專利名稱：在熱軋機中控制帶材形狀的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋機，特別是用于薄帶材連鑄的雙輥鑄機。
技術(shù)背景在雙輥鑄才幾中，熔融金屬(molten metal)被引到一對轉(zhuǎn)向相反的水平 鑄輥之間，于是熔融金屬在冷卻并運動著的鑄輥表面形成金屬凝殼并在鑄輥 之間的輥隙聚合而形成凝固帶產(chǎn)品，并從鑄輥間輥隙的下方輸出。本文所用 術(shù)語"輥隙(nip)"是指兩鑄輥最靠近的區(qū)域。熔融金屬可由澆包通過金屬 輸送系統(tǒng)澆注，所述金屬輸送系統(tǒng)包括中間包(tundish)和位于輥隙之上的 芯部噴嘴，這樣在輥隙之上依靠鑄輥表面形成熔融金屬4壽造熔池(casting pool)，并且該熔池沿著輥隙的長度延伸。鑄造熔池通常被限制在與軋輥端 面滑動連4妄的側(cè)板或擋^反之間，從而防止金屬液從熔池兩端溢出。當(dāng)在雙輥鑄機中澆注帶材時，帶材離開輥隙時的溫度很高，約達1400 °C。如果暴露在常溫中，在如此高的溫度下由于氧化而使帶材表面迅速生成 氧化皮。因此，需要在鑄輥之下設(shè)置一個密封的封閉罩來接收熱帶材(hot strip)并且?guī)Р耐ㄟ^它離開帶材連鑄機，封閉罩中可以含有抑制帶材氧化的 氣體。氧化抑制氣體可以通過注入非氧化性氣體，如氬氣或氮氣來生成，或 者可以通過燃燒廢氣來減少氣體?；蛘?，也可以將封閉罩密封起來防止在帶 材澆注過程中含氧氣體的進入。在初始的澆注過程中，通過帶材消耗封閉罩 中的氧氣使得封閉罩中氣體的氧含量減少，如美國專利US5762126和 US5960855所公開的內(nèi)容。薄帶材從連鑄機輸出后經(jīng)過熱軋機的熱軋形成薄 帶材?？梢岳斫?，過去為了在連鑄機和熱軋機中生成合意的形狀的熱軋產(chǎn)品， 就像其它熱軋機的應(yīng)用 一樣，軋機輥縫的輪廓(profile )應(yīng)該與進入的帶材 的橫截面輪廓盡量一致。進入的產(chǎn)品輪廓與輥縫輪廓之間的較大偏差會導(dǎo)致 軋過的離開的帶材在整個帶材寬度上的出現(xiàn)偏差的部位產(chǎn)生局部形狀缺陷 (shape defect)。如果在整個帶材寬度上該區(qū)域與鄰近區(qū)域相比輥縫厚度小
于進入的帶材的厚度，那么在上述產(chǎn)生形狀缺陷的部位會產(chǎn)生波浪或者松弛 缺陷。形狀缺陷的特征是拉伸應(yīng)力低于平均拉伸應(yīng)力。如果在整個帶材寬度 上該區(qū)域與鄰近區(qū)域相比輥縫厚度大于進入的帶材的厚度，在上述產(chǎn)生形狀 缺陷的部位會產(chǎn)生張緊或者隆起。張緊或隆起處的特征是拉伸應(yīng)力高于平均 拉伸應(yīng)力。輥縫的形狀理論上是由工作輥的表面形狀決定的。但是在工作載荷下， 輥縫形狀也受到進入的帶材的材料性質(zhì)，軋輥的表面形狀，軋輥的疊加偏 轉(zhuǎn)，軋機機架的拉伸，以及在軋制過程中在輥縫之間生成的熱量而導(dǎo)致的熱 效應(yīng)等因素的影響。過去，提供有一種軋機驅(qū)動器，可以通過對這些參數(shù)進 行補償從而動態(tài)地影響輥縫形狀，使得輥縫形狀與進入的帶材的形狀一致。 例如，提供一個工作輥的彎輥頂柱來影響輥縫中工作輥的中心區(qū)域相對于邊 緣區(qū)域的對稱的變化。工作輥的彎曲可以校正對于中心區(qū)域和帶材兩邊的對 稱的形狀缺陷。另外，壓力缸可以影響輥縫形狀中一側(cè)相對于另一側(cè)不對稱 的變化。軋輥的壓力缸可以使輥縫形狀歪曲或者傾斜來校正帶材的不對稱地 產(chǎn)生在帶材任一側(cè)的形狀缺陷，相對于帶材的平均拉伸應(yīng)力一側(cè)被張緊而另 一側(cè)被放松。現(xiàn)有的另一裝置是在帶材邊緣使用噴嘴，特別是在較厚的帶 材，通過冷卻來調(diào)整帶材邊緣軋輥凸度下降，這樣在軋制過程中由于材料 的橫向流動而導(dǎo)致的邊緣下降可以降低或最小化。參看美國專利文獻US5799523。在熱軋機軋制中，在鑄造帶材設(shè)備(cast strip plant)中或別處，在帶材 中仍會發(fā)生不能通過對帶材進行輥彎、輥力缸傾斜(roll force cylinder skewing)或者邊緣噴射(edge spraying)來修正的局部形狀缺陷。此類形狀 缺陷的典型例子是四分之一波浪，局部袋狀波浪(pocket buckles ),局部張 緊起皺(local tight ridge )或者邊緣波缺陷(edge wave defect)。本發(fā)明提供一種用來局部改變輥縫形狀的方法和裝置從而修正這些形 狀缺陷。通過控制在整個工作輥的區(qū)域內(nèi)的工作輥工作表面的局部冷卻，通 過工作輥的熱膨脹或收縮，上下工作輥的輪廓都可以被控制，足以生產(chǎn)出沒 有上述形狀缺陷的薄帶材并不會導(dǎo)致局部波浪、張緊或者邊緣波。我們已經(jīng) 發(fā)現(xiàn)，可以改變在整個工作輥的一個區(qū)域或多個區(qū)域內(nèi)的相對于鄰近區(qū)域的 帶材輪廓的邊遠面積(outlying area),包括上部面積和下部面積，并且這不 會在薄帶材中引起局部波浪，張緊和邊緣波。這可以通過對工作輥一個區(qū)域
或多個區(qū)域(該區(qū)域相對于鄰近區(qū)域可以觀察到形狀缺陷)局部冷卻控制(localized control of cooling )來改變工作輥工作表面的形狀來實現(xiàn)。特另'j地，局部冷卻控制(localized control of cooling)可以通過增力口由噴 嘴噴射(spray )到工作輥表面上可以觀察到帶材形狀波浪或者松弛的區(qū)域內(nèi) 的冷卻劑的相對體積或速度，或者降低其溫度來實現(xiàn)，從而導(dǎo)致在該區(qū)域內(nèi) 一個或兩個工作輥的直徑收縮，增加輥縫形狀，并且有效地張緊該區(qū)域的帶 材形狀，減輕所述缺陷，而不會導(dǎo)致局部波浪、張緊和邊緣波的出現(xiàn)。相反 地，通過降低由噴嘴噴射到可以觀察到波浪或者松弛面積的區(qū)域內(nèi)的工作輥 表面上的冷卻劑的相對體積或速度，或者增加其溫度，該區(qū)域的工作輥直徑 膨脹，減小了輥縫形狀，并有效地放松了所述區(qū)域的板形，減輕所述缺陷， 而不會導(dǎo)致局部波浪、張緊和邊緣波的出現(xiàn)。選擇和組合上述方式，局部冷 卻控制可以通過局部控制流經(jīng)相鄰工作表面的工作輥的循環(huán)水的溫度或者 體積來內(nèi)部控制冷卻在整個工作輥的區(qū)域內(nèi)的工作輥工作表面來實現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容一種在熱軋機中控制帶材形狀的方法，包括a. 裝配熱軋機，該熱軋機具有工作表面的工作輥之間形成輥縫，熱帶 材通過輥縫時被軋制，所述工作輥的工作表面與被軋制的理想的帶材輪廓(strip profile )相關(guān)；b. 對工作輥工作表面的至少三個橫向區(qū)域(lateral zones )進行冷卻局 部控制，所述三個橫向區(qū)域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域；c. 在工作輥之間軋制帶材；和d. 沿著工作輥在每個區(qū)域內(nèi)改變改變局部冷卻，從而局部控制板形并 抑制由熱軋機軋制的帶材的局部形狀缺陷的形成。另夕卜，可以設(shè)置五個區(qū)域， 一個中心區(qū)域，兩個邊緣區(qū)域和兩個中間或 四分之一區(qū)域，這樣可以抑制在熱軋中比較困難的四分之一波浪的問題。