CN1122585C - 轧制金属带材的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种借助一冷轧机组来轧制金属带材、尤其是带钢的方法，在该冷轧机组的后面设有一条退火线和一台平整机组，其中，该金属带材离开该冷轧机组时的出口厚度或设定厚度根据该金属带材离开该平整机组时的设定硬度和设定厚度来确定。

Description

轧制金属带材的方法和设备
本发明涉及一种轧制金属带材的方法和设备，它采用一套冷轧机组，它的后面安装一条退火线和一台平整机组。已表明，在这种轧制机组中难于得到所希望的材料硬度。
因此，本发明的目的是提供一种方法和一种设备，采用这种方法或采用这种设备可精确地得到所希望的材料硬度。在此还希望在金属带材离开所述平整机组时得到所希望的厚度。
本发明的目的是通过权利要求1所述的方法或权利要求14所述的设备来实现的。在此，金属带材离开冷轧机组时的出口厚度或设定厚度根据该金属带材离开平整机组时设定硬度和设定厚度来确定。采用这种方式，有可能得到轧制带材离开所述平整机组时所希望的设定硬度。在此在本发明的特别有利的设计中，考虑所述平整机组的作用，尤其是金属带材的硬度和金属带材的厚度压下系数之间的相互关系，以及退火线的作用，尤其是对材料硬度的作用。根据本发明的这一特别有利的设计，在考虑在退火线内材料硬度下降的条件下以及在考虑在平整机组内金属带材的硬度和金属带材的厚度压下系数之间的相互关系的条件下，这么来预定轧制带材离开冷轧机组时的厚度，即，在平整机组内将金属带材的厚度压下到所希望的金属带材的设定厚度时，同时也获得所希望的设定硬度。已表明，采用这种方式，在金属带材离开平整机组时的设定硬度达到希望值时，精度得到明显改善。
在本发明的另一有利的设计中，平整机组的作用、也即尤其金属带材的硬度和金属带材的厚度压下系数之间的相互关系由冷轧机组的作用、也即尤其由在冷轧机组内金属带材的硬度和金属带材的厚度压下系数之间的相互关系来求得。金属带材的厚度压下系数和材料硬度之间的相互关系的模化建立在冷轧机组的各机架上或冷轧机组的某些机架上的金属带材的厚度压下系数和材料硬度之间的相互关系上。
对此在本发明的又一有利的设计中，平整机组的作用，尤其是金属带材的硬度和所述金属带材的厚度压下系数之间的相互关系首先、尤其由拉伸试验来确定。
在本发明的另一有利的设计中，所求得的平整机组的作用，尤其是所求得的金属带材的硬度和金属带材的厚度压下系数之间的相互关系，通过比较该金属带材离开该平整机组时的实际硬度的一个测量值和设定硬度来修正，以减小该金属带材离开该平整机组时的设定硬度和实际硬度的这一测量值之间的偏差。
在本发明的又一有利的设计中，由平整机组的作用、尤其是由金属带材的硬度和金属带材的硬度压下系数之间的相互关系所求得的该金属带材离开冷轧机组时的厚度的设定值或设定厚度，通过比较该金属带材离开该平整机组时的实际硬度和设定硬度来修正，以减小该金属带材离开该平整机组时的设定硬度和实际硬度之间的偏差。
在金属带材的硬度和金属带材的厚度压下系数之间的相互关系的精确模化方面，通过采取这些措施特别良好地获得所希望的设定硬度。如果在金属带材离开平整机组时没有硬度的测量值，那就有利地通过一种逆模化来求得实际值，这种逆模化与在用于求得用于模型匹配的实际值的设备1中所公知的一样。
本发明的方法可特别有利地应用于取得沿整个金属带材长度均匀一致的硬度，由此在很大程度上避免废品。
在本发明的一个有利的设计中，在平整机组中金属带材的厚度压下量至少为10％，尤其至少为20％。此外特别有利的是，在平整机组中金属带材的厚度压下量为20％至40％。
本发明的其他优点和细节由下述借助附图对实施例的说明以及由从属权利要求所给出。附图中，
图1示出本发明的一条轧制机组；
图2示出按本发明确定修正系数；
图3示出用于取得沿整个金属带材长度均匀一致的硬度的方法。
图1示出一条实施本发明方法的轧制机组。在此，一套冷轧机组2例如由四个机架21、22、23、34组成，其后安装一条退火线3和一台平整机组4。在图1所述实施例中，一种例如从一套热轧机组1中轧出的金属带材进入该冷轧机组2，并被继续压下。接着金属带材在退火线3中退火，并在平整机组4中平整以及根据发明进行厚度压下。在函数图块5、6、7中描述的相互关系示出在冷轧机组2内、在退火线3内以及在平整机组4内的材料硬度的变化。一种带材以厚度HEKTM和硬度KF0进入冷轧机组2，以厚度HAKTM和硬度KFKTM离开冷轧机组2。在此，函数图块5示出金属带材的材料硬度KF和厚度压下系数EPS之间的物理关系。在此，厚度压下系数定义为：
Figure C9880712900061
