專利名稱：坯料加工方法和坯料加工系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種坯料加工方法和一種坯料加工系統，更具體地講，涉及可以制造具有高質量邊緣的熱軋鋼板并且可以提高設備的工作速度的一種坯料加工方法和一種坯料加工系統。
背景技術：
通常，在連鑄機中生產的坯料被切割成重量均在40噸以下的坯料，然后在再加熱爐中進行加熱，之后被送入帶鋼熱軋機中，從而生產出熱軋卷。連鑄工藝中生產的坯料在其邊緣區域中會具有大量的角裂，并且這樣的角裂在具有包晶反應的諸如中碳鋼的鋼中變得更為嚴重。將具有角裂的坯料送入軋機中然后進行軋制，引起諸如板的破裂的操作事故或者造成生產出的熱軋卷具有邊緣結疤(edge scab)缺 陷。因此，在完成連鑄后通常通過單獨對角部進行火焰清理來去除容易角裂的鋼坯缺陷，然后執行熱軋。圖I是示出了現有技術的制造熱軋鋼板的方法的概念圖，將在下面對其進行描述。首先，通過切割機20將連鑄機10中生產的坯料S切割成重量均在40噸以下的坯料S。將切割好的坯料S存放在單獨的露天存放區中，并且通常將其冷卻到100°C以下。為了去除在冷卻后的坯料S的邊緣部分和側表面處出現的缺陷，通常由工人使用手工火焰槍來執行對坯料S的邊緣部分和側表面進行手工火焰清理的手動火焰清理工藝。將已經進行火焰清理的坯料再次存放在露天存放區中，然后將冷卻后的坯料S裝入再加熱爐40中以用于熱車L，從而將坯料S加熱到1000°C以上，并且在粗軋機50中進行粗軋。將作為粗軋坯S的條鋼在熱卷箱60中進行條鋼熱卷工序，然后開卷并經過軋機70以被軋制到期望的厚度。然后，將軋制好的鋼板由冷卻裝置80進行冷卻，隨后由卷取機90打卷。根據現有技術的制造熱軋鋼板的方法，連鑄機生產的坯料在露天存放區中進行存放和冷卻，但是在坯料的冷卻過程中，存在于熱延展性低的坯料的表面中(具體地講，存在于熱延展性低的坯料的邊緣中)的裂紋生長而擴大，還附加產生了其它裂紋，從而即使通過火焰清理工藝也難以很好地去除缺陷。對于熱軋，應當將冷卻到氣溫的坯料裝到再加熱爐中并且加熱到再結晶溫度；然而，通常應當將坯料在再加熱爐中放置大約3小時，以將具有氣溫(100°C以下)的坯料的溫度升高到1000°C以上。這就造成一個問題隨著坯料在再加熱爐中保持的時間越長，軋制設備的工作速度下降，并且也增加了制造成本。制造厚度為40-120mm的薄還的連鑄工藝以4_8m/min的鑄造速度執行,該速度是普通坯(厚度為120-150mm)的鑄造速度l_3m/min的2_3倍，導致在坯料窄面的整個周邊上在凝固殼中頻繁地產生細裂紋。然而，由于利用薄坯制造熱軋鋼板的工藝特性，所以即使坯料或條鋼內具有裂紋，也不另外執行去除坯料表面的缺陷的工藝，而是直接將坯料送入軋機中來生產熱軋鋼板。這就導致在最終產品(即，熱軋卷)中頻繁地檢測到缺陷的問題。

發明內容
技術問題本發明的實施例提供了一種坯料加工方法和一種坯料加工系統，所述坯料加工方法和坯料加工系統能夠改善通過軋制作為材料的坯料得到的熱軋鋼板的質量和良率，并且還能夠提高軋制設備的工作速度，從而降低熱軋鋼板的制造成本。
本發明的實施例還提供了一種坯料加工方法和一種坯料加工系統，通過在將連鑄機中生產出的坯料冷卻到低于600°C的溫度之前對坯料的邊緣區域進行火焰清理然后升高溫度用于熱軋或者直接執行熱軋，所述坯料加工方法和所述坯料加工系統能夠制造出具有優異質量的熱軋鋼板。本發明的實施例還提供了一種坯料加工方法和一種坯料加工系統，通過在連鑄機中生產出的坯料冷卻之前在順列設備中對坯料的邊緣區域執行火焰清理工藝、再加熱工藝和熱軋工藝，所述坯料加工方法和所述坯料加工系統不僅能夠生產出具有優異質量的熱軋鋼板，而且還能夠提高熱軋鋼板的生產率。技術方案根據示例性實施例，一種坯料加工方法包括坯料制備操作，制備將要進行加工的坯料；火焰清理操作，在將坯料冷卻到低于600°C的溫度之前對坯料的至少邊緣區域進行火焰清理；以及后加工操作，對還料進行后加工。所述坯料加工方法可以包括檢測坯料的邊緣區域中的表面缺陷的檢測操作，其中，根據表面缺陷的檢測結果來控制在火焰清理操作過程中坯料的邊緣區域的火焰清理量。在火焰清理操作之后，可以在坯料的溫度保持在600°C以上的狀態下對坯料進行后加工操作。可以按照如下方式執行火焰清理操作同時對坯料的四個邊緣區域進行火焰清理。可以按照如下方式執行火焰清理操作對坯料的四個邊緣區域和坯料兩側的窄面一起進行火焰清理。可以在為了后加工操作而正在傳送坯料制備操作中制備出的坯料的同時，執行火
