TWI373386B - Method for cast-rolling at increased casting speed and subsequent hot rolling of relatively thin metal strands, in particular steel material strands, and cast-rolling device - Google Patents

Description

1373386 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關一種用於以增大的鑄造速 及隨後將較薄金屬股（特別是鋼 iea壓 用…調節工作親子的::::二)=*的方法， 機組内形成薄熱條帶，並且是有關相配η精軋 置。 之鑄造滾壓裝 【先前技術】

採用（高）鑄造滾壓速度作滚 鎮造設備結合至一熱條帶精乾機心=將—連續式 ^^. 、疋會導致於被配置在 連續式鑄造設備之下游處的熱條 俏的鈐β、*办 ^ 旧平機組内仔到相當 高起始溫度（例如是大約攝… :由：傳送至環境與工作轉子的溫度損失， 狀况下，超過攝氏85〇度以上的 保持。在此加工程序中，大量的能;：乾溫度疋無法繼續 子。 重的此/原是被傳送至該工作輥 連續式鑄造設備之 高餺造速度和產生 此種正常狀況是存在，例如是在— 應用實例巾，該連續式鑄造設備是支持 用於熱條帶精軋機組之高起始溫度。 將工：專利DE 19830034Α1中亦已知藉由交叉場感應器來 乍輥子調節至以一計算模式所設定之溫度，該計算模 括條帶宽度、材料值、通過減少量、滾壓速度、滾 用：二滾壓冷卻。然』，該計算模式所得到的結果是被 1在工作概子或滾壓條帶之待調整邊緣區域内的溫 5 1373386 度。 此外，在專利EP 0415987B2巾已知一種用感應方法 重新加熱在精軋機組上游處和其内之個另*同滾壓階段中 被稱為薄板（厚度大約& 50毫米之鑄造股）的加工程序 疋需要’/肖耗相當大量電力。 另外，亦有專利提出縮小工作輥子的直徑尺寸來減少 流動至輥子之熱量。 【發明内容】 本發明之目的是在铸造滾壓之過程中，減少在熱條帶 精乾機組内之熱條帶上的溫度損失，使得位於滾壓加工程 序之末端處的目標滾壓溫度能夠被更加精確地設定且特 別是設定至一較高的設定值。 依…、本發明，以上目的之達成是在具相當薄鱗造厚度 之鑄造股以大約每分鐘4公尺到每分鐘12公尺之鑄造速 二作動的應用實例中，丨中鑄造速度和工作輥子的溫度， -亥工作輥子的溫度是從一較低起始溫度開肖，以預先設定 :增加速率來增大溫度*，且在熱條帶精軋機組内之條帶 溫度是被設定為熱條帶的目標滾壓溫度和/或藉由調節或控 制輥子冷卻之強度來加以設定'结果導致在循環滾壓（盘 結合鑄造滾壓加X程序）之過程中，熱量的損失被減少到 最卜且針對—熱條帶精軋機組之所有滾壓台達成在高工 作輥子皿度下滾壓。該工作輥子的加熱是可以來自加工程 序之熱量。在此加工程序中，輥子的冷卻是依據外部邊界 條件來α疋’使什該工作輥子能夠以預先設定的增加速率 6 1373386 緩慢地到達目標溫度（大約是攝氏400度），且是在滾壓 材料之回火溫度範圍内。鑄造滾壓加工程序的結合是發生 於例如是鑄造速度介於每分鐘4公尺到每分鐘12公尺之 -間和20毫米到90毫求之正常鑄造厚度，以及大約每秒〇 3 公尺到每秒1 8公尺之滾壓速度。 