按定單提供鋼帶的方法

2023-07-07 04:43:16 2

專利名稱：按定單提供鋼帶的方法
技術領域：
本申請總地涉及按定單提供鋼帶的系統和方法，並尤其是涉及這樣的系統和方法，其用於將顧客特定的鋼帶需求轉化到用於控制連續條帶鑄造過程的工藝操作參數，並操縱該參數來生產顧客特定的鋼帶產品。
背景技術：
用於完成用戶對具有特定機械和尺寸特定的鋼材的定單的傳統鋼鐵工業的工藝是複雜且耗時的，並一般需要10或更多周時間來完成。例如，參照圖1，示出了說明生產用戶定製的鋼帶產品的傳統工藝10的流程的流程圖，其中，在此使用的術語「條帶」應理解為指5mm厚度或更小厚度的產品。
工藝10從步驟12開始，在該步驟，鋼鐵製造商接收顧客定單，該定單一般在對鋼帶產品的機械和尺寸需求以及所需質量方面提出。此後，在步驟14，鋼鐵製造商由顧客定單確定特定的鋼鐵化學組成要求，用來實現產品的廣義特性。化學組成要求是從可用的鋼鐵光學組成的大量處方列表中選出的(且在很多情況下，溯源到鑄錠/熱軋技術，在此化學組成是特性的首要決定因素)。此後，在步驟16，鋼鐵製造商確定與工作參數相對應的鑄造參數並/或用於鋼鐵鑄造過程的給定值(set point)，該給定值用於從根據鋼鐵化學組成要求形成的熔融鋼鐵中產生板材鋼料。在步驟18，鋼鐵製造商確定下遊板材處理需求，首先對實現顧客的尺寸需求(如厚度等)加以關注，然後通過附加的下遊處理步驟加工，這可能是實現最終產品特性所需要的。這種下遊板材處理需求例如可以包括以下中任一項或其組合，(a)與熱軋熔爐的工作參數相對應的板材預熱參數和/或用於熱帶材軋制處理設備的給定值；(b)與軋制工作參數相對應的熱軋參數和/或用於熱帶材軋制處理設備的給定值；(c)與酸洗和冷軋工作參數相對應的冷軋參數和/或用於冷軋處理設備的給定值；以及(d)與熱處理工作參數相對應的熱處理參數和/或用於熱處理設備的給定值。
從步驟18起，工藝10進展到步驟20，在步驟20，鋼鐵製造商根據用於特定鋼鐵產品的化學組成要求產生一批熔融鋼鐵，並根據步驟16建立的鑄造參數將鋼鐵產品鑄造承板料。通常，顧客的定單(可以為5噸那麼少)是分批的，直到具有足夠的定單以滿足一次煉鋼加熱為止-根據具體煉鋼廠的設計，一般為100到300噸。這進一步加重了對滿足特定顧客定單的時間的延遲，由此同樣將生產的總時間延長到超過10周。在任何情況下，工藝10從步驟20進展到步驟22，在步驟22，根據在步驟18確立的板材預熱和熱軋參數，板料被預熱，並在熱帶材軋制設備處熱軋，以生產預定厚度的鋼卷料。此後，在步驟24，根據在步驟18確立的酸洗和冷軋參數，卷料被酸洗並在冷軋機處冷軋，以將卷料的厚度減小到顧客特定的厚度。最終，在步驟26，根據在步驟18確立的熱處理參數，在熱處理設備處熱處理卷料，以將卷料退火，從而使其滿足顧客定單的需求。
傳統的剛描述的類型的鋼帶生產需要生產很多不同鋼種(一般超過50個)，它們首先鑄造成板材，然後在熱帶材軋機內通過複雜的熱軋程序處理，這會產生厚度為1.5mm那麼低且屈服強度在300到450MPa範圍內的產品。如果顧客需要更薄的材料或需要這個範圍之外的特性，那麼就需要涉及酸洗生產線、冷還原軋機以及退火熔爐的後續處理。
與剛剛描述的傳統鋼帶生產工藝相關的主要缺點為生產滿足顧客定單的鋼材產品的周期過長；一般10或更多周。因此，需要一種改進的鋼帶生產工藝，該工藝通過極大縮短生產顧客特定的鋼帶產品所需的時間來對顧客的需求響應更積極。

發明內容
現有技術的上述缺點由本發明解決。根據本發明一個方面，控制連續鋼帶鑄造過程以滿足顧客特定的鋼材產品的方法包括接受鋼材產品的定單，其包括所述產品相關的顧客特定需求；將所述顧客特定需求映射到多個用於控制連續鋼帶鑄造過程的工藝參數上，以生產所述鋼材產品；以及將工藝變更報告上的所述多個工藝參數顯示給所述鋼帶鑄造過程的操縱者。
根據本發明另一方面，控制連續鋼帶鑄造過程以滿足顧客特定的鋼材產品的方法包括接受鋼材產品的定單，其包括所述產品相關的顧客特定需求；將所述顧客特定需求映射到多個用於控制連續鋼帶鑄造過程的工藝參數上，以生產所述鋼材產品；以及基於所述工藝參數控制所述連續鋼帶鑄造過程，以生產所述鋼材產品。