設(shè) 置的區(qū)域數(shù)量可以增加到在具體實施例中鄰近工作輥的幾何形狀允許設(shè)置 的局部冷卻裝置的數(shù)量?？梢杂卸嘤谝涣械木植坷鋮s裝置，例如，兩列或更 多列的噴嘴，鄰近工作輥表面設(shè)置從而鄰近區(qū)域可以不必由同一列的局部冷 卻裝置來冷卻。局部冷卻裝置可以重疊設(shè)置從而工作輥表面區(qū)域至少在帶材 與工作輥接合的部位被覆蓋，并且通常也可以覆蓋帶材接觸工作輥以外的部 位，從而為被控制的工作輥表面提供有效的局部冷卻控制。相反地， 一個區(qū) 域可以由兩個或更多局部控制冷卻裝置冷卻，但是并不是所有的局部控制冷 卻裝置都可以單獨控制。這需要對每個區(qū)域內(nèi)的工作輥工作表面進行局部冷 卻控制來提供有效的板形控制。換句話說，局部冷卻控制的區(qū)域應(yīng)該覆蓋工 作輥表面上至少與帶材接觸的區(qū)域，但是也可以完全延伸到帶材邊緣之外， 并可以包括整個工作輥，從而提供有效的板形控制。另一方面，如果將來自噴嘴的噴射(spray)作為局部冷卻裝置，從噴 嘴噴射到工作表面的噴射不應(yīng)該彼此撞擊，因為這樣噴射會彼此干涉并降低 區(qū)域內(nèi)的工作輥形狀的有效控制，進而會降低帶材上觀察到的形狀缺陷的有 效控制。不論局部冷卻控制是由一個或更多噴射完成的或是由每個區(qū)域內(nèi)的 冷卻劑的內(nèi)部循環(huán)完成的，通常使用的冷卻劑都是水，但其它冷卻劑也可被 使用。每個區(qū)域內(nèi)工作輥的工作表面的局部冷卻控制可以通過改變撞擊每個 區(qū)域的工作輥工作表面的冷卻劑的體積、速度、溫度來實現(xiàn)。在熱軋機中控制帶材形狀的方法還包括以下步驟e. 檢測熱軋機下游每個區(qū)域內(nèi)帶材的形狀；和f. 根據(jù)由熱軋機下游每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀所控制的控制系統(tǒng)，在 每個區(qū)域內(nèi)由局部冷卻裝置來自動改變冷卻狀況。每個區(qū)域內(nèi)的板形都可以通過一個張力輥，激光距離測量裝置或者任何 其它適合的裝置來動態(tài)地測量。附加地或選擇地，通過連鑄獲得具有可控板形的薄鑄造帶材(cast strip ) 的方法，包括以下步驟a. 裝配具有一對鑄輥的薄帶材連鑄機，在一對鑄輥之間具有一個輥隙；b. 裝配金屬輸送系統(tǒng)，可以在輥隙之上的鑄輥之間形成鑄造熔池，在 鄰近輥隙末端具有側(cè)板來限制所述鑄造熔池；c. 鄰近薄帶材連鑄機裝配熱軋機，具有工作表面的工作輥之間形成輥 縫，來自連鑄機的熱帶材通過輥縫被軋制，所述工作輥的工作表面與被軋制 的理想的帶材形狀相關(guān)。d. 在至少三個橫向區(qū)域沿著熱軋機工作輥工作表面間隔設(shè)置局部冷卻 裝置，所述三個橫向區(qū)域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域，并且能夠局部冷 卻至少 一 個工作輥的工作表面；e. 裝配控制系統(tǒng)，可以由局部冷卻裝置單獨調(diào)整熱軋機的至少一個工
作輥的工作表面的區(qū)域內(nèi)的冷卻狀況；f. 熔融鋼(molten steel)被引到一對水平鑄輥中形成熔池，熔池位于鑄 輥的澆注表面之上并由側(cè)板限制；g. 反向旋轉(zhuǎn)鑄輥，在鑄輥表面形成金屬凝殼并且穿過在鑄輥之間的輥 隙從所述凝殼形成鑄造薄帶材；和h. 在熱軋機的工作輥之間軋制薄鑄造帶材和改變每個區(qū)域中的冷卻狀 況從而控制工作輥的形狀和抑制這些區(qū)域中薄鑄造帶材發(fā)生的形狀缺陷。另外，重要的是，可以設(shè)置五個區(qū)域， 一個中心區(qū)域，兩個邊緣區(qū)域和 兩個中間區(qū)域或者四分之一區(qū)域，從而可以抑制四分之一波浪的發(fā)生。在其 它實施例中的熱軋機，設(shè)置的區(qū)域數(shù)量可以增加到在一個具體實施例中鄰近 工作輥的幾何形狀可以允許設(shè)置的局部冷卻裝置的數(shù)量?？梢杂卸嘤谝涣械?局部冷卻裝置，例如，兩列或更多列的噴嘴，設(shè)置在鄰近工作輥表面從而鄰 近區(qū)域可以不必由同一列的局部冷卻裝置例如噴嘴來冷卻。局部冷卻裝置可 以重疊設(shè)置從而工作輥表面區(qū)域至少在帶材與工作輥接合的部位被覆蓋，并 且通常也可以覆蓋帶材接觸工作輥以外的部位，為工作輥表面提供有效的局 部冷卻控制。相反地， 一個區(qū)域可以由兩個或更多局部冷卻裝置冷卻，但是 并不是所有的局部冷卻裝置都需要單獨控制。這需要在每個區(qū)域內(nèi)的工作輥 工作表面的進行局部冷卻控制來提供有效的板形控制。換句話說，控制局部 冷卻的區(qū)域至少應(yīng)該覆蓋工作輥表面上與帶材接觸的區(qū)域，但是也可以完全 延伸到帶材邊緣之外，并可以包括整個工作輥，從而提供有效的板形控制。另一方面，如果將來自噴嘴的噴射作為局部冷卻裝置，那么從噴嘴噴射 到工作表面的噴射不應(yīng)該彼此沖撞，因為這樣噴射會彼此干涉并地降低區(qū)域 內(nèi)的工作輥形狀的有效控制，并且也會降低帶材上觀察到的形狀缺陷的有效 控制。不論局部冷卻控制是由一個或更多噴射完成的或是由每個區(qū)域內(nèi)的冷 卻劑的內(nèi)部循環(huán)完成的，通常使用的冷卻劑都是水，但其它冷卻劑也可使 用。每個區(qū)域內(nèi)工作輥的工作表面的局部冷卻控制可以通過改變撞擊每個區(qū) 域的工作輥工作表面的冷卻劑的流動體積、速度、溫度來實現(xiàn)。在熱軋機中通過連鑄生產(chǎn)具有可控板形的薄鑄造帶材的方法還包括以 下附加步驟i. ;險測熱軋坤幾下游每個區(qū)域內(nèi)帶材的形狀；和j.通過由熱軋機的下游每個區(qū)域檢測到的板形所控制的控制系統(tǒng)，在每 個區(qū)域內(nèi)由局部冷卻裝置自動改變冷卻狀況。提供的熱軋機包括a. 具有工作表面的工作輥，工作輥之間形成輥縫，熱帶材通過輥縫被 軋制，所述工作輥具有的工作表面與被軋制的理想的帶材輪廓相關(guān)；b. 在工作輥上的至少三個橫向區(qū)域間隔設(shè)置冷卻裝置，即一個中心區(qū) 域和兩個邊緣區(qū)域，并且可以單獨調(diào)整每個區(qū)域內(nèi)工作輥的冷卻；c. 在每個區(qū)域內(nèi)可以單獨調(diào)整冷卻裝置的控制系統(tǒng)，從而可以控制每 個區(qū)域內(nèi)工作輥的工作表面的形狀，并且可以抑制在熱軋機軋制時在每個區(qū) 域內(nèi)形狀缺陷的形成。在熱軋機中，可以沿著工作輥的工作表面特別設(shè)置五個區(qū)域， 一個中心 區(qū)域，兩個邊緣區(qū)域和兩個中間區(qū)域或者四分之一區(qū)域，/人而可以控制帶材 中出現(xiàn)的很難解決的四分之一波浪的問題。通過這種操作熱軋機的方法，在 熱軋機中設(shè)置的區(qū)域數(shù)量可以增加到與一個具體實施例中設(shè)置的局部冷卻 裝置的數(shù)量相等。鄰近工作表面可以設(shè)置兩列或者更多列局部冷卻裝置從而 一列的冷卻裝置不必用來冷卻鄰近區(qū)域。局部冷卻裝置可以很容易地重疊設(shè) 置從而工作輥表面區(qū)域至少在帶材與工作輥接合的部位被覆蓋，并且通常還 可以覆蓋帶材接觸工作輥以外的部位，從而為工作輥表面提供有效的局部冷 卻控制。相反地， 一個區(qū)域可以由兩個或更多局部冷卻裝置冷卻，但是并不 是所有的局部冷卻裝置都可以單獨控制。