在一項改善結果中，於已知通過順序規劃資料之應用 實例中，目標溫度是被設定成低於工作輕子之滾壓材料的 回火溫度。 • ，_ ε 項改善結果中，藉由將預先設定量的冷卻水施加 :作親子’最大觀子溫度和條帶速度得以被設定，藉 由將最大報子溫度和條帶速度之完成設定，#夠得到預先 設定的目標條帶溫度。 有利的，介於工作輥子核心與表面之間的溫度差值是 被又疋成使4在工作幸昆子内之容許應力值不致於超過。 此外，依據計算得到之溫度和應力場，在工作輥子内 #之徑向和軸向的應力值是能夠被監控。 本發月之其他特徵是藉纟一線上計算模式來提供控制 住應力的監控。 此外在工作輥子被使用之前，該工作輥子可以被預 熱到達一起始、严择 ^ m又° S預熱溫度為攝氏200度時，溫度保 持固定的狀態將可4 較快達到’和/或在輥子内的應力值較 本發明之其他特徵是 期溫度值的條帶溫度之下 包含該工作輥子被操作於超過預 。以此方式，在條帶内的熱量損 7 1373386 失是可以採用目標設定之方式來補償。 倘若工作輥子於旋轉期間，在— TS ., „ 感應场内破預熱，此 項、-»果在實際的使用上是較為 ,^ 疋敉马便和以此方式，局部受限 I:定的熱量輸入則是依據該工作報子之質量分佈狀 項在加工程序内之改盖结果县接也工 m , , ^ 又。、σ果疋k供予工作輥子之感 應式加熱旎夠於一輥子台之 】遌上破施仃。以此方 ’’工乍輥子之輥子間隙内的接觸溫度增加，且在輥 ，=:條:Γ量損失則被減少到最小。在到達高核心 /皿度之則，所需的作用均已產生。 此外，本發明亦提出一 ㈣m 忭輥千之感應式加熱能夠沿 者輥身長度而以不同方式來施行。 ::改善加工程序之其他特徵是包含工作輕子於在妖 條帶精軋機組内之感應場中被預熱，或是該工作觀子於並 被安裝至熱條帶精軋機組側邊之前被預熱。 、八 依照-項值得被特別提及之解決方案，於 始之期間，滾壓行程的設計方式是„來作為_種除了 = 子冷部和/或感應式加熱之強度外的調節變數。 一項用於減少 <条帶溫度損《之邊界條#的改善 皮凊除器内得到的，令錄由、·主略哭eμ $銹皮，月除15疋破提供以最小冷卻次 操作，特別是在單獨一列銹皮清除器中。 卻㈣當設定冷卻時’另外一種方式是包含藉由精密定量冷 σ /或水噴霧來調節工作輥子冷卻的冷卻強度。 此外，其中能夠提供僅熱條帶精軋機組之某些輥子a 8

1J/JJOU 被操作於個別工作輥子之增加溫度值。 此外’藉由來自作用於條帶邊緣區域 工作輥子之熱量所導致的輥子溫度増加沾，'形狀上之 膨脹的影響，是可以由g M + s ，影響與工作輥子 償。 由機械式和/或受熱㈣致動器來補 -二==的預先*求為一已知連續式轉造裝置和 子：=連同一加熱裝置，《及-用於工作親 子之冷部裝置’其中冷卻裝置是連結每一個報… 子的精軋機組之設計方式和改善結果使得該工作輥 ==配合溫度增加值，且使得工作輥子軸承被： 被連接至一由機油循環來潤滑之潤滑系統， 特疋油脂來潤滑。以此方式 曰 3处糾—入 万式，皿度的增加值（增加速率） 疋月b夠女全地於軸承處被吸收。 用：節省加熱能源和用於增加工作輥子之 :外-種解決方案是包含工作親子於其受熱狀態下被研 此外’耐熱和耐磨材料以是被提供用來作為工作輥子 之材料為較適宜。 