CN100471587C - 一种热-机电系统和用于预制条带的热-机械处理的方法 - Google Patents

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Abstract

一种热-机电系统和相关的热-机电方法，该系统具有两个叠置的卷绕/开卷装置(A)，能够通过颠倒它们的位置来卷绕和开卷预制条带(a)。该卷绕/开卷装置(A)设置有外部天然气燃烧器(4)和内部天然气燃烧器(7)，以便分别通过控制软件的专用算法来使整个预制条带的温度均匀和进行优化，还适于在卷绕和开卷步骤中控制夹盘(6)的速度(加速和减速)，直到在卷绕过程中停止前进，使预制条带的一段尾部(c)留在卷绕/开卷装置(A)的外面。还描述了夹盘(6)的特殊结构。

Description

一种热-机电系统和用于预制条带的热-机械处理的方法
技术领域
本发明涉及一种方法和相关系统，它由双重叠置的机电装置形成，通过气体燃烧器来加热，并用于以控制速度卷绕和开卷由具有串联式(in-line)热轧(“铸轧法”)的薄板铸造装置供给的钢预制条带(pre-strip)，能够以控制方式与具有随后的精轧的步骤连接，并使不同工作速度的部分进行分离。
背景技术
在薄钢产品的制造厂中，已知在热精轧机之前使用暂时卷绕产品的装置，以便使与连续铸造相连的低速部分与将(相反)在更高速度下工作的精轧机分离，以便形成可作为储存原料使用的绕圈。普通装置是所谓的“带卷开卷箱”，它由Selco开发，并用于普通工厂中，且用于采用薄板技术的所谓“小型轧机”。
该系统基本由一系列输入辊以及动力辊形成，这些输入辊用于使得要卷绕的扁平产品弯曲，而该动力辊适于使产品产生形成材料卷所需的旋转，它在没有任何中心夹盘和没有任何保护壳的情况下自由进行。不过，现有的装置有一些缺点，第一个缺点是不能卷绕厚度低于15mm的薄板或预制条带，材料卷自身发生破坏的危险将使得不能进行随后的开卷。而且，没有外壳涉及由于辐射产生的温度损失问题以及非均匀温度，这使得从几何形状和机械性能方面来看都很难获得良好质量的产品。
专利US4703640试图通过提供一种埋入法并能够利用普通夹盘来解决这些问题，同时DE4013582提供了一种可行方案，它有两个卷绕器，每个卷绕器埋入它自身的壳中，并相互叠置，但是这两种方案都有技术缺点。这些缺点是由于存在头部和尾部，将不可避免地比条带中心部分更冷，当为较薄和超薄规格时，将在随后的轧制处理中产生问题，特别是将引起：
当装置没有加热系统时将不能控制预制条带的温度，因此不能制造具有有限公差或特定特征的条带，例如双相或HSLA类型的钢；
不能控制预制条带的卷绕/开卷速度，因此不能产生具有严格公差的较薄和超薄条带，因为由不可控制的展开而引起拉伸；
轧制机座接收材料的所谓“拒绝”问题，表示为在头部区域在几厘米的长度中温度差为几十度；
开始和最后条带段(几十米)的超公差，特别是在制造较薄和超薄条带时；
头部的不正确定位或“离开平台”，因此导致第一条带计弯曲，从而产生条带稳定性和卷绕问题；
尾部的不正确定位或“离开平台”，因此将损坏条带和轧辊。
WO96/32509提供了两种叠置的钢条带卷绕和开卷装置，它有感应加热器，该加热器只在通向外部的条带出口引导件上，该引导件形成为辊子通道，该装置不能优化整个条带的温度和使整个条带的温度均匀。
还参考前述专利，可以知道，为了避免使条带尾部产生任何冷却，该尾部必须卷绕至内部，但是这使得尾部的抽取明显困难，否则装置应当有较宽开口，这将引起较大的温度损失；因此该装置没有实际用途。
发明内容
从现有技术的所述问题和缺点开始，本发明的目的是改进用于卷绕/开卷来自串联式铸造和轧制系统的预制条带，同时保证所述产品具有很高的热均匀性，并电子控制卷绕/开卷速度，主要是为了使最终产品有严格的几何公差和均匀的机械性能。
