CN111760911A - 热轧带钢无头轧制中间坯连接方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧带钢无头轧制中间坯连接方法及设备，属于热轧带钢技术领域，本连接方法包括：在把经粗轧工序后的先行中间坯和紧接着该先行中间坯而被输送的后续中间坯连续地输送给精轧工序前的过程中将两者的首尾端对接，其中：在对接前使先行中间坯的尾端和后续中间坯的首端分别加工出一割缝、一尖锥头，再在对接中使后续中间坯的首端尖锥头挤开先行中间坯的尾端割缝，并在两者首尾端形成的咬合部上施加垂向压力而挤压连接起来。本连接设备包括沿轧线方向依次布置的粗轧机、剪切机、切割机、连接装置、精轧机，连接装置由左夹具、右夹具、压力机组成。本发明连接速度快，且接头连接牢固。

Description

热轧带钢无头轧制中间坯连接方法及设备

技术领域

本发明属于热轧带钢技术领域，具体涉及一种热轧带钢无头轧制中间坯连接方法及设备。

背景技术

热轧带钢无头轧制技术是目前世界钢铁生产最先进的技术之一，它可以将若干块粗轧后的中间坯连接起来，连续进入精轧机组，由精轧机组连续稳定地轧制，并由层流冷却线稳定地进行冷却和相变控制，最后经飞剪剪切并由卷取机卷成多个热轧带钢卷。与常规轧制相比，无头轧制可显著提高生产效率和成材率，改善穿带性能，减少轧辊辊耗，并实现极薄带等新产品的稳定生产。

在无头轧制技术中，粗轧后中间坯的连接技术是实现无头轧制的关键技术之一，由于精轧机组采用张力轧制，热状态下中间坯的连接质量影响着无头轧制能否实现。若连接时间过长，不仅影响生产效率，还将产生明显温降，使后续精轧难以进行；若连接强度不高、质量不好，则连接处容易发生断带，使连续精轧不能进行；并且连接设备不宜复杂，否则不但会使设备安装位置受到限制，还会增加投资及生产维护成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热轧带钢无头轧制中间坯连接方法及设备，用于解决现有技术存在的中间坯连接速度慢且可靠性差的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种热轧带钢无头轧制中间坯连接方法，在把经粗轧工序后的先行中间坯和紧接着该先行中间坯而被输送的后续中间坯连续地输送给精轧工序前的过程中将两者的首尾端对接，其中：在对接前使先行中间坯的尾端和后续中间坯的首端分别加工出一割缝、一尖锥头，再在对接中使后续中间坯的首端尖锥头挤开先行中间坯的尾端割缝，并在两者首尾端形成的咬合部上施加垂向压力而挤压连接起来。

优选的，对先行中间坯的尾端割缝加工成：在板坯宽度方向贯穿并呈所定的厚度的缝隙。

优选的，对后续中间坯的首端尖锥头加工成：在板坯上下表面相对板坯厚度方向呈所定的角度的斜面，或在板坯上下表面和前后侧面分别相对板坯厚度、宽度方向呈所定的角度的斜面。

优选的，在对接中使先行中间坯和后续中间坯均施加有水平方向的夹紧力，且控制先行中间坯的带速小于后续中间坯的带速，使两者之间的带速差产生向轧线下游方向的顶锻力。

优选的，对把经粗轧工序后的厚度为20mm～40mm、温度为950℃～1050℃的先行中间坯和后续中间坯在对接中所施加的垂向压力大于20N/mm²。

本发明还提供一种热轧带钢无头轧制中间坯连接设备，用于实现上述的连接方法，包括沿轧线方向依次布置的粗轧机、剪切机、切割机、连接装置、精轧机，所述剪切机设有用于剪切出后续中间坯的首端尖锥头的切刀，所述切割机设有用于切割出先行中间坯的尾端割缝的割刀，所述连接装置由用于向后续中间坯提供夹紧力的左夹具、用于向先行中间坯提供夹紧力的右夹具、用于向后续中间坯与先行中间坯的首尾端之间的咬合部施加垂向压力的压力机组成。

进一步，所述粗轧机与剪切机之间还设有热卷箱。

进一步，所述剪切机之前设有用于对先行中间坯的尾端和后续中间坯的首端实施除鳞的除鳞装置，所述除鳞装置采用旋转式高压水除鳞。

本发明的优点在于：

1、本发明将先行中间坯与后续中间坯在高温状态下通过嵌入式咬合方式实现挤压连接，其连接速度快。

2、本发明通过在板坯宽度方向上的咬合挤压，其咬合区域的物理结合面大于板坯的横截面，使得这种咬合面在之后的精轧过程中，因大的塑性变形而迅速扩大，进而形成更加牢固的物理结合区，其连接强度高。

