CN102615334A - 一种钢板切边的前处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种带钢切边的前处理方法及装置，采用顺次多步骤的逐步折弯的方式，且折弯角度逐渐增大，如此逐步减弱带钢边部与基板之间的连接强度；折弯后的钢板边部在经过一次矫直后，边部的连接区域裂纹效果明显，如此再进入圆盘剪，其剪切过程就变得非常轻松。本发明能显著提高当前板带轧制产线上圆盘剪切边的前处理工艺与装备，采用当前技术成熟的激光剪切技术与多步折弯技术串联，为圆盘剪分担大量的剪切量，将处理后的钢板进入圆盘剪完成最终剪切，形成一种典型的多步式剪切方式，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。

Description

一种钢板切边的前处理方法及装置

技术领域

本发明属于冷态钢板进行定宽剪切的技术领域，采用一种在运动中多步折弯的方式，使进入圆盘剪的钢板边部已经具有显著的切断条件，从而显著提高了圆盘剪的剪切效果，并保证切后带钢的边部质量完好，这种前处理技术能显著提高圆盘剪的剪切稳定性与剪切服役周期，从而有效提高剪切速度与切后的边部质量，是有关冷态钢板边部剪切的发明创造。

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）剪刃负荷冲击大：圆盘剪作为一次性处理工艺，其通过从动式的剪切方式完成对边部的剪切，因此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。针对目前高强度钢板的生产量逐步上升的趋势，剪切高碳钢、硅钢等高硬度、高强度系列的钢板利用现有的圆盘剪进行切边已经凸显出这种传统剪切工艺的不足，因此剪切工艺进行改进势在必行；

2）剪切宽度值难以准确控制：受圆盘剪这种特殊的结构形式与剪切特性，对钢板，尤其是厚规格、高强度规格钢板的宽度剪切量难以做到精确控制，微小的剪切跑偏就造成极大的金属损失，直接影响产线的钢材收得率。

发明内容

本发明的目的是设计一种带钢切边的前处理方法及装置，能显著提高当前板带轧制产线上圆盘剪切边的前处理工艺与装备，采用当前技术成熟的激光剪切技术与多步折弯技术串联，为圆盘剪分担大量的剪切量，将处理后的钢板进入圆盘剪完成最终剪切，形成一种典型的多步式剪切方式，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，对冷轧带钢的边部剪切进行一次工艺革新。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明利用多步骤分布折弯的前处理方式，显著减轻圆盘剪的剪切负荷，从而显著提高对高碳钢、硅钢等高强度、高硬度钢种的剪切效率，以提高圆盘剪工作稳定性的同时保证良好的剪切边部质量。

具体地，本发明的一种带钢切边的前处理方法，首先对运行中的钢板两侧边部上下面同步剪切；在带钢两侧边部沿长度方向产生一个剪切槽；随着带钢的运行，带钢两侧边部进入弯曲辊组，利用上下成对布置的弯曲辊对带钢两侧边部进行若干次上下折弯；边部经折弯的带钢进入边部矫直单元，带钢边部在平直的矫直辊的作用下，将边部与带钢基板之间的折弯角度减少瞬间被碾压成平直状态，如此，带钢边部与基板之间原有的连接部位因为连续的反复折弯产生了大量的微小裂纹，为后续的剪切作业带来极大方便；如此处理后的带钢与边部进入剪切工序即可轻松完成剪切，且剪切边部质量良好。

进一步，所述的对运行中的钢板两侧边部上下面同步剪切，采用高压射流切割，或采用激光切割，或混合磨料的射流切割。

距离切割装置最近的弯曲辊组中上下辊锥形段与扇形段的倾斜角度值最小，即接近平直辊面的程度，如此沿着带钢行走方向，各个弯曲辊组的锥形段与扇形段的倾斜角度值陆续增大，即最后一个弯曲辊组的锥形段与扇形段的倾斜角度值最大，其最大角度值不超过60°。

所述所有弯曲辊组中上下辊的排布具有如下特征：带钢一侧的所有弯曲辊组上下辊的平直段与锥形段交接的区域，沿带钢行走方向呈典型的一条直线，其在带钢宽度方向上的位置偏差不超过1mm。

本发明的一种带钢切边的前处理装置，其包括，至少两组切割装置，分别设置于带钢两侧，对应带钢两侧边部；若干弯曲辊组，分别设置于带钢两侧，沿带钢运行方向对应每组切割装置设置，位于切割装置后；每一弯曲辊组均由两个上下辊组成，各布置于带钢边部的上下面；上下辊均具有不同倾斜程度的锥形段或扇形段，即某一辊组的上辊为锥形段，则该辊组的下辊为扇形段，成对配合；两对平辊，分别设置于带钢两侧，沿带钢运行方向位于弯曲辊组后。

