專利名稱：一種超薄帶的熱碾壓法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶的方法及其裝置。
本發(fā)明涉及一種利用熱碾壓過程來(lái)生產(chǎn)薄金屬帶。尤其是，本發(fā)明適用于一種利用熱碾壓過程來(lái)生產(chǎn)薄的不銹鋼帶。自1950年以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家不銹鋼的產(chǎn)量將近每二十年翻一番。其中奧氏體冷帶約占總產(chǎn)量的50％。所生產(chǎn)的大部分奧氏體冷帶是不銹鋼304(AISI 304)。而且，從成品厚度來(lái)看，現(xiàn)在大部分的成品厚度主要在0.7-2.5mm(毫米)范圍之內(nèi)。從以上數(shù)據(jù)可以看出，有必要形成一種能夠有效地生產(chǎn)具有0.7-2.5mm的成品厚度的不銹鋼金屬帶(尤其是奧氏體金屬帶)的工藝。本發(fā)明即涉及這種用于生產(chǎn)該種產(chǎn)品的一種裝置和方法。
由于含碳鋼和不銹鋼的機(jī)械性能不同，其碾壓過程也不相同。一般在低于815℃下，不銹鋼的熱導(dǎo)率低于含碳鋼和低合金鋼。因此，在低于815℃下的熱不銹鋼的制備須十分小心，否則會(huì)導(dǎo)致表面燃燒。然而在高于815℃時(shí)，可以同含碳鋼一樣加熱不銹鋼。對(duì)于大部分的不銹鋼級(jí)的鋼材，其最佳熱加工特性的溫度范圍比含碳鋼較窄。因此，在熱處理不銹鋼時(shí)需嚴(yán)格控制加工溫度。
鐵素體不銹鋼(鐵鉻不銹鋼)在加熱時(shí)特別軟，很易于在操作或碾壓時(shí)進(jìn)行標(biāo)記。另外，在熱碾壓過程中，鐵素體不銹鋼具有相當(dāng)好的延展性，過熱則會(huì)引起過多的金屬顆粒生長(zhǎng)，并進(jìn)而導(dǎo)致材料被撕裂或開裂。
奧氏體不銹鋼(鐵鉻鎳不銹鋼)在碾壓溫度下的強(qiáng)度比鐵素體不銹鋼的高，因此需要更高的能量用于形變。由于形變所需的能量，對(duì)于奧氏體不銹鋼來(lái)說，形成溫度過低則不適用。由于奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度較大，每一碾壓過程的厚度減少量小于不銹鋼級(jí)材料的厚度減少量。這種不銹鋼級(jí)材料比一般的不銹鋼級(jí)材料的鋪展性較差。
對(duì)于成品來(lái)說，不銹鋼的加工溫度非常重要。例如，在熱碾壓過程中，鐵素體不銹鋼具有兩個(gè)溫度依賴現(xiàn)象。第一種現(xiàn)象即是擰繩或隆脊現(xiàn)象。從名稱上即可看出它表示在加工鐵素體不銹鋼過程中形成的隆脊或表面不規(guī)則現(xiàn)象。表面隆脊是沿產(chǎn)品的最終冷碾壓方向延伸的。這種隆脊現(xiàn)象是由材料中某種織構(gòu)的出現(xiàn)而引起的。在加工金屬時(shí)，通過高溫(如在870℃或更高的溫度下)處理即可減少隆脊現(xiàn)象。
鐵素體不銹鋼的第二種現(xiàn)象是475℃脆裂現(xiàn)象，即當(dāng)鐵素體不銹鋼加熱到370-540℃溫度范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一種沉淀硬化現(xiàn)象。這種沉淀硬化會(huì)降低材料的延展性和韌性。在通過熱碾壓過程將鐵素體不銹鋼加工成薄帶時(shí)，為避免這種脆裂現(xiàn)象的出現(xiàn)，尤其需要在高于370-540℃范圍的溫度下加工材料。
奧氏體不銹鋼也具有溫度依賴加工特性。奧氏體不銹鋼的加工溫度會(huì)對(duì)熱碾壓的產(chǎn)品引入某種性能。然而，在熱碾壓過程中，奧氏體不銹鋼比鐵素體不銹鋼更穩(wěn)定，它沒有確切的脆裂溫度和隆脊溫度。相反，在高溫下，奧氏體不銹鋼可被加工成柔韌且延展的成品。
本發(fā)明發(fā)展了生產(chǎn)薄帶成品的熱碾壓工藝。當(dāng)前的工藝具有一定的缺陷，即無(wú)法生產(chǎn)具有所需的冶金性能的厚度為0.4-1.2mm的金屬帶。例如，在美國(guó)專利No.4,580,428(1986)中公開了一種帶有粗加工架和精加工架的熱碾機(jī)，這兩個(gè)加工架具有不同尺寸的加工滾。這種機(jī)架的前后排列方式并不是用于獨(dú)立的溫控粗加工和精加工。粗加工架和精加工架相互緊靠在一起，前后縱排，以限制能被熱碾機(jī)生產(chǎn)的成品類型。
在美國(guó)專利No.5,329,688(1994)中公開了另外一種用于熱碾壓過程的排列方式，該方式在用于生產(chǎn)多種可能的薄金屬帶產(chǎn)品時(shí)存在一定的缺陷。該過程是在高于1100℃下熱碾壓鑄片，再在250-260℃范圍內(nèi)對(duì)已冷凝的條帶進(jìn)行溫半成品碾壓，最后在250℃以下進(jìn)行冷成品碾壓。這類過程具有不同的溫度碾壓系列，這對(duì)于不同的不銹鋼是不需要的。
