專(zhuān)利名稱(chēng)：中間厚度板坯雙路連鑄機(jī)和串聯(lián)式熱軋帶材和板材生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板坯的連續(xù)鑄造和軋制，更具體地說(shuō)，關(guān)系到一綜合的中間厚度板坯雙路連續(xù)機(jī)和可逆熱軋機(jī)。
在鋼鐵工業(yè)中，隨著連續(xù)澆注板坯開(kāi)始出現(xiàn)，工業(yè)界已試圖通過(guò)聯(lián)機(jī)布置將熱軋帶鋼機(jī)與板坯連鑄機(jī)結(jié)合在一起，從而使生產(chǎn)能力達(dá)到最高，使所需的裝備和投資減至最低。在這方面的初始嘗試包括與現(xiàn)有的連續(xù)或半連續(xù)熱軋機(jī)結(jié)合的可生產(chǎn)約6英寸(15.2cm)至10英寸(24.5cm)板坯的連鑄機(jī)。這些現(xiàn)有的熱軋帶鋼機(jī)包括一加熱爐、一粗軋機(jī)組或一可逆式粗軋機(jī)和一年產(chǎn)150萬(wàn)至200萬(wàn)噸的6或7機(jī)座的精軋機(jī)。這些軋鋼機(jī)布置為一大型鋼鐵公司的現(xiàn)狀化設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)的新的熱軋帶鋼機(jī)總是因與此有關(guān)的投資成本達(dá)到最高而成為不可能的。然而，低成本的綜合連鑄機(jī)—熱軋帶鋼機(jī)的要求通過(guò)目前的設(shè)計(jì)是不能解決的。此外，這種現(xiàn)有技術(shù)綜合軋機(jī)就產(chǎn)品配合比和市場(chǎng)需求而言是極其不相適應(yīng)的。
這些困難導(dǎo)致通常每年生產(chǎn)100萬(wàn)噸或少于100萬(wàn)噸鋼材的特定產(chǎn)品的所謂薄板坯連續(xù)熱軋帶鋼機(jī)的發(fā)展。這些熱軋機(jī)業(yè)已與生產(chǎn)約2英寸(5.1cm)或更小的板坯的板坯連鑄機(jī)結(jié)合。這種結(jié)合式薄板坯連鑄機(jī)正受到歡迎，但它們本身不是沒(méi)嚴(yán)重缺陷。主要缺陷包括與所謂薄板坯連鑄機(jī)有關(guān)的質(zhì)量和數(shù)量的限制，作為提供用于澆鑄薄板坯所需的澆口型模具會(huì)使沿著薄板表面產(chǎn)生高的摩擦力和應(yīng)力，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的低劣的表面質(zhì)量。此外，2英寸(5.1cm)帶材連鑄機(jī)由于模具的有限金屬容量而局限于約為七次熔煉的單一澆口盤(pán)(中間包)使用壽命。
更為重要的是，薄板坯連鑄機(jī)因需必須在高速下澆注以防止金屬在現(xiàn)有澆包的配置下凝固。所需鋼的容量也需有相當(dāng)高的澆注速度。澆口盤(pán)鑄造嘴和相當(dāng)高的澆注速度會(huì)引起板坯的表面質(zhì)量問(wèn)題。這種高的澆注速度需要很長(zhǎng)的、正好位于板坯連鑄機(jī)下面的隧道爐，這種爐子通常具有500英寸(152.4m)的長(zhǎng)度，以便適合于板坯的速度，還可為在高速率下對(duì)2英寸(5.1cm)薄板坯所損失的熱量提供熱輸入。很長(zhǎng)的隧道爐會(huì)導(dǎo)致氧化皮(鐵鱗)結(jié)痕的增加和板坯的表面缺陷(發(fā)紋)的較大損害。因?yàn)榘迮饕愿咚匐x開(kāi)隧道爐，人們需要配置多機(jī)架連續(xù)熱軋帶鋼軋機(jī)以適應(yīng)快速移動(dòng)的帶鋼并將其軋制成薄的片材和帶材的厚度。但是，這樣的系統(tǒng)仍舊是不平衡的，因?yàn)榫透鱾€(gè)設(shè)備的生產(chǎn)能力而言，按正常的板坯寬度、板坯連鑄機(jī)具有每年8,00000噸的生產(chǎn)率，而連續(xù)軋鋼機(jī)則具有每年1百萬(wàn)噸的生產(chǎn)力。于是，每年每噸的主要生產(chǎn)費(fèi)用接近于將在先的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)替換的生產(chǎn)費(fèi)用。
另外，作為2英寸(5.1cm)的澆注薄板坯的板坯厚度百分率的氧化皮損耗是相當(dāng)大的。由于相當(dāng)大的爐子，人們必須提供長(zhǎng)的輥道床，該床因有暴露式旋轉(zhuǎn)輥而成為非常難維修的。
典型的多機(jī)架熱軋帶鋼軋機(jī)也需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)，因此，它必須具有較大功率的軋制機(jī)架，在某些條件下，機(jī)架功率可超過(guò)供電地區(qū)(特別是發(fā)展小國(guó)家)的輸出功率能量。薄板坯連鑄機(jī)就產(chǎn)品寬度而言也是受到限制的，因?yàn)?英寸(5.1cm)板坯上是不能使用垂直修邊機(jī)的。此外，這樣的板坯連鑄機(jī)目前局限于單一寬度。與薄板坯連鑄機(jī)有關(guān)的另一些問(wèn)題包括在煉鋼過(guò)程中形成的各種夾雜物離開(kāi)薄板坯的表面的有關(guān)的問(wèn)題，在薄板坯中這些夾雜物如果暴露在大氣中可導(dǎo)致表面缺陷。另外，因?yàn)楸′摪鍟?huì)很快地失去熱量和受到通常用于分離氧化皮的高壓水的不利影響使氧化皮的除去也受到限制。
常規(guī)的聯(lián)機(jī)加工的板坯連鑄機(jī)和已知的聯(lián)機(jī)加工薄板坯連鑄機(jī)未能提供廣泛產(chǎn)品混合(配合)比的生產(chǎn)水平，高質(zhì)量和資本費(fèi)用的適當(dāng)組合。
此外，現(xiàn)有技術(shù)的薄帶材工藝能按連續(xù)方式運(yùn)行，這意味著在工藝過(guò)程中，任何一處的故障會(huì)使整個(gè)生產(chǎn)線停止，而經(jīng)常導(dǎo)致待加工的整個(gè)產(chǎn)品成為廢品。
本發(fā)明的一個(gè)目的是雙路板坯連鑄機(jī)與連續(xù)加工生產(chǎn)線的組合。另一個(gè)目的是提供一使連鑄機(jī)速率與軋鋼機(jī)或軋機(jī)的速率相平衡的系統(tǒng)。本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一使用少量熱能和電能的系統(tǒng)。本發(fā)明的再一目的為提供一年產(chǎn)達(dá)2百萬(wàn)噸的系統(tǒng)。又一個(gè)目的是使一自動(dòng)的系統(tǒng)具有小的基本投資，廣泛的產(chǎn)品配合比、適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量、質(zhì)量水平、合理的占地空間需求、合理的機(jī)動(dòng)軋制設(shè)備和低的運(yùn)行費(fèi)用。
