CN109909309B - 一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置、冷床系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置，所述合并拆分装置包括固定辊道、升降滚盘和用于使升降滚盘上升或下降的升降机构；升降滚盘在处于高位时，升降辊盘上辊面标高与冷床的滚盘上辊面标高一致且高于固定辊道的上辊面标高，此时合并拆分装置与相邻的前后两段冷床一起充当一个整体冷床使用；在处于低位时，升降辊盘上辊面标高低于固定辊道的辊面标高，此时合并拆分装置充当冷床下料装置使用。本发明的一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置，可根据工艺流向不同，灵活地对冷床进行合并和拆分，满足不同厚板钢板对冷床长度的不同需求，大幅度地提高冷床的利用效率、减少设备投资和设备运行成本。

Description

一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置、冷床系统及控制方法

技术领域

本发明涉及中厚钢板生产精整加工领域，具体涉及一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置、冷床系统及控制方法。

背景技术

作为中厚板生产线冷却设备的一种重要型式，滚盘式冷床为我国目前众多中厚板生产厂家所选用。其功能是将高温热矫直后平直钢板(通常温度在650～850℃范围内)均匀冷却至100～150℃后移动至剪切线(特厚版可冷却到600°可下线到特厚板下线辊道)，并起到调节轧线与剪切线之间生产能力不平衡的作用。

因中厚板生产具有产品品种多、钢板的宽度和厚度规格变化范围大、订单小的特点，所以在实际的生产中，钢板轧制节奏、厚度规格将频繁变化。不同厚度的钢板，在冷床上的冷却时间是不同的，钢板冷却时间主要受其厚度以及入冷床温度两个因素影响，厚度越厚，入冷床温度越高，冷却时间就越长。

因此，对于进入冷床冷却的不同厚度钢板来说，如果生产组织不好，在一段时间内不同厚薄规格钢板的通过量安排不尽合理时，将可能出现堵钢的情况，即处在前列的厚板还未冷却到目标温度，而处在后列的薄板已冷却到目标温度但却因前面厚板阻拦而不能下冷床的现象，以至于造成冷床空间不足，后续的钢板只能在冷床输入辊道上等待而不能进入冷床，从而需降低轧机的生产节奏，进而最终影响到整条生产线的生产能力。

目前，各大中厚板生产厂解决冷床能力不足的手段可基本上可归纳为以下两种，一是增加冷床的冷却面积，二是提高钢板下冷床的温度。虽然以上两个手段可增加冷床的冷却能力，但是增加冷床面积意味着要增加设备和厂房投资以及提高运行成本；过度提高钢板下冷床的温度，则可能带来以下不良后果：(1)后续检查修磨工序的劳动条件变差；(2)超声波探伤装置的灵敏度将大为下降；(3)如果剪切温度处在蓝脆温度范围内，还可能出现脆性断裂危险，影响剪切质量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置、冷床系统及控制方法，本发明充分发挥冷床的能力，并尽量减少生产组织计划对冷床冷却节奏的影响，使得生产线更加经济地有效生产。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置，所述滚盘式冷床包括若干段冷床段，相邻两冷床段之间设置合并拆分装置，所述合并拆分装置包括固定辊道、升降滚盘和用于使所述升降滚盘上升或下降的升降机构；

所述升降滚盘处于高位时，升降辊盘上辊面标高与冷床的滚盘上辊面标高一致且高于固定辊道的上辊面标高，此时合并拆分装置与相邻的两段冷床一起充当一个整体冷床使用；在升降滚盘处于低位时，升降辊盘上辊面标高低于固定辊道的辊面标高，此时合并拆分装置充当冷床下料装置使用。

