專利名稱：冷軋方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬帶材的冷軋方法和裝置，尤其適合于年平均產(chǎn)量例如在300000和1百萬噸之間。
本發(fā)明特別適用于對通過熱軋或薄板連續(xù)鑄造獲得的鋼板或鋼帶去除銹皮和進行軋制。
眾所周知，生產(chǎn)金屬產(chǎn)品首先需要通過如下方式準備原材料鋼錠模鑄或連續(xù)鑄造，通過鍛造和/或熱軋進行熱變形和包括各種步驟的冷變形，這些步驟根據(jù)例如鐵素體鋼或奧氏體鋼等金屬的特性以及所要生產(chǎn)的例如普通鋼、不銹鋼和合金鋼等產(chǎn)品而變化。
通常，熱變形后的產(chǎn)品依次通過去除銹皮來進行去皮處理以及進行冷軋制直到獲得所需厚度，還可能根據(jù)所要加工的鋼板類型進行精整處理，例如退火、鍍鋅或其它表面處理。
冷軋通常以幾個順序軋制道次的方式進行，例如在可逆式軋機的兩個對立的方向，或者在幾個串聯(lián)工作的軋鋼機架上。
到目前為止，各種冷處理都是在不同的裝置內(nèi)以非連續(xù)方式進行的，因此為了能將產(chǎn)品傳送到下個步驟，在每個步驟結(jié)尾最好將產(chǎn)品卷成一個帶卷。因此這些不連續(xù)的方式需要幾個帶卷的開卷和卷取操作，以及中間的儲存階段，這些無疑都會浪費相當(dāng)?shù)某杀静⑶倚枰恍┍匦璧奶幚砉ぞ吆腿藛T。
另外，在可逆式軋制的過程中，在每個帶卷上必須有一段最小長度的帶保持卷曲而不被軋制。這些公差之外的部分不能被出售，因此必須被除去。
為了克服這些缺點，最近幾年對連續(xù)作業(yè)線生產(chǎn)方法進行了發(fā)展，這些方法至少在某些中間步驟中免除了卷取操作。特別是，我們已經(jīng)知道一些能夠在一個單一作業(yè)線上連續(xù)進行冷變形操作的方法。例如，將酸洗和冷軋制結(jié)合起來可以大大減少上述的缺點。
這種聯(lián)合作業(yè)裝置通常包括一個入口段，其包括一個用于連續(xù)對需處理的帶卷進行開卷的裝置；一個將鋼帶浸入化學(xué)酸洗液以便去除銹皮的酸洗段；和一個出口段，其包括用于將軋制后的鋼帶卷取成帶卷的裝置。
為了對鋼帶進行連續(xù)操作，上述入口段包括連接裝置，該裝置在帶卷的運行方向上焊接或用鉤釘固定住第一帶卷的下游末端和下一帶卷的上游末端。這樣，我們就獲得了一個順序通過作業(yè)線的不同區(qū)段的一個連續(xù)帶材。
在通常的操作中，需要保持同一的運行速度，例如400m/min或者更快，直到進入軋機的入口處，隨后運行速度隨著厚度的減少而增加。
然而，由于各種原因，必須分別相對于相鄰區(qū)段的上游和下游明顯地改變一個區(qū)段的速度。
例如在兩個連續(xù)帶卷的末端連接所需的時間內(nèi)，入口段停止工作，但是帶材必須仍然在酸洗段工作，而酸洗段的停止會使金屬的缺陷進一步在酸液中停留過長的時間。
類似地，在某些情況下，例如為了維修操作，需要停止或者至少是減慢軋機的運行。確實，工作輥磨損得非常迅速，必須定期地更換成新軋輥。在需要替換的時間內(nèi)，這些軋輥會從帶材拿開，即使對帶材的加工并未完全停止，為了減少未被軋制的帶材(隨后會被除去)的長度，它的運行至少應(yīng)該減速。
另一方面，在軋制后，為了形成一個帶卷，帶材會再次被卷取，當(dāng)上述帶材達到其最大長度時，該帶材必須被剪切以便允許移走帶卷。為了避免在剪切中完全停止對帶材加工，最好使用所謂的“飛剪”刀(“flying”shears)，該“飛剪”刀包括兩個分別安裝在兩個旋轉(zhuǎn)圓筒上的刀片，但是帶材的速度必須被減慢。
剪切后，帶材必須被卷取到其末端，整個帶卷必須被移走，然后在隨后的帶材上剪切下的末端必須連接到卷取裝置上以便形成一個新的帶卷。
為了做到這一點，可以利用一個轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來使用兩個可交替工作的卷取機，該轉(zhuǎn)換系統(tǒng)能在剪切完后將下一個帶材的上游末端立即引導(dǎo)到第二卷取機以便卷取成新帶卷，而在第一卷取機上帶卷的移走是發(fā)生在隱蔽(hidden)的時間內(nèi)。也可以使用一種所謂轉(zhuǎn)盤式卷取機，它包括兩個可交替工作的卷取軸。
這些布置能減少更換帶卷所需的時間，但是被剪切后的帶材應(yīng)該以足夠低的速度直接運行以便使其末端接合在卡盤上并開始卷取過程。
由此看來，即使理想的布置能減少某些操作階段所需的時間，但由于在這些操作階段中作業(yè)線的不同區(qū)段內(nèi)工作速度必須相互獨立地變化，一所以必須在某些區(qū)段間設(shè)置用于累積帶材的裝置。這樣當(dāng)工作過程停止或向下游方向被減慢時，帶材能被累積在一個區(qū)段的出口處，反過來，當(dāng)工作過程停止或在一個區(qū)段內(nèi)被減慢時，可能繼續(xù)向下游運行先前累積下的一段帶材。
