熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的方法和裝置的製作方法

2023-06-21 19:36:31 1

專利名稱：熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過減少帶材熱精軋時氧化皮的生成在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的方法和裝置。
在帶材軋制時，在高溫下鐵與氧或空氣等氣體接觸時，在帶材表面會形成反應產物的薄膜，也就是氧化皮。由於有氧化皮，帶材可能有壞的影響，如氧化，因此氧化皮必須除去。去除帶材上的氧化皮的通常做法是把高壓水流噴到帶材的表面。
圖4示出了普通熱精軋機系統中氧化皮去除裝置的示意圖。圖5是示出普通熱精軋機系統中軋制材料的溫度與氧化皮厚度的關係圖。
在圖4所示的普通熱精軋機系統中，多個精軋機，也就是第一至第七精軋機101-107沿著粗軋機(未示出)下遊的軋制材料傳送方向排成一行。各精軋機101-107各有一對(上、下)工作輥201-207。這樣構成了精軋機組100。在精軋機組100的進口側，設有一氧化皮破碎機301用來移去軋制材料S上形成的氧化皮。氧化皮破碎機301有噴嘴302安排在軋制材料S的上下方。噴嘴把高壓(如200kgf/cm2)的水噴到軋制材料的上下表面去除氧化皮。
因此，在板坯由粗軋機粗軋後傳送出的軋制材料被送到精軋機組100的進口側，在該處在精軋前由氧化皮破碎機301把軋制材料表面上的氧化皮除去。詳細地說，高壓(例如200kgf/cm2)的水通過上下噴嘴噴出噴到傳送的軋制材料S的上下表面去除粘著的氧化皮。去除氧化皮的軋制材料S送到精軋機組100，由第一至第七精軋機101-107的工作輥201-207進行精軋，精軋到預定的厚度。
圖5示出軋制材料S去除氧化皮和精軋時軋制材料S的溫度和氧化皮厚度的關係圖。圖中A表示由氧化皮破碎機301去除氧化皮的時間，B、C、D、E、F、G和H代表第一至第七精軋機101-107精軋的時間。該圖表明在氧化皮破碎機301去除氧化皮的時間，軋制材料S的氧化皮的厚度迅速降低，在精軋時間B、C、D、E、F、G和H該值也下降。同時，氧化皮減薄或除去。
採用這種精軋機系統，要求以高速傳送軋制材料以便提高工作效率。但是，當軋制材料高速傳送時，當嚙合進入精軋機101-107中時其前端與工作輥201-207的外周邊碰撞。結果，工作輥201-207會變形或損壞。因此採用這種精軋機系統，軋制材料S必須以低速傳送，因此軋制材料S要比較長的時間才能嚙合進入工作輥201-207中，促進了氧化皮的生成。因此，在軋制後軋制材料S的氧化皮的厚度超過5μm的限制。在精軋時，氧化皮捲入軋制材料S的表面中，造成缺陷。這樣顯著地惡化了軋制材料S的質量。
因此，本發明是要解決上述問題，本發明的目的是提供一種在熱精軋機系統中抑制氧化皮生成的方法及裝置。通過可靠地減少在軋制材料上生成氧化皮改進最終產品的質量可實現本發明的上述及其它目的。
按照本發明的第一方面，提供了一種在使用設置成一行的多臺精軋機熱精軋帶材時抑制氧化皮缺陷生成的方法，包括在沿帶材傳送方向各預定數目的精軋機的上遊的一位置冷卻帶材的表面部分，所述的位置為從各預定數目的精軋機的中心向上遊1.8至3.0m的距離處，軋制材料順序地反覆地表面冷卻及精軋直到到達預定數目的精軋機中的最後一個，因此抑制了帶材表面的氧化皮缺陷的生成。
