[发明专利]制造扁平热轧薄带钢的系统及方法

说明书

本发明涉及一种制造薄带钢的系统及方法，尤其涉及一种利用连铸状态的无端钢坯来连续形成其最终厚度约小于1.8毫米的连续热轧平薄带钢的系统及方法。

钢材制造及成型有许多已知的方法。一种方法是采用称为连续铸造的工艺过程。这种工艺过程将液态钢直接浇铸成半成品形状，诸如板坯、大钢坯、坯料或压坯等，这种工艺的应用日见增广，因为，优点之一，与传统的先铸钢锭，然后加工为要求的制品的工艺相比较，可免除或减少对某些制钢设备的需要。

在现有技术中，连铸工艺生产的板坯，厚度为150-300毫米，宽度达到3000毫米。根据工艺的特点将这些板坯切成各种长度的坯段。为将该材料制成平轧的扁带钢，将切断的板坯段再加热，通过一个或多个热粗轧辊座，然后再通过一个或多个热轧辊座，进一步将厚度减小为约2.5mm。如有需要，再通过至少一个，但通常为数个压缩精整冷轧辊座进一步缩减厚度。

由于在现有技术的方法中，带钢在热轧部中已减薄，难以使之进入轧机座以进一步缩减厚度。带钢在低速下进入各轧辊座，然后被加速。重要的是尽快使带钢的尾端到达，因为该部分在进入热轧辊座前温度最低。

由于有各种不同类型的设备的各种输入输出速度在现有技术的系统中结合，需将连铸状态的钢坯制成分段的钢坯是肯定而不可免的。已知的热轧机座技术，不能使粗轧机座及精轧机座的速度与已知连铸设备的连续输出速度相配合，因而妨碍了全部连续运作。对热轧机要求的高速，尤其为防止轧辊的加热裂纹和减少热损耗所必须的高速，用现有的设备，熟练的制钢工人也根本无法跟上。

这种系统阻碍进一步压缩，问题之一在于假使热带钢从一个工位向下一工位转移太快，便非常难于控制。切断的热钢坯加工作另一困难，在于将坯段在轧机座辊的辊隙间穿引，这种操作需要在逐个坯段上进行。要求将全部轧机座开启，然后从坯段的尾端向坯段的头端或前端顺序合拢各轧机座，直至全部合拢为止。由于在每一坯段的全部上发生热损耗，便要求在损耗达到钢坯的无加工性能程度以前持续加速，进行高于理想热轧稳定状态速度下的轧制，以进行压缩。

坯段的热损耗是一个严重问题，因为尾端冷却迅速，经常在其到达若干最后的辊座前，还降到最佳热轧温度以下。为尽量减小这个问题，热轧辊座必须有上述的经常加速的能力，口语称为“猛升”。笼统而言，坯段必须在极低速下进入各轧机座，然后尽可能快地加速到超过要求的热轧速度。进行迅速加速或“猛升”的意图，是使坯段的尾端尽可能快通过全部热轧辊，甚至没有温降，避免热损耗达到金属无法加工的程度。经证实：为使每一辊座能“猛升”，必需使电机的马力及速度，远超过进行全部连续稳定状态热轧所需。在第一轧机座上游使用一个料卷箱提供保温环境，尽量减小尾端冷却，降低辊座要求的加速水平，是现有技术为解决“猛升”所能提供的最好方法。但是料卷箱的投资适足以抵消电机费用和运转费用方面的节约，虽然费用略减，但仍超过要求的或合理的限度。

穿坯技术也要求熟练的操作。每一坯段沿作业线的速度非常快，尤其在若干轧机座合拢和“猛升”并达到其设计压缩率后。

虽然理论的带钢下限厚度可低于1.5毫米，但是现有技术中的很大的缺点，使达到的热轧厚度，在最佳情况下不小于1.8至2.5毫米。在需用较薄规格的用途中，钢材热轧完毕后需作回火并浸酸，然后冷轧厚度，辅助加工需消耗时间和能源，要求很大的投资费用。

在原载《铁时代》1990年8月号第16页的文章《轧机进展》中，综述了连铸设备与轧机的关系(该文与其揭示的内容并非本发明的现有技术)。

对连铸设备及轧机的若干构形进行了实验，试图发展一种全部连续的铸到成品的扁带钢热轧工艺。在追求的粗轧水平的各种轧机构形中，有行星轧机类，这样命名是因为工作辊围绕某种特殊构形的支承结构旋转。

一种称之为“普拉茨行星轧机”的行星式轧机，在五十年代末和六十年代初面世。在美国专利证书第2,975,663,2,960,894和2,709,934号中有一般叙述。普拉茨行星轧机为强制进料轧机，有驱动辊可接受厚度在50至100毫米之间的钢坯，用行星式组成的轧辊缩减其厚度，约从20毫米缩减到约3至6毫米。它从来绝非是成功的商品设备，主要因为不能连铸50至100毫米的厚钢坯。