CN103357701A - 一种热卷箱开卷装置及其开卷控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种热卷箱开卷装置及其开卷控制方法，包括开卷臂及位于开卷臂端头的开卷铲刀，开卷铲刀由两片三角形铲刀片片通过连接轴对称连接在一起，两片三角形铲刀片片相对的内侧各对应开有一个沿开卷铲刀开卷方向的长条形槽，两个长条形槽通过移动轴连接，移动轴两端分别与相应的长条形槽形成移动副，移动轴与三角形铲刀片片连接的一侧各套有一个可自由转动的圆形辊，两圆形辊之间的移动轴连接有一根连接杆，连接杆与设在开卷臂上的液压缸具有的液压杆铰接；根据将要进行开卷的产品规格及材质计算出该带坯开卷时圆形辊的动作行程参数，并根据该动作行程参数由液压装置控制圆形辊进行相应的开卷动作，最终由开卷铲刀实现钢卷的开卷，从而实现了根据不同产品规格实现不同开卷动作，减少带钢表面划擦伤，提高热轧产品表面质量。

Description

一种热卷箱开卷装置及其开卷控制方法

技术领域

本发明涉及冶金热轧生产控制技术领域，具体的说是一种热卷箱开卷装置及其开卷控制方法。

背景技术

热卷箱技术是许多热轧生产线普遍采用的一种工艺技术，热卷箱的主要设置在粗轧区与飞剪机之间，其主要优点可以大大缩短粗、精轧机组之间的中间辊道长度，同时改善中间坯温度的不均匀性，从而提高产品质量。现有的热卷箱开卷铲刀在开卷过程中，由于开卷铲刀和钢卷内外圈有接触，经常发生铲刀划伤钢卷表面的现象，且开卷过程中铲刀的形状不发生变换。目前部分企业采用的铲刀考虑到与钢卷外圈有接触的情况，但铲刀头部形状仍为三角形，在实际生产过程中铲刀和钢卷内圈也有接触，这些划伤造成钢卷质量降低，给企业造成一定的经济损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种热卷箱开卷装置及其开卷控制方法，可以减少带钢表面划擦伤，提高热轧产品表面质量。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种热卷箱开卷装置，包括开卷臂及位于开卷臂端头的开卷铲刀，开卷铲刀由两片三角形铲刀片通过连接轴对称连接在一起，两片三角形铲刀片相对的内侧各对应开有一个沿开卷铲刀开卷方向延伸的长条形槽，两个长条形槽通过移动轴连接，移动轴两端分别与相应的长条形槽形成移动副，移动轴与三角形铲刀片连接的一侧各套有一个可自由转动的圆形辊，两圆形辊之间的移动轴铰接连接杆的一端，连接杆的另一端与设在开卷臂上的液压缸具有的液压杆铰接；当液压缸的液压杆处于缩回位置时，移动轴位于长条形槽中端至顶端工位，圆形辊位于开卷铲刀三角形的三条边形成的范围以内，当液压缸的液压杆处于伸出位置时，移动轴位于长条形槽中端至底端工位，圆形辊露出开卷铲刀三角形的三条边形成的范围。

热卷箱开卷装置的开卷控制方法，包括以下步骤：

(一)将移动轴的两端调整至长条形槽最顶端，根据开卷带坯的宽度、厚度、温度以及材料的屈服强度计算出该开卷带坯的开卷压力，再根据开卷压力计算出圆形辊的动作行程，计算公式为：

cbx_force＝ys_mult*(base_fs/20)*(width/1200)*(thick/30)*〔(cbx_tmp-675)/(max_tmp-675)〕

cbx_dis＝max_dis*〔1-(cbx_force-min_force)/(max_force-min_force)〕

其中：cbx_force：开卷带坯的开卷压力，单位kN(千牛)，

ys_mult：修正系数，

base_fs：材料屈服强度，单位MPa，

width：开卷带坯宽度，单位mm，

thick：开卷带坯厚度，单位mm，

cbx_tmp：开卷带坯实际温度，单位℃，

max_tmp：开卷带坯最高温度，单位℃，

cbx_dis：第三圆形自由辊动作行程，单位mm，

max_dis：第三圆形自由辊最大动作行程，即长条形槽长度，单位mm，

max_force：开卷带坯开卷最大压力，单位kN(千牛)，

min_force：开卷带坯开卷最小压力，单位kN(千牛)；

(二)根据步骤(一)计算得到的第三圆形自由辊动作行程操作液压缸，使液压缸的液压杆伸出步骤(一)计算得到的行程，液压杆通过连接杆带动移动轴在长条形槽斜向下移动步骤(一)计算得到的行程，使第三圆形自由辊的位置得到相应的调整；