按照本發明的第二方面，提供了類似第一方面的抑制氧化皮缺陷生成的方法，其特徵在於預定數目的精軋機中的最後一個是第三精軋機。
按照本發明的第三方面提供了一種在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的裝置，包括一個精軋機組具有排成一行的多臺精軋機，用來精軋帶材；用來冷卻帶材表面的表面冷卻器，所述的表面冷卻器設在沿帶材的傳送方向預定數目的精軋機中各個的上遊側的一個位置，所述的位置為從預定數目的精軋機中各個的中心的上遊側的1.8至3.0m處。
按照本發明的第四方面，提供了一種類似第三方面的抑制氧化皮缺陷生成的裝置，其中所述的預定數目的精軋機包括第一、第二和第三精軋機，所述的表面冷卻器包括用來冷卻帶材的上下表面的第一、第二和第三表面冷卻器，所述的第一、第二和第三表面冷卻器分別設在相對第一至第三精軋機的所述的位置。


圖1是按照本發明一個實施例的實施在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的方法的抑制氧化皮缺陷生成的裝置的示意圖；圖2是示出按照本實施例的在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的裝置熱精軋時軋制材料的溫度和氧化皮厚度的關係圖；圖3是示出採用按照本實施例的在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的裝置氧化皮生成速率和軋制材料表面溫度的關係曲線圖；圖4是普通熱精軋機系統的去氧化皮裝置的示意圖；和圖5是普通熱精軋機系統熱精軋時軋制材料的溫度和氧化皮厚度的關係曲線圖。
下面詳細說明本發明的一個實施例。
圖1是按照本發明一個實施例的實施在熱精軋時抑制氧化皮缺陷的生成的方法的抑制氧化皮缺陷生成的裝置的示意圖；圖2是示出按照本實施例的在熱精軋時抑制氧化皮缺陷的生成的裝置熱精軋時軋制材料的溫度和氧化皮厚度的關係圖；圖3是示出採用按照本實施例的在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的裝置氧化皮生成速率和軋制材料表面溫度的關係曲線圖。
採用按照本實施例的在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的裝置(如圖1所示)，多個精軋機，也就是第一精軋機11、第二精軋機12、第三精軋機13、第四精軋機14……沿著粗軋機(未示出)的下遊輸送軋制材料S的方向排成一行。這些精軋機11、12、13、14各有一對(上、下)工作輥21、22、23、24……，這樣構成精軋機組10。在精軋機組10的進口側，設有一臺氧化皮破碎機31去除軋制材料S上形成的氧化皮。氧化皮破碎機31具有一對(上、下)噴嘴32，設在軋制材料S的上下方。噴嘴32把高壓(例如180kgf/cm2)的水噴在軋制材料S的上下表面以去除氧化皮。
在第一至第三精軋機11-13的進口側分別設有第一至第三表面冷卻器41-43，用來冷卻軋制材料S的上下表面。第一至第三表面冷卻器各有一對(上、下)噴嘴44-46。噴嘴44-46把冷卻水噴到軋制材料的上下表面冷卻軋制材料使其表面溫度降低。
把冷卻水噴到軋制材料S上的第一至第三表面冷卻器41-43的噴嘴44-46要求設在區域E1,E2,E3=0.3-1.5m範圍內，該區域E1、E2、E3分別從精軋機41、42、43的工作輥21、22、23的中心C1、C2、C3向進口側(圖1的左方)的一段距離L1、L2、L3=1.5m或更小的一位置的上遊側。
