CN1016325B - 沿宽度方向减小板坯的方法 - Google Patents

Abstract

一种在水平方向轧制板坯前减小板坯宽度的方法，该方法包括将板坯送入一对往复运动的加压工具之间对板坯进行加压，其特征在于加压工具之间的最小距离是变化的以使被加压的板坯头端的宽度(W_LE)和/或尾端宽度W_TE比被加压的板坯中部的宽度(W_M)大出一个δ＝a·ΔW_O：和ΔW_O＝W_O-W_M，而被加压的板坯较宽的头端和/或尾端的长度(l_LE，l_TE)范围在150～2，000mm之间，其中，a是比例因子，为0.8～0.9；W_O是水平方向轧制后板坯的宽度；W_M是加压后板坯的宽度。

Description

本发明涉及的是减小板坯宽度的方法。统一板坯的宽度，对于在连铸作业中基于强化连续铸模的节约能源和简化工序来说具有很大的价值。近来还提出通过统一连铸板坯的宽度使连铸和热带轧机同步。

为了统一板坯宽度，有必要在作为初步工序的热粗轧制过程中将板坯的宽度减小到最小制造宽度。下面叙述减小板坯宽度而又满足上述要求的方法。

已经有用大尺寸轧辊或大尺寸带孔型轧辊来大大减小板坯宽度的已知方法，这种方法是根据传统的减宽方法提出来的，它利用立辊轧机作为宽度减小调节机构。

然而在这种方法中，由于板坯是用轧辊大量减宽的，所以在减宽板的头端和尾端处的金属会特别朝其头端和尾端流动，结果产生大量的所谓料头，极大地降低了成品率。

另一方面，日本特开昭    59-101201提出了一种在宽度方向的连续压制方法，其中，将板坯送入一对加压工具之间，该加压工具以预定的最小间隔相互接近和分开，从而在加压工具的倾斜部分之间逐渐减小板坯宽度，并在加压工具的平行部分之间使板坯达到给定的板坯宽度。为使头端料头最小，日本特开昭    61-135402特别提出，在压制头端时的送进量应大于均匀部分的送进量，并且为了防止板坯头端肩部处的毛面变形，约50～100mm长的头端部分应比均匀部分宽。

当这样处理后的板坯被轧制生产热带材卷时，可防止肩部的毛面变 形，料头损失也较少，但引起了另一个问题，即从头端向里处的钢带宽度很快缩小。这种宽度较窄部分在头端一侧尤其明显，在尾端也会产生这种问题，端部因为宽度不足而被切去，从而大大降低了成品率。

本发明的目的是提供一种用压机沿宽度方向减小板坯的方法，以生产一种沿带材卷的整个纵向长度上都有良好的宽度精度的热带材卷，这种方法可以有效地防止大多数热带材卷的头端和一小部分材卷的尾端产生宽度上的急剧缩小，这种热带材卷是通过轧制生产出的用加压工具使板坯宽度减小，另外，在板坯的尾部易于产生宽度不足的情况。

根据本发明，提供了沿宽度方向减小板坯的方法，该法逐次把板坯送入一对具有给定间隔的并周期性相互接近和分开的加压工具之间，以逐渐减小板坯宽度，方法的特征在于减小长度为150～2000mm的在板坯头端和尾端部分的宽度，在端部减宽后的宽度比端部以外的板坯的均匀部分宽，并且与以后扁平孔型轧制加工的端部和均匀部分之间的宽度回复量之差相适应。

在实际中，板坯端部通过调节宽度减小量而使其宽度比均匀部分宽，其头端侧比尾端侧长，而且宽度减小的差δ通常不超过70mm，一般应根据板坯的尺寸适当选择。

下面参照附图描述本发明，其中：

图1是根据本发明的宽度被调整的板坯的实施例平面图;

图2a至2d是示意图，分别示出了根据本发明沿宽度方向减小板坯的步骤;

