CN103861876B - 钢坯边部加热系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢坯边部加热系统及方法，该系统包括：位置检测装置，设于钢坯运输辊道上或者一侧，用于实时检测钢坯边部的位置；钢坯边部加热器，用于对钢坯边部区域进行局部加热；加热器支持装置，所述钢坯边部加热器安装于所述加热器支持装置上，所述加热器支持装置设于钢坯运输辊道一侧，用于将所述钢坯边部加热器实时移动至钢坯边部，并和所述位置检测装置连接以获取钢坯边部的位置数据从而移动所述钢坯边部加热器至钢坯边部区域。本发明特别适用于钢卷、板带材等钢坯的边部加热，可精确控制运输辊道中不同位置、不同尺寸的不同板带材的边部加热区域，避免发生钢坯位置偏移造成的加热区域不稳定问题。

Description

钢坯边部加热系统及方法

技术领域

本发明涉及金属成型技术领域，具体而言，本发明特别涉及一种钢坯边部加热系统及方法。

背景技术

在钢卷、板带材产品热轧过程中，中间坯的温度逐渐降低，越靠近中间坯的边部，其三维散热效应越强烈，中间坯边部与中心位置温差越大，严重的甚至导致轧制过程中边部开裂。在精轧过程中，边部的超比例温降会带来各种复杂的影响，例如降低低碳钢和微合金钢边部力学性能、增大边部所需轧制力，从而导致表面缺陷、轧辊边部磨损、厚度精确控制困难等。在较薄规格的钢板材进行淬火等热处理操作时，由于较薄规格的产品热容量小，极容易导致边部温降过快使淬火过程对边部不起作用，从而导致性能不均匀，影响产品质量。

为了解决上述问题，业界提出了多种解决方案，例如在精轧机之前布置边部加热器，对带钢边部一定范围内的区域进行局部加热。相对于传统的加热炉加热方式，使用边部加热技术是一种切实可行、简洁高效的方式，应用边部加热技术有加热速度快、效率高、能耗小、加热温度易于控制等优点。但是，由于钢卷、板带是在辊道的传输过程中进行加热，而辊道运输过程中，钢板、卷位置常因板型、辊速、辊道布置等原因发生偏移从而影响加热区域稳定性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种钢坯边部加热方法，以解决现有技术存在的钢卷、板带等钢坯由于发生偏移而影响加热区域稳定性的问题。

本发明的另一目的在于提供一种钢坯边部加热系统，以解决现有技术存在的钢卷、板带等钢坯由于发生偏移而影响加热区域稳定性的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的钢坯边部加热方法的技术方案为：

一种钢坯边部加热方法，其包括以下步骤：检测钢坯在运输辊道上的偏移状态；根据钢坯在运输辊道上的偏移状态，调整钢坯边部加热器的位置，使钢坯边部加热器实时对应并加热钢坯的边部。

优选地，在上述钢坯边部加热方法中，采用第一杆状构件的第一端部接触钢坯的边部以实时感测钢坯的偏移。

优选地，在上述钢坯边部加热方法中，第一杆状构件的第二端部铰接设置于钢坯运输辊道的一侧，并以第一杆状构件的旋转角度衡量钢坯的偏移量。

优选地，在上述钢坯边部加热方法中，将钢坯边部加热器设在第二杆状构件的第一端部，并根据钢坯在运输辊道上的偏移状态，将第二杆状构件的第一端部延伸至钢坯的边部。

优选地，在上述钢坯边部加热方法中，第二杆状构件的第二端部铰接设置于钢坯运输辊道的一侧，钢坯在运输辊道上发生偏移时，第二杆状构件的第二端部发生旋转，以移动钢坯边部加热器至钢坯边部。

为了实现上述目的，本发明提供的钢坯边部加热系统的技术方案为：

一种钢坯边部加热系统，其包括：位置检测装置，设于钢坯运输辊道上或者一侧，用于实时检测钢坯边部的位置；钢坯边部加热器，用于对钢坯边部区域进行局部加热；加热器支持装置，所述钢坯边部加热器安装于所述加热器支持装置上，所述加热器支持装置设于钢坯运输辊道一侧，用于将所述钢坯边部加热器实时移动至钢坯边部，并和所述位置检测装置连接以获取钢坯边部的位置数据从而移动所述钢坯边部加热器至钢坯边部区域。

优选地，在上述钢坯边部加热系统中，所述位置检测装置包括：基准杆，第一端部用于接触钢坯边部以感测钢坯边部的偏移；传感器，设于所述基准杆的第二端部，用于采集由所述基准杆第一端部感测的钢坯边部偏移信号。

优选地，在上述钢坯边部加热系统中，所述加热器支持装置包括：作业杆，第一端部安装所述钢坯边部加热器；作业杆驱动机构，所述作业杆的第二端部设置于所述作业杆驱动机构上，所述作业杆驱动机构和所述位置检测装置连接，以根据钢坯边部的位置数据移动所述钢坯边部加热器至钢坯边部区域。

