CN103894416A - 心轴卷材箱的运行方法、利用其的连续轧制方法和连续轧制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在从心轴卷材箱开卷钢卷后缩短移动到用于卷取钢卷的卷取位置的时间而使作业延迟最小化，以提高生产率的心轴卷材箱运行方法，是一种可以在用于卷取板坯的卷取位置和用于使所卷取的板坯开卷的开卷位置之间，使第一心轴和第二心轴进行位置转换的心轴卷材箱的运行方法，该方法包括：第一准备步骤，使第一心轴和第二心轴分别位于卷取位置和开卷位置；作业步骤，将供应于第一心轴的板坯卷取或使卷取在第二心轴的板坯开卷；预备转换步骤，在第一心轴卷取板坯或使第二心轴的板坯开卷的过程中，移动第一心轴和述第二心轴以转换第一心轴和第二心轴的位置；及第二准备步骤，若板坯在第一心轴或第二心轴卷取或开卷的过程结束，则第一心轴和第二心轴的位置转换结束，使第一心轴和第二心轴分别位于开卷位置和卷取位置。

Description

心轴卷材箱的运行方法、利用其的连续轧制方法和连续轧制装置

技术领域

本发明涉及一种心轴卷材箱（mandrel coil box）的运行方法、利用其的连续轧制方法和连续轧制装置，尤其涉及一种为了使应用于连铸、热轧直接连接工艺的心轴卷材箱的运转最优化的心轴卷材箱的运行方法、利用其的连续轧制方法和连续轧制装置。

背景技术

一般而言，心轴卷材箱配置在粗轧机和精轧机之间，在以钢卷形状卷取（coiling）经过粗轧的棒（bar）状板坯（slab）后，经过开卷（uncoiling）及精轧而生产热轧钢板的工艺中使用。此时，心轴卷材箱在进行以单个钢卷为单位生产的配置作业时使用，以确保产品生产的温度，心轴卷材箱是用于维持在一定温度而减少板坯的顶端部和后端部之间的温度及材质偏差的装置。

在这种卷材箱设置有以板坯的输送线为中心呈对称而定位的一对心轴圆筒（mandrel drum）。

在现有技术中，若经过粗轧的板坯进入至卷材箱，则心轴圆筒向板坯的输送线方向移动并通过旋转而卷取板坯，支撑其中心部并在卷取后向板坯的排出方向移动，由此使所卷取的板坯开卷并将其排出。

一般在现有技术中，在板坯厚度为60-120mm的范围内进行铸造并在粗轧工艺轧制成棒（bar）形状，之后以单个钢卷单位进行生产。此时，在卷材箱中解开该棒而进行精轧的时间比在卷材箱卷取板坯的时间短，因此可以在工艺进行时实现顺利生产。

另一方面，为提高生产率，若在连铸时提高铸造速度，则能够使板坯卷取的时间缩短。

但是，现有技术中，在精轧过程中生产薄板坯（厚度在2.0mm以下）时若精轧的轧制（rolling）时间变长，则开卷时间也变长，从而在卷材箱中产生瓶颈现象而无法使铸造速度提高到目标速度，根据情况，还需要以板为单位剪切持续供应的棒而进行碎屑（scrap）处理，因此不仅生产率会降低，而且还会成为导致由碎屑等引起的制造费用上涨的主要原因。

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种如下心轴卷材箱的运行方法、利用其的连续轧制方法和连续轧制装置：减少在心轴卷材箱中使钢卷开卷后、移动到用于卷取钢卷的卷取位置的时间，而使作业延迟最小化，并且提高生产率。

解决课题的方法

根据本发明一方面的心轴卷材箱的运行方法，其是设置在用于卷取板坯的卷取位置和用于使所卷取的板坯开卷的开卷位置之间，可以使第一心轴和第二心轴进行位置转换的心轴卷材箱的运行方法，其包括：第一准备步骤，使所述第一心轴和所述第二心轴分别位于所述卷取位置和所述开卷位置；作业步骤，使供应于所述第一心轴的板坯卷取或者使卷取在所述第二心轴的板坯开卷；预备转换步骤，在板坯卷取于所述第一心轴或者使卷取于所述第二心轴的板坯开卷的过程中，移动所述第一心轴和所述第二心轴以转换所述第一心轴和所述第二心轴的位置；及第二准备步骤，若板坯在所述第一心轴的卷取或所述第二心轴的开卷的过程结束，则所述第一心轴和所述第二心轴的位置转换结束，从而使所述第一心轴和所述第二心轴分别位于所述开卷位置和所述卷取位置。