本發(fā)明為能年產(chǎn)約200萬(wàn)成品噸或更高的多功能綜合式板坯連鑄機(jī)和小型軋機(jī)而設(shè)置。這種設(shè)備可生產(chǎn)寬度為24英寸(61cm)至120英寸(305cm)的產(chǎn)品，能日常生產(chǎn)800PIW(14.3kg/mm)及1000PIW(17.9kg/mm)的產(chǎn)品。這是使用一具有直線連鑄矩形截面的固定或式或可調(diào)式寬度的模具的雙路鑄造設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而不用澆口盤(pán)型模具。該連鑄機(jī)包括一125英寸(318cm)的可調(diào)模具、該模具具有一可安放在其中的5英寸(12.7cm)的耐火隔離箱，它可以提供并列鑄坯的雙路澆注。板坯連鑄機(jī)包括一含有足夠液體容量的模具以提供足夠的時(shí)間使浮動(dòng)澆口盤(pán)變動(dòng)，從而使連鑄機(jī)的運(yùn)行不局限于單一澆口盤(pán)的使用壽命。本發(fā)明提供的板坯近似地為象已知鑄造板坯那樣厚的2倍和1倍半，該板坯約為2英寸(5.1cm)厚，從而損失較少能量和要求較少量Btu熱量輸入。本發(fā)明因板坯每單位體積的表面積減少而可提供一具有較少量的氧化皮損失的板坯，從而可允許應(yīng)用具有要求最低維持量的一加熱或平衡爐子。本發(fā)明還提供一可在常規(guī)連鑄機(jī)的速度和常規(guī)除鱗工藝情況下作業(yè)。本發(fā)明為選擇最佳厚度澆注板坯和一對(duì)串聯(lián)式可逆熱軋機(jī)一起使用而設(shè)置，以提供平衡的生產(chǎn)能力。如果在任一端出現(xiàn)延遲動(dòng)作，本發(fā)明具有使?jié)沧⒓能堉浦蟹蛛x出來(lái)的能力。另外，在連鑄機(jī)中出現(xiàn)熔融金屬化學(xué)性質(zhì)改變或?qū)挾茸兓瘯r(shí)，本發(fā)明提供易于取出所形成的過(guò)渡板坯。
所有上述優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)保持薄板連鑄機(jī)的諸優(yōu)點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)的，這些優(yōu)點(diǎn)包括低的鐵水靜壓頭、低的板坯重量、直線(平)式模具、較短的長(zhǎng)度模具、低的冷卻要求、低的燃燒費(fèi)用或剪刀能力和簡(jiǎn)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供了一與熱軋帶材或板材生產(chǎn)線結(jié)合的中(間)厚度板坯連鑄機(jī)，而該生產(chǎn)線包括一加熱線均衡爐，它可直接地從連鑄機(jī)中，從位于靠近板坯輸送機(jī)輥道的連鑄機(jī)出口處的集中和儲(chǔ)存區(qū)域或從另一區(qū)域中接收板坯。一進(jìn)料和輸出輥臺(tái)是位于加熱爐的出口端且與一對(duì)串聯(lián)的可逆熱軋機(jī)聯(lián)機(jī)，此熱軋機(jī)則具有一安置在可逆軋機(jī)的任一側(cè)的卷取爐。這些軋機(jī)具有使鑄造板坯軋薄到足以卷繞的厚度，這種卷繞厚度在最小數(shù)量的平的軋道中約為1英寸(2.54cm)或少于1英寸。組合式卷繞形式的卷材、卷繞板材、片材或分立的板材精加工生產(chǎn)線與它們的組合式卷取爐一起以一列式且向著可逆熱軋機(jī)的下游。精加工裝置包括一冷卻工位、一下卷取機(jī)、一板材輸送臺(tái)、一剪切機(jī)、一冷卻床跨接結(jié)構(gòu)(crossover)、一板材側(cè)邊和端頭剪切機(jī)和一堆垛機(jī)。
為在可逆熱軋機(jī)和板坯連鑄機(jī)之間達(dá)到必要的平衡，使得有必要生產(chǎn)具有3.5英寸(8.9cm)至5.5英寸(14cm)的板坯、最佳為5英寸(12.7cm)。在開(kāi)始卷繞在卷取爐之間的中間產(chǎn)品前，使板坯在通過(guò)可逆熱軋機(jī)的四平軋道時(shí)，軋薄至1英寸(2.54cm)或更小，然后再進(jìn)一步軋薄到所需的成品厚度。就這對(duì)可逆熱軋機(jī)而言，所采用的板坯的兩軋道是每一板坯從一個(gè)卷取爐到另一個(gè)卷取爐的通道。為了使制造卷繞形式的卷繞板材、分立(不連續(xù))板材和片材達(dá)到1000PIW(17.9公斤/mm)或更高的生產(chǎn)能力，板坯寬度可在24英寸(61cm)至120英寸(305cm)的范圍內(nèi)變化。
一種最佳的操作方法包括把自雙路連續(xù)機(jī)的經(jīng)剪切和火焰切割好的板坯輸送到板坯輸送臺(tái)上，該輸送臺(tái)可直接將板坯輸送到加熱爐或均衡爐，或輸送到靠近板坯輸送臺(tái)的板坯集中和儲(chǔ)存區(qū)域。最佳的方法進(jìn)一步包括將板坯從板坯輸送臺(tái)直接輸送入爐子。不過(guò)，此方法作為進(jìn)一步加工允許以前收集和儲(chǔ)存的板坯輸送到爐子中。
圖1是一現(xiàn)有技術(shù)薄板坯連鑄機(jī)和連續(xù)熱軋機(jī)的示意圖；圖2是一根據(jù)本發(fā)明表示中間厚度板坯的雙路連鑄機(jī)和串聯(lián)可逆熱軋機(jī)以及卷取爐布置的示意圖；圖3A—3G是一本發(fā)明的各實(shí)施例的工藝過(guò)程的示意表示和說(shuō)明每一加工裝置的工藝可變性的圖表；圖4是一常用60英寸(152.4cm)寬度的單一板坯連鑄機(jī)的生產(chǎn)圖表；圖5是一本發(fā)明澆注同樣寬度的板坯的雙路板坯連鑄機(jī)的生產(chǎn)圖表；圖6是一根據(jù)本發(fā)明的雙路連鑄機(jī)的生產(chǎn)圖表。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的薄帶坯鑄造設(shè)備和聯(lián)機(jī)連續(xù)熱軋帶鋼機(jī)。板坯連鑄設(shè)備10由一通過(guò)輸入端14注入熔融金屬的弧形澆注模12組成。電爐、澆包站和供給連續(xù)鑄造設(shè)備10的澆口盤(pán)(未畫(huà)出)也是常規(guī)的。板坯鑄造設(shè)備10澆注一大約2英寸或小于2英寸的鑄(鑄條)坯，該鑄坯通過(guò)剪切或火焰切割器16被切斷成適當(dāng)長(zhǎng)度的板坯，而該切割器則與弧形澆注模12隔開(kāi)一適當(dāng)間距，以保證鑄條坯在剪切前適當(dāng)凝固。然后，薄板坯進(jìn)入一伸長(zhǎng)的隧道爐18，隧道爐產(chǎn)生適當(dāng)量的熱(量)輸入，以便板坯在整個(gè)引入安置在隧道爐下游的連續(xù)熱軋帶鋼機(jī)20的過(guò)程中，確保板坯體處于適當(dāng)?shù)臏囟?。?dāng)前，典型的連續(xù)熱軋帶鋼機(jī)20包括5或6個(gè)軋鋼機(jī)架21，每一機(jī)架由一對(duì)工作軋輥23和一對(duì)支承軋輥24組成。若干輔助機(jī)架是為較薄型制品而加以準(zhǔn)備的。軋機(jī)機(jī)架21彼此相隔開(kāi)并同步運(yùn)轉(zhuǎn)，以使通過(guò)所有5至7個(gè)機(jī)架連續(xù)地加工板坯。所需厚度的產(chǎn)品帶材被盤(pán)繞在地下卷取機(jī)22上，此后將它進(jìn)一步加工成所希望的軋鋼產(chǎn)品。薄帶坯連鑄機(jī)和連續(xù)熱軋帶材軋機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也具有某些重大的缺點(diǎn)，例如沒(méi)有對(duì)誤差留由余地，這是由于連續(xù)熱軋帶材軋機(jī)與鑄造設(shè)備是直接地加以接合以及在鑄造設(shè)備或連續(xù)熱軋帶材機(jī)中之間沒(méi)有相適應(yīng)的鑄造設(shè)備或連續(xù)熱軋帶材機(jī)的操作問(wèn)題的緩沖裝置。