优选地，在上述钢坯边部加热系统中，还包括：至少一个工作平台，用于设在钢坯运输辊道的一侧或两侧，每一所述工作平台上设置一个所述位置检测装置和至少一个加热器支持装置。

优选地，在上述钢坯边部加热系统中，所述基准杆的第一端部设有用于直接接触钢坯边部的接触滚轮，所述接触滚轮和所述基准杆的第一端部之间设有连接弹簧，以过滤钢坯边部不整齐或钢坯发生可忽略位移时对所述基准杆的影响。

分析可知，本发明特别适用于钢卷、板带材等钢坯的边部加热，可精确控制运输辊道中不同位置、不同尺寸的不同板带材的边部加热区域，避免发生钢坯位置偏移造成的加热区域不稳定问题。

附图说明

图1为本发明的系统实施例处于应用状态时的俯视结构示意图；

图2为图1所示优选实施例的基准杆的第一端部的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，该系统实施例包括工作平台1、基准杆2、作业杆3、钢坯边部加热器4以及未图示的传感器、电机等部件。工作平台1位于传输钢卷、板带材等钢坯5的运输辊道6的一侧，基准杆2、作业杆3等安装于工作平台1上。实际应用时，工作平台1可以为一个或多个，多个工作平台可以设置于运输辊道6的两侧或一侧。每一个工作平台1上，用于检测钢坯5偏移的基准杆2、用于安装加热钢坯5边部区域的钢坯边部加热器4的作业杆3的数量可以根据具体需要设置，并非局限于图1所示的一个。

进一步具体而言，基准杆2和未图示的传感器、弹簧（扭簧）等部件组成一个位置检测装置。如图1所示，该位置检测装置位于钢坯运输辊道6的一侧，安装于工作平台1上，用于实时检测钢坯边部的位置。其中，基准杆2的第一端部接触钢坯5的边部以感测钢坯5的偏移。传感器位于工作平台1中并设于基准杆2的第二端部22，其用于采集由基准杆2第一端部感测的钢坯边部偏移信号。该传感器可以为各类用于检测基准杆2的端部偏转的机械式（例如拉绳传感器）、电子式（例如霍尔传感器）等位移或角度传感器。为了使基准杆2具有良好的稳定性，基准杆2的第二端部22设有一伸入工作平台2的转轴，使得第二端部22可旋转地设于工作平台2上，以基准杆2的旋转角度大小衡量钢坯的偏移量。转轴上设置一扭簧，该转轴与一电机的输出轴的连接，该扭簧可以驱动基准杆2向钢坯5旋转、复位，使基准杆2的第一端部紧紧的接触钢坯5的边部，以提高检测的准确度。

在其他实施例中，还可以用设置在辊道6左侧、右侧或上侧的红外传感器等非接触式传感器检测、追踪钢坯5的偏移，并输出该偏移信号。

钢坯边部加热器4用于对钢坯5的边部区域进行局部加热。其安装于一加热器支持装置上。在本实施例中，加热器支持装置包括作业杆3和未图示的作业杆驱动机构。作业杆3的第一端部安装钢坯边部加热器4，第二端部32设置于作业杆驱动机构上，作业杆驱动机构位于辊道6的一侧并位于工作平台1中。作业杆驱动机构和位置检测装置的传感器连接，以根据钢坯5边部的位置数据移动钢坯边部加热器4至钢坯5的边部区域。

作业杆驱动机构为一电机，该电机位于工作平台1中，输出轴和作业杆3的第二端部32连接，在传感器检测到钢坯5发生偏移时，电机驱动作业杆3转动不同的角度，从而顺应钢坯5的偏移大小，实时将钢坯边部加热器4与钢坯5的边部对应。若作业杆驱动机构为输出往复运动的一油缸，钢坯边部加热器4安装于油缸的活塞杆伸出端，当钢坯5发生偏移时，该油缸的活塞杆伸出或回缩，以顺应钢坯5的偏移，实时将钢坯边部加热器4与钢坯5的边部对应。

更优选地，如图1、图2所示，基准杆2的第一端部设有开口框架24，该开口框架24中安装有用于直接接触钢坯5边部的接触滚轮21，安装接触滚轮21的开口框架24和基准杆2的第一端部之间设有连接弹簧23，以过滤钢坯5边部不整齐或钢坯5发生可忽略位移时对基准杆2的影响。

在应用本实施例之前，基准杆2、作业杆3均位于工作平台1上，二者沿着钢坯5的移动方向延伸，也即，二者和图1中箭头的方向平行。

应用时，本实施例首先进入初始状态，初始状态下，基准杆2旋转至最大偏转位置，该位置顺着钢板运行方向并与之呈45°夹角或其他合适角度的夹角。接触滚轮21位于辊道5中心线处，或者，该接触滚轮21距离工作平台1中心线的垂直距离等于辊道5的宽度减去需要边部加热的最小钢坯板宽。基准杆2的旋转由上述扭簧驱动，工作结束后，基准杆收回至工作平台1时由电机驱动。

