按定單提供鋼帶的方法

專利名稱：按定單提供鋼帶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請總地涉及按定單提供鋼帶的系統(tǒng)和方法，并尤其是涉及這樣的系統(tǒng)和方法，其用于將顧客特定的鋼帶需求轉(zhuǎn)化到用于控制連續(xù)條帶鑄造過程的工藝操作參數(shù)，并操縱該參數(shù)來生產(chǎn)顧客特定的鋼帶產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
用于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(tǒng)鋼鐵工業(yè)的工藝是復(fù)雜且耗時的，并一般需要10或更多周時間來完成。例如，參照圖1，示出了說明生產(chǎn)用戶定制的鋼帶產(chǎn)品的傳統(tǒng)工藝10的流程的流程圖，其中，在此使用的術(shù)語“條帶”應(yīng)理解為指5mm厚度或更小厚度的產(chǎn)品。
工藝10從步驟12開始，在該步驟，鋼鐵制造商接收顧客定單，該定單一般在對鋼帶產(chǎn)品的機械和尺寸需求以及所需質(zhì)量方面提出。此后，在步驟14，鋼鐵制造商由顧客定單確定特定的鋼鐵化學(xué)組成要求，用來實現(xiàn)產(chǎn)品的廣義特性。化學(xué)組成要求是從可用的鋼鐵光學(xué)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(shù)，在此化學(xué)組成是特性的首要決定因素)。此后，在步驟16，鋼鐵制造商確定與工作參數(shù)相對應(yīng)的鑄造參數(shù)并/或用于鋼鐵鑄造過程的給定值(set point)，該給定值用于從根據(jù)鋼鐵化學(xué)組成要求形成的熔融鋼鐵中產(chǎn)生板材鋼料。在步驟18，鋼鐵制造商確定下游板材處理需求，首先對實現(xiàn)顧客的尺寸需求(如厚度等)加以關(guān)注，然后通過附加的下游處理步驟加工，這可能是實現(xiàn)最終產(chǎn)品特性所需要的。這種下游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(shù)相對應(yīng)的板材預(yù)熱參數(shù)和/或用于熱帶材軋制處理設(shè)備的給定值；(b)與軋制工作參數(shù)相對應(yīng)的熱軋參數(shù)和/或用于熱帶材軋制處理設(shè)備的給定值；(c)與酸洗和冷軋工作參數(shù)相對應(yīng)的冷軋參數(shù)和/或用于冷軋?zhí)幚碓O(shè)備的給定值；以及(d)與熱處理工作參數(shù)相對應(yīng)的熱處理參數(shù)和/或用于熱處理設(shè)備的給定值。
從步驟18起，工藝10進展到步驟20，在步驟20，鋼鐵制造商根據(jù)用于特定鋼鐵產(chǎn)品的化學(xué)組成要求產(chǎn)生一批熔融鋼鐵，并根據(jù)步驟16建立的鑄造參數(shù)將鋼鐵產(chǎn)品鑄造承板料。通常，顧客的定單(可以為5噸那么少)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(jù)具體煉鋼廠的設(shè)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(chǎn)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(jù)在步驟18確立的板材預(yù)熱和熱軋參數(shù)，板料被預(yù)熱，并在熱帶材軋制設(shè)備處熱軋，以生產(chǎn)預(yù)定厚度的鋼卷料。此后，在步驟24，根據(jù)在步驟18確立的酸洗和冷軋參數(shù)，卷料被酸洗并在冷軋機處冷軋，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(jù)在步驟18確立的熱處理參數(shù)，在熱處理設(shè)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(tǒng)的剛描述的類型的鋼帶生產(chǎn)需要生產(chǎn)很多不同鋼種(一般超過50個)，它們首先鑄造成板材，然后在熱帶材軋機內(nèi)通過復(fù)雜的熱軋程序處理，這會產(chǎn)生厚度為1.5mm那么低且屈服強度在300到450MPa范圍內(nèi)的產(chǎn)品。如果顧客需要更薄的材料或需要這個范圍之外的特性，那么就需要涉及酸洗生產(chǎn)線、冷還原軋機以及退火熔爐的后續(xù)處理。
