CN100558478C - 轧制件的对接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轧制件的对接方法，包括：将第一轧制件沿进料方向的头部按照预先设定的与工作辊的工作辊母线成锐角的角度剪切成第一斜对接边；所述角度的大小使所述第一斜对接边沿所述工作辊母线的垂直方向上的宽度大于所述工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度；将第二轧制件沿进料方向的尾部剪切成与所述第一斜对接边平行的第二斜对接边；将所述第一斜对接边与第二斜对接边相对紧贴设置；对该相对紧贴部进行焊接，使得第一轧制件与第二轧制件连接上。在本发明中，极大地保证了轧制件的承受强度，使轧制件不会断裂，保障了整个连轧系统的轧制速度的稳定和轧制件的质量。

Description

轧制件的对接方法

技术领域

本发明涉及一种轧制件的对接方法，特别是一种两个轧制件头尾对接时的对接方法，属于轧制工艺领域。

背景技术

随着冷轧、热轧技术的发展，大型连轧系统被广泛地应用于大型钢铁生产企业，从而使板带材的生产效率得到了大幅的提高。由于连轧系统具有快速、连续的轧制特点，因此，在轧制件轧制过程中各个环节必须能够与连轧系统相匹配。

在现有技术中，为了实现连续轧制，通常都是采用通过焊接将头尾对边进行连接的做法，具体的连接方式主要有以下两种：

一种方式是如图1所示，在两个轧制件头尾接缝处，针对在后轧制件1与在先轧制件2的对接边3，先由连轧系统中的剪切机将轧制件的对接边与轧制件长边进行直角剪切，开成直角对接边，保证对接时的平行度，便于焊接。此后，在对接边3处进行焊接，进入连轧系统中进行轧制。

但这种方式的缺点是：由于焊接部的应力结构、特性不同于轧制件本体，延展性、韧性都比较弱，同样的轧制力情况下，此处容易断裂。当焊接部在通过轧机工作辊母线时，应力结构打破，此时如果轧机的轧制力和速度不降低的话，就会造成焊接部的断裂。

为此，在现有技术中，针对上述两个轧制件对接边的焊接部的应力弱、强度弱的缺点，通常是采用降低轧制速度或者抬辊缝的方式来解决的，这就导致需要频繁的调整每台轧机的速度及辊缝，这不仅需要增加控制系统的成本，同时，对于轧制件的质量会有较大的影响，特别是由于电控系统、液压系统具有众所周知的响应延迟，因而导致实际生产中，整个连轧系统的轧制速度经常不能保持在稳定的状态。

日本专利文献特开平9-225503中还公开了另一种方式，如图2所示，在两个轧制件头尾接缝处，针对在后轧制件1与在先轧制件2的斜对接边6，先由连轧系统中的剪切机将轧制件的对接边与轧制件长边进行锐角剪切，即保证斜对接边6与工作辊5的工作辊母线4之间保持锐角θ，使斜对接边6成为相对于工作辊母线4的斜对接边。此后，在斜对接边6处进行焊接，进入连轧系统中进行轧制。

采用这种方式连接轧制件后，当轧制件通过工作辊5时，由于焊接部是逐点通过工作辊5而不是同时通过，因此有利于保证轧制件的焊接部所承受强度也无需降低轧机速度。但在现有技术中采用上述斜对接边方式连接前后轧制件时，针对锐角θ的选择仅仅考虑轧制件的板厚、板宽及材质的变化。但在实际轧制过程，工作辊5在接触到轧制件后还会发生一定的形变，从而产生一定的变形区。如果变形区的宽度超过了斜对接边6的宽度L2时，相当于斜对接边6的焊接部仍然是同时通过工作辊5的而不是逐点通过，这与采用直角连接缝的第一种连接方式的结果无异，从而无法保证轧制件的焊接部所承受的强度，也就达不到预期的效果。

发明内容

本发明所要解决的问题在于：在采用斜对接边方式连接前后轧制件时，将工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度及工作辊的半径作为重要因素来选择斜对接边所成的锐角，以保证轧制件的焊接部所承受的强度。