在此，所述预备转换步骤中，所述第一心轴和所述第二心轴可以向卷取在所述第一心轴的板坯和从所述第二心轴开卷的板坯不接触的范围内的、第一中间位置和第二中间位置移动。

另外，在所述预备转换步骤中，所述第一中间位置可以设置在以所述板坯进入的移动线为基准呈30至62度的位置，且所述第二中间位置可以设置在以所述板坯进入的移动线为基准呈210至242度的位置。

另外，在所述预备转换步骤中，板坯向所述第一心轴供应，并至少卷取3至4圈，在从所述第二心轴开卷的板坯的一部分卷取于所述第二心轴的状态下，留在所述第二心轴的板坯的直径在初始直径的2/3倍以下时，所述第一心轴和所述第二心轴可以进行移动。

另外，所述预备转换步骤可以包括：检测步骤，用于检测供应于所述第一心轴的板坯的端部是否正在通过规定位置；和控制步骤，若在所述检测步骤中检测到所述板坯的端部，则考虑板坯在所述第一心轴结束卷取的时间而控制所述第一心轴和所述第二心轴的移动。

另外，所述作业步骤可以包括：考虑所述第一心轴进入所述卷取位置的时间而供应板坯的先行供应步骤。

根据本发明另一方面的心轴卷材箱的运行方法，其是一种设置在用于卷取板坯的卷取位置和用于使所卷取的板坯开卷的开卷位置之间，可以使第一心轴和第二心轴进行位置转换的心轴卷材箱的运行方法，在板坯卷取于所述第一心轴且使所述第二心轴的板坯开卷的过程中，在卷取于所述第一心轴的板坯和从所述第二心轴开卷的板坯之间不发生干涉的范围内，使所述第一心轴和所述第二心轴向所述开卷位置和所述卷取位置的方向移动。

根据本发明又一方面的连续轧制方法，所述方法是由将液态钢水以一定形状的固态无缺陷地凝固的同时连续铸造的铸造工艺、和对在所述铸造工艺中连续铸造的板坯进行轧制的轧制工艺构成的连续轧制方法，在所述连续轧制方法利用上述的心轴卷材箱的运行方法。

根据本发明又一方面的连续轧制装置，是一种至少包括粗轧机和精轧机，并且在所述粗轧机和所述精轧机之间设置心轴卷材箱的连续轧制装置，其以通过上述连续轧制方法在粗轧后连续地进行精轧的方式运行。

发明的效果

根据本发明一实施例，心轴在卷取或开卷的过程中移动到卷取或开卷的位置，由此缩短移动心轴所需的时间，从而能够使作业延迟最小化，并且能够迅速进行卷取作业从而还可以缩短瓶颈时间，由此能够提高整体生产率。

附图说明

图1是包括根据本发明一实施例的心轴卷材箱的连续轧制装置的结构图。

图2是根据本发明一实施例的心轴卷材箱的立体图。

图3是从其他角度观察根据本发明一实施例的心轴卷材箱的立体图。

图4是根据本发明一实施例的心轴卷材箱的俯视图。

图5是根据本发明一实施例的心轴卷材箱的剖面图。

图6是示意性示出根据本发明一实施例的心轴卷材箱的运转状态的图。

图7是示出根据本发明一实施例的心轴卷材箱的运转状态的流程图。

附图标记说明

5：钢水包        10：中间包

15：铸型         20：扇状体

25：粗轧机       30、35、45：剪切机

40：感应加热器   50：精轧机

55：输出辊道     60：最终剪切机

70：卷取机       100：心轴卷材箱

112：导入单元    116：校平机

130：圆盘传送带  132：心轴（第一心轴）

132'：第二心轴   134：圆盘

136：马达        138：减速机

140：驱动部

具体实施方案

下面，参照附图对本发明一实施例进行详细说明。本发明实施方案可以以多种其他形式变形，本发明的范围并不仅限于在下面说明的实施方案。为进一步明确说明，可以夸张附图中的要素的形状或大小等，在附图中用相同的附图标记表示的要素是相同要素。

图1是包括根据本发明一实施例的心轴卷材箱的连续轧制装置的结构图。如图1所示，连续轧制工艺包括：将液态钢水以一定形状的固态无缺陷地凝固的同时连续铸造的铸造工艺；和对以上述方式连续铸造的板坯进行轧制的轧制工艺。

这种连续铸造工艺包括：装有在制钢工艺中精炼的钢水的钢水包（ladle）5；通过连接于钢水包5的注入喷嘴来接收钢水而暂时储存钢水的中间包（tundish）10；将从中间包10接收的钢水一定形状进行初始凝固的铸型(mold）15；及多个扇状体（segment）20，其设置在铸型15的下部，并用于冷却未凝固的板坯S，并进行弯曲或拉直的一连贯作业。

