CN112916626B - 一种翻转校钢除鳞装置、校钢除鳞一体生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢坯除鳞技术领域。特别涉及一种翻转校钢除鳞装置、校钢除鳞一体生产线。所述翻转校钢除鳞装置，包括钢坯传送辊道，钢坯传送辊道的一侧设置有至少一个复位组件，复位组件用于对钢坯进行复位；还设置有至少一个顶推块，顶推块用于对已经复位的钢坯进行校正；钢坯传送辊道上还包括至少一个翻转组件，翻转组件用于对所述钢坯进行翻面；在不改变轧制生产机组工艺布置方式的前提下，该装置实现了对钢件粗坯的正位、翻抛以及钢坯形状的调整，校正。避免了存在严重弯、拱缺陷的钢坯通过钢坯传送辊道时需要停机、停轧处理，通过该装置的多次机械冲击力的作用，钢坯上的钢磷被敲松震落，大面积的实现了钢坯的除鳞。

Description

一种翻转校钢除鳞装置、校钢除鳞一体生产线

技术领域

本发明涉及钢坯除鳞技术领域，特别涉及一种翻转校钢除鳞装置、校钢除鳞一体生产线。

背景技术

钢铁热轧生产过程中，钢坯经加热炉加热时，炉气中的氧原子通过钢坯表面向内部扩散，而铁离子则由钢坯内部向外扩散并相遇，钢坯表面不可避免后的会产生大面积主要由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁构成，呈鱼鳞状的氧化铁皮，统称铁鳞，若不能及时有效清除，统称除鳞，轧制后的钢材表面会压入过量氧化铁皮，将严重影响所轧钢材质量及轧辊使用寿命。

钢铁热轧通常采用高压水、酸洗、风水吹扫、抛丸、喷砂、钢丝轮、超声波等多种方法，将钢坯基体上的铁鳞剥离，从而阻止含有铁鳞的钢坯进入轧辊而压在轧件上。而广泛运用的除鳞措施就是高压水除鳞。高压水除鳞装置大多设置于紧邻加热炉钢坯出炉端部位至初轧机的平直输送辊道上，高压水除鳞后的钢坯表面温度下降非常剧烈，初轧(首轧)工艺温度往往难以保持稳定，其次，高压水首次除鳞后，大部分铁鳞虽已脱离基体，但因待轧制钢坯在平直辊道上输送，抖动较小、冲击力不够等因素，特别是钢坯顶部仍有部分铁鳞未能有效剥离而时常被带入轧辊；要确保高压水除鳞装置除尽率高，高压水产生的冲击力大小是衡量除鳞效果好坏的重要指标，与水质及压力、喷嘴组前倾角、旋转角、喷射角、喷嘴与钢坯垂直距离等众多连锁条件和参数要求也极高。喷嘴除了常因水质等因素容易造成阻塞外，而且极易因不太规则钢坯的碰撞而损坏，加之要保证足够的冲击力，高压水的消耗量巨大，其除鳞效果及成本往往也大打折扣；因此急需寻求一种对钢温降低的影响较小的有效途径。

在钢坯从加热炉出料段至初轧端可能出现钢坯变弯、变拱或变翘等缺陷，在此情况下，通常采用停机、停轧，采用行吊吊装或液压顶升平移装置将其移出辊道等操作进行钢坯的调整，这样做既费工、费时、又费力，停机损失也较大。轻微缺陷的钢坯进入轧机组，会造成能耗增加、加剧轧辊磨损、轧材质量降低或报废。重缺陷的钢坯进入轧机组，极易造成轧制机组停机故障或事故，最终迫使加热炉停炉保温或降温的严重后果，损失将更加巨大。

随着生产对钢铁质量的较高要求，使得对钢坯的轧制过程要求更加严苛。

发明内容

本发明针对现有技术中存在钢铁热轧过程中，钢坯表面上的铁鳞不能有效清除，高压水除鳞效果差，除鳞成本较高；以及加热出炉的翘钢、弯钢及拱钢不好校正，易造成轧制机组停机故障或事故。因此提供一种翻转校钢除鳞装置、校钢除鳞一体生产线。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种翻转校钢除鳞装置，所述翻转校钢除鳞装置用于设置在钢坯传送辊道的一侧；

