CN113877965A - 具有旋转式卷取机的铸轧复合设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有旋转式卷取机（18）的铸轧复合设备，其用于由具有≤1mm的厚度的钢来制造热轧的成品带钢。本发明的任务在于，在以高的质量流制造很薄的成品带钢时提高所述铸轧复合设备的可靠性。该任务通过一种铸轧复合设备来解决，其中沿着材料流方向在所述剪切机（16）的后面布置了用于将所述成品带钢卷绕到第一和第二卷芯（21a、21b）上的旋转式卷取机（18），其中每个卷芯（21a、21b）具有单独的用于围绕着该卷芯的旋转轴线（22a、22b）来旋转该卷芯（21a、21b）的旋转驱动装置（20a、20b）并且所述旋转式卷取机（18）具有用于使所述卷芯（21a、21b）在椭圆形的、优选圆形的轨迹（29）上围绕着共同的回转轴线（28）一起偏转的回转驱动装置。

Description

具有旋转式卷取机的铸轧复合设备

技术领域

本发明涉及铸轧复合设备的技术领域。对于铸轧复合设备来说，连铸设备内联地与至少一台轧机、但是通常两台轧机相连接。在所述连铸设备上典型地将液态钢浇铸成具有板坯或者薄板坯横截面的铸坯。连续铸造的铸坯在所述至少一台轧机中通过热轧被精轧为成品带钢。通过所述连铸设备与轧机的内联的连接，能够将铸轧复合设备制造得极其紧凑。因为所述连铸设备能够达到高的铸造速度，所以所述铸轧复合设备具有高的生产率。

背景技术

对于按照现有技术的铸轧复合设备来说，成品带钢典型地被卷绕到多台、比如两台或三台卷取机（英语：coiler）上。所述卷取机在冷却段之后先后布置，所述卷取机的卷芯处于成品带钢的所谓的通行线的下方（因此也产生名称“地下卷取机”）。在所述铸轧复合设备的运行期间，第一成品带钢被卷绕在第一卷取机上。在所述第一卷取机已经达到其容量之前不久，对所述成品带钢进行横向切割并且将后行的成品带钢区段改道至另一台要么布置在第一卷取机之前要么布置在其之后的卷取机上。所述前行的成品带钢区段被卷绕在第一卷取机上。尤其对于高的质量流结合薄的成品带钢来说，会在所述铸轧复合设备的辊道上出现成品带钢的高的输送速度。在横向切割所述成品带钢之后，所述成品带钢的带钢头部未被夹紧在剪切机与另一台卷取机之间，从而尤其对于高的输送速度来说可能出现以下情况，即：所述带钢头部没有被卷芯所接纳。在这种情况下，必须立即停止热轧，这大大降低了所述铸轧复合设备的可靠性和生产率。

由DE 19518144 A1已知一种铸轧复合设备，该铸轧复合设备适合用于制造具有处于1.6与40mm之间的厚度的热轧的成品带钢。按照一种实施方式，在冷却段与剪切机之后存在用于卷绕被切断的带钢的旋转式卷取机（Karusselhaspel）。

由现有技术不可得知的是：如何必须改变按照现有技术的铸轧复合设备，使得其适合用于制造具有≤1mm、优选≤0.8mm、优选甚至≤0.6mm的厚度的很薄的热轧的成品带钢；并且如何能够提高这样的用于以高的质量流来制造很薄的热轧的成品带钢的铸轧复合设备的可靠性。

发明内容

本发明的任务在于，在以高的质量流制造很薄的（厚度≤1mm）热轧的成品带钢时提高尤其Arvedi ESP类型的铸轧复合设备的可靠性。

该任务在装置方面通过一种根据权利要求1所述的铸轧复合设备来解决。优选的实施方式是从属权利要求的主题。

具体来讲，所述用于制造具有≤1mm、优选≤0.8mm、特别优选≤0.6mm的厚度的热轧的成品带钢的铸轧复合设备具有以下构件：

-用于由钢水来连续铸造具有板坯或薄板坯横截面的被连续铸造的铸坯的、具有弧形的铸坯导引机构的连铸设备；

-用于将所述铸坯粗轧成粗轧带钢的多机架的粗轧机列；

-用于将所述粗轧带钢精轧成成品带钢的多机架的精轧机列；

-用于对所述成品带钢进行冷却的冷却段；

-用于对所述成品带钢进行横向切割的剪切机，其中所述剪切机沿着材料流方向布置在所述冷却段的后面。这种铸轧复合设备关于技术任务如此得到改进，从而沿着材料流方向在所述剪切机的后面布置了用于将所述成品带钢卷绕到第一和第二卷芯上的旋转式卷取机，其中每个卷芯具有单独的用于围绕着该卷芯的旋转轴线来旋转该卷芯的旋转驱动装置并且所述旋转式卷取机具有用于使所述卷芯在椭圆形的、优选圆形的轨迹上围绕着共同的回转轴线一起偏转的回转驱动装置。

