CN113042553B - 一种热轧的精除鳞装置及热轧生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧的精除鳞装置，包括：集水管、变频电机、除鳞泵、最小流量阀、入口集管、出口集管和高温计；除鳞泵设置在集水管上；变频电机连接除鳞泵；最小流量阀设置在除鳞泵出口的支管上；集水管通过入口喷射阀连接入口集管，通过出口喷射阀连接出口集管；高温计用于检测中间坯的温度；精除鳞装置连接控制器，控制器用于：在目标中间坯的头部经过入口集管前降低入口集管和出口集管的除鳞水压力；在目标中间坯的头部经过入口集管后提高入口集管和出口集管的除鳞水压力；当目标中间坯的尾部温度低于预设温度时，开启最小流量阀关闭出口喷射阀；上述精除鳞装置能够避免中间坯头尾部温降过多导致的精轧稳定性下降。

Description

一种热轧的精除鳞装置及热轧生产线

技术领域

本申请涉及板坯热轧技术领域，尤其涉及一种热轧的精除鳞装置及热轧生产线。

背景技术

在热轧生产流程中，板坯在经过加热炉加热后，先通过粗轧前除鳞除去板坯表面因加热产生的一次氧化铁皮，然后板坯在经过粗轧机多道次粗轧后，得到中间坯(或中间板坯)，在粗轧过程中中间坯表面产生二次氧化铁皮，因此中间坯在进入精轧机组精轧之前，还需要通过精除鳞装置去除中间坯表面的二次氧化铁皮。而一些中间坯对除鳞水的使用特别敏感，尤其是热轧成品厚度较薄的钢种，一旦对中间坯使用大量除鳞水，会造成中间坯的头部和尾部温降过大，对后续的精轧稳定性产生不利影响。

发明内容

本发明提供了一种热轧的精除鳞装置及热轧生产线，以解决或者部分解决部分中间坯在精除鳞时头部、尾部温降过大，影响精轧稳定性的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种热轧的精除鳞装置，精除鳞装置包括：集水管、变频电机、除鳞泵、最小流量阀、入口集管、出口集管和高温计；

