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CN102802839B - 用于生产金属长型产品的设备和方法 - Google Patents

用于生产金属长型产品的设备和方法 Download PDF

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CN102802839B CN201180004359.0A CN201180004359A CN102802839B CN 102802839 B CN102802839 B CN 102802839B CN 201180004359 A CN201180004359 A CN 201180004359A CN 102802839 B CN102802839 B CN 102802839B
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Abstract

一种用于长型轧制产品的生产的设备，包括：炼钢站(6)，其用于生产液态金属，具有第一生产率；轧机(13)，其具有第二生产率；位于炼钢站与轧机(13)之间的连续铸造站(11)，所述连续铸造站(11)包括至少两条铸造线(21、19)，每条线可操作用以生产长型中间产品，其中：第一铸造线直接与轧机对准以向轧机进给轧制产品，而至少第二铸造线不对准轧机并且不向轧机给料，其特征在于，所述设备还包括：改变装置(27)，所述改变装置(27)用于根据炼钢站生产率与轧机生产率之间的差异来同时改变第一铸造线的生产率和至少第二铸造线的生产率。

Description

用于生产金属长型产品的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产长型产品的设备和方法。
背景技术
金属的长型的长产品的生产是通过一系列步骤在设备中实现的。第一步，金属碎料被作为进给材料提供到对碎料进行加热直至达到液体状态的熔炉中。然后，使用连续铸造设备来冷却液态金属以及形成合适的尺寸的产品例如坯条，以产生用于轧机的进给原料。典型地，该进给部分被切割并进入到冷床中冷却。其后，使用轧机以将进给原料或坯条改变为适于在机械工业中使用的不同尺寸。为了实现这种结果，轧机将进给原料预热到其将要由被称作台架的多个设备轧制的合适温度，并且通常地，该进给原料减小至最终尺寸。具有最终尺寸的产品通常地在热条件下被切割、在冷床中被冷却以及最终被切割及包装以备于向消费者输送。
文献EP1187686公开了一种用于长型轧制产品的生产的设备，其包括提供长型产品的多条平行生产线的连续铸造设备、与所述生产线中的一条对准设置在所述连续铸造设备下游的轧机、沿着所述一条生产线布置在所述连续铸造设备与所述轧机中间的隧道式烘炉。
该设备还包括与所述多条平行生产线中的每一条相关联的平行辊传送机、以及设置用于以相互不同的速度操作所述平行辊传送机的装置，所述平行辊传送机和所述转换装置被适配为使得被切割后的处于所述横向移位的生产线上的坯条加速到这样的速度：为了弥补为实现朝向所述一条生产线上的坯条平移所必需的时间的速度。
该设备的缺点是，由于轧机与来自铸造设备的长型产品的每一条平行生产线之间的密切关系，如果轧机上出现了问题，则整个生产过程必须停止。
如果在与轧机对准的生产线上出现问题，则由于所有在其他生产线上的坯条产品需要被转运到这条生产线上以由该轧机轧制，因而整个生产过程需要以完全相同的方式停止。
此外，该技术方案还暗示：需要在不降低生产率的情况下使用于使由每条铸造线生产的每个坯条的运动同步的转运装置连续转动。那些转运装置和同步装置增加了故障风险并因此使整个设备的生产率下降。
事实上，在该技术方案中，由于来自铸造设备的长型产品的每条平行生产线的整个生产过程必须由轧机吸收，在生产线的一个点处的问题可能引起整个生产过程的停止。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题并提供一种用于生产长型产品的设备，该设备具有多个铸造线，其中，一条线的生产不会被发生在另一条线上的问题所干扰。
本发明的另一目的在于提供一种用于生产长型产品的设备，其中，即使在与轧制设备对准的铸造线上发生问题的情况下也能够保持长型产品的产量。
根据本发明的第一方面，这些目的是通过用于生产长型轧制产品的设备的如下装置而实现的，所述装置包括：
-炼钢站(6)，所述炼钢站(6)用于产生液态金属，所述炼钢站(6)具有第一生产率；
-轧机(13)，所述轧机(13)具有第二生产率；
-连续铸造站(11)，所述连续铸造站(11)位于所述炼钢站与所述轧机(13)之间，所述连续铸造站(11)包括至少两条铸造线(21、19)，每条线能够操作以生产长型中间产品，
其中：