为此，本发明提供了一种轧制件的对接方法，包括如下步骤：

步骤1、将第一轧制件沿进料方向的头部按照预先设定的与工作辊的工作辊母线成锐角的角度剪切成第一斜对接边；所述角度的大小使所述第一斜对接边沿所述工作辊母线的垂直方向上的宽度大于所述工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度；

步骤2、将第二轧制件沿进料方向的尾部剪切成与所述第一斜对接边平行的第二斜对接边；

步骤3、将所述第一斜对接边与第二斜对接边相对紧贴设置；

步骤4、对所述第一斜对接边与第二斜对接边相对紧贴的部位进行焊接，使得第一轧制件与第二轧制件连接上；其中，所述角度满足如下关系式： $\mathrm{\θ}>\mathrm{arccot}\left(\frac{B}{\sqrt{R(H-h)}}\right)$

其中，θ表示所述锐角的角度；B表示连接后的轧制件宽度；H表示连接后的轧制件在通过所述工作辊之前的厚度；h表示连接后的轧制件在通过工作辊之后的厚度；R表示工作辊的半径。

本发明采用斜对接边进行焊接的方法后，焊接部不会同时通过工作辊，而是逐点通过工作辊，并且同时通过工作辊的轧制件中焊接部只占其中的一小部分，大部分受力在非焊接部的轧制件本体上，这就极大地保证了轧制件的承受强度，此时，不需降低轧机速度，轧制件也不会断裂，从而保障了整个连轧系统的轧制速度的稳定，保证了轧制件的质量。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有技术中的采用直角对接边方式实现轧制件对接的示意图；

图2为现有技术中的采用斜对接边方式实现轧制件对接的示意图；

图3为本发明轧制件对接的结构示意图；

图4为采用本发明所述轧制件对接方法后进行轧制时的俯视图；

图5为采用本发明所述轧制件对接方法后进行轧制时的侧视图；

图6为本发明轧制件对接方法的流程图。

附图标记说明：

1-在后轧制件    2-在先轧制件       3-对接边

11-第一轧制件   22-第二轧制件      4-工作辊母线

61-第一斜对接边 62-第二斜对接边    5-工作辊

6-斜对接边

具体实施方式

图3为本发明轧制件对接的结构示意图；图中箭头方向表示进料方向。图6为本发明轧制件对接方法的流程图。该方法包括：

步骤1、将第一轧制件11沿进料方向的头部按照预先设定的与工作辊母线4成锐角的角度θ剪切成第一斜对接边61。

其中，所述锐角的角度θ是由工作辊5与轧制件相接触的变形区的宽度和第一斜对接边61沿工作辊母线4的垂直方向上的宽度决定的。具体地，为了实现本发明的目的，即保证轧制件的焊接部所承受的强度，所述角度的大小需要使第一斜对接边61沿工作辊母线4的垂直方向上的宽度大于工作辊5与轧制件相接触的变形区的宽度。

如图4、5所示，分别表示采用本发明所述轧制件对接方法后进行轧制时的俯视图和侧视图。其中，L1表示工作辊5与轧制件相接触的变形区的宽度；L2表示第一斜对接边61沿工作辊母线4的垂直方向上的宽度。已知， $L1=\sqrt{R\·\mathrm{\Δh}},$ 其中，R表示工作辊5的半径；Δh＝H-h，其中，H表示轧制件在通过工作辊5之前的厚度；h表示轧制件在通过工作辊5之后的厚度。由于经过了工作辊5的轧制，因此使轧制件产生了厚度差Δh，即压下量。