焰清理操作。坯料制備操作中制備出的坯料的厚度可以在120mm至500_的范圍，坯料加工方法還包括將火焰清理操作中進行了火焰清理的坯料裝到再加熱單元中以使坯料的溫度升高到1000°C以上的再加熱操作，其中，后加工操作包括在軋機中對坯料進行熱軋的軋制操作。坯料制備操作可以包括在連鑄機中生產坯料的操作，在連接連鑄機和再加熱單元的輸出輥道上執行火焰清理操作。坯料制備操作可以包括在連鑄機中生產坯料的操作，可以在與連鑄機和再加熱單元分開安裝的輸出輥道上執行火焰清理操作。所述坯料加工方法可以包括在火焰清理操作之前或之后將坯料暫時存放在除了連鑄機及再加熱單元的加工線之外的區域中的堆放操作。軋制操作可以包括在坯料經過粗軋機的同時對坯料進行粗軋的粗軋操作。
坯料制備操作中制備出的坯料的厚度可以在40mm至120mm的范圍。這里，后加工操作可以包括粗軋操作，在坯料經過粗軋機的同時對坯料進行粗軋；再加熱操作，對粗軋后的坯料進行加熱；以及熱軋操作，在軋機中對加熱后的坯料進行熱軋。可以在通過輸出輥道連接的設備中執行至少坯料制備操作、火焰清理操作和后加工操作。后加工操作可以包括熱卷操作，熱卷坯料以使加熱后的坯料的溫度均衡；以及開卷操作，將熱卷的坯料進行開卷。坯料制備操作中制備出的坯料的厚度可以在40mm至120mm的范圍，后加工操作包括溫度均衡操作，將生產出的坯料裝到溫度均衡單元中，以使坯料的溫度升高到1000°c以上；以及軋制操作，在軋機中對溫度均衡的坯料進行熱軋，在溫度均衡操作之前或之后執行火焰清理操作。根據另一示例性實施例，一種坯料加工系統包括傳送單元，傳送制備出的坯料； 以及火焰清理單元，安裝在傳送單元上，并且對坯料的至少四個邊緣區域一起進行火焰清理。火焰清理單元可以包括火焰槍單元，面向坯料的邊緣區域，并且對坯料的至少四個邊緣區域進行火焰清理；支撐單元，支撐火焰槍單元；以及收集單元，圍繞坯料的邊緣區域，并且收集在火焰清理過程中散射的熔融氧化鐵。火焰槍單元可以包括面向坯料的邊緣區域的至少一個角部火焰槍。火焰槍單元可以包括至少一個窄面火焰槍，所述至少一個窄面火焰槍至少面向坯料一側的邊緣區域并同時面向坯料的窄面區域。火焰槍單元可以包括對將要進行火焰清理的部分進行預熱的預熱噴嘴。收集單元可以包括室，圍繞坯料的邊緣區域，以收集散射的熔融氧化鐵；噴嘴，安裝在室的內壁上，以向室內噴射冷卻水；排氣孔，通過排氣孔排出室內產生的蒸氣；以及排放孔，通過排放孔排放在室內積聚的散射的熔融氧化鐵和冷卻水。火焰清理單元可以包括缺陷檢測單元，檢測坯料的至少邊緣區域中的表面缺陷；位置檢測單元，檢測坯料的邊緣區域的位置；以及控制單元，根據缺陷檢測單元和位置檢測單元的檢測結果控制火焰槍單元和支撐單元的操作。缺陷檢測單元可以是采集坯料表面的圖像數據的照相機和通過對坯料表面施加磁場來采集漏磁場數據的磁傳感器中的至少一種。位置檢測單元可以是用激光照射坯料表面以采集其信號的激光傳感器、用超聲波照射坯料表面以采集其信號的超聲波傳感器和與坯料表面接觸以采集坯料表面的位置數據的接觸式位移傳感器中的至少一種。所述坯料加工系統還可以包括鑄造單元，用鐵水生產坯料；以及軋制單元，對火焰清理后的坯料進行軋制。鑄造單元和軋制單元可以通過傳送單元連接。有益效果根據本發明的實施例，由于在冷卻坯料之前對由連鑄生產出的坯料的邊緣區域執行火焰清理，然后加熱坯料以用于熱軋或直接進行熱軋，所以能夠防止在冷卻坯料的過程中產生的裂紋的生長，并且還能夠去除先前存在的裂紋，因而能夠減少可能在熱軋后的熱軋鋼板中容易出現的邊緣區域中的缺陷。此外，在高溫下去除存在于坯料的邊緣區域中的缺陷，可以將裝到再加熱爐中的坯料的溫度保持為高。因此，可以縮短在再加熱爐中使坯料的溫度升高所需的保持時間，以提高軋制設備的工作速度，從而使得熱軋生產率得以提高。此外，薄坯料的高鑄造速度特性導致容易在薄坯料的窄面區域中會產生裂紋，但是根據本發明的實施例，在熱軋工藝之前提前對薄坯料的邊緣區域和窄面的表面執行火焰清理，從而去除了裂紋。因此，能夠減少產品中的缺陷，還提高薄坯料的鑄造速度，因此提高連鑄機的生產率。


圖I是示出了現有技術的加工坯料的方法的概念圖。
圖2和圖3是示出了根據本發明實施例的加工坯料的方法的概念圖和流程圖。圖4和圖5是示出了根據本發明另一實施例的加工坯料的方法的概念圖和流程圖。圖6至圖8是示出了根據本發明又一實施例的加工坯料的方法的概念圖和流程圖。圖9是示出了根據本發明實施例的坯料加工系統的火焰清理裝置的概念圖。圖10是示出了根據本發明另一實施例的坯料加工系統的火焰清理裝置的概念圖。