侬维工作輥子之較高溫度被更進-步考量在被提供用於執 條帶精乳機組之觀子台的所謂熱㈣（HIP)式輕子， 依照其他絲傲 , ’徵一種線上計算模式包含一依據工作輥 J量/Jffl'度、工作輥子之起始溫度和工作輥子之物 理特徵所得到的工作㈣溫度模式。 在該工作觀子溫度模式中亦已被考量之補充則分別為 9 丄373386 最大平均輥子表面溫度、介 最大容，…稍 "於工作輥子核心與表面之間的 &度差值，以及最大容許工作輥子之張力。 另外-種用於因應熱條帶溫度大幅降 包含將耗子平台蓋板安裝於輥子台之間。 案疋 〃錄皮之生成得到更佳的抑制或是熱條帶和工作輕 乳化層得到更佳的影響是 子平台蓋板以下的前方觀子台之^體進，。裝仏供於在親 ，壓Γ二項實施例提供有下列通過順序參數，至少是有 滾壓作用力、進料與出料厚度、滾壓速度、條帶溫户 皮厚度和條帶材料已被納入考量。 '、 又 關於此種作用，在通過順序的計畫中，厚度的縮減已 被移轉至熱條帶精軋機組之後側區域。 關之其他解決方案則是來自將最小輸送厚 度限制於一固定值。 岸用型加工程序或一典型連續式條帶精軋機組之 實例資科，一熱條帶精軋機組包含大約七個輥子二 該親子台是被提㈣於鑄造條帶厚度Η為5G毫 口 米，以及最小輸送厚度為〇 6毫米到12毫米。 所附圖式顯示出本方法之應用實施例，該 將於下文詳加解釋。 ％ 實施例 【實施方式】 在一種用於一金屬股（特別是用於-鋼材料股U之 傳統式熱條帶㈣L機組3中，於㈣條帶 續式操作中，滾㈣作發生大約！ ^之非連 接考暫停該滾壓 10 1373386 動作大約20 ^在滾壓之過程中，平均 度19是大約攝& 120度 作棍子表面溫 且在暫V作動之過程中， :則：冷卻降低溫度幾乎到達水溫。在熱條帶2的大；製 “後，於滾壓動作行程的末端處， 二 大約是攝氏90度。 视于/皿度 在介於連續式鑄造裴置與熱條帶精札機組3之間 接連結方式巾’於該熱料精軋餘3内之#環;袞壓動作 會造成條帶溫度的降低’此種損失將藉由適宜之解決方牵 而被減少到最小。於是，針對所有或某些觀子台Un而 以增大之X純子溫度來施行滾壓動作的方法被提出。 圖-之圖表（工作輥子溫度對應時間）顯示出未採用 工作輥子冷卻18、具有一平均表面溫度19和一核心溫度 20的溫度梯度。使用於㈣機之傳統式冷卻的傳統式工作 親子冷卻21 (圖表之下側部份）顯示出.核心溫度2〇 (例 如是攝氏20度）逐漸接近該平均表面溫度19 (例如是攝 氏120度）。該圖表顯示出隨著工作時間的持續進行，核 心溫度20正逐漸接近該平均表面溫度19，在相同的滾壓 狀況下’大部份是維持相同的溫度值。 依據外部的邊界條件，定水量冷卻之目的使得工作輥 子4能夠以預先設定之增加速率到達在圖二中之大約為攝 氏400度的目標溫度6，且低於輥子材料的回火溫度。在 此加工程序中，在工作輥子4之溫度場，或是介於輥子核 心4a與輥子表面4b之間的溫度差值必須被設定，使得在 工作輥子4内之容許張力值不致於超過。此種加工程序是 1373386 以徑向和以軸向來施加。 上計算模式則被採用。 ㈣用，如圖三所示之線 圖二中之虛線顯示出依照本發明而以增大平均表面溫 度19a所得到的減少工作報 .θ _ 作輥子冷部22，用於設定工作輥子 孤度疋以到達目標值之方式增加，連 子 埶至一刼&^ 工作輥子4被預 …至起始/皿度5(例如是攝氏2〇〇度）， 示出該平均表面溫度相對於#首先頦 田…，丄 规度2〇的溫度差值23。 