CN106560274A - 定尺剪切钢卷加工生产线和用于在定尺剪切钢卷加工生产线中加工钢卷的方法 - Google Patents

Abstract

一种定尺剪切钢卷加工生产线，其具有被布置为依次地处理连续长度的薄板的开卷卷轴、平整机、拉伸矫直机、剪切机和堆叠装置。生产线可被配置为，使得在连续长度的薄板的确定的长度处于或者低于选定的测量标准时，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工。在替代方式中，生产线可被配置为，使得在连续长度的薄板的确定的厚度大于选定的测量标准时，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

Description

定尺剪切钢卷加工生产线和用于在定尺剪切钢卷加工生产线 中加工钢卷的方法

技术领域

本发明涉及用于在定尺剪切和/或冲裁生产线中加工钢卷的方法。定尺剪切和/或冲裁生产线会展开板材、矫直板材，并且随后将板材剪切成所需的长度并且叠放板材。通过定尺剪切和/或冲裁生产线生产的最终产品是剪切成精确的长度公差的平板材。

背景技术

如下面更详细地描述的，在矫直卷材的定尺剪切和/或冲裁生产线中，可使用拉伸矫直机或平整机。用于生产平整的、无应力的板材的热辊加工生产线通常有两种类型，即拉伸矫直机生产线或平整机生产线。在美国专利第4751838号中描述了拉伸矫直机的概述，其通过引用被包含于此处。拉伸矫直机充分地拉伸材料，以从顶部到底部且从边缘到边缘在带材的全部纤维中超过屈服点，从而均衡整个材料中的内困应力。拉伸矫直机通常在伸长率仅为0.3％至0.5％的情况下完成它的工作。在美国专利第3292402号中描述了平整机的概述，其通过引用被包含在此处。通过使用足够的力在两个辊之间挤压材料来减小其厚度，平整机通过伸长材料使其超出其屈服点来消除无规律的内困应力。在平整机中通常的伸长量大约是1％或2％。

发明内容

如更详细地描述的，本发明涉及一种具有平整机和拉伸矫直机的加工生产线。平整机可被放置在生产线上并且拉伸矫直机放置于旁路，以加工薄厚度规格(gage)的材料。反之亦然，平整机可放置于旁路并且拉伸矫直机可被放置在生产线上，以加工更厚的厚度规格的材料。

在一个示例中，较小的平整机被集成到具有拉伸矫直机的定尺剪切生产线中。平整机可为四辊轧机或二辊轧机式平整机，其能够处理具有16厚度规格(0.0598英寸)和9厚度规格(0.1495英寸)之间的厚度规格的卷材。平整机可被配置为产生75千磅每平方英寸的最大轧制应力和2.5％的伸长率。平整机可用于产生提高的表面光洁度，并且其中应考虑横折(coil break)的问题。当与包含拉伸矫直机的操作相比时，特别是对于16厚度规格(0.0598英寸)和9厚度规格(0.1495英寸)之间的较薄的厚度规格来说，平整机还可提供增加的产量。

拉伸矫治器可用于具有16厚度规格和3/4英寸之间的厚度的卷材和/或板材。对于9厚度规格和3/4英寸之间的更厚的尺寸，拉伸矫直机的较慢的速度并不重要，因为通常在较厚厚度规格的卷材中具有较少的翘曲。拉伸矫直机还可用于薄厚度规格的卷材，即是，在16厚度规格和9厚度规格之间，其中应考虑具有较差的形状和/或平整度的问题。

附图说明

图1示出了定尺剪切加工生产线，其中具有与附图相关的细节区域2至5。

图2是图1的细节区域2的放大视图，其主要与开卷器和引导开卷薄板材料穿过生产线的引导辊相关。

图3是图1的细节区域3的放大视图，其主要与平整机和辊式矫直机相关。

图4是图1的细节区域4的放大视图，其主要与拉伸矫直机相关。

图5是图1的细节区域5的放大视图，其主要与板材堆叠机相关。

图6是示出了操作图1至5的加工生产线的方法的初步加工流程。

图7是示出了操作图1至5的加工生产线的其他方法的进一步的加工流程。

具体实施方式

在图1至5中总体示出了示例的定尺剪切和/或冲裁生产线10，并且其包括被安装于卷轴14上的薄板卷12、矫直辊16、平整机18、辊式矫直机20、地坑22、拉伸矫直机24、剪切机26和堆叠装置28。

