CN1680051B - 一种薄板坯连铸连轧设备和方法 - Google Patents

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Abstract

介绍一种用来铸造和紧接着轧制由金属特别是钢材组成的连铸坯(4)尤其是薄板连铸坯(4a)的方法和设备，连铸坯输入一均热炉(10)，并通过感应加热调整到轧制温度。温度补偿也可以在较高的通行速度时进行。在铸造速度提高到3m/min以上直至约10m/min时或者在平行运行两个或更多连铸装置(15、16)时，较短的逗留时间通过对纵向段(4b)在头部区域(4c)、中部区域(4d)进行急剧的、有所不同的加热和通过在根部区域(4e)内进行较低的加热得以补偿。

Description

一种薄板坯连铸连轧设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于铸造和紧接着轧制由金属特别是钢材组成的连铸坯尤其是薄板连铸坯的方法和设备，其中在连铸坯铸造以后或者切成纵向段以后顺序地输入一均热炉内，通过感应加热调整到轧制温度，并立即送入一精轧机组内。
背景技术
厚45-150mm、宽800-3200mm尺寸范围内的薄板坯的铸造和轧制在一均热炉尤其是长度为150至400m的辊底式炉的底板上进行，辊底式炉设置在连铸机和轧机之间。
由DE 3840 812 C2大致知道开头所述这种方法和设备。因为在现有设备中不可能加长辊底式炉而在新设备设计时意义不大，所以必须找到一种方法，来减小均热炉的长度和降低运行成本。
发明内容
本发明的目的是，即使在较高通过速度时仍可避免均热炉的加长，并且可进行无头法以及半无头法的铸-轧运行。
按照本发明，所提目的通过这样的方法实现，即，在铸造速度提高到3m/min以上至约10m/min时或者在平行运行两个或更多连铸装置时，通过在头部区域、中部区域内对纵向段进行急剧而有区别的加热以及通过在根部区域内进行较低的加热来补偿较短的逗留时间。在约200m长的现有均热炉例如辊底式炉中，在50mm厚和单位卷带重量为最大20kg/mm带宽以及铸造速度为5m/min的情况下，例如约50m长的薄板坯的逗留时间为：
-40min，在一个连铸坯运行时，
-20min，在两个连铸坯浇铸时。
在速度为10m/min时，在双连铸坯运行时逗留时阀仅为一半，因此下降到约10min。
观察薄板坯根部(沿运动方向纵向段的后端)的逗留时间，通过在头部区域进入精轧机组时薄板坯从约0.1m/sec加速到约0.2-0.5m/sec使它具有一较短的逗留时间，
-35min(单连铸坯运行)    在5m/min铸造速度时
-17.5min(双连铸坯运行)  在5m/min铸造速度时
-8.75min(双连铸坯运行)  在10m/min时
得到明显不同的逗留时间。
薄板坯在均热炉内的逗留时间的这种巨大差别导致
-薄板坯相互之间和
-每个单块薄板坯在厚度上(芯部/表面)
-头部区域、中部区域、根部区域
-在单连铸坯运行时
-在双连铸坯运行时(联合运行)
的剧烈的温度偏差。
此外在单连铸坯运行或双连铸坯铸造装置的情况下分别出现最大40min(在单连铸坯运行时的第一股)和最大80min(在单连铸坯运行时的第二股)的最大可能逗留时间的巨大偏差。
这些偏差导致
-轧制运行以及
-材料组织，从而还有
-材料性能
的故障，它们造成生产和质量方面的缺陷。
此外，在约3m/min的较慢的铸造速度时，在故障的情况下薄板坯太冷，使得均热炉在薄板坯通过时不能升高到所需要的例如1150℃的轧制温度，从而不再能保证金属带质量和轧制可靠性。
感应加热与比较短的均热炉例如辊底式炉相结合的方法(和设备)允许：根据待轧制板厚和要达到的钢材质量的不同，按ZTU或TTT图将每个单独的薄板坯加热到一在板坯长度上(头部区域、中部区域和根部区域)和宽度上不变的、同时是特定的温度。按照现有技术，具有头部区域/中部区域和根部区域的切断的连铸坯的在通过辊底式炉期间的逗留时间是不同的。也就是说不可能以6m/min的铸造速度进入18m/min(0.3m/sec)轧制速度的热轧机组。
此外，本方法(和设备)还允许：与较大卷带(例如20kg/mm)的半无头或无头轧制理想地匹配。即使在极端运行情况(无头铸轧)时，亦即例如以12m/min(0.2m/sec)的速度铸造时，连铸坯可以直接从炉子出口出来，正好以0.2m/sec的速度进入精轧机组。
在这种情况下可能出现的在经济上不能承受的均热炉的长度(例如500m的假想长度)，通过设置在炉子入口处的感应加热装置加以防止。
在本发明的方案中设想，在薄板连铸坯纵向段的头部区域和根部区域之间，在45-150mm厚度上和600-2000mm宽度上进行能量分配。
此外，在头部区域和根部区域之间和/或整个薄板连铸坯上通过加热到一统一的、不同高度的温度水平进行能量分配。
另一种方案设想，通过在均热炉入口处的感应加热进行强化的温度补偿。
此外设想，感应加热在不超过30m的路程上进行。其优点是，薄板坯在能量以及能量分布(＝温度)方面可以控制和均化。
按照另一个特征，这种能量分配在薄板坯纵向段的厚度、宽度和长度上有差别地进行。
用来均化温度的另一个措施是，能量分配根据铸造速度、连铸装置的运行状态、薄板连铸坯的纵向段长度、厚度和宽度进行。
其次能量分配的均化根据在支承辊座出口处能量或温度分布的测量或在线确定进行。