除鳞泵设置在集水管上；变频电机连接除鳞泵；变频电机和除鳞泵用于控制入口集管和出口集管的除鳞水压力；

最小流量阀设置在除鳞泵出口的支管上；

集水管通过入口喷射阀连接入口集管，集水管通过出口喷射阀连接出口集管；

高温计设置在入口集管处，用于检测中间坯的温度；

精除鳞装置连接控制器，控制器用于：

在目标中间坯的头部经过入口集管之前，降低入口集管和出口集管的除鳞水压力；

在目标中间坯的头部经过入口集管之后，提高入口集管和出口集管的除鳞水压力；

当目标中间坯的尾部温度低于预设温度时，开启最小流量阀，关闭出口喷射阀。

可选的，控制器具体用于：

获取预设距离、预设温度和目标中间坯的目标除鳞水压力；

在目标中间坯的头部经过入口集管之前，控制入口集管和出口集管的除鳞水压力至第一除鳞水压力，第一除鳞水压力低于目标除鳞水压力；

在目标中间坯的头部经过入口集管，且与入口集管的距离大于预设距离时，控制入口集管和出口集管的除鳞水压力至目标除鳞水压力；

在目标中间坯的头部经过入口集管的预设时长后，判断目标中间坯的温度是否低于预设温度；若目标中间坯的温度低于预设温度，开启最小流量阀，关闭出口喷射阀。

可选的，预设距离为0～10米。

可选的，目标除鳞水压力为24～30MPa；第一除鳞水压力为10～14MPa。

可选的，预设时长为30～60秒。

可选的，预设温度为900～1000℃。

可选的，最小流量阀处的除鳞水流量等于出口喷射阀处的除鳞水流量。

如上述的技术方案，变频电机的频率范围为0～50赫兹。

可选的，精除鳞装置包括：第一变频电机、第二变频电机、第一除鳞泵、第二除鳞泵、第一最小流量阀、第二最小流量阀；

第一除鳞泵和第二除鳞泵分别连接集水管；

第一变频电机连接第一除鳞泵，第二变频电机连接第二除鳞泵；

第一最小流量阀设置在第一除鳞泵出口的第一支管上；

第二最小流量阀设置在第二除鳞泵出口的第二支管上。

基于前述技术方案相同的发明构思，本发明还提供了一种热轧生产线，包括热轧辊道，在热轧辊道上设有粗轧机组和精轧机组，在粗轧机组和精轧机组之间的热轧辊道上设有前述技术方案中任一种的精除鳞装置。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种热轧的精除鳞装置，包括：集水管、变频电机、除鳞泵、最小流量阀、入口集管、出口集管和高温计；其中，变频电机和除鳞泵用于控制入口集管和出口集管的除鳞水压力，高温计用于检测中间坯的温度，精除鳞装置连接控制器；在使用上述精除鳞装置时，通过控制器在目标中间坯进入精除鳞之前，先降低除鳞水压力，减少对中间坯头部的除鳞水量，以实现“让头”功能，避免因中间坯头部温降过快，导致中间坯头部穿带的稳定性降低；当中间坯的头部经过入口集管之后，再提高入口集管和出口集管的除鳞水压，保证中间坯中部的除鳞质量；同时为了避免中间坯尾部温度过低，控制器判断中间坯尾部温度是否低于预设温度；若低于预设温度，则开启最小流量阀，关闭出口喷射阀，只保留入口集管进行除鳞，避免中间坯尾部温度进一步降低，使精除鳞箱实现“让尾”功能。总的来说，上述精除鳞装置既能在中间坯经过精除鳞时，自动降低中间坯头部和尾部的除鳞水压力，避免中间坯头尾部温降过多导致的精轧稳定性下降的问题，同时也能为中间坯中部提供足够的除鳞水压力，保证热轧成品卷的表面质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的精除鳞装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的包括两套除鳞泵的精除鳞装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的精除鳞装置的控制流程示意图；

附图标记说明：

1、集水管；2、变频电机；21、第一变频电机；22、第二变频电机；3、除鳞泵；31、第一除鳞泵；32、第二除鳞泵；4、最小流量阀；41、第一最小流量阀；42、第二最小流量阀；5、支管；51、第一支管；52、第二支管；6、入口喷射阀；7、入口集管；8、出口喷射阀；9、出口集管；10、高温计。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

研究表明，若中间坯在精除鳞时头部、尾部温降过大，容易引起精轧时因中间坯头部温度低造成穿带不稳，尾部温度低造成尾部坯轧制跑偏的问题，严重影响热轧精轧稳定性。通常来说，为了解决头尾温降大的问题，可以采取降低精除鳞装置的除鳞水压力来减少除鳞水的使用；但目前的精除鳞箱无法实现只对中间坯头尾部降低除鳞水量，一旦降低了精除鳞水压力设定值，将减少整个中间坯的除鳞水量，如此一方面容易导致中间坯除鳞不干净，在精轧时产生氧化铁皮压入缺陷；另一方面也可能导致精轧温度不能控制在设定温度，影响热轧卷的组织性能。

为了同时解决上述问题，在一个可选的实施例中，如图1所示，提供了一种热轧的精除鳞装置，包括：集水管1、变频电机2、除鳞泵3、最小流量阀4、入口集管7、出口集管9和高温计10；除鳞泵3设置在集水管1上；变频电机2连接除鳞泵3，变频电机2和除鳞泵3用于控制入口集管7和出口集管9的除鳞水压力；最小流量阀4设置在除鳞泵3出口的支管5上；集水管1通过入口喷射阀6连接入口集管7，集水管1通过出口喷射阀8连接出口集管9；高温计10设置在入口集管7处，用于检测中间坯的温度；

精除鳞装置连接控制器，控制器用于：在目标中间坯的头部经过入口集管7之前，降低入口集管7和出口集管9的除鳞水压力；在目标中间坯的头部经过入口集管7之后，提高入口集管7和出口集管9的除鳞水压力；当目标中间坯的尾部温度低于预设温度时，开启最小流量阀4，关闭出口喷射阀8。