所述翻转校钢除鳞装置包括基座、至少两个复位组件和至少两个翻转组件；所述基座设置于所述钢坯传送辊道的一侧，所述复位组件、顶推块和所述翻转组件均与所述基座活动连接；

所述复位组件、所述顶推块和所述翻转组件分别沿所述钢坯传送辊道的传送方向间隔设置；

所述钢坯传送辊道的另一侧设置有限位块，所述复位组件能够向所述限位块的方向往复移动；

所述复位组件用于推送所述钢坯靠近所述限位块，所述翻转组件用于对所述钢坯进行翻转。

本发明通过在原有钢坯传送辊道一侧设置了复位组件和翻转组件，在不改变轧制生产机组工艺布置方式的前提下，实现了对钢件粗坯的正位、翻抛除铁鳞，该装置可以通过多次翻抛的机械冲击力的作用，将钢坯上的钢鳞敲松震落，实现大面积除鳞，具有能耗低，效果好的优势。

作为本发明的优选技术方案，所述钢坯传送辊道包括多个辊道单元，相邻所述辊道单元之间具有间隙，所述翻转组件设置于所述间隙中；所述翻转组件包括翻杆，所述翻杆的一端与基座铰接，所述翻杆的另一端设置有顶板；当所述翻杆转动时，翻杆前端的顶板顶起钢坯，并使钢坯翻转。

优选地，所述翻转组件还包括第一驱动件，所述第一驱动件的输出端设置有凸轮，所述凸轮用于驱动所述翻杆转动。

所述第一驱动件为伺服电机，伺服电机输出轴连接凸轮，带动凸轮转动，进而驱动所述翻杆绕。翻杆绕所述基座上的铰接轴顺时针转动，在凸轮的支顶作用下，所述翻杆向上转动，对钢坯进行翻面，当翻杆动到一定角度时，钢坯离开轨道，然后凸轮转动驱动力消失，翻杆回落，相应的钢坯掉落到辊道上，发生碰撞，实现铁鳞的震落。

作为本发明的优选技术方案，当所述翻杆处于水平位置时，所述顶板的一部分与所述限位块的截面在钢坯传送方向上投影重合，另一部分与辊道在钢坯传送方向上投影重合。

当钢坯传送至设置有翻转校钢除鳞装置的钢坯传送辊道后，首先在复位组件的作用下，将钢坯推送至紧挨着限位块的位置，然后，翻杆开始顺时针转动，首先顶板先接触到钢坯底部，然后将钢坯顺时针翻转，即可实现翻转。

作为本发明的优选技术方案，所述复位组件包括复位杆，所述复位杆用于推动所述钢坯。

作为本发明的优选技术方案，还包括顶推块，所述顶推块设置在所述钢坯传送辊道的侧面。所述顶推块与所述复位组件的运动方向相同，所述顶推块用于校正存在缺陷的钢坯；所述缺陷是指钢坯存在弯、翘或拱缺陷。

在不改变轧制生产机组工艺布置方式的前提下，实现了对钢件粗坯的正位、形状调整、校正。避免了存在严重弯、拱缺陷的钢坯通过钢坯传送辊道时需要停机、停轧处理，同时也可以进一步促进钢坯表面铁鳞的去除效率。

作为本发明的优选技术方案，还包括抵推驱动机构，所述抵推驱动机构用于驱动所述顶推块和/或所述复位杆。

所述抵推驱动机构为气缸，气缸包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞与所述顶推块相连，所述第二活塞与所述复位杆相连。