所述具有至少两个卷芯的旋转式卷取机取代多台沿着成品带钢的输送方向先后布置的卷取机来使用。所述按本发明的旋转式卷取机的每个卷芯具有单独的、用于围绕着该卷芯的旋转轴线来旋转该卷芯的驱动装置（比如液压马达或电动马达）。所述卷芯的旋转轴线典型地是水平的。所述旋转式卷取机此外具有用于使所述卷芯在椭圆形的、优选圆形的轨迹上围绕着共同的回转轴线一起偏转的回转驱动装置。所述回转驱动装置的旋转轴线也典型地是水平的。所述卷芯的驱动装置是具有高达800 1/min的转速的快速旋转的驱动装置（高速转子）。相对于此，所述回转驱动装置则以典型地高达0.1 1/min的转速缓慢旋转（低速转子）。

根据一种优选的实施方式，所述单独的用于卷芯的旋转驱动装置是转速可变的驱动装置。所述驱动装置由此要么是在敞开的或封闭的回路中来运行的液压的旋转驱动装置要么其是具有同步或异步马达的电动的旋转驱动装置，所述同步或异步马达由变频器来操控或转速调节。

为了尽可能无拉力地切割所述成品带钢，有利的是，紧挨着在所述剪切机之前并且优选也紧挨着在所述剪切机之后布置了至少一个驱动辊对。通过所述驱动辊对，能够将所述成品带钢中的拉力在切割之前降低到最低程度。由此提高横向切割的可靠性以及切割质量。

此外，有利的是，所述旋转式卷取机沿着水平方向相对于所述剪切机来如此布置，使得所述剪切机与所述旋转式卷取机的卷芯之间的在卷取开始时的间距为＜6m、优选为＜3m。所述间距从所述剪切机的刀刃直至第一卷芯的旋转轴线来测量。

此外，在所述按本发明的铸轧复合设备上有利的是，所述旋转式卷取机沿着垂直方向相对于所述剪切机来如此布置，使得卷芯的上边缘处于成品带钢的通行线上。

两种前面所提到的实施方式分别本身而言并且尤其在彼此的组合中是非常有利的。一方面，所述剪切机与所述卷芯之间的间距比在其他卷取机方案中短得多，在所述其他卷取机中所述间距可能为＞14m。另一方面，所述卷芯在成品带钢的通行线上的布置也是非常有利的，因为所述带钢再也不必被改道到所述通行线的下面。

所述旋转式卷取机能够被制造得特别紧凑，如果所述第一旋转驱动装置通过轴与所述第一卷芯相连接并且所述第二旋转驱动装置通过空心轴与所述第二卷芯相连接，其中所述空心轴至少部分地包围着所述轴。

优选所述第一旋转驱动装置通过第一传动机构与所述轴相连接并且所述轴通过第三传动机构与所述第一卷芯相连接。

此外优选的是，所述第二旋转驱动装置通过第二传动机构与所述空心轴相连接并且所述空心轴通过第三传动机构与所述第二卷芯相连接。

所述按本发明的任务在方法方面通过一种根据权利要求9所述的用于连续地运行用于制造热轧的成品带钢的铸轧复合设备的方法来解决。优选的实施方式是从属权利要求的主题。

具体来讲，所述任务的解决通过一种用于连续地运行用于制造具有≤1mm、优选≤0.8mm、特别优选≤0.6mm的厚度的热轧的成品带钢的铸轧复合设备的方法来进行，所述方法具有以下方法步骤：

-在具有弧形的铸坯导引机构的连铸设备中由钢水来连续铸造具有板坯或薄板坯横截面的连续的铸坯；

-在多机架的粗轧机列中将所述铸坯粗轧成连续的粗轧带钢；

-在多机架的精轧机列中将所述粗轧带钢精轧成连续的成品带钢；

-在冷却段中将所述连续的成品带钢冷却到卷绕温度；

-在具有第一和第二卷芯的旋转式卷取机中将所述连续的成品带钢卷绕；

其中所述方法如此得到改进，从而借助于剪切机将所述连续的成品带钢横向切割成一个前行的和一个后行的成品带钢区段，其中将所述前行的成品带钢区段卷绕到所述第一卷芯上并且将所述后行的成品带钢区段卷绕到所述第二卷芯上。

