产设备及工艺方法大体有以下几种类型；

1、焊接轧制法：将接触面清理干净的不锈钢板和低碳钢板各一块合在一起，再把四周接触缝处焊合，然后经加热炉加热再轧制的方法，或将低碳钢板用不锈钢焊条、焊丝堆焊一定厚度，再经加热炉加热后轧制的方法。

2、爆炸焊接法：即把两块不同金属板块的接触面清理干净合在一起，加热后放在特制装置内，采用爆炸工艺方法将接触面焊合，再经加热炉加热后轧制的方法。

3、离心浇铸法：即把低碳钢水先注入离心浇铸机，待其冷却成固熔状态时，再将不锈钢水注入离心浇铸机内圈，完全凝固成环状复合板带坯时取出，经矫直机矫直后送入加热炉加热再轧制的方法。

4、连铸、连轧法：该方法即本人2004年11月25日申请的发明专利，“一种不同金属材料的复合板带的生产方法及设备”。申请号：200410091388.7。本方法是通过3个由四条同步循环移动钢带组成的结晶器A、B、C的连续工作来实现的，将不锈钢水先注入结晶器A，不锈钢水随冷却钢带向下移动冷却，待其成固熔状态时再把低碳钢水注入结晶器B，低碳钢水随冷却钢带继续向下移动冷却，待其成固熔状态时再把不锈钢水注入结晶器C，不锈钢水随冷却钢带继续向下移动，最后冷却成双面复合板带坯，然后将其送入初轧机和精轧机轧制的工艺方法。这种方法虽然实现了连续化、自动化和规模化生产，但这种方法尚存在工艺复杂、产品质量难以控制，下冷却钢带过长、冷却钢带技术要求高、结晶器侧封闭技术复杂的缺点。

发明内容

为了克服原有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种以低碳钢板带坯为基材，经过矫直、接头、除鳞、清理一系列表面处理后，再送入一部由6台喷铸器组成的分上、下两层作业的喷铸器，采用分层喷铸的工艺方法生产出不锈钢复合板带坯，然后将复合板带坯送入加热炉加热后，再由精轧机组直接轧制成材，经过冷却、矫直、剪切定尺一系列处理，再送入卷取机包装成卷。

本发明是通过以下措施实现的，一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧设备，其特征是由低碳钢板带坯处理设备、喷铸复合设备、连续轧制设备三部分组成。

低碳钢板带坯处理设备是由低碳钢板带坯1、带坯夹送辊38、带坯矫直机39、平板夹送辊40、切头机41、对焊机42、去毛刺机43、车前牵引辊44、活套小车45、车后牵引辊46、纵向除鳞机47、从向清理器48、横向除鳞机49、横向清理器50、压纹轧辊2组成。

喷铸复合设备是由连续作业的上喷铸器组(A、A₁、A₂)、下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)和换向张紧装置C组成，喷铸器A是由一对高速旋转的水冷却的上喷铸辊4和下喷铸辊5组成，上、下喷铸辊4、5通过喷铸辊轴管29和轴承座30安装在调整框架32内，调整框架32固定在机座架34上，在上、下喷铸辊4、5的上方安装上防护罩6，其上方设有装不锈钢水10的中间包11和浇铸槽12，在低碳钢板带坯1的下方安装磁辊道13、喷淋装置14和上喷铸器组、下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)共用的下防护罩7，在上喷铸器组(A、A₁、A₂)的左侧安装压纹轧辊2；换向张紧装置C设置在上喷铸器组(A、A₁、A₂)和下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)的右侧，它是由大冷却轮17、弯曲导辊18通过大轮轴管19和大轮轴承座20安装在轴座框架21内，轴座框架21固定在可在轨道24上水平移动的移动小车23上，拉紧重物25通过滑轮26与移动小车23连接。上喷铸器(A、A₁、A₂)和下喷铸器(A₃、A₄、A₅)共有六个工位，它可根据各种复合板带坯厚度的要求增至八个工位或减至两个工位。上防护罩6和下防护罩7上安装惰性气体进气孔8和惰性气体排气孔9。可以防护罩内充满惰性气体，防止喷铸过程钢水二次氧化。换向张紧装置C中的大轮轴承座20可以通过调节丝杆22进行水平方向调整，调节丝杆22安装在固定在移动小车23上的轴承框架21上。大轮轴管19的一端安装进水口27，另一端安装出水口28。上喷铸辊4和下喷铸辊5的冷却水是通过喷铸辊轴管29一端的进水口35进入喷铸辊轴管29后，又从该端的出水口36排出，喷铸辊轴管29的另一端与传动轴31连接。上、下喷铸辊4、5的间距是由安装在机座架34上的调整框架32内的调整装置33调节。上喷铸器组(A、A₁、A₂)、下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)即可以同时作业也可以单独作业，同时作业时可生产不同金属的双面复合板带坯，单独作业时可生产不同金属单面复合板带坯。