进一步，沿带钢运行方向，距离剪切激光头越远的弯曲辊组，其弯曲辊面的锥形或扇形的倾斜角度越大。

所述的切割装置为高压射流装置，或激光切割装置、或混合磨料的射流切割装置。

所述的切割装置包括切割头，切割头的布置形式为在带钢两侧边部的同一面各布置一个，或在带钢两侧边部的上下面各布置一个，即四个。

所述的弯曲辊组的上下辊靠近带钢边部一侧的辊面为锥形或扇形，另一侧辊面为平直辊面。

带钢首先通过边部剪切装置进行第一步剪切，此时带钢边部并没有完全切除，仅在边部与基板之间刻出了一道剪切槽；采用顺次多步骤的逐步折弯的方式，且折弯角度逐渐增大，如此逐步减弱带钢边部与基板之间的连接强度；折弯后的钢板边部在经过一次矫直后，边部的连接区域裂纹效果明显，如此再进入圆盘剪，其剪切过程就变得非常轻松。

本发明的优点在于：

本发明采用一种新型分步折弯式的前处理技术，在满足当前的定宽剪切需求上实现高速、高质量的在线剪切，以提高圆盘剪切边的效果与产能。

附图说明

图1为本发明的剪切工艺流程图。

图2为本发明的切割装置的示意图。

图3~图6为钢板边部进入不同折弯单元的折弯示意图。

图7为为带钢边部的矫直示意图。

图8为带钢边部形成裂纹的示意图。

图9为本发明实施例中采用圆盘剪对已经通过多步折弯后的带钢边部进行剪切的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的一种带钢切边的前处理装置，其包括，至少两组切割装置1、1’，分别设置于带钢10两侧，对应带钢两侧边部；若干弯曲辊组2、3、4、5（本实施例中设4组）分别设置于带钢10两侧，沿带钢10运行方向对应每组切割装置设置，位于切割装置1、1’后；每一弯曲辊组（以弯曲辊组2为例）均由两个上下辊21、22组成，各布置于带钢10边部的上下面；上下辊21、22均具有不同倾斜程度的锥形段或扇形段，即某一辊组的上辊21为锥形段，则该辊组的下辊22为扇形段，成对配合；两对平辊6、6’，分别设置于带钢10两侧，沿带钢10运行方向位于弯曲辊组5后。

进一步，沿带钢运行方向，距离剪切激光头越远的弯曲辊组，其弯曲辊面的锥形或扇形的倾斜角度越大。

所述的切割装置1、1’为高压射流装置，或激光切割装置、或混合磨料的射流切割装置。

所述的切割装置1、1’包括切割头，切割头的布置形式为在带钢两侧边部的同一面各布置一个，或在带钢两侧边部的上下面各布置一个，即四个。

所述的弯曲辊组的上下辊靠近带钢边部一侧的辊面为锥形或扇形，另一侧辊面为平直辊面。

本发明带钢切边的前处理方法，首先对运行中的带钢两侧边部上下面同步剪切；在带钢两侧边部沿长度方向产生一个剪切槽；随着带钢的运行，带钢两侧边部进入弯曲辊组，利用上下成对布置的弯曲辊对带钢两侧边部进行若干次上下折弯；边部经折弯的带钢进入边部矫直单元，带钢边部在平直的矫直辊的作用下，将边部与带钢基板之间的折弯角度减少瞬间被碾压成平直状态，如此，带钢边部与基板之间原有的连接部位因为连续的反复折弯产生了大量的微小裂纹，为后续的剪切作业带来极大方便；如此处理后的带钢与边部进入剪切工序即可轻松完成剪切，且剪切边部质量良好。

进一步，所述的对运行中的钢板两侧边部上下面同步剪切，采用高压射流切割，或采用激光切割，或混合磨料的射流切割。

距离切割装置最近的弯曲辊组中上下辊锥形段与扇形段的倾斜角度值最小，即接近平直辊面的程度，如此沿着带钢行走方向，各个弯曲辊组的锥形段与扇形段的倾斜角度值陆续增大，即最后一个弯曲辊组的锥形段与扇形段的倾斜角度值最大，其最大角度值不超过60°。

所述所有弯曲辊组中上下辊的排布具有如下特征：带钢一侧的所有弯曲辊组上下辊的平直段与锥形段交接的区域，沿带钢行走方向呈典型的一条直线，其在带钢宽度方向上的位置偏差不超过1mm。

本发明通过多步预处理的方式来切除带钢边部的毛边，即采用剪切装置进行第一步剪切后，连续通过一系列的折弯工序，让钢板边部3与基板之间的连接强度显著降低，如此再通过圆盘剪完成最终剪切，这显著降低了对圆盘剪得剪切能力要求，从而直接提高了带钢边部的剪切效率。

