[发明专利]用于制造金属带材的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在设备中制造金属带材的方法，所述设备包括连铸机、沿输送方向位于其后的第一炉、沿输送方向接在第一炉之后的第二炉和沿输送方向接在第二炉之后的轧机。本发明还涉及一种用于制造金属板坯或金属带材的设备。

背景技术

现有技术中已知有多种上述类型的用于制造金属带材的设备。

由EP 1 960 131 B1已知，根据所选择的工作方式、即在连续地制造金属带材时或在间断地制造带材时来激活或停止用于加热板坯的保持炉和感应炉。

EP 1 963 034 B1设有一种感应炉以加热板坯，该感应炉的工作频率选择地如此低，使得加热效果集中在板坯芯上。

DE 10 2008 055 650 A1描述了一种使得在薄板坯设备中能量需求和CO₂排出量最小化的方法，其中采用计算模型，借助该计算模型特别是求得冷却所需的水量和其在设备中的分布以及浇铸速度。

保持炉和感应炉的结合使用也可由EP 1 469 954 B2和US 7 942191 B2得知。

当在所谓的CSP设备中制造热轧带材时，首先在连铸机中浇铸薄板坯，然后在辊底式炉中加热到所希望的炉温并且紧接下来在精轧机组(轧机)中轧成成品带材厚度。当在辊底式炉中再次加热薄板坯时需要(例如为燃气形式的)加热能量并且当在精轧机组中降低厚度时为了变形而需要电流。对此，所需的炉温基本上取决于需要轧制的最终厚度和带材宽度以及取决于带材材料。

具有在精轧机组中的较小最终厚度或者高负载的带材对此尤其决定最大炉温水平(例如1150℃)。但是这种极端带材通常仅占很小的生产份额。在一个轧制计划内或在一天内轧制不同的带材。许多带材都不需要高的入口温度。即，这些带材被过度加热。这里本可以节省加热能量。然而，辊底式炉并不能随意地迎合每个带材并且不能单独地改变精轧机组入口温度(T-FM；定义为加热之后并且在最后的炉之后在精轧机组之前的平均的板坯温度)。由于辊底式炉的惰性，所以炉温基本保持等高的水平。这种预先已知的CSP设备的典型的概念性结构在图1示出，平均温度关于设备长度的变化曲线、即，从连铸机至精轧机组之后的变化曲线可以从图2中看出。

图1示出了一种设备，该设备包括连铸机2，在该连铸机中浇铸板坯1。板坯1到达辊底式炉3中，在该辊底式炉中将板坯加热到入口温度T_FM。板坯在这里具有例如60mm的厚度并且根据边界条件以4-8m/min的速度沿输送方向F运动。辊底式炉例如240m长。然后，板坯1以在炉之后的温度T_FM被输送到轧机5(精轧机组)中并且轧成具有所希望厚度、例如数值为2.4mm的带材。然后该带材到达冷却路径10。

相应的温度变化曲线由图2得到。这里可以看出，入口温度T_FM为1150℃。

对于具有1150℃的入口温度T_FM的实施例，可以在下面给出在辊底式炉中所使用的能量和用于在精轧机组中变形所使用的能量(从经过连铸机之后例如60mm的板坯厚度至2.4mm的最终带材厚度)以及CO₂排放和能量成本(如轧屑洗涤泵、用于轧辊冷却装置的泵等这样的辅助设备的能量损耗不计)：

具有水冷却的辊的辊底式炉需要178.1kWh/t的加热能量。加热成本为5.34€/t，CO₂排放为41.0kg CO₂/t。在精轧机组中，在电流成本为3.35€/t和CO₂排放为26.8kg CO₂/t时需要47.8kWh/t的变形能量用于变形。总计在成本为8.69€/t和CO₂排放为67.7kg CO₂/t时能量需求为225.9kWh/t。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开头所述类型的方法和相应的设备，借助这种方法以及设备能够进一步降低在制造金属带材时、特别是在连铸连轧设备(CSP设备)中制造热轧带材的过程中的能量损耗并由此不仅节省成本而且还降低CO₂排放。

根据本发明的方法实现了本发明的目的，其中该方法具有下列步骤：

a)确定在限定的生产周期期间金属板坯或金属带材的待制造的生产规模，其中包括至少两种不同的金属板坯或金属带材；

b)确定所限定的生产周期的至少一部分的、优选所有的待制造的金属板坯或金属带材的相应的进入轧机的入口温度；