根據本發明再一方面，控制連續鋼帶鑄造過程以滿足顧客特定的鋼材產品的方法包括基於一套預定的工藝參數控制連續鋼帶鑄造過程，以生產第一鋼材產品，接受對第二鋼材產品的定單，其包括所述第二鋼材產品相關的顧客特定需求；將所述顧客特定的需求映射到一組新的工藝參數上，用來控制所述連續鋼帶鑄造過程，以生產所述第二鋼材產品；以及將所述組新工藝參數替換所述組預定工藝參數而不中斷所述連續鋼帶鑄造過程，以便所述連續鋼帶鑄造過程立即從生產所述第一鋼材產品切換到生產所述第二鋼材產品。
根據本發明又一方面，提供顧客特定鋼帶的方法包括將對用戶特定需求的鋼帶的定單處理成用於在以單獨鋼鐵化學組成鑄造鋼帶的連續帶材鑄造機的一個生產運行中生產所定購鋼帶的程序；通過奧氏體到鐵素體轉變溫度範圍冷卻鋼帶；以及選擇性控制工藝參數，以生產具有顧客特定需求的產品鋼帶。
優選地是，該方法還包括在通過奧氏體向鐵素體轉變溫度範圍冷卻帶材之前，聯機熱軋鑄造的帶材。
在根據本發明的上述方法的每一個中，顧客特定的需求可以包括特定的鋼種和/或特定的帶材厚度，而生產顧客特定鋼材產品的工藝參數包括以下中任一個或其組合，即連續帶材鑄造過程的鑄造速度、鋼材產品的鑄態鋼厚度、鋼材產品熱壓縮的百分比、鋼材產品的冷卻率、鋼材產品的卷繞溫度、所述鋼材產品冷還原的百分比、退火循環類型和退火溫度。
本發明的一個目的是提供一種提供鋼帶以滿足顧客定單的方法。
本發明的另一目的是使顧客對鋼帶產品定單的接受和鋼帶產品的實際生產之間的周轉時間最小。
本發明的這些和其他目的將從以下對優選實施例的描述中得以更清楚。


圖1是說明傳統鋼帶生產工藝的流程圖；圖2是根據本發明的連續鋼帶鑄造設備的一個優選實施例的示意圖；圖3是示出圖1設備中的雙輥帶材鑄造機的一些細節的示意圖；圖4是可以將顧客特定鋼帶需求轉化為控制圖2和3的連續鋼帶鑄造設備的工藝參數的通用計算機系統的方塊圖；圖5是說明利用圖4的通用計算機控制圖2和3的連續鋼帶鑄造設備的工藝流程的一個優選實施例的流程圖。
具體實施例方式
為了便於理解本發明的原理的目的，將參照附圖中所示的優選實施例，且特定的語言將用來描述該實施例。儘管如此，應理解到並不意圖將本發明的範圍限制於此，在所示實施例上的變更和進一步修改，以及在此所示的本發明的原理的進一步應用對本領域技術人員來說都被認為是正常發生的。
本發明基於在連續帶材鑄造機中生產鋼帶。申請人在雙輥鑄造機形式的連續帶材鑄造機鑄造鋼帶的領域已經進行了廣泛的研究和研製工作。籠統地說，在雙輥鑄造機內連續鑄造鋼帶包括將熔融鋼鐵引入一對相對轉動的水平鑄造輥之間，這對鑄造輥是內部水冷的，以便金屬皮在移動的輥表面上固化，並在輥之間的輥隙處被傳送到一起，從而產生從各輥之間的輥隙向下傳送的固化帶材，術語「輥隙」用於指各輥靠近到一起的總的區域。熔融金屬可以從鑄勺傾倒到較小容器中，該熔融金屬從這裡流過位於輥隙上的金屬輸送噴嘴，以便將其引導到各輥之間的輥隙內，從而形成熔融金屬的鑄造池，該鑄造池支承在輥的鑄造表面上，恰好在輥隙之上並沿著輥的長度延伸。這個鑄造池一般封閉在側板或密閉牆(dam)之間，後者與輥的端面保持滑動接合，從而阻擋鑄造池的兩端外流，儘管已經提出了諸如電磁壁壘的其他裝置。在這種雙輥鑄造機內鑄造鋼帶例如在美國專利5184668、5277243和5934359中描述，所有這些特別合併於此作為參考。
申請人已經確定通過連續鑄造帶材並此後選擇性改變下遊帶材處理參數有可能生產給定成份的鋼帶，該鋼帶具有各種各樣微觀結構，並因此具有各種機械特性。例如，申請人已經從在包括已經消除矽/鎂的普通碳鋼的碳素鋼上進行的工作中確定在0.1℃/s到大於100℃/s的範圍內選擇通過奧氏體到鐵素體轉變溫度範圍的冷卻速率可以產生屈服強度在200MPa到大於550MPa範圍內的鋼帶。由此已經被本申請人認識到的連續帶材鑄造的柔性的一個示例為鑄造給定成份的連續帶材鑄造機的生產運行可以控制成使得鑄造帶材可以選擇性地承受不同的冷卻速率通過奧氏體到鐵素體轉變溫度範圍，帶來的結果是帶條可以形成為具有不同微觀結構範圍內的任何選擇結構，從而具有不同的機械特性。