在美國(guó)專利No.5,689,991(1997)中公開了另外一種通過熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶的工藝。該工藝是通過用一個(gè)與一個(gè)前后排列的熱帶碾機(jī)相結(jié)合的回動(dòng)熱帶碾機(jī)來(lái)進(jìn)行熱碾壓薄尺。這種布置不能在一個(gè)獨(dú)立的控制溫度熱碾過程中生產(chǎn)所需的薄帶。
本發(fā)明則克服了以前工藝中的通過熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶方面的這些缺陷。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于生產(chǎn)具有0.4-1.2mm厚度的薄金屬帶的方法和裝置。
本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于生產(chǎn)具有0.4-1.2mm厚度的不銹鋼薄金屬帶的方法和裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種在利用熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶過程中使用兩個(gè)碾機(jī)架的方法和裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種在精加工碾機(jī)中碾壓之前在約850-1000℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行第二次重新加熱的方法和裝置。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將在對(duì)以下的參照附圖的詳細(xì)描述中變得更為明確。
本發(fā)明涉及一種通過熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶的方法和裝置。通過本發(fā)明的方法和對(duì)裝置所做的排列可以使得其成品得到顯著的改善。本發(fā)明特別適用于鐵碳鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的熱碾壓。
本發(fā)明的裝置是一個(gè)帶有一個(gè)粗加工回動(dòng)碾機(jī)架和一個(gè)精加工回動(dòng)碾機(jī)架的金屬生產(chǎn)線。在每個(gè)碾機(jī)架之前有一個(gè)加熱爐。隧道爐特別適合于在將金屬帶引入粗加工碾機(jī)架或精加工碾機(jī)架之前對(duì)金屬帶的加熱和再加熱的長(zhǎng)度。另外，粗加工碾機(jī)架的加工滾的直徑大于精加工碾機(jī)架的加工滾的直徑。這種排列是用于在兩個(gè)不同的回動(dòng)碾機(jī)架里在一個(gè)可控溫度下進(jìn)行金屬帶的碾壓，以及在被不同尺寸的加工滾引入的兩個(gè)不同碾壓條件下的碾壓過程。本發(fā)明的這種裝置對(duì)于在適于被碾壓的特定金屬的溫度下、在生產(chǎn)具有0.4-1.2mm厚度范圍內(nèi)的所需薄金屬帶方面具有優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明的這種方法包括以下步驟加熱一個(gè)金屬板；在一個(gè)帶有一個(gè)第一直徑加工滾的粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中碾壓這個(gè)金屬板；在一個(gè)再熱爐中重新加熱金屬帶；將由此處理過的金屬帶在一個(gè)帶有具有第二直徑的加工滾的精加工回動(dòng)碾機(jī)架中進(jìn)行碾壓，該加工滾的直徑小于在粗加工碾機(jī)中的加工滾的直徑。在每一碾機(jī)架中通過的遍數(shù)依賴于所碾壓的特殊金屬的種類及性能。
通過本發(fā)明所述的方法及其裝置，為了改善成品，其它的步驟也可添加到該生產(chǎn)線中即，在粗加工回動(dòng)碾機(jī)架及其下流的精加工回動(dòng)碾機(jī)架之間加入一種清潔裝置，則十分有利。通過在粗加工過程之后清潔金屬產(chǎn)品，就可以改善精加工熱碾壓過程，并進(jìn)而最終改善成品。


