CN1063988C - 避免钢梁断面不平行度的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过向钢梁局部喷射冷却剂避免在万能钢梁轧机机组中轧制钢梁时产生不平行度的方法。此时，为了在腹板中建立一个近似对称的温度场，在轧制过程中将冷却剂喷在腹板的下侧。本发明还涉及实施此种方法的设备。

Description

避免钢梁断面不平行度的方法和设备
本发明涉及一种通过向钢梁局部供应冷却剂以避免在万能钢梁轧机机组中轧制钢梁时钢梁断面产生不平行度的方法和设备。
在万能钢梁轧机机组中，在离开精轧机架后，往往发现平行的凸缘发生扭转，在德意志联邦共和国工业标准(DIN-Norm)中称为不平行度(Unparallelitat)，在英语中习惯称为“Widetop”。冷却过程中钢梁断面扭转的特征是，上半部凸缘加宽，下半部凸缘收缩，从而呈现出一种总体上的缺陷。假如能将此钢梁送入后续的矫直机中，则凸缘的不平行度可以在此后加的矫直机中消减到某种程度。
众所周知，冷却设备最好配置在钢梁轧机机组之后，并在轧制程序之后用于影响其组织结构。还已知一些冷却设备，它们可在轧制过程中对凸缘实施局部冷却，以便影响腹板与凸缘之间的过渡区，从而影响成本的组织特性(DE-OS 1452106)。
由DE-A1-4009707已知一种对轧制的特种型材作热矫直的方法，在钢梁从精轧机架排出后才采用这种方法。还已知一些设在钢梁轧机机组前的冲洗设备，它们用来消除附着的氧化皮。与此同时带来的冷却效果则是不希望的。
可以看出，前面所描述的轧制钢梁不平行度问题的起因在于，在一个或多个万能轧机机架中热轧钢梁时，轧辊冷却水连续不断地流入平放着的轧制型材的上腔，并在那里导致腹板上侧的单侧冷却。由于型材的下腔与轧辊冷却水几乎不接触，所以使钢梁产生翘曲变形，这种变形可以达到相当大的程度，以致在后续的矫直机中要费很大的劲才能加以消除。
根据WO 92／19395，不仅对腹板上侧而且也对腹板下侧下喷射冷却水。由于冷却水滞留在上侧空腔中，因而不能解决上述问题。
本发明的目的是，针对以上所述之先有技术存在的问题和缺点，提出一种方法和制成一种实施此方法的设备，采用这种方法可以防止在万能轧机机架中轧制时钢梁的不平行度和扭曲。
按本发明达到上述目的建议，在轧制过程中在腹板下侧施加冷却剂，以便在腹板中调整为一个近似对称的温度场。在至少一个万能轧机机架的附近，仅在钢梁腹板下侧区域内，设置针对着腹板下侧的冷却剂喷嘴。
这里所建议的方法与现有已知方法的区别在于，它是在轧制过程中使用的，并用来局部冷却腹板的下侧。因此消除了腹板内的不对称温度场，这种不对称温度场是由于未加控制地进入钢梁上腔的轧辊冷却水引起的。由此可见，不可能在终轧道次后通过一次性的冷却来获得均匀的温度场，这种冷却必须已经在轧制过程中前面的轧制道次中进行。采用按本发明的措施，轧件在从精轧机架排出时具有大体均匀的腹板温度，以及，沿腹板厚度只有很小的温度梯度，从而可以做到在紧接着的冷却过程中凸缘保持平行。
根据在腹板上侧和下侧测得的温度和由此算出的温度差，通过控制冷却剂流量和／或供应密封，来调整冷却强度。为此目的，在腹板上侧和下侧的表面温度用测量装置进行测量，并将测量结果输入计算机系统，该系统连续确定轧件中的温度分布，并据此确定供应冷却剂的时间点，以及在每个轧制道次中必要的供水密度。
通过向钢梁局部供应冷却剂避免在万能钢梁轧机机组中轧制钢梁时产生钢梁断面不平度的方法之设备具有的特点是，在至少一个万能轧机机架的邻近，仅在钢梁腹板下侧区域内，设置对准腹板下侧的冷却剂喷嘴。采用这种喷嘴结构，使腹板下侧的冷却在轧制过程的一个或多个道次中便已经进行，从而避免了从精轧机架排出后的强烈冷却，这种强烈冷却会导致出现裂纹和扭曲。通过冷却剂喷嘴的连续冷却，可以有针对性地控制温度场的均匀性，采用在轧制程度之后的冷却以及因而在腹板内部产生巨大温度梯度的做法，是不可能获得这种均匀性的。
冷却剂喷嘴最好设在可逆式万能轧机机架的区域内。在连续式万能钢梁轧机机组中轧制钢梁时，有利的做法是将冷却剂喷嘴设在轧机机组内多个位置上。
业已证明适用的是，将冷却剂喷嘴装在连续放置着的喷射杆上横向彼此错开，以及朝轧制方向倾斜地排列着。这样可使冷却剂有尽可能大的覆盖面，因而可获得非常强有力的冷却作用。
若按本发明的另一个特征，各个冷却剂喷嘴可分别接通或切断，则无论是冷却面积的宽度，还是冷却剂的供应密度，都可以加以控制。
按照本发明的一项特征，可以使用具有图形或椭圆形喷射图形的冷却剂喷嘴，也可以按另一项特征使用具有扁喷嘴的冷却剂喷嘴，这种扁喷嘴可以借助于一个可转动的调整装置对准钢梁断面。
在按本发明的方法和实施此方法的设备中，影响结构组织使之具有相应的冶金特性并非重要内容，重要的是在具有因此而得到的凸缘平行度的腹板中，目的明确地保持有一个大体对称的温度场。采用本发明的措施可以用简单的方法做到这一点，所以一方面可以获得更好的产品质量，另一方面在矫直机中的再加工和所需费用可降到最低程度。
本发明的实施例表示在附图中，并在下文中加以说明。其中：
图1在喷射杆上冷却剂喷嘴的排列结构；
图2示意表示喷射杆位置的侧视图；
图3在喷射杆上两个冷却剂喷嘴的配置；
图4-6宽度不同的钢梁腹板下侧的喷射。
图1表示了三根喷射杆1、2、3，它们通过滑动阀4与水管5相连，水管5中同样设有滑动阀6。在喷射杆1、2、3上总是成对地装有一些横向错开并朝轧制方向7倾斜的喷嘴8，而且它们相对于轧制方向7处于不同的横向位置。借助于滑动阀4，通过分别接通或切断各个喷射杆1或2或3，可以操纵不同的冷却剂喷嘴8，因而可以改变冷却剂的宽度和供应密度。
图2示意表示了一根冷却剂喷射杆1，它在辊道平面9的下方，在用标号10表示的万能轧机机架的前面。由图2可见，冷却剂喷嘴8朝轧制方向7倾斜，因而冷却剂流迎着轧制方向喷在腹板的下侧上。
图3表示两个冷却剂喷嘴8在设计成管状的喷射杆1上的配置情况。喷嘴切口11是可以转动的(如图3左边所示)，所以，各冷却剂喷射的宽度和覆盖面可以适应钢梁的槽宽。由视图A(图3的右半部)可见，冷却剂喷嘴彼此错开地装在喷射杆(供水管)1上，冷却剂以不同的角度α和β对准钢梁。因此在钢梁上调整为有尽可能大的冷却剂供应面积，并因而获得一种强有力的冷却作用。
图4至6表示宽度不同的钢梁12、13和14的横截面。由图4可见，设置两个横向互相错开的冷却剂喷嘴8就足够了，如同图1中所表示的喷射杆1上的喷嘴那样，它们足以向腹板15的整个宽度喷射。对于如图5示意表示的宽度最大的钢梁13，使用了3对冷却剂喷嘴8；这种情况与图1中喷射杆3上的配置相同。中等宽度的钢梁14使用2对冷却剂喷嘴来喷射，这种情况与图1中的喷射杆2相当。在此实施例中装设的是具有转动调整装置的扁喷嘴，它们可以最有利地适应腹板15的各种宽度。显然，也可以同时使用多根喷射杆，也就是说，对于腹板的这种宽度需要更多的冷却剂喷嘴，例如为了提高冷却强度。