可选地，所述升降滚盘包括若干滚盘和用于使所述滚盘转动的转动机构。

可选地，所述转动机构包括驱动电机131、连接轴132和至少一横向支撑架133，所述连接轴上间隔设置有若干主动轮1321，每个横向支撑架上间隔设置有若干纵向支撑架1331，所述纵向支撑架包括齿轮箱13311，若干滚盘13312交替设置于所述齿轮箱两侧，所述齿轮箱外侧设置有与所述主动轮啮合的从动轮13313，每个滚盘的滚盘轴上设置有位于齿轮箱内的第一链轮13314和第二链轮13315，第二链轮靠近齿轮箱壁设置，所述从动轮设置于其中一个滚盘轴上；设置于齿滚箱壁一侧上的滚盘轴上的第二链轮通过链条与设置于齿滚箱壁另一侧上的滚盘轴上的第一链轮连接。

可选地，所述升降机构包括升降油缸134、曲柄连杆135和连接于横向支撑架下部的至少一个支撑柱136，所述升降油缸的活塞杆与所述曲柄连杆的一端连接，所述曲柄连杆的另一端与支撑柱连接。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统，包括：

若干段冷床段，相邻两冷床段之间设置有所述的合并拆分装置；

当合并拆分装置的升降滚盘处于高位时，所述合并拆分装置将相邻两段冷床合并为一段冷床；

当合并拆分装置的升降滚盘处于低位时，所述合并拆分装置作为下料装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的控制方法，该控制方法包括：

在需要将至少两段冷床段合并为一段冷床时，使至少两段冷床段之间的合并拆分装置的升降滚盘处于高位，若合并后的一段冷床后存在紧邻该冷床的合并拆分装置，使该合并拆分装置的升降滚盘由高位下降至低位；

在仅需要一段冷床段时，使相邻于该冷床段的合并拆合装置的升降滚盘由高位下降至低位。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的控制方法，该方法包括：

获取钢板冷却的目标温度；

计算钢板冷却到目标温度所需的冷床长度；

对需经过所有冷床段才能冷却到目标温度的，此时所有冷床合并拆分装置的升降滚盘处于高位，所有冷床段作为一个整体冷床进行使用；

对需经过部分冷床段就能冷却到目标温度的，当钢板运行到位于紧邻目标冷床段后的合并拆分装置时，紧邻该目标冷床段的合并拆分装置的升降滚盘下降至低位，此时合并拆分装置作为下料装置。

可选地，所述钢板冷却到目标温度所需的冷床长度通过以下方法得到：

根据冷却来料节奏、进料温度、出料温度、冷床运行速度，通过冷却模型计算出钢板冷却到目标温度所需的冷床长度。

如上所述，本发明的一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置、冷床系统及控制方法，具有以下有益效果：

本发明的一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置、冷床系统及钢板冷却方法，可根据工艺流向不同，灵活地对冷床进行合并和拆分，满足不同厚板钢板对冷床长度的不同需求，大幅度地提高冷床的利用效率、减少设备投资和设备运行成本。

附图说明

图1为实施例中合并拆分装置的平立面图；

图2为实施例中合并拆分装置的侧视图；

图3为图1中A处的放大图；

图4为实施例中具有合并拆分装置的滚盘式冷床的布置图，其中箭头的方向为钢板移动的方向；

图5为实施例中具有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的应用综合工况图，其中箭头的方向为钢板移动的方向；

图6为一实施例中一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的控制方法的流程图；

图7为另实施例中一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的控制方法。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1、2所示，本实施例提供一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置，所述滚盘式冷床包括若干段冷床段，相邻两冷床段之间设置合并拆分装置，所述合并拆分装置包括固定辊道、升降滚盘和用于使所述升降滚盘上升或下降的升降机构；

所述升降滚盘处于高位时，升降辊盘上辊面标高与冷床的滚盘上辊面标高一致且高于固定辊道的上辊面标高，此时合并拆分装置与相邻的两段冷床一起充当一个整体冷床使用；在升降滚盘处于低位时，升降辊盘上辊面标高低于固定辊道的辊面标高，此时合并拆分装置充当冷床下料装置使用。