3、本发明采用旋转式高压水除鳞，不仅能减少除鳞水消耗，还能减少除鳞步骤造成过多的中间坯端部温度下降，中间坯保持高温状态，使连接更加可靠牢固。

4、本发明的连接方式可使所用的工艺设备简单可靠，且工艺布置紧凑。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明先行中间坯与后续中间坯在对接前的示意图。

图2为本发明先行中间坯与后续中间坯在对接中及连接装置的示意图。

图3为本发明工艺设备布置示意图。

元件标号说明：后续中间坯1、先行中间坯2、尖锥头3、割缝4、粗轧机5、热卷箱6、剪切机7、切割机8、连接装置9、精轧机10、除鳞装置11；左夹具91、右夹具92、压力机93。

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，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。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅附图1-3所示，本实施例的热轧带钢无头轧制中间坯连接设备，包括沿轧线方向依次布置的粗轧机5、剪切机7、切割机8、连接装置9、精轧机10，所述剪切机7设有用于剪切出后续中间坯1的首端尖锥头3的切刀(未画出)，切割机8设有用于切割出先行中间坯2的尾端割缝4的割刀(未画出)，所述连接装置9由用于向后续中间坯1提供夹紧力的左夹具91、用于向先行中间坯2提供夹紧力的右夹具92、用于向后续中间坯1与先行中间坯2的首尾端之间的咬合部施加垂向压力的压力机93组成。采用上述方案，本发明是将先行中间坯与后续中间坯在高温状态下通过嵌入式咬合实现挤压连接，其连接速度快；同时，将先行中间坯的尾端在其宽度方向割缝，且由后续中间坯的首端尖锥头通过嵌入并咬合挤压连接，使得咬合面的延展性好，利于在提供较小的压缩应力下就可将两者的咬合面实施压接，其连接成本低；还利用在板坯宽度方向上的咬合挤压，使其咬合区域的物理结合面大于板坯的横截面，使得这种咬合面在之后的精轧过程中，因大的塑性变形而迅速扩大，进而形成更加牢固的物理结合区，其连接强度高。

在本实施例中的粗轧机5与剪切机7之间还设有热卷箱6，能够均匀温度及提高表面质量并且在加工过程中起到工艺缓冲作用，同时，热卷箱6还可以用来储备中间坯，以便有足够的时间和空间进行中间坯连接。

在本实施例中的剪切机7之前设有用于对先行中间坯2的尾端和后续中间坯1的首端实施除鳞的除鳞装置11，该除鳞装置11采用旋转式高压水除鳞，即，钢铁在高温状态下被氧化，在其表面形成一层致密的氧化铁皮(鳞片)，而利用旋转式除鳞高压水的机械冲击力来除去氧化铁皮，避免轧制过程中，将其由轧辊压入到带钢表面，影响带钢表面质量。

在本实施例中的压力机93之前设有用于对先行中间坯2的尾端割缝4和后续中间坯1的首端尖锥头3实施去毛刺的毛刺机(未画出)，以保证两者在嵌入咬合前的表面质量，使得在压力机压接后，其咬合面不会形成孔隙或孔洞现象。

在本实施例中的粗轧机5粗轧后的中间坯的厚度为20mm～40mm，如20mm、25mm、30mm、35mm、40mm，温度为950℃～1050℃。

下面具体的阐述下本热轧带钢无头轧制中间坯连接设备的连接方法，是在把经粗轧工序后的先行中间坯2和紧接着该先行中间坯2而被输送的后续中间坯1连续地输送给精轧工序前的过程中将两者的首尾端对接，其特别是将对接分为两步来完成，如下：

对接前：使后续中间坯1的首端由剪切机7剪切出一尖锥头3，使先行中间坯2的尾端由切割机8切割出一割缝4；其中，割缝4是在先行中间坯2的板坯宽度方向贯穿出呈所定的厚度的缝隙，如割缝厚度为板坯厚度的1/10～1/6；尖锥头3是在后续中间坯1的板坯上下表面相对板坯厚度方向呈所定的角度的斜面，如斜面角度为5°～20°之间，或者在板坯上下表面和前后侧面分别相对板坯厚度、宽度方向呈所定的角度的斜面；

