專利名稱：薄扁平制品軋制法和有關軋制線的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種薄扁平軋材軋制法和有關軋制線。
本發明用于扁平軋件領域，例如帶材或片材，更具體地說，可以獲得薄型最終制品，厚度大約1.5-3.0mm，最薄的小于1mm，甚至僅為0.6-0.7mm。
現代化的扁平軋材軋制線有兩種，一種是傳統式，其板坯加熱爐與鑄錠機分開，連接軋制機組，另一種型式則是軋制機組直接連接連鑄機。
通常，這種軋制線的標準構型有下游的連鑄機與剪切機，保溫，有可能是溫度恢復系統，粗軋機組包括若干機座，通常在一與三臺之間，保溫和均衡系統及粗軋機組通常包括有四到十臺機座，后面是冷卻系統和卷取機，制成帶卷軋材。
軋制線除了這些主要組成部分外，通常還有快速加熱裝置，例如感應電爐，在溫度恢復系統的出/入口有氧化起鱗裝置，邊緣加熱裝置，事故剪切機，中間卷取機，尺寸測量裝置以及其他操作和/或修整裝置，這些當前工藝已采用，而且為精通這一領域的人們所熟知。
在扁平軋材方面，制成最終厚度約為1.0-1.5mm帶材或片材已作了廣泛探索，并在成品質量方面取得的成果，事實可以認為令人滿意。
應當認為，在精軋機組入口通常設有溫度均衡和溫度恢復系統，通過這種系統才有可能確定制品極為嚴格和精密的條件；這樣保證，例如制品在奧氏體狀態γ最佳合理軋制條件下和從奧氏體狀態γ到鐵素體狀態α大大消除同素異形變化階段的熱態條件中，完成軋制厚度的至少第一軋制道次(軋槽)。
這項要求源于需要保持軋制力與軋制力矩的恒定值，以便軋制機座工況恒定，從而使軋材質量穩定。
但是，當前市場的傾向是要求更薄的最終產品，厚度小于1.0mm，到0.6-0.7mm甚至更薄，對于傳統厚度的制品，如在1.5-3.0mm范圍，而要有特殊的機械和冶金特性。
軋制超薄產品表明有問題和缺點，在這之前從未想到的，即在上述型式的傳統軋制線中，對成品表面和內部尺寸質量(厚度，外形和平面性)有很大影響。
更精確地說，已經查明，達到這類軋制厚度的精軋機組最后軋制道次(軋槽)是在最終軋制機座產品處于從奧氏體狀態γ到鐵素體狀態α同素異形變化的條件下完成。
發生這種相變的溫度主要取決于被加工鋼的成分，特別是取決于含碳百分數，冷卻速度和厚度軋制順序。
實踐中經常發現大多數情況下，即在低含碳量的鋼中，同素異形變化開始溫度大約為800-880℃。
因此，在這種溫度下，當產品正處于從狀態γ向狀態α變化過程中，進行軋制操作是很不妥當的。
這是因為產品結構缺乏均勻性，還由于厚度很薄，導致制成的產品無論是表面，還是內部質量都很低劣，平面性不夠，縱向不均勻，有裂紋和龜裂，尤其是在帶材邊緣更明顯，以及其他問題。
直到現在，這些問題阻礙了扁平軋材的生產，無論是薄型，還是特薄型，具有高標準質量為特征的產品。
另外，還由于節約生產的原因需要保持軋制線的基本結構，以便有可能在同一軋制線上，盡管生產周期改變，也能得到各種各樣的厚度。
為了克服這些缺點，申請人設計了這一發明，并作了具體試驗，在實際解決時，沒有用過量的設備和維護成本，但仍保證軋制線能生產γ相或α相的薄型和特薄型產品，也可達到正常傳統軋制線所取得的，并軋制成γ相或α相的厚度，而且同樣取得進一步的效益。
本發明規定表示具有各個主要權利要求的特征，而相關權利要求則闡述了主要發明方案構想。
本發明的目的是完成一種軋制法和相關軋制線，以制成薄型(1.5-3.00mm)特薄型(約0.6-0.7mm及以下厚度)扁平軋材，具有高標準表面和內部質量的特征。
本發明的另一目的是完成一條軋制線，不僅專門適用于這些厚度，還能按照計劃的生產周期交替軋制上述厚度的產品以及厚度更為普通的產品，例如2.0-12.7mm范圍和20-25.4mm以下的產品。