优选每个卷芯的上边缘在卷绕开始时（也就是在所谓的开始卷绕中）处于成品带钢的通行线上。由此，能够放弃对于所述成品带钢的转向。

此外有利的是，在卷绕的期间使所述旋转式卷取机的卷芯在椭圆形的、优选圆形的轨迹上偏转。在卷绕的期间典型地使所述第一卷芯从位置180°顺时针地朝方向0°偏转，而使所述第二卷芯从位置0°顺时针地朝方向180°偏转。

旋转式卷取机特别好地适合于卷绕很薄的并且很快的成品带钢，因而有利的是，所述成品带钢的厚度为＜1mm、优选＜0.8mm、特别优选≤0.6mm。对于＜1mm的厚度来说，有利的是，所述成品带钢的输送速度为＞8.4m/s；对于＜0.8mm的厚度来说优选的输送速度为＞10.5m/s；对于≤0.6mm的厚度来说，特别优选的输送速度为≥14m/s。

附图说明

本发明的上面所描述的特性、特征和优点以及如何实现这些特征、特征和优点的方式方法结合以下对实施例所作的描述而变得更加清楚易懂，下面要结合附图对所述实施例进行详细解释。在此：

图1示出了具有旋转式卷取机的铸轧复合设备的示意图；

图2示出了图1的旋转式卷取机的详细图示；并且

图3a、3b示出了所述旋转式卷取机连同其驱动装置的正面图和平面图。

具体实施方式

图1示出了具有旋转式卷取机18的Arvedi ESP类型的铸轧复合设备的示意图。在所述铸轧复合设备的运行期间给该铸轧复合设备1的浇注分配器2装载液态钢。在结晶器3中由钢水来构成具有凝固的坯壳的部分凝固的铸坯4。所述铸坯4连续地被从所述结晶器3中拉出并且在弧形的铸坯导引机构中进一步得到冷却，使得该铸坯4最后在完全凝固的状态中进入粗轧机列5中。在所述三机架的粗轧机列中，所述具有板坯或薄板坯横截面的铸坯4被粗轧成粗轧带钢。未被切割的粗轧带钢随后通过感应炉8的多个感应器来加热并且在被加热的状态中紧挨着在精轧机列11之前被除鳞。通过对于所述粗轧带钢的加热和接下来的除鳞来达到良好的除鳞效果。经过除鳞的粗轧带钢进入五机架的精轧机列11中并且在那里被精轧成成品带钢。所述成品带钢典型地具有处于0.6与6mm之间的厚度。

尤其在生产具有＜1mm、＜0.8mm或者甚至≤0.6mm的厚度的很薄的成品带钢时，可能用所存在的热轧带钢卷取机而出现问题，因为所述成品带钢很快地在辊道14上运动并且尤其在通过剪切机16对成品带钢进行横向切割之后在所述剪切机16后面的区域中容易倾向于抬起或者悬浮（离开）。本发明极为有效地并且更确切地说通过旋转式卷取机18的使用来应对这个问题。

在所述精轧机列11中精轧之后，所述成品带钢在冷却段13中被冷却到卷绕温度并且通过剪切机16被定尺寸到捆扎长度。

图2示出了图1的铸轧复合设备的出料区域的放大图。为了能够尽可能无拉力地切割在辊道14上来自冷却段的成品带钢，在所述剪切机19之前和之后分别存在驱动辊对15、17。通过所述驱动辊对，能够将拉力或压力施加到所述成品带钢上。为此，驱动辊对的至少一个辊被驱动地构造并且通过调整机构能够朝所述驱动辊对的另一个辊压紧。不仅在所述第一驱动辊对15之前、在所述第一驱动辊对15与所述剪切机16之间、在所述剪切机16与所述第二驱动辊对17之间而且在所述第二驱动辊对17与所述旋转式卷取机18之间都布置有导板19，所述导板防止成品带钢从辊道14上抬起。