通常，這樣一個聯(lián)合作業(yè)線必須包括至少兩臺分別放置在處理段的入口和出口處的累積裝置。這樣，在到達帶卷末端之前，一定長度的帶材能累積起來，并在與隨后帶卷的末端結(jié)合所需的時間內(nèi)在處理段中持續(xù)運行。相似地，如果軋機例如為了更換軋輥已經(jīng)被停止，帶材應(yīng)當(dāng)在酸洗槽內(nèi)繼續(xù)工作，同時在處理段的出口處累積經(jīng)酸洗后的帶材。
顯而易見，其它裝置也是必需的，例如在不同區(qū)段內(nèi)調(diào)節(jié)牽引負載的張緊裝置以及剪邊裝置。
很明顯所有這些元件是很昂貴的，并且需要很高的能量消耗和維修成本。
事實上，為確保必需的高運行速度，裝置的不同部件的控制發(fā)動機必須是大功率的。
另外，在使用后，為了補償隨后的速度變化，處理段入口的累積器必須是空閑的。
還有，為了減少傳輸時間，這些操作必須很快地進行，因此需要能夠提供所需加速度的發(fā)動機。
此外，為了使軋機的工作效率最大化，所述軋機必須適合于某些類型的產(chǎn)品，而且需要相應(yīng)地設(shè)置作業(yè)線的其它區(qū)段，特別是酸洗段和精整段。
因此，盡管這一裝置相當(dāng)昂貴，它們的操作條件卻非常嚴格，以便確保獲得所需的質(zhì)量和有利的產(chǎn)量。
因為投資成本、能量消耗和維修成本的原因，這一聯(lián)合裝置目前僅能應(yīng)用在高產(chǎn)量的情況下，如果不是更多的話，例如在每年1百萬到2百萬噸之間，這種生產(chǎn)能力很明顯僅能合理地用來生產(chǎn)某些產(chǎn)品。而在另外一些情況下，使用傳統(tǒng)裝置似乎更經(jīng)濟，因為傳統(tǒng)裝置是獨立和非連續(xù)地進行操作的。特別是，就平均產(chǎn)量而言，冷軋通常是在可逆式軋機中，連續(xù)地在一個方向和另一方向上軋制來進行的。
然而，因為不可能獲得在聯(lián)合作業(yè)線條件下的相同效果，例如消除中間儲存、減少所需人員、減少覆蓋的表面或者減少公差之外的帶材長度，所以這種非連續(xù)式裝置僅在如下些情況下是有利的生產(chǎn)例如300,000到400,000噸的不銹鋼特定產(chǎn)品，或是使用在生產(chǎn)不同質(zhì)量而且數(shù)量有限的板材的小工廠里。
然而，目前還沒有適合于年平均產(chǎn)量例如在300000和1百萬噸之間、能很經(jīng)濟地生產(chǎn)各種板材金屬的裝置。
為解決這一問題，本發(fā)明涉及一種用于在一聯(lián)合作業(yè)線上生產(chǎn)金屬帶材的新方法，該作業(yè)線能大大減少投資和操作成本并能有利地使用在年平均產(chǎn)量在300,000和1百萬噸之間的情況下。
因此本發(fā)明應(yīng)用在一聯(lián)合作業(yè)裝置上，該裝置通常包括一個處理帶材的入口段，一個冷軋段和一個出口段。
根據(jù)本發(fā)明，對處理液的成分進行合適的選取以便使金屬帶材在以大約每分鐘幾米的最小運行速度運行時，在處理段內(nèi)的停留期間內(nèi)不會受到侵蝕；而軋制條件的選取以使帶材在小到每分鐘一米的最小軋制速度下能夠保持住其所需的質(zhì)量。
這樣，處理段和軋制段中各自的運行速度在整個操作過程中大致保持近似，并可能很大程度地減少累積器(accumulators)的容量，因此減少了投資和操作成本。
事實上，如前所述，一直使用到現(xiàn)在的聯(lián)合作業(yè)線具有很大的生產(chǎn)能力，例如超過每月150,000噸的生產(chǎn)能力，因此是在很高的速度下工作的。
此外，軋機必須能實現(xiàn)明顯的厚度減薄率，而且常常包括四或五個串聯(lián)操作的機架。這就在作業(yè)線上產(chǎn)生了明顯的運行速度的變化。
例如，帶材在軋制段的出口處的平均運行速度可以在500到1500m/min的范圍內(nèi)，而在酸洗段的平均運行速度必須較低，例如在100到400m/min之間。
因此，在傳統(tǒng)的聯(lián)合作業(yè)線中，為補償不同區(qū)段間所需的速度變動，累積器必須具有很大的容量，大約為400m到600m，這樣就構(gòu)成了極端笨重和復(fù)雜的裝置，該裝置在一系列固定的彎直輥和一系列可動軋輥之間包括具有幾個運行等級的帶材，上述可動軋輥可以縱向移動以便改變不同級別的長度。
通常，具有平均寬度和厚度的裝置的生產(chǎn)能力，與運行速度成正比，當(dāng)帶材在作業(yè)線入口和出口處所需的停滯時間相同時，給予累積器的容量或多或少與所生產(chǎn)的噸數(shù)成正比。因此，對于每年生產(chǎn)400,000噸，即目前聯(lián)合作業(yè)線產(chǎn)量的約20％的裝置而言，累積器的容量通常地應(yīng)當(dāng)以相同比例減少，結(jié)果為80m到120m的尺寸。這種累積器仍然很笨重和昂貴，特別為這目的，目前還不太可能制造一種能有利于年產(chǎn)量小于1百萬噸的聯(lián)合作業(yè)線。
為了解決這一問題，本發(fā)明從已知操作條件出發(fā)，同時在另一方面選擇以進行操作，以便在保持住帶材所需質(zhì)量的同時，可能使用簡單和便宜的裝置來有效地降低投資、操作和維修成本，以便這樣的聯(lián)合作業(yè)線即使對于平均產(chǎn)量而言也是有利的。