用于铸造和轧制由金属特别是钢材组成的连铸坯尤其是薄板连铸坯的设备从这样一种现有技术出发，其中连铸坯或从它上面切下的纵向段输入一均热炉，通过感应加热调整到轧制温度和在炉子出口处直接送入精轧机组。
这里所提的目的按照本发明通过这样的方法实现，即，在切断装置和均热炉之间设一感应加热装置，该感应加热装置在其长度上构成均热炉的一入口。
为此设想，感应加热装置在均热炉(10)内占有长度不超过30m的一段路程。
此外建议，均热炉由一辊底式炉组成。辊底式炉只需要作为纯粹的补偿炉运行。温度均化既可以在不同纵向段内也可以在一独立浇铸的薄板坯内相对于其厚度、宽度和长度进行。
在另一种结构中设想，在并排地平行设置两个或几个连铸装置时，均热炉的各个炉段形成大致相同的长度，其中一个连铸装置的至少最后两段可水平回转到另一个连铸装置的炉段上，并可以分别地相互连接。因此这种***可以在薄板坯内引起不同的能量(＝温度)分配，它们通过不同的    -铸造速度
      -运行状态，在
      -连铸坯1
      -连铸坯2或
      -连铸坯1+2运行
      -连铸坯长度
      -连铸坯厚度和/或
      -连铸坯宽度
在能量和热力方面进行补偿。
此外需要特别提出的是，连铸坯纵向段的长度与均热炉的长度和/或成品金属带的带卷重量相适配。
附图说明
附图中表示本发明的实施例，下面借助于它们较详细地说明相应的方法和设备。
附图表示：
图1一带有在一条生产线上的均热炉的第一连铸装置和精轧机组的总图，
图2A没有感应加热时的带有在一纵向段厚度上的温度分布的温度-重量图，
图2B带感应加热时的带有温度分布的温度-重量图。
具体实施方式
一第一连铸装置15(图1)和一第二连铸装置16可以二者择一或一起运行。两个连铸装置15、16结构基本上相同，和常见的一样具有一铸钢包1、一中间容器2、一连铸结晶器3，一连铸坯4从结晶器出来在形成铸坯外壳后作为薄板连铸坯4a穿过一支承辊座5并冷却。连铸坯4在继续冷却的状态穿过一软还原装置6，并在支承辊座5的出口5a处在一第一除鳞(去氧化皮)装置7后面借助于切断装置8切断成纵向段4b，这一方面可以根据后续均热炉10的长度和成根据成品金属带26规定的带卷重量进行。
在原则上按照本方法在铸造速度提高到3m/min以上至10m/min时或在第二连铸装置16同时运行时，较短的逗留时间通过纵向段4b在头部区域4c、中部区域4d内急剧的各不相同的加热和通过在根部区域4e内较低的加热，具体地说是通过感应加热得以补偿.但是和已知设备不同，感应加热装置11不(仅)在精轧机组14之前，而且位于特别是炉子入口10b内，并具有最大约30m的长度.
接着在切断装置8后面连铸坯4通过第一热摄像机9测量并建立一温度图9a。
在第二除鳞装置12之后在生产线上炉子出口10e处设一第二热摄像机13，它建立另一温度图13a。
在最好做成辊底式炉20的均热炉10内，薄板连铸坯4a每个纵向段4b的头部区域4c和根部区域4d之间在45-150mm的厚度17和600mm-2000mm的宽度18上进行能量分配(参见图2A和2B)。
图2A中表示在均热炉10内以常用的方法进行的温度分配，其中不用感应加热装置11在纵向段4b的厚度17、宽度18和长度19上在辊底式炉20内进行加热。
对于重量为0吨(理论的)、0.5吨和1.0吨以相对于理论曲线Tsoll的温度分布TB表示其结果。
在图2B中采用了上面介绍的感应加热装置11，这造成所示的对于理论曲线Tsoll的温度分布TB，以及炉型25。
随着重量的增加，相对于Tsoll线温度分布TB变得均匀并完全接近于Tsoll线(图2B，对于1.0吨)。
在精轧机组14内轧制的金属带26在一卷绕装置21和根据设备的具体情况在一带有高速切断装置23的冷却装置22内在一卷绕装置24中卷绕成带卷27。
在只有一个连铸装置时，对于半无头或无头轧制法，例如在带卷重量提高为大于20kg/mm时，采用第一切断装置8。在无头轧制时采用“飞剪”(fliegenden schere)。轧制装置和连铸装置通过未切断的连铸坯相互连接。半无头法和无头轧制仅与一个连铸装置相结合进行。
附图标记表
1   铸钢包              11  感应加热装置
2   中间容器            12  第二除鳞装置
3   连铸结晶器          13  第二热摄像机
4   连铸                13a 温度图
4a  薄板连铸坯          14  精轧机组
4b  纵向段              15  第一连铸装置
4c  头部区域            16  第二连铸装置
4d  中部区域            17  纵向段的厚度
4e  根部区域            18  纵向段的宽度
5   支承辊座            19  纵向段的长度
5a  支承辊座出口        20  辊底式炉
6   软还原装置          21  卷绕装置
7   第一除鳞装置        22  冷却装置
8   切断装置            23  高速切断装置
9   第一热摄像机        24  卷绕装置
9a  温度图              25  炉型
10  均热炉              26  成品金属带
10a 炉段                27  带卷
10b 炉子入口
10c 炉子出口