为了实现本发明的目的，即保证轧制件的焊接部所承受的强度，需要令L2大于L1，再结合三角公式即可以得到上述角度θ应当满足如下关系式：

$L2>L1$

$\⇒\frac{B}{\cot \mathrm{\θ}}>\sqrt{\mathrm{R\Δh}}$

$\⇒\mathrm{\θ}>\mathrm{arccot}\left(\frac{B}{\sqrt{R(H-h)}}\right)$

其中，B表示连接后的轧制件的宽度，第一轧制件11和第二轧制件22的宽度通常都是相等的，连接后的宽度也不发生变化。

步骤2、将第二轧制件22沿进料方向的尾部剪切成与所述第一斜对接边61平行的第二对接边62；

步骤3、将所述第一斜对接边61与第二斜对接边62相对紧贴设置；

实际上，由于第一斜对接边61和第二斜对接边62是重合的，因此当完成紧贴设置后的第一斜对接边61和第二斜对接边62也可以共同表示为斜对接边6。

步骤4、对该相对紧贴部进行焊接，使得第一轧制件11与第二轧制件22连接上。

通过根据工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度对斜接边与轧机的工作辊母线4所成的锐角θ进行选择，当轧制件通过工作辊5时，由于工作辊5与轧制件相接触的变形区的宽度L1总是小于斜对接边6沿工作辊母线4的垂直方向上的宽度L2，因此，焊接部不会同时通过工作辊，而是逐点通过工作辊，同时通过工作辊的轧制件中焊接部只占其中的一小部分，大部分受力在非焊接部的轧制件本体上，这就极大地保证了轧制件的承受强度，此时，不需降低轧机速度也不需要进行辊缝调整，轧制件也不会发生断裂，从而保障了整个连轧系统的轧制速度的稳定，保证了轧制件的质量。

另外，为了进一步减小同时通过工作辊的轧制件中焊接部所占的比例，可以令L2大于L1的三倍以上，再结合三角公式即可以得到上述角度θ应当满足如下关系式：

$L2>3L1$

$\⇒\frac{B}{\cot \mathrm{\θ}}>3\sqrt{\mathrm{R\Δh}}$

$\⇒\mathrm{\θ}>\mathrm{arccot}\left(\frac{B}{2\sqrt{R(H-h)}}\right)$

通过进一步加大L2与L1的差距，使得同时通过工作辊的轧制件中焊接部所占的比例更小，从而能够进一步减少焊接部的受力，更好地保证轧制件的承受强度。

在上述技术方案中，步骤4之后还可以包括步骤5：对焊接部进行打磨处理，有利于改善轧制件的表面平整度，以提高轧制过程的速度。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1、一种轧制件的对接方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将第一轧制件沿进料方向的头部按照预先设定的与工作辊的工作辊母线成锐角的角度剪切成第一斜对接边；所述角度的大小使所述第一斜对接边沿所述工作辊母线的垂直方向上的宽度大于所述工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度；

步骤2、将第二轧制件沿进料方向的尾部剪切成与所述第一斜对接边平行的第二斜对接边；

步骤3、将所述第一斜对接边与第二斜对接边相对紧贴设置；

步骤4、对所述第一斜对接边与第二斜对接边相对紧贴的部位进行焊接，使得第一轧制件与第二轧制件连接上；

其中，所述角度满足如下关系式：

$\mathrm{\θ}>\mathrm{arccot}\left(\frac{B}{\sqrt{R(H-h)}}\right)$

其中，θ表示所述锐角的角度；B表示连接后的轧制件宽度；H表示连接后的轧制件在通过所述工作辊之前的厚度；h表示连接后的轧制件在通过工作辊之后的厚度；R表示工作辊的半径。

2、根据权利要求1所述的轧制件的对接方法，其特征在于所述角度的大小使所述第一斜对接边沿所述工作辊母线的垂直方向上的宽度大于所述工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度的三倍以上。

3、根据权利要求2所述的轧制件的对接方法，其特征在于所述角度满足如下关系式：

$\mathrm{\θ}>\mathrm{arccot}\left(\frac{B}{3\sqrt{R(H-h)}}\right)$

其中，θ表示所述锐角的角度；B表示连接后的轧制件宽度；H表示连接后的轧制件在通过所述工作辊之前的厚度；h表示连接后的轧制件在通过工作辊之后的厚度；R表示工作辊的半径。

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