采用實現本發明方法的軋制線，有可能至少在精軋裝置部分中，按照最終產品情況，在奧氏體區(γ相)和鐵素體區(α相)軋制。
根據本發明第一實施例，在加熱和保溫爐后面有一或二臺粗軋或預精整機座。
按照本發明連鑄機生產的板坯，厚度在50與90mm之間，送到加熱和保溫爐。
當板坯厚度在50與60mm之間時，按照本發明，只采用一臺粗軋或預精整機座，而對60與90mm之間的厚度，通常則采用兩臺或兩臺以上的粗軋或預精整機座。
換句話說，預精整機組至少包括有一可逆式機座，前后有熱繞卷筒，以便完成所需數量的預精整道次。
本發明的加熱和保溫爐只要定能容納全部一鋼包所鑄產品，或板坯只要是所需數量的帶卷預定產品。
按照本方案，在加熱和保溫爐上游，有一儲蓄和加熱爐，使有可能供給冷負荷，或容納一鋼包所鑄板坯，或供給厚板坯，或80與200-250mm中間厚度的板坯。
按照本方案，在預精整機座正在軋制的板坯與下一板坯之間有一焊接系統，從而完成加工的連續性。
按照本發明，在粗軋機組下游，有一隧道爐，以均衡溫度。
按照本發明第一實施例，在隧道爐下游，有一溫度調節和調整系統。
該溫度調節和調整系統使按照最終產品厚度離開10與50mm之間厚度的粗軋機組條材達到所需溫度，以便按照選擇必須進行軋制的范圍，至少在奧氏體或鐵素體區進行部分精軋。
按照本發明，10與15mm之間厚度用于取得0.6與1.0mm之間最終厚度，而15到20-25mm厚度則用于得到1到3mm的最終厚度。
而20-25mm與50mm之間厚度可達到的最終厚度則在3.0與25.4mm之間。
按照第一方案，全部精軋(也就是說，在精整機座進行軋制)在奧氏體或鐵素體區進行。
溫度調節和調整系統包括條材均勻加熱和冷卻裝置；這是因為要用來加熱條材，以得到奧氏體區薄帶材，也就是說，在軋機出口帶材溫度高于奧氏體-鐵素體轉變點。
這樣，有可能生產甚至奧氏體區的0.6mm厚度。
相反，如果條材在鐵素體區軋制，則必須進行冷卻。
本發明設有這些加熱和/或冷卻裝置，也就是說，這種裝置可控制條材溫度，分別連接加熱-調整和/或冷卻-調整裝置。
在溫度調節和調整系統后面，本發明還設有五到七臺精軋機座，其下游是冷卻系統，繞卷系統以及卸卷系統。
在第二方案中，溫度調節和調整系統，即條材溫度控制裝置布置在精軋機座中間位置。
按照本方案，溫度調節和調整系統可置于第一機座之后，或隨后這臺或那臺機座后面，條件是在溫度調節和調整系統后面至少有一臺精軋機座。
這樣以來，精軋裝置分為兩部分，即第一精軋部分和第二精軋部分。
如果只使用第一精軋部分，可在奧氏體區充分完成普通軋制法。
當兩種精軋部分都使用時，則鐵素體區(α相)產品在第二精軋部分完成軋制道次。
在第二種情況下，精軋機組第一部分可根據生產線要求，用來使中間產品厚度逐漸達到大約1.0-1.4mm數值。
精軋機組第二部分可使產品厚度達到最終需要值，例如0.6-1.0mm，或接近需要值的其他厚度。
根據第一實施例，在精軋機組第一部分與第二部分中間段中，至少有一冷卻系統。
計算的中間段長度和冷卻系統作用強度應保證，在生產薄制品時，進入第二精軋部分的產品實際處于鐵素體狀態α。
在第一和第二精軋部分之間加入中間冷卻系統，在生產薄型或特薄型制品時，會造成中間產品溫度下降。
因此，在第一軋制道次已軋制在奧氏體狀態γ的產品達到鐵素體狀態α，在這種狀態下，產品進行最后軋制道次。
按照本發明另一實施例，在精軋機組兩部分中間段中，產品進行熱處理，使其全部或幾乎全部回到奧氏體狀態γ。
在這種情況下，在精軋機組第二部分下方，有一冷卻裝置，其結構和尺寸應保證成品正確冷卻后，再繞成帶卷。
根據本發明，在精軋裝置下游，緊接有一卷取裝置，裝有單卷筒或轉盤式雙卷筒。
卷取裝置包括旁通和排除裝置，供薄帶材使用，也就是說，厚度在3mm以下，而對較大的厚度則采用傳統方法。
卷取機位置緊接在精軋裝置后面，用來控制帶材溫度，以便不因輻射強度而低于需要值。