另外，以2英寸(5.1cm)的板坯與本發(fā)明中5英寸(12.7cm)的板坯相比，熱量衰減實(shí)質(zhì)上是很大的。于是，這需要一2英寸(5.1cm)板坯使用的長(zhǎng)的隧道爐以保證適當(dāng)?shù)能堉茰囟?。在申?qǐng)人1992年5月12日所提交的未決的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)07/881.615和1993年9月20日提交的未決的申請(qǐng)?zhí)?8/123,149中都討論和圖解說(shuō)明了這一情況。兩個(gè)申請(qǐng)都以中間厚度板坯鑄造設(shè)備和流水式(連續(xù))熱軋帶材軋機(jī)，以及3.5英寸(8.9cm)和5.5英寸(14cm)之間，最好4英寸(10.2cm)的板材線鑄造板坯為目的。這些申請(qǐng)為供參考而被結(jié)合于本文中。就2英寸(5.1cm)厚度鑄造板坯來(lái)說(shuō)，鑄造狀態(tài)的板坯的平均坯體溫度僅為1750°F(954℃)，板坯溫度太低，以致不能開(kāi)始熱軋。由于其薄的厚度，實(shí)際上在板坯的中央沒(méi)有熱能儲(chǔ)藏，需要附加的熱能來(lái)達(dá)到熱軋所需求的2000°F(1.093℃)的平均坯體溫度。相應(yīng)地，因?yàn)楸〉陌迮鳛榻?50英寸(45.7m)長(zhǎng)，所以它通常在一長(zhǎng)的隧道爐中加以加熱。這種爐子必須提供每噸近似12,000千瓦/小時(shí)(Btu)的熱能，才能使鋼材達(dá)到供熱軋用的2000°F(1.093℃)的平均坯體溫度，此外，它提供附加的能量以使熱能在由2英寸(5.1cm)鑄造設(shè)備(連鑄機(jī))和軋機(jī)工藝過(guò)程中所確定的時(shí)間中建立起傳送入板坯所要求的必要的熱量變化率。
此外，當(dāng)2英寸(5.1cm)厚的板坯正在穿過(guò)隧道爐時(shí)，爐氣使薄板坯的暴露表面上形成“軋制鐵鱗”。這種軋制鐵鱗有損于成品件的質(zhì)量且在軋制前最難以去除。經(jīng)?？赏ㄟ^(guò)多機(jī)架連續(xù)軋機(jī)把軋制鐵鱗軋制成板坯。軋制鐵鱗則通常可通過(guò)施加侵蝕性高壓水噴射而加以除去。可是，對(duì)于2寸(5.1cm)厚的板坯，這種噴射往往引起把鋼淬冷到對(duì)軋制不能接受的溫度，使再加熱的工藝過(guò)程失去作用。在另一方面，當(dāng)然，象在本發(fā)明中的5英寸(12.7cm)板塊的長(zhǎng)度小于薄板坯長(zhǎng)度一半且具有小于薄板坯一半的暴露表面，因此形成的鐵鱗較少。而且，這種鐵鱗可易于通過(guò)高壓水噴射加以除去，這是因在下面所要討論的5英寸(12.7cm)板塊內(nèi)儲(chǔ)藏?zé)崮芏粫?huì)影響板坯溫度。
如同2英寸(5.1cm)厚的板坯情況一樣，在鑄造工藝過(guò)程中，用外部冷卻來(lái)產(chǎn)生一含有液相穴部的固體外殼，板坯基本上處于2800°F(1.538℃)的澆口盤(pán)溫度下。當(dāng)殼體構(gòu)成時(shí)，液相穴被消耗且板塊通過(guò)其厚度而成為固體。這形成了鑄造設(shè)備的冶金(學(xué))長(zhǎng)度。對(duì)5英寸(12.7cm)板坯而言，有一從板坯的中心2600°F(1.426℃)到表面的2800°F(1.538℃)的溫度梯度。若把板坯放入一等溫箱內(nèi)，對(duì)放散固化熱含量(熱函焓)所必需的高的內(nèi)部溫度梯度提供了足夠的熱能以改變約2000°F(1.093℃)的平均板坯體溫度。附加熱量可選擇地加以供給，使達(dá)到較高的軋制溫度。在等溫箱中，這種均衡工藝過(guò)程在鑄造板坯已凝固和在進(jìn)入爐子前對(duì)長(zhǎng)度加以切割后馬上就進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)均衡所需的時(shí)間由熱必須擴(kuò)散至多為一半板坯厚度的間距的平方和固態(tài)物質(zhì)的熱擴(kuò)散系數(shù)所確定。由于均衡前的平均坯體溫度是高于均衡后的平均坯體溫度，在鋼中有著過(guò)量的熱含量(熱函)。這一熱量可用來(lái)維持等溫箱的完善性，也就是對(duì)在箱內(nèi)建立與等溫環(huán)境有關(guān)的損失加以補(bǔ)償，因此幾乎不需要等溫箱的外部加熱。
這個(gè)發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是與先前描述的和相似工藝過(guò)程的2英寸(5.1cm)厚鑄造設(shè)備(連鑄機(jī))和連續(xù)軋機(jī)相比主題發(fā)明的電能費(fèi)用較低。薄板坯鑄造設(shè)備的加機(jī)架連續(xù)軋機(jī)的峰值功率波動(dòng)(19000Kw)明顯地小于本發(fā)明的一對(duì)可逆軋機(jī)。由于電力公司編制的合同由兩部份—所需功率和消耗功率組成，因此，當(dāng)工藝過(guò)程在一短的時(shí)間周期上要求高的峰值負(fù)載時(shí)，這是一最大費(fèi)用的“需要用量”部分。高的需要用電量等于要付較高的電費(fèi)。
另外，更為重要的也許是因發(fā)電機(jī)和輸電線能力的限制，許多電力公司不能保證高的峰值負(fù)載。這對(duì)電力網(wǎng)薄弱的和傳輸線長(zhǎng)的剛獲得獨(dú)立的國(guó)家是特別有關(guān)系的。本發(fā)明致力于通過(guò)給一些剛獨(dú)立的國(guó)家提供與目前的電力系統(tǒng)現(xiàn)存的基礎(chǔ)設(shè)施相適應(yīng)的、低投資，生產(chǎn)能力的小型軋鋼廠來(lái)解決這一問(wèn)題。
即使在使需要用電量，比如說(shuō)平均15分鐘間隔的改進(jìn)系統(tǒng)中，接受一英寸(5.1cm)的板坯的4至6機(jī)架連續(xù)精加工軋機(jī)的需要用電量基本上也仍大干接受一5英寸(12.7cm)的可逆式熱軋機(jī)需要用電量。
在圖2中示出了本發(fā)明的中間厚度板坯連鑄機(jī)和帶材和板材流水生產(chǎn)線。一個(gè)或多個(gè)電熱熔煉爐26在該組合式連鑄機(jī)(鑄造設(shè)備)和帶材和板材生產(chǎn)線25的進(jìn)口端提供了熔融金屬。在熔融金屬進(jìn)給到雙路板坯連鑄機(jī)30之前先將熔融金屬送入澆包爐28里。雙路連鑄機(jī)30則將熔融金屬輸進(jìn)一可調(diào)切的矩形截面的澆注模(彎曲形的或平直形的)32中。澆注模32具有一約(125英寸(318cm)的模口，其形狀構(gòu)造成可在其中接納一5英寸(12.7cm)水銅制水冷箱，從而可澆注兩條并列的鑄坯。如果沒(méi)有銅制水冷箱，由于系統(tǒng)中的其它一些部件的寬展能力關(guān)系，雖然120英寸(305cm)可能表示一上限，但是，模具32可以澆鑄一寬度在24英寸(61cm)和125英寸(318cm)之間的單一鑄坯。在模具可澆注象24英寸(61cm)那樣窄的寬度時(shí)，較通用的最小產(chǎn)品寬度約為35英寸(88.9cm)。銅制水冷箱無(wú)須放置在模具32的中心，因此，兩條鑄坯可以是一樣的或不一樣的，它們具有達(dá)120英寸(305cm)的總寬度。
火焰截?cái)嘣O(shè)備(或剪機(jī)機(jī))34安置在模具32的出口端，以把業(yè)已凝固的金屬的條狀鑄坯或鑄坯切割成若干3.5英十寸(8.9cm)至5.5英寸(14cm)厚度的所需長(zhǎng)度的板坯，而這些板坯也具有24英寸(61cm)至120英寸(305cm)的寬度。