圖1是根據(jù)本發(fā)明提供的通過熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶產(chǎn)品的碾機(jī)的流程示意圖，其中在每一回動(dòng)碾機(jī)架下面的方向箭頭表示了實(shí)例碾壓遍數(shù)；圖2表示根據(jù)本發(fā)明在熱碾壓過程中的不銹鋼304(AISI 304)的退出厚度與碾壓力的關(guān)系柱狀圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明提供的通過熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶產(chǎn)品的碾機(jī)的流程示意圖，其中在粗加工碾機(jī)和精加工碾機(jī)之間插入了一個(gè)清潔裝置；圖4表示根據(jù)本發(fā)明在粗加工碾機(jī)和精加工碾機(jī)中的不銹鋼304(AISI 304)的退出厚度與帶金屬溫度的關(guān)系柱狀圖；圖5表示根據(jù)本發(fā)明在粗加工碾機(jī)和精加工碾機(jī)中的不銹鋼430(AISI 430)的退出厚度與帶金屬溫度的關(guān)系柱狀圖；圖6表示根據(jù)本發(fā)明在粗加工碾機(jī)和精加工碾機(jī)中的不銹鋼409(AISI 409)的退出厚度與帶金屬溫度的關(guān)系柱狀圖；以及圖7表示根據(jù)本發(fā)明在粗加工碾機(jī)和精加工碾機(jī)中的鐵碳鋼的退出厚度與帶金屬溫度的關(guān)系柱狀圖。
本發(fā)明涉及一種通過熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶的處理碾機(jī)和方法。在這種工藝的目前狀態(tài)中，熱金屬帶是在回動(dòng)式和前后排列式熱帶碾機(jī)中碾壓出的具有1.5-15mm厚度的帶。一些熱金屬帶被設(shè)計(jì)用于碾壓具有1mm厚的金屬帶。然而，在這種工藝的目前狀態(tài)中，具有1mm厚的碾壓會(huì)導(dǎo)致成品所不需的鵝卵率的大幅度增加以及表面粗糙度的增加。由此會(huì)導(dǎo)致由具有次級(jí)平展度生產(chǎn)的金屬產(chǎn)品的卷圈數(shù)的增加。
本發(fā)明滿足了生產(chǎn)具有0.5mm厚度的熱碾壓金屬帶的要求。從冶金角度考慮，本發(fā)明可用于在低于900℃下進(jìn)行可壓不銹鋼級(jí)材料的碾壓。特別是，本發(fā)明適用于鐵碳鋼、鐵素體不銹鋼、以及奧氏體不銹鋼。
本發(fā)明通過粗加工回動(dòng)熱帶碾機(jī)下流增加了一個(gè)加熱爐和一個(gè)回動(dòng)薄帶碾機(jī)，從而克服了以前工藝中的缺陷。這兩個(gè)碾機(jī)可分開來(lái)使用，以更有效地生產(chǎn)所需的金屬產(chǎn)品，且使單個(gè)碾機(jī)架的磨損降低。
這種粗加工碾機(jī)，尤其是一種Steckel碾機(jī)，能夠接受50-100mm厚的熱金屬板并將其碾壓成厚度為1.5-4mm的金屬帶，而這一厚度達(dá)到了利用傳統(tǒng)熱帶碾機(jī)生產(chǎn)的高質(zhì)量帶的標(biāo)準(zhǔn)。為了通過一種有效的速率得到所需厚度，這種碾機(jī)(尤其是一種單架碾機(jī))使用了兩個(gè)具有不同直徑的加工滾，其直徑范圍在600-800mm之間。
在具有直徑約600-800mm范圍的加工滾的粗加工碾機(jī)的下流，是一個(gè)用以二次加熱金屬帶的爐子，在爐子的下流則是一個(gè)薄帶金屬碾機(jī)。退出粗加碾機(jī)的金屬帶經(jīng)過爐子(尤其是隧道爐)以在精加工碾機(jī)里加工之前重新加熱金屬帶。這個(gè)薄帶金屬碾機(jī)接受具有1.5-4mm的金屬帶并在幾個(gè)回動(dòng)遍數(shù)內(nèi)將其厚度減薄到0.4-1.2mm。為達(dá)到減厚的目的，薄帶碾機(jī)使用了具有300-600mm直徑的加工滾。通過這一過程即可得到具有0.4-1.2mm厚度的金屬帶。
本發(fā)明具有優(yōu)勢(shì)，原因在于該設(shè)計(jì)將在冷碾機(jī)中普遍使用的進(jìn)料及碾壓薄帶的裝置(如進(jìn)料槽、剝皮機(jī)和伸展軸)都被用于熱碾機(jī)中。通過這種裝置，提高了帶的質(zhì)量。另外，這種裝置有利于在對(duì)金屬帶的最初的或粗加工過程中使用較大直徑的加工滾，在最后或精加工過程中使用較大直徑的加工滾。這樣可以減少碾壓裝載量(這在單碾機(jī)架中是必須的)，并可以將裝載量分散到兩個(gè)碾機(jī)架中，從而最終提高金屬帶的平展度。
圖1體現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的熱帶碾機(jī)1的最佳實(shí)施例。在本發(fā)明中的熱帶碾機(jī)1的前端是一個(gè)彎曲連續(xù)末端水平的薄板鑄機(jī)2。緊連薄板鑄機(jī)2是一個(gè)第一剪板機(jī)3以將已固化的金屬板切斷并分隔成單個(gè)長(zhǎng)度。在剪板機(jī)3中將金屬板切斷成單個(gè)長(zhǎng)度是為了在熱帶碾機(jī)1中更好地進(jìn)行操作。通過熱帶碾機(jī)1處理完單板長(zhǎng)度之后，將完成的產(chǎn)品焊接在一起以形成一個(gè)更長(zhǎng)的連續(xù)成品。然而，為了便于在熱帶碾機(jī)1中進(jìn)行處理，特別要將金屬板在第一剪板機(jī)3進(jìn)行切斷。