第一铸造线直接对准轧机(或构造为直接向轧机给料)以向轧机进给铸造产品，以及
至少第二铸造线不与轧机对准并且不向轧机给料，
所述设备还包括：改变装置(27)，所述改变装置(27)用于根据炼钢站生产率与轧机生产率之间的差异来同时地改变第一铸造线的生产率以及至少第二铸造线的生产率。
根据其他组合的或单独的特征：
-改变装置(27)能够操作以提高第一铸造线(19)的生产率并同时降低第二铸造线(21)的生产率。
-改变装置(27)能够操作以降低第一铸造线(19)的生产率并同时提高第二铸造线(21)的生产率。
-改变装置包括用于改变到达铸造机中的熔融金属的量的装置以及带有两个具有固定的几何特征的出口的连续铸造模。
-连续铸造线中的至少一个设置有阀，阀的运动引起至少两条铸造线的生产率的改变。
-至少两条连续铸造线设置有阀，所述阀改变阀的运动，引起至少两条铸造线的生产率的改变。
-该设备包括用以使来自第一铸造线的中间产品的温度均匀的装置，所述装置位于铸造机与轧机之间，例如感应炉。
-该设备还包括能够操作以在紧急情况下切断来自第一铸造线(21)的中间产品的装置以及能够操作以切断来自至少第二铸造线的中间产品以生产能够输送的半成品的装置。
根据本发明的另一方面，涉及生产金属长型产品的方法，包括：
-以第一生产率生产液态金属，
-连续地对所述液态金属进行铸造以生产至少第一长型中间产品和第二长型中间产品，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-以与第一生产率不同的第二生产率轧制第一长型产品，第二长型产品不被轧制，
-根据第一生产率与第二生产率之间的生产率的差异来同时地改变第一长型产品的铸造生产率和第二长型产品的铸造生产率。
根据实施方式，当使第一长型产品的生产率降低时，同时使第二长型产品的生产率提高。
此外，当使第一长型产品的生产率提高时，同时使第二长型产品的生产率降低。
附图说明
根据参照于此所附的作为根据本发明的设备的示意图的非限制性单图所进行的以下公开，本发明的结构和功能特征以及其相比于从现有技术已知的技术的优点将得到更好的理解。
具体实施方式
根据本发明的设备5包括用以将金属碎料转变为液态金属的装置7、9、连续铸造机11以及轧机13，以下将对将金属碎料转换为液态金属的装置7、9、连续铸造机11以及轧机13中的每一个进行描述。
用于将金属碎料(主要是钢碎料)转变为液态钢的装置或系统(也被称为炼钢站)可包括电弧炉(EAF)7或另一装置例如感应弧炉。这些装置还可以包括钢包炉9。
连续铸造机11接收来自钢包炉9的熔融金属并且包括至少第一铸造线19和第二铸造线21，铸造线也被称为铸造部。换句话说，铸造机11具有两个出口，每一个出口产出一种长型中间产品23、25，例如坯条、方坯或者其他形状的中间产品。第一铸造线19被设计为直接向轧机13给料。为此，第一铸造线19可与轧机13对准。第二铸造线21不与轧机对准但可平行于第一进给铸造线19。
所述灵活的直接进给的主要目的是以两条铸造线19和21来平衡轧机13的生产率和连续铸造机11的产量。根据本发明，仅仅只有一条铸造线——第一铸造线19——在向轧机给料，同时第二铸造线19在向连续铸造冷床29给料。
为此，设备5包括改变装置27，改变装置27用于根据炼钢站生产率与轧机生产率之间的差异来同时改变第一铸造线19的生产率以及至少第二铸造线21的生产率。第一铸造线19的生产率为例如以吨每小时(吨/小时)计量的由第一铸造线19生产的中间长型产品23的量，相应地，第二铸造线21的生产率为例如以吨每小时(吨/小时)计量的由第二铸造线21生产的中间长型产品25的量。以完全相同的方式，炼钢站6的生产率为以吨/小时计量的由该装置所输送的液态金属的量，且轧机的生产率为由该装置输送的轧制产品的量。
所述新的连续铸造机11的设计的主要效果在于使第二铸造线21不直接与轧机13相连接，允许对炼钢与轧制之间的生产率变化进行平衡。换句话说，由第二铸造线生产的中间长型产品25的变化量对来自炼钢站的液态金属的流量进行调节。这是通过使液态金属的产量产生一部分偏差来实现的，该偏差部分不被轧制。因此，能够对生产线的输入也就是液态金属与生产线的输出也就是轧制产品之间的联系进行调节。这允许生产的连续，即使是在生产线的处于连续铸造机的下游的点处发生问题的情况下、或者在第一铸造线或第二铸造线中发生问题的情况下亦如此。
如已经提到的，根据本发明的设备还包括轧机13，该轧机13被设计为直接接收来自第一连续铸造线19的中间长型产品23。轧机13包括多个台架，所述台架装配有辊子，该辊子被设计为对中间长型产品23进行轧制以改变其横截面，从而获得能够交付给客户的最终的长产品31。轧机13可还包括平衡系统，该平衡系统用以使长型的长产品中的温度保持均匀。