与“通常的”卷取机构不同，所述旋转式卷取机的卷芯沿着垂直方向在卷绕开始时布置在成品带钢30的通行线上。由此取消所述成品带钢的倾斜地朝辊道14下方的方向的转向。

在将所述成品带钢开始卷绕到第一卷芯21a上时，通过四个（一般来说三个、四个或五个）布置在卷芯21a的圆周上的导辊将所述成品带钢朝卷芯挤压。所述导辊通过液压的、气动的或者机电的致动器能够以压力或力受控制或者受调节的方式来压紧。在开始卷绕所述成品带钢之后，通过在图3a、3b中所示出的回转驱动装置27使所述卷芯21a、21b在圆形的轨迹29上偏转。在此使所述第一卷芯21a围绕着水平的回转轴线28向后偏转并且使所述第二卷芯21b围绕着同一条回转轴线28向前偏转。所述概念“前面和后面”涉及所述成品带钢的材料流方向。

在所述卷取机已经达到其最终重量之前不久，通过所述剪切机16将所述成品带钢横向切割成一个前行的和一个后行的成品带钢区段。所述前行的成品带钢区段如在图2中所示被卷绕到所述第二卷芯21b上。所述第二卷芯21b处于所述第一卷芯21a的“后面”。而所述后行的成品带钢区段则被卷绕到所述第一卷芯21a上，所述第一卷芯处于所述第二卷芯21b的“前面”并且其卷芯沿着垂直方向处于成品带钢的通行线上。

在图3a和3b中示出了图1和2的旋转式卷取机的驱动装置、传动机构和卷芯。具体来讲，所述旋转式卷取机18具有三个驱动装置，也就是用于第一和第二卷芯21a、21b的各一个转速可变的旋转驱动装置20a、20b以及用于使所述卷芯21a、21b在圆形的轨迹29上偏转的回转驱动装置27。所述两个旋转驱动装置20a、20b是具有800 1/min的最大转速的高速转子；所述回转驱动装置27则是具有高达0.1 1/min的最大转速的低速转子。

此外，在图3b中绘示出从所述旋转驱动装置20a、20b到所述卷芯21a、21b的转矩流。所述第一旋转驱动装置20a的转矩经由第一传动机构24a被传递到所述轴25上并且由所述轴25经由第三传动机构24c来传递到所述第一卷芯21a上。所述第二旋转驱动装置20b的转矩经由第二传动机构24b来传递到所述空心轴26上并且由空心轴26经由第三传动机构24c传递到所述第二卷芯21b上。所述空心轴26至少部分地在所述第二传动机构24b与所述第三传动机构24c之间的区域中包围着所述轴25。

通过所述按本发明的铸轧复合设备以及按本发明的用于运行铸轧复合设备的方法，能够在工业上的大批量生产中非常可靠地制造由钢构成的具有≤1mm、优选≤0.8mm、特别优选≤0.6mm的厚度的薄的成品带钢。由于剪切机与旋转式卷取机之间的小的间距，所述铸轧复合设备能够制造得比具有典型地三台地下卷取机的类似设备紧凑。始终在所限定的位置处（也就是说借助于前面的卷芯）来开始卷绕所述成品带钢，由此所述成品带钢具有均匀的温度，这有利地影响了质量。最后，通过所述旋转式卷取机的使用来防止所述成品带钢朝地下卷取机的转向，由此进一步提高可靠性。

此外，本发明不局限于Arvedi ESP类型的铸轧复合设备，而是也能够有利地用在SMS公司的CSP设备或者Danieli公司的QSP或者DUE设备中。

尽管详细地通过优选的实施例详细地对本发明进行了图解和描述，但是本发明没有受到所公开的实例的限制并且能够由本领域的技术人员从中推导出其他变型方案，而不离开本发明的保护范围。

附图标记列表

1 连铸设备

2 浇注分配器

3 结晶器

4 铸坯

5 粗轧机列

6 用于粗轧带钢的温度走势、宽度和厚度的测量仪器

7 送入及排出机构

8 感应炉

9 除鳞机

11 精轧机列

12 用于成品带钢的温度走势、宽度、厚度及平整度的测量仪器

13 冷却段

14 辊道

15、17 驱动辊对

16 剪切机

18 旋转式卷取机

19 导板

20a、20b 旋转驱动装置

21a、21b 卷芯

22a、22b 卷芯的旋转轴线

23a…23h 导辊

24a…24c 传动机构

25 轴

26 空心轴

27 回转驱动装置

28 回转轴线

29 轨迹

30 成品带钢的通行线

31 旋转式传动机构

32 旋转式旋转轴承机构。

Claims (13)