在任何情況下，工作輥工作表面的 每個區(qū)域的局部冷卻都可以區(qū)域之間重疊來為工作輥表面的形狀和板形提 供有效控制。換句話說，控制的局部冷卻區(qū)域應(yīng)該覆蓋工作輥表面上至少帶 材與工作輥接觸的區(qū)域，但是也可以完全延伸到帶材邊緣，并可以包括整個 工作輥，從而提供有效的板形控制。另一方面，如果將來自噴嘴的噴射作為 局部冷卻裝置，從噴嘴噴射到工作表面的噴射不應(yīng)該彼此撞擊，因為這樣噴 射會彼此干涉并降低區(qū)域內(nèi)的工作輥形狀的有效控制，并且也會降低帶材上 觀察到的形狀缺陷的有效控制。不論局部冷卻控制是由多個噴射完成的或是 由熱軋^/L內(nèi)部循環(huán)完成的，通常^f吏用的冷卻劑是水，4旦其它冷卻劑也可^^吏 用。每個區(qū)域內(nèi)工作輥的工作表面的局部冷卻控制可以通過改變撞擊每個區(qū) 域的工作輥工作表面的冷卻劑的流動體積、速度、溫度來實現(xiàn)。 通過連鑄生產(chǎn)具有可控板形帶材的薄鑄造帶材設(shè)備，包括 a.具有一對鑄輥的薄帶材連鑄機，所述鑄輥之間具有輥隙；
b.金屬輸送系統(tǒng)，可以在輥隙之上的鑄輥之間形成一個鑄造熔池，在 鄰近輥隙末端有側(cè)板來限制所述鑄造熔池；C.鄰近薄帶材連鑄機的熱軋機，具有一對帶有工作表面的工作輥，在 工作輥之間形成了輥縫，熱帶材通過輥縫被軋制，所述工作輥的工作表面與被軋制的理想的帶材輪廓相關(guān)；d. 沿著熱軋^/L的工作輥間隔i殳置的多個局部冷卻裝置，可以對至少三 個橫向區(qū)域中的一個工作輥的工作表面進行局部冷卻控制，所述三個橫向區(qū) 域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)的工作表面的冷卻都可以單 獨控制；e. 可以反向旋轉(zhuǎn)鑄輥的驅(qū)動裝置，在鑄輥表面形成金屬凝殼和穿過鑄 輥之間的輥隙從所述凝殼鑄造薄帶材；f. 控制系統(tǒng)，可以由工作輥每個區(qū)域內(nèi)的冷卻裝置單獨調(diào)整工作表面的 局部冷卻控制，從而控制工作表面的形狀，并抑制每個區(qū)域內(nèi)在薄鑄造帶材 上形狀缺陷的形成。也可以特別的設(shè)置五個區(qū)域， 一個中心區(qū)域，兩個邊緣區(qū)域和兩個中間 域或四分之一區(qū)域，來控制帶材的四分之一波浪。而且，在熱軋機中設(shè)置的 這些區(qū)域的數(shù)量還可以擴展到與某個具體實施例的幾何形狀所提供的局部 冷卻裝置的數(shù)量相等。鄰近工作表面可以設(shè)置多于一列的局部冷卻裝置，例 如兩列或更多列噴嘴，從而鄰近區(qū)域可以不必由同 一 列的局部冷卻裝置來冷 卻。局部冷卻裝置可以很容易地重疊設(shè)置從而工作輥表面區(qū)域至少在帶材與 工作輥接合的部位被覆蓋，并且通常還可以覆蓋帶材接觸工作輥以外的部 位，為工作輥表面冷卻提供有效的局部控制。相反地， 一個區(qū)域可以由兩個 或更多局部冷卻裝置冷卻，但是并不是所有的局部冷卻裝置都可以單獨控 制。在任何情況下，工作輥的工作表面的每個區(qū)域由局部冷卻裝置進行的局 部冷卻都可以在區(qū)域之間重疊來為工作輥表面的形狀和板形提供有效控制。換句話說，控制局部冷卻的區(qū)域至少應(yīng)該覆蓋工作輥表面上帶材與工作 輥接觸的區(qū)域，但是也可以完全延伸到帶材邊緣以外，并可以包括整個工作 輥，從而提供有效的板形控制。另一方面，如果將噴嘴的噴射作為局部冷卻 裝置，從噴嘴噴射到工作表面的噴射不應(yīng)該彼此撞擊，來為區(qū)域內(nèi)的工作輥 表面形狀提供有效控制，并且對每個區(qū)域內(nèi)觀察到的形狀缺陷進行有效控 制。不論局部冷卻控制是由噴射完成的或是由熱軋機工作輥中的冷卻劑的內(nèi)
部循環(huán)完成的，通常使用的冷卻劑是水，其它冷卻劑也可被使用。每個區(qū)域 內(nèi)工作輥的工作表面的局部冷卻控制可以通過改變撞擊每個區(qū)域的工作輥工作表面的冷卻劑的流動體積、速度、溫度來實現(xiàn)。在本方法的每個實施例中，軋機和設(shè)備，工作輥的工作表面的局部冷卻 控制都需要熱效應(yīng)來局部擴張并收縮工作輥的直徑來使得輥縫發(fā)生實質(zhì)性 的改變，并影響每個區(qū)域內(nèi)的所需局部輥形的控制。工作輥工作表面的局部下，板形控制的有效性都依賴于工作輥表面和冷卻劑之間的溫差，還有在工 作輥工作表面某個具體區(qū)域內(nèi)的噴射或循環(huán)的冷卻劑的體積以及速度。當(dāng)保持工作輥表面溫度在一個可接受的范圍內(nèi)，例如低于12CTC (250° F),同 時帶材的溫度是120(TC時，可以將冷卻劑的體積最小化。在澆注開始時用于 板形控制的局部冷卻控制裝置可以完全關(guān)閉，或者設(shè)置為某個中間水平從而 調(diào)整所述局部冷卻裝置在某個區(qū)域內(nèi)既可以擴展也可以收縮工作輥直徑。由 于可以觀察到松弛形狀的局部區(qū)域，在鄰近上下工作輥的觀察到具有形狀缺 陷的部位，可以調(diào)整局部冷卻裝置以收縮或膨脹工作輥的直徑，由此增加或 減小相對輥縫從而張緊或放松將輸出熱軋機的帶材板形。如果將噴嘴用作局部冷卻裝置，在帶材寬度方向上每兩英寸設(shè)置可控噴 嘴，用于形狀缺陷校正的冷卻劑體積和用于工作輥冷卻的不可控噴射體積的 比例范圍是l: l到3: 1。換句話說，在每個區(qū)域內(nèi)影響局部冷卻的來自可 控噴嘴的冷卻劑的體積大約是來自那些噴射到工作表面冷卻工作輥的噴嘴 的冷卻劑體積的100%到300% 。每分鐘流出的實際總加侖量耳又決于帶材厚 度，上下工作輥是否都被局部冷卻，主要上下工作輥冷卻劑供應(yīng)閥的設(shè)置， 冷卻劑的溫度，和單獨噴嘴的尺寸(可以與通常冷卻工作輥的噴嘴的尺寸相 等或不同)。熱軋機可以通過在位于軋機下游的傳感輥上設(shè)置傳感器沿著帶材寬度 檢測局部帶材形狀來自動控制板形，并且控制系統(tǒng)可以通過可控局部冷卻裝 置控制在單獨區(qū)域內(nèi)噴射在工作輥上的冷卻劑的流量。通過這種布置，熱軋 機可以通過調(diào)整沿著工作輥的工作表面的每個單獨區(qū)域內(nèi)的局部冷卻，對帶 材中檢測到的形狀缺陷進行自動調(diào)整，并控制軋機工作輥表面形狀和薄帶 材的形狀。


本發(fā)明的雙輥鑄軋設(shè)備的操作通過以下附圖進行詳細介紹，其中圖1是用于控制鑄造帶材板形的具有熱軋機的薄帶材鑄軋設(shè)備；圖2是圖1所示的薄帶材鑄軋設(shè)備的連鑄機的放大剖視圖；圖3是圖1所示的薄帶材銬軋設(shè)備的熱軋機的局部側(cè)視圖，并顯示了局部冷卻裝置的布置；圖4是圖1所示的薄帶材鑄軋設(shè)備中的熱軋機的局部冷卻裝置的冷卻模型的局部視圖；圖5是圖1所示的薄帶材鑄軋設(shè)備中的熱軋機的局部冷卻裝置的冷卻模 型的局部視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明，在薄帶材鑄軋設(shè)備中，對帶材形狀不進行控制時， 在熱軋機頂部和底部工作輥上的作為距離的函數(shù)的溫度的曲線圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明，在薄帶材鑄軋設(shè)備中，對帶材形狀進行控制時，在 熱軋機頂部和底部工作輥上的作為距離的函數(shù)的溫度的曲線圖；圖8顯示了如圖6所示的在整個熱帶材上的熱軋機的閥的打開程度；圖9是作為熱軋機的壓力的函數(shù)的在整個如圖6所示的熱帶材上的噴嘴 流量特性的曲線圖。