参见图1~图9，以厚度为2.0mm的冷态硅钢带钢（也称电工钢）为实施例，具体实施过程如下：

将硅钢带钢10穿带进入剪切区域的转向辊7、8后，在前后机组的张力作用下，带钢10表面受张力作用变得平直，此时局部切割装置1、1’按照预定的剪切宽度对带钢10进行边部剪切，激光切割装置1、1’通过安装在带钢10两侧上下面的激光头完成第一道次的剪切，此时剪切深度为0.5mm，即边部102仅产生了一个0.5mm深度的对称剪切槽；随着带钢10的运行，边部102进入弯曲辊组2，弯曲辊组2利用上下成对布置的弯曲辊实现第一步折弯，此时带钢10边部102与基板101已经形成一定的折弯角度；随着带钢10的继续运行，带钢边部102进入弯曲辊组3，对带钢10两侧边部102进行第二次折弯，此时因为弯曲辊组3的折弯角度比之第一次（弯曲辊组2）的折弯角度稍大，因此带钢边部102与基板101的折弯角度也随之加大；带钢10顺次进入弯曲辊组4、5，此时带钢10边部102与基板101的折弯角度达到预定工艺的设计要求；如此，将折弯的边部102再进入矫直单元，平直的矫直辊6的作用下带钢10边部102与基板101之间的折弯角度减少为零，如此折弯-矫直后的边部102与基板101之间的原有的连接部位产生了大量的微小裂纹，再进入圆盘剪9之后，圆盘剪9的上下剪刃完成最终的剪切。

本发明充分利用物理折弯的裂纹扩展作用，实现对冷态钢板宽度的高效在线剪切。提高冷轧钢板生产率与收得率，减少带钢生产中异常断带的可能。因此，本发明在冷轧生产领域具有广阔的应用前景。本发明不仅适用于冷态硅钢的切边处理，也可运用于冷态高强度钢板等高硬度、高脆性板材的定宽剪切。

Claims (9)

1.一种带钢切边的前处理方法，首先对运行中的钢板两侧边部上下面同步剪切；在带钢两侧边部沿长度方向产生一个剪切槽；随着带钢的运行，带钢两侧边部进入弯曲辊组，利用上下成对布置的弯曲辊对带钢两侧边部进行若干次上下折弯；边部经折弯的带钢进入边部矫直单元，带钢边部在平直的矫直辊的作用下，将边部与带钢基板之间的折弯角度减少瞬间被碾压成平直状态，如此，带钢边部与基板之间原有的连接部位因为连续的反复折弯产生了大量的微小裂纹，为后续的剪切作业带来极大方便；如此处理后的带钢与边部进入剪切工序即可轻松完成剪切，且剪切边部质量良好。

2.如权利要求1所述的带钢切边的前处理方法，其特征是，所述的对运行中的钢板两侧边部上下面同步剪切，采用高压射流切割，或采用激光切割，或混合磨料的射流切割。

3.如权利要求1所述的带钢切边的前处理方法，其特征是，距离切割装置最近的弯曲辊组中上下辊锥形段与扇形段的倾斜角度值最小，即接近平直辊面的程度，如此沿着带钢行走方向，各个弯曲辊组的锥形段与扇形段的倾斜角度值陆续增大，即最后一个弯曲辊组的锥形段与扇形段的倾斜角度值最大，其最大角度值不超过60°。

4.如权利要求1所述的带钢切边的前处理方法，其特征是，所述所有弯曲辊组中上下辊的排布具有如下特征：带钢一侧的所有弯曲辊组上下辊的平直段与锥形段交接的区域，沿带钢行走方向呈典型的一条直线，其在带钢宽度方向上的位置偏差不超过1mm。

5.一种带钢切边的前处理装置，其特征是，包括，

至少两组切割装置，分别设置于带钢两侧，对应带钢两侧边部；

若干弯曲辊组，分别设置于带钢两侧，沿带钢运行方向对应每组切割装置设置，位于切割装置后；每一弯曲辊组均由两个上下辊组成，各布置于带钢边部的上下面；上下辊均具有不同倾斜程度的锥形段或扇形段，即某一辊组的上辊为锥形段，则该辊组的下辊为扇形段，成对配合；

两对平辊，分别设置于带钢两侧，沿带钢运行方向位于弯曲辊组后。

6.如权利要求5所述的带钢切边的前处理装置，其特征是，沿带钢运行方向，距离剪切激光头越远的弯曲辊组，其弯曲辊面的锥形或扇形的倾斜角度越大。

7.如权利要求5所述的带钢切边的前处理装置，其特征是，所述的切割装置为高压射流装置，或激光切割装置、或混合磨料的射流切割装置。

8.如权利要求5所述的带钢切边的前处理装置，其特征是，所述的切割装置包括切割头，切割头的布置形式为在带钢两侧边部的同一面各布置一个，或在带钢两侧边部的上下面各布置一个，即四个。

9.如权利要求5所述的带钢切边的前处理装置，其特征是，所述的弯曲辊组的上下辊靠近带钢边部一侧的辊面为锥形或扇形，另一侧辊面为平直辊面。

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