CN103551421A - 一种热连轧自由板的卷取方法 - Google Patents

Abstract

一种热连轧自由板的卷取方法，所述自由板自精轧机末机架输出后，在操作控制系统控制下通过热输出辊道的运输依次进入卷取机的侧导板和夹送辊，最后在助卷辊的作用下绕卷筒进行卷取，其特征在于所述卷取包括自由板在接触卷筒之前以超前运行速度运行、侧导板采用位置控制模式进行短行程控制、侧导板采用压力环控制模式以及所述自由板在接触卷筒之后以滞后运行速度运行。通过本发明，自由板卷取后卷行良好，且卷取后的自由板的边部质量、表面质量良好，实现了热连轧自由板的稳定、优质、高效卷取，并实现了钛-钢共线生产。

Description

一种热连轧自由板的卷取方法

技术领域

本发明涉及一种热连轧自由板的卷取方法，更具体地说，本发明涉及一种能够稳定、高效、优质地进行卷取的热连轧自由板的卷取方法。

背景技术

钛属于稀贵有色金属，被称为“第三金属”和“全能金属”，具有轻质、高强、耐腐、耐热、无磁和耐低温等一系列优良性能，广泛应用于国防工业以及石油、化工、冶金、电力、交通、医疗、海洋、环保、建筑、体育及旅游休闲等民用行业，故又有“未来的金属”之称。目前，钛板的生产通常采用往复轧制的模式，该生产方式下存在机组作业效率低、产品成材率低，且产品的长度受限制等不足，再加之钛的用量相对较小，新建热轧钛卷的专用生产线的投入产出比低。因此，为了高效地生产大卷重钛带卷，利用热连轧生产线进行钛-钢共线生产（即利用轧钢、卷取钢板的生产线生产热轧钛卷），是大卷重钛带卷高效生产的发展趋势。

在热连轧板带钢的生产过程中，卷取工序是将精轧机组轧制出一定厚度（1.2～25.4mm）的板带钢经层流冷却后由卷取机卷取成卷，常规卷取工艺流程见图1。卷取机由入口侧导板、夹送辊、助卷辊、卷筒等设备组成。热连轧轧制板带经精轧轧制后，通过层流冷却区由热输出辊道送至卷取机进行卷取。通常，卷取分为常规热连轧板带卷取以及热连轧自由板卷取。常规的热连轧板带卷取工艺过程如图1所示，当板带头部进入卷取机卷取时，板带的尾部尚未离开精轧机组的末机架轧机，卷取机与末机架轧机间形成卷取张力。而当生产热轧板带的坯料较小、轧制的板带厚度较厚（通常4.0mm以上），轧制出的板带长度较短，生产过程中板带尾部离开精轧机末机架时，头部尚未进入卷取机，在卷取机与精轧末机架间完全没有建立张力作用，即为热连轧自由板的卷取。热连轧钢板，尤其是钛板（坯料小）通常有自由板的卷取情况。

由于自由板的卷取在卷取机与精轧末机架间完全没有张力作用，对其跟踪控制以及卷取过程均与常规的板带卷取存在区别。因此按照常规的卷取控制无法实现对自由板的成功卷取，尤其是具有较高弹性的热轧钛板，其没有足够的反张力、反而有大的回弹，导致钛板因相对滑动出现表面质量缺陷。因此，根据热连轧自由板的特性，发明一种热连轧自由板的卷取方法，实现对热轧钛自由板的稳定、高效、优质地进行卷取生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热连轧自由板的卷取方法，根据本方法可以实现对热轧钛自由板的稳定、高效、优质地进行卷取生产。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一种热连轧自由板的卷取方法，所述自由板自精轧机末机架输出后，在操作控制系统控制下通过热输出辊道的运输依次进入卷取机的侧导板和夹送辊，最后在助卷辊的作用下绕卷筒进行卷取，其特征在于：超前运行，所述自由板在接触卷筒之前，以超前运行速度运行，所述超前运行速度=精轧机末机架的速度×（1+超前率）；位置控制，侧导板采用位置控制模式，在所述自由板头部通过侧导板时，侧导板的两侧进行相互靠近的短行程动作；压力环控制，在所述短行程动作结束后，侧导板采用压力环控制模式；滞后运行，所述自由板在接触卷筒之后，以滞后运行速度运行，所述滞后运行速度=精轧机末机架的速度×（1－滞后率）。其中，所述位置控制模式以及压力环控制模式均为卷取机操作控制系统的设定模式。