在本实施例中，合并拆分装置充当冷床下料装置使用时，合并拆分装置的升降辊盘会由高位下降至低位，由于升降辊盘上辊面标高低于固定辊道的辊面标高，因此，钢板会处于固定辊道上，固定辊道上的辊转动从而将钢板移动至下一工序，然后合并拆分装置的升降滚盘会上升至高位。

具体地，冷床的滚盘上辊面标高可以设计为+840mm，则固定辊道的上辊面标高设计成+800mm，升降滚盘的行程可设计为+120mm，上位标高为+840mm，下位标高为+720mm。

其中，所述升降滚盘包括若干滚盘和用于使所述滚盘转动的转动机构。

于一实施例中，如图3所示，所述转动机构包括驱动电机131、连接轴132和至少一横向支撑架133，所述连接轴上间隔设置有若干主动轮1321，每个横向支撑架上间隔设置有若干纵向支撑架1331，所述纵向支撑架包括齿轮箱13311，若干滚盘13312交替设置于所述齿轮箱两侧，所述齿轮箱外侧设置有与所述主动轮啮合的从动轮13313，每个滚盘的滚盘轴上设置有位于齿轮箱内的第一链轮13314和第二链轮13315，第二链轮靠近齿轮箱壁设置，所述从动轮设置于其中一个滚盘轴上；设置于齿滚箱壁一侧上的滚盘轴上的第二链轮通过链条与设置于齿滚箱壁另一侧上的滚盘轴上的第一链轮连接，且这两个滚盘轴相邻设置；驱动电机转动带动连接轴转动，连接轴上的主动轮转动，主动轮会带会从动轮转动，然后与从动轮同轴设置的第一链轮、第二链轮同步转动，此时，滚盘轴上的第一链轮会带动另一个滚盘轴上的第二链轮转动，据此，所有的链轮都会同步转动，从而带动滚盘转动。

其中，固定辊道的辊与升降滚盘的滚盘交替设置。

于一实施例中，所述升降机构包括升降油缸134、曲柄连杆135和连接于横向支撑架下部的至少一个支撑柱136，所述升降油缸的活塞杆与所述曲柄连杆的一端连接，所述曲柄连杆的另一端与支撑柱连接。滚盘的升降则由液压缸通过曲柄连杆来完成。

于一实施例中，所述升降机构可以包括承载平台，转动机构设置于承载平台上，在承载平台下设置多个升降油缸，升降油缸的活塞杆连接于承载平台上，同时对承载平台进行升降控制。其中，多个升降油缸需要同步升降，以保证承载平台在升降过程中的平稳。

合并拆分装置上的滚盘的转动由驱动电机通过减速机带动链轮进行驱动，滚盘升降由升降油缸来完成，升降油缸上升，则滚盘上升，升降油缸下降，则滚盘下降。

如图4所示，本实施例提供一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统，用于对钢板进行冷却，该冷床系统包括：若干段冷床段，相邻两冷床段之间设置前述的合并拆分装置；

当合并拆分装置的升降滚盘处于高位时，所述合并拆分装置将相邻两段冷床合并为一段冷床；

当合并拆分装置的升降滚盘处于低位时，所述合并拆分装置作为下料装置。

该冷床系统的功能之一是此装置充当冷床作用，合并拆分装置13升起，多段冷床合成一体，钢板通过此装置从前段运送到后段；功能之二是该装置充当冷床的下料装置用，当在冷床上运送的钢板中心与该装置升降滚盘的中心重合(钢板的尺寸小于升降滚盘的尺寸)，合并拆分装置开始13下降，将钢板平稳地放到装置下方的固定辊道上，然后再由辊道将钢板运送到下游工序处理。此时，钢板的移动方向与在冷床上的移动方向相互垂直。

