[发明专利]组合式连铸及金属带材热轧设备

说明书

一种用于金属带材的组合式连铸及无头轧制设备，包括：‑用于铸造板坯的连铸线(1)；‑第一轧机(6)，其用于粗加工板坯并获得中间坯；‑第二轧机(11)，其用于精加工中间坯并获得带材；‑第三轧机(18)，其包括至少两个第一轧制机架(17)，用于进一步减小带材的厚度；‑带材累积机构(20)，其包括至少一个第一卷轴(37，37′)，第一卷轴的尺寸被设定成适于缠绕和退绕重量为80至250吨和/或直径高达6米的卷，称为巨型卷；‑第一剪切机构(13)，其布置在所述第三轧机(18)和所述累积机构(20)之间，被配置为在巨型卷已经缠绕在所述至少一个第一卷轴(37，37’)上之后切割带材；‑至少一个第二卷轴(48)，其用于缠绕从所述累积机构(20)退绕的带材部分，直至预定重量限值或卷直径限值；‑第二切割机构(47)，其布置在所述累积机构(20)和所述至少一个第二卷轴(48)之间，适于每当缠绕在至少一个第二卷轴(48)上的带材部分达到预定重量限值或卷直径限值时切割带材。

发明领域

本发明涉及奥氏体范围或铁素体范围内的组合式连铸及金属带材热轧设备，其能够生产卷形式的轧制带材。

现有技术

薄板坯连铸设备技术的发展带动了铸造与热轧相结合的组合设备的显著发展。文件EP0980723A2中描述了这种设备的一个示例。

关于设备的布置和安装的辅助设备，现有技术中已知三种类型的轧制设备和方法，其特征是不同的尺寸和冶金性能(后者意味着可以在设备出口获得的产品)，即：

-卷对卷式(coil to coil)，其中连铸的板坯被切割成一定尺寸的板坯段，使得在轧制过程结束时每个板坯段获得一卷缠绕在缠绕卷轴上的所需尺寸的带材；

-半无头式(semi-endless)，其中连铸板坯被切割成一定尺寸的板坯段，使得在轧制过程结束时，每个板坯段获得对应于多个所需尺寸卷(例如3至7个卷)的带材长度；飞剪剪切机被连续使用以获得缠绕在缠绕卷轴上的所需尺寸的卷。

-无头式，其中连铸板坯无缝地穿过轧机，飞剪剪切机被连续地使用以获得缠绕在缠绕卷轴上的所需尺寸的带材卷。

为了克服每个先前配置的局限性，制造并配置了一种能够根据上述三种方法进行生产的设备，以便增加生产灵活性并最大化每种生产方法可以获得的益处。

尽管该技术有所发展，但在低碳钢的情况下，仍然存在阻止用热轧产品完全替代冷轧产品的局限性。这意味着，为了获得高质量的产品，低碳钢板坯必须冷轧，因此不可能仅在连铸后立即热轧。这意味着在现有技术中，一旦产品完成热轧步骤，就必须对其进行酸洗以去除残留的氧化皮，然后进行冷轧。随后进行退火处理和可能的进一步回火轧制，以最终确定表面，即冷轧，从而在产品表面上赋予所需的粗糙度，消除从弹性到塑性行为转变的不稳定性，并提高带材的平面度。最后，产品被涂覆，例如通过锌或锡，并且可能被涂漆(图7)。在一个步骤和下一个步骤之间，在每次处理结束时被缠绕的产品甚至可以在仓库中保持几天不动。从铸造板坯到带材准备出售，大约需要两个月的时间。因此，不利的是，需要两条专用轧制线，一条用于热轧，另一条用于冷轧，并且产品加工完成时间非常长。

此外，虽然尺寸约束不再是限制，因为可以获得0.6-0.8mm数量级的最小厚度，公差与冷轧带材的公差相当，但是与机械性能相关的限制仍然存在。

不利的是，从尺寸的角度来看，切割和缠绕厚度小于0.6-0.8mm的带材的可能性也非常复杂，因为在操作头部并将其引入时，存在高的堵塞风险，从而阻碍了整个铸造和轧制过程。

此外，在奥氏体范围内轧制时，存在与产品机械性能相关的限制。这一限制条件与变形各向异性系数“r”有关，而变形各向异性系数比冷轧后退火通常所实现的要低得多，这是由其演变出来的不同的织构所致的。此外，随着最终厚度的减小，微观结构有所细化，这导致强度增加和延展性降低。这将热轧带材的使用限制于仅用于弯曲用途，并且通常限制于模塑过程中变形非常小的用途。因此，用热轧产品代替冷轧产品的可能性受到上述问题的限制。