根据本发明的一方面，所述位置控制模式中，侧导板的两侧进行相互靠近的短行程动作包括三次短行程动作：第一次，当自由板头部进入所述侧导板的喇叭口时，短行程动作50mm；第二次，当自由板进入夹送辊时，短行程动作40mm；第三次，卷筒建立张力后，短行程动作20mm。

根据本发明的一方面，所述压力环控制模式中，侧导板的压力为19～22KN。

根据本发明的一方面，所述热输出辊道分为若干段，沿自由板运行方向上，各段的各自超前率在15%～22%内递增；各段的各自滞后率在20%～27%内递减。

根据本发明的一方面，所述热输出辊道分为九段，其各自的超前率及滞后率为：第一辊道，超前率为15～18%，滞后率为23～27%；第二辊道，超前率为16～19%，滞后率为23～27%；第三辊道，超前率为16～19%，滞后率为22～25%；第四辊道，超前率为17～20%，滞后率为22～25%；第五辊道，超前率为17～20%，滞后率为22～25%；第六辊道，超前率为18～21%，滞后率为21～23%；第七辊道，超前率为18～21%，滞后率为21～23%；第八辊道，超前率为19～21%，滞后率为21～23%；第九辊道，超前率为19～22%，滞后率为20～22%。

根据本发明的一方面，所述夹送辊的超前率与所述助卷辊的超前率一致，均在20～23%范围内，并且所述卷筒的超前率在23%～28%范围内。

根据本发明的一方面，所述助卷辊的数目为3个，其中，卷取机各部件的压力或张力设定值为：夹送辊，压力为120～130KN；第一助卷辊，压力为70～80KN；第二助卷辊，压力为70～75KN；第三助卷辊，压力为70～80KN；卷筒，张力为100～150KN。

根据本发明的一方面，所述自由板头部进入卷筒后，助卷辊控制方式选择跳步模式，尾部压尾选择第一助卷辊、第二助卷辊、第三助卷辊同时压尾，其中，所述头部方式、跳步模式、尾部压尾均为卷取机操作控制系统的设定模式。

根据本发明的一方面，自由板卷取结束后，尾部定位为4：00～5:00方向，其中，所述尾部定位为卷取机操作控制系统的设定模式。

根据本发明的一方面，所述自由板为自由钛板或自由钢板。

根据本发明，可以取得但不限于以下优异效果：

（1）自由板卷取后卷行良好，且卷取后的自由板的边部质量、表面质量良好，实现了热连轧自由板的稳定、优质、高效卷取；

（2）该发明实现了钛-钢共线生产，实用性、可操作性强，投入成本低，实际效果显著。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1示出了现有技术中常规热连轧板带卷取工艺过程；

图2示出了本发明热连轧自由板的卷取工艺过程。

图1中：

11.精轧机末机架，21.热输出辊道，31.常规板带，41.高温计，51.侧导板，61.夹送辊，71.激光检测装置，811.第一助卷辊，812.第二助卷辊，813.第三助卷辊，91.卷筒。

图2中：

12.精轧机末机架，22.热输出辊道，32.自由板，42.高温计，52.侧导板，62.夹送辊，72.激光检测装置，821.第一助卷辊，822.第二助卷辊，823.第三助卷辊，92.卷筒。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。