為了以一特別有利的方式達到此目的，在所有的操作階段中，即分別在入口段、處理段、軋制段和出口段各自的相對運行速度都被調(diào)整，以便使在一個操作階段中兩個連續(xù)區(qū)段間的速度差能與在最快區(qū)段內(nèi)的一段不超過幾十米長度的附加帶材的運行速度相配。
這樣，在傳統(tǒng)聯(lián)合作業(yè)線中，帶材累積器是很大的、操作復(fù)雜的裝置，而本發(fā)明使用的累積器具有減小的容量，例如是幾十米的，且僅需要很簡單的操作。
另一方面，在如下詳細描述的實施例中可以看出，裝置的其它部件在保證所生產(chǎn)帶材的質(zhì)量的同時，也能被簡化。
特別是，運行速度可以大幅度減小，甚至在軋制段，因此可以在上述軋制段的出口處使用固定類型的剪切機以便以不超過每分鐘一米的速度來剪切帶材，以及包括一個卷取裝置的卷取機。
另外，由于即使在低的速度下也有可能保證帶材的質(zhì)量，因此不必要將累積器的裝填時間減少到最小。結(jié)果，入口段和軋制段各自的最大運行速度不必超過處理段最大運行速度10％。在這種情況下，加速度也可以減小。這樣就能使用更小因而是更便宜的發(fā)動機。
結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)合作業(yè)線與傳統(tǒng)結(jié)合作業(yè)線相比，大大減小了投資和維修成本，并具有了很高的生產(chǎn)量。在另一方面，由于軋制能被拖延直至達到很低的速度，因此生產(chǎn)率是可以接受的。那么就可能經(jīng)濟地生產(chǎn)冷軋帶卷并達到平均年產(chǎn)量在300,000和1百萬噸之間。
由于聯(lián)合作業(yè)線帶來的優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的裝置在生產(chǎn)普通質(zhì)量的鋼板或鋼帶(例如低合金鋼)時也是有利的，因此將會有相當(dāng)寬的產(chǎn)量范圍，但到目前為止，聯(lián)合作業(yè)線僅僅應(yīng)用于以高產(chǎn)量能力生產(chǎn)某些質(zhì)量的產(chǎn)品上。
另一方面已經(jīng)知道，根據(jù)本發(fā)明的上述裝置的生產(chǎn)能力或多或少與連續(xù)作業(yè)線或退火作業(yè)線的生產(chǎn)力有關(guān)。因此，可能將根據(jù)本發(fā)明的裝置與放置在軋制段下游位置的其它裝置結(jié)合起來，這些下游位置的裝置能根據(jù)帶材所需的質(zhì)量使帶材接受各種精整處理。確實，根據(jù)本發(fā)明的具有平均生產(chǎn)能力的聯(lián)合作業(yè)線的操作顯示出足夠的靈活性，例如使作業(yè)線與退火裝置結(jié)合起來，以及使鍍鋅作業(yè)線結(jié)合到同一作業(yè)線上。
本發(fā)明的其它有利特點由其它從屬權(quán)利要求所覆蓋。通過隨后的以例證的方式對聯(lián)合作業(yè)線的詳細描述，并結(jié)合附圖將更好的理解本發(fā)明。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個聯(lián)合作業(yè)裝置的一個裝配圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個裝置的生產(chǎn)能力，該裝置的機架安裝有320mm直徑的工作輥；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個裝置的生產(chǎn)能力，該裝置的機架安裝有140mm直徑的工作輥；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個裝置以及幾個用來進行精整處理的裝置的聯(lián)合裝配圖。
圖1概略地示出根據(jù)本發(fā)明的一個聯(lián)合作業(yè)裝置，該裝置在沿金屬帶材的縱向運行方向上依次包括金屬帶材的一個入口段1、處理段2、冷軋段3和出口段4。
通常，帶材M的入口和準備段1包括一個帶材開卷機10，一個拉直并展平帶材的裝置11，一個切頭剪12和一個焊接機13。事實上，一旦一個帶卷被完全開卷，一個新的帶卷應(yīng)當(dāng)被放置在開卷機10上，這個新帶卷的頭部與前一個帶卷的尾部相連，以便確保在整個作業(yè)線上的連續(xù)處理。為使兩個帶卷相連，其各自的末端首先被切頭剪12剪頭以便形成兩個平行邊從而被焊接機13焊接在一起。該焊接也能通過其它合適的裝置進行。切頭剪12和焊接機13也可以組裝成一個機器。
帶材隨后通過一個處理段2，該處理段通常包括幾個酸洗槽21、22、23，酸洗槽的數(shù)目和長度與所需的每小時噸數(shù)和上述的運行速度有關(guān)。在每個酸洗槽內(nèi)，帶材被浸入例如鹽酸的化學(xué)酸洗液，在考慮到帶材停留在酸液中的時間的基礎(chǔ)上選取酸洗液的成分以便確保完全除去銹皮，而帶材的停留時間取決于運行的速度。為了促進酸的作用，例如可以利用噴砂清理將該過程分成幾部分。