具體實施方式
所示的澆注和軋制設(shè)備包括一個雙輥鑄機11，由其生產(chǎn)的薄鑄造帶材 12經(jīng)過行進路線IO從導(dǎo)向輥道13輸送到張力輥架14。從張力輥架14出來 后，帶材12進入由支承輥16和上下工作輥16A和16B組成的熱軋機15進 行熱軋以使帶材厚度減小。帶材12從軋機16出來后，進入輸出輥道17，在 輸出輥道17上帶材通過水噴頭18進行強制冷卻，然后通過由一對張力輥 20A組成的張力輥架20到達巻曲才幾19。雙輥鑄機11包括一個主機架21，用于支撐具有澆注表面22A并形成一 個輥隙27的一對軸向鑄輥22。在澆注過程中，熔融金屬從澆包(未示出) 進入中間包23，通過一個耐火材料制成的澆包擋板(shroud) 24進入可動澆 包25 (也稱為分配槽或過渡段)，然后通過位于輥隙27之上的鑄輥22之間 的金屬輸送噴嘴26 (也成為中心噴嘴)?？蓜訚舶?5帶有一個蓋28。熔融 鋼從中間包23通過澆包擋板24的出口被澆注到可動澆包25。中間包23用一個塞棒鐵芯和一個滑動閘門閥(未示出)來選擇性地打開和關(guān)閉擋板24的出口并有效的控制熔融金屬從中間包23到連鑄機的流動。熔融金屬從可 動澆包25通過出口隨意地流向并通過輸送噴嘴26。被輸送到鑄輥22的熔融金屬在由鑄輥表面22A支撐的輥隙27之上形 成了鑄造熔池30。該熔池被鑄輥兩端的一對側(cè)板或擋板28限定，擋板28 通過包括與側(cè)板相連的液壓缸裝置的一對頂推桿(未示出)安裝在軋輥末 端。熔池30的上表面(通常稱為彎月面)可以上升至輸送噴嘴26的最低端 之上，這樣輸送噴嘴26的底端就浸沒于該熔池中。鑄輥22被供應(yīng)的冷卻劑內(nèi)部水冷，由驅(qū)動裝置(未示出)反向驅(qū)動從 而在運動著的鑄輥表面形成金屬凝殼，金屬凝殼在鑄輥之間的輥隙27壓合 形成薄帶材12并從輥隙向下輸出。在雙輥鑄機11的下方，鑄造帶材12在封閉罩10內(nèi)通過而到達導(dǎo)向輥 道13,導(dǎo)向輥道13引導(dǎo)帶材從封閉罩IO輸出后到達張力輥機架14。封閉 罩10的密封是不完全的，但是其適用于封閉罩內(nèi)氣體的控制和封閉罩內(nèi)氧 氣對帶材的侵入，下文將詳細介紹。在從封閉罩10中出來后，帶材穿過另 一個位于張力輥架14的封閉罩(未示出)。封閉罩IO是由許多分開的壁段構(gòu)成的，這些壁段用不同的密封連接件 組裝成連續(xù)的封閉壁。這些壁段包括處于雙輥鑄機位置的用于封閉鑄輥的第 一壁段41;還包括封閉壁42，延伸到第 一封閉壁段41之下形成了 一個開口 ， 與廢料箱40上邊密封結(jié)合。在廢料箱40和封閉壁42之間的密封件43可以 在封閉壁42的開口周圍通過刀口封接或妙、封形成，它可以通過廢料箱40相 對于封閉壁42的垂直運動來建立或打破。更特別的是，廢料箱40的上邊可 以具有一個向上通道，其中充滿砂子并且在密封壁42的開口周圍向下與一 個刀緣相接。密封件43通過上升廢料箱40使得此刀緣穿過通道中的砂子而 形成密封。從操作位置下降廢料箱40可以打破該密封件43，準備從連鑄機 運動至廢料傾倒位置(未示出)。廢料箱40安裝在一個支架45上，支架45具有輪子46在軌道47上運 行，因此廢料箱可以移動到廢料傾倒位置。支架45安裝有一套動力螺旋千 斤頂48，可以從較低的位置(與密封壁42具有一定間隔)將廢料箱40抬到 升高的位置(在此刀緣可以穿透砂子從而在兩者之間形成密封件43)。封閉罩10另外還具有一個第三封閉壁段61，封閉壁段61將引導(dǎo)輥道
包圍并與張力輥架14的外殼相連，張力輥架包括一對張力輥50。封閉罩IO 的第三壁段61通過滑動密封件63形成密封。大多數(shù)的封閉壁段41、 42、 61都用耐火轉(zhuǎn)砌襯。廢料箱40可以用耐火 磚砌襯也可以用可注耐火材料作內(nèi)襯。通過這種方式，在澆注操作之前就完成了整個封閉罩10的密封，因此 當(dāng)帶材從鑄輥22穿過張力輥架14時，限制了氧氣對帶材的侵入。最初帶材 消耗密封空間10中所有氧氣使其表面形成嚴重的氧化皮。然而封閉罩10限 制了氧氣從周圍大氣中進入封閉罩中，從而降低了可被帶材吸收的氧氣量。 這樣，在最初的開澆過程結(jié)束后，封閉罩10保持被消耗后的含氧量，從而 限制了帶材12的氧化。以這種方式，不需要向封閉罩連續(xù)輸入還原性或者 非氧化性氣體就可以控制氧化皮的形成。當(dāng)然，還原性或非氧化性氣體可以通過封閉壁輸入。然而，為了避免開 澆階段的嚴重氧化，在澆注操作之前可以先對封閉罩IO進行氣體沖洗處理， 從而降低封閉罩10中最初的氧濃度，并且減少了通過帶材與氧氣反應(yīng)達到 穩(wěn)定氧濃度所需的時間。封閉罩10可以用氮氣較方便的進行氣體沖洗。已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使在最初的開澆階段，如果最初的氧濃度減少至5% 10%,在封 閉罩10出口處帶材的氧化皮厚度可以限制到約10~ 17微米之間。在澆注開始時，在鑄造條件穩(wěn)定之前已經(jīng)澆注出 一段不長的缺陷帶材。 當(dāng)連鑄開始后，鑄輥22先略略分開然后再靠攏，就像澳大利亞專利申請 AU646981和美國專利申請US5287912那樣，^使得帶材前端斷開^v而4吏后面 的帶材12有一個干凈的端部。缺陷材料掉入位于連鑄機11下方能夠的廢料 箱40內(nèi)，如圖2所示，此時通常從樞軸35向下懸垂至連鑄機出口一邊的可 擺動擋板38擺過連鑄機出口以引導(dǎo)薄鑄造帶材12的干凈端部至引導(dǎo)輥道 13,引導(dǎo)輥道13將帶材送入張力輥機架14。之后擋板38返回到圖2中的懸 垂位置使得帶材12在其進入引導(dǎo)輥道13之前，在連鑄機下部形成懸垂活 套，如圖1和圖2所示。引導(dǎo)輥道13由一系列帶材支撐輥37組成，在帶材 進入張力輥架14之前支撐帶材。支撐輥37在連鑄機之下從張力輥架14向 后按列布置，向后的曲線平滑過渡來接收并引導(dǎo)來自活套36的帶材。雙輥鑄機可以是已批準的美國專利US5184668和US5277243，或者 US5488988中的結(jié)構(gòu)。這些專利已經(jīng)介紹了結(jié)構(gòu)細節(jié)，且這些細節(jié)并不是本 發(fā)明的內(nèi)容。
張力輥架14包括一對張力輥50，對熱軋機15產(chǎn)生張力。因此，當(dāng)帶 材從鑄輥22經(jīng)過引導(dǎo)輥道13并進入張力輥架14時可以懸掛在活套36上。 張力輥50可以在自由懸垂的活套和位于工藝流程下游的帶材張力之間提供 張力支架。張力輥50還可以穩(wěn)定進料板38上帶材的位置，進料板38將帶 材送入熱軋機15中。然而，還發(fā)現(xiàn)實際上，帶材在引導(dǎo)輥道13上具有很強 的向邊部偏移的趨勢，從而使活套36的形狀產(chǎn)生變形。結(jié)果就是在帶材邊 緣產(chǎn)生波浪和裂紋，嚴重時大量的橫向裂紋導(dǎo)致帶材斷裂。為了控制帶材的波浪，張力輥50的外形是凸起的并盡可能在全部寬度 方向上夾緊帶材，并且一對氣動或液壓缸體元件(未示出)布置在張力輥50 的兩端。缸體元件32單獨操作從而可以改變施加到兩個夾緊位置的壓力， 因此使施加于帶材12那些位置上的速度產(chǎn)生偏差并隨后導(dǎo)引帶材。以這種 方式，可以根據(jù)位于帶材邊緣夾緊位置的帶材夾緊密度的偏差來操作張力輥 50并進行導(dǎo)引。