CN102189404A

CN102189404A - 冷态带钢定宽切边装置及方法

Info

Publication number: CN102189404A
Application number: CN2010101250947A
Authority: CN
Inventors: 李山青; 姜正连; 羌菊兴; 段明南
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: CN102189404B

Abstract

本发明涉及带钢轧制生产领域，尤其涉及一种冷态带钢定宽切边装置及方法。一种冷态带钢定宽切边装置，包括高压射流喷嘴、转向辊、张紧机组、碎边剪和控制装置，所述高压射流喷嘴共有两排，分别排列在带钢两侧，排列方向与带钢的运行方向一致。一种冷态带钢定宽切边方法，包括以下步骤：首先张紧带钢，使带钢表面平直并具有稳定的张力；然后准备喷射切割用混合液，高压射流喷嘴采用工业纯水与磨料形成的混合液；最后由控制装置控制高压射流喷嘴切边。本发明采用高压磨料射流切割技术，实现了高速剪切与良好剪切质量的结合；在带钢进行宽度规格切换时采用光滑过渡的寻迹剪切，走出“S”形轨迹，有效降低了焊缝区域发生断裂的几率。

Description

冷态带钢定宽切边装置及方法

技术领域

本发明涉及带钢轧制生产领域，尤其涉及一种冷态带钢定宽切边装置及方法。

背景技术

定宽圆盘剪(又称切边剪)是用于连续轧制或半连续轧制生产线上的重要设备，其主要功能是剪切带钢的两侧边部不规则的毛边，使带钢的外观尺寸规格达到产品的宽度要求。对于现代化轧制生产线，圆盘剪通常设置在热轧出口或冷轧酸洗的出口，设备功能十分关键。

目前国内主要采用双头回转式圆盘剪，该类圆盘剪在剪切过程中经常出现溜槽卡钢现象，直接影响带钢的剪切质量和正常生产，产品质量也难以保证，主要缺点如下：

1)剪切效果影响因素多：合理设置圆盘剪的参数非常重要且困难，其中最为重要的几个参数为剪刃的侧向间隙、重叠量、剪刃强度、剪刃使用周期等，均直接影响带钢剪切质量，设置不当会造成剪切毛刺、边部裂纹、扣头、卡钢，严重时会造成带钢无法剪切或板边从溜槽上方窜出等现象；

2)带钢规格切换时的操作复杂且隐患大：如图1所示，连续生产线会频繁的出现由宽变窄或由窄变宽的工况，连接部位为焊缝。当前剪切工艺是用圆盘剪13在焊缝区域12的带钢6两侧的切边轨迹为，分别切割出一个较大的圆弧过渡角15，并降速为零，通过调整圆盘剪13两侧机座底部的丝杠来实现静态宽度调整，此时焊缝区域12的带钢6宽度最窄，一旦承受张力作用，焊缝区域12的两侧边部最为脆弱，极易发生断裂，这正是连续式轧制产线发生断带的主要根源之一。

3)剪切量难以准确控制：受圆盘剪这种特殊的结构形式与剪切特性制约，对钢板，尤其是薄规格钢板的宽度剪切量难以做到精确控制，微小的剪切跑偏就大大超过了精度控制范围，一定程度上降低了钢材的收得率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷态带钢定宽切边装置及方法，通过高压射流切边，以满足剪切对象的多厚度规格、多种力学强度、多种剪切速度的调整要求，实现高速剪切与良好剪切质量的结合。

本发明是这样实现的：一种冷态带钢定宽切边装置，包括高压射流喷嘴、转向辊、张紧机组、碎边剪和控制装置，所述高压射流喷嘴共有两排，分别排列在带钢两侧，排列方向与带钢的运行方向一致，高压射流喷嘴上装有调节机构，所述调节机构与控制装置相连；带钢的进、出口端分别设置有一组张紧机组；所述转向辊共有两个位于两组张紧机组之间支撑带钢，两个转向辊设置在同一水平面上分别位于高压射流喷嘴两端，所述碎边剪的位置和高压射流喷嘴相配合。