酸洗段在其末端以公知的方式設(shè)有一個剪邊裝置26，用于在該生產(chǎn)線上將產(chǎn)品剪切成所需的寬度。該剪邊裝置的上游設(shè)有一個帶材引導(dǎo)裝置25，可以很好地將帶材對準中心并在金屬損失量最小的情況下調(diào)整帶材的寬度。
冷軋段3包括一個軋機30，在該軋機前方放置有一個牽引裝置31以便使帶材在軋制過程承受一控制的牽引負載。軋機30通常包括幾個串聯(lián)操作的軋鋼機架33、34，但是應(yīng)當(dāng)知道在本發(fā)明中，軋機可以僅包括兩個機架33、34。在軋機30的入口處設(shè)有一帶材引導(dǎo)裝置32能使帶材很好地將對準中心并在工作輥之間準確地運行。
軋制后的帶材最后通過一出口段4，該出口段包括一卷取機42，在該卷取裝置前方放置有一個彎直輥41。該卷取機42包括一個心軸，該心軸可被驅(qū)動著繞其軸心旋轉(zhuǎn)，將被卷取的帶材的末端接合在該心軸上。
當(dāng)卷取在出口段的帶卷達到一預(yù)定重量時，帶材必須被剪切，同時必須將整個帶卷移走以便開始卷取另一新帶卷。為此，在彎直輥41上游的帶材路徑上設(shè)有切頭剪43，卷取機42連接到圖中未示出的一個裝置上，以便移走整個帶卷，并連接到另一些裝置上，以便使下一個帶卷的末端接合在卷取機的心軸上。
如前所述，為使兩個連續(xù)帶卷的末端在焊接機13內(nèi)結(jié)合起來，兩個需要焊接的帶材應(yīng)當(dāng)在入口段1內(nèi)停止運行，但是通常情況下帶材必須在處理段2內(nèi)持續(xù)運行以便帶材在酸洗液內(nèi)的停留時間不會太長。為達到此目的，需要在處理段2的入口處放置一帶材累積器6，該累積器預(yù)先安裝有一定長度的帶材并能使該帶材在一段時間內(nèi)持續(xù)運動通過酸洗槽21、22，該段時間即是在入口段1內(nèi)焊接兩帶卷末端所需的時間。
相似地，軋制過程至少在更換機架33、34內(nèi)的軋輥所需的時間內(nèi)停止工作，但帶材應(yīng)當(dāng)仍然在酸洗槽21、22內(nèi)運行以便避免酸液帶來的過多侵蝕。使帶材的運行在隨后會被分開的工作輥之間延伸是可能的，但這會產(chǎn)生在公差之外的一定長度帶材，該公差之外的帶材必須被除去，由此會增加裝置的產(chǎn)出比。因此，一第二帶材累積器7應(yīng)當(dāng)設(shè)置在處理段2的出口處之后，以便來停止或減慢帶材在軋制段3內(nèi)向后的運行，從而允許帶材進一步在處理段2內(nèi)運行，同時留出一段長度以上述方式進行侵蝕的帶材，然后被軋制到所需厚度。
明顯地，根據(jù)需要可以在帶材的路徑上放置其他部件。例如，為了在作業(yè)線的不同區(qū)段上保持必需的牽引載荷，所述作業(yè)線包括幾個張緊輥裝置，分別為在第一帶材累積器6入口處的14，在酸洗段2出口處的24，在軋制段3入口處的31。在第一酸洗槽21的入口處設(shè)置有一個引導(dǎo)裝置15，以便補償帶材的幾何缺陷同時將所述帶材保持在酸洗槽21,22,23全長上方的運行軸上。
另一方面，通常酸洗段2的末端是剪邊裝置26用于調(diào)整生產(chǎn)線上的產(chǎn)品所需的寬度。一帶材引導(dǎo)裝置25安裝在該剪邊裝置的上游以便很好地將帶材對準中心并在金屬損失最小的情況下調(diào)整帶材的寬度。
張緊裝置31設(shè)置在軋制段3的入口處，以便將相對較低的第二帶材累積器7的牽引力等級獨立于軋制段相對較高的牽引力等級，該軋制段在軋機30入口處的牽引力等級必須足夠高到允許第一機架達到所需的減薄率。一個帶材引導(dǎo)裝置32也設(shè)置在軋機30的入口處以便確保帶材能運行到卷取段4。
因此，本發(fā)明的裝置在不同區(qū)段包括那些能在傳統(tǒng)結(jié)合作業(yè)線上看到的裝置，但現(xiàn)在能夠看出，本發(fā)明的操作旨在簡化整個裝置。
為達到此目的，首先已經(jīng)觀測到酸洗裝置的操作條件已經(jīng)得到了解決。確實，現(xiàn)在已經(jīng)可能使用對酸洗槽內(nèi)的酸液產(chǎn)生抑制作用的附加產(chǎn)品，以便使酸液只能侵蝕銹皮而不會傷害帶材本身。這種產(chǎn)品最近已經(jīng)得到發(fā)展，在一些緊急情況下能相當(dāng)?shù)匮娱L帶材在酸洗槽中的停滯時間，例如有如果軋輥發(fā)生故障，需要停止該軋輥的時間超過了放置在處理段出口處的累積器的能力。在這種情況下，事先必須排走酸洗液以便防止金屬被侵蝕，因此浪費了許多時間并使產(chǎn)量下降，更不用提污染的危險了。為避免排走酸洗液，現(xiàn)在可以將一緩蝕劑預(yù)先添加到上述槽內(nèi)，該緩蝕劑能保證帶材在酸液內(nèi)停留一定的時間而不受到損失金屬的危險。
然而，無論如何，這種緩蝕劑只能使用在緊急情況下。