具體實施例方式下面將參照附圖更詳細地描述本發明的實施例。然而，本發明可以以不同的形式實施，而不應被解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完整的，并且這些實施例將把本公開的范圍充分地傳達給本領域技術人員。在附圖中，相同的標號表示相同的元件或組件。首先，在此描述的條鋼(bar)是指在連鑄機中生產的坯料的第一軋制步驟(第一粗車L)和終軋步驟(最后的軋制)之間獲得的材料。此外，在此描述的概念“順列(in-line)”是指諸如連鑄機、再加熱裝置、粗軋機、熱卷箱、軋機、冷卻裝置和卷取機的設備通過輸出輥道連接，因此連鑄機中生產的坯料通過輸出輥道進行傳送并順序地經過這些設備。圖2和圖3是示出了根據本發明實施例的加工坯料的方法的概念圖和流程圖，圖4和圖5是示出了根據本發明另一實施例的加工坯料的方法的概念圖和流程圖，圖6至圖8是示出了根據本發明又一實施例的加工坯料的方法的概念圖和流程圖。如附圖所示，根據本發明的坯料加工方法主要包括坯料制備步驟(S110)，在連鑄機10中生產坯料S ;火焰清理步驟(S 120)，在將坯料S冷卻到低于600°C的溫度之前，對坯料S的邊緣區域進行火焰清理；以及后加工步驟，對坯料S進行后加工。這里，后加工步驟包括例如對坯料S進行熱軋來生產鋼板的軋制步驟(S140)。在火焰清理步驟(S120)之前或之后的預定時間，該方法包括檢測坯料S的邊緣區域中的表面缺陷的檢測步驟(S150)。將根據坯料的厚度來詳細地描述以上面的方式執行的坯料加工方法。
圖2和圖3示出了利用相對厚的坯料作為材料來制造熱軋鋼板的方法。如圖2和圖3所示，利用相對厚的坯料S (例如，厚度為120_500mm的坯料S)制造熱軋鋼板的方法包括坯料制備步驟(S110)，在連鑄機10中生產坯料S ;火焰清理步驟(S120)，在將坯料S冷卻到低于600°C的溫度之前，對坯料S的邊緣區域進行火焰清理；再加熱步驟(S130)，將邊緣區域進行了火焰清理的坯料裝到再加熱裝置40中，并在1000°C以上的溫度下加熱坯料；以及軋制步驟(S140)，通過軋機70對加熱后的坯料S進行熱軋。坯料制備步驟(SllO)是生產用作用于熱軋的材料的坯料S的步驟，該步驟利用連鑄機10生產出厚度為120-500mm的連鑄坯料S，然后利用 安裝在連鑄機10后部的火焰切割機(TCM)20將連鑄坯料S切割成重量均在大約40噸以下的單位坯料S。此時，通過輸出輥道30，連鑄機10與執行再加熱步驟(S130)和軋制步驟(S140)的再加熱爐40、粗軋機50、軋機70、冷卻裝置80和卷取機90順列連接。因此，由坯料切割機20切割的坯料S在輸出輥道30上進行運送并被傳送到再加熱裝置40。在輸出輥道30傳送坯料S的同時，換言之，在將坯料S的中心部分的溫度降到低于600°C的溫度之前，執行火焰清理步驟(S120)。火焰清理步驟(S120)是在用輸出輥道30傳送坯料S的同時通過對坯料S的四個邊緣區域進行火焰清理來去除坯料S的邊緣區域中的缺陷的步驟，可以通過在輸出輥道30上安裝能夠對坯料S的邊緣區域進行火焰清理的火焰清理裝置100來在傳送坯料S的過程中對邊緣區域進行火焰清理。因此，在坯料S的中心部分的溫度下降到低于600°C之前，對坯料S的邊緣區域進行火焰清理，從而使坯料S的邊緣缺陷被去除。這防止了在邊緣區域中出現可能在最終產品(即，在利用具有邊緣缺陷的坯料S的情況下制造的熱軋鋼板)中檢測到的缺陷。在坯料S的中心部分的溫度降到低于600°C的溫度之前對坯料S的邊緣區域執行火焰清理的原因是為了通過縮短將冷卻后的坯料另外再加熱到火焰清理溫度所需的時間來加快處理速度，也是為了防止因冷卻坯料S而造成的裂紋的生長和新裂紋的產生。火焰清理步驟(S120)不限于如上所述在將連鑄機10與再加熱爐40順列連接的輸出輥道30上執行火焰清理步驟(S120)的情況，而是可以根據各種實施例進行修改，只要可以在坯料S的中心部分的溫度降到低于600°C之前執行火焰清理即可。例如，該方法可以包括堆放步驟(S111)，該堆放步驟將由坯料切割機20切割并且正由輸出輥道30傳送的坯料S移動到露天存放區中并且暫時存放坯料。暫時存放在露天存放區中的坯料S可以在輸出輥道30和31上再次進行運送，然后可以執行對邊緣區域的火焰清理。在此，可以通過將坯料S傳送到將連鑄機10與再加熱裝置40順列連接的輸出輥道30來執行火焰清理，或者通過將坯料S傳送到分開設置的輸出輥道31來執行火焰清理。已經進行了火焰清理的坯料S可以被直接裝到再加熱裝置40中，但是本發明不限于此，可以暫時存放在露天存放區中。