CN109663821B - 一种可调式感应加热轧制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调式感应加热轧制装置，包括驱动辊、芯辊和加热机构，芯辊位于环形工件的空心内，环形工件经过驱动辊和芯辊之间的缝隙，加热机构能够对环形工件进行加热；加热机构包括依次首尾相连的第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈，第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈的连接位置能够调节。本发明还提供一种可调式感应加热轧制方法，利用上述轧制装置，能够根据环形工件的尺寸规格在线调整第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈围成的形状尺寸，保证第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈与环形工件的间距相同，提高环形工件温度分布均匀性，提高工件轧制效率和轧制质量。

Description

一种可调式感应加热轧制装置及方法

技术领域

本发明涉及热轧技术领域，特别是涉及一种可调式感应加热轧制装置及方法。

背景技术

轧制是将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙，因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材，轧制分热轧和冷轧两种。轧件由摩擦力拉进旋转轧辊之间，受到压缩进行塑性变形的过程，通过轧制使金属具有一定尺寸、形状和性能。

热轧作为金属塑性成形的重要加工手段，可以满足加工产品对强度、延展性等多样力学性能的需求，轧制前变形温度是影响金属塑性变形能力的关键因素。为克服传统环形工件热轧工艺中轧件温度不均和降温快等问题，已有的加热装置常用采用金属管架感应线圈上下对称安装于工艺流程前靠近工作辊处，用于实现轧制前工件快速升温，但是这类加热装置由于感应器形状和安装位置的限制，不便于实现环形工件轧制的在线加热调整，且功能单一。

因此，如何改变现有技术中，环件轧制过程中因加热装置固定而影响热轧工件质量的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调式感应加热轧制装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使加热机构的位置能够根据环形工件的尺寸进行调整，提高环形工件轧制质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可调式感应加热轧制装置，包括驱动辊、芯辊和加热机构，所述芯辊位于环形工件的空心内，环形工件经过所述驱动辊和所述芯辊之间的缝隙，所述加热机构能够对环形工件进行加热；

所述加热机构包括依次首尾相连的第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈，环形工件穿过所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈围成的形状的中空部，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈与环形工件之间具有间隙，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈的连接位置能够调节，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈均能够与外部电源相连。

优选地，所述第一感应线圈和所述第三感应线圈的截面均为一字形，所述第二感应线圈的截面为L形，所述第一感应线圈和所述第三感应线圈分别与所述第二感应线圈滑动连接。

优选地，所述第一感应线圈和所述第三感应线圈上均设置滑槽，所述第二感应线圈的两端分别与所述滑槽滑动连接，所述滑槽与所述第二感应线圈相接触的一面设置绝缘层，所述绝缘层由绝缘材料制成。

优选地，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈分别连接有驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述第一感应线圈/所述第二感应线圈/所述第三感应线圈运动；所述第二感应线圈连接有两个所述驱动机构，四个所述驱动机构呈矩形设置。

优选地，所述驱动机构包括液压缸、直线推杆、夹持器和固定板，所述夹持器能够张开并夹紧所述第一感应线圈/所述第二感应线圈/所述第三感应线圈，所述夹持器由绝缘材质制成，所述固定板能够固定所述夹持器的张开角度，所述夹持器通过所述直线推杆与所述液压缸相连，所述液压缸还连接有固定支架。

优选地，所述可调式感应加热轧制装置还包括CCD相机，所述CCD相机朝向环形工件设置。

优选地，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈均为中空的铜管线圈，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈均设置进水口和出水口，所述进水口能够与外部循环水源相连通，所述出水口能够与排水机构相连通。

优选地，所述可调式感应加热轧制装置还包括左导向辊和右导向辊，所述左导向辊和所述右导向辊分别设置于所述芯辊的两侧。

本发明还提供一种可调式感应加热轧制方法，包括以下步骤：

步骤一、根据环形工件尺寸，调整第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈的连接位置，调整第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈围成的形状尺寸；