连续轧制设备是由铸后夹送辊37、加热炉51、除鳞机52、轧前夹送辊53、精轧机组54、轧后夹送辊55、磁辊冷床56、后喷淋装置57、剪前夹送辊58、成品剪切机59、成品矫直机60、成品夹送辊61、卷取机62组成。

一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧的生产方法，其特征是将成卷的低碳钢板带坯1经拆卷后由带坯夹送辊38送入带坯矫直机39，矫直后再由平板夹送器40送入切头机41，经对焊机42接头、去毛刺机43清除毛刺后，再由车前牵引辊44送入活套小车45经车后牵引辊46进入纵向除鳞机47、纵向清理器48、横向除鳞机49、横向清理器50将氧化铁皮清理干净后再送入经压纹轧辊2，经喷铸器组(A、A₁、A₂)完成上板面复合，随后由换向张紧装置C将板带坯翻转180度使低碳钢板带坯1上、下面转换，再由下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)完成下板面复合，完成双面复合的复合板带坯3，由铸后夹送辊37送入加热炉51均匀加热，经除鳞机52除掉氧化铁皮后，再由轧前夹送辊53送入精轧机组54精轧成材，经轧后夹送辊55送入磁辊冷床56，经后喷淋装置57冷却后，由剪前夹送辊58送入成品剪切机59，剪切后经产品矫直机60矫直，经成品夹送辊61送入卷取机62包装。

这种喷铸、连轧的生产方法，是采用两组分上、下两层连续喷铸的工艺方法，当使用一种喷铸器工作时，可以生产单面复合板带坯；使用两组喷铸器工作时，机以生产双面复合板带坯；如果将不锈钢水换成低合金钢水，则可以生产低合金钢复合板带坯；若将不锈钢水换成有色金属熔液，低碳钢板带换成有色金属板带时，还可以生产出有色金属复合板带。

这种喷铸、连轧的生产方法中，活套小车45设在对焊机42和除鳞机47之间，其作用是存储板带坯活套，以满足对焊机42接头时，低碳钢板带坯1停止运动期间活套小车45放开活套，确保后道工序连续作业。

在上喷铸器组(A、A₁、A₂)入口处设置压纹轧辊2，作用是将低碳钢板带坯1表面压轧出细纹，以增加不锈钢水液滴与低碳钢板带坯1的凝结强度

本发明优点：

1、由于本发明的工艺方法采用了成品低碳钢板带做基材板带坯，喷铸过程不需要冶炼低碳钢水，因此省去了为冶炼低碳钢水所必备的球团烧结，高炉炼铁、转炉炼钢等系列基本建设投入，缩小了项目规模，节省了建厂投资。

2、由于本发明采用一对高速旋转的冷却辊做喷铸器、省去传统气体喷铸器必备的惰性气体设备和储存设施，简化了工艺流程、减少了设备投资。

3、由于本发明采用多组喷铸器分层连续喷铸的工艺方法，取代传统连铸工艺中的结晶器，这不仅简化了设备结构，还消除了铸坯与结晶器之间的磨擦阻力，多层喷铸的工艺方法，能使落在铸坯上的钢水液滴迅速冷却结晶，克服了传统结晶器冷却速度缓慢的弱点，因此本工艺可以设计很高的铸速以达到提高产量的目的。

4、由于本发明采用多组喷铸器分层连续喷铸的工艺方法，可以使喷在板带坯上的钢水液滴迅速冷却，结晶出细小的晶粒组织，避免由于冷却速度缓慢产生的偏析现象和铸造粗结晶组织，这种细小晶粒组织的板带坯，对提高薄板带坯的轧制质量是极为有利的。

5、本工艺方法之所以能实现不同的金属材料的双面复合，其特征在于采用大冷却轮做换向装置，其作用不仅能使带坯迅速冷却，还要将板带坯翻转180度实现上、下面转换，该换装置的另一个重要作用是将运动的板带拉紧，随时起到缓冲、调节上下板带坯之间线速度微差。