當將坯料S暫時存放在露天存放區中時，要注意的是，坯料S的中心部分的溫度不應下降到低于600°C。如上所述，由于在坯料S的中心部分的溫度降到低于600°C之前對坯料S的邊緣區域進行火焰清理，所以能夠縮短將坯料S再加熱到火焰清理溫度所用的時間，從而加快火焰清理速度。另外，在高溫下去除了包晶反應鋼或高合金鋼的坯料S的邊緣區域中的缺陷，因而最終可以制造出無邊緣缺陷的坯料S。該方法可以包括在火焰清理步驟(S120)之前檢測坯料S的邊緣區域中的表面缺陷的檢測步驟(S150)，并且期望的是，根據表面缺陷的檢測結果通過在火焰清理步驟(S120)過程中控制火焰清理裝置100的操作來控制坯料S的邊緣區域的火焰清理水平。通過執行火焰清理步驟(S120)之前的檢測步驟(S150)來檢測表面缺陷，并且根據檢測結果來控制火焰清理步驟(S120)。然而，本發明不限于此，因此，可以在火焰清理步驟(S120)之后執行的某一步驟(例如，再加熱步驟(S130)或軋制步驟(S140))期間執行檢測步驟(S150)。因此，當在諸如坯料和條鋼的中間產品以及諸如熱軋鋼板的最終產品中檢測到缺陷時，反饋相應的數據并且可以將所述相應的數據用作以后的坯料、條鋼和熱軋鋼板的生產中設備的控制因素。可以在火焰清理步驟(S120)之前或之后選擇性地執行檢測步驟(S150)，或者可以在火焰清理步驟(S120)前后均執行檢測步驟(S150)。當然，在坯料加工工藝過程中不執行檢測步驟(S150)，并且可以對坯料S的邊緣區域一起執行火焰清理。此時，可以執行檢測步驟(S150)，作為檢查在坯料、條鋼和熱軋鋼板中是否會存在表面缺陷的唯一方式。在將坯料S的中心部分的溫度降到低于600°C之前將邊緣區域進行了火焰清理的坯料S裝到再加熱爐40中，然后執行再加熱步驟(S130)。再加熱步驟(S130)是將坯料S的溫度升高到1000°C以上以用于熱軋坯料S的步驟，任何裝置可以用作再加熱裝置40，只要該裝置可以將坯料S的溫度升高到1000°C以上即可。例如，在當前實施例中，再加熱爐41用作再加熱裝置40。根據現有技術的方法，在將坯料S裝到再加熱爐41中之后，應當將坯料S在再加熱爐41中放置大約3小時，以使已經被冷卻到大約100°C的坯料S的溫度升高到1000°C以上；然而，根據本發明，由于坯料S的溫度被保持在600°C以上，所以在將坯料S裝到再加熱爐中之后僅停留大約2小時可以將坯料S的溫度升高到1000°C以上。因此，由于具有相對高溫度的坯料S被裝入到再加熱爐41中，所以可以提高再加熱爐41的工作速度。對在再加熱步驟(S130)中在1000°C以上加熱的坯料S進行軋制步驟(S140)。軋制步驟(S140)是通過熱軋坯料S生產最終產品(B卩，熱軋鋼板(熱軋卷))的步驟。具體地講，通過軋機70將坯料S熱軋到期望的厚度，然后在其經過冷卻裝置80的同時進行冷卻。由卷取機90對冷卻后的熱軋鋼板進行打卷，從而生產出熱軋卷。在軋制步驟(S140)之前，可以執行粗軋步驟(S141)以防止軋機70的超負荷。粗軋步驟(S141)是不將坯料S直接軋制到期望的厚度，而是將坯料S軋制到中間厚度由此減輕軋機70的負荷并防止可能在鋼板中產生的缺陷的步驟。在粗軋步驟(S141)中，在1000°C以上加熱的坯料被送到粗軋機50，然后在經過粗軋機50的同時被粗軋成具有中間厚度的條鋼。將粗軋條鋼送入依次設置在粗軋機50后面的軋機70中，然后進行規則地熱軋。在將粗軋條鋼送入軋機70中之前，可以將條鋼卷繞在熱卷箱60中并且暫時備用，同時防止條鋼冷卻。在將條鋼卷繞在熱卷箱60中并且暫時備用的情況下，在緩慢地將卷繞在熱卷箱60中的條鋼開卷的同時，通過將條鋼送入軋機70中來執行熱軋。
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圖4和圖5示出了利用相對薄的坯料作為材料來制造熱軋鋼板的方法。具體地講，圖4和圖5示出了通過在相對短的時間內對連鑄機10生產出的坯料S進行熱軋來制造熱軋鋼板的方法。
