CN105234199B - 一种适合轧制中小规格钢板的试验装置及方法 - Google Patents

一种适合轧制中小规格钢板的试验装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种适合轧制中小规格钢板的试验装置及方法，属于钢材轧制技术领域。该装置由轧后输送辊道、(ACC或UFC)层流冷却装置、矫直机、剪切机、冷床上料辊道、冷床上钢装置、复合步进式冷床、冷床下钢装置、输送辊道、活动挡板、移动式火焰切割机、收集上钢装置、收集移钢台架、固定挡板和料筐依次串联而成。轧制后的钢板通过轧后输送辊道送至(ACC或UFC)层流冷却装置进行冷却，然后进行在线矫直、分段剪切，再输送到复合步进式冷床冷却，最后进行切割、收集。该方法在同一条生产线上轧制扁钢、方钢、圆钢属首创，直接降低实验室运行成本，快速均匀冷却钢板，以达到预期冷却效果，可实现各种实验高级钢种的规模化生产，更换品种简单可行。

Description

一种适合轧制中小规格钢板的试验装置及方法
技术领域
本发明涉及钢材轧制技术领域，特别是指一种适合轧制中小规格钢板的试验装置及方法。
背景技术
目前，由于钢铁市场疲软，大量普通产品积压，相对高精尖产品却异军突起，这就要去钢铁公司加大对研究院实验室的新产品开发的力度，同时要求新生产线具备宽口生产能力，对某些产品要形成一定的生产能力。对于实验室中配置热轧中厚板、型材生产线，轧后通常需要不同的冷却速率来获得不同的组织和性能。由于实验室场地都较狭小，不能够同时配置适合扁钢、方钢的辊式冷床和适合圆钢的步进式锯齿冷床，就迫切需要一种复合步进式冷床来完成任务。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适合轧制中小规格钢板的试验装置及方法，以解决现有实验室技术与实际生产技术脱节问题，使产品更加平整，性能更加优良，更加具有市场竞争力，是一项新工艺，新技术。
该适合轧制中小规格钢板的试验装置包括轧后输送辊道、(ACC或UFC)层流冷却装置、矫直机、剪切机、冷床上料辊道、冷床上钢装置、复合步进式冷床、冷床下钢装置、冷床输出辊道、输送辊道、活动挡板、移动式火焰切割机、收集上钢装置、收集移钢台架、固定挡板和料筐，轧后输送辊道连接(ACC或UFC)层流冷却装置，(ACC或UFC)层流冷却装置下游依次设置矫直机和剪切机，剪切机下游接冷床上料辊道，冷床上料辊道下游设置冷床上钢装置，复合步进式冷床与冷床上钢装置和冷床下钢装置分别相连，冷床输出辊道设置在冷床下钢装置下游，冷床输出辊道与输送辊道相连，输送辊道上设置活动挡板和移动式火焰切割机，活动挡板位于移动式火焰切割机下游方向，活动挡板下游设置收集上钢装置，收集上钢装置与收集移钢台架相连，收集移钢台架、下游设置料筐，固定挡板位于输送辊道末端。
运用该装置的工艺方法具体包括以下步骤：
A.轧后输送辊道将脱离轧机的钢板输送到(ACC或UFC)层流冷却装置，根据工艺要求进行冷却；
B.将经过步骤A处理后的钢板输送至矫直机进行在线矫直，然后继续在剪切机上进行分段剪切；
C.将经过步骤B处理后的钢板由辊道输送到冷床上料辊道；
D.将步骤C冷床上料辊道上的钢板通过冷床上钢装置放置到复合步进式冷床上；
E.将步骤D中复合步进式冷床上的钢板由复合步进式冷床按品种工艺要求进行冷却；
F.将经过步骤E处理后的钢板通过冷床下钢装置输送到冷床输出辊道上；
G.将步骤F中冷床输出辊道上的钢板再由输送辊道输送到移动式火焰切割机前的辊道上，由活动挡板进行定位；
H.将步骤G中定位好的钢板由移动式火焰切割机在辊道上进行切割(定长切割或切头、切尾)；