與剛剛描述的傳統(tǒng)鋼帶生產(chǎn)工藝相關(guān)的主要缺點為生產(chǎn)滿足顧客定單的鋼材產(chǎn)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(chǎn)工藝，該工藝通過極大縮短生產(chǎn)顧客特定的鋼帶產(chǎn)品所需的時間來對顧客的需求響應(yīng)更積極。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點由本發(fā)明解決。根據(jù)本發(fā)明一個方面，控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以滿足顧客特定的鋼材產(chǎn)品的方法包括接受鋼材產(chǎn)品的定單，其包括所述產(chǎn)品相關(guān)的顧客特定需求；將所述顧客特定需求映射到多個用于控制連續(xù)鋼帶鑄造過程的工藝參數(shù)上，以生產(chǎn)所述鋼材產(chǎn)品；以及將工藝變更報告上的所述多個工藝參數(shù)顯示給所述鋼帶鑄造過程的操縱者。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以滿足顧客特定的鋼材產(chǎn)品的方法包括接受鋼材產(chǎn)品的定單，其包括所述產(chǎn)品相關(guān)的顧客特定需求；將所述顧客特定需求映射到多個用于控制連續(xù)鋼帶鑄造過程的工藝參數(shù)上，以生產(chǎn)所述鋼材產(chǎn)品；以及基于所述工藝參數(shù)控制所述連續(xù)鋼帶鑄造過程，以生產(chǎn)所述鋼材產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明再一方面，控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以滿足顧客特定的鋼材產(chǎn)品的方法包括基于一套預(yù)定的工藝參數(shù)控制連續(xù)鋼帶鑄造過程，以生產(chǎn)第一鋼材產(chǎn)品，接受對第二鋼材產(chǎn)品的定單，其包括所述第二鋼材產(chǎn)品相關(guān)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(shù)上，用來控制所述連續(xù)鋼帶鑄造過程，以生產(chǎn)所述第二鋼材產(chǎn)品；以及將所述組新工藝參數(shù)替換所述組預(yù)定工藝參數(shù)而不中斷所述連續(xù)鋼帶鑄造過程，以便所述連續(xù)鋼帶鑄造過程立即從生產(chǎn)所述第一鋼材產(chǎn)品切換到生產(chǎn)所述第二鋼材產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)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于在以單獨鋼鐵化學(xué)組成鑄造鋼帶的連續(xù)帶材鑄造機的一個生產(chǎn)運行中生產(chǎn)所定購鋼帶的程序；通過奧氏體到鐵素體轉(zhuǎn)變溫度范圍冷卻鋼帶；以及選擇性控制工藝參數(shù)，以生產(chǎn)具有顧客特定需求的產(chǎn)品鋼帶。
優(yōu)選地是，該方法還包括在通過奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度范圍冷卻帶材之前，聯(lián)機熱軋鑄造的帶材。
在根據(jù)本發(fā)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(chǎn)顧客特定鋼材產(chǎn)品的工藝參數(shù)包括以下中任一個或其組合，即連續(xù)帶材鑄造過程的鑄造速度、鋼材產(chǎn)品的鑄態(tài)鋼厚度、鋼材產(chǎn)品熱壓縮的百分比、鋼材產(chǎn)品的冷卻率、鋼材產(chǎn)品的卷繞溫度、所述鋼材產(chǎn)品冷還原的百分比、退火循環(huán)類型和退火溫度。
本發(fā)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(fā)明的另一目的是使顧客對鋼帶產(chǎn)品定單的接受和鋼帶產(chǎn)品的實際生產(chǎn)之間的周轉(zhuǎn)時間最小。
本發(fā)明的這些和其他目的將從以下對優(yōu)選實施例的描述中得以更清楚。


圖1是說明傳統(tǒng)鋼帶生產(chǎn)工藝的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)鋼帶鑄造設(shè)備的一個優(yōu)選實施例的示意圖；圖3是示出圖1設(shè)備中的雙輥帶材鑄造機的一些細節(jié)的示意圖；圖4是可以將顧客特定鋼帶需求轉(zhuǎn)化為控制圖2和3的連續(xù)鋼帶鑄造設(shè)備的工藝參數(shù)的通用計算機系統(tǒng)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(xù)鋼帶鑄造設(shè)備的工藝流程的一個優(yōu)選實施例的流程圖。
具體實施例方式
為了便于理解本發(fā)明的原理的目的，將參照附圖中所示的優(yōu)選實施例，且特定的語言將用來描述該實施例。盡管如此，應(yīng)理解到并不意圖將本發(fā)明的范圍限制于此，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(fā)明的原理的進一步應(yīng)用對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都被認為是正常發(fā)生的。