作业杆3的作业杆驱动机构开机，开始接收来自传感器的信号。

辊道5运输钢坯6经过基准杆2，基准杆2在钢坯6边部的带动下发生位置偏转。

当基准杆2第一端部的接触滚轮21受到沿着辊道5运输来的钢坯6的推动，设置于基准杆2第二端部的传感器实时检测钢坯6的边部位置，并将该位置数据输送至作业杆3的作业杆驱动机构，作业杆驱动机构据此将位于作业杆3第一端部的钢坯边部加热器4精确地移动至钢坯5的边部区域，从而精确控制加热区域。钢坯边部加热器4通过作业平台1向钢坯5提供升温所需的电力或燃烧所需的气体。如前所述，根据现场需要，辊道5两旁可以对称布置一对作业平台，每个平台上设置一根基准杆和至少一根作业杆。若设置基准杆2初始状态下与工作平台1中心线成α°的夹角，在钢坯5边部的带动下，基准杆2在初始位置发生β°的偏转，则感应器感应到该偏转并向作业杆驱动机构传递动作信号，当作业杆3采用电机驱动旋转进入工作位置时，作业杆3旋转α°-β°。当作业杆3采用液压垂直进入工作位置时，作业杆推进R*sin（α-β），其中，R为基准杆2的旋转半径。

最后，钢坯5边部区域加热完毕，钢坯5顺利通过本系统实施例的作业发内，基准杆2和作业杆3返回初始状态。

综上，本发明通过检测钢坯在运输辊道上的偏移状态，并根据钢坯在运输辊道上的偏移状态，调整钢坯边部加热器的位置，使钢坯边部加热器实时对应并加热钢坯的边部，可以避免钢坯偏移导致的钢坯边部加热区域不稳定等缺陷。概况而言，本发明具有如下优点：

不易受高温水汽、铁削、烟尘的影响，工作稳定。

响应速度快，能够在钢板、钢带运输过程中动态调整。

原理和结构简单，便于维护，投资小，易于实现。

通过精确控制边部加热区域，可以提高产品品质、提高能源利用率，降低能耗。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (4)

1.一种钢坯边部加热方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测钢坯在运输辊道上的偏移状态；

根据钢坯在运输辊道上的偏移状态，调整钢坯边部加热器的位置，使钢坯边部加热器实时对应并加热钢坯的边部，

采用第一杆状构件的第一端部接触钢坯的边部以实时感测钢坯的偏移，

第一杆状构件的第二端部铰接设置于钢坯运输辊道的一侧，并以第一杆状构件的旋转角度衡量钢坯的偏移量，

将钢坯边部加热器设在第二杆状构件的第一端部，并根据钢坯在运输辊道上的偏移状态，将第二杆状构件的第一端部延伸至钢坯的边部，

第二杆状构件的第二端部铰接设置于钢坯运输辊道的一侧，钢坯在运输辊道上发生偏移时，第二杆状构件的第二端部发生旋转，以移动钢坯边部加热器至钢坯边部。

2.一种钢坯边部加热系统，其特征在于，包括：

位置检测装置，设于钢坯运输辊道上或者一侧，用于实时检测钢坯边部的位置；

钢坯边部加热器，用于对钢坯边部区域进行局部加热；

加热器支持装置，所述钢坯边部加热器安装于所述加热器支持装置上，所述加热器支持装置设于钢坯运输辊道一侧，用于将所述钢坯边部加热器实时移动至钢坯边部，并和所述位置检测装置连接以获取钢坯边部的位置数据从而移动所述钢坯边部加热器至钢坯边部区域，其中：

所述位置检测装置包括：

基准杆，第一端部用于接触钢坯边部以感测钢坯边部的偏移；

传感器，设于所述基准杆的第二端部，用于采集由所述基准杆第一端部感测的钢坯边部偏移信号；

所述加热器支持装置包括：

作业杆，第一端部安装所述钢坯边部加热器；

作业杆驱动机构，所述作业杆的第二端部设置于所述作业杆驱动机构上，所述作业杆驱动机构和所述位置检测装置连接，以根据钢坯边部的位置数据移动所述钢坯边部加热器至钢坯边部区域。

3.根据权利要求2所述的钢坯边部加热系统，其特征在于，还包括：

至少一个工作平台，用于设在钢坯运输辊道的一侧或两侧，每一所述工作平台上设置一个所述位置检测装置和至少一个加热器支持装置。

4.根据权利要求2所述的钢坯边部加热系统，其特征在于，所述基准杆的第一端部设有用于直接接触钢坯边部的接触滚轮，所述接触滚轮和所述基准杆的第一端部之间设有连接弹簧，以过滤钢坯边部不整齐或钢坯发生可忽略位移时对所述基准杆的影响。