CN101439468A - 拉弯矫直重卷机组工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是冶金冷轧带钢精整拉弯矫直重卷机组工艺，其特征是：至少包括上卷→开卷→切头→焊接→拉伸弯曲矫直→张力活套→纠偏→切边→分卷→卷取→卸卷步骤，当机组正常生产时，卷取机为出口张力辊提供初张力，当生产线停机分卷时，卷取机停机，由张力活套为出口张力辊提供与正常生产时卷取张力等量的初张力，拉伸弯曲矫直机继续矫直带钢，矫直后的带钢储存在张力活套中；当卷取机卸完卷重新下一个成品卷生产时，先将储存在活套中的矫直带材卷取，活套的升降辊组落至下限，卷取机加载张力，同时将拉伸弯曲矫直机的初张力由张力活套切换至卷取机，整条机组升速生产。可以解决因分卷停机在卷取机与张力活套间等切换张力时带钢在圆盘剪上产生的缺陷。

Description

拉弯矫直重卷机组工艺

技术领域

本发明属于冶金行业冷轧带钢精整设备领域，特别是对带钢进行拉伸弯曲矫直、切边和分卷工艺的处理，确切讲是一种拉弯矫直重卷机组工艺。

背景技术

汽车板、家电板等高质量的冷轧板材成为成品时，需经精整工序处理，包括矫正板形、切边、分卷。现有冷轧板材经精整工序处理时较为严重的缺陷是在分卷停机时，使每个成品卷的头部都有一段没有矫直的带钢；因分卷切换张力使圆盘剪处带钢倒退，产生剪切缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉弯矫直重卷机组工艺，以便解决因分卷停机在卷取机与张力活套间等切换张力时带钢在圆盘剪上产生缺陷的问题。

本发明的目的是这样实现的，拉弯矫直重卷机组工艺，至少包括上卷→开卷→切头→焊接→拉伸弯曲矫直→张力活套→纠偏→切边→分卷→卷取→卸卷步骤，其特征是：当机组正常生产时，卷取机为出口张力辊提供初张力，当生产线停机分卷时，卷取机停机，由张力活套为出口张力辊提供与正常生产时卷取张力等量的初张力，拉伸弯曲矫直机继续矫直带钢，矫直后的带钢储存在张力活套中；当卷取机卸完卷重新下一个成品卷生产时，先将储存在活套中的矫直带材卷取，活套的升降辊组落至下限，卷取机加载张力，同时将拉伸弯曲矫直机的初张力由张力活套切换至卷取机，整条机组升速生产。

所述的张力活套为出口张力辊提供初张力时活套电机根据活套位置的变化调整输出转矩，使活套入口、出口张力始终恒定，为拉伸弯曲矫直机的出口张力辊提供衡定的出张力。

所述的张力活套为出口张力辊提供与正常生产时卷取张力等量的初张力时，圆盘剪入口处带钢有有张力切换机构和纠偏辊。

所述的在入口张力辊的前面有焊机和月牙剪，在月牙剪切掉的空隙处更换剪刃、调整圆盘剪。

所述的张力活套为出口张力辊提供初张力以据以下控制模型：

活套上升时电机的负载转矩N_D(N.M)为：

$N_D=\frac{(T-G_C-G_S-G_{\mathrm{LC}}+G_e+G_{\mathrm{Le}})\×r\×\mathrm{\η}}{i_1\×i_2}+N_f$

活套下降时电机的负载转矩ND(N.M)为：

$N_D=\frac{(T-G_C-G_S-G_{\mathrm{LC}}+G_e+G_{\mathrm{Le}})\×r}{i_1\×i_2\×\mathrm{\η}}-N_f$