敎的#平均表面溫度193(例如是攝氏彻度），較 ‘"、的工作輥子4能夠防止條帶溫度15任意降低。 圖三顯示出該線上計算模式7的基 子溫度模式9中，工作輥子溫度 ^作輥 ±日2 z 视于之冷郃水量和工作 之應力會被計算。計算方式 畀士采仏主 式4考里至少下列參數： 最大+均表面溫纟19、介於核 许龙佶μ 曲之間的最大容許溫 度差值23,以及工作輥子4中之最大容許應力值24。 下列參數収提供作為通過㈣參數u 12、進料與出料厚度13 求座作用力 ώ厂曰_心 又 滾屢逮度Μ、條帶溫度15、錄 皮厗度1 6和條帶材料丨7之本身。 採用一應用實例之方式， _ 組3連同用於不門絲“顯示出一熱條帶精軋機 J用於不同邊界條件之條帶溫度15的梯度 皮清除器25 (其較佳係被配番士四 又 錄 ’、 置成單獨一列）是被配置於上 游處。在其中所有輥子A ο β “ m 是以增大工作輥子溫度（例 如是攝氏400廑）而址揭从# 、u 而被操作於F1到F7之應用實例中，此 項結果對於局部條帶.'田声】ς a 員妁T此 1㈣孤& ^ I具有正面作用。在 應用實例巾，位於錄皮清除器在斤丁之 ZD之下游處的攝氏ι18〇度 12 1373386 2 度5和攝氏91°度之目標溫度6可被達成。應用 镜子酿度的結果導致例如是攝氏8G5度之低條帶 -度I:’該條帶溫度15在圖四中是以虛線來表示。 在-感應場8a内來加熱或預熱該工作輥子4。在圖四 ㈤^種加熱裝置被表示出僅被配置於輥子台F1的進料 側邊處。然而，廿插 A ^ 種配置方式較佳及可被安裝於所有的輥 于台 3a...3n。 卢而右子4之感應式加熱8a的強度亦可以藉由輥子長 度而有所變化。 =應至卫作輕子之冷卻水量的方法或梯度…皮表示在 圖五中。相較於”正常”冷卻水量，在此種方法中，較少旦 水被使用於所示之循環滚愿加工程序的開里 =:::溫度2°的增加，冷卻水量則更進-步被減 Λ，”汁算模式7所預先設定之所需冷卻水量。 以上所描述之用於減少熱量傳送至該工作輥子4 法並不限於是具有相t長㈣時間、較低滚壓速度之 滚壓動作的庫用眘加 裒 ·』實例。本方法亦可以被應用至傳統式單— 口^疋多重台架滾軋機組之應用實例。 針對在較高滾壓溫度狀;兄下之溫度敏感性 降低輥子接觸之導致條帶表面冷卻^足被達成 在條帶内（例如是橫過條帶厚度）則是均f特徵。a 【圖式簡單說明】 圖-為用於未採用工作輥子冷卻、且採 報子冷卻之加工程序的工作心溫度對應時^工作 13 圖一·為用於減少工作輥 相同 工作镜子溫度是以到達目標值之方式增加；表，用於設定 圖=工作輥子溫度模式之系統化設計的方塊圖； 圖四表不出熱條帶精軋機組和經由具 溫度值之熱條帶精乾機組的條帶溫度梯度；以及作輥子 "為工作輕子冷卻水量梯度對應時間的圖表。 【主要元件符號說明】 金屬股，特別是鋼材料股 薄熱條帶 熱條帶精軋機組 3a‘"3n 輥子台 4 工作輥子 4a工作輥子核心 4b工作輥子表面 5 起始溫度 6 目標滾壓溫度 7 線上計算模式 8 加熱裝置 8a 感應場 9 工作輥子溫度模式 10工作輥子表面溫度 11 通過順序參數 12 滾壓作用力 13 進料與出料厚度 1373386 14 滾壓速度 15 條帶溫度 16 銹皮厚度 17 條帶材料 18 工作輥子冷卻 19 平均表面溫度 19a增大平均表面溫度 20 核心溫度 21 傳統式工作輥子冷卻 22 減少工作輥子冷卻 23 溫度差值 24 最大容許工作輥子應力值 25 銹皮清除器 26 工作輥子冷卻水量梯度