相反，本發(fā)明在正常的操作條件下，也使用了被添加到處理槽內(nèi)的抑制產(chǎn)品，以便在每個卷取階段中，當(dāng)帶材朝著處理段上游或下游必須被停止或減速時，都能使每個處理階段的運行速度減小到每分鐘幾十米，而最小速度甚至可以為每分鐘1到2米。抑制產(chǎn)品在處理槽內(nèi)的出現(xiàn)使帶材在酸洗槽內(nèi)停留很長的時間也不會受到任何金屬損失的危險，而僅僅侵蝕掉銹皮。
這樣，在兩個帶材處于連接到焊接機13的連接階段時，當(dāng)帶材在入口段內(nèi)被停止時，不再需要將相當(dāng)長度的帶材累積到第一累積器6上以便在處理段2內(nèi)持續(xù)運行。相反，由于緩蝕劑，有可能減小在酸洗槽中的運行速度，例如減小到5m/min。如果焊接時間例如是2min，一個約為10m帶材的累積容量就已足夠。相似地，如果根據(jù)本發(fā)明，在酸洗槽中的運行速度被減小到1到2m/min，那么一個放置在處理段2下游方向上的、累積容量為10m的累積器7能使軋輥停止5到10min，以便例如從卷取機42取走帶卷。
但是，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，軋輥30的運行速度也能被減小。
確實已經(jīng)知道為了提高軋制板材的質(zhì)量，最近已經(jīng)對軋輥的設(shè)計提出了各種的改進，這些改進能夠在很低軋制速度的情況下，維持帶材的質(zhì)量。
確實，例如四輥式的軋制機架能裝配有一些裝置，這些裝置通過使工作輥成拱形和/或使用具有旋轉(zhuǎn)外殼以及變形受控制的支承軋輥，來控制表面平整度，上述種變形受控制的支承軋輥可以由申請人公司處獲得，在市場上的商標為“DSR”。
我們也知道所謂的“Z-HIGH”六輥式軋機，在軋機中的側(cè)面支承使得能使用非常小直徑的工作輥。
由于客戶需要的質(zhì)量要求不斷增長，越來越多的現(xiàn)代軋機裝配有這種控制表面平整度的裝置，已經(jīng)可以獲知使用這些裝置以及使軋輥尺寸適合于被軋制的產(chǎn)品的特征能夠減小軋制速度，并且同時保持產(chǎn)品的質(zhì)量。然而，對于非常低的軋制速度，對平均的減薄率軋機負荷增加，但這一影響能夠以一更小直徑的工作輥來補償。此外，明智地選擇潤滑劑既能夠提供充分的潤滑又同時避免打滑，因為小直徑的軋輥很害怕打滑。
這樣，看來需要在切割過程中保持一個約為100m/min最小運行速度，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中是可能將運行速度減小到每分鐘幾米，而不會損失帶材的質(zhì)量以及厚度容差。
為達到此目的，工作輥具有適于生產(chǎn)類型的直徑，而軋機30裝配有用于改變和更換軋輥的裝置。
在實踐中，可以根據(jù)所要軋制產(chǎn)品的特點，在上述裝置中使用具有兩個尺寸范圍的工作輥一個在約350mm直徑的范圍，用來生產(chǎn)具有低彈性極限的鋼制板，其最小厚度可以為0.5mm。
一個在約150mm直徑的范圍，用來生產(chǎn)具有較高彈性極限的鋼制板，其最小厚度下降到約0.35mm。
由于這些設(shè)置，將可能在非常低速度的范圍內(nèi)保證帶材的質(zhì)量，而不會增加“公差之外”的產(chǎn)品長度。
這樣，在本發(fā)明的方法中，可以在所有的操作階段中，在作業(yè)線的不同區(qū)段之間維持一個小的運行速度的變動。
在入口段1停滯以便進行焊接的時間內(nèi)，不僅在酸洗段2，而且在軋制段3內(nèi)的運行速度都能被減小到每分鐘幾米，而不會停止軋制過程。
相似地，在軋機30停止工作以便剪切帶卷末端并且移走上述帶卷的時間內(nèi)，帶材在處理段內(nèi)的運行能被停止或者至少減小到非常低的速度。
因此，在各個操作階段具有約為幾十米的小容量的累積器就已足夠。這種累積器能夠很經(jīng)濟地獲得并且毫不笨重。例如，如圖1所示，累積器6和7可以為具有垂直可動的彎直輥的兩帶式垂直型累積器。
這一累積器7也能使帶材在酸洗段2內(nèi)停滯幾分鐘，例如來調(diào)整剪邊裝置26，同時繼續(xù)進行高速度的軋制。
另外，在傳統(tǒng)聯(lián)合作業(yè)線中，各種裝置的控制發(fā)動機必須是大功率的以便實現(xiàn)具有高加速度的非常明顯的速度變動，從而能盡快通過傳輸階段。確實，應(yīng)當(dāng)盡量避免損失帶材的某些質(zhì)量參數(shù)，位于容差之外的帶材的長度應(yīng)當(dāng)最小化。
相反，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，不同區(qū)段能在每分鐘0到100米的速度范圍內(nèi)連續(xù)工作，這些速度在不同區(qū)段和不同的操作階段內(nèi)保持不變。結(jié)果，在一個減速階段之后，不需要很快地返回到正常運行速度，因為所有區(qū)段的速度能以平均加速度逐漸地增加。因此能使用功率小于傳統(tǒng)裝置功率的發(fā)動機，這樣投資成本和能量消耗能大大地減小。