如附圖所示，通過在相對短的時間(例如，100秒或更短)內對厚度相對薄(40-120mm)的連鑄坯料S執行粗軋步驟(S230)來制造熱軋鋼板的方法包括坯料制備步驟(S210)，在連鑄機10中生產坯料S ;粗軋步驟(50)，在生產出的坯料S經過粗軋機50的同時對其進行粗軋；再加熱步驟(S240)，通過使粗軋后的坯料S經過感應加熱裝置42將坯料S的溫度升高到1000°C以上；以及軋制步驟(S250)，在軋機70中對再加熱后的坯料S進行熱軋。在坯料制備步驟(S210)中，如在前面的實施例中所述，利用連鑄機10和坯料切割機20來生產單位坯料S。這里，優選地，可以將坯料切割機20設置在再加熱裝置40和粗軋機50之間。然而，坯料切割機20的位置不限于此，因此，根據坯料的重量和長度，可以將坯料切割機20設置在連鑄機10和火焰清理裝置100之間，或者在火焰清理裝置100和粗軋機50之間，或者在粗軋機50之后。由于厚度為大約40-120mm的薄坯料S比厚度為120-500mm的普通坯料S相對要薄，所以可以將薄坯料S直接送入粗軋機50中，而無需進行切割。因此，薄坯料S不單獨堆放在露天存放區中，而是直接進行粗軋步驟(S231)。為此，通過輸出輥道30，連鑄機10與執行軋制步驟(S230)的再加熱爐40、粗軋機50、熱卷箱60、軋機70、冷卻裝置80和卷取機90順列連接。 如在前面的實施例中所描述的，火焰清理步驟(S220)用來通過對正被輸出輥道30傳送的坯料S的四個邊緣區域進行火焰清理來去除坯料S的邊緣區域中的缺陷。為了防止坯料S被冷卻，優選的是，不將在坯料制備步驟(S210)中生產的坯料S在露天存放區中進行單獨堆放和冷卻，而是在坯料S的溫度下降之前執行火焰清理步驟(S220)，例如，對其中心部分的溫度為大約1000°C的高溫坯料S執行火焰清理步驟(S220)。在火焰清理步驟(S220)中，如在前面的實施例中所描述的，優選的是，通過在輸出輥道30上安裝能夠對坯料S的邊緣區域進行火焰清理的火焰清理裝置100來在傳送坯料S的過程中對邊緣區域進行火焰清理。因此，去除了薄坯料S的邊緣缺陷，從而能夠去除由該薄坯料制成的最終產品(熱軋鋼板)中可能產生的邊緣區域中的缺陷。在火焰清理步驟(S220)之后，執行軋制步驟(S250)。如上所述，軋制步驟(S250)用來通過熱軋坯料S生產最終產品，即熱軋鋼板(熱軋卷)。在軋制步驟(S250)之前，可以執行粗軋步驟(S230)以防止軋機70的超負荷。可通過使粗軋條鋼經過感應加熱器42或隧道式加熱爐而在1000°C以上對粗軋條鋼進行再加熱(S240)。在火焰清理步驟(S220)之前或之后，該方法可以包括檢測坯料S的邊緣區域中的表面缺陷的檢測步驟(S260)。例如，如在圖5中所示，該方法可以包括在坯料制備步驟(S210)之后、在火焰清理步驟(S220)之后以及在軋制步驟(S250)過程中的檢測步驟(S260)。圖6至圖8示出了利用相對薄的坯料作為材料來制造熱軋鋼板的方法。具體地講，圖6至圖8示出了通過使連鑄機10中生產的坯料S經過溫度均衡裝置40a使得坯料S的溫度均衡然后熱軋坯料S來制造熱軋鋼板的方法。如在附圖中所示，利用相對薄(40_120mm)以易于冷卻且具有不均勻的溫度分布的坯料S來制造熱軋鋼板的方法包括坯料制備步驟(S310)，在連鑄機10中生產坯料S ;溫度均衡步驟(S330)，將坯料S裝到溫度均衡裝置40a中并使坯料的溫度均衡化為1000°C以上；以及軋制步驟(S340)，用軋機70對溫度均衡的坯料S進行熱軋，從而生產出鋼板。在溫度均衡步驟(S330)之前或之后，該方法至少包括對坯料S的至少邊緣區域進行火焰清理的火焰清理步驟(S320)。圖6示出了在溫度均衡步驟(S330)之前執行火焰清理步驟(S320)的方法，按坯料制備步驟(S310)、火焰清理步驟(S320)、溫度均衡步驟(S330)和軋制步驟(S340)的順序來執行制造熱軋鋼板的方法。在坯料制備步驟(S310)中，如在前面的實施例中所描述的，利用連鑄機10和坯料切割機20來生產單位坯料S。此時，可以根據生產出的坯料的重量和長度將坯料切割機20安放在預定的位置，例如，優選地安放在連鑄機10和火焰清理裝置100之間。由于通過高速鑄造來生產厚度為大約40-120mm的薄坯料S，所以在坯料邊緣的振動波紋附近密集地產生細裂紋。當在溫度均衡步驟(S330)期間坯料在溫度均衡裝置40a中被空氣氧化時，這種細裂紋變得更為嚴重。因此，優選的是，在執行溫度均衡步驟(S330)之前通過對坯料S的邊緣區域進行火焰清理來去除裂紋。因此，通過輸出輥道30，連鑄機10與執行溫度均衡步 驟(S330)的溫度均衡裝置40a順列連接，并且與執行軋制步驟(S340)的軋機70、冷卻裝置80和卷取機90順列連接。可以在溫度均衡裝置40a的前面或后面順列設置粗軋機。如在前面的實施例中所描述的，火焰清理步驟(S320)是在用輸出輥道30傳送坯料S的同時對坯料S的四個邊緣區域進行火焰清理來去除坯料S的邊緣區域中的缺陷的步驟，因此，如在前面的實施例中所描述的，優選的是，通過在輸出輥道30上安裝能夠對坯料S的邊緣區域進行火焰清理的火焰清理裝置100來在傳送坯料S的過程中對邊緣區域進行火焰清理。