薄鑄造帶材12從張力輥架14傳送到熱軋機15，熱軋機15包括上工作 輥16A和下工作輥16B。鄰近上工作輥16A的是端板70A,為三列噴嘴71A 和71B提供冷卻劑。最接近帶材容器24的一列噴嘴71A可以從端板70A在 例如100psi壓力下輸送470gpm的冷卻劑。在澆注過程中噴嘴71A未被調(diào) 整，但是在整個澆注過程中都對上工作輥16A進行了冷卻。余下的兩列噴嘴 72A每列具有12個噴嘴，例如可以在100psi壓力下輸送235gpm的冷卻劑， 或者與以前的列交叉每列具有13個噴嘴，例如可以從端^反70A在1 OOpsi壓 力下輸送400gpm的冷卻劑。兩列噴嘴72A的分布使得來自噴嘴的噴射不會 彼此干涉而降低噴射的冷卻效果。來自噴嘴71A的冷卻劑噴射75和來自噴 嘴72A的冷卻劑噴射76的控制可以通過現(xiàn)有的上端板閥73A或者流量儀表 73A由操作者手動控制得到理想的流動速率來實現(xiàn)。此外，如果不是全部， 那么來自噴嘴72A的噴射76的至少一些或者大多數(shù)可以通過位于上工作輥 16A的工作表面77A的至少三個橫向區(qū)域之一的單獨控制閥74A單獨控制， 三個橫向區(qū)域是兩個邊緣區(qū)域78A和一個中心區(qū)域79A。此外，也可以布置 中間或四分之一 區(qū)域80A來控制四分之一 波浪；或者可以布置僅僅由實施例 的幾何形狀來控制的任何數(shù)量的區(qū)域，并且噴嘴72A的數(shù)量可以由單獨控制 閥74A來調(diào)整。可以理解的是單獨控制閥74A在給定區(qū)域內(nèi)可以控制不只 一個噴嘴72A,其與熱軋機的具體實施例有關(guān)。然而，通常為每個噴嘴72A從而在熱軋機的操作上具有更大的靈活性和有效 性來控制工作輥16A的形狀并進而控制鑄造帶材的形狀。噴嘴72A的布置 的優(yōu)選距離是相距2英寸。在任何情況下，來自噴嘴72A的噴射要合理分布 使得噴射的分布在工作輥16A的工作表面77A的區(qū)域之間實質(zhì)重疊。以這 種方式，可控噴嘴72A可以響應(yīng)并有效控制穿過整個帶材12的任何位置的 形狀缺陷。可以提供一個泵桿81，在冷卻劑沖擊到工作表面77A之后，來 排放來自噴嘴71A和72A的噴射75和76的冷卻劑，從而防止冷卻劑在能 夠由局部冷卻引起缺陷的位置接觸帶材12。相似地，鄰近下工作輥16B的是端板70B，為三列噴嘴71B和72B提 供冷卻劑。最接近帶材容器24的一列噴嘴71B可以從端板70B在例如100psi 壓力下輸送470gpm的冷卻劑。在澆注過程中噴嘴71B未被調(diào)整，但是在整 個澆注過程中都對下工作輥16B進行了冷卻。兩列噴嘴72B每列具有12個 噴嘴，例如可以在100psi壓力下輸送235gpm的冷卻劑，或者與以前的列交 叉每列具有13個噴嘴，例如可以從端板70B在100psi壓力下輸送400gpm 的冷卻劑。兩列噴嘴72B的分布使得來自噴嘴的噴射不會彼此干涉而降低噴 射的冷卻效果。來自噴嘴71B的冷卻劑噴射75和來自噴嘴72B的冷卻劑噴 射76的控制可以通過現(xiàn)有的下端板閥73B由操作者手動控制。此外，如果 不是全部，那么來自噴嘴72B的噴射76的至少一些或者大多數(shù)可以通過位 于穿過下工作輥16B的工作表面77B的至少三個橫向區(qū)域之一的單獨控制 閥74B單獨控制，三個橫向區(qū)域是兩個邊緣區(qū)域78B和一個中心區(qū)域79B。 此外，也可以布置中間或四分之一區(qū)域80B來控制四分之一波浪；或者可以 布置僅僅由實施例的幾何形狀來控制的任何數(shù)量的區(qū)域，并且噴嘴的數(shù)量可 以由單獨控制閥74B來調(diào)整?？梢岳斫獾氖菃为毧刂崎y74B在給定區(qū)域內(nèi) 可以控制不只一個噴嘴72B，其與熱軋機的具體實施例有關(guān)。然而，優(yōu)選的 是為每個噴嘴72B提供一個單獨控制閥74B從而在熱軋機的操作上具有更 大的靈活性和有效性來控制工作輥16B的形狀以及鑄造帶材的形狀。噴嘴 72B的布置優(yōu)選是相距2英寸。在任何情況下，來自噴嘴72B的噴射要合理 分布使得噴射的分布不會在工作輥16B的工作表面77B的區(qū)域之間重疊。 以這種方式，可控噴嘴72B可以響應(yīng)并有效控制穿過整個帶材12的任何位 置的形狀缺陷。在澆注過程中，工作輥16A和16B的溫度通過冷卻劑噴射75和76的
作用保持在一個可以接受的范圍內(nèi)(例如，250。C以下)，同時經(jīng)過熱軋機 的帶材12的溫度約為120(TC。工作輥大部分的冷卻是通過來自最接近帶材 的噴嘴71A和71B的噴射75提供的，從而來自噴嘴72A和72B的冷卻劑也 基本上可以用來控制帶材的形狀。對于可控噴嘴72A和72B的通常的控制 動作是增加或減少噴射到工作輥16A和16B的工作表面77A和77B上出現(xiàn) 松弛或張緊的區(qū)域的冷卻劑噴射的流量(體積和/或速度)。由于當(dāng)使用自動 流量控制時位于外部兩列的部分噴嘴72A和72B被預(yù)先調(diào)整到部分關(guān)閉的 位置來實現(xiàn)流量控制，正常的操作模式應(yīng)當(dāng)是使所有的在上端板70A上的噴 嘴72A上的單獨控制閥74A處于大約40%到60%的開放位置?；蛘撸?dāng)使 用手動控制時，正常操作模式是使位于上端板70A上的噴嘴72A上的單獨 控制閥74A在關(guān)閉位置開始啟動。在任何情況下，下工作輥16B的下端板 70B，由控制閥74B提供單獨控制，是為噴嘴72B的中間和下端(距離帶材 12最遠)的25個噴嘴中的每個服務(wù)的。
如圖6所示，在連鑄之后的軋制過程中觀察到軋制的薄鑄造帶材出現(xiàn)了 連續(xù)的四分之一波浪，而且沒有消除的可能性。在該流程完成之后，為上下 工作輥16A和16B (分別是TWR和BWR)測量軋制溫度。圖6顯示了在 軋制結(jié)束后立刻測量的溫度和軋制完成后大約45分鐘后測量的工作輥16A 和16B的溫度。在圖6中用兩條豎線近似表示了帶材的邊界。該圖顯示了下 工作輥16B(BWR)相對正常的溫度分布圖；然而在上工作輥16A (TWR)的 傳動側(cè)觀察到較大的溫度升高。這被兩次測量所證實。為了盡量避免在后續(xù) 的連鑄產(chǎn)品中發(fā)生四分之一波浪，在熱軋機15中安裝了不同組工作輥16A 和16B。然而，在帶材的傳動側(cè)還是觀察到較為嚴重的驅(qū)動側(cè)四分之一波浪， 與圖6中所示的溫度分布圖的不對稱性很相似。鑄造產(chǎn)物在軋才幾15中由兩個具有近似圓形工作面的工作輥16A和16B 熱軋。熱軋開始時觀察到一個小的操作側(cè)四分之一波浪和傳動側(cè)邊緣波。結(jié) 果，為了消除這些缺陷，在此區(qū)域內(nèi)的鄰近上工作輥和下工作輥的可控噴嘴 72A和72B打開一半轉(zhuǎn)動增量。圖8顯示了鄰近下工作輥16B的25個控制 閥72B每個的位置(在轉(zhuǎn)動打開位置)。圖9顯示了通過噴嘴71A、 71B、 72A和72B的冷卻劑流量作為壓力的函數(shù)。其中虛線表示在內(nèi)側(cè)和中心排列 的噴嘴71A、 71B、 72A和72B，實線表示的是外側(cè)排列的噴嘴72A和72B。 經(jīng)過冷卻劑流量的調(diào)整，操作側(cè)四分之一波浪和傳動側(cè)邊緣波被消除了。在