6、本发明的上喷铸器组入口处，设置压纹轧辊，其作用是使喷射的不锈钢水液滴与板带坯表面充分接触沉积，从而达到增加凝结强度的目的，提高了产品质量。

7、由于在上防护罩、下防护罩的侧面，分别设有惰性气体的进气孔，防护罩内充满惰性气体，可以确保钢水液滴与空气隔绝，避免喷铸过程中产生二次氧化。

8、由于本发明采用上、下两组分层连续的工艺方法，当单独使用喷铸器组(A、A1 A2)工作时可以生产单面复合板带坯；使用上、下两组同时工作时，可以生产双面复合板带坯；如果将不锈钢水换成低合金钢水，则可以生产低碳钢与低合金钢的复合板带坯；如果将不锈钢水换成有色金属，低碳钢板带坯换成有色金属板带坯，则可生产有色金属复合板带坯。

附图说明

图1a、图1b、图1c：本发明生产工艺流程示意图

图2：喷铸器结构主视图、图3：喷铸器结构俯视图

图4：换向张紧装置结构俯视图

图中：1、低碳钢板带坯 2、压纹轧辊 3、复合板带坯 4、上喷铸辊 5、下喷铸辊 6、上防护罩 7、下防护罩 8、进气孔 9、排气孔 10、不锈钢水 11、中间色 12、浇铸槽 13、磁辊道 14、喷淋装置 15、换前夹送辊 16、换后夹送辊 17、大冷却轮 18、弯曲导辊 19、大轮轴管 20、大轮轴承座 21、轴座框架 22、调节丝杆 23、移动小车 24、轨道 25、拉紧重物 26、滑轮 27、冷却水进口 28、冷却水出口 29、喷铸辊轴管 30、轴承座 31、传动轴 32、调整框架 33、调节装置 34、机座架 35、进水口 36、出水口 37、铸后夹送辊 38、带坯夹送辊 39、带坯矫直机 40、平板夹送辊 41、切头机 42、对焊机 43、去毛刺机 44、车前牵引辊 45、活套小车 46、车后牵引辊 47、纵向除鳞机 48、纵向清理器 49、横向除鳞机 50、横向清理器 51、加热炉 52、除鳞机53、轧前夹送辊 54、精轧机组 55、轧后夹送辊 56、磁辊冷床 57、后喷淋装置 58、剪前夹送辊 59、成品剪切机 60、成品矫直机 61、成品夹送辊 62、卷取机。

结合附图说明：

一种不锈钢复合板带喷铸、连轧设备及生产方法，是由三部分组成：即低碳钢板带坯处理部分、喷铸复合部分、连续制轧部分。

见图1a、1b、1c：其工艺流程是：低碳钢板带坯1→带坯夹送辊38→带坯矫直机39→平板夹送辊40→切头机41→对焊机42→去毛刺机43→车前牵引辊44→活套小车45→车后牵引辊46→纵向除鳞机47→纵向清理器48→横向除鳞机49→横向清理器50→压纹轧辊2→上喷铸器组(A、A₁、A₂)→换前夹送辊15→换向张紧装置C→换后夹送辊16→下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)→复合板带坯3→铸后夹送辊37→加热炉51→除鳞机52→轧前夹送辊53→精轧机组54→轧后夹送辊55→磁辊冷床56→后喷淋装置57→剪前夹送辊58→成品剪切机59→成品矫直机60→成品夹送辊61→卷取机62。

见图2：

上护罩6内的上喷铸辊4和下喷铸辊5的轴承座30安装在调整框架32内，调整框架32两端设有调节装置33，通过调节装置33可改变上、下轴承座的中心矩，从而达到改变上、下喷铸辊之间的间隙。调整框架32固定在机座架34上。见图3

上喷铸辊4和下喷铸辊5，通过喷铸辊轴管29和轴承座30安装在调整框架32内，调整框架32固定在机座架34上。喷铸辊轴管29的一端轴心设进水管35，喷铸辊轴管29外周设出水管36，另一端与传动轴31连接。上、下喷铸辊4、5通过进水口35和出水口36流动的高压冷却水得到充分冷却。

见图4：换向张紧装置C上的大冷却轮17和弯曲导辊18通过大轮轴管19和大轮轴承座20安装在轴座框架21内，大轮轴承座20通过安装在轴座框架21内的调节丝杆22进行水平方向微调，轴座框架21固定在移动小车23上，在轨道24上移动的移动小车23通过滑轮26与拉紧重物25连接，在其作用下移动小车23可沿水平方向移动以达到随时拉紧板带坯的目的，同时大冷却轮17还将低碳钢板带坯1翻转180度使上、下面转换，从而实现另一面的复合。大轮轴管19的一端安装冷却水进口27，另一端安装冷却水出口28。

