[发明专利]金属板和带的热机械控制轧制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及在轧机中将金属坯热机械控制地轧制为板或带的一般领域，特别涉及交错技术以及执行这一技术的装置。

背景技术

热机械控制轧制涉及特定温度下金属坯、板或带的轧制，以便实现特定的冶金微组织和机械属性。它通常涉及两个或两个以上的轧制阶段。在两个连续的轧制阶段之间，允许将板或带在冷却阶段内冷却至下一轧制阶段所需的特定温度。例如，当执行两个轧制阶段时，首先在第一轧制阶段内，在高温下轧制若干道次，随后在第二轧制阶段之前，将获得的板或带在冷却阶段内冷却至特定温度。类似地，在三个轧制阶段间有两个冷却阶段，第一冷却阶段在轧制阶段1和轧制阶段2之间，且第二冷却阶段在轧制阶段2和轧制阶段3之间。

采用交错技术来增加热机械控制轧机的生产能力。它包括在轧机中同时处理一个以上的金属坯、板或带。

如果在热机械控制轧制中没有采用交错技术，在另一个新坯的轧制能够开始之前，必须完成前一个板或带的轧制，即该板或带必须经过所有的轧制阶段。当板或带在两个轧制阶段间的冷却阶段内冷却时，轧机是完全闲置的。相反，采用了交错技术，当之前经过轧制阶段1的板或带在冷却阶段内冷却时，新坯的轧制已经开始。从而在一个板或带的冷却阶段内，轧机并不总是完全闲置的，因为它正在同时处理其他板或带。因此通过应用交错技术，轧机的生产能力大大提高。交错深度是采用交错技术的热机械控制轧制的特征参数。为了通过交错技术的热机械轧制获得特殊产品，特殊的轧制规程应用在待处理批次的每一个坯上。轧制规程是将坯处理成板或带时施加的所有轧制阶段和冷却阶段的时间顺序和持续时间。轧制规程包括至少两个轧制阶段，以及两个连续轧制阶段之间的冷却阶段。对于轧制阶段持续时间不等的轧制规程，交错深度定义为通过对由冷却阶段持续时间和最长轧制阶段持续时间之商组成的数值组中的最小值向下取整而获得的整数。对于轧制阶段持续时间相等的轧制规程，交错深度定义为通过对由冷却阶段持续时间和轧制阶段持续时间之商组成的数值组中的最小值向下取整而获得的整数。

例如，在由2.30、1.98和1.95组成的数值组中，最小值是1.95。1.95向下取整是1。因此，交错深度为1。如果最小值是整数，定义交错深度的整数就等于该整数。

例如，对于具有相等持续时间的两个轧制阶段，交错深度定义为对由冷却阶段持续时间和一个轧制阶段持续时间之商向下取整而获得的整数。

在最常用的交错方法中，在板或带的冷却阶段内，将它们存储在用于轧制的相同辊道上。

这种技术在图1-6中以具有交错深度为2的两阶段板轧制的单座轧机的简化平面图例示。待轧制的第一坯在炉1中被加热，随后出料到辊道2上，并传送到轧机座3上，在该处进行多个相反轧制道次，直至完成其轧制阶段1。由此获得的板5随后从辊道4向下移至存储位置6，在该处板5在冷却阶段内存储。图1显示了在存储位置6的板5。

然后第二坯从炉1出料，并与第一坯同样的方式被轧制，直至其轧制阶段1完成。由此获得的板7随后从辊道4向下移至存储位置8，在该处板7在冷却阶段内存储。图2显示了在存储位置8的板7。

随后第三坯从炉1出料并被轧制，直至其轧制阶段1完成以产生板9。图3显示了轧制阶段1完成后的板9。

然后所有三个板由辊道4和2传回到辊轧机座的进料侧，具有多个相反轧制道次的轧制阶段2由板5开始。图4显示了当板5开始轧制阶段2时，板5、7和9的位置。

图5例示了在板5的轧制阶段2的倒数第二个轧制道次之后的情况。图6例示了板5的最后道次之后的情况。

冷却阶段内在用于轧制的相同辊道上存储板的缺点是辊道的附加长度和容纳辊道的建筑物的附加长度，相比于无交错技术的热机械轧制，这是所需要的。在图5例示的例子中，交错深度为2，轧机座3进料侧的辊道2需要具有的至少长度是等于轧制阶段1后板长的两倍加上轧制阶段2后倒数第二道次的板长。轧机座3出料侧的辊道4需要具有的长度至少等于下述两值的较大者：轧制阶段1后板长的三倍，轧制阶段2后的板长。

现代板级别往往需要很长的冷却时间，因此交错深度可达12甚至更多。类似于图1-6中示出的例子，对于12的交错深度，轧机座进料侧的辊道需要具有的至少长度等于轧制阶段1后板长的12倍加上轧制阶段2的倒数第二道次之后的板长。轧制阶段1后的板长约10米，轧制阶段2的倒数第二道次之后的板长高达48米，轧制阶段2之后的板长达50米，处理交错深度12需要轧机座的进料侧有约170米的辊道长度和出料侧的120米，而当执行无交错技术的热机械控制轧制时，其每侧只需约50米。