在本发明中，方位词如“头、尾”均是相对于自由板运行方向而言。

图1所示为现有技术中常规热连轧板带卷取工艺过程，图2所示为本发明热连轧自由板的卷取工艺过程。在常规热连轧板带31的卷取过程中，由于当板带头部进入卷取机卷取时，板带的尾部尚未离开精轧机末机架11，因此板带经热输出辊道21，通过侧导板51以及夹送辊61，最后在助卷辊的作用下绕卷筒91成卷的过程中，卷取机与精轧末机架11间具有张力作用，所述张力可以保证板带卷取后获得良好的卷行，既不会错边，也不会产生塔形。所述助卷辊包括第一助卷辊811、第二助卷辊812以及第三助卷辊813。

然而自由板卷取时，由于板带的坯料较小、轧制的板带厚度较厚（通常4.0mm以上），轧制出的板带长度较短，因此板带尾部离开精轧机末机架12时，头部尚未进入卷取机。因此板带经热输出辊道22，通过侧导板52以及夹送辊62，最后在助卷辊的作用下绕卷筒92成卷的过程中，卷取机与精轧机末机架12间完全没有建立张力作用。因此，本发明通过调节热输出辊道22各段的运行速度，保证自由板32运行稳定；通过调节夹送辊62与卷筒92的相对运行速度，增加夹送辊62与卷筒92之间的张力。所述助卷辊包括第一助卷辊821、第二助卷辊822以及第三助卷辊823。

自由板的卷取过程通过卷取机操作控制系统进行控制，操作控制系统中的跟踪控制系统具备对轧制板带卷取头、尾同时跟踪的功能。轧制时，板带头部进入精轧末机架12的同时，跟踪控制系统同步启动对轧制板带头部、尾部的跟踪，当跟踪判断为自由板（板带头部未进入卷取机夹送辊62时，尾部已经离开精轧末机架12）时，则启动自由板卷取工艺设备参数的调用。其中，所述位置控制模式、压力环控制模式、头部方式、跳步模式、尾部压尾、尾部定位均为卷取机操作控制系统的设定模式。同时，通过操作控制系统中的顺控器控制自由板的卷取、卷取减速以及卷取完成。

根据本发明的一种热连轧自由板32的卷取方法，所述自由板自精轧机末机架12输出后，在操作控制系统控制下通过热输出辊道22的运输依次进入卷取机的侧导板52和夹送辊62，最后在助卷辊的作用下绕卷筒92进行卷取，其特征是：超前运行：所述自由板在接触卷筒92之前，以超前运行速度运行，所述超前运行速度=精轧机末机架12的速度×（1+超前率）；位置控制：侧导板52采用位置控制模式，在所述自由板头部通过侧导板52时，侧导板52的两侧进行相互靠近的短行程动作；压力环控制：在所述短行程动作结束后，侧导板52采用压力环控制模式，侧导板的压力为19～22KN；滞后运行：所述自由板在接触卷筒92之后，以滞后运行速度运行，所述滞后运行速度=精轧机末机架的速度×（1－滞后率）。

卷取机在工作时可采用两台卷取机同时工作的方式，当第一块自由板通过热输出辊道22进入卷取机开始卷取后，第二块自由板通过第2台前入口辊道进入第2台卷取机卷取。

所述热输出辊道22可分为若干段，沿自由板运行方向上，各段的各自超前率在15%～22%内递增；各段的各自滞后率在20%～27%内递减。据本发明的一个实施例，所述热输出辊道22分为九段，具体地，自由板32卷取时相关设备的超前率、滞后率如表1所示。

表1热连轧自由板卷取时相关设备的超前率、滞后率设定值

在表1中，R0T1～ROT9分别代表热输出辊道22的第一段至第九段辊道，C2ENT代表第2台卷取机前入口辊道，PR、WR、MD分别代表卷取机的夹送辊62、助卷辊及卷筒92。