一种校钢除鳞一体生产线，包括加热炉、钢坯传送辊道、初轧机，还包括上述内容所述的翻转校钢除鳞装置，所述加热炉的炉顶以及端墙上设置有黑体元件，钢坯从所述加热炉的出钢口进入所述钢坯传送辊道，在此期间，通过所述翻转校钢除鳞装置对钢坯进行校钢、除鳞处理形成合格钢坯，所述合格钢坯进入初轧机进行轧钢工序。

通过在加热炉内布置黑体元件，可以使得钢铁冶炼过程中，加热炉内温度更加均匀，钢坯表面生成的氧化铁皮更为稀疏，致密度较低，黑体元件改造后的加热炉使得钢坯表面的氧化铁皮更易剥离。对于后续的钢坯除鳞步骤来讲十分必要。

作为本发明的优选技术方案，所述钢坯传送辊道上还设有高压水除鳞装置，所述高压水除鳞装置设置于所述翻转校钢除鳞装置与初轧机之间。

作为本发明的优选技术方案，所述加热炉中设置有至少两种黑体元件，所述黑体元件包括第一黑体元件和第二黑体元件，所述第一黑体元件设置于所述加热炉的炉顶，所述第二黑体元件设置于所述加热炉的端墙和侧壁。

作为本发明的优选技术方案，所述第一黑体元件包括若干黑体单元，所述黑体单元以炉顶上的平焰烧嘴为中心环通过所述平焰烧嘴布置，所述黑体单元采用过渡斜坡式错排方式，靠近所述平焰烧嘴的黑体单元体积大，远离所述平焰烧嘴的黑体单元体积依次减小。

通过采用过渡斜坡错排方式在平焰烧嘴周围布置黑体单元，一方面极大的增加了传热面积，另一方面第一黑体元件排布牢固且致密，高速旋转火焰扫过穹顶状分布的第一黑体元件能够顺着斜坡改变火焰的方向，使得加热炉内的轧钢件受热均匀。同时，第一黑体元件的吸收再辐射功能使得加热炉内的热量极大的得到利用，提高了烧制效率。最重要的是，黑体单元的斜坡式排布方式抗高温冲刷能力更强，使得平焰烧嘴喷出的火焰对于黑体单元的剪切冲击力较小，黑体单元不易脱落。

作为本发明的优选技术方案，所述第二黑体元件为偏心锥台的结构，所述第二黑体元件顶部一侧的圆心相对于底部一侧的圆心偏移了5-10cm，当本发明斜向上设置，通过偏心的结构，使第二黑体元件在侧壁安装的过程中，锥台的底部能够具有更大的支撑力，当本发明斜向下设置，偏心锥台提供了更大的与炉壁的安装面，使黑体墙元件在侧壁上固定的更加稳固。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明结构简单，操作简便易行，解决了原有技术、功能、成本上的缺陷及不足，对加热出炉的翘钢、弯钢及拱钢校正作用明显，是一种不用高压水，成本低，高质量、连续、高效、稳定的绿色除鳞装置。

本装置可以适用于已建成并投入使用的高压水除鳞设置在加热炉出钢口位置的热轧线的平直运输辊道上(设置于高压水除鳞装置后，初轧前端)的生产线，可以直接对现有生产线进行升级造成，投资成本极低。

同时，本发明装置还可以在新建热轧线时，将所述翻转校钢除鳞装置设置于靠近加热炉出钢口位置的热轧的平直运输辊道上，再配合高压水除鳞装置，除鳞效果更佳，适用于轧制特种不锈钢及轧制薄板等铁鳞除尽率要求极高的产品。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的另一状态的结构示意图；

图3为本发明的侧面剖视结构示意图；

图4为本发明的另一视角的结构示意图；

图5为本发明的翻抛的状态示意图；

图6为本发明钢坯生产的流程图；

图7为第一黑体元件的布置图；

图8为第二黑体元件的示意图；

图中标记：1-钢坯传送辊道，11-底座，12-转动辊轮，13-限位块，2-复位组件，21-复位杆，3-钢坯，4-顶推块，5-翻转组件，51-铰接轴，52-翻杆，53-顶板，531-第一顶角，6-间隙， 9-基座，101-凸轮。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