具体地，以两段冷床和一个合并拆分装置进行说明：

滚盘式冷床被分为第一段冷床12和第二段冷床14，所述第一段冷床与第二段冷床之间设置一合并拆分装置13；

进入滚盘式冷床进行冷却的中厚钢板，根据冷却来料节奏、进料温度、出料温度、冷床运行速度等参数，通过冷却模型计算出钢板冷却到目标温度所需的冷床长度，对于需经过整个冷床长度才能冷到目标温度的，此时冷床合并拆分装置的升降滚盘抬起在高位，冷床作为一个整体冷床进行使用；对仅需部分冷床长度就能达到冷却到目标温度的，当钢板运行到目标冷床合并拆分装置上方时，合并拆分装置的滚盘升降装置下降至低位，钢板平稳落到固定辊道上，然后传输辊道启动将钢板运离冷床区域，此时冷床1分为2。

本实施例中，合并拆分装置适用于多种工况，可与特厚板下线辊道直接相连，实现特厚板与厚板、薄板混合生产时，特厚板冷到目标温度时的提前下线，并实现与薄板的有效分离(使用功能二)；也可与薄规格剪切线直接相连，实现薄规格钢板冷却到目标温度时的及时运出，避免随厚规格钢板同时冷却时的冷床空间无谓浪费(使用功能二)；也可和较厚规格剪切线直接相连，此时冷床作整体冷床用(使用功能一)。合并拆分装置可单独应用于以上各个工况，也可同时应用于以上的两个或两个以上工况组合。合并拆分装置应用典型工况见图5所示。

中厚钢板一般在600～800℃左右进入冷床，温度下降至100～150℃以下时可离开冷床；特厚板进入冷床的温度可达到900℃以上，当温度下降到600℃左右时，就可离开冷床。

如图5所示，第一合并拆分装置和第二合并拆分装置将冷床分为冷床前部52、冷床中部55、冷床后部58三个部分。其中，第一合并拆分装置与第二合并拆分装置采用前述的合并拆分装置，此结构此处不再赘述。对于特厚版，当钢板由冷床输入辊道51运行到第一合并拆分装置53上方时，第一合并拆分装置53开始下降，将钢板平稳地放到装置下方的辊道上，然后再由辊道将钢板运送到厚板下线辊道54；对于较薄的中厚板，当钢板运行到第二合并拆分装置上方时，第二合并拆分装置开始56下降，将钢板平稳地放到装置下方的辊道上，然后再由固定辊道将钢板运送到第一剪切线57，此时第一合并拆分装置处于高位，充当冷床用；对于较厚的中厚板，第一合并拆分装置和第二合并拆分装置都处于高位，冷床作为一个整体使用，钢板经冷床后部48、冷床输出辊道49、冷却后的钢板送往第二剪切线510进行处理。

通过使用合并拆分装置，可以在一个冷床上实现如下的钢板冷却策略：对于相对较薄的钢板仅需走完冷床的前段即可完成冷却；而对较厚的钢板，则需走完冷床的多段才能完成冷却；在冷床的前段，不同厚度的钢板在冷床上的行进节奏按照薄板的行进节奏进行冷却。采用如此冷却策略和装备技术，可满足不同厚板钢板对冷床面积的需求，充分提高冷床利用效率，减少设备投资和设备运行成本。

如图6所示，本实施例还提供一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的控制方法，该控制方法包括：

在需要将至少两段冷床段合并为一段冷床时，使至少两段冷床段之间的合并拆分装置的升降滚盘处于高位，若合并后的一段冷床后存在紧邻该冷床的合并拆分装置，使该合并拆合装置的升降滚盘由高位下降至低位；

在仅需要一段冷床段时，使相邻于该冷床段的合并拆合装置的升降滚盘由高位下降至低位。

如图7所示，本实施例还提供一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的控制方法，该方法包括：

获取钢板冷却的目标温度；

计算钢板冷却到目标温度所需的冷床长度；

对需经过所有冷床段才能冷却到目标温度的，此时所有冷床合并拆分装置的升降滚盘处于高位，所有冷床段作为一个整体冷床进行使用；

对需经过部分冷床段就能冷却到目标温度的，当钢板运行到位于紧邻目标冷床段后的合并拆分装置时，紧邻该目标冷床段的合并拆分装置的升降滚盘下降至低位，此时合并拆分装置作为下料装置。