(三)启动热卷箱进行开卷，开卷结束后返回步骤㈠，如此循环。

这样，根据将要进行开卷的产品规格及材质计算出该带坯开卷时圆形辊的动作行程参数，并根据该动作行程参数由液压装置控制圆形辊进行相应的开卷动作，最终由开卷铲刀实现钢卷的开卷，从而实现了根据不同产品规格实现不同开卷动作，减少带钢表面划擦伤，提高热轧产品表面质量。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的热卷箱开卷装置，液压缸的液压杆通过一根弧形连接臂连接连接杆，弧形连接臂的一端与液压杆铰接，另一端与连接杆铰接，弧形连接臂通过固定在开卷臂上的支撑架连接开卷臂，弧形连接臂与支撑架形成移动副。这样，通过弧形连接臂将位移传至连接杆上，从而使移动轴在长条形槽内移动，最终形成圆形辊的位置移动。

前述的热卷箱开卷装置，开卷铲刀三角形的右底角部位以及顶角部位各设有一个圆形辊。

前述的热卷箱开卷装置的开卷控制方法，修正系数为0.5～0.9。

前述的热卷箱开卷装置的开卷控制方法，开卷带坯最高温度为1080℃～1120℃。开卷带坯最高温度、开卷带坯开卷最大压力以及开卷带坯开卷最小压力可以根据以往实际生产的数据获得。

本发明的优点是：本发明与现有技术相比，通过液压装置根据计算出的圆形辊动作行程参数对圆形辊进行控制，从而使开卷铲刀的位置得到相应的调整，可以根据不同钢种材质等因素，调整位置，从而减少带钢表面划擦伤，提高热轧产品表面质量。

附图说明

图1是本发明开卷臂和开卷铲刀的连接示意图。

图2是本发明开卷铲刀的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的热卷箱开卷装置结构如图1-3所示，包括相互连接的开卷臂1和开卷铲刀2，开卷铲刀2具有位于右底角A部位的第一圆形自由辊3和位于顶角B部位的第二圆形自由辊4，第一圆形自由辊3和第二圆形自由辊4可以都通过轴连接在开卷铲刀2上，第一圆形自由辊3和第二圆形自由辊4可以转动；还包括一个液压缸5、一根移动轴6和两根第三圆形自由辊7，开卷铲刀7由两片三角形铲刀片通过连接轴8对称连接在一起，两片三角形铲刀片相对的内侧各对应设有一个沿开卷铲刀开卷方向的长条形槽9，移动轴6的两侧分别与一根第三圆形自由辊7转动连接，移动轴6的两端分别位于长条形槽9内，移动轴6两端分别与相应的长条形槽9形成移动副；液压缸5安装在开卷臂1上，液压缸5的液压杆10通过一根弧形连接臂12连接连接杆11，弧形连接臂12的一端与液压杆10铰接，另一端与连接杆11铰接，弧形连接臂12通过固定在开卷臂1上的支撑架13连接开卷臂，弧形连接臂12与支撑架13形成移动副，连接杆11与移动轴6的中部(两第三圆形自由辊7之间的移动轴)连接，通过弧形连接臂将位移传至连接杆上，从而使移动轴在长条形槽内移动，最终形成圆形辊的位置移动。当液压缸的液压杆处于缩回位置时，移动轴6位于长条形槽9中端至顶端工位(即中部以上位置)时，第三圆形自由辊7位于开卷铲刀三角形的三条边形成的范围以内，第三圆形自由辊7不露出开卷铲刀三角形的周边，第三圆形自由辊和带坯不接触；当液压缸的液压杆处于伸出位置时，移动轴6位于长条形槽9中端至底端工位(即中部以下位置)时，第三圆形自由辊7露出开卷铲刀三角形的三条边形成的范围，第三圆形自由辊和带坯接触。

本实施例的热卷箱开卷装置的开卷控制方法，包括以下步骤：

(一)将移动轴的两端调整至长条形槽最顶端，根据开卷带坯的宽度、厚度、温度以及材料的屈服强度计算出该开卷带坯的开卷压力，再根据开卷压力计算出第三圆形自由辊的动作行程，计算公式为：

cbx_force＝ys_mult*(base_fs/20)*(width/1200)*(thick/30)*〔(cbx_tmp-675)/(max_tmp-675)〕

cbx_dis＝max_dis*〔1-(cbx_force-min_force)/(max_force-min_force)〕

其中：cbx_force：开卷带坯的开卷压力，单位kN(千牛)，

ys_mult：修正系数，

base_fs：材料屈服强度，单位MPa，

width：开卷带坯宽度，单位mm，

thick：开卷带坯厚度，单位mm，

cbx_tmp：开卷带坯实际温度，单位℃，

max_tmp：开卷带坯最高温度，单位℃，

cbx_dis：第三圆形自由辊动作行程，单位mm，

max_dis：第三圆形自由辊最大动作行程，即长条形槽长度，单位mm，

max_force：开卷带坯开卷最大压力，单位kN(千牛)，

min_force：开卷带坯开卷最小压力，单位kN(千牛)；

(一)根据步骤(一)计算得到的第三圆形自由辊动作行程操作液压缸，使液压缸的液压杆伸出步骤(一)计算得到的行程，液压杆通过连接杆带动移动轴在长条形槽内向前移动步骤(一)计算得到的行程，使第三圆形自由辊的位置得到相应的调整；