在圖1的最佳實(shí)施例中，緊臨第一剪板機(jī)3之后，是一個(gè)除垢機(jī)4以除去所切金屬板表面的水垢。可以通過已知的過程在除垢機(jī)4中除去水垢。在通過除垢機(jī)4之后，在爐5中將金屬板加熱到約1000℃。對(duì)金屬板的加熱溫度依賴于欲處理的特定金屬。由于本發(fā)明適用于鐵碳鋼、鐵素體不銹鋼、以及奧氏體不銹鋼，因此要將這些材料的鑄板在碾壓之前在隧道爐5中加熱到高于1000℃。一般將板加熱到1000-1250℃范圍之內(nèi)，最好在內(nèi)1000-1200℃范圍之內(nèi)。在所需的碾壓溫度下退出金屬鑄板。在最佳實(shí)施例中，在隧道爐5的下流是一個(gè)第二除垢機(jī)6。與第一除垢機(jī)4類似，金屬帶通過除垢機(jī)6以除去金屬板表面的水垢。
在對(duì)具有50-100mm厚的金屬鑄板進(jìn)行除垢和加熱之后，將加熱過的金屬板進(jìn)入粗加工回動(dòng)碾機(jī)7中。本發(fā)明中的粗加工回動(dòng)碾機(jī)7是一種典型的單架回動(dòng)碾機(jī)。在最佳實(shí)施例中，采用四個(gè)高碾機(jī)架。然而，粗加工回動(dòng)碾機(jī)7可以帶有更多的具有不同形狀的加工滾和備份滾。粗加工回動(dòng)碾機(jī)7可以帶有大量的具有不同形狀的加工滾和備份滾。
本發(fā)明中的粗加工回動(dòng)碾機(jī)7可以是一種Steckel碾機(jī)，被設(shè)計(jì)用于將50-100mm厚的熱金屬鑄板碾壓成1.5-4mm厚的金屬帶。在圖1中的回動(dòng)碾機(jī)7下，示范出了九遍粗加工碾壓過程。該示意圖表示通過粗加工回動(dòng)碾機(jī)7經(jīng)過九遍碾壓即可得到1.5-4mm厚的金屬帶。
須將金屬鑄板碾壓成1.5-4mm厚的金屬帶，這是由于在精加工碾機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步的處理時(shí)這個(gè)厚度比較理想。在本發(fā)明中，約1.5-4mm厚的金屬帶是一個(gè)中間產(chǎn)物，因此在本發(fā)明中該厚度被作為中間厚度。粗加工回動(dòng)碾機(jī)7中的單架里的加工滾的直徑約在600-800mm范圍之內(nèi)。
緊臨粗加工回動(dòng)碾機(jī)7的是一個(gè)在上流的第一纏繞爐8和在下流的第二纏繞爐9。通過纏住金屬帶的兩端，第一纏繞爐8和第二纏繞爐9可將金屬帶在粗加工回動(dòng)碾機(jī)7中來(lái)回進(jìn)行碾壓，而使兩個(gè)纏繞爐被用于回動(dòng)碾壓過程。這種在回動(dòng)碾機(jī)中通過的方式被稱為纏繞通過，這與在碾機(jī)中被碾壓金屬的兩端被纏繞在纏繞爐上的平面通過方式相對(duì)應(yīng)。另外，緊臨粗加工回動(dòng)碾機(jī)7的還有一個(gè)切邊機(jī)10，該機(jī)用于選擇性地切割在粗加工回動(dòng)碾機(jī)7中進(jìn)行處理的金屬帶的邊緣和末端。
在粗加工回動(dòng)碾機(jī)7之后是一個(gè)第二隧道爐11。第二隧道爐11是用于在精加工碾機(jī)中對(duì)具有中間厚度的金屬帶進(jìn)行精加工之前，將具有中間厚度的金屬帶再加熱到所需溫度(在850-1000℃范圍內(nèi))，以得到具有最終厚度的金屬帶。在所需溫度下將處理過的具有中間厚度的金屬帶退出第二隧道爐11，并特別通過第二剪切機(jī)12，將其切成進(jìn)一步的單個(gè)長(zhǎng)度。
在第二隧道爐11中再加熱并可能在剪切機(jī)12上進(jìn)行切割之后，將所產(chǎn)生的具有1.5-4mm的中間厚度的金屬帶進(jìn)入到一個(gè)薄帶碾機(jī)13中。薄帶碾機(jī)13是一個(gè)精加工碾機(jī)，在最佳實(shí)施例中，是一個(gè)單架回動(dòng)精加工碾機(jī)。通過在850-1000℃溫度范圍內(nèi)在第二隧道爐11中再加熱金屬帶，即可在650-800℃范圍內(nèi)在薄帶碾機(jī)13中進(jìn)行第二至最后一遍的碾壓過程。金屬帶的第二至最后一遍的碾壓過程可在600-800℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。通過在所需溫度下在薄帶碾機(jī)13中操作最后幾遍，即可得到所需要的冶金性能，即可在金屬帶中得到所需的粒徑。
在最佳實(shí)施例中，薄帶碾機(jī)13是一種四個(gè)高碾架。然而，薄帶碾機(jī)13可以帶有更多的具有其它形狀的加工滾和備份滾。薄帶碾機(jī)13可以帶有大量的具有不同形狀的加工滾和備份滾。薄帶碾機(jī)13的加工滾的直徑在300-600nm范圍之內(nèi)。
在薄帶碾機(jī)13之前是一個(gè)第一纏繞機(jī)14，之后是一個(gè)第二纏繞機(jī)15。圖1中的薄帶碾機(jī)13下面的箭頭示范了七遍精加工碾壓過程。這表示通過薄帶碾機(jī)13對(duì)處理過的金屬帶進(jìn)行七遍碾壓，可得到厚度為0.4-1.2mm的金屬帶。