式中，HE为金属带材的入口厚度，HA为金属带材的出口厚度。在退火线3中，材料硬度KF依金属带材在所述冷轧机组中的厚度压下量而减小，如函数图块6所示。在此，材料厚度保持不变，即HAKTM＝HEDCR。在通过退火线3后，该金属带材的材料硬度为KF0。在本实施例中，平整机组4具有两个轧制机架41和42。在本发明的有利设计中，该轧制带材基本上由第一个机架41压下，而由第二个机架获得所希望的轧制带材的表面特性和平直度。轧制带材以带厚HEDCR和材料硬度KF0进入平整机组4，以带厚HADCR和材料硬度KFDCR离开平整机组4，如函数图块7所示。根据本发明方法，相应于函数图块6和7所示的相互关系，这么来调整这对参数HAKTM和KFKTM，即，借助在平整机组4内的厚度压下量来达到出口厚度HADCR和材料硬度KFDCR的希望值。如果一种轧制带材进入冷轧机组的厚度HEKTM为4mm、硬度KF0为300N/mm2，所希望的金属带材厚度HADCR为0.3mm、所希望的金属带材硬度KFDCR为450N/mm2，那么在一个示例性的设计中在冷轧机组3中这么轧制该金属带材，使得HAKTM＝0.5mm且KFKTM＝600N/mm2。在随后的退火线3内，金属带材的硬度再次减小到硬度KF0，即300N/mm2。通过在平整机组4内接着压下金属带材，从入口厚度HEDCR0.5mm压下到出口厚度HADCR 0.3mm，金属带材在离开平整机组4时的硬度KFDCR提高到所希望的值450N/mm2。本发明方法的极限由在平整机组4中可能的压下量而定。例如如果
HEKTM＝4mm
HADCR＝0.3mm
KFO＝300N/mm2
KFI＝350N/mm2
KFE＝0.7，那么在平整机组中的压下量为10％至40％时，硬度的变化量约为35％。对这种情况，进入平整机组4的入口厚度HEDCR从0.33mm变化到0.5mm是可能的。这种变化使得材料强度从330N/mm2变化到440N/mm2。
对于相应于函数图块5和7示意性示出的模化过程，根据设备1的一个模型特别适合。此外已证明特别有利的是，将适用于冷轧机组的材料硬度KF和厚度压下系数EPS之间的相互关系的模型也移植到平整机组4。在此，所求得的冷轧机组上金属带材的硬度KF和金属带材的厚度压下系数EPS之间的相互关系，以特别有利的方式通过比较该金属带材离开平整机组4时的实际硬度和设定硬度来修正，以减小该金属带材离开该平整机组4时的设定硬度和实际硬度之间的偏差。图2示出这样一种修正。与此对应，平整机组内材料强度的调整经过下列自动化步骤后得以完成：
1.对应于在平整机组4后的硬度KFDCR和厚度HADCR的设定值，通过计算和在冷轧机组上轧制一个出口厚度HAKTM进行预控8。
2.通过求得在平整机组4上获得的硬度KFDCR，并根据它与KFDCR设定值的偏差形成一个适用于金属带材离开冷轧机组2时的厚度HAKTM的修正系数α，从而进行反馈9。
3.确定冷轧机组2中沿带材长度的材料强度曲线，即金属带材的强度KF和厚度压下系数EPS之间的相互关系，并相应于所求得的材料强度曲线和金属带材硬度KFDCR的设定值进行计算和轧制沿带材长度的带材厚度HAKTM。
详细说来，在预控8步骤中，金属带材的出口厚度HAKTM对应于金属带材的希望硬度KFDCR而计算。这一步骤依金属带材离开平整机组时的厚度HADCR、金属带材离开平整机组时的硬度KFDCR、金属带材进入冷轧机组时的厚度HEKTM以及轧制带材的材料特性MT而进行。预控8步骤的输出参数为金属带材离开冷轧机组时的厚度HAKTM以及金属带材的材料特性参数ME。该材料参数ME本质上是描述金属带材的硬度KFDCR的参数。在本例中它们是参数KFO、KFI和KFE，它们都描述金属带材的硬度KFDCR和金属带材的厚度压下系数之间的相互关系。这一模化的细节从设备1中获得。反馈步骤9根据金属带材的厚度HADCR和硬度KFDCR的实际值来求得一个修正系数α。采用这一修正系数α来修正金属带材离开冷轧机组时的厚度HAKTM。在此业已证明特别有利的是，将该修正系数α与金属带材离开冷轧机组时的希望厚度HAKTM相乘。所求得的该修正参数α使得在金属带材离开平整机组时的实际值HADCR和相应的设定值之间的偏差得到最小化。
在热轧机组后对带卷的外圈以及内圈进行快速冷却，得到一种有更高强度的带材。即便在冷轧机组后进行中间退火，也不能消除这一效果，如图3中曲线13所示。图3示出金属带材的硬度KF0沿长度BL的变化曲线。特别对深冲材料，平整后带材的两端通常切掉，因为金属带材的硬度KFDCR沿带材长度应保持常数。在此，高的切头尾量及其附加的费用导致一种高的成本负担。材料硬度升高至15％。这一材料硬度升高沿着一约50m的带材长度逐渐降低。在材料硬度升高为15％时，平整机组内的压下量EPSDCR根据发明减小约约5％。当总压下量EPSDCR大于30％时，这种做法特别有利。在上述例子中，压下量变化15％意味着入口厚度变化50μm或6％。
图3中曲线13、14、15、16和17表明了本发明方法如何用来取得沿金属带材长度上均匀一致的硬度KF。在金属带材离开冷轧机组时，它具有一个相应于曲线13的硬度KF0。在带材端部，即在区段10和12内金属带材的硬度比中间段的硬度大。该区段10和12可能分别长约50m。根据本发明调整冷轧机组，使得金属带材在离开冷轧机组时有一个相应于曲线14的厚度。选择曲线14的变化规律，使得在平整机组内的厚度压下量EPSDCR如曲线15所示时，金属带材厚度HADCR和硬度KFDCR获得一种如曲线16和17所示的均匀一致的变化规律。