图3是曲线图，示出了根据本发明或先有技术将板坯减宽，然后进行精轧制而生产的带材卷纵向宽度分布;

图4是示意图，示出了压制后要进行扁平孔型轧制时板坯的平面形状;

图5是压制后板坯的横向断面图;

图6是示意性平面图，示出了当l_LE太长时产生的板坯的宽度局部凸出部;

图7示出了对于各种板坯的头端（LE）和尾端（TE）处宽度不足部分的钢带长度，其中各种板坯的减宽条件列于表1。

图1中示出了一种宽度被调整的板坯2′的平面形状，该板坯2′是根据本发明沿宽度方向减小板坯的方法而得到的，其中l_LE，l_TE分别是从板坯的头端和尾端算起的头端和尾端部分的长度，W_LE，W_TE，是板坯相应端部分的宽度，W_M是板坯均匀部分的宽度。

下面按图2所示步骤的顺序具体描述如何沿宽度方向减小板坯。图2中序号1是一对加压工具，序号2是一个处于沿宽度方向被减小状态的板坯。

如图2a所示，逐次将板坯2送入周期性重复接近和分开动作的加压工具1、1之间，板坯2的宽度便被减小到由平行部分1″和1″间的最小间隔所定的板坯宽度W_LE，该最小间隔由加压工具1、1的入口侧的倾斜部分1′、1′和平行部分1″、1″所确定。然后，当板坯的头端部分从加压工具1、1的出口侧1′″、1′″向前仅移动一段距离l_LE时，如图2b所示，加压工具1、1之间的最小间隔便进一步减小到对应于宽度W_M的值，从而完成板坯均匀部分的减宽。当板坯2的尾端部分接近加压工具1、1入口侧的倾斜部分1′、1′时，如图2c所示，最小间隔再次增宽到宽度值W_TE，从而沿宽度方向减小尾端部分，如图2d所示。在这种情况下，减宽后的尾端部分的长度是l_LE。

用这种方法可得到宽度被调整的板坯2′，其中在头端和尾端长度l_LE、l_TE部分的端部宽度均比均匀部分要宽，如图1所示。

当加压工具以相同的最小间隔从头端到尾端压制板坯（传统压制过程），然后再轧制到大约等于或小于原始板坯的厚度时，则板坯的头端 和尾端的平面形状则如图4所示，则头端和尾端的长度lf和lr部分在宽度上较均匀部分窄。如果这样一种板坯被轧制成带材卷，则长度lf和lr会随着厚度的减小而进一步增大，从而导致较大的成品率损失。

头端和尾端处这种宽度不足的机理可分析如下。即，压制后头端和尾端部分及均匀部分沿宽度方向的断面形状是不同的，如图5a和5b所示。在头端和尾端部分的金属倾向于沿长度方向流动，所以它们只表现出一个***部，其中在宽度的中部相对较厚。而另一方面，在均匀部分则限制了金属沿长度方向的流动，因此有二个***部，其中两侧边缘较厚。当该板坯承受扁平孔型轧制时，厚度相对较厚的部分被强烈地轧制，在此期间，金属沿长度方向和宽度方向移动。在这种情况下，均匀部分几乎不能使金属沿长度方向移动，所以与头端和尾端部分比较，金属易于沿宽度方向流动。而且，均匀部分的较厚部分位于两个侧边缘上，所以宽度回复较容易。由于这个原因，出现了均匀部分的宽度较宽的现象，换句话说，头端和尾端的宽度相对较窄。

所以，根据头端和尾端及均匀部分的宽度回复估计量使被压制的板坯在头端和尾端处较宽是很重要的。为此目的，定出待压制的头端和尾端部分的量（δ）和长度（l_LE，l_TE），必须与均匀部分的这比值比较。