具体实施方式

1、见图1a、图1b、图1c：以生产不锈钢双面复合板带材为例，将低碳钢板带坯1送入带坯夹送辊38，经带坯矫直机39、平板夹送辊40、由切头机41切头，如果需要接头时，对焊机42工作，经去毛刺机43、车前牵引辊44送入活套小车45，活套小车的作用是保证对焊接头有足够的时间，使前、后板坯连续不断的随机作业。板带坯从活套小车出来由车后牵引辊46送入纵向除鳞机47，纵向除鳞后进入纵向清理器48，将除掉的氧化铁皮清净、再送入横向除鳞机49，进一步除鳞，然后经横向清理器50，再次清理后送入压纹轧辊2。经表面压纹处理的低碳钢板带坯1进入上喷铸器组(A、A₁、A₂)，在上喷铸器组内完成单面喷铸复合后由换前夹送辊15送入换向张紧装置C、在换向张紧装置C内经弯曲导辊18的作用使板带坯沿大冷却轮17轮缘翻转180度，完成板带坯上、下面转换、随后由换后夹送辊16送入下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)，进行另一面的喷铸复合，不锈钢复合板带坯3经铸后夹送辊37送入加热炉加热，加热后板坯经除鳞机52和轧前夹送辊53送入精轧机组54进行精轧，成品经轧后夹送辊55送上磁辊冷床56，在磁辊冷床上经后喷淋装置57冷却后，由剪前夹送辊58送入成品剪切机59、成品矫直机60，矫直后成品经成品夹送辊61送入卷取机62。

2、见图1a、图1b、图1c：生产有色金属与有色金属复合板带坯，同样可以使用本设备及工艺方法，只要将低碳钢板带坯换成有色金属板带坯，不锈钢水换成有色金属液，其生产工艺与不锈钢复合板带坯生产工艺完全相同。当生产上、下复合面不是同一种有色金属时，则可以将上、下喷铸器分别使用不同有色金属液进行喷铸，就可以生产三种有色金属复合板带坯。当生产低合金钢复合板带坯时，将不锈钢水换成低合金钢水即可，其生产工艺与不锈钢复合板带坯生产工艺完全相同。

Claims

1、一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧设备，其特征是由低碳钢板带坯处理设备、喷铸复合设备、连续轧制设备三部分组成：低碳钢板带坯处理设备是由低碳钢板带坯(1)、带坯夹送辊(38)、带坯矫直机(39)、平板夹送辊(40)、切头机(41)、对焊机(42)、去毛刺机(43)、车前牵引辊(44)、活套小车(45)、车后牵引辊(46)、纵向除鳞机(47)、纵向清理器(48)、横向除鳞机(49)、横向清理器(50)、压纹轧辊(2)组成；喷铸复合设备是由连续作业的上喷铸器组(A、A₁、A₂)、下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)和换向张紧装置C组成，喷铸器A是由一对高速旋转的水冷却的上喷铸辊(4)和下喷铸辊(5)组成，上、下喷铸辊(4)、(5)通过喷铸辊轴管(29)和轴承座(30)安装在调整框架(32)内，调整框架(32)固定在机座架(34)上，在上、下喷铸辊(4)、(5)的上方安装上防护罩(6)，其上方设有装不锈钢水(10)的中间包(11)和浇铸槽(12)，在低碳钢板带坯(1)的下方安装磁辊道(13)、喷淋装置(14)和上喷铸器组(A、A₁、A₂)、下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)共用的下防护罩(7)，在上喷铸器组(A、A₁、A₂)的左侧安装压纹轧辊(2)；在上喷铸器组(A、A₁、A₂)和下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)的右侧，由换前夹送辊(15)进入换向张紧装置C，再由换后夹送辊(16)送入下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)，换向张紧装置C是由大冷却轮(17)、弯曲导辊(18)通过大轮轴管(19)和大轮轴承座(20)安装在轴座框架(21)内，轴座框架(21)固定在可在轨道(24)上水平移动的移动小车(23)上，拉紧重物(25)通过滑轮(26)与移动小车(23)连接；连续轧制设备是由铸后夹送辊(37)、加热炉(51)、除鳞机(52)、轧前夹送辊(53)、精轧机组(54)、轧后夹送辊(55)、磁辊冷床(56)、后喷淋装置(57)、剪前夹送辊(58)、成品剪切机(59)、成品矫直机(60)、成品夹送辊(61)、卷取机(62)组成。