例如，在傳統(tǒng)裝置中，在入口段停止工作以便連接兩個帶卷的時間內(nèi)，入口運行速度通常會增加到在酸洗段內(nèi)速度的兩或三倍，以便很快地裝滿上述第一累積器。而相反，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，因為在停滯過程中酸洗段和軋制段的運行速度僅為每分鐘幾米，所以軋機能在所有階段內(nèi)逐漸地返回到正常運行速度。為了能裝滿具有小容量的累積器，使入口段的運行速度不超過酸洗段2內(nèi)速度10％就可以。
這樣，對于例如50m/min的酸洗速度，增加10％后的速度即55m/min將在約兩分鐘內(nèi)裝滿累積器6，該段時間與帶卷的開卷時間相匹配，對50m/min的處理速度以及具有約500m的卷取長度的帶卷而言，該開卷時間約為10分鐘。
根據(jù)本發(fā)明，由于能將軋制過程保持在例如約1m/min的很低速度(但不至于達到零速度)，因此便能利用“固定”型剪切機在軋機30的出口處在帶材緩慢運行的同時來切割帶材。這種剪切機在高產(chǎn)量的作業(yè)線上顯然比通常使用的“飛剪”刀要更便宜，以便剪切帶材而不會停止軋制過程。
相反，在減速運行過程中進行切割的可能性使得軋機無須任何停滯，而軋機停止工作可能會給軋制的產(chǎn)品留下痕跡；同時上述可能性也使將帶卷卷取到其末端的工作無須任何停滯，這樣隨后在由切割形成的新帶材的頂部到達卷取機42上的結(jié)合裝置以便形成一新帶卷之前，該帶卷就會被移走。這種使用單個卷取機的可能性與傳統(tǒng)聯(lián)合作業(yè)線相比，構(gòu)成一個非常重要的經(jīng)濟性，傳統(tǒng)聯(lián)合作業(yè)線中使用兩個具有轉(zhuǎn)換裝置的卷取機或一個具有開卷機的卷取機，但是這樣會很昂貴。
很顯然，因為軋制速度的減小和控制發(fā)動機的功率也減小，所以本發(fā)明的聯(lián)合作業(yè)線并未實現(xiàn)與高功率作業(yè)線相同的厚度減薄，在該高功率作業(yè)線中使用具有四或五個串聯(lián)機架的軋機，其最低速度能達到500m/min。但是準確地講，某些與平均生產(chǎn)能力相對應(yīng)的產(chǎn)品，僅需要達到50到75％的厚度減薄，該厚度減薄如果在使用具有合適直徑的工作輥的情況下，可以通過兩次軋制道次得以實現(xiàn)。
結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)合生產(chǎn)線能夠通過使用一通常僅包括兩個機架33、34的軋機30而進一步被簡化。
因此，本發(fā)明使聯(lián)合生產(chǎn)線在其所有區(qū)段內(nèi)的實際投資和操作成本得到減少，這樣一個裝置對于平均生產(chǎn)能力而言是有利的。
這種簡化作業(yè)線的生產(chǎn)可能性仍然不同于目前已知的聯(lián)合作業(yè)線，但它們已經(jīng)足以使本發(fā)明裝置有利可圖。
特別是，由于最新技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有許多改進過的熱軋設(shè)備或薄板連鑄裝置，它們都能生產(chǎn)例如具有1.5mm厚度的熱帶材。對于特別薄的產(chǎn)品，一個例如50到60％的平均減薄率能在兩次軋制道次中實現(xiàn)，該平均減薄率能將所生產(chǎn)的產(chǎn)品例如減薄到0.5mm的最小厚度。
為了進行例證，圖2和圖3詳細說明了根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)合生產(chǎn)線的生產(chǎn)范圍，該聯(lián)合生產(chǎn)線包括兩個軋機，兩個軋機能安裝有兩種工作輥。
每個圖的縱坐標表示在裝置出口處能獲得的厚度，橫坐標表示各種帶材的寬度。
為生產(chǎn)出具有小彈性極限并達到0.5-0.6mm的最小厚度的軋鋼，軋機30裝配有一個直徑約為320mm的工作輥。在圖2中，當(dāng)設(shè)想要獲得的產(chǎn)品厚度為1.5mm左右并由一傳統(tǒng)熱軋設(shè)備或薄板連鑄裝置所加工，陰影線區(qū)域表示這種裝置在每個厚度和每個產(chǎn)品寬度上的生產(chǎn)范圍。50到64％的減薄率，使得能夠生產(chǎn)所有在0.5到1.5mm之間的厚度，帶材的寬度達到約1100mm。然而，因為發(fā)動機的動力已經(jīng)在圖2的例子中進行了限定，厚度范圍在寬度超過1100mm時會更窄，同時出口厚度范圍在最大寬度為1500mm時在0.7和1.1mm之間。
對于最小厚度而言，較低的連續(xù)線對應(yīng)于使用噴丸加工過的工作輥，該軋輥會相當(dāng)快地磨損。
利用光面軋輥，至少在寬度小于1200mm時，能夠達到一個68％的減薄率，如下面虛線所示。
為生產(chǎn)出具有較高彈性極限或者盡可能低到0.35mm的較低厚度的軋鋼，最好使用直徑約為140mm的工作輥。圖3示出利用這種裝置生產(chǎn)最小厚度為1.5mm的產(chǎn)品的可能生產(chǎn)范圍。