具体的，上述精除鳞装置中各个组件的作用为：

变频电机2，用于驱动除鳞泵3；

除鳞泵3，用于给入口集管7和出口集管9提供高压水；

最小流量阀4，用于高压水的溢流，减小除鳞泵3的泵负荷，保护除鳞泵3；

入口喷射阀6，用于开关入口集管7的高压水；

出口喷射阀8，用于开关入口集管7的高压水；

入口集管7，用于对中间坯除鳞；

出口集管9，用于对中间坯除鳞；

高温计10，用于对中间坯的温度进行实时检测，检测范围600℃-1600℃。

控制器，电连接热轧的精除鳞装置中的变频电机2、最小流量阀4、入口喷射阀6和出口喷射阀8，以进行相应的控制；控制器可以使用一级系统中的控制器，如PLC控制器。

与原先精除鳞箱使用的固定50Hz的工频电机不同，本实施例中的精除鳞装置使用变频电机2，其频率调节范围为0～50Hz；如此控制器能够通过调整变频电机2的频率，控制除鳞泵3调节入口集管7和出口集管9的除鳞水压力；最小流量阀4安装在除鳞泵3口的支管5上，当除鳞泵3正常运转，入口喷射阀6和出口喷射阀8开启时，集水管1正常供水，最小流量阀4关闭；当需要关闭出口喷射阀8，即关闭出口集管9时，控制器控制最小流量阀4开启，部分除鳞水从支管5排出，使除鳞泵3正常工作，入口集管7保持正常的除鳞水压力。

本实施例提供的精除鳞装置具有对目标中间坯进行“让头”、“让尾”功能，目标中间坯是指需要实施这个功能的中间坯，通常来说，对于精轧后热轧成品厚度在3.0mm以下的中间坯，需要精除鳞装置实施“让头”或“让尾”。通过控制器在目标中间坯进入精除鳞之前，先降低除鳞水压力，减少对中间坯头部的除鳞水量，以实现“让头”功能，避免因中间坯头部温降过快，导致中间坯头部穿带的稳定性降低；当中间坯的头部经过入口集管7之后，再提高入口集管7和出口集管9的除鳞水压，保证中间坯中部的除鳞质量；为了避免中间坯尾部温度过低，通过高温计10检测中间坯尾部温度，控制器判断是否低于预设温度；其中，预设温度为判断中间坯温度是否偏低的阈值温度；若低于预设温度，则开启最小流量阀4，关闭出口喷射阀8，只保留入口集管7进行除鳞，避免中间坯尾部温度进一步降低，使精除鳞箱实现“让尾”功能。总的来说，上述精除鳞装置既能在中间坯经过精除鳞时，自动降低中间坯头部和尾部的除鳞水压力，避免中间坯头尾部温降过多引起的精轧稳定性下降的问题，同时也能为中间坯中部提供足够的除鳞水压力，保证热轧成品卷的表面质量。

另一方面，根据带钢的生产控制规程，热轧成品卷在通过后续的精整工序，或冷轧工序时会切除一定长度的头尾卷；因此本实施例提供的精除鳞装置，在实现中间坯的“让头”、“让尾”的功能时，不会影响最终的钢卷质量。

基于上述发明构思，在另一个可选的实施例中，提供了一套可选的控制逻辑，具体如下：

S1：获取预设距离、预设温度和目标中间坯的目标除鳞水压力；

S2：在目标中间坯的头部经过入口集管7之前，控制入口集管7和出口集管9的除鳞水压力至第一除鳞水压力，第一除鳞水压力低于目标除鳞水压力；

S3：在目标中间坯的头部经过入口集管7，且与入口集管7的距离大于预设距离时，控制入口集管7和出口集管9的除鳞水压力至目标除鳞水压力；

S4：在目标中间坯的头部经过入口集管7的预设时长后，判断目标中间坯的温度是否低于预设温度；若目标中间坯的温度低于预设温度时，开启最小流量阀4，关闭出口喷射阀8。

具体的，预设距离表示精除鳞装置对中间坯进行“让头”的距离。在度量距离时，目标中间坯的头部经过入口集管7，可以是目标中间坯的最前端经过入口集管7的中心线的时刻，也可以是目标中间坯的最前端经过入口集管7的第一根水管的时刻，在此不做限制。当目标中间坯的最前端经过入口集管7且达到预设距离时，表示此时中间坯的头部已经经过精除鳞装置，此时应当恢复除鳞水压力至正常值，也就是目标除鳞水压力；在目标中间坯的头部经过入口集管7的预设时长后，目标中间坯的尾部到达高温计10附近，此时开始判断目标中间坯的温度是否低于预设温度，若低于预设温度，说明目标中间坯的尾部温降较多，此时开启最小流量阀4，关闭出口喷射阀8，减少出口那一排除鳞集管，只保留入口集管7；多余的除鳞水经过最小流量阀4从支管5溢出，保证除鳞泵3和入口集管7正常工作，对中间坯的尾部进行“让尾”。可选的，最小流量阀4处的除鳞水流量等于出口喷射阀8处的除鳞水流量。

