[发明专利]用于在轧机中制造板材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在轧机中制造板材的方法。

背景技术

制造板材的最初产品通常是被称为板坯的金属块，该金属块来源于钢厂，比如来源于连铸设备。通过对金属块进行轧制也就是首先进行热轧并且接下来通常进行冷轧就可以制造出所需厚度的板材。在这个过程中，轧机中的板坯或者是原始板材在连续的过程中通过多个先后依次布置的机架。机架各自具有工作辊，要被轧制的板材在工作辊之间穿过并且工作辊以一定的轧制压力朝板材挤压。工作辊此时通常在支承辊的帮助下朝板材导引。由于在轧制过程中产生的高机械应力和在热轧情况下产生的热应力，工作辊承受高磨损。因此它们设有通常由铬制成的耐磨覆层。轧制速度主要由工作辊的负载能力来决定。

发明内容

本发明的任务在于，改善工作辊的负载能力，以实现在轧机中尤其以更低的成本制造板材。

这个任务将根据本发明按照权利要求1所述的方法来解决。根据本发明，为了制造板材，将板材导引通过工作辊，这些工作辊设置有由可延展的金属材料和其中嵌入的硬质材料颗粒所组成的覆层，同时在轧制过程中轧制压力设置为大于2GPa。

这种由可延展的金属基础材料和其中所嵌入的硬质材料颗粒所组成的覆层已经在申请人的没有公开的德国申请DE 10 2005 061 134.6中所描述。

这种覆层具有非常好的耐磨强度，因此通过这种覆层可以使工作辊总体上具有显著更长的使用寿命，也就是说，工作辊能够在制造中在更长的时间范围内使用，于是降低了替换工作辊的成本以及减少了轧机的停机时间。

此外通过这种覆层良好的特别是可延展的性能可以使工作辊能够承受非常高的轧制压力，该轧制压力可大于2GPa。

由于可以达到比目前一般的工作辊显著更高的轧制压力，因此可以提高轧制速度并且由此可以在总体上提高处理速度。作为替代方案或者补充方案，可以在轧机设备生产能力相同的条件下通过更高的轧制压力而在总体上使用较少的机架，从而由此可以大大降低成本。

在此特别地可以把轧制压力设置成大于3GPa并且尤其是把轧制压力设置在4到6GPa的范围内。通过由可延展的金属基础材料和其中所嵌入的硬质材料颗粒所组成的特殊覆层的特殊阻力可以实现如此高的轧制压力而不存在损伤覆层的危险。

目前一般使用的工作辊上设置了铬覆层，它只能承受有限的压力。在较高的压力下该覆层将变脆，从而导致破碎。

可延展的金属基础材料在此可理解为一种相对较软的金属基础材料，其维氏硬度最大为大约180-230 HV₀₁。维氏硬度的确定按照标准DIN EN ISO 6507。与该基础材料相反，所嵌入的硬质材料颗粒具有明显较高的硬度，比如比基础材料大2倍以上的硬度。

通过可延展的材料和其中所嵌入的硬质材料颗粒的组合，工作辊具有承受极端载荷的覆层。与连续硬性和脆性的覆层相比，延展性显著降低了在工作时损伤覆层和出现裂纹或者微小裂纹的危险。相对于脆性覆层，由于高延展性，特别是大大降低了覆层的一部分在机械载荷下破碎的危险。同时通过所嵌入的硬质材料颗粒获得了非常高的耐磨强度和因此似乎非常高的表面硬度，于是即使在非常高的机械载荷和磨损力下也能达到长使用寿命。

适宜的是使用镍或者镍合金作为基础材料。在镍合金中，镍的份额相对于覆层总体积相应地优选处于65到95个体积百分点之间的范围内，并且尤其处于大约75个体积百分点的范围内。作为合金组成部分优选为钨和/或者铁和/或者钴。在此特别优选使用钴。由镍，钨和铁这些组成部分所组成的覆层同样表明是适合的。

在此适宜的是合金组成部分的份额处于大约10到20个体积百分点之间的范围内。此外硬质材料颗粒的份额优选处于1到50个体积百分点之间的范围内，特别是处于15到30个体积百分点之间的范围内。

此外硬质材料颗粒优选具有纳米级的范围内的大小，比如在50到1000nm之间的范围内。

在此作为硬质材料颗粒优选使用碳化硼颗粒，碳化钨颗粒或者是金刚石颗粒。特别是使用陶瓷颗粒比如碳化硼颗粒，其突出之处在于其极高的硬度。

覆层的厚度优选处于大约0.7到大约6mm之间的范围内，并且特别处于大约2到3mm之间的范围内。研究表明，具有这种层厚的覆层特别能够满足高要求。

覆层优选以所谓的并且辊覆层中所熟知的水平旋转覆层方法来施加。在这种方法中，覆层作为粘稠的物质通过涂覆工具连续施加到旋转的基础体上，其中涂覆工具连续地在旋转的基础体的纵向上运动。