因此，去除了薄坯料S的邊緣缺陷，從而能夠去除由該薄坯料制成的最終產品(熱軋鋼板)中可能產生的邊緣區域中的缺陷。將邊緣區域進行了火焰清理的坯料S裝到溫度均衡裝置40a中，然后執行溫度均衡步驟(S330)。溫度均衡步驟(S330)是通過使進行了冷卻并且因其厚度小而溫度分布不均勻的坯料S的溫度均衡化來防止在軋制步驟后獲得的最終產品中的缺陷的步驟，其中，隧道爐43可以用作溫度均衡裝置40a。坯料的不均勻溫度分布在坯料穿過隧道爐43的同時變得均勻。對溫度分布均勻的坯料S進行用于熱軋的軋制步驟(S340)。如上所述，軋制步驟(S340)是通過熱軋坯料S生產最終產品(即，熱軋鋼板(熱軋卷))的步驟。由于坯料S薄，所以不單獨執行粗軋。在火焰清理步驟(S320)之前或之后，該方法可以包括檢測坯料S的邊緣區域中的表面缺陷的檢測步驟(S350)。例如，如在圖8中所示，該方法可以包括在坯料制備步驟(S310)之后、在溫度均衡步驟(S330)之后以及在軋制步驟(S340)過程中的檢測步驟(S350)。如在圖7中所示，可以在溫度均衡步驟(S330)之后執行火焰清理步驟(S320)。圖7示出了在溫度均衡步驟(S330)之后執行火焰清理步驟(S320)的方法，按坯料制備步驟(S310)、溫度均衡步驟(S330)、火焰清理步驟(S320)和軋制步驟(S340)的順序來執行制造熱軋鋼板的方法。火焰清理步驟(S320)可以去除在坯料加工步驟(S310)和溫度均衡步驟(S330)中產生并生長的所有裂紋，從而能夠改善進入軋制步驟(S340)的坯料S的質量。然而，與在圖6中示出的火焰清理步驟(S320)相比，對坯料的火焰清理量將會多一些。將對用于按上述方式執行的坯料加工方法的設備進行描述。圖9是示出了根據本發明實施例的坯料加工系統的火焰清理裝置的概念圖，圖10是示出了根據本發明另一實施例的坯料加工系統的火焰清理裝置的概念圖。根據本發明實施例的坯料加工系統包括鑄造裝置，用鋼水生產坯料S ;傳送裝置，傳送生產出的坯料S ;火焰清理裝置100，安裝在傳送裝置上并且至少對坯料S的邊緣區域進行火焰清理；以及軋制裝置，對火焰清理后的坯料S進行熱軋。此外，坯料加工系統包括將坯料的溫度升高到1000°c以上的再加熱裝置和將坯料S粗軋到厚度比最終的熱軋鋼板的厚度大的粗軋裝置中的至少一種。
分別代表鑄造裝置、傳送裝置、再加熱裝置、粗軋裝置和軋制裝置的連鑄機10、坯料切割機20、輸出輥道30、再加熱爐41、感應加熱器42、隧道爐43、粗軋機50、熱卷箱60、軋機70、冷卻裝置80和卷取機90對于本領域技術人員而言是顯而易見的，因此在此將省略對它們的詳細描述。然而，在根據本發明實施例的坯料加工系統中，優選的是，鑄造裝置、再加熱裝置、粗軋裝置和軋制裝置通過傳送裝置(即，輸出輥道30)彼此順列連接，在傳送裝置上安裝火焰清理裝置100。如在圖9中所示，火焰清理裝置10是指對坯料的四個邊緣進行火焰清理的裝置，并且包括火焰槍單元110，面向坯料S的邊緣區域，并且至少對坯料S的邊緣區域進行火焰清理；支撐單元120，支撐火焰槍單元110 ;以及收集單元130，圍繞坯料S的邊緣區域，并且收集在火焰清理期間散射的熔融氧化鐵。坯料加工系統還包括缺陷檢測單元140，檢測坯料S的至少邊緣區域中的表面缺陷；位置檢測單元150，檢測坯料S的邊緣區域的位置；控制單元160，根據缺陷檢測單元140和位置檢測單元150的檢測結果來控制火焰槍單元110和支撐單元120的操作。優選的是，對火焰槍單元110設置四個角部火焰槍111，這四個角部火焰槍111分別設置在坯料S的四個邊緣區域處并且分別面向坯料的邊緣區域。用來供應氣體燃料和氧的氣體供應器170連接到角部火焰槍111。在火焰槍單元110中，與角部火焰槍111 一起安裝預熱噴嘴(未示出)，用來在火焰清理步驟之前或在火焰清理步驟的初始階段將將要進行火焰清理的部分預熱到可以執行火焰清理的溫度，或者，可以對角部火焰槍111自身另外提供預熱功能。支撐單元120是用來支撐角部火焰槍111以使其面向坯料S的四個邊緣區域的裝置，優選的是，支撐單元120可以水平移動和豎直移動，以使角部火焰槍111能夠分別面向坯料S的四個邊緣區域。收集單元130是通過對火焰槍單元110對坯料S的邊緣區域進行火焰清理時散射的熔融氧化鐵進行收集來保護外圍設備的裝置，并且收集單元130包括室131，圍繞坯料S的邊緣區域，以將散射的熔融氧化鐵收集在其內部；噴嘴(未示出)，安裝在室131的內壁上，以將冷卻水噴射到室131內；排氣孔133，用來排出室131內部產生的蒸氣；以及排放孔135，用來排放積聚在室131內的散射的熔融氧化鐵和冷卻水。