所述调节机构包括步进电机、步进油缸、活塞杆和位移传感器，所述步进电机安装在高压射流喷嘴的轴向位置，所述步进油缸通过活塞杆与高压射流喷嘴的径向位置相连，位移传感器与活塞杆相连。

所述的高压射流喷嘴分成若干喷嘴单元，每个喷嘴单元连接一个调节机构。

所述每个喷嘴单元由1～4个排成一条直线的单个高压喷嘴构成。

该冷态带钢定宽切边装置还包括水处理循环装置，所述水处理循环装置包括通过管道顺次连接的收集箱、收集系统、过滤系统和水箱，所述收集箱设置在高压射流喷嘴下方，所述水箱通过管道连通高压射流喷嘴。

一种冷态带钢定宽切边方法，包括以下步骤：

步骤一、张紧带钢，利用带钢两端的转向辊和张紧机组使带钢表面平直并具有稳定的张力；

步骤二、准备喷射切割用混合液，高压射流喷嘴采用工业纯水与磨料形成的混合液；

步骤三、控制装置控制高压射流喷嘴切边，控制装置接收从外部中控送入的数据后通过调节机构控制高压射流喷嘴切边，单个高压射流喷嘴的喷射流量为50L/min～140L/min。

还包括废水循环利用的步骤，高压射流喷嘴喷出的混合液经过收集箱收集后通过管道依次经过收集系统、过滤系统处理后送入水箱，再与磨料形成混合液循环利用。

所述步骤一中带钢表面的张力保持在5Mpa～12Mpa之间。

所述步骤二中所述工业纯水浑浊度低于5mg/L，磨料为沙粒，磨料大小为20目～80目，且工业纯水与磨料混合后的沙浆压力为50Mpa～80Mpa。

所述步骤三中控制装置控制高压射流喷嘴切边时，宽窄带钢连接部位的焊缝区域的切边轨迹为由两段反向圆弧平顺过渡连接的“S”形轨迹。

本发明采用高压磨料射流切割技术，将高压射流喷嘴组成一排，形成渐进式逐步剪切效果，以满足剪切对象的多厚度规格、多种力学强度、多种剪切速度的调整要求，实现高速剪切与良好剪切质量的结合；在带钢进行宽度规格切换时(尤其是冷连轧生产线)，如由窄规格变为宽规格，本发明采用光滑过渡的寻迹剪切，通过步进油缸驱动活塞杆按照额定的速度进给，结合步进电机的旋转轨迹，确保带钢一侧的喷嘴能在带钢表面逐个走出“S”形轨迹，这种剪切轨迹能很好的保护焊缝区域的可靠性，保证焊缝区域应力分布均匀，有效降低了焊缝区域发生断裂的几率；因此，本发明在冷轧生产领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为现有的圆盘剪切边装置工作示意图；

图2为本发明的冷态带钢定宽切边装置工作示意图；

图3为装有调节机构的喷嘴单元结构示意图；

图4为焊缝区域的剪切示意图；

图5为焊缝区域的剪切轨迹示意图。

图中：1高压射流喷嘴、2步进电机、3步进油缸、4活塞杆、5位移传感器、6带钢、7切后废边、8转向辊、9张紧机组、10收集箱、11“S”形轨迹、12焊缝区域、13圆盘剪、14碎边剪、15圆弧过渡角。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图2、图4所示，一种冷态带钢定宽切边装置，包括高压射流喷嘴1、转向辊8、张紧机组9、碎边剪14和控制装置，所述高压射流喷嘴1共有两排，分别排列在带钢6两侧，排列方向与带钢6的运行方向一致，高压射流喷嘴1上装有调节机构，所述调节机构与控制装置相连；带钢6的进、出口端分别设置有一组张紧机组9；所述转向辊8共有两个位于两组张紧机组9之间支撑带钢，两个转向辊8设置在同一水平面上分别位于高压射流喷嘴1两端，所述碎边剪14的位置和高压射流喷嘴1相配合，工作时带钢6在两个转向辊8以及进、出口端张紧机组9的张力作用下，带钢6的板面被强迫拉伸为平直状，此时带钢6两侧的高压射流喷嘴1持续对各自边部进行高压磨料射流剪切，需要特别说明的是，所述的高压射流喷嘴1分成若干喷嘴单元，如图3所示，所述每个喷嘴单元由1～4个排成一条直线的单个高压喷嘴构成，每个喷嘴单元连接一个调节机构，结合磨料的高速切削作用，多个喷嘴持续对该侧边部进行多道次射流剪切，以确保该侧毛边能彻底切除。