                             式中：T＝4×T₀是链轮

活套车侧的负载，由四部分组成。

G_C(N)是活套车自身重量形成的负载：

GS(N)是活套内带钢重量形成的负载：

G_LC＝4(H-H_X)×ρ_L×g是活套侧配重链条重量形成的负载，ρ_L是链条的线比重；

H是链轮中心距活套车下极限位置的距离；

G_S＝G_S0+G_SX＝b×h×(4H_X+L₀)×ρ_S×g

G_S0＝b×h×L₀×ρ_S×g

G_SX＝b×h×4×H_X×ρ_S×g

b是带钢的宽度；

h是带钢的厚度；

L₀是活套车处于下极限时，车内最小带钢长度；

H_X活套车距下限位置的距离；

P_S是带钢的比重；g是重力加速度。

本发明的优点是：包括上卷→开卷→切头→焊接→拉伸弯曲矫直→张力活套→纠偏→切边→分卷→卷取→卸卷步骤，当机组分卷时，为保证张力活套为拉伸弯曲矫直机提供衡定的初张力，保证矫直质量，建立了活套张力控制模型，该控制模型的特点是随着活套车的位置变化，活套中的带钢重量和提升活套车的链条重量也随之变化，活套电机可根据活套位置的变化调整输出转矩，消除由于带钢和链条重量的变化所引起的活套张力变化，保证活套入口、出口张力始终恒定。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是拉弯矫直重卷机组工艺流程图；

图2是活套工作原理示意；

图3是圆盘剪处设备配置示意图。

具体实施方式

如图1所示，结合原重卷机组、拉伸弯曲矫直机组的一些成熟工艺如上卷、开卷、切头、卷取、卸卷等工艺结合本发明的思想形成了基本工艺为：上卷→开卷→开关→切头→焊接→拉伸弯曲矫直→张力活套→纠偏→圆盘剪切边→夹送辊→分切→转向辊→卷取→卸卷。这样基本工艺需要设备包括：上卷小车、开卷机、入口转向辊、切头剪、焊机、月牙剪、入口张力辊、拉伸弯曲矫直机、出口张力辊、张力活套、立式纠偏辊、切边圆盘剪、分切剪、出口转向辊、卷取机等近40台设备。

将拉弯矫直工艺与分卷工艺集成时，采用张力活套解决因分卷停机而引起的矫直机停机带来的产品缺陷的问题。

将拉伸弯曲矫直工艺与切边工艺的集成时，拉伸弯曲矫直工艺在前，切边工艺在后，并在切边工前设有立式纠偏，保证带钢在圆盘剪处运行在机组中心线上。

由于分卷，拉伸弯曲矫直机的出口张力辊的初张力由卷取机切换到张力活套时，为防止切边圆盘剪入口的水平带钢抖动，倒退而引起切边缺陷，采用了圆盘剪入口处带钢等张力切换的技术，并设计了带制动装置的纠偏辊。

在入口张力辊的前面设置焊机，配置月牙剪，在月牙剪切掉的空隙处更换剪刃、调整圆盘剪。

在拉伸弯曲矫直、切边和分卷的工艺集成过程中主要的矛盾集中在以下几方面：

分卷就是将来料的大卷分成几个小卷，每一次分卷时，卷取机要停机，卸载张力，由分切剪将带钢分断，卷取机上的小卷就是一个成品卷。如果将拉伸弯曲矫直与分卷直接工艺组合，由于拉伸弯曲矫直机的出口张力辊的初张力由卷取机提供，当生产线分卷时，卷取机停机，卷取张力为零，也就是不能为出口张力辊提供初张力T0，根据欧拉公式：T＝T0e μ^α知，拉伸弯曲矫直机也就没有出口张力，拉伸弯曲矫直机需停机。

当生产下一个成品带卷时，带材头部的位置在分切剪处，将带钢穿至卷取机并缠绕2-3圈后，卷取机可加载张力，我们将这一过程叫做分切穿带过程。在分切穿带过程中，由于卷取机处于无张力状态，就不能为出口张力辊提供初张力T0，拉伸弯曲矫直机就没有出口张力，拉伸弯曲矫直机不能矫直这一段带材，因而，每个成品卷的头部均有一段不能矫直的带钢。为了解决这个问题，采用了张力活套，张力活套的作用是：为出口张力辊提供初张力，同时储存矫直后的带钢。