1.用于制造具有≤1mm、优选≤0.8mm、特别优选≤0.6mm的厚度的热轧的成品带钢的铸轧复合设备，其中所述铸轧复合设备具有：

-用于由钢水来连续铸造具有板坯或薄板坯横截面的铸坯（4）的、具有弧形的铸坯导引机构的连铸设备（1）；

-用于将所述铸坯（4）粗轧成粗轧带钢的多机架的粗轧机列（5）；

-用于将所述粗轧带钢精轧成成品带钢的多机架的精轧机列（11）；

-用于对所述成品带钢进行冷却的冷却段（13）；

-用于对所述成品带钢进行横向切割的剪切机（16），其中所述剪切机（16）沿着材料流方向布置在所述冷却段（13）的后面，

其特征在于，沿着材料流方向在所述剪切机（16）的后面布置了用于将所述成品带钢卷绕到第一和第二卷芯（21a、21b）上的旋转式卷取机（18），其中每个卷芯（21a、21b）具有单独的用于围绕着该卷芯的旋转轴线（22a、22b）来旋转该卷芯（21a、21b）的旋转驱动装置（20a、20b）并且所述旋转式卷取机（18）具有用于使所述卷芯（21a、21b）在椭圆形的、优选圆形的轨迹（29）上围绕着共同的回转轴线（28）一起偏转的回转驱动装置。

2.根据权利要求1所述的铸轧复合设备，其特征在于，所述单独的旋转驱动装置（20a、20b）是转速可变的驱动装置。

3.根据前述权利要求中任一项所述的铸轧复合设备，其特征在于，紧挨着在所述剪切机（16）之前并且优选也紧挨着在所述剪切机之后布置了驱动辊对（15、17）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的铸轧复合设备，其特征在于，所述旋转式卷取机（18）沿着水平方向相对于所述剪切机（16）来如此布置，使得所述剪切机与所述旋转式卷取机的卷芯之间的在卷取开始时的间距为＜6m、优选＜3m。

5.根据前述权利要求中任一项所述的铸轧复合设备，其特征在于，所述旋转式卷取机（18）沿着垂直方向相对于所述剪切机（16）来如此布置，使得卷芯（21a）的上边缘处于所述成品带钢（30）的通行线上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的铸轧复合设备，其特征在于，所述第一旋转驱动装置（20a）通过轴（25）与所述第一卷芯（21a）相连接并且所述第二旋转驱动装置（20b）通过空心轴（26）与所述第二卷芯（21b）相连接，其中所述空心轴（26）至少部分地包围着所述轴（25）。

7.根据权利要求6所述的铸轧复合设备，其特征在于，所述第一旋转驱动装置（20a）通过第一传动机构（24a）与所述轴（25）相连接并且所述轴（25）通过第三传动机构（24c）与所述第一卷芯（21a）相连接。

8.根据权利要求6或7所述的铸轧复合设备，其特征在于，所述第二旋转驱动装置（20b通过第二传动机构（24b）与所述空心轴（26）相连接并且所述空心轴（26）通过第三传动机构（24c）与所述第二卷芯（21b）相连接。

9.用于连续地运行尤其根据前述权利要求中任一项所述的、用于制造具有≤1mm、优选≤0.8mm、特别优选≤0.6mm的厚度的热轧的成品带钢的铸轧复合设备的方法，所述方法具有以下方法步骤：

-在具有弧形的铸坯导引机构的连铸设备（1）中由钢水来连续铸造具有板坯或薄板坯横截面的连续的铸坯（4）；

-在多机架的粗轧机列（5）中将所述铸坯粗轧成连续的粗轧带钢；

-在多机架的精轧机列（11）中将所述粗轧带钢精轧成连续的成品带钢；

-在冷却段（13）中将所述连续的成品带钢冷却到卷绕温度；

-在具有第一和第二卷芯（21a、21b）的旋转式卷取机（18）中将所述连续的成品带钢卷绕；

其特征在于，借助于剪切机（16）将所述连续的成品带钢横向切割成一个前行的和一个后行的成品带钢区段，其中将所述前行的成品带钢区段卷绕到所述第一卷芯（21a）上并且将所述后行的成品带钢区段卷绕到所述第二卷芯（21b）上。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，每个卷芯（21a、21b）的上边缘开始卷绕时处于所述成品带钢（30）的通行线上。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在卷绕的期间使所述两个卷芯（21a、21b）在椭圆形的、优选圆形的轨迹（29）上偏转。

12.根据权利要求9到11中任一项所述的方法，其特征在于，所述成品带钢的厚度为＜1mm、优选＜0.8mm、特别优选≤0.6mm。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述成品带钢的输送速度为＞8.4m/s、优选＞10.5m/s、特别优选≥14m/s。

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