本發(fā)明基于在連續(xù)帶材鑄造機中生產(chǎn)鋼帶。申請人在雙輥鑄造機形式的連續(xù)帶材鑄造機鑄造鋼帶的領(lǐng)域已經(jīng)進行了廣泛的研究和研制工作?；\統(tǒng)地說，在雙輥鑄造機內(nèi)連續(xù)鑄造鋼帶包括將熔融鋼鐵引入一對相對轉(zhuǎn)動的水平鑄造輥之間，這對鑄造輥是內(nèi)部水冷的，以便金屬皮在移動的輥表面上固化，并在輥之間的輥隙處被傳送到一起，從而產(chǎn)生從各輥之間的輥隙向下傳送的固化帶材，術(shù)語“輥隙”用于指各輥靠近到一起的總的區(qū)域。熔融金屬可以從鑄勺傾倒到較小容器中，該熔融金屬從這里流過位于輥隙上的金屬輸送噴嘴，以便將其引導(dǎo)到各輥之間的輥隙內(nèi)，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，恰好在輥隙之上并沿著輥的長度延伸。這個鑄造池一般封閉在側(cè)板或密閉墻(dam)之間，后者與輥的端面保持滑動接合，從而阻擋鑄造池的兩端外流，盡管已經(jīng)提出了諸如電磁壁壘的其他裝置。在這種雙輥鑄造機內(nèi)鑄造鋼帶例如在美國專利5184668、5277243和5934359中描述，所有這些特別合并于此作為參考。
申請人已經(jīng)確定通過連續(xù)鑄造帶材并此后選擇性改變下游帶材處理參數(shù)有可能生產(chǎn)給定成份的鋼帶，該鋼帶具有各種各樣微觀結(jié)構(gòu)，并因此具有各種機械特性。例如，申請人已經(jīng)從在包括已經(jīng)消除硅/鎂的普通碳鋼的碳素鋼上進行的工作中確定在0.1℃/s到大于100℃/s的范圍內(nèi)選擇通過奧氏體到鐵素體轉(zhuǎn)變溫度范圍的冷卻速率可以產(chǎn)生屈服強度在200MPa到大于550MPa范圍內(nèi)的鋼帶。由此已經(jīng)被本申請人認識到的連續(xù)帶材鑄造的柔性的一個示例為鑄造給定成份的連續(xù)帶材鑄造機的生產(chǎn)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(zhuǎn)變溫度范圍，帶來的結(jié)果是帶條可以形成為具有不同微觀結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的任何選擇結(jié)構(gòu)，從而具有不同的機械特性。
總之，申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過在連續(xù)鋼帶鑄造過程中選擇性改變下游帶材處理參數(shù)，可以在操縱連續(xù)帶材鑄造機方面實現(xiàn)相當(dāng)大的柔性，從而滿足生產(chǎn)(即，顧客)需求。這意味著由顧客對給定尺寸規(guī)格以及不同機械特性范圍的鋼帶所下的定單可以在單個生產(chǎn)運行中由單一鋼鐵化學(xué)組成來生產(chǎn)。另外，這意味著對生產(chǎn)運行的調(diào)整可以在生產(chǎn)運行進行的同時來實現(xiàn)。這已經(jīng)由本申請人認識到，在滿足顧客緊急定單需求的連續(xù)帶材鑄造方面具有重要優(yōu)點。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例的以下描述是在利用雙輥鑄造機連續(xù)鑄造鋼帶方面給出的。本發(fā)明不局限于使用雙輥鑄造機，而是可以延展到其他類型的連續(xù)帶材鑄造機。
參照圖2，連續(xù)鋼帶鑄造設(shè)備/工藝50示為生產(chǎn)線的一個相繼部分，由此可以根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)鋼帶。圖2和3示出總地標(biāo)示為54的雙輥鑄造機，該鑄造機生產(chǎn)鑄造鋼帶56，鋼帶在過渡路徑52中穿過導(dǎo)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之后，鋼帶立即運行到熱軋機62內(nèi)，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，并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(xiàn)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，并由此通過金屬輸送噴嘴86進入鑄造輥74之間的輥隙88內(nèi)。如此輸送到輥隙88內(nèi)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(cè)密閉墻或側(cè)封閉板90封閉在輥的端部，側(cè)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(cè)板托架上的液壓缸單元。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(nèi)。
鑄造輥74為水冷的，以便金屬皮在移動的輥表面上固化，并在輥之間的輥隙88處被帶到一起，從而生產(chǎn)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中詳細示出并描述的那種，這些公開物各自特別合并于此作為參考。