本装置可进一步描述为，所述调节机构包括步进电机2、步进油缸3、活塞杆4和位移传感器5，所述步进电机2安装在高压射流喷嘴1的轴向位置，所述步进油缸3通过活塞杆4与高压射流喷嘴1的径向位置相连，位移传感器5与活塞杆4相连。

另外，为了节约水资源，该冷态带钢定宽切边装置还装有水处理循环装置，所述水处理循环装置包括通过管道顺次连接的收集箱10、收集系统、过滤系统和水箱，所述收集箱10设置在高压射流喷嘴1下方，所述水箱通过管道连通高压射流喷嘴1；这样就可以大大降低在生长过程中对水的消耗量，满足环保的要求，并能降低生产成本。

一种用以上所述冷态带钢定宽切边装置进行冷态带钢定宽切边的方法，包括以下步骤：

步骤一、张紧带钢6，冷态带钢6(一般为冷却至常温的钢板，厚度为0.5mm～4.0mm)经过两端的转向辊8，并在两个张力辊组9的作用下，带钢6表面受张力作用变得平直，张力水平保持在5Mpa～12Mpa之间；

步骤二、准备喷射切割用混合液，高压射流喷嘴1采用工业纯水与磨料形成的混合液，工业纯水浑浊度低于5mg/L，磨料为沙粒，磨料大小为20目～80目，且工业纯水与磨料混合后的沙浆压力为50Mpa～80Mpa；

步骤三、控制装置控制高压射流喷嘴1切边，控制装置在接收到来自中控系统的来料宽度、边部剪切量等参数后结合油缸3内部的位移传感器5控制油缸3的活塞杆4进给，确保高压射流喷嘴1理论剪切宽度与中控要求的剪切宽度完全一致；同时控制装置控制高压射流喷嘴1顶部的步进电机2根据带钢6的运行方向自动将高压射流喷嘴1的排列方向与带钢6的运行方向完全一致。此时，高压射流喷嘴1向带钢6边部喷射出含有大量磨料的高压射流(单个高压射流喷嘴1的喷射流量为50L/min～140L/min)，由于带钢6在线运行，运行速度、厚度规格以及钢种都会存在一定波动，此时为保证带钢边部能完全剪切，带钢6每侧都排列有多个高压射流喷嘴1，即通过对带钢6边部某一点的多次高压喷射剪切，实现该点的金属被完全切除，切除后产生的切后废边7进入碎边剪14，实现稳定的连续性剪切。

当带钢6进行宽度规格切换时(尤其是冷连轧产线)，如由窄规格变为宽规格，为尽量降低焊缝区域12的应力集中现象，在本发明的冷态带钢定宽切边方法中采用光滑过渡的寻迹剪切，即当进入焊缝区域12的切割时首先降低带钢6的进料速度，并稳定保持在一低速状态，在本实施例中，通常保持在50m/min的稳定水平，然后控制装置控制步进油缸3驱动活塞杆4按照额定的速度进给，结合步进电机2的旋转轨迹，如图4、5所示，确保带钢6一侧的多个高压射流喷嘴1能在带钢6表面逐个走出一种特殊的轨迹，即光滑剪切“S”形轨迹11，这种“S”形轨迹11由两段反向圆弧平顺过渡连接而成，能很好的保护焊缝12可靠性，保证焊缝12区应力分布均匀，有效降低了焊缝发生断裂的几率。

