CN102671967A - 主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置，在需要隔离乳化液的机架以及最后一个机架的辊系出口处带钢上方配置主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置；所述的板面清洁装置主要包括带钢乳化液吹扫装置、动态密封装置、负压抽吸装置；在进行轧制过程中，吹扫装置作为气流发生源以正对辊缝方向，向机架入口侧喷射压缩空气，将入口辊缝处堆积的乳化液封堵在机架内辊系的入口侧；负压抽吸装置通过调节负压强度以及导流板的位置，实现密闭区域气流走向控制，减少气流反射与湍流，加强吹扫效果，将乳化液封堵在机架内辊系的入口侧并同时避免由于吹扫气流反射方向杂乱而造成的乳化液飞溅或残留缺陷。

Description

主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置

技术领域

本发明属于冷轧技术领域，具体涉及一种提升冷轧产品表面质量的冷轧生产工艺，应用于各种五机架冷轧连轧机组。

背景技术

五机架冷轧连轧机组在生产过程中，由于需要对轧制过程进行润滑、使轧辊保持冷却以及其他原因会使用大量的乳化液，但是成品带钢表面需要避免乳化液残留；还会由于轧制工艺的要求在不同的机架内喷射不同浓度的乳化液，为保证每个机架内乳化液浓度的稳定，需要隔离乳化液浓度并阻止不同机架间的乳化液流动，即是要避免这两个机架间的带钢表面有乳化液残留。因此通常采用的做法是在需要隔离乳化液流动的机架间以及最后一个机架后布置带钢吹扫装置，采用大流量压缩空气对成品带钢表面进行吹扫。在吹扫过程中，当压缩空气吹扫压力较低时，无法完全封堵乳化液，导致乳化液残留严重；当压缩空气吹扫压力过大时，会产生较强的气流反射，由于机架出口空间结构复杂，反射气流方向杂乱，极易产生由于气流反射而造成的乳化液飞溅残留缺陷。采用压缩空气吹扫的方法来清除轧制过程中乳化液残留十分困难，各机架内的乳化液很容易通过带钢表面流动到下一个机架内，干扰其乳化液浓度破坏轧制的稳定；也会在最后一个机架后的成品带钢表面残留过多的乳化液，很难达到产品质量要求。

为解决上述问题，也有采用负压抽吸方式取代压缩空气吹扫的方式来处理带钢表面的残留乳化液。然而，采用负压抽吸的方式对抽吸罩的密闭要求很高，机架内部空间复杂设备繁多并且还有轧辊、弯辊块等运动设备不易密封，因此如无法解决抽吸罩的密闭，则采用负压抽吸的方法也不能完全清除带钢表面残留的乳化液。并且由于轧制过程中，带钢宽度变化很大，带钢运行过程中的颤动也很难避免，都给负压抽吸法清除乳化液带来很大困难。因此，负压抽吸法也很难解决轧制带钢表面乳化液残留问题。五机架冷轧连轧生产过程中的乳化液残留问题始终困扰现代冷轧生产。

 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对五机架冷轧连轧过程中吹扫或抽吸均无法彻底解决乳化液残留的技术难题，提供一种主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置，能够将乳化液封堵在机架的有限区域内，并能避免由于气流反射而造成的乳化液飞溅、残留、滴落等缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置，其特征在于：在需要隔离乳化液的机架以及最后一个机架的辊系出口处带钢上方配置所述装置；所述的板面清洁装置主要包括乳化液吹扫装置、负压抽吸装置以及轧辊动态密封板；乳化液吹扫装置气流喷射方向正对辊缝方向；轧辊动态密封板安装在负压抽吸装置的负压腔上且与上工作辊动态接触密封，负压腔和轧辊动态密封板均能随着辊径的变化而前进或后退；负压腔为具有内部空腔且能形成负压腔引导气流的可调气流通道，通道的一端口对准辊缝方向并与带钢上表面平行，另一端与负压管路接口相对接并最终通向负压产生装置；负压抽吸装置与轧辊动态密封板、带钢、上工作辊之间始终形成一个基本封闭的气体收集空间；在轧制过程中，吹扫装置向机架入口侧喷射压缩空气，将入口辊缝处堆积的乳化液封堵在机架的入口侧；负压抽吸装置通过调节负压强度以及伸缩式导流板，实现气体收集空间内气流走向控制，减少气流反射与湍流，加强吹扫效果，将乳化液有效的封堵在机架的入口侧并同时避免由于吹扫气流反射方向杂乱而造成的乳化液飞溅或残留缺陷。