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Claims (1)

1. i373386 十Λ申請專利範圍： 1 · 一種用於以增大的後.生由&办太 a 的鑄1^速度作鑄造滾壓及隨後將較 得金屬股作熱滾壓的方法，访鉍祛am ( 以較溥金屬股特別是鋼材料股 )’藉由調節工作輥子（4)的：田 帶撻“ /、 、”的'皿度’於-多台架熱條 v精軋機組（3 )内以相當栖沾仪m a & 其特徵為 田低的條帶速度形成薄熱條帶（2)， 在具較薄每造厚度之鑄造股以士奶>、 八 又<埼梃股以大約母分鐘4公尺到每 •里12公尺之禱造速度作動的庳用普九丨+ _ ^ 作勤的應用實例巾，滾壓速度被 调整’其中工作輥子（4 )的：田 P, ^ ）的服度疋從—低起始溫度（5 ) 。，以預先设疋的增加速率來增大、# 藉扣仙，、 疋午木增大/皿度值，且在熱條帶 月札機組（3 )内之條帶溫度（丨） r 0Λ 厌、5 )疋被设定為該熱條帶 、2 )的一目標滾壓溫度（ 子 或係藉由調節或控制輥 7卻（1 8 )之強度來加以設定。 2.如申請專利範圍第μ之方法，其特徵為： β於已知通過順序規劃資料之應用實例中，目標溫度 疋破設定成低於工作輥子（4)之滾 如申請專利範圍第丨項之方法，其特::Λ… 藉由將預先設定量的冷卻水（26)施加至該工作輕子 ” ’最大輥子溫度和條帶速度得以被設定，因 達到該預先設定的目標條帶溫度（6 ) ^ ^ 4.如申請專利範圍第μ之方法，其特徵為： 介於工作輥子⑷核心（4a)與表面（叫之間 :差值是被設定成使得在工作輥子⑷内之容 不致於超過。 值 16 1373386 5.如申請專利範圍第4項之方法，其 ^據計算㈣之溫度和應力場，在1 和軸向的應力值監控被達成。 輥子内之徑向 6·如申請專利範圍第5項之方法 應力值監控是藉由一線上計算模'7: .申％專利範圍第i項之方法，其特 工作輥子（4)被使用之前，該 到達-起始溫度⑸。 Λ ^子（〇被預熱 如申請專利範圍第Μ之方法，其特徵為： 忒工作輥子（4)被操作於超過 之下。 、頂期/皿度值的條帶溫度 9. 如申請專利範圍第7項之方法， 該工作輥子（4)於旋轉期間，t #成為. 預熱。 将力間，在-感應場（8〇内被 10. 如申請專利範圍第9項之方法，其特徵為： '工作報子表面（4b)之感應式加熱是於一親子台 l：3a…3n)之進料側邊上被施行。 11·如申請專利範圍第9項或第10項之方法，其特徵 灿r工作輥子⑷之感應式加熱是沿著輥身長度被不同 地施行。 12.如申請專利範圍第9項之方法，其. 該工作輥子⑷係於熱條帶精軋機組（3)内之感應 場（⑷中被雜，或是該1料（4)於諸安裝至熱 17 7 条帶精軋機組（3 )側邊之前被預熱。 3.如申凊專利範圍第1項到第9項中任一項之方法， 其特徵為： 於加工程序起始之期間，滾壓行程的設計是被用來作 二種不同於轉子冷卻和/或感應式加熱之強度的調節變 數。 14.如申請專利範圍第丨項到第9項中任一項之方法， 其特徵為： 。