根据本发明，提供一种热-机电系统，包括：两个相互叠置的卷绕/开卷装置，这两个卷绕/开卷装置位于各自的绝缘封套中，能够在相关的中心夹盘上通过输入和输出辊子对来进行卷绕预制条带，该预制条带的厚度在30至8mm之间，来自与薄板铸造线直接连接的粗轧机，该两个装置随后能够自身旋转，并使所述预制条带开卷，以便能够进入后面的氧化皮清除机和精轧机，其特征在于：所述卷绕/开卷装置具有外部天然气燃烧器和内部天然气燃烧器；所述内部天然气燃烧器可以通过合适的控制软件来优化要进入精轧机的预制条带的温度，该控制软件还具有能够改变燃烧器流量的算法，以便在卷绕和开卷时在条带的前端和后端之间自动获得稳定的温度，或者具有作为预制条带的钢种类和最终产品所获得的性能之间的函数的算法；所述外部天然气燃烧器能够通过专用控制软件来使预制条带在从卷绕芯至末端尾部的整个长度上的温度均匀，该尾部保持在外部，因此，将保证最终产品的机械和几何特征完全均匀，这些特征对温度变化敏感；驱动装置，设置用于在卷绕和开卷时在卷绕速度控制软件的专用算法的控制下使所述两个卷绕/开卷装置的夹盘旋转，以便加速或减慢预制条带的卷绕；控制装置，设置用于在卷绕和开卷时控制所述预制条带的速度，该控制装置包括专用处理软件，以避免预制条带的拉伸或压缩，从而损害最终产品的几何质量；以及用于使夹盘停止的装置，该装置使所述预制条带的尾部在卷绕时留在所述卷绕/开卷装置和所述输入和输出辊子对的外部一定长度，该长度在0至800mm之间，从而在随后的开卷中更容易使它进入随后的除氧化皮和最后轧制并直到精轧的机组中。
根据本发明，还提供一种用于预制条带的热-机械处理的方法，该预制条带的厚度在30和8mm之间，来自与薄板铸造线直接连接的粗轧机，该方法包括卷绕和随后开卷该预制条带，以便使它前进而进行精轧，其特征在于还包括：在卷绕和开卷步骤中，在专用软件的控制下，在卷绕装置的内部和外部通过燃烧天然气来加热预制条带；通过处理软件的专用算法来控制卷绕步骤，以便进行相关的加速或减慢；在卷绕和开卷步骤中，通过专用处理软件来控制预制条带的速度。
附图说明
通过下面对优选实施例的说明并参考附图，可以清楚本发明系统的其它目的、优点和特征以及相关方法，附图中：
图1表示了所述实施例的剖视图，其中，形成本发明系统的两个装置彼此叠置；
图2表示了系统的各个卷绕/开卷装置的中心夹盘的示意剖视图；以及
图3和4分别是优选实施例的正视图和沿线IV-IV的剖视图，用于通过将夹盘中心体装配在侧部部分上而进行连接。
具体实施方式
下面参考图1，图中表示了本发明的结构，其中，两个叠置的、预制条带a的卷绕/开卷装置A能够绕它们自身的水平轴线沿顺时针和逆时针方向以在40和120°之间的角度交替旋转，以便保证在串联式铸造和热轧步骤以及精轧之间的连续性。两个装置A的任意一个都通过合适的外部天然气燃烧器4而单独加热，并通过能够控制卷绕/开卷速度和加热温度的专门软件而独立操作。而且，为了保证快速插入除氧化皮系统和随后快速插入置于下游的精轧机，故意使预制条带的尾部c从保护封套中出来在0至800mm之间的长度，并在精轧之前，需要通过所述外部天然气燃烧器4(该燃烧器在卷绕步骤过程中熄灭)进行加热，以便保证在装置A内卷绕和加热的预制条带a的热量均匀。
应当知道，卷绕/开卷装置A优选包括辅助设备，以便帮助在外部封套的开口处输入或输出该预制条带。
因此，作为一种优选但非限定的方案，应当采用在专利IT1245612中所述的一个现有技术，其中，条带通过一对输入和输出辊子2而向内和向外引导，该对输入和输出辊子2布置在装置A的进口处，并在卷绕步骤中由板3支承，该板3位于保护壳内，以便帮助插入至卷绕夹盘6中。