總之，中請人已經發現通過在連續鋼帶鑄造過程中選擇性改變下遊帶材處理參數，可以在操縱連續帶材鑄造機方面實現相當大的柔性，從而滿足生產(即，顧客)需求。這意味著由顧客對給定尺寸規格以及不同機械特性範圍的鋼帶所下的定單可以在單個生產運行中由單一鋼鐵化學組成來生產。另外，這意味著對生產運行的調整可以在生產運行進行的同時來實現。這已經由本申請人認識到，在滿足顧客緊急定單需求的連續帶材鑄造方面具有重要優點。
本發明的優選實施例的以下描述是在利用雙輥鑄造機連續鑄造鋼帶方面給出的。本發明不局限於使用雙輥鑄造機，而是可以延展到其他類型的連續帶材鑄造機。
參照圖2，連續鋼帶鑄造設備/工藝50示為生產線的一個相繼部分，由此可以根據本發明生產鋼帶。圖2和3示出總地標示為54的雙輥鑄造機，該鑄造機生產鑄造鋼帶56，鋼帶在過渡路徑52中穿過導向臺58而到達夾送輥支架60，該夾送輥支架60包括夾送輥60A。在離開夾送輥支架60之後，鋼帶立即運行到熱軋機62內，熱軋機包括一對軋薄輥62A和承壓輥62B，鋼帶在其間被熱軋而減小其厚度。軋制的鋼帶運行到輸出輥道64上，在其上它可以被水射流66強制冷卻，並通過包括一對夾送輥70A和70B的夾送輥支架70由此到達卷繞機68。
現在參照圖3，雙輥鑄造機54包括主機架72，其支承具有鑄造表面74A和74B的一對平行鑄造輥74A。在鑄造過程中，熔融金屬從鑄勺(未示出)提供到澆口盤80上，通過耐火材料護罩82到達布料器84，並由此通過金屬輸送噴嘴86進入鑄造輥74之間的輥隙88內。如此輸送到輥隙88內的熔融金屬在輥隙88上形成金屬池92，這個金屬池92被一對側密閉牆或側封閉板90封閉在輥的端部，側封閉板90通過一對推進器(未示出)施加到輥的端部上，該推進器包括連接到側板託架上的液壓缸單元。金屬池92的上表面(一般稱為彎液面)可以升高到輸送噴嘴86的下端之上，從而輸送噴嘴86的下端浸入這個金屬池92內。
鑄造輥74為水冷的，以便金屬皮在移動的輥表面上固化，並在輥之間的輥隙88處被帶到一起，從而生產從輥74之間的輥隙88向下輸送的固化帶材56。雙輥鑄造機54可以為美國專利5184668和5277243或美國專利5488988中詳細示出並描述的那種，這些公開物各自特別合併於此作為參考。
根據本發明，顧客對鋼帶的定單進入通用計算機系統，如圖4的計算機系統150，並以下面將更全面描述的方式處理，以確定用於控制連續鋼帶鑄造過程的工藝參數和/或工藝給定值，該鑄造過程如上面參照圖2和3描述的連續鋼帶鑄造過程50，由此滿足顧客的定單。參照圖4，通用計算機系統150包括通用計算機152，該計算機152可以是傳統的桌面型個人計算機(PC)、膝上或筆記本電腦、或其他公知的通用計算機，該計算機被構造成以隨後描述的方式工作。計算機系統150包括電連接到計算機152上的傳統的鍵盤154，用於向其中輸入與顧客定單相關的信息，並可以包括任一種輸出設備或其組合。例如，計算機152可以電連接到印表機156上，其中計算機152可以構造成以工藝變更報告或類似報告的形式列印一組工藝參數，其中工藝變更報告描述用於以生產顧客定製的鋼帶產品的方式控制諸如圖2和3所示的連續鋼帶鑄造過程50的連續鋼帶鑄造過程的工藝參數和/或給定值。在本發明一個實施例中，連續鋼帶鑄造過程，如工藝50的操縱者瀏覽工藝變更報告，並對連續鋼帶鑄造過程進行相應的物理變化，由此生產顧客定製的鋼帶產品。
計算機152可以替代地或附加地電連接到傳統監視器158上，其中，計算機152可以構造成以工藝變更報告或類似報告的方式顯示一組工藝參數，其中，工藝變更報告描述用於以生產顧客定製的鋼帶產品的方式控制諸如圖2和3所示的連續鋼帶鑄造過程50的連續鋼帶鑄造過程的工藝參數和/或給定值。連續鋼帶鑄造過程，如工藝50的操縱者在列印的報告之外或替代列印的報告，瀏覽監視器上顯示的工藝變更報告，並對連續鋼帶鑄造過程進行相應的物理變化，由此生產顧客定製的鋼帶產品。