被提供之銹皮清除器（25 )是和最小冷卻水量—起被 操作特別疋以單獨一列之銹皮清除器（2 5 )。 I5·如申請專利範圍第丨項到第9項中任一項之方法， 其特徵為： ,工作輥子冷卻（18)的冷卻強度係藉由一精密定量之 冷卻劑和/或一水噴霧被調節。 如申相專利範圍第1項到第3項中任一項之方法， 其特徵為： 僅熱條帶精軋機組（3)之某些輥子台（3a 3n) 作於個別工作觀子（4)的增加溫度值。 、 17.如申請專利範圍第1項到第9項中任—項之方法， 其特徵為： 精由作用於條帶邊緣區域内條帶形狀上之來自工作親 子（4 )熱量所導致的輥子溫度增加的影想與工作輥 脹的影響是可以由媳妯4·· μ Λ ^ 機械式致動器和/或受熱廓形致動器來補 和 作輥子 子台 4)之冷卻裝 置 8) ’以及一用於工 冷卻裝置是配合每一個報 3a‘..3n)，其特徵為： 工作Si輥子（4)的長度能夠配合溫度增加值，且使得 視•子轴承被冷卻和被連接 滑系統m… 來潤滑之潤 次疋柽由特殊油脂來潤滑。 :如申。月專利範圍帛18項之轉造滾壓裝置，其特徵 為 為 s亥工作輕子（4)於其受熱之狀態下被研磨。 :·如申请專利範圍帛18項之鱗造滚壓裝置，其特徵 材料 耐熱和耐磨材料是被提供用來作為該工作輥 η \ 之 為：21.如中請專利範圍第2G項之铸造滾壓裝置，其特徵 所叫的HIP (熱均壓）輥子是被提供 機組（3)之輥子台（3a 3n)。 用於熱條帶精軋 項之鑄造 22.如申請專利範圍第18項 滚壓裝置，其待徵為： 項中任 -種線上計算模式⑺包括 量溫度（10) #輥子表面之測 〜一丨丁恤沒棋式(9)。 ★申叫專利範圍第22項之鑄造滾壓裝置，其特 子⑷之物理特徵： 溫度（5)和工作輥 物理特徵的工作輥子溫度模式（ 徵

   為： “平均链子表面溫度（19)、介 心（4〇與表面（ 吓视于（4)核 )之間的最大容許溫度差值（23 ), 以及工作輥子 嗲工作鎔… 許張力（24)已被考量納入 4工作輥子溫度模式（9)。 24.如申請專利範圍 ，夺㈣里^ 吊18項到第21項中任一項之鑄造 澴壓裝置，其待徵為：

   輥子平台蓋板被安襞於輥子台（3a 3n)之間。 25.如申請專利範圍帛24項之鑄造滚壓裝置，其特徵 情性氣體進給裝置是被提供於輥子平台蓋板以下的前 方輥子台（3a…3n)之間。 26·如申請專利範圍第22項之鑄造滾壓裝置，其特徵 在通過順序參數（11 )之間，至少是有滾壓作用力（12)、 進料與出料厚度（13)、滾壓速度（14) '條帶溫度（15)、 錄皮厚度（16 )和條帶材料（1 7 )已被納入考量。 27·如申請專利範圍第26項之鑄造滾壓裝置，其特徵 為： 在通過順序的計畫中’厚度的縮小量已被移轉至熱條 帶精軋機組（3 )之後側區域内。 2 8.如申請專利範圍第26項之鑄造滾壓裝置，其特徵 為： 最小輸送厚度（13 )是被限制於一固定值。 20 1373386 29.如申請專利範圍第18項之鑄造滾壓裝置，其特徵 為： 一包含大約七個輥子台（F1到F7)之熱條帶精軋機 組（3 )是被提供用於鑄造股厚度Η為50毫米到90毫米， 以及最小輸送厚度為0.6毫米到1.2毫米。 Η 、圖式：

   如次頁

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