另外，连续轧制工艺中，板坯S在通过扇状体20的过程中被冷却并轧制而连续铸造。

另外，通过扇状体20的板坯S可以经过粗轧机25、剪切机30、35及感应加热器40的同时进行粗轧、剪断、加热。

另外，经过这些过程的板坯S向心轴卷材箱100供应而可以卷取或开卷。

另一方面，当在心轴卷材箱100发生板坯S的卷取或开卷时间延迟等现象时，连续供应的棒状板坯S可以在剪切机等工艺中以板形状进行碎屑处理。

另外，心轴卷材箱100的后方依次配置有剪切机45、精轧机50、输出辊道55、最终剪切机60、及作为地下卷取机（down coiler）的最终卷取机70，可以在连续轧制从心轴卷材箱100供应的板坯S后，剪断而以单位钢卷卷取。

在此，心轴卷材箱100在连铸、热轧直接连接工艺中起到基于工艺速度的缓冲器（buffer）的作用，而作为可实现连续作业的装置，在下面参照图2至图5进行更详细的说明。

图2是根据本发明一实施例的心轴卷材箱的立体图。另外，图3是从其他角度观察根据本发明一实施例的心轴卷材箱的立体图，图4是根据本发明一实施例的心轴卷材箱的俯视图。另外，图5是根据本发明一实施例的心轴卷材箱的剖面图。

本实施例的心轴卷材箱100以钢卷形状卷取经过粗轧的棒（bar）状板坯（slab）S，并维持在一定温度，由此可以减少板坯S的前、后端部之间的温度和材质偏差。

在心轴卷材箱100的前方设置有导入单元112，由此板坯S导入至卷材箱的内部。并且，在心轴卷材箱100的后方设置有校平机（LEVELER）116，由此板坯S排出到心轴卷材箱100的外部。

另外，在心轴卷材箱100可以设置用于使板坯S卷取或开卷的圆盘传送带（carousel）130。圆盘传送带130作为使心轴132旋转而进行移动位置的装置，可以与驱动部140连接。

另外，在圆盘传送带130可以设置卷取板坯S的心轴132及圆盘（disc）134。

在此，心轴132设置为相互对应的一对，并分别以如下方式设置：其中一个心轴132，即第一心轴132卷取引入至卷材箱的板坯S，另一个心轴132'，即第二心轴132'使已卷取的其他板坯S开卷并将其排出。

另一方面，若板坯S在第一心轴132的卷取结束，并且在第二心轴132'的板坯S的开卷结束，则圆盘传送带130通过驱动部140来旋转圆盘134，由此能够调换第一心轴132和第二心轴132'的位置。从而卷取有板坯S的第一心轴132将使板坯S开卷，已开卷板坯S的第二心轴132'将会卷取被导入的新的板坯S。

如上所述，圆盘传送带130使第一心轴132和第二心轴132'移动位置，由此反转板坯S的卷取及开卷，从而可以实现连续作业。

另外，在第一心轴132及第二心轴132'可以连接有用于调节马达136和马达136的旋转速度的减速机138，所述马达136和马达136分别用于对第一心轴132及第二心轴132'赋予旋转力。

以上述方式构成的心轴卷材箱100的运行方法如下所述。

首先，本实施例的心轴卷材箱100的运行方法包括使第一心轴132和第二心轴132'分别位于卷取位置和开卷位置的第一准备步骤（参照S11）。

接着，若第一准备步骤结束，则卷取向第一心轴132供应的板坯S或者使卷取在所述第二心轴132'的板坯S开卷的作业步骤（参照S12）。

向第一心轴132供应板坯S，由此在第一心轴132开始卷取板坯S。此时，用于引导板坯S的导入的导入单元112可以通过油压方式调节倾斜度。即，若开始卷取，则可以解除对板坯S的支撑。

与此同时，卷取在第二心轴132'的板坯S被开卷，并向精轧机供应板坯S。

另一方面，本实施例可以进行预备转换步骤，该预备转换步骤中，在第一心轴132进行卷取的过程中或在第二心轴132'进行开卷的过程中，移动第一心轴132和第二心轴132'以转换第一心轴132和第二心轴132'的位置（参照S13）。

即，在第一心轴132进行卷取的途中、或在第二心轴132'进行开卷的途中，提前运转驱动部140而使圆盘134旋转。由此连接于圆盘134的第一心轴132和第二心轴132'可以进行移动以转换到开卷位置及卷取位置。