然后，板坯借助臺(tái)式輸送機(jī)輸送到板坯輸出區(qū)域(區(qū)間)，在那里，它被直接裝入一爐子42或從聯(lián)機(jī)加工中移去，而儲(chǔ)存在板坯集中和儲(chǔ)藏區(qū)間40。雖然在某些應(yīng)用中可利用輥底式爐，但最佳的爐子是一步進(jìn)類(lèi)型的。在步進(jìn)式爐42內(nèi)顯示了作為板坯制品的原尺寸板坯44和分立長(zhǎng)度的板坯46。放在板坯集中和儲(chǔ)存區(qū)間40的板坯38也可借助板坯推動(dòng)器48或裝料臂設(shè)備加以間接地而裝入爐子42中，從其它板坯場(chǎng)地或儲(chǔ)存區(qū)間裝進(jìn)板坯也是可以辦到的。因?yàn)橹械群穸劝迮髟诤艽蟪潭壬媳３譄崃勘缺〉陌迮鞯囊?，所以溫度均衡在許多操作方式中是十分需要的。當(dāng)然，在將板坯從脫機(jī)位置引入爐中，爐子必須具有增加熱量(Btu)的能力以促使板坯達(dá)到軋制溫度。
各種各樣的板坯以傳統(tǒng)的方式通過(guò)爐子42加以送料且由一些板坯抽取機(jī)50加以移動(dòng)，而安置在一進(jìn)給和后退輥道52上。氧化皮清除機(jī)53和/或垂直修邊機(jī)54可對(duì)板坯進(jìn)行加工。這是本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榇怪毙捱厵C(jī)通常不能和僅2英寸(5.1cm)或小于2英寸的板坯一起使用。
進(jìn)給和后退輥道52和垂直修邊機(jī)54的下游是一對(duì)串聯(lián)式可逆熱軋機(jī)56，它在這對(duì)軋機(jī)56的任一邊，具有一上游和下游的卷取爐58和60。冷卻工位62處在卷取爐60的下游。冷卻工位62的下游是一卷取機(jī)66，該卷取機(jī)和一帶卷自動(dòng)裝卸車(chē)67一起進(jìn)行工作，后面有平板臺(tái)64，它可和剪切機(jī)68一起進(jìn)行工作。最終產(chǎn)品或者被盤(pán)繞在卷取機(jī)66上，并作為帶材或成卷板材形式的板片由帶卷自動(dòng)裝卸車(chē)67加以移走或者被剪切成板材形式，使進(jìn)一步的聯(lián)機(jī)加工。板材制品由輸送臺(tái)70加以運(yùn)送，該輸送臺(tái)包括一到最終加工生產(chǎn)線71上的冷床。最終加工生產(chǎn)線71包括一板材側(cè)切邊機(jī)72、板材切頭機(jī)74和板材堆垛機(jī)76?？刹捎脤?duì)長(zhǎng)的作業(yè)線的切割來(lái)切割分立的板材。
主題發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)由所利用的操作特性(參數(shù))的結(jié)果而產(chǎn)生。選擇性地鑄造單一鑄坯或成對(duì)鑄坯應(yīng)該具有3.5英寸(8.9cm)至5.5英寸(14cm)的厚度，最好約5英寸(12.7cm)的厚度。一般，寬度可在24英寸(61cm)和120英寸(305cm)之間變化以生產(chǎn)達(dá)1000PIW(17.9公斤/毫米)和高于此的產(chǎn)品。
在離開(kāi)步進(jìn)式爐42后的板坯平直地來(lái)回通過(guò)一對(duì)串聯(lián)可逆熱軋機(jī)56，可逆熱軋機(jī)以最少量的軋道，例如4個(gè)軋道的工作，獲得足以滿足盤(pán)繞的板坯厚度(例如約1英寸(2.5cm)或更小)。關(guān)于一對(duì)軋機(jī)56，在卷取爐58和60之間的板坯的每個(gè)通道形成兩個(gè)軋道。接著把約1英寸(2.5cm)或小于1英寸(2.5cm)的中間產(chǎn)品盤(pán)繞在適當(dāng)?shù)木砣t中，在4個(gè)扁平軋道的情況下，該產(chǎn)品會(huì)處在卷取爐58的上游(上面)。此后，使中間產(chǎn)品來(lái)回通過(guò)一對(duì)可逆熱軋機(jī)56和兩卷取爐58和60之間，以便獲得對(duì)于盤(pán)繞形式的片材、盤(pán)繞板材或板材產(chǎn)品的所需厚度。對(duì)得到最終產(chǎn)品厚度的軋道數(shù)量可以不同的，但通?？捎冒ǔ跏急馄杰壍涝趦?nèi)的10個(gè)軋道加以制作，舉例來(lái)說(shuō)，一0.10英寸(0.254cm)的最終產(chǎn)品厚度可以以10個(gè)軋道來(lái)制造，而一0.04英寸(0.102cm)的最終產(chǎn)品厚度可以以用約14個(gè)軋道來(lái)制作。在最后兩軋道上，它們通常自上游卷取爐58中產(chǎn)生的，希望厚度的帶材在一對(duì)可逆熱軋機(jī)中進(jìn)行軋制并連續(xù)通過(guò)冷卻工位62，在那里，它被適當(dāng)?shù)乩鋮s以便在卷取機(jī)66上加以盤(pán)繞或因進(jìn)入到板材臺(tái)64上而被適當(dāng)?shù)乩鋮s。倘若產(chǎn)品是成卷繞形式的片材或板材，它在卷取機(jī)66上加以卷繞且由帶卷自動(dòng)裝卸車(chē)67加以移出。如果產(chǎn)品是直接成為板材形式，那么它送入平板臺(tái)64，在那里，它由剪切機(jī)68剪斷到適當(dāng)長(zhǎng)度。其后，板材進(jìn)入起冷床作用的輸送臺(tái)70，以便板材可在成品作業(yè)線71上精加工，成品作業(yè)線包括氧化皮清除機(jī)73，側(cè)切邊機(jī)72、剪切頭機(jī)74和板材堆垛機(jī)76。為了使冷床的需要減至最小或去除的原因，可與一具有加速冷卻系統(tǒng)或作為標(biāo)準(zhǔn)層流冷卻部件聯(lián)機(jī)。
下列實(shí)施例圖解表示可加以生產(chǎn)的產(chǎn)品的廣寬范圍。應(yīng)該注意到進(jìn)入軋機(jī)的輸入溫度必定是較寬的板坯(2.300°F(1.260℃)高于較窄的產(chǎn)品寬度(約2,000°F(1.093℃)，在大多數(shù)軋鋼廠的產(chǎn)品較窄寬度將表示產(chǎn)品要求的容量(尺寸)。
實(shí)施例1根據(jù)下列軋制程度表，用5英寸(12.7cm)低碳鋼板坯生產(chǎn)盤(pán)卷形式的一60英寸(152.4cm)寬×100英寸(0.254cm)厚的片材。