卷取裝置與剪切裝置相聯，緊接在它的上游。
不管任何所需最終厚度，本發明均可做到能軋制大大消除同素異形變化階段的熱態產品，從而避免上述不利情況，保證更好的軋制條件。
當所需最終厚度在1.0-1.5mm或大于該值范圍，而且按照傳統技術進行軋制時，精軋機組第二部分排除在外，產品在離開第一部分完成的軋制道次，并由第一部分下游冷卻系統按傳統方式進行冷卻時已經制成。
按照本方案，在精軋機組第二部分下游，卷取裝置之前，有一尺寸較小的第二冷卻系統，目的是精整熱態產品，然后繞成帶卷。
按照本方案，當要求軋件具有特殊延展性機械性能，而后又不用熱處理時，在精軋機組第二部分進行軋制的是α相產品，即使產品不是很薄，例如2.0-3.0mm范圍。
提出附圖作為非限制性示例，表示本發明一些最好實施例，具體如下
圖1為扁平軋材具體傳統式軋制線示意圖；圖2為本發明第一實施例軋制線；圖3為圖2所示實施例方案；圖4為本發明另一實施例。
附圖分別表示扁平軋材傳統軋制線10及其概略和簡化的形式。
圖1為傳統式的軋制線10。
如圖2和3所示本發明軋制線10的型式是軋制直接連接連鑄機，這時更為有利的是它裝有軟軋制系統。
圖4所示軋制線10的型式是該線設有爐子22，儲蓄和加熱厚板坯或中間厚度為80與200-250mm之間板坯，出口連接軋制機組，還可能通過給料裝置23和給料裝置23a分別與連鑄機和冷裝料系統相連。
連鑄機11裝有軟軋制裝置12，用于離開鋼錠模13的板坯，隨后是剪切機14和加熱保溫爐15。
在剪切機14之前，還可能有其他系統，例如除鱗裝置或其他系統。
按照本發明，在剪切機14與爐子15之間和/或鑄造機出口與剪切機14之間，加入除鱗系統25更為有利。
在加熱保溫爐15出口，有一除鱗系統25，隨后是粗軋或預精整機組16，在這種情況下包括有兩臺機座17，可完成鑄件厚度第一次軋制。
按照本方案，粗軋機組16為可逆式，與上游和下游的熱繞卷/開卷系統協同操作，因為這種系統系當前熟知工藝，故此處未予列出。
在粗軋機組16下游，有一均衡溫度的隧道爐系統18，用來向精軋機組19送料，它至少包括三道軋制道次(軋槽)，所送產品溫度均勻，熱態適當，沿縱向，也可在橫向段進行。
在精軋機組19上游，隧道爐18下游，至少有一除鱗系統25。
在圖2所示實施例中，溫度均衡系統，即隧道爐18布置的，至少要使精軋機組19第一道次完成的產品在奧氏體狀態γ，從而保證這樣的軋制條件，確保制成的產品達到冶金和尺寸質量均優的程度。
在這種情況下，精軋機組19包括七臺軋制機座17，隨后是冷卻系統20，這時，還有完成帶卷的地下卷取機21。
軋制厚度約為0.6-0.7mm薄產品時，圖1所示型式的精軋機組119最后軋制道次完成的產品是在從γ狀態到α狀態同素異形變化區，因而在產品質量方面產生很大問題，常常造成獲得的最終產品不合格。
按照本發明，在圖2-4實施例中，對于小于3.0mm的厚度，緊接精軋機組19出口，有一卷取裝置26，上游是剪切裝置27；如果軋制較大的厚度，可從軋制線中排除兩臺裝置26和27。
剪切裝置27和卷取裝置26可置于快速冷卻裝置28前面，為簡化起見，只在圖3中列出。
如本發明圖2和4所示軋制線10包括一精軋機組19，由兩部分構成，分別是19a和19b，中間是溫度調節和調整系統24。
在圖2所示情況下，溫度調節和調整系統24由一冷卻系統組成。
在這種情況下，包括五臺軋制機座17的第一部分19a，對可能需要，也可能不需要第二部分19b進一步軋制道次的厚度進行漸進軋制。
例如，在生產1.0-1.5mm或以上范圍的產品時，如果用基本傳統方式進行軋制，則產品以成品狀態離開第一部分19a，并在溫度調節和調整系統24中冷卻，然后繞成帶卷，而第二部分19b操作則從這一過程中排除。