根據(jù)本發(fā)明，顧客對鋼帶的定單進入通用計算機系統(tǒng)，如圖4的計算機系統(tǒng)150，并以下面將更全面描述的方式處理，以確定用于控制連續(xù)鋼帶鑄造過程的工藝參數(shù)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(xù)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(tǒng)150包括通用計算機152，該計算機152可以是傳統(tǒng)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(gòu)造成以隨后描述的方式工作。計算機系統(tǒng)150包括電連接到計算機152上的傳統(tǒng)的鍵盤154，用于向其中輸入與顧客定單相關(guān)的信息，并可以包括任一種輸出設(shè)備或其組合。例如，計算機152可以電連接到打印機156上，其中計算機152可以構(gòu)造成以工藝變更報告或類似報告的形式打印一組工藝參數(shù)，其中工藝變更報告描述用于以生產(chǎn)顧客定制的鋼帶產(chǎn)品的方式控制諸如圖2和3所示的連續(xù)鋼帶鑄造過程50的連續(xù)鋼帶鑄造過程的工藝參數(shù)和/或給定值。在本發(fā)明一個實施例中，連續(xù)鋼帶鑄造過程，如工藝50的操縱者瀏覽工藝變更報告，并對連續(xù)鋼帶鑄造過程進行相應(yīng)的物理變化，由此生產(chǎn)顧客定制的鋼帶產(chǎn)品。
計算機152可以替代地或附加地電連接到傳統(tǒng)監(jiān)視器158上，其中，計算機152可以構(gòu)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(shù)，其中，工藝變更報告描述用于以生產(chǎn)顧客定制的鋼帶產(chǎn)品的方式控制諸如圖2和3所示的連續(xù)鋼帶鑄造過程50的連續(xù)鋼帶鑄造過程的工藝參數(shù)和/或給定值。連續(xù)鋼帶鑄造過程，如工藝50的操縱者在打印的報告之外或替代打印的報告，瀏覽監(jiān)視器上顯示的工藝變更報告，并對連續(xù)鋼帶鑄造過程進行相應(yīng)的物理變化，由此生產(chǎn)顧客定制的鋼帶產(chǎn)品。
計算機152也電連接到傳統(tǒng)的存儲介質(zhì)單元160上，其中，計算機152構(gòu)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(fā)明一個實施例中，計算機152構(gòu)造成經(jīng)由存儲單元160向存儲介質(zhì)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(shù)，其中，工藝變更報告描述用于以生產(chǎn)顧客定制的鋼帶產(chǎn)品的方式控制諸如圖2和3所示的連續(xù)鋼帶鑄造過程50的連續(xù)鋼帶鑄造過程的工藝參數(shù)和/或給定值。連續(xù)鋼帶鑄造過程，如工藝50的操縱者可以以傳統(tǒng)技術(shù)訪問存儲介質(zhì)的內(nèi)容，以瀏覽工藝變更報告，并對連續(xù)鋼帶鑄造過程進行相應(yīng)的物理變化，由此生產(chǎn)顧客定制的鋼帶產(chǎn)品。存儲介質(zhì)單元160和存儲介質(zhì)162可以作為任何公知的存儲介質(zhì)單元和存儲介質(zhì)組合而實現(xiàn)。其示例包括磁盤讀/寫單元160和磁盤162、CD ROM讀/寫單元160和CD ROM盤162等，但不局限于此。
在另一實施例中，連續(xù)鋼帶鑄造過程，如圖2和3中所示的連續(xù)鋼帶鑄造過程50為計算機控制的工藝，并且在這種情況下，計算機系統(tǒng)150可以構(gòu)造成通過圖4平臺中所示的適當(dāng)?shù)耐ㄐ沛溌?64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(gòu)造成將工藝變更報告下載到存儲介質(zhì)162，其中，操縱者將包含工藝變更報告的存儲介質(zhì)162加載到與內(nèi)置于工藝50內(nèi)的存儲介質(zhì)單元160類似的存儲介質(zhì)單元(未示出)上，如圖4中虛線166所示。在任一種情況下，連續(xù)鋼帶鑄造過程(如工藝50)相應(yīng)工藝變更報告而自動進行相應(yīng)的工藝變化和/或設(shè)備給定值變更。然而，應(yīng)理解的是，與如何對連續(xù)鋼帶鑄造過程作出工藝和/或給定值變更無關(guān)，帶材鑄造處理設(shè)備相應(yīng)這種變更，理解從生產(chǎn)目前生產(chǎn)的鋼帶產(chǎn)品切換到根據(jù)新的工藝參數(shù)/工藝給定值信息生產(chǎn)鋼帶產(chǎn)品。
參照圖5，示出了流程圖，該流程圖說明用于控制連續(xù)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(yōu)選實施例。過程200開始于接受顧客對特定機械特性或產(chǎn)品規(guī)格的鋼帶產(chǎn)品的定單的初始步驟202。在一個實施例中，產(chǎn)品規(guī)格包括鋼材產(chǎn)品的理想等級、理想帶材厚度以及總帶材量，盡管本發(fā)明考慮與顧客定制的產(chǎn)品相關(guān)的額外或另外的信息。此后，在步驟204，產(chǎn)品規(guī)格以公知的用于此的機構(gòu)輸入到計算機152中。例如，操縱者可以經(jīng)由鍵盤154將信息鍵入計算機152內(nèi)，或者，如果信息是由顧客在存儲介質(zhì)，如磁盤上提供，則操縱者可以簡單地通過存儲介質(zhì)單元160將信息上載到計算機152中。另外，本發(fā)明考慮根據(jù)附圖中未詳細說明的其他公知技術(shù)將產(chǎn)品規(guī)格輸入到計算機152中，其中這種其他公知技術(shù)可以包括產(chǎn)品規(guī)格通過在計算機152和顧客計算機之間連接的電話調(diào)制解調(diào)器傳輸，產(chǎn)品規(guī)格通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸，等，但本發(fā)明不局限于此。