實(shí)施例1兩機(jī)架串聯(lián)式熱軋帶組可逆軋機(jī)的軋制程序表·產(chǎn)品數(shù)據(jù) 寬度60英寸板坯數(shù)據(jù) 寬度60英寸厚度100英寸厚度6英寸長(zhǎng)度2944英寸 厚度589英寸PIW 1000kg/cm 溫度2300F華氏卷材重量30噸 鋼材級(jí)別低碳軋道軋機(jī) 規(guī)格 ％咬入角 壓縮量長(zhǎng)度軋制速度 軋制時(shí)間延遲時(shí)間 經(jīng)過(guò)時(shí)間 去氧化皮No.機(jī)架名稱(chēng)英寸縮減角度 英寸 英尺轉(zhuǎn)數(shù)/分 秒 秒 秒 是或不通過(guò) 軋制0 PCE1 5.0000 .0 .00 .000 58.9 .0 .0 .00 .00 .00 不1 TF13.700026.0 17.37 1.300 79.6 324.3* 318.9*9.20 .00 9.20 是2 TF22.400035.1 17.37 1.300122.7 500.0* 800.0*9.203.50 15.29 不3 TF21.375042.7 15.41 1.025214.1 300.0* 900.0* 24.20 .00 40.00 是4 TF2.8250 40.0 11.28 .550356.9 500.0* 1500.022.933.50 44.52 不5 TF2.4580 44.59.21 .367642.9 3180* 1275.143.34 .00 87.66 是*6 TF2.2920 36.24.10 .1661008.4 500.0* 200.041.363.50 44.52 不7 TF1.2085 28.64.29 .0831412.2 359.7* 1798.6 42.36 .00154.36 不8 TF1.1500 25.13.67 .8581943.0 500.0* 2500.0 40.503.50158.35 不9 TF1.1176 21.62.73 .0322503.8 425.2* 2125.9 72.44 .00230.99 不10 TF2.1000 15.02.01 .0162944.5 500.0* 2500.8 70.67 .00230.99 不軋道軋機(jī) 規(guī)格輸入溫度出口溫度軋制力 扭矩 功率 負(fù)荷比RMB時(shí)間號(hào) 機(jī)架名稱(chēng) 英寸 °F°F 磅×10-4磅-英寸×10-4秒0 PCE1 5.00002300.02300.0 .0000 .0000 0..0000 .001 TF1 3.70002257.42245.5 2.6914 .9614 12731. 1.4293 16.912 TF2 2.40002240.92244.5 3.18511.1359 23190. 1.6888 26.523 TF2 1.37502150.32149.9 3.65511.2119 27833. 1.8817 76.114 TF1 .82502146.12156.4 3.2415 .7469 28591. 1.2744 35.965 TF1 .45802133.42040.0 5.9262 .7340 23884. 1.0912 50.886 TF2 .29202014.22008.4 5.1308 .3886 19835..8855 30.507 TF2 .20851857.01844.4 2.9526 .2559 11744..5243 14.698 TF1 .15001056.01845.1 2.8790 .2052 13091..5814 19.469 TF1 .11761790.81757.9 2.6673 .13687426..3313 7.4310 TF2 .10001712.51677.2 2.2102 .08015110..2281 3.12串聯(lián)可逆軋機(jī)峰值生產(chǎn)467.52TPH，在咬入角度裝置以18°到18°以上咬住后卷繞開(kāi)始在軋道號(hào)4TF1CFce#1和軋機(jī)之間距離27,000英寸，卷取爐直徑54.00英寸，軋機(jī)和CFce#2之間距離27.00英尺卷取爐溫度175.00°F加速和減速速率250.00FPM/秒TS的最終溫度1677.17F
本發(fā)明的系統(tǒng)能生產(chǎn)一種廣泛度的帶卷式熱軋片材和板材產(chǎn)品，這些產(chǎn)品由一系列“加工單元”制成，它們有效地將初始進(jìn)給原料廢鋼或鋼水)轉(zhuǎn)變成帶卷式的薄鋼片和板材。這些“加工單元”具有不同的特點(diǎn)，它們影響著加工的總生產(chǎn)率。最終產(chǎn)品生產(chǎn)量對(duì)成功的市場(chǎng)銷(xiāo)售戰(zhàn)略是如此重要，這就要根據(jù)每個(gè)產(chǎn)品(產(chǎn)品混合)的所需生產(chǎn)級(jí)別和按照每個(gè)“加工單元”的獨(dú)特的特性來(lái)確定。
對(duì)于生產(chǎn)卷繞式的廣泛范圍的熱軋片材和板材制品，本發(fā)明的小型帶材熱軋制機(jī)由一系列“加工單元”構(gòu)成，這些單元使初始進(jìn)給原料(廢鋼或鋼水)轉(zhuǎn)變成卷繞的薄鋼片或板材。這些加工單元各具有影響工藝加工的總生產(chǎn)率的不同的特點(diǎn)。圖3A—3C示意地表示本發(fā)明的各種實(shí)施例的生產(chǎn)流程，圖3D—3G以圖解方式表示每個(gè)加工單元的工藝可變性。對(duì)成功的市場(chǎng)銷(xiāo)售戰(zhàn)略如此重要的最終產(chǎn)品生產(chǎn)量，當(dāng)然，應(yīng)是由各個(gè)“工藝加工單元”的獨(dú)特特點(diǎn)和由每個(gè)產(chǎn)品(產(chǎn)品混合)的所需生產(chǎn)級(jí)別來(lái)確定。圖3D說(shuō)明各表示不同基本費(fèi)用水平的四個(gè)不同煉鋼生產(chǎn)能力。圖3E表示鑄造板坯的寬度和連鑄機(jī)生產(chǎn)率之間的線性關(guān)系。當(dāng)然，連鑄機(jī)生產(chǎn)率不能超過(guò)相關(guān)的鋼液生產(chǎn)率。圖3F圖解顯示各代表基本費(fèi)用不同程度的4個(gè)不同爐子生產(chǎn)能力。如同圖3D中所示的鋼液生產(chǎn)率的情況一樣，爐子生產(chǎn)能力不隨板坯寬度變化。圖3G表示在寬度變化的情況下，對(duì)不同厚度的產(chǎn)品用圖A所示的串聯(lián)雙板坯熱軋機(jī)生產(chǎn)的軋鋼機(jī)生產(chǎn)率。以上圖3A—3G的目的之一是要表明在從廢料到成品鋼的材料流程中各種加工單元的互相依賴(lài)。從理論上來(lái)說(shuō)，使所有加工單元成為整個(gè)生產(chǎn)的最高實(shí)際水平的同等生產(chǎn)率是所有鋼廠企業(yè)家的共同目標(biāo)。
可是，十分可能一個(gè)或兩個(gè)加工單元將因其生產(chǎn)能力限制，工藝技術(shù)和基本費(fèi)用而調(diào)整生產(chǎn)水平。比如，在兩個(gè)現(xiàn)有的“薄板坯”(2英寸(5.1cm)帶材熱軋廠中，一個(gè)53英寸(134.6cm)寬軋機(jī)以每年800,000噸的生產(chǎn)率在印第安納州，克勞馥城(Crawfordsville)使用，另一個(gè)51英寸(154.9cm)寬的軋機(jī)以每年一百萬(wàn)噸的生產(chǎn)率正在阿肯色州，埃克曼使用。為了使每個(gè)工廠的年產(chǎn)量增加到2百萬(wàn)噸左右，已建議在每一工廠中安裝一第二成套電爐，澆包爐，連鑄機(jī)、隧道爐和集塵室成套裝備。這種擴(kuò)充實(shí)際上包括除了軋鋼機(jī)以外的一切東西。很明顯，特別是在要求以年產(chǎn)量超過(guò)1百萬(wàn)噸時(shí)，2英寸(5.1cm)厚板坯連續(xù)澆注和連續(xù)帶材熱軋機(jī)工藝技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)該方案來(lái)說(shuō)投資費(fèi)用是很昂貴的。
在另一方面，如本文中所描述，本發(fā)明的工藝技術(shù)將為實(shí)業(yè)家建立根據(jù)他的營(yíng)業(yè)計(jì)劃所提出生產(chǎn)水平的小型軋機(jī)提供機(jī)會(huì)，而不受連鑄機(jī)的低生產(chǎn)率或任何其它加工單元的限制。因此，本發(fā)明的一個(gè)基本原理可應(yīng)用于具有象每年500,000噸那樣低的初始生產(chǎn)能力(容量)和象每年2百萬(wàn)噸那樣高或更高的生產(chǎn)能力的小型鋼廠。