生產厚度約為0.6-0.7mm薄型和特薄型產品時，產品離開厚度大約1.0-1.4mm第一部分19a組成的五道次，然后在溫度調節和調整系統24中冷卻，使從同素異形γ相過渡到α相，再在第二部分19b組成的兩道次精軋，使之達到所需最終厚度。
因此，進行最后軋制道次的產品在鐵素體狀態α，而這種狀態保證獲得的產品在冶金和尺寸方面具有高標準質量的特征，致使產品經簡單酸洗處理后便適合用于壓制。
在某些情況下，甚至酸洗也可省掉。
按照本方案，在精軋機組19第二部分19b進行軋制的產品在鐵素體狀態α，厚度約為2.0-3.0mm，提供的軋件，雖然不是特薄，特殊的冶金和機械性能。
顯然，軋道數-第一部分19a為五道，第二部分19b是二道-純屬示例，因為進入精軋機組19時的產品尺寸，要達到的最終厚度，材料種類等可采取各種組合。
事實上，按照本發明，在有七臺機座情況下，下列組合是可能的2+5；1+5和一臺禁用的；1+6等。
當機座數量有多、有少時，根據每種情況達到的組成將取決于周期及所需效果。
按照本發明，第一部分19a軋制道次數在1與7之間，而第二部分19b軋制道次數最多是6。
在圖2所示實施例中，在第二部分19b下方，另有一尺寸較小的冷卻系統20，適于完成成品熱處理，然后進行下面的卷取工序。
在圖4所示方案中，溫度調節系統24布置在精軋機組19第一部分19a與第二部分19b中間，還有一加熱系統，它可從軋制線中排除，以便呈現在不干擾位置24a，或可進行臨時開關。
在加熱系統接通情況下，溫度調節和調整系統24作用在從γ狀態到α狀態同素異形變化階段時離開第一部分19a的產品，使產品回到奧氏體狀態γ，以便在第二部分19b完成最后軋制道次，得到恰是奧氏體階段的薄帶材。
在該實施例中，第二部分19b后面是冷卻系統20，其結構和尺寸使軋制成品達到要繞成帶卷的合適溫度。
當繞卷帶材厚度小于1.0mm時，采用的卷取裝置26不是傳統型式，例如包括的轉盤有兩個繞卷筒，交替操作，以避免這種軋制厚度的帶材進入傳統式地下卷取機可能發生的問題。
在圖3所示實施例中，布置的溫度調節和調整系統24緊接在隧道爐18的下方，該系統包括有加熱與冷卻裝置。
權利要求
1.薄扁平制品的軋制方法，用于生產扁平軋材，如帶材或片材，其最終厚度范圍為0.6-1.5mm或更大，達到2.0-3.0mm，其適用于加工材料厚度高達25.4mm的工廠，如果從連鑄機直接而來，本方法適用于厚度50mm與90mm之間的板坯，如果從板坯儲蓄和加熱爐(22)進料，則適用于厚度更大的板坯，厚度在80與200-250mm之間，本方法包括至少第一熱處理，粗軋或預精整道次，由一道或一道以上厚度軋制道次組成，溫度均衡處理和精軋機組(19)精軋道次，由至少三道軋制道次組成，精軋道次后面是冷卻工序和扁平成品繞卷工序，粗軋或預精整道次最終產品在奧氏體γ狀態，本方法特點在于在同一精軋線(10)中，進行所需的精軋軋制，其至少部分處于鐵素體階段或奧氏體階段。
2.如權利要求1的方法，其中在鐵素體階段或奧氏體階段，精軋規定在精軋機組(19)與溫度調節和調整系統(24)中間位置以所需方式進行。
3.如權利要求1的方法，其中在鐵素體階段或奧氏體階段，精軋規定在精軋機組(19)與溫度調節和調整系統(24)上游以所需方式進行。
4.如權利要求1到3中任一的方法，其中溫度調節和調整工序至少包括產品冷卻工序，使在第二精軋工序入口的全部產品基本達到鐵素體α狀態。
5.如權利要求1到3中任一的方法，其中溫度調節和調整工序至少包括產品加熱工序，使在第二精軋工序入口的全部產品基本回到奧氏體γ狀態。
6.如上述任一權利要求的方法，其中在生產最終厚度約為0.6-1.0mm扁平軋材時，產品厚度約為10-15mm進入精軋工序，并預先要進行除鱗處理。
7.如權利要求1到5中任一的方法，其中在生產最終厚度1.0mm以上，3.0mm以下的扁平軋材時，產品厚度約為15-25mm進入精軋工序，并預先要進行除鱗處理。