能夠看出生產(chǎn)范圍仍然相當(dāng)寬，在寬度直到大約為1100mm時都可能實現(xiàn)56到73％的厚度減薄率的。利用光面軋輥，能夠達到一個77％的厚度減薄率。
很明顯，我們以上描述了一據(jù)本發(fā)明的裝置，其目的僅為了舉例，在不偏離由權(quán)利要求所述的本發(fā)明的保護范圍的情況下本發(fā)明可以有各種變型。
例如，可以使用任何類型的處理或軋制裝置，只要它們能在低運行速度并在低投資成本的情況下獲得所需的質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)知道，因為軋機包括不超過三個的機架，所述機架可以安裝有平整度監(jiān)測裝置，例如控制變形的支承軋輥，或者也可以安裝有Z-HIGH(Z峰)型的軋輥。這種裝置利用聯(lián)合作業(yè)線帶來的好處，對于一個平均產(chǎn)量而言是有利可圖的。
因此，通過增加一個能提高酸洗能力的破氧裝置16或在軋制段內(nèi)增加一個第三機架36，來提高已述的本發(fā)明裝置的生產(chǎn)量。我們也能將該裝置的年產(chǎn)量提高約50％，將生產(chǎn)能力從每年400,000噸提高到每年600,000噸，同時保持住這種作業(yè)線在投資和操作成本方面的優(yōu)點。
另一方面，在將帶材卷取成帶卷前，能利用一個或多個附加區(qū)段以一種特別有利的方式來完成本發(fā)明的聯(lián)合作業(yè)線，該附加區(qū)段能根據(jù)所需的質(zhì)量實現(xiàn)精整處理。
確實已經(jīng)觀測到，上述本發(fā)明裝置的平均產(chǎn)量從300,000到700,000噸，并可以很靈活的方式進行改變，在不同區(qū)段內(nèi)的運行速度都與作業(yè)線和/或連續(xù)退火作業(yè)線的操作條件特別相稱。
圖4為這一改進型裝置的概略圖，該裝置同前所述包括一入口段1，處理段2，軋制段3，以及在沿后者的下游方向上安裝的精整裝置，例如一個脫脂段5、一個可能連接在退火爐上的作業(yè)段6、一個去皮的機架7、回火軋制裝置8和一個卷取機44。上述組合放置在剪切裝置43的下游方向上，并與第一卷取機42平行。
作業(yè)段6可以實現(xiàn)例如傳統(tǒng)淬火鍍鋅裝置、電鍍裝置或其他作業(yè)。也可以簡單地使用一連續(xù)退火爐以便用于生產(chǎn)退火后和回火軋制后或去皮后的金屬光板。
由于本發(fā)明聯(lián)合作業(yè)線的操作靈活性，以及特別是將帶材減速到很低的可能性，在軋制段3下游方向上可將軋制后的帶材持續(xù)經(jīng)過這些不同的處理。尤其是軋制速度能被調(diào)整到與鍍鋅裝置的速度以及與所需作業(yè)線的重量相匹配，該鍍鋅裝置與將被作業(yè)的金屬板相連接。隨后就無需在軋制段3和精整段之間設(shè)置一個累積器。
為在上述時間內(nèi)更換軋輥，在該裝置中，能通過提供一套將被作業(yè)而無需任何軋制的帶卷進行軋輥的更換。
為達此目的，一個結(jié)合裝置能引導(dǎo)帶材或者朝作業(yè)裝置到達卷取機44，或者朝著卷取機42直接到達卷取機44。
在權(quán)利要求中技術(shù)特征后所插入的標號僅為了便于理解上述特征，而并不能限制其范圍。
權(quán)利要求
1．一種對成卷帶材進行連續(xù)冷軋的方法，該方法通過將卷取成帶卷的金屬帶材產(chǎn)品運行穿過一連續(xù)作業(yè)裝置實現(xiàn)，上述作業(yè)裝置沿著帶材的運行方向依次包括一個入口段，其至少包括一個用于連續(xù)對帶卷進行開卷的裝置；還包括一個裝置，該裝置在運行方向上將第一帶卷的下游末端與下一個帶卷的上游末端焊接在一起以便形成一個連續(xù)的帶材；一個使帶材運行并與處理液相接觸的處理段，上述處理液的成分選定為用于去除帶材的銹皮；一個調(diào)整冷軋條件以便獲得所需帶材質(zhì)量的的冷軋段；一個出口段，其包括至少一個剪切帶卷的裝置和將軋制后的鋼帶卷取成帶卷的裝置；至少兩個用于累積不同長度帶材的裝置，這兩個裝置的其中一個放置在入口段和處理段之間，而另一個放置在處理段和軋制段之間，從而允許每個上述區(qū)段內(nèi)的運行速度相對變化，其特征在于選取處理液的成分以便使金屬帶材在對應(yīng)于約每分鐘幾米的最小運行速度運行時，在處理段內(nèi)的停留期間內(nèi)不會受到侵蝕；而軋制條件的選取可以使帶材在小到每分鐘一米的最小軋制速度下能夠保持住其所需的質(zhì)量，這樣在整個操作階段，處理段和軋制段各自的運作速度大致保持近似。
2．一種如權(quán)利要求1所述的軋制方法，其特征在于處理段和軋制段各自的運作速度能被減小到1-2m/min的最小速度，同時能保持住帶材的所需質(zhì)量。
3．一種如權(quán)利要求1和2中任一所述的軋制方法，其特征在于入口段和軋制段各自的最大運行速度不超過處理段最大運行速度10％。