快速加热装置15如感应炉设置于连续铸造机11与轧机12之间以使产品温度均匀。然而，可以取消该快速加热装置15而代替使用该连续铸造机11中的适当的冷却分布系统。
在一个实施方式中，用于同时地改变第一铸造线的生产率以及至少第二铸造线的生产率的改变装置可包括带有两个具有固定的几何特征的出口的连续铸造模，这两个出口或孔具有固定的生产率比率。在此实施方式中，第一铸造线的生产率和第二铸造线的生产率的改变是通过改变到达铸造模中的熔融金属的量来实现的。
在另一个实施方式中，铸造机的至少一个出口设置有阀，该阀改变出口的出口横截面。阀的运动引起至少两条铸造线的生产率的改变。
在另一个实施方式中，铸造机的至少两个出口设置有阀，该阀改变出口横截面。这些阀可同时地改变两个出口的横截面。
在一个实施方式中，根据本发明的设备包括炼钢站6，该炼钢站6具有介于40吨/小时至65吨/小时之间的生产率。炼钢站向连续铸造机11的至少两条线给料(改变阀门到阀门的时间以及使用不同的碎料密度)。第一铸造线19可具有介于30吨/小时至50吨/小时之间的生产率。第二铸造线21具有介于15吨/小时至45吨/小时之间的生产率。
根据本发明，在标准情形下，第一铸造线19的铸造速度或生产率与轧机的速度或生产率相关。第二铸造线21被设计为对总的生产率进行平衡。这意味着当轧机的生产率或速度(在允许的范围内)提高时，直接进给线19的铸造速度或生产率提高而第二铸造线21的铸造速度或生产率降低。
如果需要降低轧机的生产率，则使第一铸造线的生产率降低并且使第二铸造线的生产率提高。在由于因铸造过程所引起的原因而必须增大或减小直接铸造进给的情况下，使用相同的平衡过程。
相同的平衡过程还应用于炼钢产量增加或减少时。例如当第一铸造线19以30吨/小时的生产率运转时，第二铸造线以额外的25吨/小时来平衡炼钢产量，以便将总的炼钢产量保持在大约55吨/小时。
轧机13的生产率可逐步提高以允许直接进给铸造线23(第一铸造线)达到较高的生产率，达35-40-45-50吨/小时。在此情况中，第二铸造线21的生产率降低到20吨/小时和15吨/小时。如此将炼钢的生产率值保持恒定于55吨/小时。在轧机产量增加的情况下，炼钢的生产率也可提高到60吨/小时和65吨/小时以使总的产量保持平衡。
本发明还提供了在紧急情形下的良好的技术方案。例如，当轧机13停止时，第二铸造线21的生产能力可增大至45吨/小时。这允许停止第一铸造线19并保持炼钢产量处于常规的比率。
因此，在由于修补或维修问题的长时间停止的情况下，根据本发明的设备5和方法提供了在不用长时间停止炼钢生产的情况下生产中间产品的可能性。
本发明还提供了在由于操作性改变而短期停止的情况下的良好的技术方案。轧机被设计为连续地工作，可能有必要为了如下操作性改变停止轧机：例如不能总是在直接进给线停止期间执行的槽改变、刀具改变和引导改变。在这种情况下，第二铸造线能够生产中间产品，允许系统尽快地重新起动。这意味着第一铸造线停止铸造过程或者最终生产用于后续处理的中间材料，另外的材料经过生产更多中间材料25的第二铸造线21。中间材料25随后被切割并从第二铸造线21输送至位于下游的冷床31。
在通常的铸造操作中，出于与铸造材料如耐高温材料或其他材料的消耗相关的原因，在第一铸造线21上的铸造过程必须先于可能的操作重起动(通常在8小时至最大24小时之间)而被停止。在这种情况下，也可使第二铸造线停止或保持第二铸造线运转以使炼钢产量最优。
根据本发明的灵活的直接进给系统的另一个优点是，在第二铸造线中，可安装能够操作用以生产不同坯料尺寸(例如从100mm到150mm)的任意类型的铸造模，而第一铸造线严格地与只能轧制一种尺寸的坯料(主要在介于120mm至130mm之间的范围内)的轧机相连接。换句话说，第一铸造线和第二铸造线能够生产不同类型(在尺寸和形状上)的中间产品。
还在连续铸造机11的出口处以及第二铸造线的下游设置切割装置(在图中未示出)，以便在中间产品(坯料)在冷床17中冷却之前对该中间产品进行切割。另外的切割装置设置在第一铸造线的出口处以在紧急情况下以及在连续铸造机的上游切割中间产品。另外的切割装置可预先设置在轧机13的上游。
本发明的主要优点如下：
-在轧机的速度有偏差的情况下，第二铸造线进行平衡，降低或提高生产速度以是系统的生产率保持平衡，
-实现了用于炼钢的最优尺寸和生产率，
-在轧机停止的情况下，仍可在不停止炼钢的情况下使直接连接的生产线停止，
-使用者能够生产半成品，
-当直接连接的生产线停止时，可将第二生产线用作进给线，
-可引入多条生产线以达到较高的炼钢能力，
-电弧炉能够被设计为任意所需的生产能力以向至少两条生产线的连续铸造机给料，已知的是，就效率而言，较高的炉容量由于如下事实而相对于较低容量的炉具有主要的优点：在较高容量的炉中，炉的热损失较低，对机械的和电力的部件的投资不与炉容量直接成比例。增大容量比并不导致增加相同数量的投资。

