用于在轧机中在冷却段上调整轧件的不同冷却过程的方法

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2024-03-12 16:52:02

权利要求书： 1.一种用于在热轧带材轧机或厚板材轧机中在冷却段的材料宽度上调整轧件的冷却过程或者用于在热处理中进行冷却的方法，其特征在于，在冷却之前确定在所述轧件的材料宽度上的初始焓值分布，其中，在此基础上在考虑到通过所述轧件的宽度和长度方向的结构模型来计算平整度和/或机械性能的情况下，确定目标焓值分布，并且据此调整所述冷却段的冷却剂剂量和冷却剂分布。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述初始焓值分布出发，调整所述目标焓值分布使其在所述材料宽度上不均匀。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在带材行进期间，动态地改变所述初始焓值分布，并且相应地且紧接着重新计算所述冷却剂剂量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在轧件行进期间，控制系统动态地改变所述轧件在所述宽度上的目标焓值分布。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述焓值计算基于吉布斯能进行。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，为了确定所述吉布斯能，使用SGTE(欧洲热力学数据科学组织)中的数据库，以便指明所述轧件中的结构成分，并且根据所述目标焓值分布将冷却调节和控制为恒定的、均匀分布在所述轧件的材料宽度上的组织相份额。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，立即通过布置在冷却部下游的测量部位与在所述结构模型中计算的机械性能进行比较，并且由此通过激活或停用冷却来立即纠正可能出现的所述目标焓值分布的偏差。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其特征在于，在热轧带材轧机或厚板材轧机中在冷却段的材料宽度上调整轧件的不同的焓值分布H(x)或者在热处理中进行冷却，其中x为轧件的宽度坐标，方式为在冷却之前确定在所述轧件的材料宽度上的初始焓值分布，其中，在此基础上、在考虑到通过所述轧件的宽度和长度方向的结构模型来计算平整度和/或机械性能的情况下，确定目标焓值分布，并且据此调整所述冷却段的冷却剂剂量和冷却剂分布。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轧件为金属带材或金属板材。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理为连续退火。

说明书：用于在轧机中在冷却段上调整轧件的不同冷却过程的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于例如在热轧带材轧机或厚板材轧机中在冷却段的材料宽度上调整金属带材或金属板材(轧件)的冷却过程或者用于在热处理中进行冷却的方法。背景技术[0002] 冷却在提高热轧带材或厚板材的质量方面起着重要作用。为此，已知有针对性的计算机辅助冷却控制，例如为了避免带材或板材的上翻和/或鼓起。如果温度缺乏监测和控制，就无法再达到预期的质量。这意味着，如果带材或板材过于上翻或鼓起，就无法在随后的辊道中纠正，以确保质量。后果是带材缺陷和相关的增加的残次品。[0003] 为了避免这种情况，已知冷却轧件的方法，其中轧件的控制装置确定并调整通过冷却段的最佳冷却剂剂量和冷却剂剂量分布。由此确保待冷却的轧件的最佳平整度和均匀度。[0004] 这样做的缺点是，为了提高带材或板材的平整度，对带材宽度范围有针对性地、有区别地进行冷却。这是在考虑到经测量的温度的情况下进行的，但所述温度是采自表面的。在冷却后，带材或板材中的温度分布并不均匀，因此对材料中的实际能量含量来说不具备说服力。

[0005] 在德国文献DE102008011303B4中，待冷却的轧件的能量含量作为用于控制冷却段和用于确定冷却剂量的输入参数来考虑，以便有针对性地使特定量的热量从轧件中散发。在此，总是采用单一的、固定的值作为起始参数和目标参数。此外，也没有给出如何确定目标参数的提示。