预设距离表示“让头”的中间坯的头部长度，预设距离不能过长，否则影响中间坯中部的除鳞质量。可选的，预设距离为0～10米。

目标除鳞水压力为目标中间坯在控制系统中的设定除鳞水压力，根据目标钢种的轧制工艺确定，通常的，目标除鳞水压力为24～30MPa，优选为28MPa，30MPa；第一除鳞水压力不能太低，否则中间坯头部氧化铁皮太多，严重影响精轧质量；第一除鳞水压力不能太高，否则导致中间坯温降依然过大；研究表明，第一除鳞水压力的可选范围为10～14MPa，优选为12MPa。

预设时长根据中间坯长度范围和中间坯在热轧辊道上的运输速度综合确定，使目标中间坯的头部在经过入口集管7预设时长后，其尾部刚好在高温计10附近。按照中间坯长度为30～100米，中间坯运输速度为1～1.5米/秒考虑，预设时长可选值为为30～60秒。

预设温度是表示中间坯尾部温度是否过低的阈值温度。通过研究表明，预设温度的取值范围900～1000℃，优选900℃。

由于精除鳞水用量较大，会遇到一套除鳞泵无法满足入口集管和出口集管的除鳞压力，如此可以设计两套除鳞泵，故而基于前述实施例相同的发明构思，在另一个可选的实施例中，如图3所示，精除鳞装置包括：第一变频电机21、第二变频电机22、第一除鳞泵31、第二除鳞泵32、第一最小流量阀41、第二最小流量阀42；

第一除鳞泵31和第二除鳞泵32分别连接集水管；

第一变频电机21连接第一除鳞泵31，第二变频电机22连接第二除鳞泵32；

第一最小流量阀41设置在第一除鳞泵31出口的第一支管51上；

第二最小流量阀42设置在第二除鳞泵32出口的第二支管52上。

具体的，上述精除鳞装置中各个组件的作用为：

第一变频电机21，用于驱动第一除鳞泵31；

第二变频电机22，用于驱动第二除鳞泵32；

第一除鳞泵31，用于给入口集管7和出口集管9提供高压水；

第二除鳞泵32，用于给入口集管7和出口集管9提供高压水；

第一最小流量阀41，用于高压水的溢流，减小第一除鳞泵31的泵负荷，保护第一除鳞泵31；

第二最小流量阀42，用于高压水的溢流，减小第二除鳞泵32的泵负荷，保护第二除鳞泵32；

入口喷射阀6，用于开关入口集管7的高压水；

出口喷射阀8，用于开关入口集管7的高压水；

入口集管7，用于对中间坯除鳞；

出口集管9，用于对中间坯除鳞；

高温计10，用于对中间坯的温度进行实时检测，检测范围600℃-1600℃。

在接下来的实施例中，将前述实施例中的精除鳞装置应用到某厂的2250热轧生产线，结合实际数据进行详细的说明：

首先，将精除鳞装置的让头、让尾功能可以在现场控制系统的操作画面选择是否投用，并设定让头距离L(预设距离，L＝5米)可以通过操作画面进行设定。由于中间坯长度在40米左右，中间坯的运输速度为1.1m/s，因此预设时长设置为30秒

变频电机由变频器驱动，可以在0～50赫兹范围内调节转速，其中，32赫兹对应第一除鳞水压力，为12兆帕，45赫兹对应目标除鳞水压力，为30兆帕；

另外，当中间坯头部经过入口集管7后，且距离入口集管7的距离大于L＝5米后，变频器的频率由32赫兹切换为45赫兹，对应的入口集管7和出口集管9的除鳞水压力由12兆帕升高为30兆帕；

同时，当中间坯头部距离经过入口集管7的30秒后，高温计10开始实时检测中间坯尾部的温度，当中间坯尾部的温度小于900℃(预设温度)时，自动打开第一除鳞泵出口的第一最小流量阀、第二除鳞泵出口的第二最小流量阀，在最小流量阀打开后，自动关闭出口喷射阀8，减少出口集管9处的一排除鳞集管。