I.将经过步骤H切割后的钢板通过输送辊道输送到收集移钢台架的输入辊道上面；
J.将步骤I中得到的钢板由收集上钢装置放置在收集移钢台架上面；
K.将步骤J中收集移钢台架上的钢板由收集移钢台架上的移钢装置输送到料筐中进行收集。
其中，步骤A处理前的钢板先通过坯料加热，然后经过一架以上轧机的一个以上道次的轧制。步骤K中得到的钢板包括扁钢、方钢、圆钢，步骤K处理后的钢材需检验、打捆、入库。
(ACC或UFC)层流冷却装置由上集管和下集管组成，(ACC或UFC)层流冷却装置安装在轧后输送辊道上，上集管和下集管成对且相对于待冷却钢板垂直对称分布，上集管和下集管上倾斜分布着两排以上的高压喷嘴，排与排之间喷嘴交错分布，上集管与钢板之间的高度可调。该冷却装置能利用轧制余热和加速冷却ACC或超快速冷却UFC控制材料相变，改善材料力学性能。由专门水泵、高位水箱、管路等系统提供压力水、进行回水处理，本系统所使用的水可以循环使用。
该装置利用轧制余热快速矫直钢板(扁钢、方钢、圆钢)，保证钢材符合平直度、平整度要求，并根据冷床宽度对钢板(扁钢、方钢、圆钢)进行分段剪切。
冷床上钢装置包括托架、第一支架、辊子、第一平动液压缸驱动装置和第一升降液压缸驱动装置，托架连接在第一支架上，托架接受第一平动液压缸驱动装置和第一升降液压缸驱动装置驱动，辊子安装在第一支架上。冷床上钢装置就是将每次上料辊道运输的来料由第一升降液压缸驱动装置驱动的托架托起，再由第一平动液压缸驱动装置驱动托架移动，到达冷床上的设定位置后，托架下降，把料放在冷床静梁上面，托架潜行回到起始位置，等待下次动作开始。
复合步进式冷床包括静梁、第二支架、动梁、第二升降液压缸驱动装置、第二平动液压缸驱动装置和可拆卸的锯齿齿条平板，静梁和动梁安装在第二支架上，第二升降液压缸驱动装置和第二平动液压缸驱动装置安装在第二支架上，可拆卸的锯齿齿条平板设置在动梁和静梁上方。复合步进式冷床两侧设有操作通道，可拆卸的锯齿齿条平板上安装着平板，可以冷却扁钢、方钢；当把可拆卸的锯齿齿条平板上的平板拆除后，就可以将被冷却的产品由扁钢、方钢扩大到圆钢。
冷床下钢装置的工作过程与冷床上钢装置类似，最终将钢板从复合步进式冷床放到冷床输出辊道上面。
活动挡板由挡板、导轨、液压缸、弹簧座、弹簧、底座等组成。
该装置所用设备均采用交流电机驱动；其中移钢机采用YZR系列电机，辊道采用YGP系列变频电机驱动。对各种类型的设备的电压等级统一，具体如下：
其中，(ACC或UFC)层流冷却装置控制系统分为三级结构：0级(L0)、1级(L1)、2级(L2)。
(ACC或UFC)自动控制系统与其它系统之间的通讯联络，ACC控制系统利用(S7-400)PLC与轧机控制系统之间进行通讯，采用以太网方式，通过TCP/IP协议联接。ACC控制系统与轧机二级服务器或其它信息系统通过TCP/IP方式进行数据通讯。
冷床、收集台架等精整区试验设备系统操作有自动、半自动、手动、检修、及禁止等方式，供现场操作人员在不同工况下进行选择。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，生产线工艺段采用(ACC或UFC)层流冷却装置、复合步进式冷床等国内先进且成熟的先进设备，可以解决由于实验室场地都较狭小，不能够同时配置多套生产线、无法批量生产实验产品问题，走出了一条新路。
附图说明
图1为本发明的适合轧制中小规格钢板的试验装置示意图；
图2为本发明的(ACC或UFC)层流冷却装置示意图；
图3为本发明的冷床上钢装置示意图；
图4为本发明的复合步进式冷床示意图；
图5为本发明的收集移钢台架示意图。
[主要元件符号说明]