如图2中最清晰地示出的，矫直辊16正好位于卷轴14的下游。矫直辊16包括多个上辊和具有相对较大的直径的多个下辊。至少驱动某些辊，以在均匀的速度下从卷材中拉出薄板带材。上辊和下辊相对于彼此放置，以在板材中施加足以使任何纵向卷曲(coil set)反转的深度反向弯曲。卷轴14和矫直辊16是常规的。

如图3中最清晰地示出的，在矫直辊16后面设置了平整机18，并且如果需要的话设置有辊式矫直机20。平整机18可为四辊轧机或二辊轧机式平整机，其能够处理具有在16厚度规格(0.0598英寸)和9厚度规格(0.1495英寸)之间的厚度规格的板材。平整机18可被配置为产生75千磅每平方英寸的最大轧制应力和2.5％的伸长率。辊式矫直机20可被设置为与平整机18协作，以进一步增强相对较薄厚度规格的薄板材料的平整度。根据应用，辊式矫直机20和平整机18可被一起使用，以矫正薄厚度规格的薄板材料的形状。当平整机18可消除薄板材料的应力时，可能需要辊式矫直机20给薄板材料提供额外的平整度。辊式矫直机20还必须移除缺陷，诸如边浪(edge wave)或中部浪(center buckle)。辊式矫直机20可用于使得薄板材料在辊上逐渐地向上和向下弯曲，该辊具有足以将材料的外表面和内表面拉伸超过屈服点的直径。辊式矫直机20还可用于选择性地从一侧到另一侧地拉伸薄板材料。根据连续长度的薄板的条件，可在没有平整机18的情况下使用辊式矫直机20。该辊式矫直机是常规的。

如图3所示，收集地坑22正好位于辊式矫直机20的下游，并且位于拉伸矫直机24前面。收集地坑22可主要地与拉伸矫直机24一起使用。当薄板材料在连续的拉伸操作期间穿过拉伸矫直机24逐步前进时，收集地坑22在薄板带材的部分穿过拉伸矫直机逐步前进时允许带材在短时间内累积。收集地坑是常规的。当操作生产线的平整机部分时可不需要收集地坑，在这种状况下，收集地坑能被抬升到某个位置，以使薄板材料直接穿过生产线而不延伸到地坑中。收集地坑的抬升模式也是常规的。

如图4中最清晰地示出的，在收集地坑22后面，可设置拉伸矫直机24。拉伸矫直机24可包括用于拉动薄板带材穿过拉伸矫直机的多个动力辊。拉伸矫直机24的供给机构可使得薄板带材以精确测量的增量穿过拉伸矫直机前进。在带材的逐步前进之间，拉伸矫直机24可将压力施加于带材的、在拉伸矫直机中的部分上并且将该部分拉伸超过其屈服点，以消除内部残余应力，从而整平该部分。在该部分被拉伸之后，拉伸矫直机24可释放带材并且使得带材前进，以便带材的下一个部分能被拉伸。优选地，带材的逐步前进的长度不会超过被拉伸的部分的长度，所以整个带材能通过连续的拉伸操作被拉伸。总的来说，拉伸矫直机由一对进出框架组成，其可相对于要被拉伸的部分的期望的长度调节。在拉伸期间，每个框架都跨过要被拉伸的部分的宽度抓住该部分。大型液压缸在两个框架之间延伸。当加压时，缸体推动框架远离彼此，从而拉伸夹在它们之间的部分。该部分沿行进的方向被连续地拉伸。供给机构逐步地供给薄板材料穿过矫直机。在供给循环之间，当材料停止从而被剪切到一定长度时，一部分带材被拉伸。拉伸矫直机是常规的。

如图5中最清晰地示出的，加工生产线10包括剪切机26和堆叠装置28。剪切机可包括旋转剪切机26。在通过生产线连续地供给薄板带材的平整机定尺剪切冲裁生产线中，旋转剪切机已被证明对于使用较薄厚度规格的材料是有效的。剪切机26还可包括直接驱动机械剪切机。在通过生产线逐步地供给薄板带材的拉伸矫直机定尺剪切冲裁生产线中，直接驱动机械剪切机已被证明对于使用较厚厚度规格的材料是有效的。生产线可同时包括两种类型的剪切机。堆叠装置28可为垂臂堆叠机，并且可包括升降台。旋转剪切机、直接驱动机械剪切机和堆叠机是常规的。