于一实施例中，所述钢板冷却到目标温度所需的冷床长度通过以下方法得到：

根据冷却来料节奏、进料温度、出料温度、冷床运行速度，通过冷却模型计算出钢板冷却到目标温度所需的冷床长度。

由于方法部分的实施例与装置部分的实施例相互对应，因此方法部分的实施例的内容请参见装置部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置，其特征在于，所述滚盘式冷床包括若干段冷床段，相邻两冷床段之间设置合并拆分装置，所述合并拆分装置包括固定辊道、升降滚盘和用于使所述升降滚盘上升或下降的升降机构；

所述升降滚盘处于高位时，升降辊盘上辊面标高与冷床的滚盘上辊面标高一致且高于固定辊道的上辊面标高，此时合并拆分装置与相邻的两段冷床一起充当一个整体冷床使用；在升降滚盘处于低位时，升降辊盘上辊面标高低于固定辊道的辊面标高，此时合并拆分装置充当冷床下料装置使用；

所述升降滚盘包括若干滚盘和用于使所述滚盘转动的转动机构；

所述转动机构包括驱动电机(131)、连接轴(132)和至少一横向支撑架(133)，所述连接轴上间隔设置有若干主动轮(1321)，每个横向支撑架上间隔设置有若干纵向支撑架(1331)，所述纵向支撑架包括齿轮箱(13311)，若干滚盘(13312)交替设置于所述齿轮箱两侧，所述齿轮箱外侧设置有与所述主动轮啮合的从动轮(13313)，每个滚盘的滚盘轴上设置有位于齿轮箱内的第一链轮(13314)和第二链轮(13315)，第二链轮靠近齿轮箱壁设置，所述从动轮设置于其中一个滚盘轴上；设置于齿滚箱壁一侧上的滚盘轴上的第二链轮通过链条与设置于齿滚箱壁另一侧上的滚盘轴上的第一链轮连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于滚盘式冷床的合并拆分装置，其特征在于，所述升降机构包括升降油缸(134)、曲柄连杆(135)和连接于横向支撑架下部的至少一个支撑柱(136)，所述升降油缸的活塞杆与所述曲柄连杆的一端连接，所述曲柄连杆的另一端与支撑柱连接。

3.一种带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统，其特征在于，包括：

若干段冷床段，相邻两冷床段之间设置有如权利要求1或2所述的合并拆分装置；

当合并拆分装置的升降滚盘处于高位时，所述合并拆分装置将相邻两段冷床合并为一段冷床；

当合并拆分装置的升降滚盘处于低位时，所述合并拆分装置作为下料装置。

4.一种如权利要求3所述的带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

在需要将至少两段冷床段合并为一段冷床时，使至少两段冷床段之间的合并拆分装置的升降滚盘处于高位，若合并后的一段冷床后存在紧邻该冷床的合并拆分装置，使该合并拆分装置的升降滚盘由高位下降至低位；

在仅需要一段冷床段时，使相邻于该冷床段的合并拆合装置的升降滚盘由高位下降至低位。

5.一种如权利要求4所述的带有合并拆分装置的滚盘式冷床系统的控制方法，其特征在于，该方法包括：

获取钢板冷却的目标温度；

计算钢板冷却到目标温度所需的冷床长度；

对需经过所有冷床段才能冷却到目标温度的，此时所有冷床合并拆分装置的升降滚盘处于高位，所有冷床段作为一个整体冷床进行使用；

对需经过部分冷床段就能冷却到目标温度的，当钢板运行到位于紧邻目标冷床段后的合并拆分装置时，紧邻该目标冷床段的合并拆分装置的升降滚盘下降至低位，此时合并拆分装置作为下料装置。

6.根据权利要求5所述的一种对钢板冷却的方法，其特征在于，所述钢板冷却到目标温度所需的冷床长度通过以下方法得到：

根据冷却来料节奏、进料温度、出料温度、冷床运行速度，通过冷却模型计算出钢板冷却到目标温度所需的冷床长度。