1-辊道；2-(ACC或UFC)层流冷却装置；3-矫直机；4-剪切机；5-冷床上料辊道；6-冷床上钢装置；7-复合步进式冷床；8-冷床下钢装置；9-冷床输出辊道；10-输送辊道；11-活动挡板；12-移动式火焰切割机；13-收集上钢装置；14-收集移钢台架；15-固定挡板；16-料筐；201-上集管；202-下集管；601-托架；602-第一支架；603-辊子；604-第一平动液压缸驱动装置；605-第一升降液压缸驱动装置；701-静梁；702-第二支架；703-动梁；704-第二升降液压缸驱动装置；705-第二平动液压缸驱动装置；706-可拆卸的锯齿齿条平板。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有实验室场地都较狭小，不能够同时配置多套生产线、无法批量生产实验产品问题，提供一种适合轧制中小规格钢板试验装置及方法。
如图1所示为该装置的示意图，轧后输送辊道1连接(ACC或UFC)层流冷却装置2，(ACC或UFC)层流冷却装置2下游依次设置矫直机3和剪切机4，剪切机4下游接冷床上料辊道5，冷床上料辊道5下游设置冷床上钢装置6，复合步进式冷床7与冷床上钢装置6和冷床下钢装置8分别相连，冷床输出辊道9设置在冷床下钢装置8下游，冷床输出辊道9与输送辊道10相连，输送辊道10上设置活动挡板11和移动式火焰切割机12，活动挡板11位于移动式火焰切割机12下游方向，活动挡板11下游设置收集上钢装置13，收集上钢装置13与收集移钢台架14相连，收集移钢台架14下游设置料筐16，固定挡板15位于输送辊道10末端。
运用该装置的工艺方法为：
A.轧后输送辊道1将脱离轧机的钢板输送到(ACC或UFC)层流冷却装置2，根据工艺要求进行冷却；
B.将经过步骤A处理后的钢板输送至矫直机3进行在线矫直，然后继续在剪切机4上进行分段剪切；
C.将经过步骤B处理后的钢板由辊道输送到冷床上料辊道5；
D.将步骤C冷床上料辊道5上的钢板通过冷床上钢装置6放置到复合步进式冷床7上；
E.将步骤D中复合步进式冷床7上的钢板由复合步进式冷床7按品种工艺要求进行冷却；
F.将经过步骤E处理后的钢板通过冷床下钢装置8输送到冷床输出辊道9上；
G.将步骤F中冷床输出辊道9上的钢板再由输送辊道10输送到移动式火焰切割机12前的辊道上，由活动挡板11进行定位；
H.将步骤G中定位好的钢板由移动式火焰切割机12在辊道上进行切割；
I.将经过步骤H切割后的钢板通过输送辊道10输送到收集移钢台架14的输入辊道上面；
J.将步骤I中得到的钢板由收集上钢装置13放置在收集移钢台架14上面；
K.将步骤J中收集移钢台架14上的钢板由收集移钢台架14上的移钢装置输送到料筐16中进行收集。
其中，步骤A处理前的钢板先通过坯料加热，然后经过一架以上轧机的一个以上道次的轧制。步骤K中得到的钢板包括扁钢、方钢、圆钢，步骤K处理后的钢材需检验、打捆、入库。
活动挡板11由挡板、导轨、液压缸、弹簧座、弹簧、底座等组成。
该装置所用设备均采用交流电机驱动；其中移钢机采用YZR系列电机，辊道采用YGP系列变频电机驱动。对各种类型的设备的电压等级统一，具体如下：
其中，(ACC或UFC)层流冷却装置控制系统分为三级结构：0级(L0)、1级(L1)、2级(L2)。
(ACC或UFC)自动控制系统与其它系统之间的通讯联络，ACC控制系统利用(S7-400)PLC与轧机控制系统之间进行通讯，采用以太网方式，通过TCP/IP协议联接。ACC控制系统与轧机二级服务器或其它信息系统通过TCP/IP方式进行数据通讯。