軋制結(jié)束后重新測量上下工作輥的溫度，結(jié)果如圖7所示。圖7所示的溫度曲線與圖6有很大的不同。首先，上工作輥(TWR) 的溫度不再有圖6中的傳動側(cè)的峰值，并且軋輥溫度曲線與圖6中的下工作 輥(BWR)溫度曲線相似。下工作輥在帶材軸向上的溫度分布是拋物線形的 而不是單調(diào)變化的，薄鑄造帶材12的邊緣位于第2和第24個噴嘴的位置， 控制閥模型和圖6與圖7之間的溫度差異顯示了下工作輥16的波浪的控制 并且?guī)Р男螤钜部梢酝ㄟ^本發(fā)明得到控制。為了在薄鑄造帶材中自動控制形狀缺陷，帶材形狀的變化可以通過位于 熱軋機下游的傳感裝置檢測帶材軸向上每個單獨區(qū)域內(nèi)的形狀，并且將指示 每個單獨區(qū)域內(nèi)所有位置處的帶材形狀的電子信號傳輸給控制系統(tǒng)的邏輯 裝置例如計算機(未示出)。傳感裝置可以是例如一個傳感輥29，如VAI CLECIM制造的250-400mm直徑的Planicim反射輥，用來檢測帶材軸向上 的局部應(yīng)力?；蛘?，傳感裝置可以是激光或者其它例如由LASCON制造的 光學(xué)距離測量裝置?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)來自傳感裝置的電信號，控制冷卻劑穿過 沿著工作輥16A和16B的寬度方向的單獨可控噴嘴72A和的流量。在 整個工作輥16A和16B上分布的每個可控噴嘴72A可以具有一個控制器， 但是并不是一定要提供這種控制。在任何情況下，該控制器可以單獨控制每 個區(qū)域內(nèi)利用噴嘴噴射的冷卻劑的流量，以便例如控制工作輥16A和16B 的工作表面的形狀，進而控制薄鑄造帶材的形狀。
權(quán)利要求
1、一種在熱軋機中控制帶材形狀的方法，包括a.裝配熱軋機，該熱軋機具有帶工作表面的工作輥，在工作輥之間形成輥縫，熱帶材通過輥縫時被軋制，所述工作輥的工作表面與被軋制的理想的帶材輪廓相關(guān)；b.對工作輥工作表面的至少三個橫向區(qū)域進行局部冷卻控制，所述三個橫向區(qū)域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域；c.在工作輥之間軋制帶材；和d.在至少一個工作輥的每個橫向區(qū)域改變局部冷卻，從而單獨控制每個區(qū)域內(nèi)的工作輥的形狀，并抑制由熱軋機軋制的帶材的形狀缺陷的形成。
2、 如權(quán)利要求1所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中至少設(shè) 置五個一黃向區(qū)域，即一個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域。
3、 如權(quán)利要求1所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中設(shè)置區(qū) 域的數(shù)量與局部冷卻裝置的數(shù)量相同。
4、 如權(quán)利要求1所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中包括以 下附加步驟e. 檢測熱軋機下游的每個區(qū)域內(nèi)的帶材的形狀；f. 根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀所控制的控制系統(tǒng) 來自動改變每個區(qū)域內(nèi)的局部冷卻控制。
5、 如權(quán)利要求1所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中所述工 作表面的局部冷卻控制區(qū)域可以延伸到帶材邊緣以外。
6、 如權(quán)利要求5所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中至少設(shè) 置五個4黃向區(qū)域，即一個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域。
7、 如權(quán)利要求5所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中設(shè)置區(qū) 域的數(shù)量與局部冷卻裝置的數(shù)量相同。
8、 如權(quán)利要求5所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中包括以 下附加步驟e. 檢測熱軋機下游的每個區(qū)域內(nèi)的帶材的形狀；f. 根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀所控制的控制系統(tǒng) 來自動改變每個區(qū)域內(nèi)的局部冷卻控制。
9、 一種在熱軋機中控制帶材形狀的方法，包括a. 裝配熱軋機，該熱軋機具有帶工作表面的工作輥，在工作輥之間形 成輥縫，熱帶材通過輥縫時被軋制，所述工作輥的工作表面與被軋制的理想 的帶材輪廓相關(guān)；b. 裝配噴嘴，所述噴嘴在至少三個橫向區(qū)域沿著工作輥間隔設(shè)置，所 述三個橫向區(qū)域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域，并且所述噴嘴可以在至少 一個工作輥的工作表面的每個區(qū)域上單獨噴射冷卻劑，在每個區(qū)域內(nèi)由噴嘴 噴射的冷卻劑都可以單獨控制；c. 裝配控制系統(tǒng)，可以單獨調(diào)整每個區(qū)域內(nèi)來自噴嘴的噴射到工作輥 工作表面的冷卻劑的流量；和d. 在工作輥之間軋制帶材并改變穿過工作輥的每個區(qū)域內(nèi)流向一個噴 嘴的冷卻劑的流量，從而控制軋制帶材的形狀，并抑制穿過由熱軋機軋制的 帶材的任何區(qū)域內(nèi)的形狀缺陷的形成。
10、 如權(quán)利要求9所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中至少設(shè) 置五個4黃向區(qū)域，即一個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和兩個邊》彖區(qū)域。
11、 如權(quán)利要求9所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中設(shè)置區(qū) 域的數(shù)量與噴嘴的數(shù)量相同。
12、 如權(quán)利要求9所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中來自每 個噴嘴的冷卻劑的流量可以單獨控制。
13、 如權(quán)利要求9所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中包括以 下附加步驟e. 檢測熱軋機下游的每個區(qū)域內(nèi)的帶材的形狀；f. 根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀所控制的控制系統(tǒng) 來自動改變每個區(qū)域內(nèi)的局部冷卻控制。
14、 如權(quán)利要求9所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中在帶材 邊緣之外沿著所有工作輥的工作表面裝配噴嘴。
15、 如權(quán)利要求14所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中至少 i殳置五個橫向區(qū)域，即一個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域。