連鑄機(jī)的生產(chǎn)由板坯的厚度和寬度以及最大和最小的澆注速度所決定。圖4以圖解方式表示生產(chǎn)達(dá)60英寸(152cm)寬、5英寸(12.7cm)厚的板坯的連鑄機(jī)范圍。選用5英寸(12.7cm)厚度板坯來(lái)替代4英寸(10.2cm)厚度板坯以增加連鑄機(jī)的生產(chǎn)，實(shí)際上沒(méi)有軋鋼機(jī)方面的損失。澆注速度已被分別調(diào)整在每分鐘32英寸(81.3厘米/每分鐘)至每分鐘79英寸(200.7厘米/每分鐘)之間的保守的范圍，這樣有助于保證生產(chǎn)最高質(zhì)量板坯。應(yīng)該意識(shí)到隨著澆注速度的進(jìn)展，生產(chǎn)會(huì)增加，在保持所需質(zhì)量時(shí)，它允許較快的燒鑄速度。如圖5所示，加到連鑄機(jī)范圍圖表上的平行的水平線表示可由生產(chǎn)各種產(chǎn)品的連鑄機(jī)加以調(diào)節(jié)的不同的生產(chǎn)率。也要引起注意在圖4上的陰影(影線)區(qū)域，它描示了澆注高碳鋼和合金鋼范圍，例如不銹鋼，這些鋼需要比普通鋼低的澆注速率且不能用2英寸(5.1cm)高速連鑄機(jī)正常地加以鑄造。在圖4中所圖解說(shuō)明的是每小時(shí)供給連鑄機(jī)150噸鋼水，如由水平虛線所示。這種級(jí)別的鋼液也許是單一板坯連鑄和標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品混合比的最大實(shí)際級(jí)別。當(dāng)澆注36英寸(91.4cm)寬的板坯時(shí)，連鑄機(jī)生產(chǎn)力將被限于每小時(shí)125噸左右。不管連鑄機(jī)備可允許較高的速率的事實(shí)，當(dāng)澆注60英寸(152.4cm)寬的板坯時(shí)，而它仍將在每小時(shí)150噸情況下運(yùn)行。
不過(guò)，每小時(shí)150噸的速率不可能足夠高地滿足計(jì)劃好的市場(chǎng)銷(xiāo)售戰(zhàn)略和商業(yè)目標(biāo)。為了解決這一問(wèn)題并為了增加連鑄機(jī)靈活性，請(qǐng)注意圖5，它示出了根據(jù)本發(fā)明的一60英寸(152.4cm)寬的“雙路鑄造”連鑄機(jī)對(duì)同一5英寸(12.7cm)厚的板坯的操作范圍(區(qū)域)?！半p路注造連鑄機(jī)可鑄造兩個(gè)5英寸(12.7cm)厚的板坯，每一達(dá)60英寸(152.4cm)寬，同時(shí)并列地通過(guò)連鑄機(jī)，當(dāng)然，該連鑄機(jī)生產(chǎn)較單一鑄鑄機(jī)生產(chǎn)率增加一倍，最重要的是它具有象單一板坯連鑄機(jī)一樣的鑄造結(jié)構(gòu)和凝固速率(冶金長(zhǎng)度)。目前，“雙路鑄造”的解決辦法可在少量增加成本狀況下達(dá)到較高生產(chǎn)率的目標(biāo)。如上所述，為達(dá)到此目標(biāo)，雙路鑄造機(jī)設(shè)計(jì)成具有一125英寸(318cm)寬的模具和一5英寸(12.7cm)水冷式鋼制隔離箱，該水冷銅隔離箱一般不心要定位于模具的中央，以便制造兩個(gè)同樣寬度的板坯。
圖5表示帶有安置在模具中心線上的隔離箱的“雙路澆注”結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品范圍。以產(chǎn)生兩等寬度的板坯，例如，兩60英寸(152.4cm)寬、兩50英寸(127cm)寬和兩40英寸(101.6)寬的板坯。但是，如圖5中所見(jiàn)，由于這些板坯變窄，兩個(gè)板坯的總寬度小于120英寸(305cm)，上述寬度的每小時(shí)噸的澆注速率就下降。但是，如果，隔離箱被安置在“偏離開(kāi)中心”，于是，對(duì)于總的為120英寸(305cm)的不同寬度的板坯，連鑄機(jī)生產(chǎn)速率保持在如所示的、每小時(shí)400噸的最高水平。這種板坯寬度組合以下48英寸(121.9cm)和72英寸(182.9cm)；40英寸(101.6cm)和80英寸(203.2cm)；36英寸(91.4cm)和84英寸(213.4cm)；以及24英寸(61cm)和96英寸(244cm)。
另外，因?yàn)檫B鑄機(jī)模具裝備有可調(diào)節(jié)寬度的裝置，故可把模具的寬度設(shè)定到小于120英寸(305cm)的(尺寸)，因此可使不同寬度(帶有一“偏離開(kāi)中心”隔離箱)的兩板坯在其速率高于36英寸(91.4cm)和48英寸(121.9cm)寬的板坯的澆注造速率下澆注，如圖5所示。
“雙路鑄造”辦法毫無(wú)疑問(wèn)地解決了大部分鑄造制品的生產(chǎn)限制問(wèn)題。不過(guò)，當(dāng)然，如圖5所示，經(jīng)常設(shè)置每小時(shí)400噸的金屬液供給是不可能的，但連鑄機(jī)可在不同級(jí)別下，比方說(shuō)每小時(shí)200、250、300和350噸鑄液下進(jìn)行澆注作業(yè)，因此有些產(chǎn)品只能按另一方式在更低的速率下加以鑄造。于是，由于本發(fā)明已提供能鑄造120英寸(305cm)寬的板坯(象所述的一或兩個(gè)板坯一樣)的連鑄機(jī)，我們現(xiàn)在能擴(kuò)大連鑄機(jī)的產(chǎn)品范圍，使包括作為較寬片材和板材產(chǎn)品用的板坯以及60英寸(152.4cm)和更小的片材產(chǎn)品的每小時(shí)高噸位產(chǎn)品。
在圖6中所示的組合連鑄機(jī)范圍，由粗黑線顯示，邊界限制在本發(fā)明的5英寸(12.7cm)厚的板坯的產(chǎn)品范圍內(nèi)。此外，現(xiàn)在各種生產(chǎn)的級(jí)別都可適用于圖6中所示的范圍，以便最終認(rèn)識(shí)和利用本發(fā)明的組合連鑄機(jī)的可能。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)把從電爐室或氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐(BOF)的鋼水以每小時(shí)200噸的產(chǎn)生級(jí)別供給予連鑄機(jī)時(shí)，連鑄機(jī)將以“雙路鑄造”方式作業(yè)，澆注若干從35英寸(88.9cm)至60英寸(152.4cm)的寬度范圍的板坯。然后，使連鑄機(jī)轉(zhuǎn)變成“單一鑄造”方式，以鑄造從60英寸(152.4cm)至120英寸(305cm)寬的板坯。
對(duì)于能鑄造120英寸(305cm)寬的寬的連鑄機(jī)的合理性受35英寸(88.9cm)至60英寸(152.4cm)寬度范圍的“雙路鑄造”方式的高生產(chǎn)能力的杰出效益的支持。除與軋鋼機(jī)有關(guān)的一些附加費(fèi)用之外，對(duì)實(shí)質(zhì)上增加工廠的生產(chǎn)領(lǐng)域范圍、包括達(dá)120英寸(305cm)寬的卷繞板材產(chǎn)品(例如，高強(qiáng)度低合金、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(局)船用級(jí)別鋼板、鋼管等)的可能將直接影響商業(yè)企業(yè)的市場(chǎng)透徹度(敏銳度)和利潤(rùn)率。事實(shí)上，寬的卷繞板材性能實(shí)際上可不受約束地得到的?，F(xiàn)在，已把判定好的條件引入軋鋼機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，這些參數(shù)將有效地使各種板坯從組合連鑄機(jī)中轉(zhuǎn)變成成品片材和卷繞的板材制品。