即，随着圆盘134的旋转，第一心轴132向开卷位置方向移动，第二心轴132'向卷取位置方向移动。

预备转换步骤中，优选地，在第一心轴132的卷取将要结束或者第二心轴132'的开卷将要结束的时刻移动第一心轴132和第二心轴132'。

在此，预备转换步骤中，第一心轴132和第二心轴132'可以在进行卷取和开卷的过程中提前移动，优选地，检测供应于第一心轴132的钢卷通过规定地点的时刻而移动第一心轴132及第二心轴132'。

为此，在板坯S的移动线上设置有用于检测板坯S的移动的检测单元，并且利用该检测单元可以进行用于检测供应于第一心轴132的板坯S的端部是否通过的检测步骤。

例如，检测单元可以在设置于感应加热器40的移动区间设置。

另一方面，如图6所示，在本实施例的预备转换步骤中，第一心轴132和第二心轴132'可以向在第一心轴132卷取的板坯和从第二心轴132'开卷的板坯不接触的范围内设置的第一中间位置P1及第二中间位置P2移动。

此处，对第一中间位置P1及第二中间位置P2的最大允许范围而言，在卷取于第一心轴132的板坯与卷取于第二心轴132'的板坯接触之前、或者从第二心轴132'开卷的板坯与卷取于第一心轴132的板坯接触之前，例如第一中间位置P1可以设置在以板坯进入的移动线为基准呈30至62度的位置，另外，第二中间位置P2可以设置在以板坯进入的移动线为基准呈210至242度的位置。

另外，本实施例的预备转换步骤可以在都满足以下条件的状态下进行。

即，（1）为了实现开卷材料的稳定生产，经过精轧后钢带卷取在最终卷取机70的时刻。

（2）为了在最终剪切机60进行板坯的剪切处理，对卷取位置的心轴而言，作为一例，若在板坯未卷取在第一心轴132的状态下，卷取位置的心轴移动到开卷位置，则由于在最终卷取机70中并不存在用于卷取板坯的心轴，在卷取位置的第一心轴132至少正在卷取3-4圈以上的时刻。

（3）对正在开卷的心轴而言，作为一例卷取在第二心轴132'的板坯的直径在初始直径的2/3以下的时刻。

即，条件（1）可以在板坯稳定地向第一心轴132供应的过程中进行预备转换步骤。另外，优选在板坯在第一心轴132卷取3至4圈的状态下进行预备转换步骤。此时，可以在如下过程中进行预备转换步骤：从第二心轴132'开卷的材料在最终轧制后稳定地经过最终剪切机60而卷取在最终卷取机70的过程。

另外，优选地，条件（2）在从第二心轴132'开卷的板坯的一部分卷取在第二心轴132'的状态下，留在第二心轴132'的板坯的直径在初始直径的2/3倍以下的情况下进行预备转换步骤。

另外，对条件（3）而言，在第一心轴132和第二心轴132'移动的过程中，留在第二心轴132'的板坯的直径小于初始直径的1/3倍时，第二心轴132'的开卷可以在第一心轴132和第二心轴132'的移动中结束，由此存在于最终卷取机70和第一心轴132之间的张力消失，从而防止卷取中的板坯被设备等干涉的现象。

通常，卷取在第二心轴132'的板坯的直径为1,700-1,900mm的情形下进行条件（3）。

另外，预备转换步骤可以包括控制步骤，该控制步骤在检测步骤中检测板坯S端部的通过，考虑板坯S在第一心轴132结束卷取的时间而控制第一心轴132和第二心轴132'的移动。

在控制步骤中，考虑板坯S的移动时间来旋转圆盘134而进行控制，由此将第一心轴132向开卷位置方向移动，并且将第二心轴132'向卷取位置方向移动。

如上所述，本实施例包括如下第二准备步骤：在板坯S的卷取或开卷未结束的状态下，提前使第一心轴132及第二心轴132'进行位置移动，在板坯S的卷取或开卷结束的时刻，结束第一心轴132和第二心轴132'的位置转换，由此使第一心轴132和第二心轴132'分别位于开卷位置和卷取位置（参照S14）。

因此，本实施例的心轴卷材箱100可以使如下作业延迟最小化：在板坯S的卷取及开卷结束的时刻，进行其他板坯S的卷取及开卷的时间内的作业延迟。

另外，在本实施例中，作业步骤可以包括：考虑第一心轴132完全进入到所述卷取位置的时间而提前供应板坯S的先行供应步骤。

即，先行供应步骤中，考虑其他板坯S通过感应加热器40并向第一心轴132或第二心轴132'供应的时间而提前供应板坯S，从而使板坯S在进行卷取之前为止等待所用的时间（gaptime）最小化。