由表1可知，沿自由板32运行方向上，热输出辊道22各段的各自超前率在15%～22%内递增，且夹送辊62的超前率与助卷辊的超前率一致，在20%～23%范围内，卷筒92的超前率在23%～28%范围内。且超前运行速度=精轧机末机架12的速度×（1+超前率），滞后运行速度=精轧机末机架的速度×（1－滞后率）。自由板32在接触卷筒92前，在热输出辊道22上，沿自由板32运行方向上，以各段辊道超前率递增的超前运行速度运行，通过这种方式，可在自由板32的运行方向上形成拉动力，保证自由板32的平稳运行。当自由板32接触卷筒后，在热输出辊道22的各段辊道上以滞后率递减的滞后运行速度运行，即沿自由板32运行方向上速度逐渐增加，但均低于夹送辊62、助卷辊及卷筒92的速度，这样可形成反向拉动力，保证卷取过程的稳定性。

根据本发明的一个实施例，所述位置控制中，侧导板52的两侧进行相互靠近的短行程动作可包括三次短行程动作：第一次，当自由板头部进入所述侧导板的喇叭口时，短行程动作50mm；第二次，当自由板32进入夹送辊62时，短行程动作40mm；第三次，卷筒92建立张力后，短行程动作20mm。分三次完成短行程控制的目的是：一方面，由于自由板32卷取时，卷取机与精轧机末机架12之间不形成张力，分三次且每次控制适当的短行程动作距离，是保证自由板进卷取机的对中并且防止被侧导板52“夹死”（即被夹卡住，自由板32不能送入卷取机）；另一方面，保证自由板边部尤其是钛板边部（钛板极易因刮擦产生边部破损）不被侧导板异常夹持而边部破损。通过所述方法，自由板卷取后卷行良好，且卷取后的，自由板的边部质量、表面质量良好，实现了热连轧自由板的稳定、优质、高效卷取。

根据本发明的另一个实施例，所述助卷辊的数目可以是3个，其中，根据不同厚度规格的自由板，卷取机各部件的压力或张力设定值如表2所示。

表2自由板卷取时各设备压力或张力设定值

在表2中，SG、PR、WR1、WR2、WR3，MD分别代表卷取机的侧导板52、夹送辊62、第一助卷辊821、第二助卷辊822、第三助卷辊823以及卷筒92。其中，各压力或张力值可根据自由板宽度及卷取温度的变化做适当修正。

根据本发明的另一个实施例，所述自由板头部进入卷筒后，助卷辊控制方式选择跳步模式，尾部压尾方式选择第一助卷辊821、第二助卷辊822、第三助卷辊823同时压尾，保证自由板32的压紧，防止散卷。

自由板32卷取结束后，尾部定位位置为4：00～5：00方向，防止卷的松散，便于卸卷和打捆。其中，4：00～5：00方向是以卷筒92的中心为轴，沿顺时针方向旋转得到的方位。

如上所述，本发明可应用于坯料较小、轧制出的板带长度较短的自由钛板的卷取。

在热连轧自由板开始卷取前，还可对设备进行初始化设置。设备初始化的参数设置及精度标准与常规板带卷取设备初始化标准一致，其中，热输出辊道22的表面保持光洁，全部工作状态正常，不允许出现卡组、反转、运行不平稳的辊子；并且在卷取过程中，可利用高温计42对自由板温度进行监测。另外，还可设置激光检测装置72对自由板进行跟踪，激光检测装置72的激光检测信号强度大于等于60%的额定强度。

以下通过具体实施例描述本发明。

示例1

所述自由钛板的规格为：厚度×宽度=10mm×1250mm。精轧机末机架12的轧制速度为2.4M/s。

参数设置

钛带卷取前，首先进行参数设置：ROT1～ROT9的超前率分别为15%、16%、16%、17%、17%、18%、18%、19%、19%，夹送辊62、助卷辊及卷筒92的超前率分别为20%、20%、23%；ROT1～ROT9的滞后率分别为23%、23%、22%、22%、22%、21%、21%、21%、20%。其中，操作控制系统根据超前率以及滞后率计算超前运行速度及滞后运行速度。