第一纏繞機(jī)14和第二纏繞機(jī)15的作用在于在作為將要被從熱帶碾機(jī)1中移出的成品的金屬帶被纏在第一纏繞機(jī)14或第二纏繞機(jī)15上之前，通過數(shù)遍回動(dòng)過程纏繞通過具有中間厚度的金屬帶。纏繞機(jī)15使用了一種可允許以纏繞的方式從碾機(jī)中除去產(chǎn)物的折疊軸，以便于進(jìn)行進(jìn)一步的必要處理。
當(dāng)使用具有不同直徑加工滾的兩個(gè)分立碾機(jī)架來(lái)進(jìn)行碾壓時(shí)，所碾壓的原材料的表面光潔度和平展性可以得到提高。這是由于在小直徑加工滾里接觸面積較小；采用相同的方式下，對(duì)于加工金屬產(chǎn)品，比較在大直徑的加工滾里所需的力較小。因此，采用本發(fā)明的方式，在薄帶碾機(jī)13中傳給具有中間厚度的金屬帶的壓力與在粗加工回動(dòng)碾機(jī)7中傳給所碾壓的金屬板的壓力是不同的。
所用的不同的金屬加工壓力和推進(jìn)力將會(huì)改變最后的成品并最終得到改善過的產(chǎn)品。圖2表示了在粗加工回動(dòng)碾機(jī)7中的加工滾的碾壓力與在薄金屬碾機(jī)13中的差別。圖中示例了不銹鋼304(AISI 304)的碾壓以顯示產(chǎn)生具有0.5mm厚的不銹鋼所必需的碾壓力。在粗加工碾機(jī)中使用具有700mm直徑的加工滾，連續(xù)增加碾壓力對(duì)于在每一遍碾壓中產(chǎn)生金屬帶的厚度是必需的。因此加工滾的接觸面積是固定的，為了增加在被碾壓的金屬帶上引入的壓力，將不得不增加碾壓力。然而，例如在精加碾機(jī)中通過將加工滾的直徑減到500nm，而使加工滾的接觸面積減小時(shí)，對(duì)于加工金屬帶所必需的碾壓力就會(huì)減少。圖2顯示了在精加工碾機(jī)中，伴隨加工滾直徑的減小而使碾壓力的減少過程。
為了提高處理效率，將粗加工和精加工分成兩個(gè)單獨(dú)的具有不同直徑加工滾的碾機(jī)的分離步驟是非常有效的。加工滾的不同的接觸面積允許生產(chǎn)者在不同的碾機(jī)中改變加工遍數(shù)，以及在粗加工碾機(jī)和精加碾機(jī)中改變所需的碾壓力以產(chǎn)生所需厚度金屬帶。
圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖3中的索引數(shù)與圖1相同，與其各類似部分相對(duì)應(yīng)。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中的主要區(qū)別在于在粗加工回動(dòng)碾機(jī)7的下流和在薄金屬碾機(jī)13的上流之間引入了一種清潔裝置16。清潔裝置16的目的在于在薄帶碾機(jī)13中進(jìn)行碾壓之前，提供一個(gè)用于清潔具有中間厚度的金屬帶的額外的可選擇的步驟。由此可以得到一種更清潔的成品。
圖1的實(shí)施操作過程如下通過薄板鑄模2產(chǎn)生一個(gè)具有50-100mm厚度的金屬板。在第一剪切機(jī)3中進(jìn)行剪切之后，在第一除垢機(jī)4中進(jìn)行金屬板的除垢過程，然后將其進(jìn)入第一隧道爐5中進(jìn)行加熱處理。當(dāng)金屬板退出第一隧道爐5時(shí)，其加熱溫度高于1000℃。然后在進(jìn)入切邊機(jī)10和粗加工回動(dòng)碾機(jī)7之前再在第二除垢機(jī)6中進(jìn)行金屬板的除垢。最除，在無(wú)纏繞情形下在粗加工回動(dòng)碾機(jī)7中碾壓金屬板，直至金屬板的厚度最減至25-30mm。在纏繞爐8和第二纏繞爐9內(nèi)進(jìn)行纏繞碾壓過程進(jìn)至目標(biāo)金屬帶的厚度減至1.5-4mm。
從粗加工回動(dòng)碾機(jī)7中取出這種具有中間厚度的金屬帶，再向下通過第二隧道爐11。在此，具有中間厚度的金屬帶被再熱到850-1000℃范圍之內(nèi)。
在退出第二隧道爐11之后，通過第二剪切機(jī)12將具有中間厚度的金屬帶的頭端切斷，將金屬帶進(jìn)入薄帶碾機(jī)13中。完成第一遍之前，金屬帶的末端也被剪切機(jī)12切端。完成第一遍之后，將金屬帶的末端纏繞在第一纏繞機(jī)14的伸出軸上。在第一纏繞機(jī)14和第二纏繞機(jī)15上進(jìn)行纏繞碾壓。為了避免與再進(jìn)料金屬帶相關(guān)的問題，其末端可在第一纏繞機(jī)14和第二纏繞機(jī)15的軸上保持三層纏繞。通過在在850-1000℃溫度范圍內(nèi)在第二隧道爐11中再加熱金屬帶，在薄帶碾機(jī)13中的第二至最后幾遍可在650-800℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。通過在所需溫度下在薄帶碾機(jī)13中進(jìn)行最后幾遍處理時(shí)，即可得到所需的冶金性能如顆粒尺寸。這種減薄碾機(jī)13上裝有被典型地用于已有的冷減薄碾機(jī)的比典型地用于熱帶碾機(jī)的裝置要優(yōu)越得多的控制裝置。