計算機152也電連接到傳統的存儲介質單元160上，其中，計算機152構造成以公知方式向存儲單元160存儲信息以及從其上檢索信息。在本發明一個實施例中，計算機152構造成經由存儲單元160向存儲介質162下載一組工藝變更報告或類似報告形式的一組工藝參數，其中，工藝變更報告描述用於以生產顧客定製的鋼帶產品的方式控制諸如圖2和3所示的連續鋼帶鑄造過程50的連續鋼帶鑄造過程的工藝參數和/或給定值。連續鋼帶鑄造過程，如工藝50的操縱者可以以傳統技術訪問存儲介質的內容，以瀏覽工藝變更報告，並對連續鋼帶鑄造過程進行相應的物理變化，由此生產顧客定製的鋼帶產品。存儲介質單元160和存儲介質162可以作為任何公知的存儲介質單元和存儲介質組合而實現。其示例包括磁碟讀/寫單元160和磁碟162、CD ROM讀/寫單元160和CD ROM盤162等，但不局限於此。
在另一實施例中，連續鋼帶鑄造過程，如圖2和3中所示的連續鋼帶鑄造過程50為計算機控制的工藝，並且在這種情況下，計算機系統150可以構造成通過圖4平臺中所示的適當的通信鏈路164直接(電子地)向工藝50提供工藝變更報告。另外，在這種實施例中，計算機152可以構造成將工藝變更報告下載到存儲介質162，其中，操縱者將包含工藝變更報告的存儲介質162加載到與內置於工藝50內的存儲介質單元160類似的存儲介質單元(未示出)上，如圖4中虛線166所示。在任一種情況下，連續鋼帶鑄造過程(如工藝50)相應工藝變更報告而自動進行相應的工藝變化和/或設備給定值變更。然而，應理解的是，與如何對連續鋼帶鑄造過程作出工藝和/或給定值變更無關，帶材鑄造處理設備相應這種變更，理解從生產目前生產的鋼帶產品切換到根據新的工藝參數/工藝給定值信息生產鋼帶產品。
參照圖5，示出了流程圖，該流程圖說明用於控制連續鋼帶鑄造過程，如參照圖2和3所說明和描述的工藝50的過程200的一個優選實施例。過程200開始於接受顧客對特定機械特性或產品規格的鋼帶產品的定單的初始步驟202。在一個實施例中，產品規格包括鋼材產品的理想等級、理想帶材厚度以及總帶材量，儘管本發明考慮與顧客定製的產品相關的額外或另外的信息。此後，在步驟204，產品規格以公知的用於此的機構輸入到計算機152中。例如，操縱者可以經由鍵盤154將信息鍵入計算機152內，或者，如果信息是由顧客在存儲介質，如磁碟上提供，則操縱者可以簡單地通過存儲介質單元160將信息上載到計算機152中。另外，本發明考慮根據附圖中未詳細說明的其他公知技術將產品規格輸入到計算機152中，其中這種其他公知技術可以包括產品規格通過在計算機152和顧客計算機之間連接的電話數據機傳輸，產品規格通過網際網路傳輸，等，但本發明不局限於此。
在任何情況下，過程200從步驟204進展到步驟206，在該步驟，計算機152工作來基於在步驟204輸入到計算機152內的產品規格以生產顧客定製的鋼材產品的方式計算用於控制連續鋼帶鑄造過程(如工藝50)的工藝參數和/或工藝給定值，根據本發明，計算機152編程有一套或多套與在步驟204輸入計算機152內的產品規格相關的規則，以便按照生產顧客定製的鋼材產品的方式設定用於控制連續鋼帶鑄造過程的工藝參數/給定值。這些一套或多套規則可以作為一個或多個表、一個或多個曲線、一個或多個方程等中的任一種或它們的組合而實現。一套說明性的規則的示例在下面的表I、II和III中給出。
表1詳細示出將與顧客定製的鋼材產品相關的產品規格映射到用於在此示出並描述的連續鋼帶鑄造過程50的熱帶產品的工藝參數/給定值的一套規則。由於它們與表I相關，熱帶的ASTM規格的鋼等級與如下的屈服強度(YS)和伸長率(％Elong)相關ASTM等級YS(ksi)％Elong等級3333到4330到35等級4040到4525到30等級5050到6020到25等級6565到7515到20等級8080到9010到15並且，殘留程度指標L、M和H由關係低(L)＜0.35％、中(M)＝0.8％、而高(H)＝1.2％限定。
表I


*在800-500℃溫度範圍內的冷卻速率用於產生表1值的熱帶產品的普通的一套規則在下面的表II中總結，其中，術語「化學組成」指在帶材產品中的殘留程度，其中，低、中和高程度概括如上。