负压抽吸装置主要包括其主体内的负压腔、两侧的横向调节板以及伸缩式导流板；负压腔的出口处底面上设置可改变负压腔气流通道伸出位置的伸缩式导流板，伸缩式导流板能在底面上相对于负压腔滑动伸出；负压腔的出口处两侧分别设置横向调节板，横向调节板装有驱动装置且能在该装置的作用下沿带钢宽度方向分离或合拢；负压抽吸装置通过动态密封板与上工作辊形成密封；伸缩式导流板的伸出端与乳化液吹扫装置的相对位置不变且不影响吹扫气流的方向；负压抽吸装置、轧辊动态密封件、带钢、工作辊之间始终形成一个基本封闭的气体收集空间，该气体收集空间与吹扫气流场相匹配形成流畅的气流通道；通过伸缩式导流板的伸出端与带钢乳化液吹扫装置的相对位置的改变影响吹扫气流场的状态；实现密闭区域气流走向控制，减少气流反射与湍流，加强吹扫效果，将乳化液封堵在轧机的入口侧。

负压抽吸装置上设置有与负压腔的倾斜方向相一致的液压缸，轧辊动态密封件、横向调节板、伸缩式导流板均安装在负压腔上，且能够在液压缸的作用下随着辊径的变化而前进或后退；负压抽吸装置通过负压腔接口与负压管路连接，负压腔接口为与负压抽吸装置运动方向平行、且当负压抽吸装置伸到工作位置时能与负压管路对接的平面；负压管路一端连接负压抽吸装置，另一端连接负压产生装置，并且还装有负压调节装置。

负压腔上板与上工作辊接近的位置装有金属铲头，铲头与工作辊的间距可通过液压缸伸缩控制；负压抽吸装置位于靠近工作辊的带钢上方，布置在五机架冷轧连轧机组中的机架内。

带钢乳化液吹扫装置主要由吹扫梁、喷嘴、调节阀、管路组成，多条管路以分支的形式设置在吹扫梁，各管路上设置有可调节喷嘴流量和压力的调节阀，喷嘴成一条直线地成组间隔设置在吹扫梁上，同一组内的喷嘴间距小于不同组的喷嘴组间距；喷嘴设置及开启数量根据带钢的宽度设置。

轧辊动态密封板为橡胶垫。

横向调节板驱动装置通过丝杆螺母式传动装置与两横向调节板连接；横向调节板上安装螺母，通过驱动装置驱动丝杠旋转，带动横向调节板上安装的螺母进行横向移动。

本装置的工作过程为：带钢通过辊系到达出口处的主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置处；五机架冷轧连轧机通过布置在其内部各处的乳化液喷射装置来进行乳化液喷射，带钢乳化液吹扫装置的气流发生源与负压抽吸装置相匹配的方式控制各机架出口区域的气流场，使气流场流动顺畅并增加其作用效果，将乳化液封堵在该机架内辊系的入口侧，同时，由于轧辊动态密封件及气体收集装置的应用，利用区域气流走向控制，避免由于吹扫气流反射方向杂乱而引起的乳化液飞溅，进而提升成品带钢的表面质量。

本装置是利用带钢乳化液吹扫装置和气体收集装置形成的气流场原理，与负压抽吸装置相结合为吹扫气流制造环路，此过程中还可以利用伸缩式导流板引导压缩空气的流动方向，消除机架出口处由于吹扫造成的压缩空气紊流现象，避免乳化液残留在带钢的表面，进而提升成品带钢的表面质量；负压抽吸装置上设置的调节阀可与带钢乳化液吹扫装置的调节阀配合使用，根据出口带钢的表面质量实时调节抽吸回路的压力，以及吹扫装置的气量，这样可减少压缩空气的耗量，降低生产成本，同时也可降低噪声。

相对于现有技术，本装置有较强的通用性，布置形式相似于一般五机架冷轧连轧机内的防缠导板，并包含防缠导板所具有的功能，可广泛应用于各类五机架冷轧连轧机组。

附图说明

图1：本发明采用的主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置结构示意图；

图2：乳化液吹扫装置结构示意图；

图3：负压抽吸装置结构示意图（正视图）；

图4：负压抽吸装置局部图。

各图中附图标记说明：1.机架；2.辊系；3.乳化液喷射装置；4.带钢；5.负压调节装置；6.负压管道；7.负压抽吸装置；8.乳化液吹扫装置；9.弯辊块；10.轧辊轴承座；2-1.上工作辊；7-1.负压腔接口；7-2.液压缸；7-3.轨道；7-4.横向调节板；7-5.驱动装置；7-6.丝杠；7-7.动态密封板；7-8.伸缩式导流板；7-9.铲头；8-1.压缩空气喷嘴；8-2.空气喷射梁体；8-3.压力调节装置；8-4.压缩空气管路。