如图2所示，为(ACC或UFC)层流冷却装置2的示意图，(ACC或UFC)层流冷却装置2由上集管201和下集管202组成，(ACC或UFC)层流冷却装置2安装在轧后输送辊道1上，上集管201和下集管202成对且相对于待冷却钢板垂直对称分布，上集管201和下集管202上倾斜分布着两排以上的高压喷嘴，排与排之间喷嘴交错分布，上集管201与钢板之间的高度可调。该冷却装置能利用轧制余热和加速冷却ACC或超快速冷却UFC控制材料相变，改善材料力学性能。由专门水泵、高位水箱、管路等系统提供压力水、进行回水处理，本系统所使用的水可以循环使用。
如图3所示，冷床上钢装置6包括托架601、第一支架602、辊子603、第一平动液压缸驱动装置604和第一升降液压缸驱动装置605，托架601连接在第一支架602上，托架601接受第一平动液压缸驱动装置604和第一升降液压缸驱动装置605驱动，辊子603安装在第一支架602上。冷床上钢装置6就是将每次上料辊道运输的来料由第一升降液压缸驱动装置605驱动的托架601托起，再由第一平动液压缸驱动装置604驱动托架601移动，到达冷床上的设定位置后，托架601下降，把料放在冷床静梁上面，托架601潜行回到起始位置，等待下次动作开始。
如图4所示，复合步进式冷床7包括静梁701、第二支架702、动梁703、第二升降液压缸驱动装置704、第二平动液压缸驱动装置705和可拆卸的锯齿齿条平板706，静梁701和动梁703安装在第二支架702上，第二升降液压缸驱动装置704和第二平动液压缸驱动装置705安装在第二支架702上，可拆卸的锯齿齿条平板706设置在动梁703和静梁701上方。复合步进式冷床7两侧设有操作通道，可拆卸的锯齿齿条平板706上安装着平板，可以冷却扁钢、方钢；当把可拆卸的锯齿齿条平板706上的平板拆除后，就可以将被冷却的产品由扁钢、方钢扩大到圆钢。
如图5所示，收集移钢台架14由收集移钢台架的上钢装置将每次从移钢台架上钢辊道运输的成品由升降液压缸驱动的托钢台架托起，再由水平液压缸驱动托钢台架移动，到达移钢台架上部水平链条的设定位置后，托钢台架下降，托钢台架潜行回到起始位置，等待下次动作开始；水平链条上面的成品通过运行着的链板式链条逐步向收集料筐移动，成品随链轮上的链条滑落到收集料筐16中。
本发明在上述方案中，生产线工艺段采用(ACC或UFC)层流冷却装置、复合式步进冷床等国内先进且成熟的先进设备，可以解决由于实验室场地都较狭小，不能够同时配置多套生产线、无法批量生产实验产品问题，走出了一条新路。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种适合轧制中小规格钢板的试验装置，其特征在于：包括轧后输送辊道(1)、ACC或UFC层流冷却装置(2)、矫直机(3)、剪切机(4)、冷床上料辊道(5)、冷床上钢装置(6)、复合步进式冷床(7)、冷床下钢装置(8)、冷床输出辊道(9)、输送辊道(10)、活动挡板(11)、移动式火焰切割机(12)、收集上钢装置(13)、收集移钢台架(14)、固定挡板(15)和料筐(16)；
所述轧后输送辊道(1)连接ACC或UFC层流冷却装置(2)， ACC或UFC层流冷却装置(2)下游依次设置矫直机(3)和剪切机(4)，剪切机(4)下游接冷床上料辊道(5)，冷床上料辊道(5)下游设置冷床上钢装置(6)，复合步进式冷床(7)与冷床上钢装置(6)和冷床下钢装置(8)分别相连，冷床输出辊道(9)设置在冷床下钢装置(8)下游，冷床输出辊道(9)与输送辊道(10)相连，输送辊道(10)上设置活动挡板(11)和移动式火焰切割机(12)，活动挡板(11)位于移动式火焰切割机(12)下游方向，活动挡板(11)下游设置收集上钢装置(13)，收集上钢装置(13)与收集移钢台架(14)相连，收集移钢台架(14)下游设置料筐(16)，固定挡板(15)位于输送辊道(10)末端；