(三)启动热卷箱进行开卷，开卷结束后返回步骤(一)，如此循环。

本实施例来料板坯钢种为普碳钢Q235B，要求热卷箱中间卷厚度为40mm，中间坯宽度1200mm，中间坯温度1010℃，屈服强度为320Mpa，阻尼系数0.9，开卷最大压力25KN，最小压力为10KN，第三圆形自由辊最大行程为100mm，通过计算后确定开卷时第三圆形自由辊位置为68.78mm，通过第三圆形自由辊和带坯接触来减少因热卷箱铲刀三角形状而造成的划伤。

实施例2

本实施例的热卷箱开卷装置与实施例一相同，开卷控制方法也与实施例一相同，区别在于本实施例来料板坯钢种为汽车结构用钢B510L，要求热卷箱中间卷厚度为38mm，中间坯宽度1000mm，中间坯温度1080℃，屈服强度为490Mpa，阻尼系数0.9，开卷最大压力25KN，最小压力为10KN，第三圆形自由辊最大行程为100mm，通过计算后确定开卷时铲刀圆形辊位置为48.00mm，铲刀头部形状基本为三角形，铲刀的第三圆形自由辊处于收起位置，铲刀外形仍然保持三角形和带坯外圈接触，从而防止因为带坯薄已经最外圈和内圈包裹紧密而造成带坯无法开卷的现象。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种热卷箱开卷装置，包括开卷臂及位于开卷臂端头的开卷铲刀，其特征在于：所述开卷铲刀由两片三角形铲刀片通过连接轴对称连接在一起，所述两片三角形铲刀片相对的内侧各对应开有一个沿开卷铲刀开卷方向延伸的长条形槽，所述两个长条形槽通过移动轴连接，所述移动轴两端分别与相应的长条形槽形成移动副，所述移动轴与三角形铲刀片连接的一侧各套有一个可自由转动的圆形辊，所述两圆形辊之间的移动轴铰接连接杆的一端，所述连接杆的另一端与设在开卷臂上的液压缸的液压杆铰接；当所述液压缸的液压杆处于缩回位置时，所述移动轴位于长条形槽中端至顶端工位，所述圆形辊位于开卷铲刀三角形的三条边形成的范围以内，当所述液压缸的液压杆处于伸出位置时，所述移动轴位于长条形槽中端至底端工位，所述圆形辊露出开卷铲刀三角形的三条边形成的范围。

2.如权利要求1所述的热卷箱开卷装置，其特征在于：所述液压缸的液压杆通过一根弧形连接臂连接所述连接杆，所述弧形连接臂的一端与液压杆铰接，另一端与连接杆铰接，所述弧形连接臂通过固定在开卷臂上的支撑架连接开卷臂，所述弧形连接臂与支撑架形成移动副。

3.如权利要求1所述的热卷箱开卷装置，其特征在于：所述开卷铲刀三角形的右底角部位以及顶角部位各设有一个圆形辊。

4.用于权利要求1所述热卷箱开卷装置的开卷控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(一)将所述移动轴的两端调整至长条形槽最顶端，根据开卷带坯的宽度、厚度、温度以及材料的屈服强度计算出该开卷带坯的开卷压力，再根据开卷压力计算出圆形辊的动作行程，计算公式为：

cbx_force＝ys_mult*(base_fs/20)*(width/1200)*(thick/30)

*〔(cbx_tmp-675)/(max_tmp-675)〕

cbx_dis＝max_dis*〔1-(cbx_force-min_force)/(max_force-min_force)〕

其中：cbx_force：开卷带坯的开卷压力，单位kN，

ys_mult：修正系数，

base_fs：材料屈服强度，单位MPa，

width：开卷带坯宽度，单位mm，

thick：开卷带坯厚度，单位mm，

cbx_tmp：开卷带坯实际温度，单位℃，

max_tmp：开卷带坯最高温度，单位℃，

cbx_dis：第三圆形自由辊动作行程，单位mm，

max_dis：第三圆形自由辊最大动作行程，即长条形槽长度，单位mm，

max_force：开卷带坯开卷最大压力，单位kN，

min_force：开卷带坯开卷最小压力，单位kN；

(二)根据步骤(一)计算得到的圆形辊动作行程操作液压缸，使液压缸的液压杆伸出步骤(一)计算得到的行程，液压杆通过连接杆带动移动轴在长条形槽内斜向下移动步骤(一)计算得到的行程，使圆形辊的位置得到相应的调整；

(三)启动热卷箱进行开卷，开卷结束后返回步骤(一)，如此循环。

5.如权利要求4所述的热卷箱开卷装置的开卷控制方法，其特征在于：所述修正系数为0.5～0.9。

6.如权利要求4所述的热卷箱开卷装置的开卷控制方法，其特征在于：所述开卷带坯最高温度为1080℃～1120℃。

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