Claims (14)

1.一种借助一冷轧机组(2)轧制金属带材的方法，在该冷轧机组(2)的后面安装一条退火线(3)和一台平整机组(4)，其中，所述金属带材离开所述冷轧机组(2)时的厚度(HAKTM)或设定厚度根据所述金属带材离开所述平整机组(4)时的硬度(KFDCR)和厚度(HADCR)设定值来确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述金属带材离开所述冷轧机组(2)时的厚度(HAKTM)或设定厚度根据所述平整机组(4)的作用来确定，借助该平整机组(4)的一个轧制模型(7)来确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
借助所述平整机组(4)的轧制模型(7)，对所述金属带材的硬度(KF)和所述金属带材的厚度压下系数(EPS)之间的相互关系进行建模。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述金属带材离开所述冷轧机组(2)时的厚度(HAKTM)或设定厚度根据所述退火线(3)的作用来确定，借助该退火线(3)的一个模型(6)来确定。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述平整机组(4)的作用，即所述金属带材的硬度(KF)和所述金属带材的厚度压下系数(EPS)之间的相互关系由所述轧制机组(2)的作用，即由在所述冷轧机组(2)的各机架(21、22、23、24)上或这些机架(21、22、23、24)中的某些机架上的所述金属带材的硬度(KF)和所述金属带材的厚度压下系数(EPS)之间的关系来确定。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述平整机组(4)的作用，即所述金属带材的硬度(KF)和所述金属带材的厚度压下系数(EPS)之间的相互关系事先主要通过拉伸试验来确定。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所求得的所述平整机组(4)的作用，即所求得的所述金属带材的硬度(KF)和所述金属带材的厚度压下系数(EPS)之间的相互关系，通过比较该金属带材离开该平整机组(4)时的实际硬度(KFDCR)的一个测量值和设定硬度来修正，以减小该金属带材离开该平整机组(4)时的设定硬度和实际硬度(KFDCR)的这一测量值之间的偏差。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
由所述平整机组(4)的作用、即由所述金属带材的硬度(KF)和所述金属带材的厚度压下系数(EPS)之间的相互关系所求得的该金属带材离开所述冷轧机组(2)时的厚度(HAKTM)的设定值或设定厚度，通过比较该金属带材离开该平整机组(4)时的实际硬度(KFDCR)和设定硬度来修正，以减小该金属带材离开该平整机组(4)时的设定硬度和实际硬度(KFDCR)之间的偏差。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述金属带材离开该平整机组(4)时的硬度(KFDCR)沿其长度(BL)保持不变或基本保持不变。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
在一台具有至少两个机架(41、42)的平整机组(4)中，至少一个机架(41)用于所述金属带材的厚度压下，至少一个机架(42)用于校正所述金属带材的平直度和影响所述金属带材的表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
在一台双机架平整机组(4)中，第一个机架(41)用于所述金属带材的厚度压下，第二个机架(42)用于校正所述金属带材的平直度和影响所述金属带材的表面。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
在平整机组(4)中，所述金属带材的厚度压下量至少为10％，尤其至少为20％。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
在平整机组(4)中，所述金属带材的厚度压下量为20％至40％。
14.一种轧制金属带材的设备，其实施如上述任一项权利要求所述方法的设备，其中，该设备具有一套冷轧机组(2)，其后安装有一条退火线(3)和一台平整机组(4)，以及一套计算机设备，其中，该计算机设备根据该金属带材离开该平整机组(4)时的设定硬度和设定厚度来确定该钢带离开该冷轧机组(2)时的出口厚度或设定厚度。
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