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工作來基于在步驟204輸入到計算機152內(nèi)的產(chǎn)品規(guī)格以生產(chǎn)顧客定制的鋼材產(chǎn)品的方式計算用于控制連續(xù)鋼帶鑄造過程(如工藝50)的工藝參數(shù)和/或工藝給定值，根據(jù)本發(fā)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(nèi)的產(chǎn)品規(guī)格相關(guān)的規(guī)則，以便按照生產(chǎn)顧客定制的鋼材產(chǎn)品的方式設(shè)定用于控制連續(xù)鋼帶鑄造過程的工藝參數(shù)/給定值。這些一套或多套規(guī)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(xiàn)。一套說明性的規(guī)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制的鋼材產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品規(guī)格映射到用于在此示出并描述的連續(xù)鋼帶鑄造過程50的熱帶產(chǎn)品的工藝參數(shù)/給定值的一套規(guī)則。由于它們與表I相關(guān)，熱帶的ASTM規(guī)格的鋼等級與如下的屈服強度(YS)和伸長率(％Elong)相關(guān)

并且，殘留程度指標(biāo)L、M和H由關(guān)系低(L)＜0.35％、中(M)＝0.8％、而高(H)＝1.2％限定。
表I


*在800-500℃溫度范圍內(nèi)的冷卻速率用于產(chǎn)生表1值的熱帶產(chǎn)品的普通的一套規(guī)則在下面的表II中總結(jié)，其中，術(shù)語“化學(xué)組成”指在帶材產(chǎn)品中的殘留程度，其中，低、中和高程度概括如上。
表II

*實現(xiàn)650-700℃的卷繞溫度的標(biāo)準(zhǔn)冷卻速率。
從實際運行收集的數(shù)據(jù)，已經(jīng)確定殘留物的1.2％導(dǎo)致屈服強度提高大約120MPa，并因此假設(shè)殘留物0.1％的增大導(dǎo)致屈服強度相應(yīng)增大10MPa。
從表I可以看出，現(xiàn)在可以明顯地理解到生產(chǎn)顧客特定的熱帶鋼材產(chǎn)品所需的工藝參數(shù)可以包括連續(xù)帶材鑄造過程的鑄造速度、鋼材產(chǎn)品的鑄態(tài)鋼厚度、鋼材產(chǎn)品熱壓縮的百分比、鋼材產(chǎn)品的冷卻速率和鋼材產(chǎn)品卷繞溫度中任一個及其結(jié)合。
表III詳細示出將與顧客定制的鋼材產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品規(guī)格映射到用于在此示出并描述的連續(xù)鋼帶鑄造過程50的冷軋產(chǎn)品的工藝參數(shù)/給定值的一套規(guī)則。由于它們與表III相關(guān)，冷軋的ASTM規(guī)格的鋼等級與如下的屈服強度(YS)和伸長率(％Elong)相關(guān)


表III


*分批退火的實驗室數(shù)據(jù)-緩慢加熱到1275°F(需要大約33小時)，隨后緩慢從1275°F冷卻到750°F(需要大約8小時)。在退火之后材料屈服強度非常低(23ksi)，于是存在優(yōu)化對等級33分批退火優(yōu)化的可能性。
**由于較小的冷壓縮就會得到更好的伸長，因此較薄規(guī)格的熱帶是優(yōu)選的。
***為了在退火后獲得具有良好拉伸性的更高的屈服強度，較薄規(guī)格的熱帶是優(yōu)選的。
用于產(chǎn)生表III值的冷軋材料的一組普通規(guī)則為(i)需要大約35-40％CR以獲得等級80；(ii)為了連續(xù)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(xiàn)在應(yīng)理解到產(chǎn)生顧客特定的熱軋鋼材產(chǎn)品的工藝參數(shù)可以包括用于生產(chǎn)熱帶產(chǎn)品的熱帶工藝數(shù)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(xù))、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(fā)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(shù)顯示給連續(xù)帶材鑄造操縱者?？