位置控制模式中，侧导板相互靠近的三次短行程动作：第一次，当自由板32头部进入所述侧导板52的喇叭口时，短行程动作50mm；第二次，当自由板32进入夹送辊62时，短行程动作40mm；第三次，卷筒92建立张力后，短行程动作20mm。

压力或张力设定值为：侧导板52压力为19KN，夹送辊62压力为120KN，第一助卷辊821、第二助卷辊822、第三助卷辊823的压力均设置为70KN，卷筒92的压力设置为100KN。

自由板头部进入卷筒后，助卷辊控制方式选择跳步模式，尾部压尾选择第一助卷辊821、第二助卷辊822、第三助卷辊823同时压尾，尾部定位位置为4：00方向，沿周向打捆2道。

设备初始化

设备初始化的参数设置及精度标准与常规板带卷取设备初始化标准一致。

自由板卷取

完成参数设置及设备初始化后，便可进行自由钛板的卷取。卷取过程包括以下步骤：

（1）自由板32自精轧机末机架12输出后，按照根据超前率计算的超前运行速度在热输出辊道22上运行。

（2）当自由板32头部进入侧导板52的喇叭口时，开始执行位置控制模式中侧导板两侧相互靠近的三次短行程动作，在不损伤钛板边部质量的前提下，第二、三次侧导板短行程动作也可人工完成。三次短行程动作结束后，侧导板52由位置控制模式切换为压力环控制，侧导板的压力为19KN。

（3）自由板32接触卷筒92后，自由板32在热输出辊道22上按照根据滞后率计算的滞后运行速度运行。

（4）自由板32卷取后，尾部定位位置为4：00方向，沿周向打捆2道，完成自由板32的卷取工作。

示例2

所述自由钛板的规格为：厚度×宽度=12mm×1250mm。精轧机末机架12的轧制速度为2.2M/s。

参数设置

钛带卷取前，首先进行参数设置：ROT1～ROT9的超前率分别为17%、18%、18%、19%、19%、20%、20%、20%、21%，夹送辊62、助卷辊及卷筒92的超前率分别为22%、22%、26%；ROT1～ROT9的滞后率分别为25%、25%、23%、23%、23%、21%、21%、21%、20%。其中，操作控制系统根据超前率以及滞后率计算超前运行速度及滞后运行速度。

位置控制模式中，侧导板两侧相互靠近的三次短行程动作：第一次，当自由板32头部进入所述侧导板52的喇叭口时，短行程动作50mm；第二次，当自由板32进入夹送辊62时，短行程动作40mm；第三次，卷筒92建立张力后，短行程动作20mm。

压力或张力设定值为：侧导板52压力为21KN，夹送辊62压力为125KN，第一助卷辊821的压力均设置为75KN、第二助卷辊822的压力设置为73KN、第三助卷辊823的压力均设置为75KN，卷筒92的张力设置为130KN。

自由板头部进入卷筒后，助卷辊控制方式选择跳步模式，尾部压尾选择第一助卷辊、第二助卷辊、第三助卷辊同时压尾，尾部定位位置为5：00方向，沿周向打捆3道。

设备初始化

设备初始化的参数设置及精度标准与常规板带卷取设备初始化标准一致。

自由板卷取

完成参数设置及设备初始化后，便可进行自由钛板的卷取。卷取过程包括以下步骤：

（1）自由板32自精轧机末机架12输出后，按照根据超前率计算的超前运行速度在热输出辊道上运行。

（2）当自由板32头部进入侧导板52的喇叭口时，开始执行位置控制模式中侧导板两侧相互靠近的三次短行程动作，在不损伤钛板边部质量的前提下，第二、三次侧导板短行程动作也可人工完成。三次短行程动作结束后，侧导板52由位置控制模式切换为压力环控制，侧导板的压力为21KN。