圖3A—3C表示可替換的軋鋼機(jī)結(jié)構(gòu)，這些軋鋼機(jī)可應(yīng)用于小型軋鋼廠。在圖3B所示的軋鋼機(jī)是根據(jù)本發(fā)明的一單一機(jī)架可逆熱軋帶機(jī)。在圖3A所示的軋機(jī)是以上所詳細(xì)討論的、與圖2有關(guān)的兩機(jī)架串聯(lián)式可逆熱軋帶材機(jī)。圖3A的雙板坯軋機(jī)生產(chǎn)能力比起圖3B的單一機(jī)架裝置來(lái)將有顯著的增加。如圖3C所示，雙路鑄造機(jī)的布置也能與多機(jī)架連續(xù)熱軋帶機(jī)一起使用，因此也可和所謂薄板坯共同使用。
應(yīng)該注意到附于上述實(shí)施例中的串聯(lián)式兩機(jī)架可逆軋熱帶鋼機(jī)的軋制工藝程序表，此軋機(jī)可生產(chǎn).100英寸(0.254cm)厚度的60英寸(152.4cm)寬的片材。
操作加工如下將一5英寸(12.7cm)×60英寸(152.4cm)寬的板坯從均衡爐中移出，通過(guò)一垂直修邊機(jī)(一個(gè)或三個(gè)軋邊孔型)和高壓水去氧化皮箱，而達(dá)到軋鋼機(jī)的1號(hào)機(jī)架，在該機(jī)架中，使板坯在第一軋道中壓制到3.7英寸(9.40cm)厚。板坯輸入2號(hào)機(jī)架并把它軋制到2.63英寸(6.68cm)厚、徹底離開(kāi)2號(hào)機(jī)架而把它運(yùn)送到接著的軋機(jī)輥道上。使板坯逆行，通過(guò)兩軋機(jī)機(jī)架，2號(hào)，其次1號(hào)機(jī)架而回行，使板坯軋薄到1.74英寸(4.42cm)，其次軋薄到1.02英寸(2.59cm)，輸入前面卷取爐并把它纏繞在卷繞鼓筒上。此時(shí)，板坯在4個(gè)軋道中已被壓薄到1.02英寸(2.59cm)厚度，而這一厚度則是在引入卷取爐的鼓筒所需要的寬度范圍(1.2英寸(3.05cm)至5英寸(1.27cm)之內(nèi)。另外，幾乎把薄鋼片全部卷繞在鼓筒上，因此，在爐子內(nèi)部，因輻射造成的熱損失比率大大地被減小，以致工件可保持熱能以便能連續(xù)加工。以同樣的方式使軋機(jī)逆轉(zhuǎn)，薄鋼片再通過(guò)1號(hào)和2號(hào)機(jī)架且把薄鋼片卷繞在下面的卷取機(jī)上?？偸鞘箮Р牡奈捕送ㄟ^(guò)軋機(jī)輥縫(軋輥咬入軋件)并由位于軋機(jī)和卷取爐之間的夾緊輥裝置(未表示)夾持，因此它沒(méi)有被引入卷取爐中。另外，夾緊輥也把帶材經(jīng)軋機(jī)回送到下一軋道的軋機(jī)輥縫。這種軋制方法可以連續(xù)，這是因?yàn)槟敲炊嗟木庸Р漠a(chǎn)品所必需的軋道。有關(guān)串聯(lián)的兩機(jī)架，實(shí)際上使軋機(jī)的產(chǎn)生率增加一倍，達(dá)到每小時(shí)471噸。串聯(lián)軋機(jī)電機(jī)的速度、扭矩和功率通過(guò)計(jì)劃的產(chǎn)品混合(配合比)的分析加以確定。
下列表格A和B顯示了作為圖2和3A(表格A)的兩機(jī)架串聯(lián)式(可逆)熱軋帶材機(jī)和圖3B(表格B)的單一機(jī)架可逆熱軋帶材機(jī)，對(duì)于應(yīng)于各種標(biāo)準(zhǔn)寬度和標(biāo)準(zhǔn)厚度產(chǎn)品以每小時(shí)噸的典型的調(diào)整的軋制速率。這些表格可用來(lái)提高連鑄機(jī)/軋鋼機(jī)按任一特殊產(chǎn)品的混合比總生產(chǎn)率。這些表格也可用來(lái)通過(guò)改變混合比和/或鋼液供給量提高靈敏度分析。舉例來(lái)說(shuō)，表格C表示有關(guān)具有下列產(chǎn)品混合比36英寸(91.4cm)寬的-150,000噸48英寸(121.9cm)寬的-250,000噸60英寸(152.4cm)寬的-450,000噸96英寸(244cm) 寬的-150,000噸總數(shù)為-1,000,000噸/年例如，表格C表示圖2和3A的96英寸(244cm)寬的帶有兩機(jī)架串聯(lián)可逆熱軋帶材機(jī)的、組合式雙路連鑄機(jī)的分析。
表格C使用1百萬(wàn)噸作為“基礎(chǔ)”，以設(shè)立一適合于1百萬(wàn)噸生產(chǎn)的系數(shù)，找出這種混合比的最大噸位。如圖5和6所示，對(duì)于36英寸(1.4cm)寬的最大雙路鑄造速率為每小時(shí)236噸，對(duì)于48英寸(121.9cm)寬的，它為每小時(shí)320噸，對(duì)于60英寸(152.4cm)寬的，最大速率是每小時(shí)400噸，不過(guò)，既然如此，鋼液供給則可限于每小時(shí)350噸。如上所述，圖5和6的雙路鑄造區(qū)域表示兩等寬板坯鑄造。當(dāng)然，通過(guò)偏移隔離箱，在利用鋼液供給的最大速率情況下鑄造設(shè)備的產(chǎn)量可以更高。這一方法將需要在軋鋼機(jī)上對(duì)板坯的軋制有一“寬的-窄的-寬”的順序，這種順序?qū)嶋H上對(duì)于軋輥之間的較長(zhǎng)軋制周期來(lái)說(shuō)在分配軋輥磨損上是有利的。不過(guò)，作為說(shuō)明性的目的，這一實(shí)施例將從圖5和6的等寬度區(qū)域開(kāi)始。
當(dāng)使用一兩機(jī)架軋鋼機(jī)的生產(chǎn)表格A時(shí)，對(duì)于每個(gè)特定產(chǎn)品，年產(chǎn)噸數(shù)除以連鑄機(jī)較低速率或軋鋼機(jī)較低速率，這樣，可得到生產(chǎn)這些產(chǎn)品所需的年小時(shí)噸數(shù)。由此可見(jiàn)，在大多數(shù)情況下，軋制速率是超過(guò)鑄造速率。應(yīng)該注意到，就96英寸(266cm)寬的板材而言，表格B用于獲得.187(0.475cm)的厚的軋制速率，也可獲得.250英寸(0.635cm)厚的軋制速率。表格C表示可以在3.235小時(shí)中產(chǎn)生1百萬(wàn)噸?，F(xiàn)可應(yīng)用下面的調(diào)整每年天數(shù)＝365－10天節(jié)假日＝355利用率＝80％ ×.8每年操作時(shí)間＝ 6.816系數(shù)＝每年有效工作時(shí)間6,816每1,000,000噸所需的時(shí)間3,235小時(shí)2.106每年生產(chǎn)總噸數(shù)＝2,030,000產(chǎn)量損失＝ ×.96連鑄造機(jī)2％軋鋼機(jī) 2％＝96％近似的EAF(電弧爐)生產(chǎn)每年噸＝2.02,176噸/每年在檢查時(shí)，如上所述，在制造流程中的每個(gè)“加工單元”具有一“操作限定”，它將設(shè)定工廠總產(chǎn)量水平以及生產(chǎn)范圍。這些限定因而會(huì)影響工廠效率、市場(chǎng)地位、效益、基本費(fèi)用和制造費(fèi)用的基本部分。但是，隨著本發(fā)明的原理應(yīng)用，組合連鑄機(jī)和圖2和3A的兩機(jī)架可逆熱軋帶材機(jī)連在一起，或和圖3B的單一機(jī)架可逆熱軋帶材機(jī)連在一起，或如圖3C所示的多機(jī)架連續(xù)熱軋帶材機(jī)一起，因每一種都可一起組合應(yīng)用，實(shí)業(yè)家有機(jī)會(huì)在原來(lái)企業(yè)目標(biāo)的基礎(chǔ)上選擇裝置參數(shù)而不會(huì)對(duì)限定產(chǎn)品流程的各“加工單元”起扼制作用。