表1是將AISI 304不銹鋼從70mm厚的厚板碾壓成帶的所建議的碾壓表。首先，在一種Steckel碾機(jī)(一種適合于本發(fā)明中的粗加工回動(dòng)碾機(jī))中在不用纏繞機(jī)的情況下將金屬板進(jìn)行兩遍碾壓，將金屬板的厚度減至25.4mm。兩遍之后，再進(jìn)行纏繞碾壓，直至金屬帶的厚度達(dá)到1.8mm。然后在位于粗加工回動(dòng)碾機(jī)下流的薄帶碾機(jī)(如Steckel碾機(jī))中碾壓薄帶，直至其厚度到0.5mm。
在將金屬帶從粗加工回動(dòng)碾機(jī)送入薄帶碾機(jī)的過程中，可能會(huì)需要將金屬帶停住。為了避免在這些停止過程標(biāo)記粗加工回動(dòng)碾機(jī)的碾滾，在粗加工回動(dòng)碾機(jī)的最后減薄遍時(shí)，減薄量降到最小值以使在這一關(guān)鍵的步驟中將該粗加工回動(dòng)碾機(jī)作為一個(gè)緊要碾滾。圖2顯示了對(duì)應(yīng)于表1遍數(shù)的碾壓分離力的柱狀圖。
表1 304級(jí)不銹鋼的碾壓表
圖4-6指出了在粗加工回動(dòng)碾機(jī)中和在薄帶碾機(jī)中的碾壓金屬帶過程中的溫度。這些數(shù)據(jù)表明了在粗加工回動(dòng)碾機(jī)中和在薄帶碾機(jī)中的溫度和溫度控制的重要性。例如，圖4是在在粗加工回動(dòng)碾機(jī)中和在薄帶碾機(jī)中對(duì)于不銹鋼304(AISI 304一種奧氏體不銹鋼)的條帶中間溫度與退出厚度的關(guān)系圖。圖4-6中的帶中間溫度是在金屬帶長(zhǎng)度的中點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的。所采用的鋼材的寬度為1000mm，強(qiáng)度為1000PIW(每英寸寬度的磅值)。
從圖4中可明顯看出，對(duì)于AISI 304來(lái)說，是在950-1200℃之間進(jìn)行粗加工回動(dòng)碾壓，在650-830℃之間進(jìn)行精加工回動(dòng)碾壓。由于在薄帶碾機(jī)中進(jìn)行碾壓之前在再熱爐中對(duì)鋼材料進(jìn)行了再熱處理，因此對(duì)于進(jìn)行精加工回動(dòng)碾壓，650和830℃之間的溫度選取是可能的。由此，即可得到具有所需尺寸及冶金性能的成品。
圖5是是在在粗加工碾機(jī)(如Steckel碾機(jī))中和在薄帶碾機(jī)中對(duì)于不銹鋼430(AISI 430一種鐵素體不銹鋼)的條帶中間溫度與退出厚度的關(guān)系圖。其帶中間溫度與圖4中描述的相同。所采用的鋼材的寬度為1000mm，強(qiáng)度為1000PIW(每英寸寬度的磅值)。這種鐵素體不銹鋼的碾壓溫度范圍高于AISI 304的范圍。
如圖所示，對(duì)于AISI 430來(lái)說，是在960-1200℃之間進(jìn)行粗加工回動(dòng)碾壓，在700-920℃之間進(jìn)行精加工回動(dòng)碾壓。通過在粗加工回動(dòng)碾機(jī)中進(jìn)行九遍碾壓，將金屬板從70mm厚壓至2.00mm厚。再通過在精加工回動(dòng)碾機(jī)中對(duì)所得到的2.00mm厚的金屬帶進(jìn)行七遍碾壓，從而使金屬帶的厚度減至0.70mm。由于在薄帶碾機(jī)中進(jìn)行碾壓之前在再熱爐中對(duì)鋼材料進(jìn)行了再熱處理，因此對(duì)于進(jìn)行精加工回動(dòng)碾壓，700和920℃之間的溫度選取是可能的。由此，即可得到具有所需尺寸及冶金性能的成品。
類似地，對(duì)于圖6中所示的不銹鋼409(AISI 409一種鐵素體不銹鋼)，其在粗加工回動(dòng)碾機(jī)和在薄帶碾機(jī)中的碾壓溫度高于奧氏體不銹鋼304的溫度。其原因在于與奧氏體不銹鋼相比，鐵素體不銹鋼具有不同的性能。
圖7是在在粗加工碾機(jī)中和在薄帶碾機(jī)中對(duì)于所碾壓的鐵碳鋼的條帶中間溫度與退出厚度的關(guān)系圖。其帶中間溫度與圖4中描述的相同。所采用的鋼材的寬度為1000mm，強(qiáng)度為1000PIW(每英寸寬度的磅值)。這種鐵碳鋼的碾壓溫度范圍對(duì)于粗加工碾機(jī)是在1200-1000℃之間，對(duì)于精加工碾機(jī)是在1000-650℃之間。
本發(fā)明的這種方法和裝置或有效地生產(chǎn)厚度在0.4-1.2mm的薄金屬帶。