表II

*實現650-700℃的卷繞溫度的標準冷卻速率。
從實際運行收集的數據，已經確定殘留物的1.2％導致屈服強度提高大約120MPa，並因此假設殘留物0.1％的增大導致屈服強度相應增大10MPa。
從表I可以看出，現在可以明顯地理解到生產顧客特定的熱帶鋼材產品所需的工藝參數可以包括連續帶材鑄造過程的鑄造速度、鋼材產品的鑄態鋼厚度、鋼材產品熱壓縮的百分比、鋼材產品的冷卻速率和鋼材產品卷繞溫度中任一個及其結合。
表III詳細示出將與顧客定製的鋼材產品相關的產品規格映射到用於在此示出並描述的連續鋼帶鑄造過程50的冷軋產品的工藝參數/給定值的一套規則。由於它們與表III相關，冷軋的ASTM規格的鋼等級與如下的屈服強度(YS)和伸長率(％Elong)相關ASTM等級YS(ksi)％Elong等級33 33到43 30到35等級40 40到50 30到35
等級50 50到6025到30等級65 65到7510到15等級80 80到902min表III冷軋產品規格 熱帶規格 冷軋/退火參數顧客定單冷軋厚度 冷軋熱帶厚度 熱帶 ％冷壓縮 退火循環退火溫度(mm) ASTM等 (mm) ASTM等 (°F)級級0.008」等級33 1.0-1.6 等級4080-88 分批退火實驗室數(0.2mm) (BA)據-見腳註0.008」等級40 1.0-1.6 等級4080-88 分批/連續 1250-1350(0.2mm) 退火(CA)0.008」等級50 1.4-1.6 等級5086-88 CA 1250-1350(0.2mm)0.008」等級65(0.2mm)0.008」等級80 1.0-1.6**等級4080-88 N/A N/A(0.2mm)0.016」等級33 1.0-1.6 等級4060-75 BA(0.4mm)0.016」等級40 1.0-1.6 等級4060-75 BA/CA 1250-1350(0.4mm)0.016」等級50 1.4-1.6 等級5070-75 CA 1250-1350(0.4mm)0.016」等級65(0.4mm)0.016」等級80 1.0-1.6**等級4060-75 N/A N/A(0.4mm)0.024」 等級33 1.4-1.6 等級4057-63 BA(0.6mm)0.024」等級40 1.4-1.6 等級4057-63 CA 1250-1350(0.6mm)0.024」等級50 1.6-1.9**等級5057-68 CA 1250-1350(0.6mm)0.024」等級65(0.6mm)0.024」等級80 1-1.6 等級4040-63 N/A N/A(0.6mm)0.032」等級33 1.4-1.6 等級4043-50 BA(0.8mm)0.032」等級40 1.6-1.9**等級4050-58 BA(0.8mm)0.032」等級50(0.8mm)0.032」等級65 1.0 等級4020 N/A N/A(0.8mm)0.032」等級80 1.2-1.6**等級4033-50 N/A N/A(0.8mm)0.040」等級33 1.9 等級4047 BA(1.0mm)
0.040」 等級401.9 等級4047 BA(1.0mm)0.040」 等級50(1.0mm)0.040」 等級651.3 等級4023 N/A N/A(1.0mm)0.040」 等級801.6-1.9***等級4038-48N/A N/A(1.0mm)*分批退火的實驗室數據-緩慢加熱到1275°F(需要大約33小時)，隨後緩慢從1275°F冷卻到750°F(需要大約8小時)。在退火之後材料屈服強度非常低(23ksi)，於是存在優化對等級33分批退火優化的可能性。
**由於較小的冷壓縮就會得到更好的伸長，因此較薄規格的熱帶是優選的。
***為了在退火後獲得具有良好拉伸性的更高的屈服強度，較薄規格的熱帶是優選的。
用於產生表III值的冷軋材料的一組普通規則為(i)需要大約35-40％CR以獲得等級80；(ii)為了連續退火，需要至少50％的冷壓縮；以及(iii)為了分批退火，需要至少40％的冷壓縮。