δ的确定是基于压制后对板坯进行扁平孔型轧制时均匀部分宽度回复量的估计（△W_o＝W_o-W_m，其中W_o是扁平孔型轧制后的宽度，W_m是压制后板坯的宽度）。△W_o的确定与板坯在压制前的尺寸（厚度H，宽度W）有关，与板坯压制后的宽度（W_m）和扁平孔型轧制条件（辊子直径D，压下量r）有关。即，△W_o可由下面的方程表示：

△W_o＝f（H，W，W_m，D，r）……（1）

而且，要实际测量的δ和△W_o经验上由下式表示：

δ＝α·△W_o……（2）

在这种情况下，α是一个比例因子，其值为0.8～0.9。当减宽的量不超过350mm时，如果板坯宽度较窄，小于1300mm，则δ的值为10-40mm，而如果板坯的宽度大于1600mm，则δ的值为20-70mm。而且，头端和尾端的δ值大致相等，这样便能防止头端和尾端处的宽度不足。

下面讨论l_LE和l_TE，进一步描述本发明。lLE和lTE是始于头端和尾端的距离，在压制后沿宽度方向上的断面形状变得与均匀部分的形状相等，l_LE和l_TE作为板坯尺寸和压制条件的函数可用下面方程表示：

l_LE＝f（H，W，W_m）

l_TE＝f（H，W，W_m）

l_LE和l_TE的各种实验的结果表明，在板坯宽度较窄的情况下，l_LE＝400～1500mm，l_TE＝150～1000mm，而在板坯宽度较宽的情况下，l_LE＝1000～2000mm，l_TE＝700～1500mm。当l_LE和l_TE太长时，在扁平孔型轧制后，如图6所示，由于断面形状不同（图5所示），在这些区域会形成局部凸出部分5，所以应当控制l_LE和l_TE值的增大。在以后的粗轧制工序中可以通过垂直轧辊来减小该凸出部分，但是如果它超过了垂直轧辊的轧制能力，则凸出部分会原样保留下来，或者使垂直轧辊损坏。

例子

现在参照下面的例子来描述本发明，并与传统的方法进行比较。

将下面表1所示的厚215mm、宽1，600mm的热钢初轧板坯逐步送入水平压力机中相对的加压工具之间，从而沿宽度方向减小板坯，使均匀部分的宽度W_M＝1430mm，与此同时相应改变l_LE、 l_TE、W_LE和W_TE，紧接着在粗轧机和精轧机上进行轧制，生产出厚度为2.8mm、宽度为1420mm、长度为400m的热带材卷。

表1

由于从（2）式计算出的δ值是40mm，所以表1中材料A4的宽度W_LE和W_TE为1470mm，这是用均匀部分的宽度加δ得到的，其lLE和lTE是由式（3）计算出的。在A1和A2中，W_LE和W_TE比A4的小，而A3的W_LE与A4的W_LE相等，但其W_TE比A4的W_TE小。特别是，A3头端较宽部分的长度lLE是A4头端部分长度的1.5倍。另一方面，在传统的方法中，W_LE＝W_M＝W_TE＝1430mm的板坯（代号B）是在这样条件下沿宽度方向逐次减小宽度而获得的，即从头端到尾端其最小间隔是不变的。在带材卷A4和B中，从头端到尾端的整个长度上的宽度分布示于图3。从图3可以看出，在传统带材卷头端和尾端处有部分长度没有达到标准宽度，而A4的宽度在整个长度上比标准宽度大。图7示出了在材料A1～A4和B中未达到标准宽度的头端（LE）和尾端（TE）部分的长度，从这里可以明显看出，当W_LE和W_TE小时，上述的长度就大。A3的lLE值是这样一种情况，即lLE的值取得比式（3）计算的值大，所以在头端造成凸出部分，从而在初轧过程中在开始阶段增加了垂直轧辊负荷，但是，在粗轧机出口一侧没有形成凸出部分，而且也没有生产出宽度不足的带材卷。