当机组正常生产时，卷取机为出口张力辊提供初张力，当生产线停机分卷时，卷取机停机，由张力活套为出口张力辊提供与正常生产时卷取张力等量的初张力，拉伸弯曲矫直机继续矫直带钢，矫直后的带钢储存在张力活套中。当卷取机卸完卷重新下一个成品卷生产时，先将储存在活套中的矫直带材卷取，活套的升降辊组落至下限，卷取机加载张力，同时将拉伸弯曲矫直机的初张力由张力活套切换至卷取机，整条机组升速生产。这样就解决了因分卷停机而引起的矫直机停机带来的产品缺陷的问题。

如图2所示，图2是活套工作原理示意；活套中的链轮配重侧负载由两部分组成。

配重重量形成的负载：Ge(N)

配重为四组，每组重量为Ge0(kg)，如果四组配重重量相同，则：

G_e＝4G_e0×g

GLe(N)为配重侧链条重量形成的负载；链条为四根，如果四条链条长度相等。则：

G_Le＝4×[L_C0-π·r-(H-H_X)]×ρ_L×g

式中：r：链轮半径(M)；LC0：单条链条的总长度(M)。H_X：活套车距下限位置的距离(M)；H是链轮中心距活套车下极限位置的距离；g是重力加速度；ρ_L是链条的线比重。

为了保证在分卷过程中的带钢矫直精度，应保证张力活套为出口张力辊提供初张力恒定。而在机组分卷时活套要控制其活套车位置在允许的范围内变化，随着活套车的位置的变化，活套中的带钢重量和提升活套车的链条重量也随之变化。因此活套电机需要根据活套位置的变化调整输出转矩，消除由于带钢和链条重量的变化所引起的活套张力变化，保证活套入口、出口张力始终恒定，为拉伸弯曲矫直机的出口张力辊提供衡定的出张力。为此我们建立的控制模型如下：

活套上升时电机的负载转矩N_D(N.M)为：

$N_D=\frac{(T-G_C-G_S-G_{\mathrm{LC}}+G_e+G_{\mathrm{Le}})\×r\×\mathrm{\η}}{i_1\×i_2}+N_f$

活套下降时电机的负载转矩ND(N.M)为：

$N_D=\frac{(T-G_C-G_S-G_{\mathrm{LC}}+G_e+G_{\mathrm{Le}})\×r}{i_1\×i_2\×\mathrm{\η}}-N_f$

                               式中：T＝4×T₀是链轮

活套车侧的负载，由四部分组成。

G_C(N)是活套车自身重量形成的负载：

GS(N)是活套内带钢重量形成的负载：

G_LC＝4(H-H_X)×ρ_L×g是活套侧配重链条重量形成的负载，ρ_L是链条的线比重；

H是链轮中心距活套车下极限位置的距离；

G_S＝G_S0+G_SX＝b×h×(4H_X+L₀)×ρ_S×g

G_S0＝b×h×L₀×ρ_S×g

G_SX＝b×h×4×H_X×ρ_S×g

b是带钢的宽度；

h是带钢的厚度；

L₀是活套车处于下极限时，车内最小带钢长度；

H_X活套车距下限位置的距离；

P_S是带钢的比重；g是重力加速度。

如图3所示，经过拉伸弯曲矫直后，带钢在宽度方向上将有一定量的变窄，为保证成品带钢宽度的精度。将切边工艺放在拉伸矫直工艺后较好。但在拉伸弯曲矫直后设置了张力活套，由于张力活套在贮存带钢时，活套车上升；卷取机卷取活套中的带钢时，活套车下降，活套车的升降可能引起带钢的跑偏，带钢的跑偏对圆盘剪的运行极为不利。因为切边量很小(单边Min5mm)，带钢的跑偏有可能引起带钢脱剪。所以在切边圆盘剪前增加立式纠偏辊，这种立式纠偏辊在CPC系统的作用下，保证带材在进入圆盘剪前对中机组中心线，保证两边的切边量。