8.如權利要求1到5中任一的方法，其中在生產最終厚度3.0到25.4mm的扁平軋材時，產品厚度約為25-50mm進入精軋工序，并預先要進行除鱗處理。
9.如上述任一權利要求的方法，其中精軋工序包括三道到七道軋制軋道。
10.如上述任一權利要求的方法，其中溫度調節和調整系統(24)以后的精軋工序包括一道到六道軋制軋道。
11.如上述任一權利要求的方法，其中在精軋工序下游，厚度約為0.6-3mm的帶材在快速冷卻工序后立即繞成帶卷。
12.如上述任一權利要求的方法，其中在第二精軋工序下游，要有快速冷卻處理。
13.生產薄扁平軋材，如帶材或片材的軋制線，用于制成扁平軋材，其最終厚度范圍為0.6-1.5mm或更大，達到25.4mm，軋制線采用如權利要求1到12中任一項的方法，如果從連鑄機直接而來，軋制板坯厚度在50與90mm之間，如果從板坯儲蓄和加熱爐(22)進料，則厚度更大，在80與200-250mm之間，軋制線包括維護和可能加熱系統(15)，粗軋或預精整機組(16)，由一臺或一臺以上機座(17)組成，溫度均衡系統(18)與制成最終厚度的精軋機組，精軋機組后面是冷卻系統和地下卷取裝置(21)，軋制線特點在于精軋機組(19)與中間產品溫度調節和調整系統(24)協同操作。
14.如權利要求13的軋制線，其中溫度調節和調整系統(24)緊接在精軋機組(19)上游。
15.如權利要求13的軋制線，其中溫度調節和調整系統(24)布置在精軋機組(19)初軋機座與終軋機座的中間位置。
16.如權利要求13到15中任一的軋制線，其中溫度調節和調整系統(24)至少包括有中間產品加熱裝置。
17.如權利要求13到16中任一的軋制線，其中溫度調節和調整系統(24)至少包括有中間產品冷卻裝置。
18.如權利要求13到17中任一的軋制線，其中在精軋機組(19)上游有除鱗裝置(25)。
19.如權利要求13到18中任一的軋制線，其中在粗軋或預精整機組(16)與精軋機組(19)之間有加熱和溫度均衡隧道爐(18)。
20.如權利要求13到19中任一的軋制線，其中粗軋或預精整機組(16)順序包括一臺或一臺以上機座。
21.如權利要求13到19中任一的軋制線，其中粗軋或預精整機組(16)包括有可逆式機座，上游和下流有熱繞卷筒。
22.如權利要求13到21中任一的軋制線，其中精軋機組(19)包括第一精軋部分(19a)，溫度調節和調整系統(24)以及第二精軋部分(19b)。
23.如權利要求13到22中任一的軋制線，其中第二精軋部分(19b)至少可從軋制線中暫時排除。
24.如權利要求13到23中任一的軋制線，該線與厚度高達250mm的厚板坯儲蓄和加熱爐(22)協同操作。
25.如權利要求13到24中任一的軋制線，其中在精軋機組(19)下游緊接有薄軋材卷取裝置(26)，位于剪切機(27)和快速冷卻系統前面。
全文摘要
薄扁平軋材軋制法用于生產扁平軋材,其最終厚度范圍為0.6—1.5mm或更大,達到2.0—3.0mm,其性能指標適合加工25.4mm以下的厚度,如果從連鑄機直接而來,適用于厚度50與90mm之間的板坯,如果從板坯儲蓄和加熱爐進料,則適用于厚度更大的板坯,厚度在80與200—250mm之間,包括第一熱處理,粗軋或預精整道次,溫度均衡處理和精軋機組精軋道次,由三道軋制道次組成,精軋道次后面是冷卻工序和扁平成品卷取,粗軋或預精整道次出口產品在奧氏體γ狀態,精軋道次在軋制線進行,部分在鐵素體階段或在奧氏體階段。
文檔編號B21B45/00GK1195584SQ9810448
公開日1998年10月14日 申請日期1998年2月19日 優先權日1997年4月10日
發明者保羅·鮑維格, 布魯諾·迪·朱斯托 申請人:丹尼利機械設備股份公司