因此，當精軋材料S由上述實施例的熱精軋機系統精軋時，在板坯由粗軋機粗軋後傳送的軋制材料S傳送到精軋機組10的進口側。在該處，在精軋前由氧化皮破碎機31去除軋制材料S表面上形成的氧化皮。詳細說，例如180kgf/cm2的高壓水通過氧化皮破碎機31的上下噴嘴32噴在傳送的軋制材料S的上下表面去除粘著的氧化皮。已去除氧化皮的軋制材料S送到精軋機組10，由第一精軋機11、第二精軋機12、第三精軋機13、第四精軋機14……的工作輥21、22、23、24……軋制。這時，在由表面冷卻器41、42、43冷卻下，軋制材料S順序精軋到預定的厚度。
也就是說，在由第一精軋機11軋制前，冷卻水以例如7200升/分的水量通過第一表面冷卻器41的噴嘴44噴在軋制材料S上，使軋制材料S冷卻。經冷卻的軋制材料S由第一精軋機11的工作輥21軋制。隨後，同樣水量的冷卻水通過第二表面冷卻器42的噴嘴45噴在軋制材料S的表面，使軋制材料S冷卻。經冷卻的軋制材料S由第二精軋機12的工作輥22軋制。隨後，同樣水量的冷卻水通過第三表面冷卻器43的噴嘴46噴在軋制材料S的表面，使軋制材料S冷卻。經冷卻的軋制材料S由第三精軋機13的工作輥23軋制。隨後由第四精軋機14……的工作輥24……軋制，直到把它軋到預定的厚度。
圖2是示出軋制材料在去除氧化皮及精軋時軋制材料S的溫度和氧化皮的關係圖。在圖中，A代表氧化皮破碎機31去除氧化皮的時期，B、C、D、E、F、G、H分別代表第一至第七精軋機11-17精軋的時間，x,y,z代表由第一至第三表面冷卻器41-43冷卻的時間。
如該圖所示，在由氧化皮破碎機31去除氧化皮時間A，軋制材料S的表面溫度降到630℃，大多數氧化皮已去除。但是，內部顯熱傾向回復原始溫度的、升高軋制材料S的表面溫度，形成氧化皮。在由第一表面冷卻器41冷卻的時間x，軋制材料S的表面溫度降到620℃，把氧化皮的厚度降到4μm。隨後，基於軋制材料S的內部的熱量，傾向回復到原始溫度，使軋制材料S的表面溫度升高。但是，在第一精軋機11精軋時間B，軋制材料S的表面溫度降到720℃，使氧化皮厚度減小到2μm。在由第二冷卻器42冷卻的時間Y，軋制材料S的表面溫度降到820℃，氧化皮的厚度限制在5μm。隨後，溫度升高。但是，在第二精軋機12精軋時間C，軋制材料S的表面溫度降到730℃，使氧化皮厚度降到3μm。隨後，在由第三表面冷卻器43冷卻的時間Z，軋制材料S的表面溫度降到820℃，氧化皮的厚度限制在5μm。隨後，溫度升高，但是在第三精軋機13精軋時間D，軋制材料S的表面溫度再降低，氧化皮厚度減小到3μm。
通過如此反覆的冷卻及軋制，本專業技術人員可明白軋制材料S的氧化皮厚度可最終限制在5μm或更小。在由第四精軋機14及其後的精軋機精軋時間，軋制材料S的表面溫度為900℃或更低。因此不需要冷卻。
圖3是示出氧化皮生成速率與軋制材料S的表面溫度的關係圖。如圖中所示，軋制材料S的氧化皮生成速率隨著軋制材料表面溫度的增加成二階曲線增加。在同樣的時間中，可看到在表面溫度為1050℃或850℃時，最終的氧化皮厚度有較大差別。
按照上述實施例，第一、二、三表面冷卻器41、42、43分別設在第一、二、三精軋機11、12、13的進口側。但是設置的表面冷卻器的數目並不限於該實施例中的數目。由於軋制材料S的表面溫度要求降到900℃或更低，第四精軋機14和其後的精軋機也可設表面冷卻器。另外，在相鄰的精軋機11-14之間也可設多個表面冷卻器。另外，表面冷卻器可以設置一些或全部精軋機11-14之前。