另外，由于我們的小型軋鋼廠的獨(dú)特產(chǎn)品范圍，企業(yè)家可瞄準(zhǔn)各種片材和卷繞式板材壁龕產(chǎn)品，而到目前為止這些產(chǎn)品用現(xiàn)在的技術(shù)制造是極其困難的和昂貴的(在某些情況下不可能的)。當(dāng)然，這些特別的產(chǎn)品應(yīng)得到較高的買(mǎi)價(jià)并能對(duì)全世界制造業(yè)者進(jìn)行成功地銷(xiāo)售。
本發(fā)明的各實(shí)施例已在本文中加以敘述，對(duì)于那些本行業(yè)的普通技術(shù)人員而言，顯然是容易地改變或修正本設(shè)計(jì)而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明的范圍僅局限于附屬的權(quán)利要求。
表A兩機(jī)架串聯(lián)可逆熱軋帶鋼軋機(jī)的軋制速率標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品—噸—每小時(shí)
表B兩機(jī)架串聯(lián)可逆熱軋帶鋼軋機(jī)的軋制速率標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品—噸—每小時(shí)
表C選擇的產(chǎn)品混合比的生產(chǎn)分析雙路鑄造/單一鑄造兩機(jī)架可逆熱軋帶鋼軋機(jī)1,000,000噸/年基礎(chǔ)鑄型<
調(diào)整·年/天數(shù) 365·
減去節(jié)假日
·利用率80％
·產(chǎn)量＝連鋳機(jī)98％軋鋼機(jī)98％ 凈產(chǎn)生
總數(shù)96％ 2,021,760噸/年
權(quán)利要求
1.一種制造卷狀板材、片材或不連續(xù)板材的方法，其特征在于包括以下工序a)選擇地連續(xù)澆注一具有3.5至5.5英寸之間的厚度和約達(dá)125英寸的寬度的單一鑄條坯或一對(duì)各具有3.5至5.5英寸之間的厚度和所述一對(duì)鑄條坯達(dá)120英寸的總寬度的鑄條坯；b)將所述鑄條坯剪切成一預(yù)定長(zhǎng)度的板坯；c)將所述板坯水平地來(lái)回通過(guò)一對(duì)串聯(lián)的可逆熱軋機(jī)以形成足以滿足卷繞厚度的中間產(chǎn)品，其中，所述成對(duì)串聯(lián)可逆熱軋機(jī)在其上、下游側(cè)各具有一卷取爐；d)在所述卷取爐之一中卷繞所述中間產(chǎn)品；e)使所述卷取爐之間的成卷的中間產(chǎn)品至少有一次通過(guò)所述成對(duì)串聯(lián)軋機(jī)以將所述成卷中間產(chǎn)品軋制成所需厚度的最后產(chǎn)品；以及f)將所述最后產(chǎn)品加工成卷狀板材、不連續(xù)板材或卷狀片材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每一所述鑄條坯厚度約5英寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每一所述鑄條坯厚度在3.5至5.5英寸之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每一鑄條坯以每分鐘32英寸和每分鐘79英寸的速率加以澆注。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括使所述板坯通過(guò)所述可逆熱軋機(jī)的10個(gè)或少于10個(gè)軋道而軋制成最后產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于最后產(chǎn)品的精加工包括至少通過(guò)側(cè)面剪切機(jī)和端部剪切機(jī)之一和堆垛機(jī)一直到鑄條坯剪切成分立長(zhǎng)度的板材、冷卻所述板材和精加工所述板材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于澆注一具有20和120英寸之間的寬度和5英寸厚度的鑄條坯。
8.一種中間厚度板坯連鑄機(jī)和直列式熱軋條材和板材生產(chǎn)線包括a)一條坯雙路連鑄機(jī)、以形成一具有達(dá)250英寸的寬度的單一鑄條坯或兩具有所述一對(duì)鑄條坯達(dá)120英寸的總寬度的并行鑄條坯；b)一把每一所述鑄條坯切割成所需長(zhǎng)度的板坯的直列式剪切裝置；c)一與所述剪切裝置聯(lián)機(jī)的加熱爐；d)一對(duì)與所述加熱爐聯(lián)機(jī)的串聯(lián)的可逆熱軋機(jī)，用以把每一所述加熱爐引出的所述板坯軋制成足以卷繞的中間厚度產(chǎn)品；e)一對(duì)卷取爐，一個(gè)位于所述串聯(lián)可逆熱軋機(jī)上游和另一個(gè)位于其下游，所述卷取爐能在中間厚度產(chǎn)品通過(guò)它們之間時(shí)接收和釋放中間厚度產(chǎn)品，通過(guò)所述串聯(lián)可逆熱軋機(jī)時(shí)此產(chǎn)品被軋制成最后產(chǎn)品厚度；f)一與所述一對(duì)卷取爐和所述串聯(lián)的可逆熱軋機(jī)聯(lián)機(jī)的和位于卷取爐下游的精加工生產(chǎn)線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述精加工生產(chǎn)線依次有一冷卻站、一地下卷取機(jī)、一板材輸送臺(tái)、一剪切機(jī)、一冷床跨接結(jié)構(gòu)、板材切邊機(jī)、板材切頭機(jī)和堆垛機(jī)。
10.一種澆注鋼板坯和將其軋制成成品帶材或板材產(chǎn)品的聯(lián)機(jī)方法，包括下列工序a)用一單一連鑄機(jī)同時(shí)澆注兩鑄條坯；b)將各所述鑄條坯剪切成若干預(yù)定長(zhǎng)度的板坯；c)將這些板坯引入一直列式加熱爐中；d)將所述板坯引出到連續(xù)加生產(chǎn)線上，連續(xù)生產(chǎn)線包括至少一臺(tái)軋制機(jī)；e)在所述至少一臺(tái)軋制機(jī)上將所述板坯軋薄成所需厚度的產(chǎn)品。
全文摘要
一種制造卷狀成卷板材、片材或不連續(xù)板材的方法和裝置。此裝置為一中間厚度板坯連鑄機(jī)和直列式帶材和板材熱軋生產(chǎn)線。裝置包括一可選擇地形成一單一或一對(duì)平行的鑄條坯、厚度在3.5英寸(8.9cm)和5.5英寸(14cm)之間，最好為5英寸(12.7cm)的連續(xù)帶坯連鑄機(jī)；一把各鑄條坯切割成所需長(zhǎng)度的板坯的剪切機(jī)、一板坯輸送臺(tái)、一板坯收集和儲(chǔ)存區(qū)、一加熱爐、一進(jìn)料和回運(yùn)輥道、一對(duì)串聯(lián)可逆熱軋機(jī)、一對(duì)卷取爐和一精加工生產(chǎn)線。
文檔編號(hào)B22D11/00GK1128182SQ9510051
公開(kāi)日1996年8月7日 申請(qǐng)日期1995年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月10日
發(fā)明者喬治W·蒂平斯, 約翰E·托馬斯 申請(qǐng)人:梯品斯股份有限公司