從表III可以看出，現在應理解到產生顧客特定的熱軋鋼材產品的工藝參數可以包括用於生產熱帶產品的熱帶工藝數中的任一種以及額外的冷壓縮百分比、退火類型(例如分批/連續)、以及退火溫度中任一種或其組合。
再次參照圖5，過程200從步驟206進展到步驟208，在本發明一個實施例中，在該步驟計算機152工作以在工藝變更報告上將工藝參數顯示給連續帶材鑄造操縱者。可以理解到當計算機152不是如此上所描述的那樣自動控制連續鋼帶鑄造過程50工作時一般才包括步驟208，否則將從過程200中省略。如果包括該步驟，計算機152可以構造成經由一個或多個輸出裝置顯示工藝變更報告，如上面參照圖4所描述的。在這個實施例中，虛線方框210概括計算機152所執行的過程200的步驟。另外，如上面所描述的，本發明認為在各實施例中，計算機152可以工作以電子方式接收顧客定單，從而在這種實施例中虛線方框210會擴展到包括步驟202。
步驟208之後，過程200進展到步驟212，在該步驟，作為步驟206所計算的工藝參數的函數控制如參照圖2和3說明並描述的連續帶材鑄造過程50的連續帶材鑄造過程，由此產生顧客特定的鋼材產品。在包括步驟208的過程的實施例中，步驟212一般不由計算機152執行，而代之以由連續鋼帶鑄造過程的操縱者執行。在這種實施例中，操縱者通過物理實現工藝變更報告中提出的工藝參數/給定值來執行步驟212。在計算機152構造成直接(電子地)向連續鋼帶鑄造過程提供工藝參數/給定值的實施例中，可以省略步驟208，而步驟206可以直接提前到步驟212。在這種實施例中，計算機152可以構造成自動將步驟206處計算的工藝參數/給定值在連續鋼帶鑄造過程中實施，而這些情況下，虛線方框210延伸到包括步驟212。
根據本發明，計算機系統150工作以將用戶特定的產品規格映射到選定成份的鋼的生產調度中。一般，對於給定鋼材化學組成的生產調度至少可以延續若干天，在這期間，鋼帶由雙輥鑄造機54連續生產。根據定單數量和所定製的量，整個生產運行可以與生產具有一組特殊機械特性的鋼帶或者用於沿著鋼帶的長度產生不同的選定機械特性的鋼帶相關聯。
生產調度考慮諸如鑄造速度、熱軋溫度範圍、熱壓縮量和通過奧氏體到鐵素體轉變溫度範圍(一般為900到550℃)的冷卻速率的參數，以在鑄造帶材中產生最終的微觀結構，該鑄造帶材提供具有所需機械特性的帶材，而隨之發生的材料處理與帶材冷卻速率變化相關聯地發生。
通過在0.1℃/s和超過100℃/s的範圍內調節冷卻速度，可以產生具有如下微觀結構的鑄造帶材，該微觀結構包括(i)佔主體的多晶鐵素體；(ii)多晶鐵素體和低溫轉變產品，如針狀鐵素體、維德曼司特頓(Widmanstatten)鐵素體和貝氏體的混合物；以及(iii)佔主體的低溫轉變產品。
在碳素鋼情況下，這種微觀結構範圍可以產生200MPa到超過700MPa的屈服強度。在已經建立生產調度之後，可以操縱雙輥鑄造機54來根據生產調度生產鑄造帶材，並且該帶材可以按需要提供給顧客。
本發明方法的一個優越特徵在於可以在生產運行期間調節生產調度，以便基於所需機械特性的帶材定單的緊急情況來適應生產情況。從而，在本發明方法中，單獨的鋼材化學組成用來產生大範圍的機械特性，從而，顧客的定單在安排加熱/分批之前不再需要延遲；與軋制溫度、熱壓縮程度和最終產品冷卻速率相關聯的帶材鑄造能夠在一個一般短於70米的生產線內同時實現顧客的尺寸規格和所需的機械特性；可以通過在中央控制計算機中修改關鍵工藝控制環節的適當給定值來實時改變各種特性，並從而從接受顧客定單到生產分派的時間可以短到8小時，這與需要14到30天的傳統鋼材生產方法相反；以及非常短的定單到交付的時間能夠通過應用電子商務來實現虛擬倉庫的概念。
雖然本發明在上面的附圖和描述中加以說明和描述，該說明和描述應該被認為是示例性的，而不是限制性的，應理解為只是示出並描述了本發明的優選實施例，並且落入本發明精髓內的所有變化和改進被認為是受保護的。
權利要求