步骤二、第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈接通电源，开始加热，环形工件轧制完成后，判别轧制件尺寸是否满足轧制需求，如果满足轧制需求，轧制结束；如果不满足轧制需求，则计算第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈的调整距离，重复上述步骤直至轧制结束。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的可调式感应加热轧制装置，包括驱动辊、芯辊和加热机构，芯辊位于环形工件的空心内，环形工件经过驱动辊和芯辊之间的缝隙，加热机构能够对环形工件进行加热；加热机构包括依次首尾相连的第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈，环形工件穿过第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈围成的形状的中空部，第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈与环形工件之间具有间隙，第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈的连接位置能够调节，第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈均能够与外部电源相连。本发明还提供一种可调式感应加热轧制方法，利用上述轧制装置，能够根据环形工件的尺寸规格在线调整第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈围成的形状尺寸，以及调整第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈与工件的距离，保证第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈与环形工件的间距相同，提高环形工件温度分布均匀性，提高工件轧制效率和轧制质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的可调式感应加热轧制装置的结构示意图；

图2为本发明的可调式感应加热轧制装置的加热机构的结构示意图；

图3为图1为本发明的可调式感应加热轧制方法的流程图；

其中，1为驱动辊，2为芯辊，3为第一感应线圈，4为第二感应线圈，5为第三感应线圈，6为液压缸，7为直线推杆，8为夹持器，9为固定板，10为固定支架，11为CCD相机，12为进水口，13为出水口，14为左导向辊，15为右导向辊，16为环形工件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种可调式感应加热轧制装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使加热机构的位置能够根据环形工件的尺寸进行调整，提高环形工件轧制质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-3，其中，图1为本发明的可调式感应加热轧制装置的结构示意图，图2为本发明的可调式感应加热轧制装置的加热机构的结构示意图，图3为图1为本发明的可调式感应加热轧制方法的流程图。

本发明提供一种可调式感应加热轧制装置，包括驱动辊1、芯辊2和加热机构，芯辊2位于环形工件的空心内，环形工件经过驱动辊1和芯辊2之间的缝隙，加热机构能够对环形工件进行加热；

加热机构包括依次首尾相连的第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5，环形工件穿过第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5围成的形状的中空部，第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5与环形工件之间具有间隙，第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5的连接位置能够调节，第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5均能够与外部电源相连。

利用本发明的调式感应加热轧制装置，能够根据环形工件的尺寸规格在线调整第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5围成的形状尺寸，以及调整第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5与工件的距离，能够保证第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5与环形工件的间距相同，提高环形工件温度分布均匀性，提高工件轧制效率和轧制质量。

具体地，第一感应线圈3和第三感应线圈5的截面均为一字形，第二感应线圈4的截面为L形，第一感应线圈3和第三感应线圈5分别与第二感应线圈4滑动连接，便于调整第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5围成的矩形的大小，适用于截面为矩形的环形工件，在轧制截面为其他形状的工件时，可对第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5围成的形状进行调整。

其中，第一感应线圈3和第三感应线圈5上均设置滑槽，第二感应线圈4的两端分别与滑槽滑动连接，方便轧制过程中实时调整，提高轧制工作效率，滑槽与第二感应线圈4相接触的一面设置绝缘层，绝缘层由绝缘材料制成。

更具体地，第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5分别连接有驱动机构，驱动机构能够驱动第一感应线圈3/第二感应线圈4/第三感应线圈5运动；第二感应线圈4连接有两个驱动机构，能够驱动第二感应线圈4朝向相互垂直的两个方向运动，四个驱动机构呈矩形设置，便于调整第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5与工件之间的距离，另外驱动机构能够在轧制完成后，驱动第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5复位。

在本具体实施方式中，驱动机构包括液压缸6、直线推杆7、夹持器8和固定板9，夹持器8能够张开并夹紧第一感应线圈3/第二感应线圈4/第三感应线圈5，夹持器8由绝缘材质制成，固定板9能够固定夹持器8的张开角度，夹持器8通过直线推杆7与液压缸6相连，液压缸6还连接有固定支架10，便于与其他部件相连以支撑驱动机构。液压缸6带动直线推杆7运动，继而通过夹持器8带动第一感应线圈3/第二感应线圈4/第三感应线圈5运动，另外，驱动机构采用差动式连接和速度调节器，在工件轧制时，能够调整第一感应线圈3/第二感应线圈4/第三感应线圈5的运动速度，实现轧制完成后快速复位。