Claims (12)

1.一种用于生产长型轧制产品的设备，包括：
炼钢站(6)，所述炼钢站(6)用于生产液态金属，所述炼钢站(6)具有第一生产率；
轧机(13)，所述轧机(13)具有第二生产率；
连续铸造站(11)，所述连续铸造站(11)位于所述炼钢站与所述轧机(13)之间，所述连续铸造站(11)包括至少两条铸造线(21、19)，每条铸造线能够操作以生产长型的中间产品，其中：
第一铸造线直接与所述轧机对准以向所述轧机进给铸造产品，以及
至少第二铸造线不与所述轧机对准并且不向所述轧机给料，其特征在于，所述设备还包括：
改变装置(27)，所述改变装置(27)用于根据所述炼钢站的生产率与所述轧机的生产率之间的差异来同时改变所述第一铸造线的生产率以及至少所述第二铸造线的生产率。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述改变装置(27)能够操作以提高所述第一铸造线(19)的生产率并同时降低所述第二铸造线(21)的生产率。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述改变装置(27)能够操作以降低所述第一铸造线(19)的生产率并同时提高所述第二铸造线(21)的生产率。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述改变装置包括用于改变到达铸造机中的熔融金属的量的装置以及带有两个具有固定的几何特征的出口的连续铸造模。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述铸造线中的至少一条设置有阀，所述阀的运动引起至少两条铸造线的生产率的改变。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，至少两条铸造线设置有阀，所述阀改变所述阀的运动，引起至少两条铸造线的生产率的改变。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，还包括用以使来自所述第一铸造线的中间产品的温度均匀的装置，所述装置位于所述铸造机与所述轧机之间。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述用以使来自所述第一铸造线的中间产品的温度均匀的装置是感应炉。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，还包括能够操作以在紧急情况下切断来自所述第一铸造线(21)的中间产品的装置以及能够操作以切断来自至少所述第二铸造线(21)的中间产品以生产能够输送的半成品的装置。
10.一种生产金属长型产品的方法，包括：
-以第一生产率生产液态金属；
-连续地对所述液态金属进行铸造以生产至少第一长型中间产品和第二长型中间产品；
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-以与所述第一生产率不同的第二生产率轧制所述第一长型产品，不轧制所述第二长型产品，
-根据所述第一生产率与所述第二生产率之间的生产率差异来同时地改变所述第一长型产品的铸造生产率和所述第二长型产品的铸造生产率。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，当使所述第一长型产品的生产率降低时，同时使所述第二长型产品的生产率提高。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，当使所述第一长型产品的生产率提高时，同时使所述第二长型产品的生产率降低。
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