一种翻转校钢除鳞装置，如图1-6所示，所述翻转校钢除鳞装置用于设置在钢坯传送辊道1的一侧；所述翻转校钢除鳞装置包括基座9、至少两个复位组件2和至少两个翻转组件5；所述基座9设置于所述钢坯传送辊道1的一侧，所述复位组件2和所述翻转组件5均与所述基座9活动连接；所述复位组件2和所述翻转组件5分别沿所述钢坯传送辊道1的传送方向间隔设置；所述钢坯传送辊道1的另一侧设置有限位块13，所述复位组件2能够向所述限位块13的方向往复移动；所述复位组件2用于推送所述钢坯3靠近所述限位块13，所述翻转组件5用于对所述钢坯3进行翻转。

具体的，所述钢坯传送辊道1包括多个辊道单元，相邻所述辊道单元之间具有间隙6，所述翻转组件5设置于所述间隙6内；所述翻转组件5包括翻杆52，所述翻杆52的一端与基座9铰接，所述翻杆52的另一端设置有顶板53；当所述翻杆52转动时，翻杆52前端的顶板53顶起钢坯3，并使钢坯3翻转。所述翻转组件5还包括第一驱动件，所述第一驱动件的输出端设有凸轮101，所述凸轮101设置于所述翻杆52的下方，第一驱动件带动所述凸轮101转动，进而驱动翻杆52向上转动，实现对于钢坯3的翻转作用。

具体的，所述复位组件2根据一般待加工的钢坯3长度而定，本实施例中，钢坯3的长度约3-4m，所述复位组件2包括四个，四个所述复位组件2间隔设置，且等间距的设置于钢坯传送辊道1的同一侧，所述复位组件2用于对钢坯3进行推动复位；使得钢坯3到达钢坯传送辊道1的侧面；所述钢坯传送辊道1上还设置有至少一个顶推块4，具体的，本实施例的翻转校钢除鳞装置包括四块顶推块4，其中，顶推块4与复位组件2的位置相对应，所述顶推块4用于对已经复位的钢坯3进行校正；此处所提到的校正指从加热炉出料端至初轧(首轧)端的平直输送辊道上(也就是前文提到的钢坯传送辊道1)时，会出现钢坯3存在轻微的弯、拱、翘等缺陷，该缺陷会造成能耗增加、加剧轧辊磨损、轧材质量降低或报废，因此在进行初轧前需要进行一定的校正。通过顶推块4推动钢坯到达钢坯传送辊道1的侧面，利用顶推块4实现钢坯3在横向上挤压校正。

所述钢坯传送辊道1包括多个辊道单元，如图3所示，每个辊道单元包括底座11和转动辊轮12，所述转动辊轮12设置于所述底座11的中部，所述底座11的一侧固设有限位块13，所述限位块13用于对钢坯3进行限位，所述顶推块4与所述限位块13相对设置，所述顶推块4与所述底座11的顶面相接，所述顶推块4在垂直于所述钢坯3传输的方向上往复运动。

具体的，所述复位组件2包括复位杆21，所述复位杆21与所述顶推块4相邻设置，所述复位杆21与所述顶推块4的运动方向相同。复位杆21与顶推块4运动轨迹一直，均从底座的另一侧向限位块13所在的一侧运动，由此，将钢坯3抵至与整体钢坯传送辊道1的最左侧紧密接触。

具体的，如图5所示，所述翻杆52远离所述铰接轴51的一端设有顶板53，当所述翻杆 52处于水平位置时，也就是所述翻杆52与所述钢坯传送辊道1所述顶板53的一部分与所述限位块13的截面重合，另一部分与所述钢坯传送辊道1重合。初始时，所述翻杆52处于所述间隙6的偏向下方位置，当需要对所述钢坯3进行翻面时，所述翻杆顺时针旋转至所述顶板53的第一顶角531接触到所述钢坯3的底面，此处，第一顶角531与所述钢坯3接触的位置位于该钢坯3的重心靠所述限位块13一侧，所述翻杆52继续向上转动，所述翻杆52前端连接的顶板53从左侧底部推动所述钢坯3绕其右下方侧棱转动45°以上，钢坯因为重力的缘故自动继续转动，进而使得所述钢坯3整体向右翻转0度，即实现了钢坯3的翻转，在此过程中，由于机械翻转的振动作用，将钢坯3表层的铁鳞同时也震落掉了，因此起到了校钢除鳞的作用。