1.一種控制連續鋼帶鑄造過程以生產顧客特定鋼材產品的方法，該方法包括接受鋼材產品的定單，其包括所述產品相關的顧客特定需求；將所述顧客特定需求映射到多個用於控制連續鋼帶鑄造過程的工藝參數上，以生產所述鋼材產品；以及將工藝變更報告上的所述多個工藝參數顯示給所述鋼帶鑄造過程的操縱者。
2.如權利要求1或權利要求2所述的方法，其特徵在於，還包括基於所述工藝變更報告上顯示的所述工藝參數控制所述連續鋼帶鑄造過程，以生產所述鋼材產品。
3.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述顧客特定的需求包括所述鋼材產品的厚度。
4.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述顧客特定的需求包括所述鋼材產品的等級。
5.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述連續鋼帶鑄造過程的鑄造速度。
6.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的鑄態厚度。
7.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品熱壓縮的百分比。
8.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的冷卻速率。
9.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的卷繞溫度。
10.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的冷壓縮百分比。
11.如上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括退火循環類型。
12.如權利要求11所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括退火溫度。
13.一種控制連續鋼帶鑄造過程以生產顧客特定的鋼材產品的方法，該方法包括接受鋼材產品的定單，其包括所述產品相關的顧客特定需求；將所述顧客特定需求映射到多個用於控制連續鋼帶鑄造過程的工藝參數上，以生產所述鋼材產品；以及基於所述工藝參數控制所述連續鋼帶鑄造過程，以生產所述鋼材產品。
14.如權利要求13所述的方法，其中，所述顧客特定的需求包括所述鋼材產品的厚度。
15.如權利要求13或14所述的方法，其中，所述顧客特定的需求包括所述鋼材產品的等級。
16.如權利要求13到15中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述連續鋼帶鑄造過程的鑄造速度。
17.如權利要求13到16中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的鑄態厚度。
18.如權利要求13到17中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的熱壓縮百分比。
19.如權利要求13到18中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的冷卻速率。
20.如權利要求13到19中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的卷繞溫度。
21.如權利要求13到20中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括所述鋼材產品的冷壓縮百分比。
22.如權利要求13到21中任一項所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括退火循環類型。
23.如權利要求22所述的方法，其中，所述多個工藝參數包括退火溫度。