其中，所述ACC或UFC层流冷却装置(2)由上集管(201)和下集管(202)组成， ACC或UFC层流冷却装置(2)安装在轧后输送辊道(1)上，上集管(201)和下集管(202)成对且相对于待冷却钢板垂直对称分布，上集管(201)和下集管(202)上倾斜分布着两排以上的高压喷嘴，排与排之间喷嘴交错分布，上集管(201)与钢板之间的高度可调，所述ACC或UFC层流冷却装置(2)还包括用于回水处理的系统，该系统包括水泵、高位水箱以及管路；
其中，所述冷床上钢装置(6)包括托架(601)、第一支架(602)、辊子(603)、第一平动液压缸驱动装置(604)和第一升降液压缸驱动装置(605)，托架(601)连接在第一支架(602)上，托架(601)接受第一平动液压缸驱动装置(604)和第一升降液压缸驱动装置(605)驱动，辊子(603)安装在第一支架(602)上；
其中，所述复合步进式冷床(7)包括静梁(701)、第二支架(702)、动梁(703)、第二升降液压缸驱动装置(704)、第二平动液压缸驱动装置(705)和可拆卸的锯齿齿条平板(706)，静梁(701)和动梁(703)安装在第二支架(702)上，第二升降液压缸驱动装置(704)和第二平动液压缸驱动装置(705)安装在第二支架(702)上，可拆卸的锯齿齿条平板(706)设置在动梁(703)和静梁(701)上方；
所述复合步进式冷床(7)两侧设有操作通道，所述可拆卸的锯齿齿条平板(706)上安装着平板；
其中，所述活动挡板(11)包括挡板、导轨、液压缸、弹簧座、弹簧和底座。
2.一种适合轧制中小规格钢板的试验方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
A.轧后输送辊道(1)将脱离轧机的钢板输送到ACC或UFC层流冷却装置(2)，根据工艺要求进行冷却；其中由水泵、高位水箱、管路等系统提供压力水、进行回水处理，本系统所使用的水可以循环使用；
B.将经过步骤A处理后的钢板输送至矫直机(3)进行在线矫直，然后继续在剪切机(4)上进行分段剪切；
C.将经过步骤B处理后的钢板由辊道输送到冷床上料辊道(5)；
D.将步骤C冷床上料辊道(5)上的钢板通过冷床上钢装置(6)放置到复合步进式冷床(7)上；
E.将步骤D中复合步进式冷床(7)上的钢板由复合步进式冷床(7)按品种工艺要求进行冷却，其中可拆卸的锯齿齿条平板(706)上安装着平板，可以冷却扁钢、方钢；当把可拆卸的锯齿齿条平板(706)上的平板拆除后，就可以将被冷却的产品由扁钢、方钢扩大到圆钢；
F.将经过步骤E处理后的钢板通过冷床下钢装置(8)输送到冷床输出辊道(9)上；
G.将步骤F中冷床输出辊道(9)上的钢板再由输送辊道(10)输送到移动式火焰切割机(12)前的辊道上，由活动挡板(11)进行定位；
H.将步骤G中定位好的钢板由移动式火焰切割机(12)在辊道上进行切 割；
I.将经过步骤H切割后的钢板通过输送辊道(10)输送到收集移钢台架(14)的输入辊道上面；
J.将步骤I中得到的钢板由收集上钢装置(13)放置在收集移钢台架(14)上面；
K.将步骤J中收集移钢台架(14)上的钢板由收集移钢台架(14)上的移钢装置输送到料筐(16)中进行收集；
其中，所述步骤K中得到的钢板包括扁钢、方钢、圆钢，步骤K处理后的钢材需检验、打捆、入库；
其中，所述步骤A处理前的钢板先通过坯料加热，然后经过一架以上轧机的一个以上道次的轧制。
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