与具有平整机的定尺剪切加工生产线相比，具有拉伸矫直机的定尺剪切加工生产线提供了一些益处。特别地，在与平整机对比时，拉伸矫直机能生产更平整的、连续长度的薄板。在拉伸矫直机中，矫直机能得到的产品不具有残余应力并且能长时间保持形状。拉伸矫直机操作通常对连续长度的薄板的物理和机械特性具有最小的影响。具有拉伸矫直机的定尺剪切加工生产线通常比具有平整机的定尺剪切加工生产线更容易操作。典型的拉伸矫直机定尺剪切加工生产线包括大约七百万美元的资本投资。这能比平整机定尺剪切加工生产线更少。平整机定尺剪切加工生产线通常包括大约两千万美元的资本投资。

另一方面，与定尺剪切拉伸矫直机加工生产线相比，定尺剪切平整机加工生产线提供了一些益处。总的来说，在与拉伸矫直机加工的材料对比时，平整机加工的材料具有改善的表面光洁度，这通常是较薄厚度规格的材料所需要的，例如16厚度规格至9厚度规格。通常，平整机加工允许了更快的吞吐时间。平整机还增加了材料的屈服点伸长率，这有助于防止通常在更软和更薄的材料(例如16厚度规格至9厚度规格)中出现的横折。在拉伸矫直机定尺剪切加工生产线中加工的连续长度的薄板通常不能防止这些不期望的横折。

为了同时实现传统的拉伸矫直定尺剪切加工生产线和平整机定尺剪切加工生产线的益处，如图1至5所示，平整机可通过改造或通过新的构造被引入到拉伸矫直机定尺剪切加工生产线中。将平整机引入到拉伸矫直机定尺剪切加工生产线所增加的费用包含大约五百万美元的额外资本投资，使得这种生产线的总成本达到一千一百万美元。这表示比平整机定尺剪切加工生产线、特别是被配置为加工大厚度规格的厚度的薄板的平整机定尺剪切加工生产线所需的更小的资本投资。

例如，如图1至5所示，根据包括定尺剪切钢卷加工生产线的方法，连续长度的薄板的厚度可由选定的测量标准确定且与选定的测量标准相比较。根据确定的厚度与选定的测量标准的比较结果，加工生产线可被配置为两种配置之一。当比较结果表示确定的厚度处于或者低于选定的测量标准时，加工生产线可被配置为引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机到达堆叠装置而不穿过拉伸矫直机的配置。在该配置中，位于平整机后面的辊式矫直机可在生产线上。当比较结果表示确定的厚度比选定的测量标准更大时，加工生产线可被配置为，使得连续长度的薄板被引导为从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置而不穿过平整机。当加工生产线包括通常与平整机加工一起使用的辊式矫直机时，当薄板的确定的厚度小于或者处于选定的测量标准且当该材料不需要极其平整或消除应力时，在加工中可包含辊式矫直机而不包含平整机。当确定的厚度比选定的测量标准更大时，连续长度的薄板可被引导为从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不穿过平整机和辊式矫直机。

加工生产线在拉伸矫直机前面还可包括地坑。当使用拉伸矫直机时，连续长度的薄板可被引导为从开卷卷轴穿过地坑到达拉伸矫直机并且到达堆叠装置，而不穿过平整机。当连续长度的薄板的确定的厚度处于或低于选定的测量标准时，连续长度的薄板可被引导为从开卷卷轴穿过平整机到达堆叠装置，其中收集地坑处于升高的位置并且拉伸矫直机不在生产线上。

如图6所示，生产线的配置可部分地基于输入材料的厚度的确定结果以及薄板的厚度与选定的测量标准的比较结果。例如，如果确定的厚度比选定的测量标准更大时，加工生产线可被配置为通过拉伸矫直机处理连续长度的薄板，而不穿过平整机。这种配置通常允许良好平整度的以及消除应力的材料。另一方面，如果确定的厚度小于或处于选定的测量标准，则可根据输入材料的形状的确定结果以及应力消除、平整度的需求和/或表面光洁度的需求配置加工生产线。通过举例的方式，并且没有任何意义上的限制，如果不需要应力消除和显著的平整度，则生产线可被配置为通过辊式矫直机处理连续长度的薄板，而不穿过平整机或拉伸矫直机。如果材料需要消除应力和显著的平整度，则如下面描述和图7中所示的示例，可使用在生产线上的另一设备处理材料。