工作原理：当钢坯3从加热炉的出料口进入钢坯传送轨道1上时，为了对钢坯3表层的铁鳞进行去除，采用复位翻转的方式，首先，通过驱动复位组件2将钢坯3推至与限位块13相抵接，然后启动翻转组件5即可实现钢坯3的翻转除鳞；当出现如前所述的具有弯、拱、翘等缺陷的钢坯时，可将待校正的一面通过翻转至与所述顶推块4相对，然后启动顶推块4，在限位块13与顶推块4的挤压作用下，使得有缺陷的钢坯3得到进一步的校正。

进一步，所述翻杆52还可以继续向上转动，由于钢坯已经转动90°，如图5所示，钢坯落在翻杆52中部位置，翻杆52中部可以继续推动钢坯向上抬升，悬空脱离钢坯传送轨道1，然后翻杆52复位，钢坯落下，和钢坯传送轨道1撞击，实现二次敲击作用，更好地除去钢坯表面的铁鳞。

实施例2

一种校钢除鳞一体生产线，如图6所示，包括加热炉、钢坯传送辊道1、初轧机，还包括实施例1所述的翻转校钢除鳞装置，所述加热炉的炉顶以及端墙上设置有黑体元件，钢坯3从所述加热炉的出料口进入所述钢坯传送辊道1，在此期间，通过所述翻转校钢除鳞装置对钢坯进行校钢、除鳞处理形成合格钢坯，所述合格钢坯进入初轧机进行轧钢工序。

进一步的，所述钢坯传送辊道1上还设有高压水除鳞装置，所述高压水除鳞装置设置于所述翻转校钢除鳞装置与初轧机之间。

所述加热炉中设置有至少两种黑体元件，所述黑体元件包括第一黑体元件和第二黑体元件，所述第一黑体元件设置于所述加热炉的炉顶，所述第二黑体元件设置于所述加热炉的端墙和侧壁。

所述第一黑体元件包括若干黑体单元，如图7所示，所述黑体单元以炉顶上的平焰烧嘴为中心环通过所述平焰烧嘴布置，所述黑体单元采用过渡斜坡式错排方式，靠近所述平焰烧嘴的黑体单元体积大，远离所述平焰烧嘴的黑体单元体积依次减小。

如图8所示，所述第二黑体元件为偏心锥台的结构，所述第二黑体元件顶部一侧的圆心相对于底部一侧的圆心偏移了5-10cm，当本发明斜向上设置，通过偏心的结构，使第二黑体元件在侧壁安装的过程中，锥台的底部能够具有更大的支撑力，当本发明斜向下设置，偏心锥台提供了更大的与炉壁的安装面，使黑体墙元件在侧壁上固定的更加稳固。

上述的校钢除鳞一体生产线，结构合理，发明人已进行了多次试验，发现，改进后的加热炉得到的钢坯与原加热炉相比，钢坯上的铁鳞减少很多，这极大的提高了后续的钢坯除鳞效率，同时，通过将翻转校钢除鳞装置应用于钢坯传送轨道上，不仅实现了不停机即可进行对存在微小缺陷的钢坯形态的校正，还利用机械震荡手段震落了钢坯上的少量铁鳞，极大的改善了钢坯的质量，对后续工序中用到的机器的磨损率也进一步得到控制，整个生产线与现有的产线相比，产量提高了15％，良率提高到了5％，机器维护次数明显减少。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种校钢除鳞一体生产线，包括加热炉、钢坯传送辊道（1）、初轧机，其特征在于，还包括翻转校钢除鳞装置，所述加热炉的炉顶以及端墙上设置有黑体元件，钢坯从所述加热炉的出钢口进入所述钢坯传送辊道（1），通过所述翻转校钢除鳞装置对钢坯（3）进行校钢、除鳞处理，得到合格钢坯，所述合格钢坯进入初轧机进行轧制，所述翻转校钢除鳞装置用于设置在钢坯传送辊道（1）的一侧；