16、 如權(quán)利要求14所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中設(shè)置 區(qū)域的數(shù)量與噴嘴的數(shù)量相同。
17、 如權(quán)利要求14所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中來自 每個噴嘴的冷卻劑的流量可以單獨控制。
18、 如權(quán)利要求11所述的在熱軋機中控制帶材形狀的方法，其中包括以下附加步驟e. 才企測熱軋沖幾下游的每個區(qū)域內(nèi)的帶材的形狀；f. 根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀所控制的控制系統(tǒng) 來自動改變每個區(qū)域內(nèi)的局部冷卻控制。
19、 一種通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶材的方法，包括以 下步驟a. 裝配具有一對鑄輥的薄帶材連鑄機，在鑄輥之間具有一個輥隙；b. 裝配金屬輸送系統(tǒng)，可以在輥隙之上的鑄輥之間形成一個鑄造熔池， 在所述輥隙的末端具有側(cè)板來限制所述鑄造熔池；c. 鄰近薄帶材連鑄機裝配熱軋機，熱軋機具有帶工作表面的工作輥，在 工作輥之間形成輥縫，熱帶材通過輥縫時被禮制，所述工作輥的工作表面與 穿過工作輥的理想的帶材輪廓相關(guān)；d. 裝配噴嘴，在至少三個橫向區(qū)域沿著熱軋機工作輥間隔設(shè)置，所述三 個橫向區(qū)域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域，并且可以在每個區(qū)域內(nèi)噴射冷 卻劑，在每個區(qū)域內(nèi)由噴嘴噴射的冷卻劑的流動體積都可以單獨控制；e. 裝配控制系統(tǒng)，可以單獨調(diào)整每個區(qū)域內(nèi)來自至少 一些噴嘴的噴射到 熱軋機每個工作輥的工作表面的冷卻劑的流量；f. 將熔融鋼引到所述一對鑄輥之間來形成支撐在鑄輥的鑄造表面之上 的由所述第 一側(cè)板限制的鑄造熔池；g. 反向旋轉(zhuǎn)鑄輥在鑄輥表面上形成金屬凝殼，并且通過鑄輥之間的輥隙 由所述凝殼鑄造薄鋼帶；和h. 在工作輥之間軋制薄鑄造帶材并改變到每個區(qū)域內(nèi)的至少一個噴嘴 的冷卻劑的流量，從而控制至少一個工作輥的工作表面的形狀，并抑制由熱 軋機軋制的薄鑄造帶材任何區(qū)域內(nèi)的形狀缺陷的形成。
20、 如權(quán)利要求19所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中至少設(shè)置五個橫向區(qū)域，即一個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和 兩個邊緣區(qū)域。
21、 如權(quán)利要求19所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中設(shè)置區(qū)域的數(shù)量與噴嘴的數(shù)量相同。
22、 如權(quán)利要求19所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中來自每個噴嘴的冷卻劑的流量單獨控制。
23、 如權(quán)利要求19所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中包括以下附加步驟i.檢測熱軋機下游的每個區(qū)域內(nèi)的帶材的形狀；k.通過根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀所控制的控制 系統(tǒng)，來自動改變到每個區(qū)域內(nèi)的至少一個噴嘴的冷卻劑流量。
24、 如權(quán)利要求19所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中在帶材邊緣之外沿著所有工作輥的工作表面裝配噴嘴。
25、 如權(quán)利要求24所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中至少設(shè)置五個一黃向區(qū)域，即一個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和 兩個邊緣區(qū)域。
26、 如權(quán)利要求24所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中設(shè)置區(qū)域的數(shù)量與噴嘴的數(shù)量相同。
27、 如權(quán)利要求24所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中來自每個噴嘴的冷卻劑的流量單獨控制。
28、 如權(quán)利要求24所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的方法，其中包括以下附加步驟i,檢測熱軋機下游的每個區(qū)域內(nèi)的帶材的形狀；k.通過根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀所控制的控制 系統(tǒng)，來自動改變到每個區(qū)域內(nèi)的至少一個噴嘴的冷卻劑流量。
29、 一種熱軋才幾，包括a. 具有帶工作表面的工作輥，在工作輥之間形成輥縫，熱帶材通過輥縫 時被軋制，所述工作輥的工作表面與被軋制的理想的帶材輪廓相關(guān)；b. 局部冷卻裝置，在至少三個橫向區(qū)域內(nèi)沿著工作輥間隔設(shè)置，所述三 個橫向區(qū)域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域，并且可以在每個區(qū)域內(nèi)單獨調(diào) 整工作輥的冷卻；c. 一個控制系統(tǒng)，可以在每個區(qū)域內(nèi)單獨調(diào)整冷卻裝置，從而控制工作 輥工作表面的形狀曲線，并且抑制每個區(qū)域內(nèi)缺陷的形成。
30、 如權(quán)利要求29所述的熱軋機，其中至少設(shè)置五個橫向區(qū)域，即一 個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域。
31、 如權(quán)利要求29所述的熱軋機，其中設(shè)置區(qū)域的數(shù)量與噴嘴的數(shù)量 相同。
32、 如權(quán)利要求29所述的熱軋機，其中還包括e. 斗企測熱軋i^下游的每個區(qū)域內(nèi)的帶材的形狀；f. 根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀所控制的控制系統(tǒng) 來自動改變每個區(qū)域內(nèi)的局部冷卻控制。
33、 一種熱軋才幾，包4舌a. 具有帶工作表面的工作輥，在工作輥之間形成輥縫，熱帶材通過輥 縫時被軋制，所述工作輥的工作表面與被軋制的理想的帶材輪廓相關(guān)；b. 噴嘴，在至少三個橫向區(qū)域內(nèi)沿著工作輥間隔設(shè)置，所述三個橫向區(qū) 域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域，并且可以在穿過至少一個工作輥的工作 表面上噴射冷卻劑，在每個區(qū)域內(nèi)由噴嘴噴射的冷卻劑都單獨控制；c. 控制系統(tǒng)，可以單獨調(diào)整每個區(qū)域內(nèi)來自噴嘴的噴射到熱軋機每個工 作輥工作表面的冷卻劑的流量，所述控制系統(tǒng)可以改變在穿過工作輥的每個 區(qū)域內(nèi)通過這些噴嘴的冷卻劑的流量，從而控制被噴射的工作輥的工作表面 的形狀，并抑制由熱軋機軋制的帶材形狀缺陷的形成。