在此已對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例作為描述，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的專家來(lái)說，對(duì)本實(shí)施例所作不同變化和修改將非常明顯。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求頂，對(duì)于本發(fā)明所作的任何變化和修改均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于生產(chǎn)薄金屬帶的熱碾壓過程，該過程包括加熱具有初始厚度的金屬板至一個(gè)合適的第一溫度以在粗加工回動(dòng)碾機(jī)中進(jìn)行碾壓；在至少一個(gè)具有一個(gè)第一直徑的加工滾的粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中碾壓上述具有所述初始厚度的加熱過的金屬板以產(chǎn)生一個(gè)中間厚度；再加熱上述具有所述中間厚度的所述金屬板至一個(gè)合適的第二溫度以在精加工回動(dòng)碾機(jī)中進(jìn)行碾壓，所述第二溫度低于所述第一溫度；以及在至少一個(gè)具有一個(gè)第二直徑的加工滾的精加工回動(dòng)碾機(jī)架中碾壓具有所述中間厚度的金屬板以產(chǎn)生一個(gè)約0.4-1.2mm的最終厚度；其中所述第二直徑小于在至少一個(gè)粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中的所述加工滾的所述第一直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述的第一和第二溫度是適合于在上述至少一個(gè)粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中和在上述至少一個(gè)精加工回動(dòng)碾機(jī)架中加工下述金屬之一鐵碳鋼、含鐵不銹鋼、以及奧氏體不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述第一溫度在1000-1250℃之間
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于上述第二溫度在850-1000℃之間
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述金屬帶的中間厚度約在1.5-4mm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述第一加工滾的所述直徑在600-800mm之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述第二加工滾的所述直徑在300-600mm之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于進(jìn)一步包括通過與所述碾機(jī)架緊臨的纏繞機(jī)進(jìn)行纏繞，在所述至少一個(gè)粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中和在所述至少一個(gè)精加工回動(dòng)碾機(jī)架中碾壓金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于進(jìn)一步包括在加熱到第一溫度之后和在所述至少一個(gè)粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中進(jìn)行碾壓之前，用切邊機(jī)修剪具有初始厚度的所述金屬板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于進(jìn)一步包括在再加熱到第二溫度之后和在所述至少一個(gè)精加工回動(dòng)碾機(jī)架中進(jìn)行碾壓之前，剪切具有中間厚度的所述金屬帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于進(jìn)一步包括在上述至少一個(gè)精加工回動(dòng)碾機(jī)架中進(jìn)行碾壓之前，對(duì)具有初始厚度的所述金屬板進(jìn)行除垢并對(duì)所述具有中間厚度的金屬帶進(jìn)行清潔，
12.一個(gè)用于生產(chǎn)薄金屬帶的熱碾壓工藝，其特征在于該過程包括加熱具有初始厚度的金屬板至一個(gè)合適的第一溫度以在粗加工回動(dòng)碾機(jī)中進(jìn)行碾壓；在至少一個(gè)具有一個(gè)第一直徑的加工滾的粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中碾壓具有所述初始厚度的加熱過的金屬板以產(chǎn)生一個(gè)約在1.5-4.0mm之間的中間厚度；再加熱所述具有中間厚度的金屬板至一個(gè)合適的第二溫度以在精加工回動(dòng)碾機(jī)中進(jìn)行碾壓，所述第二溫度低于所述第一溫度；在一個(gè)金屬帶清潔裝置中清潔具有中間厚度的所述金屬帶；以及在至少一個(gè)具有一個(gè)第二直徑的加工滾的精加工回動(dòng)碾機(jī)架中碾壓具有所述中間厚度的所述金屬帶以產(chǎn)生一個(gè)約0.4-1.2mm的最終厚度；其中第二直徑小于在至少一個(gè)粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中的加工滾的所述第一直徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工藝，其特征在于所述的第一和第二溫度是適合于在所述至少一個(gè)粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中和在所述至少一個(gè)精加工回動(dòng)碾機(jī)架中加工下述金屬之一鐵碳鋼、含鐵不銹鋼、以及奧氏體不銹鋼。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工藝，其特征在于所述第一溫度在1000-1250℃之間