进一步地，可调式感应加热轧制装置还包括CCD相机11，CCD相机11朝向环形工件设置，CCD相机11能够采集环形工件各个阶段的信息，便于判别轧制过程是否满足轧制需求，以便及时调整加热机构。

另外，第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5均为中空的铜管线圈，第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5均设置进水口12和出水口13，进水口12能够与外部循环水源相连通，出水口13能够与排水机构相连通，便于为第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5降温。

可调式感应加热轧制装置还包括左导向辊14和右导向辊15，左导向辊14和右导向辊15分别设置于芯辊2的两侧。

更进一步地，本发明还提供一种可调式感应加热轧制方法，包括以下步骤：

步骤一、装置启动，环形轧件旋转；

步骤二、利用CCD相机11采集环形工件初始形状尺寸，并记录相关数据；

步骤三、利用驱动机构，根据环形工件尺寸调节第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5围成的形状尺寸；

步骤四、第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5中通入冷却水，接通电源，开始加热；

步骤五、环形工件在驱动辊1和芯辊2作用下进行轧制；

步骤六、利用CCD相机11采集轧制后环形轧件尺寸；

步骤七、系统判别轧件尺寸是否满足轧制需求，如果不满足轧制需求，则计算第一感应线圈3、第二感应线圈4和第三感应线圈5的移动距离，并重复步骤三到步骤七，如果满足轧制需求，则轧制完成。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种可调式感应加热轧制装置，其特征在于：包括驱动辊、芯辊和加热机构，所述芯辊位于环形工件的空心内，环形工件经过所述驱动辊和所述芯辊之间的缝隙，所述加热机构能够对环形工件进行加热；

所述加热机构包括依次首尾相连的第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈，环形工件穿过所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈围成的形状的中空部，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈与环形工件之间具有间隙，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈的连接位置能够调节，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈均能够与外部电源相连；所述第一感应线圈和所述第三感应线圈的截面均为一字形，所述第二感应线圈的截面为L形，所述第一感应线圈和所述第三感应线圈分别与所述第二感应线圈滑动连接。

2.根据权利要求1所述的可调式感应加热轧制装置，其特征在于：所述第一感应线圈和所述第三感应线圈上均设置滑槽，所述第二感应线圈的两端分别与所述滑槽滑动连接，所述滑槽与所述第二感应线圈相接触的一面设置绝缘层，所述绝缘层由绝缘材料制成。

3.根据权利要求1所述的可调式感应加热轧制装置，其特征在于：所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈分别连接有驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述第一感应线圈/所述第二感应线圈/所述第三感应线圈运动；所述第二感应线圈连接有两个所述驱动机构，四个所述驱动机构呈矩形设置。

4.根据权利要求3所述的可调式感应加热轧制装置，其特征在于：所述驱动机构包括液压缸、直线推杆、夹持器和固定板，所述夹持器能够张开并夹紧所述第一感应线圈/所述第二感应线圈/所述第三感应线圈，所述夹持器由绝缘材质制成，所述固定板能够固定所述夹持器的张开角度，所述夹持器通过所述直线推杆与所述液压缸相连，所述液压缸还连接有固定支架。

5.根据权利要求4所述的可调式感应加热轧制装置，其特征在于：还包括CCD相机，所述CCD相机朝向环形工件设置。

6.根据权利要求1所述的可调式感应加热轧制装置，其特征在于：所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈均为中空的铜管线圈，所述第一感应线圈、所述第二感应线圈和所述第三感应线圈均设置进水口和出水口，所述进水口能够与外部循环水源相连通，所述出水口能够与排水机构相连通。

7.根据权利要求1所述的可调式感应加热轧制装置，其特征在于：还包括左导向辊和右导向辊，所述左导向辊和所述右导向辊分别设置于所述芯辊的两侧。

8.一种可调式感应加热轧制方法，应用权利要求1-7任一项所述的可调式感应加热轧制装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据环形工件尺寸，调整第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈的连接位置，调整第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈围成的形状尺寸；

步骤二、第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈接通电源，开始加热，环形工件轧制完成后，判别轧制件尺寸是否满足轧制需求，如果满足轧制需求，轧制结束；如果不满足轧制需求，则计算第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈的调整距离，重复上述步骤直至轧制结束。