優選的是，室131為“C”形狀以在坯料S的一側圍繞窄面，并且形成為盒子的形狀，該盒子的面向火焰槍單元110的一側敞開，以收集散射的熔融氧化鐵。噴嘴安裝在室131的內壁上，并且將冷卻水噴射到被引入到室131中的散射的熔融氧化鐵上，從而使散射的熔融氧化鐵冷卻下來。噴嘴可以以能夠對引入到室131內的散射的熔融氧化鐵進行冷卻而不會干涉火焰槍單元110的火焰清理操作的各種方式進行修改。排氣孔133是用來收集并排出在散射的熔融氧化鐵的冷卻過程中產生的蒸氣的裝置，并且可以形成在室131的頂表面上。排放孔135是用來排放冷卻后的散射的熔融氧化鐵和冷卻水的裝置，并且可以形成在室131的底表面上。·缺陷檢測單元140是用來檢測正被傳送的坯料S的邊緣區域中的缺陷的裝置，并且使用采集坯料S表面的圖像數據的照相機和通過對坯料表面施加磁場來采集漏磁場數據的磁傳感器中的至少一種。缺陷檢測單元140安裝在火焰清理裝置100的最前端以檢測坯料S在火焰清理操作之前的表面缺陷，并且還安裝在火焰清理裝置100的最后端以檢查坯料S在火焰清理操作之后的表面狀態。位置檢測單元150是用來檢測正被傳送的坯料S的邊緣區域的位置的裝置，從而使火焰槍單元110與坯料S的邊緣隔開預定距離。位置檢測單元150可以使用用激光照射坯料S的表面以采集其信號的激光傳感器、用超聲波照射坯料表面以采集其信號的超聲波傳感器或者與坯料表面接觸以采集坯料表面的位置數據的接觸式位移傳感器。控制單元160是用來根據缺陷檢測單元140和位置檢測單元150的檢測結果來控制火焰槍單元110和支撐單元120的操作的裝置。控制單元160通過控制角部火焰槍111和氣體供應器170的操作來控制火焰清理量，并且還通過控制支撐單元120來調整坯料與角部火焰槍111之間的空間，以此來控制火焰清理量。圖10示出了用來對薄坯料S的邊緣區域進行火焰清理的火焰槍單元110。如圖10所示，優選的是，根據本發明另一實施例的火焰槍單元110包括至少一個窄面火焰槍113，所述至少一個窄面火焰槍113至少面向坯料S —側的邊緣區域并同時面向坯料S的窄面區域。由于薄坯料S的厚度相對小，所以可能會在坯料S的窄面以及坯料S的邊緣區域中產生裂紋。為了防止這種情況，優選的是，窄面火焰槍113具有近似“c”的形狀，以面向坯料的邊緣區域和窄面區域二者。這里，窄面火焰槍113由支撐單元120支撐以調整窄面火焰槍113的位置，并且窄面火焰槍113連接到供應氣體燃料和氧的氣體供應器170。在當前實施例中熱軋是作為后加工步驟的示例來進行描述的，但是后加工步驟不限于此。在將坯料冷卻到低于600°C或1000°C的溫度之前，在至少對四個邊緣區域進行火焰清理之后可以執行除熱軋之外的各種后加工步驟。雖然已經參照附圖和優選實施例描述了本發明，但是本發明不限于此，而是由權利要求書來進行限定。因此，本領域技術人員將容易理解的是，在不脫離由權利要求書限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以對其進行各種修改和改變。
權利要求
1.一種坯料加工方法，所述坯料加工方法包括 坯料制備操作，制備將要進行加工的坯料； 火焰清理操作，在將坯料冷卻到低于600°C的溫度之前對坯料的至少邊緣區域進行火焰清理；以及 后加工操作，對還料進行后加工。
2.如權利要求I所述的坯料加工方法,所述坯料加工方法包括檢測坯料的邊緣區域中的表面缺陷的檢測操作， 其中，根據表面缺陷的檢測結果來控制在火焰清理操作過程中坯料的邊緣區域的火焰清理量。
3.如權利要求I所述的坯料加工方法，其中，在火焰清理操作之后，在坯料的溫度保持在600°C以上的狀態下對坯料進行后加工操作。
4.如權利要求I至3中任一項權利要求所述的坯料加工方法，其中，按照如下方式執行火焰清理操作同時對坯料的四個邊緣區域進行火焰清理。
5.如權利要求I至3中任一項權利要求所述的坯料加工方法，其中，按照如下方式執行火焰清理操作對坯料的四個邊緣區域和坯料兩側的窄面一起進行火焰清理。
6.如權利要求I所述的坯料加工方法，其中，在為了后加工操作而正在傳送坯料制備操作中制備出的坯料的同時，執行火焰清理操作。
7.如權利要求I所述的坯料加工方法，其中，坯料制備操作中制備出的坯料的厚度在120mm至500mm的范圍，坯料加工方法還包括將火焰清理操作中進行了火焰清理的坯料裝到再加熱單元中以使坯料的溫度升高到1000°C以上的再加熱操作， 其中，后加工操作包括在軋機中對坯料進行熱軋的軋制操作。