如通過上述實施例詳細說明的，按照本發明的在軋制材料精軋時抑制氧化皮缺陷生成的方法使用基於軋機設置成一行的方法，在軋制材料精軋時，在從各精軋機的工作輥的中心向各第一預定數目的精軋機的進口側的1.5m或更小的距離的上遊側的0.3-1.5m的區域內對帶材的上下表面冷卻，這樣順序地反覆冷卻及和精軋帶材直到到達預定數目的軋機中的最後一個，因此抑制了在帶材的表面氧化皮缺陷的生成。由於順序地反覆冷卻及精軋帶材，帶材的溫度最後減小到預定溫度或更低。因此可以可靠地抑制氧化皮缺陷的生成，改善了最終產品的質量。
按照本發明的在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的裝置，精軋機組包括多個順序設置的對帶材精軋的精軋機，用來冷卻帶材的上下表面的表面冷卻器，表面冷卻器設在精軋機的各第一預定數目的精軋機的進口側，其中由表面冷卻器冷卻的區域在從各精軋機的工作輥的中心向各精軋機的進口側的1.5m或更小的距離的上遊側的0.3-1.5m的範圍內。因此，順序反覆冷卻和精軋帶材，使帶材的溫度最終為預定溫度或更小。因此可以可靠地抑制氧化皮缺陷的生成，改善了最終產品的質量。
雖然上述實施例包括三臺精軋機及相配的表面冷卻器，但可使用各有多於或少於三個。另外，表面冷卻器的數目也可大於或小於精軋機的數目。
權利要求
1．一種在使用設置成一行的多臺精軋機熱精軋帶材時抑制氧化皮缺陷生成的方法，包括在沿帶材傳送方向各預定數目的精軋機的上遊的一位置冷卻帶材的表面部分，所述的位置為從各預定數目的精軋機的中心向上遊1.8至3.0m的距離處，因此抑制了帶材表面的氧化皮缺陷的生成。
2．按照權利要求1的抑制氧化皮缺陷生成的方法，其特徵在於所述的冷卻是一系列順序精軋過程前或之間實施的，直到到達預定數目的精軋機中的最後一個。
3．按照權利要求2的抑制氧化皮缺陷生成的方法，其特徵在於預定數目的精軋機中的最後一個是第三精軋機。
4．按照權利要求1的抑制氧化皮缺陷生成的方法，其特徵在於所述的冷卻包括對帶材的上下表面的冷卻。
5．一種在熱精軋時抑制氧化皮缺陷生成的裝置，包括一個精軋機組具有排成一行的多臺精軋機，用來精軋帶材；用來冷卻帶材表面的表面冷卻器，所述的表面冷卻器設在沿帶材的傳送方向預定數目的精軋機中各個的上遊側的一個位置，所述的位置為從預定數目的精軋機中各個的中心的上遊側的1.8至3.0m處。
6．按照權利要求5的抑制氧化皮缺陷生成的裝置，其特徵在於所述的表面冷卻器冷卻帶材的上下表面。
7．按照權利要求5的抑制氧化皮缺陷生成的裝置，其特徵在於所述的預定數目的精軋機包括第一、第二和第三精軋機，所述的表面冷卻器包括用來冷卻帶材的上下表面的第一、第二和第三表面冷卻器，所述的第一、第二和第三表面冷卻器分別設在相對第一至第三精軋機的所述的位置。
全文摘要
熱軋時抑制氧化皮缺陷生成的方法及裝置。精軋帶材的多個精軋機設在一行構成精軋機組,用來冷卻帶材的上下表面的第一至第三表面冷卻器設在精軋機組的第一至第三精軋機的進口側。表面冷卻器冷卻帶材的區域設在從各精軋機的工作輥的中心朝著各精軋機的進口側的1.5m或更小的距離的位置的上遊側0.3—1.5m處。
文檔編號B21B45/02GK1218724SQ98122768
公開日1999年6月9日 申請日期1998年12月4日 優先權日1997年12月5日
發明者賀屋章, 水田桂司, 福森淳三, 閔庚浚, 李載榮, 徐榮吉, 樸正道 申請人:三菱重工業株式會社