具体实施方式：

以下结合实施实例及附图1-4对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

参见图1-4：按本发明实施的主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置，在需要隔离乳化液的机架以及最后一个机架的辊系出口处带钢上方配置主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置；板面清洁装置主要包括乳化液吹扫装置8、负压调节装置5、负压管道6、负压抽吸装置7。在五机架冷轧连轧机工作过程中，乳化液吹扫装置8向机架入口方向喷射压缩空气，将入口辊缝处堆积的乳化液封堵在机架的入口侧；负压抽吸装置7通过负压管道6连接负压产生装置产生负压，并通过负压调节装置5调节负压强度，以实现气体收集空间内气流走向控制，加强了乳化液吹扫装置8的作用力，将乳化液有效封堵在机架的入口侧，并同时避免由于吹扫气流反射方向杂乱而造成的乳化液飞溅或残留缺陷。

吹扫装置结构示意图如图2所示。位于机架出口的乳化液吹扫装置8作为气流发生源以正对辊缝方向，向机架入口侧喷射压缩空气，将入口辊缝处堆积的乳化液封堵在机架的入口侧；同时在带钢表面形成气垫，避免轧制杂质落在成品带钢表面。该装置主要由压缩空气喷嘴8-1、空气喷射梁体8-2、压力调节装置8-3、压缩空气管路8-4组成，多条压缩空气管路8-4以分支的形式垂直设置在空气喷射梁体8-2，各压缩空气管路8-4上设置有压力调节装置8-3，压缩空气喷嘴8-1成一条直线地成组间隔设置在空气喷射梁体8-2上，同一组内的喷嘴间距小于不同组的喷嘴间距。压缩空气喷嘴8-1开启的数量可以根据带钢的宽度任意选择，各压缩空气喷嘴8-1的流量和压力也可通过压力调节装置8-3进行调节，始终做到当机组的速度、产品规格、乳化液的流量有变化时既满足封堵乳化液的需求又能与负压抽吸装置7相匹配在机架出口形成气流方向稳定的气流场。

耐高温耐磨的轧辊动态密封板7-7与上工作辊2-1动态接触形成密封。轧辊动态密封板7-7采用橡胶材料，以避免损失工作辊。动态密封板7-7与带钢4、负压抽吸装置7已经上工作辊2-1形成相对封闭的气体收集空间，以利于气流场的产生，也能防止上部乳化液的进入该封闭空间。

负压抽吸装置7的安装位置位于通常五机架冷轧连轧机防缠导板的位置，它须要也能够起到防止断带缠辊的作用，但它又具有负压功能，不会像一般防缠导板阻碍空气流动、降低吹扫效果。在负压抽吸装置7与轧辊接触的位置装有铲头7-9，能够通过液压缸7-2的伸缩使其沿着轨道7-3运动来控制铲头7-9与上工作辊2-1的间隙，达到防止断带缠辊的作用。负压抽吸装置7的布置位置也与一般的防缠导板相似，位于靠近工作辊的带钢上部，能够防止上部的乳化液滴落到带钢表面，可以取代通常机架内的防缠导板，根据工艺需要灵活地安装于五机架冷轧连轧机组中的机架内。

负压抽吸装置7主要结构是矩形管道形成的负压腔，负压抽吸装置7的一端口对准辊缝方向并与带钢上表面平行，另一端口与负压管道6对接，负压管道6连接负压产生装置。负压抽吸装置7的头部与轧辊动态密封板7-7、带钢4、上工作辊2-1之间始终形成一个基本密封的气体收集空间；在负压抽吸装置7接近带钢的位置安装有横向调节板7-4，驱动装置7-5通过驱动丝杠7-6的转动使调节板7-4能够在垂直带钢运动方向即横向进行移动，这样可以适应不同宽度的带钢，使气流场能够一直保持最佳。

当负压抽吸装置7前进或后退后，可手动调节伸缩式导流板7-8伸出的长度使其始终保持与乳化液吹扫装置8之间的相对位置不变而不影响吹扫梁气流场的状态，保持吹扫系统具有稳定的气流场。该气体收集空间还可以通过负压管道6上的负压调节装置5调节负压抽吸装置7内负压强度以及利用伸缩式导流板7-8调整气流方向，实现密闭区域气流走向控制，避免由于反射气流杂乱而造成的乳化液残留缺陷，从而达到清洁带钢表面的目的。

本装置的流程如图1所示：带钢4依次通过辊系2到达出口处的主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置处；在入口或出口处设置的乳化液喷射装置3来进行乳化液喷射，带钢乳化液吹扫装置8的气流发生源与负压抽吸装置7相匹配的吹扫与抽吸结合方式控制机架出口区域的气流方向，在出口处将乳化液封堵在机架的入口侧，同时，由于负压抽吸装置7及轧辊动态密封件7-7的应用，避免由于吹扫气流反射方向杂乱而引起的乳化液飞溅，进而提升成品带钢的表面质量。本装置主要是利用气流场流动原理，乳化液吹扫装置8与负压抽吸装置7相结合为吹扫气流制造环路，还可以利用伸缩式导流板7-8引导压缩空气的方向，消除机架出口处由于吹扫形成的压缩空气紊流现象，避免乳化液残留在带钢的表面，进而提升成品带钢的表面质量。负压管道6上设置有负压调节装置5，该调节装置可与乳化液吹扫装置的压力调节装置8-3配合使用，根据出口带钢的表面质量实时调节抽吸回路的压力，以及吹扫装置的气量，这样可减少压缩空气的耗量，降低生产成本，同时也可降低噪声。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (7)