对接中：使后续中间坯1的首端尖锥头3挤开并嵌入先行中间坯2的尾端割缝4，其中，对先行中间坯2和后续中间坯1分别由右夹具92、左夹具91施加有水平方向的夹紧力，且控制先行中间坯2的带速小于后续中间坯1的带速，继而使两者之间的带速差产生向轧线下游方向的顶锻力，以便先行中间坯2的尾端咬合后续中间坯1的首端；同时，使后续中间坯1与先行中间坯2的首尾端之间的被嵌入的咬合部上由压力机93施加垂向压力而压合连接起来；其中，压力机93抬起，然后快速压下，以提供适中的压缩应力，如35N/mm²，而将后续中间坯1的首端尖锥头3与先行中间坯2的尾端割缝4进行压合，并通过压合部位的塑性变形，产生无氧化的新鲜界面，该新鲜界面间通过挤压力实现连接；且压合完成后，压力机93抬起并回到初始位置；而先行中间坯2和后续中间坯1连接完成后，则进入精轧机10进行精轧。

在本发明中，由于先行中间坯与后续中间坯是通过机械连接，适用范围很广，可针对不同钢种和规格的带钢，如，同类的带钢、或不同类型的带钢都可按上述方式连接中间坯。

在本发明中，由于先行中间坯与后续中间坯是在高温状态下通过嵌入式咬合实现挤压连接，其连接速度快。

在本发明中，由于先行中间坯与后续中间坯的咬合连接区域的物理结合面大于板坯横截面，并且这种结合面在之后的精轧过程中，因为大的塑性变形而迅速扩大进而形成更加牢固的物理焊合区，其连接强度高。

在本发明中，特别的采用旋转式高压水除鳞，这种除鳞方式不仅能减少水耗，还能减少除鳞步骤造成过多的中间坯端部温度下降，保持高温状态下的连接更加可靠牢固。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.热轧带钢无头轧制中间坯连接方法，在把经粗轧工序后的先行中间坯(2)和紧接着该先行中间坯而被输送的后续中间坯(1)连续地输送给精轧工序前的过程中将两者首尾端对接，其特征在于，在对接前使先行中间坯的尾端和后续中间坯的首端分别加工出一割缝(4)、一尖锥头(3)，再在对接中使后续中间坯的首端尖锥头挤开先行中间坯的尾端割缝，并在两者首尾端形成的咬合部上施加垂向压力而挤压连接起来。

2.根据权利要求1所述的热轧带钢无头轧制中间坯连接方法，其特征在于，对先行中间坯的尾端割缝加工成：在板坯宽度方向贯穿并呈所定的厚度的缝隙。

3.根据权利要求1所述的热轧带钢无头轧制中间坯连接方法，其特征在于，对后续中间坯的首端尖锥头加工成：在板坯上下表面相对板坯厚度方向呈所定的角度的斜面，或在板坯上下表面和前后侧面分别相对板坯厚度、宽度方向呈所定的角度的斜面。

4.根据权利要求1所述的热轧带钢无头轧制中间坯连接方法，其特征在于，在对接中使先行中间坯和后续中间坯均施加有水平方向的夹紧力，且控制先行中间坯的带速小于后续中间坯的带速，使两者之间的带速差产生向轧线下游方向的顶锻力。

5.根据权利要求1所述的热轧带钢无头轧制中间坯连接方法，其特征在于，对把经粗轧工序后的厚度为20mm～40mm、温度为950℃～1050℃的先行中间坯和后续中间坯在对接中所施加的垂向压力大于20N/mm²。

6.热轧带钢无头轧制中间坯连接设备，其特征在于，用于实现如权利要求1-5任一项所述的连接方法，包括沿轧线方向依次布置的粗轧机(5)、剪切机(7)、切割机(8)、连接装置(9)、精轧机(10)，所述剪切机设有用于剪切出后续中间坯的首端尖锥头的切刀，所述切割机设有用于切割出先行中间坯的尾端割缝的割刀，所述连接装置由用于向后续中间坯提供夹紧力的左夹具(91)、用于向先行中间坯提供夹紧力的右夹具(92)、用于向后续中间坯与先行中间坯的首尾端之间的咬合部施加垂向压力的压力机(93)组成。

7.根据权利要求6所述的热轧带钢无头轧制中间坯连接设备，其特征在于，所述粗轧机与剪切机之间还设有热卷箱(6)。

8.根据权利要求6所述的热轧带钢无头轧制中间坯连接设备，其特征在于，所述剪切机之前设有用于对先行中间坯的尾端和后续中间坯的首端实施除鳞的除鳞装置(11)，所述除鳞装置采用旋转式高压水除鳞。

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