[发明专利]金属材料连续制备方法及其设备

说明书

本发明涉及金属材料连续制备方法及其设备，特别是针对钢材。

一般钢带、棒材或其它型钢制造过程为：在铸造厂或炼钢厂铸造得到各不连续的扁坯，再输送到轧钢厂，在那里在一系列轧钢机组中顺序轧制而成。上述扁坯通常情况下在轧制开始前要再加热。这些扁坯先在第一轧机上来回反复轧制直至达到所需的厚度减少量，然后再送到下一轧机。随扁坯的连续轧制，其截面减小而长度增加。在后序的轧机中扁坯成了长钢带，离开前面的机组，此钢带即进入随后的轧机。这些轧机的轧制速度因而须得到匹配。为了在相应轧机速度匹配上存在容限，在二轧机间可方便地使钢带存在一定程度的打卷。对于钢带，最终所需厚度和宽度的钢带在一卷取装置上卷取，并且每一卷钢与其制备用的各自扁坯相对应。

随连铸技术的最新发展，传统的铸造和轧制工序仍旧是非连续的过程。由于铸造和轧制的处理速度不同，这样做很方便。通常，轧制的输出比铸造工序输出的快。但轧机的停机维修时间比铸造设备更频繁，连铸机通常能比轧机每年连续工作很大数目的工时。这种速度差异解决通常通过在铸机和轧机之间设置一个小型坯件缓存库来实现。这个坯件缓存是正在进行的全部工艺中的一个环节，造成工艺中资产的闲置。这也增加了对应于特定尺寸和类型带材以特定顺序闲置的原料总量，同时也需要大量能量输入以保持扁坯具有轧制所需的温度。

文献US-A-5018569，为了监测凝固的开始点，确保凝固开始点保持在相同位置，公开了一种测量和调整连铸生产线中轧机轧速的方法。尽管这对于保持最终产品的质量是有益的，但不能帮助控制随后铸坯的轧制。

文献EP-A-0666122公开了一种不连续的扁坯热轧的方法，并且在初轧和二次轧制之间，对坯料进行再次加热。对于这种工艺存在半轧品弯斜扭曲的高风险。同时对这种方法，只适于在奥氏体态轧制，而不适于铁素体态轧制，对铁素体态轧制需要一单独的操作。

文献WO92/00815公开了一种制造钢带的连续铸造轧制工艺。对于此工艺，热轧后再次加热，并再次热轧，然后冷却，最后进行铁素体态轧制。因而，当不需要进行铁素体态轧制时，最后的轧机便多余了。

本发明的一个目的在于提供一种带钢的连续铸造和轧制的方法，能在奥氏体态轧制和铁素体态轧制，具有最少的轧机数和最短的生产线长度。

本发明的一个目的是提供一种带钢的连续铸造和轧制的方法，其中通过轧机的物料流量与来自铸机的物料流量相配合，这样此联结过程为连续的。本发明又一目的是取消对坯料缓存库的需要，减少任何特定生产流程中的物料数量。与上述相应的本发明的一个目的是减少铸造和轧制工序中资产的闲置，降低了最小优化程序规模，增加了生产的灵活性，并缩短了工艺时间。

本发明还有一目的在于提供一种具有低能耗的带材连续铸造和轧制的设备和方法，特别是针对薄厚度金属带材。

按照本发明，提供一种生产钢材，如棒材、型材或带材的方法，它从熔融金属一直到终轧产品，包括一个铸造工序和一个轧制工序，其中轧制工序包括初轧阶段和随后的二次轧制阶段，初轧和二次轧制机组均包括一到六架轧机，其中，铸造工序和轧制工序是连续的，熔融金属流入铸造工序的速度与钢带通过轧制工序的速度相平衡，在初轧机组和二次轧制机组之间设有温度控制装置，其特征在于，此温度控制装置包括：一个第一状态，在该状态，其动作使进入随后二次轧制阶段的钢材处于奥氏体态；和一个替换的第二状态，在该状态，其动作使进入随后二次轧制阶段中的钢处于铁素体态。这样所述温度控制装置可在第一状态和第二状态间选择性操作，使得钢可相应地以奥氏体态或替换的铁素体态穿过随后的相同的二次轧制阶段。

最好温度控制装置包括一个热量保持装置，它在第一状态时，包围钢，以保持钢中的热量；并且它可打开，以形成第二状态，此时，让钢暴露于环境冷空气中。

或者，温度控制装置包括一个供热或热量保持装置和一个单独的去热或冷却装置。最好加热或热量保持装置与去热或冷却装置平行布置，在其第一状态，供热或热量保持装置与初轧和二次轧制机组成一条线布置，而去热装置布置成偏离该线；其第二状态，去热装置与初轧和二次轧制机组成一条线布置，而供热或热量保持装置布置成偏离该线。作为一种选择，供热或热量保持装置与去热装置串联，彼此均在一生产线上，对应于其第一状态，供热或热量保持装置开关切换到工作状态，而去热装置开关切换到“停止”状态。对应于其第二状态，去热装置开关切换到工作状态，而供热或热量保持装置开关切换至非工作状态。

温度控制装置最好包括一个冷却装置，最好强制冷却，如水冷方式。

温度控制阶段最好包括一加热装置，可以是感应加热方式。