梢岳斫獾疆?dāng)計算機152不是如此上所描述的那樣自動控制連續(xù)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(gòu)造成經(jīng)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(zhí)行的過程200的步驟。另外，如上面所描述的，本發(fā)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之后，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(shù)的函數(shù)控制如參照圖2和3說明并描述的連續(xù)帶材鑄造過程50的連續(xù)帶材鑄造過程，由此產(chǎn)生顧客特定的鋼材產(chǎn)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(zhí)行，而代之以由連續(xù)鋼帶鑄造過程的操縱者執(zhí)行。在這種實施例中，操縱者通過物理實現(xiàn)工藝變更報告中提出的工藝參數(shù)/給定值來執(zhí)行步驟212。在計算機152構(gòu)造成直接(電子地)向連續(xù)鋼帶鑄造過程提供工藝參數(shù)/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(gòu)造成自動將步驟206處計算的工藝參數(shù)/給定值在連續(xù)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(jù)本發(fā)明，計算機系統(tǒng)150工作以將用戶特定的產(chǎn)品規(guī)格映射到選定成份的鋼的生產(chǎn)調(diào)度中。一般，對于給定鋼材化學(xué)組成的生產(chǎn)調(diào)度至少可以延續(xù)若干天，在這期間，鋼帶由雙輥鑄造機54連續(xù)生產(chǎn)。根據(jù)定單數(shù)量和所定制的量，整個生產(chǎn)運行可以與生產(chǎn)具有一組特殊機械特性的鋼帶或者用于沿著鋼帶的長度產(chǎn)生不同的選定機械特性的鋼帶相關(guān)聯(lián)。
生產(chǎn)調(diào)度考慮諸如鑄造速度、熱軋溫度范圍、熱壓縮量和通過奧氏體到鐵素體轉(zhuǎn)變溫度范圍(一般為900到550℃)的冷卻速率的參數(shù)，以在鑄造帶材中產(chǎn)生最終的微觀結(jié)構(gòu)，該鑄造帶材提供具有所需機械特性的帶材，而隨之發(fā)生的材料處理與帶材冷卻速率變化相關(guān)聯(lián)地發(fā)生。
通過在0.1℃/s和超過100℃/s的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)冷卻速度，可以產(chǎn)生具有如下微觀結(jié)構(gòu)的鑄造帶材，該微觀結(jié)構(gòu)包括(i)占主體的多晶鐵素體；(ii)多晶鐵素體和低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)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)占主體的低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)品。
在碳素鋼情況下，這種微觀結(jié)構(gòu)范圍可以產(chǎn)生200MPa到超過700MPa的屈服強度。在已經(jīng)建立生產(chǎn)調(diào)度之后，可以操縱雙輥鑄造機54來根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)鑄造帶材，并且該帶材可以按需要提供給顧客。
本發(fā)明方法的一個優(yōu)越特征在于可以在生產(chǎn)運行期間調(diào)節(jié)生產(chǎn)調(diào)度，以便基于所需機械特性的帶材定單的緊急情況來適應(yīng)生產(chǎn)情況。從而，在本發(fā)明方法中，單獨的鋼材化學(xué)組成用來產(chǎn)生大范圍的機械特性，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(chǎn)品冷卻速率相關(guān)聯(lián)的帶材鑄造能夠在一個一般短于70米的生產(chǎn)線內(nèi)同時實現(xiàn)顧客的尺寸規(guī)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(guān)鍵工藝控制環(huán)節(jié)的適當(dāng)給定值來實時改變各種特性，并從而從接受顧客定單到生產(chǎn)分派的時間可以短到8小時，這與需要14到30天的傳統(tǒng)鋼材生產(chǎn)方法相反；以及非常短的定單到交付的時間能夠通過應(yīng)用電子商務(wù)來實現(xiàn)虛擬倉庫的概念。
雖然本發(fā)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(yīng)該被認為是示例性的，而不是限制性的，應(yīng)理解為只是示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且落入本發(fā)明精髓內(nèi)的所有變化和改進被認為是受保護的。