上述整个控制过程详细流程图如图3所示。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，还提供了一种热轧生产线，包括热轧辊道，在热轧辊道上设有粗轧机组和精轧机组，在粗轧机组和精轧机组之间的热轧辊道上设有前述实施例中的精除鳞装置。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种热轧的精除鳞装置，包括：集水管、变频电机、除鳞泵、最小流量阀、入口集管、出口集管和高温计；其中，变频电机和除鳞泵用于控制入口集管和出口集管的除鳞水压力，高温计用于检测中间坯的温度，精除鳞装置连接控制器；在使用上述精除鳞装置时，通过控制器在目标中间坯进入精除鳞之前，先降低除鳞水压力，减少对中间坯头部的除鳞水量，以实现“让头”功能，避免因中间坯头部温降过快，导致中间坯头部穿带的稳定性降低；当中间坯的头部经过入口集管之后，再提高入口集管和出口集管的除鳞水压，保证中间坯中部的除鳞质量；同时为了避免中间坯尾部温度过低，控制器判断中间坯尾部温度是否低于预设温度；若低于预设温度，则开启最小流量阀，关闭出口喷射阀，只保留入口集管进行除鳞，避免中间坯尾部温度进一步降低，使精除鳞箱实现“让尾”功能。总的来说，上述精除鳞装置既能在中间坯经过精除鳞时，自动降低中间坯头部和尾部的除鳞水压力，避免中间坯头尾部温降过多导致的精轧稳定性下降的问题，同时也能为中间坯中部提供足够的除鳞水压力，保证热轧成品卷的表面质量。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种热轧的精除鳞装置，其特征在于，所述精除鳞装置包括：集水管、变频电机、除鳞泵、最小流量阀、入口集管、出口集管和高温计；

所述除鳞泵设置在所述集水管上；所述变频电机连接所述除鳞泵；所述变频电机和所述除鳞泵用于控制所述入口集管和所述出口集管的除鳞水压力；

所述最小流量阀设置在所述除鳞泵出口的支管上；

所述集水管通过入口喷射阀连接所述入口集管，所述集水管通过出口喷射阀连接所述出口集管；

所述高温计设置在所述入口集管处，用于检测中间坯的温度；

所述精除鳞装置连接控制器，所述控制器用于：

获取预设距离、预设温度和目标中间坯的目标除鳞水压力；

在目标中间坯的头部经过所述入口集管之前，控制所述入口集管和所述出口集管的除鳞水压力至第一除鳞水压力，所述第一除鳞水压力低于所述目标除鳞水压力；

在所述目标中间坯的头部经过所述入口集管，且与所述入口集管的距离大于所述预设距离时，控制所述入口集管和所述出口集管的除鳞水压力至所述目标除鳞水压力；

在所述目标中间坯的头部经过所述入口集管的预设时长后，判断所述目标中间坯的温度是否低于预设温度；若所述目标中间坯的温度低于预设温度，开启所述最小流量阀，关闭所述出口喷射阀。

2.如权利要求1所述的精除鳞装置，其特征在于，所述预设距离为0~10米。

3.如权利要求1所述的精除鳞装置，其特征在于，所述目标除鳞水压力为24~30MPa；所述第一除鳞水压力为10~14MPa。

4.如权利要求1所述的精除鳞装置，其特征在于，所述预设时长为30~60秒。

5.如权利要求1所述的精除鳞装置，其特征在于，所述预设温度为900~1000℃。

6.如权利要求1所述的精除鳞装置，其特征在于，所述最小流量阀处的除鳞水流量等于所述出口喷射阀处的除鳞水流量。

7.如权利要求1所述的精除鳞装置，其特征在于，所述变频电机的频率范围为0~50赫兹。

8.如权利要求1所述的精除鳞装置，其特征在于，所述精除鳞装置包括：第一变频电机、第二变频电机、第一除鳞泵、第二除鳞泵、第一最小流量阀、第二最小流量阀；

所述第一除鳞泵和所述第二除鳞泵分别连接所述集水管；

所述第一变频电机连接所述第一除鳞泵，所述第二变频电机连接所述第二除鳞泵；

所述第一最小流量阀设置在所述第一除鳞泵出口的第一支管上；

所述第二最小流量阀设置在所述第二除鳞泵出口的第二支管上。

9.一种热轧生产线，包括热轧辊道，在所述热轧辊道上设有粗轧机组和精轧机组，其特征在于，在所述粗轧机组和所述精轧机组之间的所述热轧辊道上设有如权利要求1~8任一权项所述的精除鳞装置。

Images