因此，作为优选方案，各卷绕装置A包括在绝缘封套A′中的固定、不可膨胀的夹盘6，其中该绝缘封套为防火壳的形式，在该夹盘6的结构中有用于插入预制条带的头部b的狭槽5以及内部天然气燃烧器7，该内部天然气燃烧器7使得条带a的温度在卷绕和开卷步骤中都相等。内部天然气燃烧器7的燃烧由专用软件根据一定算法来控制，该算法故意通过过量气体来使相对化学计量比不平衡(还原燃烧)，以便帮助形成能够很容易地由布置在下游且在精轧之前的除氧化皮装置除去的氧化物。内部天然气燃烧器7的控制软件还提供有能够增加或减小燃烧器流量的算法，以便在卷绕和开卷步骤中在条带的前端和后端之间获得稳定的温度，或者有作为预制条带a的钢种类和最终产品必须有的性能之间的函数的算法。
绝缘封套A′具有由一对输入和输出辊子2确定的开口，在卷绕步骤中，该开口相对于轧制方向位于上游，用于接收要卷绕的预制条带(图1-底部装置)，而在开卷步骤中，该开口位于下游，这时预制条带进行开卷以便引导进行精轧(图1-上部装置)。因为整个装置A自身可以绕它自身的轴线旋转在40和120°之间的角度，因此能够进行该操作，从而使由输入和输出辊子2确定的开口能够与它所插入的生产线的上游和下游部分(分别为底部和上部装置)正确对齐。
合适的控制装置使得偏转元件1旋转，直到它的方向朝着输入和输出辊子2的开口，以便将预制条带a导向装置A(图1中的底部装置)，且通过输入和输出辊子2向前供给，以便进入夹盘6的狭槽5内并啮合，该夹盘通过如箭头所示顺时针方向旋转，从而绕它自身进行卷绕。所述偏转元件1也是轧制线或帮助卷绕元件。
在开卷状态下(上部装置)，在输入和输出辊子2之间的开口处，在燃烧器4加热条带的尾端c之后，偏转元件向上定向，以便支承所述尾部，并帮助使该尾部装入下游装置中，并因此通向精轧。显然，预制条带的偏转元件1以及帮助开卷的元件1′可以由任何其它等效物和合适方式形成。
为了避免在上部和底部装置中的卷绕和开卷步骤之间的不希望的困难，当通过布置在串联式铸造和热轧系统(铸造-轧制)的端部的剪刀(未示出)来剪切时，装置A的控制软件的专用算法加速预制条带a的卷绕步骤，以便产生所需空间来保证正确定位偏转元件1。
控制软件还包括这样的算法，它能够在将结束时减慢卷绕步骤，且使得离下一个条带的距离足以保证它的卷绕，从而增强对尾部c的加热，该尾部c将保持在卷绕/开卷装置A以及输入和输出辊子2的外部。
图2-4中更详细地表示了用于装置A的夹盘6的优选实施例。参考图2，图中表示了在中心体6.2内的夹盘的空心中心轴6.1，在该中心体6.2的两侧提供有两个钢部分6.3，这两个钢部分6.3也象中心体6.2一样进行合适减重。轴6.1通过流入轴向孔6.4中的水而冷却，且在外部有绝热层6.5，该绝热层6.5通过限制在轴和中心体6.2之间的传热而减小对卷绕条带的第一段b以及装置A的内部部件的冷却，该卷绕条带第一段b相当于用于随后轧制的未卷绕尾部。
提供了这样的优选实施例，其中，中心体6.2通过成形爪6.6、6.6′而与侧部部分6.3牢固连接，该爪6.6、6.6′与插入的垫片6.7啮合，以便能够在不借助于拉杆(普通实施例需要该拉杆)的情况下进行装配。后者特别不可靠，因为由于在较高工作温度下的应力而将不可避免地发生故障，且每次进行更换都将停工两天或更多天。
图3和4中所述的特殊实施例不仅用于增加夹盘的可靠性和使它易于实现，而且能够保持在所述装置和下游装置之间的反拉力，即在氧化皮清除机和精轧机之间的反拉力。

Claims (7)

1.一种热-机电系统，包括：两个相互叠置的卷绕/开卷装置(A)，这两个卷绕/开卷装置位于各自的绝缘封套(A′)中，能够在相关的中心夹盘(6)上通过输入和输出辊子(2)对来进行卷绕预制条带(a)，该预制条带(a)的厚度在30至8mm之间，来自与薄板铸造线直接连接的粗轧机，该两个装置随后能够自身旋转，并使所述预制条带开卷，以便能够进入后面的氧化皮清除机和精轧机，其特征在于：