權(quán)利要求
1.一種控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以生產(chǎn)顧客特定的鋼材產(chǎn)品的方法，該方法包括接受鋼材產(chǎn)品的定單，該定單包括顧客對所述產(chǎn)品的特定需求；將所述顧客特定需求映射到一組用于控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以生產(chǎn)所述鋼材產(chǎn)品的工藝參數(shù)上；以及基于所述工藝參數(shù)控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以生產(chǎn)所述鋼材產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述顧客特定需求包括所述鋼材產(chǎn)品的厚度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述顧客特定需求包括所述鋼材產(chǎn)品的等級。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述連續(xù)鋼帶鑄造過程的鑄造速度。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述鋼材產(chǎn)品的鑄態(tài)厚度。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述鋼材產(chǎn)品的熱壓縮百分比。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述鋼材產(chǎn)品的冷卻速率。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述鋼材產(chǎn)品的熱軋溫度。
9.一種控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以生產(chǎn)顧客特定的鋼材產(chǎn)品的方法，該方法包括接受鋼材產(chǎn)品的定單，該定單包括顧客對所述產(chǎn)品的特定需求；將所述顧客特定需求映射到一組用于控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以生產(chǎn)所述鋼材產(chǎn)品的工藝參數(shù)上。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，還包括基于顯示在一工藝改變報告上的工藝參數(shù)控制連續(xù)鋼帶鑄造過程以生產(chǎn)所述鋼材產(chǎn)品。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述顧客特定需求包括所述鋼材產(chǎn)品的厚度。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述顧客特定需求包括所述鋼材產(chǎn)品的等級。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述連續(xù)鋼帶鑄造過程的鑄造速度。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述鋼材產(chǎn)品的鑄態(tài)厚度。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述鋼材產(chǎn)品的熱壓縮百分比。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述鋼材產(chǎn)品的冷卻速率。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述組工藝參數(shù)包括所述鋼材產(chǎn)品的熱軋溫度。
全文摘要
一種基于顧客特定需求控制連續(xù)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制的鋼材產(chǎn)品的產(chǎn)品規(guī)格。計算機構(gòu)造成自動將產(chǎn)品規(guī)格映射到一組控制以生產(chǎn)顧客定制的產(chǎn)品的方式連續(xù)鋼帶鑄造過程的工藝參數(shù)/給定值上，且在一個實施例中，產(chǎn)生一個工藝變更報告，該報告為操縱者提供這種工藝參數(shù)/給定值，操縱者將這種工藝參數(shù)/給定值在帶材鑄造過程中實現(xiàn)。另外，計算機可以直接向帶材鑄造過程提供工藝參數(shù)/給定值，用于將其自動控制成生產(chǎn)顧客定制的鋼材產(chǎn)品。本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)鋼材制造方法相比能夠顯著縮短顧客對鋼材產(chǎn)品的需求到其交付之間的時間。
文檔編號B22D11/16GK1820875SQ20061000679
公開日2006年8月23日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者沃爾特·布萊杰德, 拉馬·馬哈帕特拉, 拉扎爾·斯特里佐夫, 坎納帕·穆孔薩恩 申請人:紐科爾公司