8.如權利要求7所述的坯料加工方法，其中，坯料制備操作包括在連鑄機中生產坯料的操作，在連接連鑄機和再加熱單元的輸出輥道上執行火焰清理操作。
9.如權利要求7所述的坯料加工方法，其中，坯料制備操作包括在連鑄機中生產坯料的操作，在與連鑄機和再加熱單元分開安裝的輸出輥道上執行火焰清理操作。
10.如權利要求8或9所述的坯料加工方法，所述坯料加工方法包括在火焰清理操作之前或之后將坯料暫時存放在除了連鑄機及再加熱單元的加工線之外的區域中的堆放操作。
11.如權利要求7所述的坯料加工方法，其中，軋制操作包括在坯料經過粗軋機的同時對坯料進行粗軋的粗軋操作。
12.如權利要求I所述的坯料加工方法，其中，坯料制備操作中制備出的坯料的厚度在40mm至120mm的范圍， 其中，后加工操作包括 粗軋操作，在坯料經過粗軋機的同時對坯料進行粗軋； 再加熱操作，對粗軋后的坯料進行加熱；以及 熱軋操作，在軋機中對加熱后的坯料進行熱軋。
13.如權利要求12所述的坯料加工方法，其中，在通過輸出輥道連接的設備中執行至少還料制備操作、火焰清理操作和后加工操作。
14.如權利要求12或13所述的坯料加工方法，其中，后加工操作包括熱卷操作，熱卷坯料以使加熱后的坯料的溫度均衡；以及開卷操作，將熱卷的坯料進行開卷。
15.如權利要求I所述的坯料加工方法，其中，坯料制備操作中制備出的坯料的厚度在40mm至120mm的范圍， 后加工操作包括 溫度均衡操作，將生產出的坯料裝到溫度均衡單元中，以使坯料的溫度升高到1000°C以上；以及 軋制操作，在軋機中對溫度均衡的坯料進行熱軋，在溫度均衡操作之前或之后執行火焰清理操作。
16.—種還料加工系統,所述還料加工系統包括傳送單兀，傳送制備出的還料；以及火焰清理單元，安裝在傳送單元上，并且對坯料的至少四個邊緣區域一起進行火焰清理。
17.如權利要求16所述的坯料加工系統，其中，火焰清理單元包括 火焰槍單元，面向坯料的邊緣區域，并且對坯料的至少四個邊緣區域進行火焰清理； 支撐單元，支撐火焰槍單元；以及 收集單元，圍繞坯料的邊緣區域，并且收集在火焰清理過程中散射的熔融氧化鐵。
18.如權利要求17所述的坯料加工系統，其中，火焰槍單元包括面向坯料的邊緣區域的至少一個角部火焰槍。
19.如權利要求17所述的坯料加工系統，其中，火焰槍單元包括至少一個窄面火焰槍，所述至少一個窄面火焰槍至少面向坯料一側的邊緣區域并同時面向坯料的窄面區域。
20.如權利要求18或19所述的坯料加工系統，其中，火焰槍單元包括對將要進行火焰清理的部分進行預熱的預熱噴嘴。
21.如權利要求17至19中任一項權利要求所述的坯料加工系統，其中，收集單元包括 室，圍繞坯料的邊緣區域，以收集散射的熔融氧化鐵； 噴嘴，安裝在室的內壁上，以向室內噴射冷卻水； 排氣孔，通過排氣孔排出室內產生的蒸氣；以及 排放孔，通過排放孔排放在室內積聚的散射的熔融氧化鐵和冷卻水。
22.如權利要求16或17所述的坯料加工系統，其中，火焰清理單元包括 缺陷檢測單元，檢測坯料的至少邊緣區域中的表面缺陷； 位置檢測單元，檢測坯料的邊緣區域的位置；以及 控制單元，根據缺陷檢測單元和位置檢測單元的檢測結果控制火焰槍單元和支撐單元的操作。
23.如權利要求22所述的坯料加工系統，其中，缺陷檢測單元是采集坯料表面的圖像數據的照相機和通過對坯料表面施加磁場來采集漏磁場數據的磁傳感器中的至少一種。
24.如權利要求22所述的坯料加工系統，其中，位置檢測單元是用激光照射坯料表面以采集其信號的激光傳感器、用超聲波照射坯料表面以采集其信號的超聲波傳感器和與坯料表面接觸以采集坯料表面的位置數據的接觸式位移傳感器中的至少一種。
25.如權利要求16所述的坯料加工系統，所述坯料加工系統還包括鑄造單元，用鐵水生產坯料；以及軋制單元，對火焰清理后的坯料進行軋制。
26.如權利要求25所述的坯料加工系統，其中，鑄造單元和軋制單元通過傳送單元連接。
全文摘要
本發明涉及一種坯料加工方法和一種坯料加工系統，所述坯料加工方法和坯料加工系統能夠制造出具有高質量邊緣的熱軋鋼板并且能夠提高設備的工作速度。具體地講，根據本發明實施例的坯料加工方法包括以下步驟制備用于加工的坯料；在將坯料冷卻到低于600℃的溫度之前對坯料的邊緣區域進行火焰清理；以及對坯料進行后加工。
文檔編號B23K7/06GK102791401SQ201180008726
公開日2012年11月21日 申請日期2011年3月11日 優先權日2010年2月8日
發明者樸永善, 金成演 申請人:Posco公司