2、根据权利要求1所述的一种不锈钢复合板带坯连铸、连轧设备，其特征是所述的上喷铸器(A、A₁、A₂)和下喷铸器(A₃、A₄、A₅)共有六个工位，它可根据各种复合板带坯厚度的要求增至八个工位或减至两个工位。

3、根据权利要求1所述的一种不锈钢复合板带坯连铸、连轧设备，其特征是所述的上防护罩6和下防护罩(7)上安装惰性气体进气孔(8)和惰性气体排气孔(9)。

4、根据权利要求1所述的一种不锈钢复合板带坯连铸、连轧设备，其特征是所述的换向张紧装置C中的大轮轴承座(20)可以通过调节丝杆(22)进行水平方向调整，调节丝杆22安装在固定在移动小车(23)上的轴承框架(21)上。

5、根据权利要求1所述的一种不锈钢复合板带坯连铸、连轧设备，其特征是所述的大轮轴管(19)的一端安装冷却水进口(27)，另一端安装冷却水出口(28)。

6、根据权利要求1所述的一种不锈钢复合板带坯连铸、连轧设备，其特征是所述的上喷铸辊(4)和下喷铸辊(5)的冷却水是通过喷铸辊轴管(29)一端的进水口(35)进入喷铸辊轴管(29)后，又从该端的出水口(36)排出，喷铸辊轴管(29)的另一端与传动轴(31)连接。

7、根据权利要求1所述的一种不锈钢复合板带坯连铸、连轧设备，其特征是所述的上、下喷铸辊(4)、(5)的间距是由安装在机座架(34)上的调整框架(32)内的调节装置(33)调节。

8、根据权利要求1所述的一种不锈钢复合板带坯连铸、连轧设备，其特征是所述的上喷铸器组(A、A₁、A₂)、下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)即可以同时作业也可以单独作业，同时作业时可生产不同金属的双面复合板带坯，单独作业时可生产不同金属单面复合板带坯。

9、一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧的生产方法，其特征是将成卷的低碳钢板带坯(1)拆卷后由带坯夹送辊(38)送入带坯矫直机(39)矫直后再由平板夹送辊(40)送入切头机(41)，经对焊机(42)、去毛刺机(43)处理后再由车前牵引辊(44)送入活套小车(45)，经车后牵引辊(46)进入纵向除鳞机(47)、纵向清理器(48)、横向除鳞机(49)、横向清理器(50)，经清理后进入压纹轧辊(2)，由喷铸器组(A、A₁、A₂)完成上板面复合，随后由换向张紧装置C将板带坯翻转180度使低碳钢板带坯(1)上、下面转换，再由下喷铸器组(A₃、A₄、A₅)完成下板面复合，完成双面复合的复合板带坯(3)，由铸后夹送辊(37)送入加热炉(51)，经除鳞机(52)再由轧前夹送辊(53)送入精轧机组(54)精轧成材，再由轧后夹送辊(55)送入磁辊冷床(56)，经后喷淋装置(57)冷却后，由剪前夹送辊(58)送入成品剪切机(59)，剪切后经成品矫直机(60)矫直，再经成品夹送辊(61)送入卷取机(62)包装。

10、根据权利要求9所述的一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧的生产方法，其特征在于采用两组分上、下两层连续喷铸的工艺方法，当使用一组喷铸器工作时，可以生产单面复合板带坯；使用两组喷铸器工作时，可以生产双面复合板带坯；如果将不锈钢水换成低合金钢水，则可以生产低合金钢复合板带坯；若将不锈钢水(10)换成有色金属熔液，低碳钢板带坯(1)换成有色金属板带时，还可以生产出有色金属复合板带。

11、根据权利要求9所述的一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧的生产方法，其特征是所述的活套小车(45)设在对焊机(42)和除鳞机(47)之间其作用是存储板带坯活套，以满足对焊机(42)在接头时，低碳钢板带坯(1)停止运动期间活套小车(45)放开活套，确保后面工序连续作业。

12、根据权利要求9所述的一种不锈钢复合板带坯喷铸、连轧的生产方法，其特征是所述的压纹轧辊(2)的作用是将低碳钢板带坯(1)表面压轧出细纹，以增加不锈钢水(10)液滴与低碳钢板带坯(1)表面的凝结强度。