发明内容[0006] 基于以上所述，本发明的任务是提供一种改进的方法，以便控制和调整在热轧带材轧机或厚板材轧机中轧件的平整度或者说平坦度和/或机械性能。其他有利措施是以下描述的主题。[0007] 该任务通过以下方式得到解决，即为了计算冷却，在冷却之前确定轧件的材料宽度上的初始焓值分布，其中，在此基础上、在考虑到通过轧件的宽度和长度方向的结构模型来计算平整度和机械性能的情况下，确定目标焓值分布，并且据此调整冷却段的冷却剂剂量和冷却剂分布。[0008] 基于在冷却段起始处的宽度上的焓值分布，确定在冷却段下游的宽度上的目标焓值分布。初始焓值分布在此例如可由计算机程序确定。原则上，也可以考虑以其他热力学势能代替焓值。[0009] 目标焓值分布(Ziel?Enthalpieverteilung)可以根据不同的参数确定。这例如是在冷却段下游对带材的平坦度进行数值计算，这种计算可以根据目标值进行优化。在此借助于建模，原则上也能够计算制成的产品在冷却状态下(即在卷材冷却之后)的平坦度。这在热状态下凭借测量仪器是不可行的。另一种可能性是通过结构模型来确定，借此可以达到在宽度上调整均匀的机械性能的目标。这不一定是在均匀冷却的情况下实现的，而且这也不一定是在宽度上均匀分布的焓值分布的情况下实现的。此外，各种测量仪器测量作为宽度的函数的质量参数，各种测量仪器的结果也可以采用为控制参数。例如，这可以是平整度测量辊或其它平整度测量仪器，但也可以是记录机械性能的测量仪器(例如Impoc或其他)。[0010] 在此，各种各样的措施可以作为冷却段的执行机构，这使得不同的焓值可以根据宽度而实现。这例如可以是边缘遮蔽、边缘加热、通过多个控制回路在宽度上进行有针对性的冷却或诸如此类。[0011] 目标焓值分布也可以通过其他参数的优化或根据冷却后的测量凭经验确定。在这种情况下，从初始焓值分布出发，可以在宽度上不均匀地调整目标焓值分布。在这种情况下，控制系统可以动态地改变轧件在通过冷却段的轧件行进期间在宽度上的目标焓值分布。在这种情况下，焓值计算例如可以基于吉布斯能。[0012] 为了确定吉布斯能，可以使用SGTE(欧洲热力学数据科学组织和MatCalc数据库)中的数据库，以便例如指明轧件中的结构成分，并将冷却调整为恒定的、均匀分布在轧件的材料宽度上的组织相份额，并且进而调节和控制与目标焓值分布相关的机械性能。[0013] 通过布置在冷却部下游的测量部位可以立即与在结构模型中计算的机械性能进行比较，并且由此可以通过激活或停用冷却来立即纠正可能出现的目标焓值分布的偏差。附图说明[0014] 下面参照附图对本发明进行更详细的解释。其中：[0015] 图1示出了设备和流程方案的示意图；[0016] 图2示出了进入的焓值分布的示图(上图)；[0017] 图2a示出了目标焓值分布(中图)；[0018] 图2b示出了两个焓值分布在轧件宽度上观察到的差异；[0019] 图3示出了机械性能的可能的目标分布的示图；和[0020] 图3a示出了在宽度上观察到的平整度。具体实施方式[0021] 图1示意性地示出了用于加工金属带材和/或金属板材的可能的热轧带材设备或厚板材设备的一部分。在热轧带材设备或厚板材设备的最后的机架1下游布置有测量仪器2。所述测量仪器2可以是平整度辊或诸如此类，并且布置在实际的冷却段3上游。所述测量仪器检测轧件6在冷却段3上游的实际值。

[0022] 所述冷却段3可包括层状冷却部或强化冷却部，或也可包括紧凑冷却部。在所述冷却段3下游布置有至少另外一个测量仪器、例如平整度辊或诸如此类，从而测量实际值、例如热轧带材/轧件6在通过冷却段3之后的平整度。[0023] 计算模型5接收测量仪器2和4的测量数据，并且针对目标焓值分布的调整，相应地预先确定冷却段3的待使用的冷却介质剂量。由此，可在一定程度上确保可在线地调节所期望的轧件/热轧带材6的质量，然后立即卷成卷材7，以便进一步加工。其他机组，例如更多测量仪器、除氧化皮机、隔热罩、裁剪机等可布置在冷却段3上游或下游的区域中。[0024] 图2、图2a、图2b阐明了在检测开始和检测结束时在宽度上观察到的热轧带材的焓值分布，以及在开始和结束时两个焓值的差异。[0025] 图3阐明了在热轧带材的宽度上的机械性能，屈服极限和抗拉强度(Rp和Rm)。图3a阐明了在宽度上观察到的轧件的平整度。[0026] 附图标记列表：[0027] 1最后的机架[0028] 2在冷却段上游的测量仪器[0029] 3冷却段[0030] 4在冷却段下游的测量仪器[0031] 5模型(计算模型)[0032] 6轧件/热轧带材[0033] 7卷材/卷轴