如图7所示，如果输入的材料具有大致良好的形状，即是，无翘曲、凸起、弯曲、残余的纵向卷曲、不平度等，则加工生产线可被配置为通过平整机加工连续长度的薄板，而不穿过拉伸矫直机。该配置还能被选择为实现良好的平整度、消除应力的材料、良好的表面光洁度和/或良好地防止横折。另一方面，如果输入的材料形状普遍较差，即是，有翘曲、凸起、弯曲、残余的纵向卷曲、不平度等，则如图7中所示可根据期望的表面光洁度配置加工生产线。

参考图7，如果材料对表面光洁度没有需求，则加工生产线可被配置为通过拉伸矫直机加工连续长度的薄板，而不穿过平整机。这种配置通常得到了良好的平整度以及消除应力的材料。另一方面，如果需要良好的表面光洁度，则加工生产线可被配置为通过平整机、辊式矫直机(如果设置的话)以及拉伸矫直机加工连续长度的薄板。这种配置实现了良好的平整度、消除应力的材料、良好的表面光洁度以及很好地防止横折。

对于加工生产线的配置，生产线的操作者可根据操作者对卷材条件、材料厚度和最终的材料需求的确定结果以上述方式执行生产线的配置的步骤。在替代方式中，生产线的操作者在根据卷材条件、材料厚度和最终材料需求来选择和配置加工生产线方面可接收来自他人的指示。例如，加工生产线的操作者可接收与现有的拉伸矫直机生产线中的平整机的安装相关的配置生产线的指示。通过示例的方式，并且没有任何意义上的限制，平整机可被加装于现有的拉伸矫直机生产线中，并且生产线的操作者可接收来自综合者、平整机的供应商、加工改进顾问或改装承包商的、用于在生产线中加工连续长度的薄板的指示。操作者这还可接收来自包括拉伸矫直机设备和平整机的加工生产线的供应商的指示。

鉴于上述内容，可以看出实现且获得了本发明的多种益处。为了最好地说明本发明的原理而选择且说明了实施方式，并且因此它们实际的应用使得本领域的技术人员能最好地将原理使用于多种实施方式中，并且进行适合于预期的特定用途的多种修改。由于可在不偏离本发明的范围的情况下对这里所描述和示出的构造和方法进行多种修改，因此被包含于前述描述中或附图中所示的所有内容应该被解释为说明性而非限制性的。因此，本发明的广度和范围不应该被上述任何示例实施方式限制，而是应该仅根据所附的权利要求和它们的等同物来限定。

Claims (20)

1.一种用于在定尺剪切钢卷加工生产线中加工钢卷的方法，该定尺剪切钢卷加工生产线具有被布置为依次地处理连续长度的薄板的开卷卷轴、平整机、拉伸矫直机、剪切机和堆叠装置，该方法包括：

确定连续长度的薄板的厚度；

将确定的厚度与选定的测量标准相比较；

根据确定的厚度与选定的测量标准的比较结果，将加工生产线配置成第一配置和第二配置中的一种；

其中，当比较结果表示确定的厚度处于或低于选定的测量标准时，将加工生产线配置成第一配置，该第一配置包括引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工；并且

其中，当比较结果表示确定的厚度比选定的测量标准更大时，将加工生产线配置成第二配置，该第二配置包括引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，加工生产线包括位于平整机后面的辊式矫直机，并且配置的步骤包括：

对于第一配置，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机和辊式矫直机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工；并且

对于第二配置，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机和辊式矫直机加工。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，加工生产线包括位于拉伸矫直机前面的地坑，并且配置的步骤包括：

对于第一配置，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机到达堆叠装置，而不通过地坑和拉伸矫直机加工；并且

对于第二配置，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过地坑和拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，比较的步骤包括将确定的厚度与9标准厚度规格的选定的测量标准相比较。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，配置的步骤包括二辊平整机。