需要特别说明的是，本发明的冷态带钢定宽切边方法还包括废水循环利用的步骤，该步骤可具体描述为，高压射流喷嘴1喷出的混合液经过收集箱10收集后通过管道依次经过收集系统、过滤系统处理后送入水箱，再与磨料形成混合液循环利用。

Claims

1.一种冷态带钢定宽切边装置，其特征是：包括高压射流喷嘴(1)、转向辊(8)、张紧机组(9)、碎边剪(14)和控制装置，所述高压射流喷嘴(1)共有两排，分别排列在带钢(6)两侧，排列方向与带钢(6)的运行方向一致，高压射流喷嘴(1)上装有调节机构，所述调节机构与控制装置相连；带钢(6)的进、出口端分别设置有一组张紧机组(9)；所述转向辊(8)共有两个位于两组张紧机组(9)之间支撑带钢(6)，两个转向辊(8)设置在同一水平面上分别位于高压射流喷嘴(1)两端，所述碎边剪(14)的位置和高压射流喷嘴(1)相配合。

2.如权利要求1所述的冷态带钢定宽切边装置，其特征是：所述调节机构包括步进电机(2)、步进油缸(3)、活塞杆(4)和位移传感器(5)，所述步进电机(2)安装在高压射流喷嘴(1)的轴向位置，所述步进油缸(3)通过活塞杆(4)与高压射流喷嘴(1)的径向位置相连，位移传感器(5)与活塞杆(4)相连。

3.如权利要求2所述的冷态带钢定宽切边装置，其特征是：所述的高压射流喷嘴(1)分成若干喷嘴单元，每个喷嘴单元连接一个调节机构。

4.如权利要求3所述的冷态带钢定宽切边装置，其特征是：所述每个喷嘴单元由1～4个排成一条直线的单个高压喷嘴构成。

5.如权利要求1所述的冷态带钢定宽切边装置，其特征是：该冷态带钢定宽切边装置还包括水处理循环装置，所述水处理循环装置包括通过管道顺次连接的收集箱(10)、收集系统、过滤系统和水箱，所述收集箱(10)设置在高压射流喷嘴(1)下方，所述水箱通过管道连通高压射流喷嘴(1)。

6.一种用如权利要求1所述冷态带钢定宽切边装置进行定宽切边的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一、张紧带钢(6)，利用带钢(6)两端的转向辊(8)和张紧机组(9)使带钢(6)表面平直并具有稳定的张力；

步骤二、准备喷射切割用混合液，高压射流喷嘴(1)采用工业纯水与磨料形成的混合液；

步骤三、控制装置控制高压射流喷嘴(1)切边，控制装置接收从外部中控送入的数据后通过调节机构控制高压射流喷嘴(1)切边，单个高压射流喷嘴(1)的喷射流量为50L/min～140L/min。

7.如权利要求6所述的冷态带钢定宽切边方法，其特征是：还包括废水循环利用的步骤，高压射流喷嘴1喷出的混合液经过收集箱(10)收集后通过管道依次经过收集系统、过滤系统处理后送入水箱，再与磨料形成混合液循环利用。

8.如权利要求6所述的冷态带钢定宽切边方法，其特征是：所述步骤一中带钢(6)表面的张力保持在5Mpa～12Mpa之间。

9.如权利要求6所述的冷态带钢定宽切边方法，其特征是：所述步骤二中所述工业纯水浑浊度低于5mg/L，磨料为沙粒，磨料大小为20目～80目，且工业纯水与磨料混合后的沙浆压力为50Mpa～80Mpa。

10.如权利要求6所述的冷态带钢定宽切边方法，其特征是：所述步骤三中控制装置控制高压射流喷嘴(1)切边时，宽窄带钢连接部位的焊缝区域(12)的切边轨迹为由两段反向圆弧平顺过渡连接的“S”形轨迹(11)。