因此，由本发明的宽度被调整的板坯A生产出的A4带材卷在整个长度上都可以被制成成品，而在传统材料B中，由于宽度不足，占总数14.8%的头端和尾端部分要被初去，从而大大降低了成品率。

在这种传统方法中，头、尾端部分的长度及宽度不足量比用其它传统方法由立辊轧机生产的沿宽度方向减小的产品中产生的宽度不足大得多，对于用压制法得到的沿宽度方向减小的材料来说，这是固有的现象。另外，在前述的日本特开昭    61-135    402中，从头端起的50-100mm长的部分通过压制使其宽度加宽，以便利用薄板坯来减少料头损失，但该部在精轧工序前被切去，这涉及到除图3所示头 端和尾端以外的部分的料头损失，完全不同于上述传统方法的宽度不足。

这样，本发明的基本点是板坯的头端和尾端处的宽度沿宽度方向比均匀部分宽，这样可以防止用传统压制方法生产的带材卷在大范围内的宽度不足，减宽方法当然不限于图2所示的从头端起逐次压制的方法。

为了防止用传统压制方法减宽而造成的宽度不足，板坯在全长上的宽度可以缩小成头端较宽部分的宽度W_LE。然而在这种情况下，在扁平孔型轧制后均匀部分的宽度会变得太宽，在以后的工序中用立辊轧机进行轧制时轧制工作量也变大，而且产生诸如皱褶、立辊轧机过载之类的问题。一般来说，在粗轧机机组中的垂直轧钢机规格较小，随着轧制宽度变小时，宽度被减小的材料在宽度方向的边部附近会***，生成狗骨状。在以后的水平轧钢机中该狗骨状基本上沿宽度方向回复，因此成品带材卷的宽度较宽，引起成品率损失。从这点出发，头端和尾端较宽部分的长度最多2000m就够了。如果大于此值，则会产生如图6所示的凸出部分。

根据本发明，采用沿宽度方向减小的板坯可以防止在减宽材料的头端和尾端处产生的宽度不足，即使连铸板坯的宽度是统一的，也可以通过压制使板坯在宽度方向大大减小，由于节省能源和简化工序，这对生产热钢带有很大价值。

Claims (7)

1、一种在水平方向轧制板坯前减小板坯宽度的方法，该方法包括将板坯送入一对往复运动的加压工具之间对板坯进行加压，其特征在于加压工具之间的最小距离是变化的以使被加压的板坯头端的宽度(W_LE)和/或尾端宽度(W_TE)比被加压的板坯中部的宽度(W_M)大出一个δ量，即δ=a·△W_o和△W_o=W_o-W_M，而被加压的板坯较宽的头端和/或尾端的长度(l_LE，l_TE)范围在150～2，000mm之间，其中，α是一个比例因子，其值为0.8～0.9；W_o是水平方向轧制后板坯的宽度；W_M是加压后板坯的宽度。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于所述的板坯的宽度小于1300mm，所述的被加压的板坯头端的宽度和/或尾端宽度大于被加压的板坯中部的宽度的量δ为10-40mm。

3、根据权利要求1的方法，其特征在于所述的板坯的宽度大于1600mm，所述的被加压的板坯头端的宽度和/或尾端宽度大于被加压的板坯中部的宽度的量δ为20-70mm。

4、根据权利要求1的方法，其特征在于所述的板坯的宽度小于1300mm，所述的板坯头端的长度l_LE为400-1500mm。

5、根据权利要求1的方法，其特征在于所述的板坯的宽度大于1600mm，所述的板坯头端的长度l_LE为1000-2000mm。

6、根据权利要求1的方法，其特征在于所述的板坯的宽度小于1300mm，所述的板坯尾端的长度l_TEo150-1000mm。

7、根据权利要求1的方法，其特征在于所述的板坯的宽度大于1600mm，所述的板坯尾端的长度l_TE为700-1500mm。

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