1.主动气流场控制式五机架冷轧连轧板面清洁装置，其特征在于：在需要隔离乳化液的机架以及最后一个机架的辊系出口处带钢上方配置所述装置；所述的板面清洁装置主要包括乳化液吹扫装置、负压抽吸装置以及轧辊动态密封板；乳化液吹扫装置气流喷射方向正对辊缝方向；轧辊动态密封板安装在负压抽吸装置的负压腔上且与上工作辊动态接触密封，负压腔和轧辊动态密封板均能随着辊径的变化而前进或后退；负压腔为具有内部空腔且能形成负压腔引导气流的可调气流通道，通道的一端口对准辊缝方向并与带钢上表面平行，另一端与负压管路接口相对接并最终通向负压产生装置；负压抽吸装置与轧辊动态密封板、带钢、上工作辊之间始终形成一个基本封闭的气体收集空间；在轧制过程中，吹扫装置向机架入口侧喷射压缩空气，将入口辊缝处堆积的乳化液封堵在机架的入口侧；负压抽吸装置通过调节负压强度以及伸缩式导流板，实现气体收集空间内气流走向控制，减少气流反射与湍流，加强吹扫效果，将乳化液有效的封堵在机架的入口侧并同时避免由于吹扫气流反射方向杂乱而造成的乳化液飞溅或残留缺陷。

2.根据权利要求1所述的板面清洁装置，其特征在于：负压抽吸装置主要包括其主体内的负压腔、两侧的横向调节板以及伸缩式导流板；负压腔的出口处底面上设置可改变负压腔气流通道伸出位置的伸缩式导流板，伸缩式导流板能在底面上相对于负压腔滑动伸出；负压腔的出口处两侧分别设置横向调节板，横向调节板装有驱动装置且能在该装置的作用下沿带钢宽度方向分离或合拢；负压抽吸装置通过动态密封板与上工作辊形成密封；伸缩式导流板的伸出端与乳化液吹扫装置的相对位置不变且不影响吹扫气流的方向；负压抽吸装置、轧辊动态密封件、带钢、工作辊之间始终形成一个基本封闭的气体收集空间，该气体收集空间与吹扫气流场相匹配形成流畅的气流通道；通过伸缩式导流板的伸出端与带钢乳化液吹扫装置的相对位置的改变影响吹扫气流场的状态；实现密闭区域气流走向控制，减少气流反射与湍流，加强吹扫效果，将乳化液封堵在轧机的入口侧。

3.根据权利要求1或2所述的板面清洁装置，其特征在于：负压抽吸装置上设置有与负压腔的倾斜方向相一致的液压缸，轧辊动态密封件、横向调节板、伸缩式导流板均安装在负压腔上，且能够在液压缸的作用下随着辊径的变化而前进或后退；负压抽吸装置通过负压腔接口与负压管路连接，负压腔接口为与负压抽吸装置运动方向平行、且当负压抽吸装置伸到工作位置时能与负压管路对接的平面；负压管路一端连接负压抽吸装置，另一端连接负压产生装置，并且还装有负压调节装置。

4.根据权利要求1或2所述的板面清洁装置，其特征在于：负压腔上板与上工作辊接近的位置装有金属铲头，铲头与工作辊的间距可通过液压缸伸缩控制；负压抽吸装置位于靠近工作辊的带钢上方，布置在五机架冷轧连轧机组中的机架内。

5.根据权利要求1或2或3所述的板面清洁装置，其特征在于：带钢乳化液吹扫装置主要由吹扫梁、喷嘴、调节阀、管路组成，多条管路以分支的形式设置在吹扫梁，各管路上设置有可调节喷嘴流量和压力的调节阀，喷嘴成一条直线地成组间隔设置在吹扫梁上，同一组内的喷嘴间距小于不同组的喷嘴组间距；喷嘴设置及开启数量根据带钢的宽度设置。

6.根据权利要求1或2或4所述的板面清洁装置，其特征在于：轧辊动态密封板为橡胶垫。

7.根据权利要求6所述的板面清洁装置，其特征在于：横向调节板驱动装置通过丝杆螺母式传动装置与两横向调节板连接；横向调节板上安装螺母，通过驱动装置驱动丝杠旋转，带动横向调节板上安装的螺母进行横向移动。

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