4．一種如上述權(quán)利要求1-3中任意一項所述的軋制方法，其特征在于在需要對兩個連續(xù)帶卷的分別在上游和下游的末端進行焊接的時間內(nèi)，帶材在入口段的運行被停止，而在處理段的運行速度被減慢到一個相當(dāng)小的最小值，以便使在焊接階段內(nèi)運行通過處理段的帶材的長度不超過幾十米。
5．一種如權(quán)利要求4所述的軋制方法，其特征在于在剪切帶材所需的時間段內(nèi)，出口段的運行速度不超過1m/min，在軋制段內(nèi)的運行速度被減小到一個相當(dāng)小的最小值，以便使累積帶材的長度不超過幾十米。
6．一種如上述權(quán)利要求中任意一項所述的軋制方法，其特征在于在所有的操作階段中，入口段、處理段、軋制段和出口段各自的相對運行速度都被調(diào)整，以便使在一個操作階段中兩個連續(xù)區(qū)段間的速度差能與在最快區(qū)段內(nèi)的一段未超過幾十米長度的附加帶材的運行速度相配。
7．一種如上述權(quán)利要求中任意一項所述的軋制方法，其特征在于在裝滿累積器時，放置在該裝置下游方向上的區(qū)段內(nèi)的運行速度被調(diào)整到比放置在上游方向的區(qū)段內(nèi)的速度小于約10％的一個數(shù)值。
8．一種如上述權(quán)利要求中任意一項所述的軋制方法，其特征在于其能獲得在300000和1百萬噸之間的平均年產(chǎn)量。
9．一種如上述權(quán)利要求中任意一項所述的軋制方法，其特征在于在冷軋后，軋制后的帶材經(jīng)受至少一種精整處理，例如連續(xù)退火的作業(yè)。
10．一種用于生產(chǎn)金屬帶材的裝置，其沿帶材的運行方向依次包括一個入口段，其至少包括一個用于連續(xù)對帶卷進行開卷的裝置；還包括一個裝置，該裝置在運行方向上將第一帶卷的下游末端與下一個帶卷的上游末端焊接在一起以便形成一個連續(xù)的帶材；一個使帶材運行并與處理液相接觸的處理段，上述處理液的成分選定為用于去除帶材的銹皮；一個調(diào)整冷軋條件以便獲得所需帶材質(zhì)量的的冷軋段；一個出口段，其包括至少一個剪切帶卷的裝置和將軋制后的鋼帶卷取成帶卷的裝置；至少兩個用于累積不同長度帶材的裝置，這兩個裝置的其中一個放置入口段和處理段之間，而另一個放置在處理段和軋制段之間，從而允許每個上述區(qū)段內(nèi)的運行速度相對變化，其特征在于上述累積裝置的容量限制到幾十米，上述軋制段包括不超過三個的機架，上述剪切裝置包括固定類型的剪切機以便以不超過1m/min的速度來剪切帶材，卷取裝置僅包括一個卷取機。
11．如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于帶材的張緊裝置分別放置在處理段的入口處和出口處。
12．如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于上述累積裝置的容量被限制為在處理段內(nèi)運行速度最大值的三十分之二。
13．如權(quán)利要求10到12所述的任意一種裝置，其特征在于為生產(chǎn)出最小厚度在0.4到0.5mm間的鋼帶，軋鋼機架安裝有直徑在300到350mm間的工作輥。
14．如權(quán)利要求10到12所述的任意一種裝置，其特征在于為生產(chǎn)出最小厚度在0.2到0.25mm間的鋼帶，軋鋼機架安裝有直徑不超過150mm的工作輥。
15．如權(quán)利要求10到14所述的任意一種裝置，其特征在于至少一個機架安裝有控制變形的支承軋輥。
16．如權(quán)利要求10到15所述的任意一種裝置，其特征在于至少一個機架是具有用于工作輥的側(cè)面支承裝置的六輥式軋機。
17．如權(quán)利要求10到16所述的任意一種裝置，其特征在于還包括至少一個連續(xù)作業(yè)裝置，該裝置放置在軋制段下游方向的帶材路徑上，并隨后跟著卷取帶材的裝置。
18．如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于該連續(xù)作業(yè)裝置以與帶材在軋制段出口處的速度相近似的運行速度工作。
19．如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于該作業(yè)裝置是一鍍鋅裝置。
20．如權(quán)利要求18和19所述的任意一種裝置，其特征在于還包括一連續(xù)退火裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在一連續(xù)作業(yè)裝置中,通過酸洗和冷軋過程的聯(lián)合來軋制金屬帶材的方法,根據(jù)本發(fā)明,選取處理液的成分以便使金屬帶材能以每分鐘幾米的最小速度在酸洗槽內(nèi)運行,同時在操作階段內(nèi);處理段和軋制段各自的運作速度大致保持近似;而軋制條件的選取可以使帶材在小到每分鐘一米的最小軋制速度下能夠保持住其所需的質(zhì)量。
文檔編號C23G3/02GK1320492SQ0111667
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月21日
發(fā)明者弗朗索瓦斯·勒魯, 馬克·瓦朗斯 申請人:韋克萊奇姆公司