[发明专利]从薄钢坯生产条材的方法和相关设备

说明书

本发明涉及一种从连续铸造机生产的薄钢坯生产条材的方法。

本发明还涉及一种设备从薄钢坯生产条材，这种设备适于应用以上方法。

本技术领域目前包括各种类型的设备从连续铸造生产的薄坯来生产条材，但是所有这些设备都仍然有一系列尚未解决的问题。

本技术领域中的某些设备，我们可以简称为A型，特别倾向于轧制进入轧机组时的厚度大于常规的厚度的薄坯，从而可以节省加热薄坯的能量。

另一些设备，我们可简称为B型，倾向于使用一种直接轧制的工序，它以一个或多个粗轧机组紧接着连铸机的下行方向和剪切工序的上行方向，从而从粗轧机组作为输出生产出常规厚度范围内的厚度为18mm到35mm的钢棒，如果把钢棒所缠绕的卷轴处于热的状态也包括在内时，这个厚度会更小。

在这些设备上，厚度大约为40—60mm的薄坯在一个或多个粗轧机组上被轧制，这些机组与连铸机配合工作并紧接在它的后面。

下一步，厚度大约为18—35mm的钢棒被剪断并缠绕成卷，然后它们又被展开并送到精轧机组。

这些系统的优点是，加工常规厚度的钢棒精轧机可以在已知适当的条件下工作。

与此相对立的是，这些系统因为一个或多个粗轧机组的非常低的轧制速度而具有许多缺点。

更准确地说，非常低的轧制速度会在加工轧机上产生热裂纹，并且由于高温和低速会在粗轧机组上形成氧化锈皮。

因此这些设备包含了隐患，即锈皮可能会压在加工轧辊上而大大减少轧辊的工作寿命和效率。

另外，用于振动薄坯铸模的系统被设计得要保持它们持续振动的功能。

再者，目前工艺现状的方法倾向于用尽量短的时间将薄坯从连铸机输运到轧机而减少等候时间和从而减少因氧化造成的损失。

这一方面，现在很深地扎根于这个高度专门化的技术领域中，一方面倾向于节省能源，但是另一方面造成了不能令人满意的最终产品。最终产品不令人满意的原因是多方面的。

在带有结晶器为普通半月形表面的机器中，厚度为40—60mm的薄坯的高铸造速度使得粉末的适当熔化很困难，从而使得熔化的粉末应起的润滑作用不能令人满意，这样薄坯的表面就被损坏了。

通常用于薄坯的铸模中的振动装置的工作方式不能使振动的类型适应于被成型薄坯的特殊的和适当的时序要求。

这种状况阻碍了从结晶器壁上正确的线性脱离并造成对薄坯表面的不良影响。

薄坯在保温炉内的急剧变化不能使薄坯表层以预定方式被合适地处理。

粗轧所降低的速度在最后产品的表面上有不良作用，因为坚硬的易碎的锈皮被形成了。

在A型的设备中，使用大厚度(通常为45mm或更大)的棒材来进入精轧机组，一方面产生了更多的锈皮，另一方面产生了高含Fe₃O₄或Fe₂O₃的锈皮。

这是由于这类棒材的表面温度在轧制时总是很高，并且即使把它降低(例如，用喷水除鳞)，棒材内部大量的存热和低轧速会使棒的表面迅速返回到高温，在其上锈皮快速生成并产生坚硬的氧化物。

这些锈皮不仅在条材上产生表面缺陷，而且导致轧辊的不正常的严重磨损。

已经知道，如果棒材的表面温度保持在最低温度700℃和最高温度930℃之间，形成的氧化物主要包括FeO，而Fe₃O₄和Fe₂O₃的百分比很低。

FeO产生一种可锻锈皮，它可以被轧制和形成一种连续的和大致均匀的膜，它不会轻易断裂从而一般不会造成问题，并且在精轧机中的随后的棒材的轧制中不会产生表面缺陷。

与此不同的是，Fe₃O₄和Fe₂O₃是非常硬的脆的氧化物，

它们在轧制时造成一种不均匀断裂并在加工轧辊上造成磨损以及表面缺陷，这种缺陷降低了生产出的条材的质量。

在A型设备中，所轧制的棒材的热容量是这样的，热量从棒材的中心释放有足够的时间使得表面温度会升高到高于合适的温度值930℃。

图1a是一个已知的从薄钢坯生产条材的设备的精轧机组的图例，这个机组在这个情况中包括6个精轧机座，带有一个紧急剪断机和一个位于机组上行方向的去锈皮单元。

在这个设备上，钢棒到达精轧机组入口时的厚度至少为40mm，并带有每分钟大约20到35米之间的进料速度。

图16是一个处于图1a中的精轧机组中的棒材的表面、内部和平均温度分别变化的图例。