6.一种用于在定尺剪切钢卷加工生产线中加工钢卷的方法，其包括：

在定尺剪切钢卷加工生产线中，根据薄板的厚度与选定的测量标准的比较结果来选择用于加工生产线的第一配置和第二配置中的一种，该定尺剪切钢卷加工生产线具有被布置为依次地处理连续长度的薄板的开卷卷轴、平整机、拉伸矫直机、剪切机和堆叠装置，该第一配置包括：当连续长度的薄板的确定的厚度处于或者低于选定的测量标准时，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工；并且该第二配置包括：当连续长度的薄板的确定的厚度大于选定的测量标准时，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，加工生产线包括位于平整机后面的辊式矫直机，并且选择的步骤包括：

对于第一配置，选择连续长度的薄板，该连续长度的薄板要从开卷卷轴穿过平整机和辊式矫直机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工；并且

对于第二配置，选择连续长度的薄板，该连续长度的薄板要从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机和辊式矫直机加工。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，加工生产线包括位于拉伸矫直机前面的地坑，并且选择的步骤包括：

对于第一配置，选择连续长度的薄板，该连续长度的薄板要从开卷卷轴穿过平整机和辊式矫直机到达堆叠装置，而不通过地坑和拉伸矫直机加工；并且

对于第二配置，选择连续长度的薄板，该连续长度的薄板要从开卷卷轴穿过地坑和拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，比较的步骤包括将确定的厚度与9标准厚度规格的选定的测量标准相比较。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，配置的步骤包括二辊平整机。

11.一种用于在定尺剪切钢卷加工生产线中加工钢卷的方法，其包括：

在定尺剪切钢卷加工生产线中，根据薄板的厚度与选定的测量标准的比较结果来引导使用者将加工生产线配置成第一配置和第二配置中的一种，该定尺剪切钢卷加工生产线具有被布置为依次地处理连续长度的薄板的开卷卷轴、平整机、拉伸矫直机、剪切机和堆叠装置，该第一配置包括：当连续长度的薄板的确定的厚度处于或者低于选定的测量标准时，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工；并且该第二配置包括：当连续长度的薄板的确定的厚度大于选定的测量标准时，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，加工生产线包括位于平整机后面的辊式矫直机，并且引导使用者配置加工生产线的步骤包括：

对于第一配置，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机和辊式矫直机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工；并且

对于第二配置，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机和辊式矫直机加工。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，加工生产线包括位于拉伸矫直机前面的地坑，并且引导使用者配置加工生产线的步骤包括：

对于第一配置，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机和辊式矫直机到达堆叠装置，而不通过地坑和拉伸矫直机加工；并且

对于第二配置，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过地坑和拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，比较的步骤包括将确定的厚度与9标准厚度规格的选定的测量标准相比较。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，配置的步骤包括二辊平整机。

16.一种定尺剪切钢卷加工生产线，其具有被布置为依次地处理连续长度的薄板的开卷卷轴、平整机、拉伸矫直机、剪切机和堆叠装置，该加工生产线被配置为第一配置和第二配置中的一种，该第一配置包括：当连续长度的薄板的确定的厚度处于或者低于选定的测量标准时，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过平整机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工；并且该第二配置包括：当连续长度的薄板的确定的厚度大于选定的测量标准时，引导连续长度的薄板从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

17.根据权利要求16所述的定尺剪切钢卷加工生产线，其进一步包括位于平整机后面的辊式矫直机，

其中在第一配置中，连续长度的薄板被引导为从开卷卷轴穿过平整机和辊式矫直机到达堆叠装置，而不通过拉伸矫直机加工；并且

其中在第二配置中，连续长度的薄板被引导为从开卷卷轴穿过拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机和辊式矫直机加工。

18.根据权利要求16所述的定尺剪切钢卷加工生产线，其进一步包括位于拉伸矫直机前面的地坑，

其中在第一配置中，连续长度的薄板被引导为从开卷卷轴穿过平整机和辊式矫直机到达堆叠装置，而不通过地坑和拉伸矫直机加工；并且

其中在第二配置中，连续长度的薄板被引导为从开卷卷轴穿过地坑和拉伸矫直机到达堆叠装置，而不通过平整机加工。

19.根据权利要求16所述的定尺剪切钢卷加工生产线，其中，选定的测量标准是9标准厚度规格。

20.根据权利要求16所述的定尺剪切钢卷加工生产线，其中，平整机是二辊平整机。