在立式纠偏辊的前面必须有一段自由带钢，其长度与带钢宽度有关，这样立式对中的效果才明显。而这一段水平带钢在卷取机停机，活套车上升，拉伸弯曲矫直机的出口张力辊的初张力由卷取机切换到张力活套时，有可能引起这一段水平带钢抖动，使圆盘剪中已切过边的带钢后退，重新剪切，使二次剪切的带材变窄，成为废品。为防止这一现象，在立式纠偏辊的两个辊子上分别增加了制动装置，保证圆盘剪入口处带钢张力等量切换。由于拉伸弯曲矫直机的入、出口S形张力辊的穿带困难，在入口张力辊的前面设置了焊机，实现连续生产，解决穿带困难的问题。但无法对圆盘剪进行调整、更换剪刃，因为圆盘剪需要在无带钢的状态下调整，更换剪刃。为了解决这一间题，在焊机后，配置了月牙剪，在焊缝处带钢的两边部分别挖出一个较大的月牙形，在此空隙处更换剪刃、调整圆盘剪。

Claims (6)

1、拉弯矫直重卷机组工艺，其特征是：至少包括上卷→开卷→切头→焊接→拉伸弯曲矫直→张力活套→纠偏→切边→分卷→卷取→卸卷步骤，当机组正常生产时，卷取机为出口张力辊提供初张力，当生产线停机分卷时，卷取机停机，由张力活套为出口张力辊提供与正常生产时卷取张力等量的初张力，拉伸弯曲矫直机继续矫直带钢，矫直后的带钢储存在张力活套中；当卷取机卸完卷重新下一个成品卷生产时，先将储存在活套中的矫直带材卷取，活套的升降辊组落至下限，卷取机加载张力，同时将拉伸弯曲矫直机的初张力由张力活套切换至卷取机，整条机组升速生产。

2、根据权利要求1所述的拉弯矫直重卷机组工艺，其特征是：所述的张力活套为出口张力辊提供初张力时活套电机根据活套位置的变化调整输出转矩，使活套入口、出口张力始终恒定，为拉伸弯曲矫直机的出口张力辊提供衡定的出张力。

3、根据权利要求1所述的拉弯矫直重卷机组工艺，其特征是：所述的张力活套为出口张力辊提供与正常生产时卷取张力等量的初张力时，圆盘剪入口处带钢有有张力切换机构和纠偏辊。

4、根据权利要求1所述的拉弯矫直重卷机组工艺，其特征是：所述的在入口张力辊的前面有焊机和月牙剪，在月牙剪切掉的空隙处更换剪刃、调整圆盘剪。

5、根据权利要求1所述的拉弯矫直重卷机组工艺，其特征是：在切边圆盘剪前增加立式纠偏辊，在立式纠偏辊的前面必须有一段自由带钢，其长度与带钢宽度有关，立式纠偏辊用于使带材在进入圆盘剪前对中机组中心线，保证两边的切边量。

6、根据权利要求1所述的拉弯矫直重卷机组工艺，其特征是：所述的张力活套为出口张力辊提供初张力以据以下控制模型：

活套上升时电机的负载转矩N_D(N.M)为：

$N_D=\frac{(T-G_C-G_S-G_{\mathrm{LC}}+G_e+G_{\mathrm{Le}})\×r\×\mathrm{\η}}{i_1\×i_2}+N_f$

活套下降时电机的负载转矩ND(N.M)为：

$N_D=\frac{(T-G_C-G_S-G_{\mathrm{LC}}+G_e+G_{\mathrm{Le}})\×r}{i_1\×i_2\×\mathrm{\η}}-N_f$

式中：T＝4×T₀是链轮活套车侧的负载，由四部分组成。

G_C(N)是活套车自身重量形成的负载：

(N)是活套内带钢重量形成的负载：

G_LC＝4(H-H_X)×ρ_L×g是活套侧配重链条重量形成的负载，ρ_L是链条的线比重；

H是链轮中心距活套车下极限位置的距离；

G_S＝G_S0+G_SX＝b×h×(4H_X+L₀)×ρ_S×g

G_S0＝b×h×L₀×ρ_S×g

G_SX＝b×h×4×H_X×ρ_S×g

b是带钢的宽度；

h是带钢的厚度；

L₀是活套车处于下极限时，车内最小带钢长度；

H_X活套车距下限位置的距离；

Ps是带钢的比重；g是重力加速度。

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