所述卷绕/开卷装置(A)具有外部天然气燃烧器(4)和内部天然气燃烧器(7)；
所述内部天然气燃烧器(7)可以通过合适的控制软件来优化要进入精轧机的预制条带(a)的温度，该控制软件还具有能够改变燃烧器流量的算法，以便在卷绕和开卷时在条带的前端和后端之间自动获得稳定的温度，或者具有作为预制条带(a)的钢种类和最终产品所获得的性能之间的函数的算法；
所述外部天然气燃烧器(4)能够通过专用控制软件来使预制条带(a)在从卷绕芯至末端尾部(c)的整个长度上的温度均匀，该尾部保持在外部，因此，将保证最终产品的机械和几何特征完全均匀，这些特征对温度变化敏感；
驱动装置，设置用于在卷绕和开卷时在卷绕速度控制软件的专用算法的控制下使所述两个卷绕/开卷装置(A)的夹盘(6)旋转，以便加速或减慢预制条带(a)的卷绕；
控制装置，设置用于在卷绕和开卷时控制所述预制条带(a)的速度，该控制装置包括专用处理软件，以避免预制条带的拉伸或压缩，从而损害最终产品的几何质量；以及
用于使夹盘(6)停止的装置，该装置使所述预制条带的尾部(c)在卷绕时留在所述卷绕/开卷装置(A)和所述输入和输出辊子(2)对的外部一定长度，该长度在0至800mm之间，从而在随后的开卷中更容易使它进入随后的除氧化皮和最后轧制并直到精轧的机组中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在串联式铸造和热轧步骤的下游，剪刀剪切预制条带，且所述卷绕/开卷装置(A)的所述控制软件的专用算法加速它的卷绕，以便产生所需空间来确保偏转元件(1)的正确定位，从而在卷绕/开卷装置(A)上接收随后的条带。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：包括所述卷绕速度控制软件的第二算法，该第二算法适用于紧接在卷绕完成之前，当离随后的条带的距离足以保证它的卷绕时减慢卷绕步骤，从而有助于留在所述卷绕/开卷装置(A)以及输入和输出辊子(2)外部的末端尾部(c)的加热。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：使预制条带(a)缠绕在其上面的所述夹盘(6)包括一鼓状件，该鼓状件由具有中心轴(6.1)的中心体(6.2)和侧部部分(6.3)形成，它们通过相互配合的部件(6.6、6.7、6.6′、6.7′)而不借助螺栓保持在一起。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述夹盘(6)与中心轴(6.1)热绝缘，该夹盘(6)安装在该中心轴(6.1)上，该中心轴为空心，具有用于冷却水的轴向孔(6.4)，从而避免进入的预制条带(a)的头部和输出的尾部受到冷却而损害它的轧制能力。
6.一种用于预制条带的热-机械处理的方法，该预制条带的厚度在30和8mm之间，来自与薄板铸造线直接连接的粗轧机，该方法包括卷绕和随后开卷该预制条带，以便使它前进而进行精轧，其特征在于还包括：
在卷绕和开卷步骤中，在专用软件的控制下，在卷绕装置的内部和外部通过燃烧天然气来加热预制条带；
通过处理软件的专用算法来控制卷绕步骤，以便进行相关的加速或减慢；
在卷绕和开卷步骤中，通过专用处理软件来控制预制条带的速度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：用于在卷绕装置内加热预制条带的燃烧在相对于化学计量比有过量气体的情况下进行，以便帮助在还原环境中形成表面氧化物，该表面氧化物能够在随后的除氧化皮步骤中作为氧化皮而被容易地除去。
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