另一方面，若第二准备步骤结束，则进行如下作业步骤：卷取向第二心轴132'供应的板坯S或者使卷取在第一心轴132的板坯S开卷的步骤（参照S15）。

如上所述，根据本实施例的心轴卷材箱100的运行方法，反复进行上述步骤，在进行板坯S的卷取或开卷时，能够使工艺间的延迟时间最小化。

本发明并不限于上述实施方案及附图，在不脱离权利要求书中所记载的本发明技术构思的范围内，可以进行多种形式的替换、变形及变更，这对本领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (9)

1.一种心轴卷材箱的运行方法，所述心轴卷材箱设置在用于卷取板坯的卷取位置和用于使所卷取的板坯开卷的开卷位置之间，可以使第一心轴和第二心轴进行位置转换，

所述心轴卷材箱的运行方法包括：

第一准备步骤，使所述第一心轴和所述第二心轴分别位于所述卷取位置和所述开卷位置；

作业步骤，使供应于所述第一心轴的板坯卷取或者使卷取在所述第二心轴的板坯开卷；

预备转换步骤，在板坯卷取于所述第一心轴或者使卷取于所述第二心轴的板坯开卷的过程中，移动第一心轴和所述第二心轴的位置以转换所述第一心轴和所述第二心轴的位置；及

第二准备步骤，若板坯在所述第一心轴的卷取或所述第二心轴的开卷的过程结束，则所述第一心轴和所述第二心轴的位置转换结束，从而使所述第一心轴和所述第二心轴分别位于所述开卷位置和所述卷取位置。

2.根据权利要求1所述的心轴卷材箱的运行方法，其特征在于，

在所述预备转换步骤中，

所述第一心轴和所述第二心轴向卷取在所述第一心轴的板坯和从所述第二心轴开卷的板坯不接触的范围内的第一中间位置和第二中间位置移动。

3.根据权利要求2所述的心轴卷材箱的运行方法，其特征在于，

在所述预备转换步骤中，

所述第一中间位置设置在以所述板坯进入的移动线为基准呈30至62度的位置，

所述第二中间位置设置在以所述板坯进入的移动线为基准呈210至242度的位置。

4.根据权利要求1所述的心轴卷材箱的运行方法，其特征在于，

在所述预备转换步骤中，

板坯向所述第一心轴供应，并至少卷取3至4圈，

在从所述第二心轴开卷的板坯的一部分卷取于所述第二心轴的状态下，留在所述第二心轴的板坯的直径在初始直径的2/3倍以下时，所述第一心轴和所述第二心轴进行移动。

5.根据权利要求1所述的心轴卷材箱的运行方法，其中，

所述预备转换步骤包括：

检测步骤，用于检测供应于所述第一心轴的板坯的端部是否正在通过规定位置；及

控制步骤，若在所述检测步骤中检测到所述板坯的端部，则考虑板坯在所述第一心轴结束卷取的时间而控制所述第一心轴和所述第二心轴的移动。

6.根据权利要求1所述的心轴卷材箱的运行方法，其中，

所述作业步骤包括：

考虑所述第一心轴进入所述卷取位置的时间而供应板坯的先行供应步骤。

7.一种心轴卷材箱的运行方法，所述心轴卷材箱设置在用于卷取板坯的卷取位置和用于使所卷取的板坯开卷的开卷位置之间，可以使第一心轴和第二心轴进行位置转换，

在板坯卷取于所述第一心轴且使所述第二心轴的板坯开卷的过程中，在卷取于所述第一心轴的板坯和从所述第二心轴开卷的板坯不发生干涉的范围内，使所述第一心轴和所述第二心轴向所述开卷位置和所述卷取位置的方向移动。

8.一种连续轧制方法，所述连续轧制方法包括：将液态钢水以一定形状的固态无缺陷地凝固的同时连续铸造的铸造工艺；和对在所述铸造工艺中连续铸造的板坯进行轧制的轧制工艺，其中，

所述连续轧制方法利用权利要求1至7中任一项所述的心轴卷材箱的运行方法。

9.一种连续轧制装置，所述装置是至少包括粗轧机和精轧机，并且在所述粗轧机和所述精轧机之间设置心轴卷材箱的连续轧制装置，其中，

所述连续轧制装置包括心轴卷材箱，该心轴卷材箱以通过权利要求8所述的连续轧制方法在粗轧后连续进行精轧的方式运行。

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