24.一種用於控制連續鋼帶鑄造過程以生產顧客特定鋼材產品的方法，該方法包括基於一套預定的工藝參數控制連續鋼帶鑄造過程，以生產第一鋼材產品；接受對第二鋼材產品的定單，其包括所述第二鋼材產品相關的顧客特定需求；將所述顧客特定的需求映射到一組新的工藝參數上，用來控制所述連續鋼帶鑄造過程，以生產所述第二鋼材產品；以及將所述組新工藝參數替換所述組預定工藝參數而不中斷所述連續鋼帶鑄造過程，以便所述連續鋼帶鑄造過程立即從生產所述第一鋼材產品切換到生產所述第二鋼材產品。
25.如權利要求24所述的方法，其中，所述顧客特定的需求包括所述鋼材產品的厚度。
26.如權利要求24或25所述的方法，其中，所述顧客特定的需求包括所述鋼材產品的等級。
27.如權利要求24到26中任一項所述的方法，其中，所述組新的工藝參數包括所述連續鋼帶鑄造過程的鑄造速度。
28.如權利要求24到27中任一項所述的方法，其中，所述組新的工藝參數包括所述鋼材產品的鑄態厚度。
29.如權利要求24到28中任一項所述的方法，其中，所述組新的工藝參數包括所述鋼材產品熱壓縮的百分比。
30.如權利要求24到29中任一項所述的方法，其中，所述組新的工藝參數包括所述鋼材產品的冷卻速率。
31.如權利要求24到30中任一項所述的方法，其中，所述組新的工藝參數包括所述鋼材產品的卷繞溫度。
32.如權利要求24到31中任一項所述的方法，其中，所述組新的工藝參數包括所述鋼材產品的冷壓縮百分比。
33.如權利要求24到32中任一項所述的方法，其中，所述組新的工藝參數包括退火循環類型。
34.如權利要求33所述的方法，其中，所述組新的工藝參數包括退火溫度。
35.一種提供顧客特定的鋼帶的方法，包括將對用戶特定需求的鋼帶的定單處理成用於在以單獨鋼鐵化學組成鑄造鋼帶的連續帶材鑄造機的一個生產運行中生產所定購的鋼帶的程序；在生產運行期間操縱連續帶材鑄造機以生產單獨鋼鐵化學組成的鑄造帶材；將帶材冷卻而通過奧氏體到鐵素體轉變溫度範圍；以及選擇性控制工藝參數，以生產具有顧客特定需求的產品鋼帶。
36.如權利要求35所述的方法，其特徵在於，還包括在將帶材冷卻而通過奧氏體到鐵素體轉變溫度範圍之前聯機熱軋鑄造帶材。
37.如權利要求35或36所述的方法，其中，所述顧客特定的需求包括所述鋼材產品的厚度。
38.如權利要求35到27中任一項所述的方法，其中，所述顧客特定的需求包括所述鋼材產品的等級。
39.如權利要求35到38中任一項所述的方法，其中，所述工藝參數包括所述連續鋼帶鑄造過程的鑄造速度。
40.如權利要求35到39中任一項所述的方法，其中，所述工藝參數包括所述鋼材產品的鑄態厚度。
41.如權利要求35到40中任一項所述的方法，其中，所述工藝參數包括所述鋼材產品的熱壓縮百分比。
42.如權利要求35到41中任一項所述的方法，其中，所述工藝參數包括所述鋼材產品的冷卻速率。
43.如權利要求35到42中任一項所述的方法，其中，所述工藝參數包括所述鋼材產品的卷繞溫度。
44.如權利要求35到43中任一項所述的方法，其中，所述工藝參數包括所述鋼材產品的冷壓縮百分比。
45.如權利要求35到44中任一項所述的方法，其中，所述工藝參數包括退火循環類型。
46.如權利要求45所述的方法，其中，所述工藝參數包括退火溫度。
全文摘要
一種基於顧客特定需求控制連續鋼帶鑄造過程的方法，包括通用計算機，向其中輸入顧客所定製的鋼材產品的產品規格。計算機構造成自動將產品規格映射到一組控制以生產顧客定製的產品的方式連續鋼帶鑄造過程的工藝參數/給定值上，且在一個實施例中，產生一個工藝變更報告，該報告為操縱者提供這種工藝參數/給定值，操縱者將這種工藝參數/給定值在帶材鑄造過程中實現。另外，計算機可以直接向帶材鑄造過程提供工藝參數/給定值，用於將其自動控制成生產顧客定製的鋼材產品。本發明的方法與傳統鋼材製造方法相比能夠顯著縮短顧客對鋼材產品的需求到其交付之間的時間。
文檔編號B22D11/12GK1458869SQ01815835
公開日2003年11月26日 申請日期2001年9月28日 優先權日2000年9月29日
發明者沃爾特·布萊傑德, 拉馬·馬哈帕特拉, 拉扎爾·斯特裡佐夫, 坎納帕·穆孔薩恩 申請人:紐科爾公司