（3）自由板32接触卷筒92后，自由板32在热输出辊道22上按照根据滞后率计算的滞后运行速度运行。

（4）自由板32卷取后，尾部定位位置为4：00方向，沿周向打捆2道，完成自由板32的卷取工作。

通过上述示例性实施例对自由板进行卷取后，卷行良好，且卷取后自由板的边部质量、表面质量良好，实现了热连轧自由板的稳定、优质、高效卷取。

虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (10)

1.一种热连轧自由板的卷取方法，所述自由板自精轧机末机架经输出后，在操作控制系统控制下通过热输出辊道的运输依次进入卷取机的侧导板和夹送辊，最后在助卷辊的作用下绕卷筒进行卷取，其特征在于：

超前运行：所述自由板在接触卷筒之前，以超前运行速度运行，所述超前运行速度=精轧机末机架的速度×（1+超前率）；

位置控制：侧导板采用位置控制模式，在所述自由板头部通过侧导板时，侧导板的两侧进行相互靠近的短行程动作；

压力环控制：在所述短行程动作结束后，侧导板采用压力环控制模式；

滞后运行：所述自由板在接触卷筒之后，以滞后运行速度运行，所述滞后运行速度=精轧机末机架的速度×（1－滞后率）；

其中，所述位置控制模式以及压力环控制模式均为卷取机操作控制系统的设定模式。

2.根据权利要求1所述的卷取方法，其特征在于所述位置控制模式中，侧导板的两侧进行相互靠近的短行程动作包括三次短行程动作：第一次，当自由板头部进入所述侧导板的喇叭口时，短行程动作50mm；第二次，当自由板进入夹送辊时，短行程动作40mm；第三次，卷筒建立张力后，短行程动作20mm。

3.根据权利要求1所述的卷取方法，其特征在于在所述压力环控制模式中，侧导板的压力为19～22KN。

4.根据权利要求1所述的卷取方法，其特征在于所述热输出辊道分为若干段，沿自由板运行方向上，各段的各自超前率在15%～22%内递增；各段的各自滞后率在20%～27%内递减。

5.根据权利要求4所述的卷取方法，其特征在于所述热输出辊道分为九段，其各自的超前率及滞后率为：

第一段辊道，超前率为15～18%，滞后率为23～27%；

第二段辊道，超前率为16～19%，滞后率为23～27%；

第三段辊道，超前率为16～19%，滞后率为22～25%；

第四段辊道，超前率为17～20%，滞后率为22～25%；

第五段辊道，超前率为17～20%，滞后率为22～25%；

第六段辊道，超前率为18～21%，滞后率为21～23%；

第七段辊道，超前率为18～21%，滞后率为21～23%；

第八段辊道，超前率为19～21%，滞后率为21～23%；

第九段辊道，超前率为19～22%，滞后率为20～22%。

6.根据权利要求5所述的卷取方法，其特征在于所述夹送辊的超前率与所述助卷辊的超前率一致，均在20～23%范围内，并且所述卷筒的超前率在23%～28%范围内。

7.根据权利要求1所述的卷取方法，其特征在于，所述助卷辊的数目为3个，其中，卷取机各部件的压力或张力设定值为：

夹送辊，压力为120～130KN；

第一助卷辊，压力为70～80KN；

第二助卷辊，压力为70～75KN；

第三助卷辊，压力为70～80KN；

卷筒，张力为100～150KN。

8.根据权利要求7所述的卷取方法，其特征在于，所述自由板头部进入卷筒后，助卷辊控制方式选择跳步模式，尾部压尾选择第一助卷辊、第二助卷辊、第三助卷辊同时压尾，其中，所述头部方式、跳步模式、尾部压尾均为卷取机操作控制系统的设定模式。

9.根据权利要求1所述的卷取方法，其特征在于，自由板卷取结束后，尾部定位为4：00～5:00方向，其中，所述尾部定位为卷取机操作控制系统的设定模式。

10.根据权利要求1～10任一项所述的卷取方法，其特征在于，所述自由板为自由钛板或自由钢板。

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