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工藝，其特征在于所述第二溫度在850-1000℃之間
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述第一加工滾的所述直徑在600-800mm范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工藝，其特征在于所述第二加工滾的所述直徑在大約300-600mm之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工藝，其特征在于碾壓產(chǎn)生具有所述1.5-4mm中間厚度的金屬帶需要7-15遍碾壓，碾壓產(chǎn)生具有所述0.4-1.2mm厚度的金屬帶需要5-9遍碾壓。
19.一個(gè)用于生產(chǎn)薄金屬帶的熱碾壓過程，該過程包括加熱具有初始厚度的金屬板至一個(gè)在1000-1250℃范圍內(nèi)的第一溫度；在一個(gè)修邊機(jī)上修剪具有所述初始厚度的金屬板；在至少一個(gè)具有一個(gè)直徑在600-800mm范圍內(nèi)的加工滾的粗加工回動(dòng)碾機(jī)架中碾壓所述具有初始厚度的所述金屬板以產(chǎn)生一個(gè)中間厚度約在1.5-4.0mm之間的金屬帶；再加熱所述具有中間厚度的金屬板至一個(gè)在850-1000℃之間的第二溫度；清潔所述具有中間厚度的金屬帶；剪切所述金屬帶；在至少一個(gè)具有一個(gè)直徑在300-600mm范圍內(nèi)的加工滾的精加工回動(dòng)碾機(jī)架中碾壓所述具有中間厚度的金屬帶；以及在650-800℃溫度范圍進(jìn)行最后兩遍的碾壓過程，碾壓中間厚度的所述金屬帶，得到所需要的冶金性能，所述被生產(chǎn)出的金屬帶的最后的厚度大約為0.4到1.2mm之間。
20.一種用于生產(chǎn)具有最終厚度為0.4-1.2mm的金屬帶的熱碾壓機(jī)，其特征在于包含一個(gè)用于加熱金屬板的第一隧道爐；一個(gè)緊臨所述第一隧道爐之后的用于對(duì)所述加熱過的金屬板進(jìn)行除垢的除垢機(jī)；一個(gè)位于所述除垢機(jī)之后的用于碾壓上述金屬板以產(chǎn)生具有中間厚度金屬帶的具有至少一個(gè)碾機(jī)架的粗加工回動(dòng)碾機(jī)；至少一個(gè)緊臨所述粗加工回動(dòng)碾機(jī)的用于通過在粗加工回動(dòng)碾機(jī)里的所述金屬帶的爐式纏繞機(jī)；一個(gè)位于所述粗加工回動(dòng)碾機(jī)下流的用于再加熱所述具有中間厚度金屬帶的第二隧道爐；以及一個(gè)位于所述第二隧道爐下流的精加工回動(dòng)碾機(jī)，該碾機(jī)至少具有一個(gè)用于接收所述具有中間厚度金屬帶以及碾壓該金屬帶以產(chǎn)生具有0.4-1.2mm最終厚度金屬帶的碾機(jī)架。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的一種用于生產(chǎn)具有最終厚度為0.4-1.2mm的金屬帶的熱碾壓機(jī)，其特征在于包括一個(gè)位于所述第二隧道爐下流和所述精加工回轉(zhuǎn)碾機(jī)上流的清潔裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過熱碾壓過程生產(chǎn)薄金屬帶的方法和裝置。通過本發(fā)明的方法和對(duì)裝置的排列可顯著改善成品。本發(fā)明的裝置是一條具有粗加工回轉(zhuǎn)碾機(jī)架和精加工回轉(zhuǎn)碾機(jī)架的金屬處理線,每個(gè)碾機(jī)架均具有不同尺寸的加工滾。位于每一碾機(jī)架之前的一個(gè)加熱爐。在本發(fā)明中的這種裝置有利于在適合于被碾壓的特定金屬的溫度下生產(chǎn)厚度在0.4—1.2mm范圍的所需的薄金屬帶。
文檔編號(hào)B21B1/22GK1276272SQ0010312
公開日2000年12月13日 申請(qǐng)日期2000年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月19日
發(fā)明者弗拉基米爾·B·金茨堡 申請(qǐng)人:丹尼利聯(lián)合公司－丹尼利公司分公司, 國(guó)際碾壓咨詢公司