Claims (13)

1.用于铸造和紧接着轧制由钢材组成的连铸坯(4)的方法，所述连铸坯为薄板连铸坯(4a)的形式，其中在连铸坯(4)铸造以后或者切成纵向段(4b)以后顺序地输入一均热炉(10)内，通过感应加热调整到轧制温度，并直接送入一精轧机组(14)中，
其特征为：
在铸造速度提高到超过3m/min直至约10m/min时或者在平行运行一第二或其他连铸装置时，通过对纵向段(4b)在头部区域(4c)、中部区域(4d)内进行强化的加热和在根部区域(4e)内进行较低的加热，来补偿较短的逗留时间。
2.按权利要求1的方法，
其特征为：
在薄板连铸坯(4a)纵向段(4b)的头部区域(4c)和根部区域(4e)之间，在45-150mm的厚度(17)和600-2000mm的宽度(18)上进行能量分配。
3.按权利要求1或2的方法，
其特征为：
在头部区域(4c)和根部区域(4d)之间和/或整个薄板连铸坯(4a)的能量分配通过加热到一统一的、不同高度的温度水平来进行。
4.按权利要求1的方法，
其特征为：
通过在均热炉(10)炉子入口(10b)内的感应加热进行强化的温度补偿。
5.按权利要求1的方法，
其特征为：
感应加热在不超过30m的路程上进行。
6.按权利要求1的方法，
其特征为：
能量分配在薄板连铸坯纵向段(4b)的厚度(17)、宽度(18)和长度(19)上有区别地进行。
7.按权利要求1的方法，
其特征为：
能量分配根据铸造速度、连铸装置之一的运行状态、薄板连铸坯(4a)的纵向段(4b)的长度(19)、厚度(17)和宽度(18)进行。
8.按权利要求1的方法，
其特征为：
能量分配根据在支承辊座(5)出口(5a)处能量或温度分布的测量或在线确定进行。
9.实施权利要求1的方法的设备，用来在生产线上铸造和轧制由钢材组成的薄板连铸坯(4a)形式的连铸坯(4)，其中连铸坯(4)或从它上面切下的纵向段(4b)输入一均热炉(10)，通过感应加热调整到轧制温度，并可在炉子出口(10c)处直接输入精轧机组(14)，
在切断装置(8)和均热炉(10)之间设一感应加热装置(11)，该感应加热装置在其长度上构成均热炉(10)的入口(10b)。
10.按权利要求9的设备，
其特征为：
感应加热装置(11)在均热炉(10)内占有一长度不超过30m的路程。
11.按权利要求9或10的设备，
其特征为：
均热炉(10)由一辊底式炉(20)组成。
12.按权利要求9的设备，
其特征为：
对于两个或多个相互并排平行设置的连铸装置的情况，均热炉(10)的各个炉段(10a)大致一样长，其中一个连铸装置的至少最后两个炉段(10a)可水平回转到另一连铸装置的炉段(10a)上，并可分别相互连接。
13.按权利要求9的设备，
其特征为：
连铸坯纵向段(4b)的长度与均热炉(10)的长度和/或成品金属带(26)的带卷重量相适配。
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