34、 如權(quán)利要求33所述的熱軋機，其中至少設(shè)置五個橫向區(qū)域，即一 個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和兩個邊纟彖區(qū)域。
35、 如權(quán)利要求33所述的熱軋機，其中設(shè)置區(qū)域的數(shù)量與噴嘴的數(shù)量 相同。
36、 如權(quán)利要求33所述的熱軋機，其中來自每個噴嘴的冷卻劑的流量 單獨控制。
37、 如權(quán)利要求33所述的熱軋機，其中還包括d. 位于工作輥下游的傳感器，可以檢測每個區(qū)域內(nèi)帶材的形狀；e. 控制系統(tǒng)，根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀來自動 改變到每個區(qū)域內(nèi)的至少 一個噴嘴的冷卻劑的流量。
38、 如權(quán)利要求33所述的熱軋機，在帶材邊緣之外的區(qū)域內(nèi)沿著工作 表面裝配噴嘴。
39、 如權(quán)利要求38所述的熱軋機，其中至少設(shè)置五個橫向區(qū)域，即一 個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和兩個邊緣區(qū)域。
40、 如權(quán)利要求38所述的熱軋機，其中設(shè)置區(qū)域的數(shù)量與噴嘴的數(shù)量 相同。
41、 如權(quán)利要求38所述的熱軋機，其中來自每個噴嘴的冷卻劑的流量 單獨控制。
42、 如權(quán)利要求38所述的熱軋機，其中還包括d. 位于工作輥下游的傳感器，可以檢測每個區(qū)域內(nèi)帶材的形狀；和e. 控制系統(tǒng)，根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀來自動 改變到每個區(qū)域內(nèi)的至少 一個噴嘴的冷卻劑的流量。
43、 一種通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶材的設(shè)備，包括a. 具有一對鑄輥的薄帶材連鑄機，在鑄輥之間具有一個輥隙；b. 金屬輸送系統(tǒng)，可以在輥隙之上的鑄輥之間形成一個鑄造熔池，在 所述輥隙的末端具有側(cè)板來限制所述鑄造熔池；c. 鄰近薄帶材連鑄機的一個熱軋機，熱軋機具有帶工作表面的工作 輥，在工作輥之間形成輥縫，熱帶材通過輥縫時被軋制，所述工作輥的工作 表面與被軋制的理想的帶材輪廓相關(guān)；d. 多個局部冷卻裝置，在至少三個橫向區(qū)域沿著熱軋機的至少一個工 作輥的工作表面間隔設(shè)置，所述三個橫向區(qū)域是一個中心區(qū)域和兩個邊緣區(qū) 域，并且所述多個局部冷卻裝置可以對至少一個工作輥的工作表面進行局部 冷卻控制，在每個區(qū)域內(nèi)的冷卻都單獨控制；e. 驅(qū)動裝置，可以反向旋轉(zhuǎn)鑄輥，以在鑄輥表面上形成金屬凝殼，并 且通過鑄輥之間的輥隙由所述凝殼鑄造薄鋼帶；和f. 控制系統(tǒng)，可以單獨調(diào)整^C冷卻的熱軋沖幾的每個工作輥的工作表面 的局部冷卻控制，從而控制工作輥的工作表面的形狀，并抑制由熱軋機形成 的帶材任何區(qū)域的形狀缺陷的形成。
44、 如權(quán)利要求43所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的設(shè)備，其中至少設(shè)置五個橫向區(qū)域，即一個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和 兩個邊緣區(qū)域。
45、 如權(quán)利要求43所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的設(shè)備，其中設(shè)置區(qū)域的數(shù)量與局部冷卻裝置的數(shù)量相同。
46、 如權(quán)利要求43所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的設(shè)備，其中每個局部冷卻裝置都單獨控制。
47、 如權(quán)利要求43所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的設(shè)備，其中還包括g. 位于熱軋機下游的傳感器，可以檢測帶材每個區(qū)域內(nèi)的帶材形狀；h. 控制系統(tǒng)，根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀來自動 改變到每個區(qū)域內(nèi)的至少 一 個噴嘴的冷卻劑的流量。
48、 如權(quán)利要求47所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的設(shè)備，其中，在帶材邊緣之外沿著工作表面裝配局部冷卻裝置。
49、 如權(quán)利要求47所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的設(shè)備，其中至少設(shè)置五個區(qū)域，即一個中心區(qū)域、兩個中間區(qū)域和兩個 邊緣區(qū)域。
50、 如權(quán)利要求47所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的設(shè)備，其中設(shè)置區(qū)域的數(shù)量與局部冷卻裝置的數(shù)量相同
51、 如權(quán)利要求47所述的通過連鑄生產(chǎn)具有可控帶材形狀的薄鑄造帶 材的設(shè)備，其中還包括g. 位于熱軋才幾下游的傳感器，可以4企測帶材每個區(qū)域內(nèi)的帶材形狀；h. 控制系統(tǒng)，根據(jù)熱軋機下游帶材每個區(qū)域內(nèi)檢測的帶材形狀來自動 控制每個區(qū)域內(nèi)的局部冷卻裝置。
全文摘要
熱軋機(15)和用來該操作熱軋機的方法，其中熱軋帶材(12)的形狀通過在至少三個橫向區(qū)域內(nèi)沿著工作輥間隔設(shè)置的局部冷卻裝置(71A，72A，71B，72B)來控制，所述三個橫向區(qū)域包括一個中心和兩個邊緣區(qū)域，并且可以單獨冷卻每個區(qū)域來控制該區(qū)域的工作輥(16A，16B)的形狀和抑制帶材(12)在熱軋過程中發(fā)生形狀缺陷?？梢匝毓ぷ鬏?16A，16B)的工作表面設(shè)置五個區(qū)域，從而兩個中間區(qū)域可以控制四分之一波浪。所述熱軋機特別應(yīng)用于連鑄薄帶材。該方法可以通過檢測熱軋機下游每個區(qū)域的帶材形狀而自動執(zhí)行。
文檔編號B21B27/10GK101128271SQ200680005597
公開日2008年2月20日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者杰伊·J·翁德羅維克, 格倫·華萊士, 理查德·布里塔尼克, 蒂諾·多曼蒂 申請人:紐科爾公司