所述翻转校钢除鳞装置包括基座（9）、至少两个复位组件（2）和至少两个翻转组件（5）；所述基座（9）设置于所述钢坯传送辊道（1）的一侧，所述复位组件（2）和所述翻转组件（5）均与所述基座（9）活动连接；

所述复位组件（2）和所述翻转组件（5）分别沿所述钢坯传送辊道（1）的传送方向间隔设置；所述复位组件（2）包括复位杆（21），所述复位杆（21）用于推动所述钢坯（3）；所述翻转组件（5）包括翻杆（52），所述翻杆（52）的一端与基座（9）铰接，所述翻杆（52）的另一端设置有顶板（53）；当所述翻杆（52）转动时，翻杆（52）前端的顶板（53）顶起钢坯（3），并使钢坯（3）翻转；

还包括顶推块（4），所述顶推块（4）设置在所述钢坯传送辊道（1）的侧面，所述顶推块（4）与所述复位组件（2）的运动方向相同，所述顶推块（4）用于校正存在缺陷的钢坯（3）；所述缺陷是指钢坯（3）存在弯缺陷；还包括抵推驱动机构，所述抵推驱动机构用于驱动所述顶推块（4）和所述复位杆（21）；所述抵推驱动机构为气缸，气缸包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞与所述顶推块（4）相连，所述第二活塞与所述复位杆（21）相连；

所述翻转组件还包括第一驱动件，所述第一驱动件的输出端设置有凸轮，所述凸轮用于驱动所述翻杆转动；所述第一驱动件为伺服电机，伺服电机输出轴连接凸轮，带动凸轮转动，进而驱动所述翻杆绕所述基座上的铰接轴顺时针转动；所述钢坯传送辊道（1）的另一侧设置有限位块（13），所述复位组件（2）能够向所述限位块（13）的方向往复移动；所述复位组件（2）用于推送所述钢坯（3）靠近所述限位块（13），所述翻转组件（5）用于对所述钢坯（3）进行翻转；

所述加热炉中设置有至少两种黑体元件，所述黑体元件包括第一黑体元件和第二黑体元件，所述第一黑体元件设置于所述加热炉的炉顶，所述第二黑体元件设置于所述加热炉的端墙和侧壁；

所述第一黑体元件包括若干黑体单元，所述黑体单元以炉顶上的平焰烧嘴为中心环绕所述平焰烧嘴布置，所述黑体单元采用过渡斜坡式错排方式，靠近所述平焰烧嘴的黑体单元体积大，远离所述平焰烧嘴的黑体单元体积依次减小；所述第二黑体元件为偏心锥台的结构，所述第二黑体元件顶部一侧的圆心相对于底部一侧的圆心偏移了5-10cm。

2.根据权利要求1所述的校钢除鳞一体生产线，其特征在于：所述钢坯传送辊道（1）包括多个辊道单元，相邻所述辊道单元之间具有间隙（6），所述翻转组件（5）设置于所述间隙（6）中。

3.根据权利要求1所述的校钢除鳞一体生产线，其特征在于：当所述翻杆（52）处于水平位置时，所述顶板（53）的一部分与所述限位块（13）的截面在钢坯（3）传送方向上投影重合，另一部分与所述钢坯传送辊道（1）在钢坯（3）传送方向上投影重合。

4.根据权利要求1所述的校钢除鳞一体生产线，其特征在于：所述钢坯传送辊道（1）上还设有高压水除鳞装置，所述高压水除鳞装置设置于所述翻转校钢除鳞装置与初轧机之间。

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