Claims (8)

1．通过向钢梁局部供应冷却剂避免在万能钢梁轧机机组中轧制钢梁时产生钢梁断面不平行度的方法，其特征为：为了在腹板中建立一个近似于对称的温度场，在轧制过程中仅将冷却剂喷在腹板下侧，根据在腹板上侧和下侧所测得的温度以及据此算出的温度差，通过控制冷却剂流量和／或供应密度，来调整冷却剂的冷却强度。
2．通过向钢梁局部供应冷却剂避免在万能钢梁轧机机组中轧制钢梁时产生钢梁断面不平行度之设备，其特征为：在至少一个万能轧机机架(10)的附近，仅在钢梁(12、13、14)腹板下侧(15)区域内，设置针对着腹板下侧的冷却剂喷嘴(8)。
3．按照权利要求2所述之设备，其特征为：冷却剂喷嘴(8)设在可逆式万能轧机机架(10)的区域内。
4．按照权利要求2所述之设备，其特征为：冷却剂喷嘴(8)设在连续式万能轧机机组的多个地点。
5．按照权利要求2至4所述之设备，其特征为：冷却剂喷嘴(8)设在连续放置的喷射杆(1、2、3)上横向互相错开，并朝轧制方向(7)倾斜。
6．按照权利要求2所述之设备，其特征为：各个冷却剂喷嘴(8)可以分别接通和切断。
7．按照权利要求2所述之设备，其特征为：可使用具有圆形或椭圆形喷射图形的冷却剂喷嘴(8)。
8．按照权利要求2所述之设备，其特征为：冷却剂喷嘴(8)是带有旋转调整装置的扁喷嘴。
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