CN115591954A - 一种灵活生产金属带的冷却系统、生产线及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属压延技术领域，涉及一种灵活生产金属带的冷却系统、生产线及生产方法。本发明包括沿金属带行走方向顺次设置的板坯轧制机组、冷却系统、高速飞剪以及卷取机组，冷却系统包括输送辊道和布置在输送辊道上下两侧以冷却金属带的冷却装置；输送辊道包括布置在金属带的下方用于传输金属带的输送辊和若干嵌设于输送辊之间的活动辊，活动辊用于控制金属带的水平位置；冷却装置至少为1组，输送辊道上与各组冷却装置相对应的各区域内均设有至少两个间隔分布的活动辊。本发明提出的生产金属带的冷却系统、生产线及生产方法，能够减少金属带表面质量损伤，还能在生产线不停机的情况下进行辊道在线修复，提升了生产线的灵活性。

Description

一种灵活生产金属带的冷却系统、生产线及生产方法

技术领域

本发明属于金属压延技术领域，涉及一种灵活生产金属带的冷却系统、生产线及生产方法。

背景技术

短流程连铸连轧是20世纪80年代末开发成功的一项技术，是转炉炼钢和全连铸之后，钢铁冶金领域的又一革命性技术，引领了钢铁制造技术的发展方向。它的成功开发实现了薄规格铸坯连铸与热连轧的有机结合，是近终形制造技术的重大突破。短流程连铸连轧生产技术不仅对于建设节能型和环保型社会十分有利，作为未来钢铁冶金技术的发展趋势，其与传统热连轧相比更突出的优势在于，短流程连铸连轧技术可以生产传统热连轧难以生产的薄规格金属带。这得益于短流程连铸连轧技术的无头或半无头生产工艺，避免了常规热连轧单块轧制时故障率最高的穿带过程，使得轧制稳定性较常规热连轧已大幅提升。

短流程连铸连轧在进行无头或半无头生产时，金属带经过板坯轧制机组(最终减薄轧机)后通过层流冷却控制冷却达到目标温度，经高速飞剪剪切后，导入不同的卷取机，实现高速分卷，下一卷金属带头部则经高速飞剪运行至卷取机进行穿带卷取。现有的短流程连铸连轧存在以下问题：(1)金属带经过最终减薄轧机后通过冷却段到达高速飞剪需要经过数十米的行走距离，该段距离由数十甚至上百根输送辊道铺填，金属带通过这些输送辊道运送至高速飞剪区域。当这些输送辊道中的任何一根输送辊道出现故障(电机损坏、轴承卡死)时，都有可能造成钢板成批次的表面质量问题废品，对于无头轧制生产，情况更恶劣，可能造成整个浇次产品判废或降级处理；(2)由于短流程连铸连轧生产线的特点是超薄规格金属带的生产，且近年来随着高拉速连铸技术的不断突破，轧线生产速度也持续加快，所以导致现有的短流程连铸连轧系统中，薄规格金属带经高速飞剪剪切后，带头运行至卷取机的过程中，极易出现金属带腾空、堆叠和缠绕等问题，而且超薄金属带卷取切分后，下一卷带头导入不同的卷取机夹送辊和卷筒过程中，也有可能出现穿带失败，而后续金属带又无法减速或者停止，同样会造成金属带堆叠和缠绕等问题，使生产线事故停机，造成经济效益和产能效益下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种灵活生产金属带的冷却系统、生产线及生产方法，通过布置在板坯轧制机组与高速飞剪之间的冷却系统，避免输送辊道损坏造成的产品表面质量问题，并能及时对损坏的输送辊进行在线修复，能一定程度提高生产线的灵活性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种灵活生产金属带的冷却系统，包括输送辊道和布置在输送辊道上下两侧以冷却金属带的冷却装置；

所述输送辊道包括布置在金属带的下方用于传输金属带的输送辊和若干嵌设于输送辊之间的活动辊；

所述冷却装置至少为1组，所述输送辊道上与各组冷却装置相对应的各区域内均设有至少两个间隔分布的活动辊，且所述活动辊的高度能够自动调节以控制金属带的水平位置。

进一步，所述冷却装置至少为两组，所述输送辊道上与各组冷却装置相对应的各区域内均设有至少两个活动辊，并且位于各区域内两端的活动辊在金属带的长度方向上分别与各组冷却装置两端相对应。

进一步，所述冷却装置为升降式结构，通过抬升或压下使其远离或靠近所述金属带。

进一步，所述活动辊包括与输送辊平齐设置的下辊和与下辊呈上下对称布置的上辊，上辊与下辊之间形成金属带的通道，且上辊和下辊的间距可调以夹持金属带。

进一步，所述活动辊布置在金属带的下表面，采用抬升方式控制金属带的水平位置，在活动辊的底部设有用于抬升活动辊的抬升装置，抬升装置为垂直升降式或摆臂升降式结构。

另一方面，本发明还提供一种灵活生产金属带的生产线，包括沿金属带行走方向顺次设置的板坯轧制机组、高速飞剪以及卷取机组，还包括上述的冷却系统，且该冷却系统位于所述板坯轧制机组和高速飞剪之间。

本发明还提供一种灵活生产金属带的生产方法，当所述输送辊道中的某一区域内的输送辊出现故障时，通过活动辊抬升金属带使其脱离该区域的输送辊道，并对该输送辊进行在线修复，待修复完成后，将该区域的活动辊复位，并恢复正常生产。

进一步，所述冷却装置至少为两组，且各组冷却装置正常压下进行金属带冷却；所述输送辊道中的某一区域内的输送辊出现故障时，关闭与该区域相对应的冷却装置并将其进行抬升后，并且调节其余冷却装置的冷却介质量以确保金属带的冷却速度，再通过活动辊抬升金属带使其脱离该区域的输送辊道，并对该输送辊进行在线修复，待修复完成后，将该区域的活动辊和冷却装置复位，并恢复正常生产。

进一步，当金属带在板坯轧制机组与卷取机之间的空冷温度降低值不小于设定的终轧温度与卷取温度差值时，冷却装置不工作，关闭冷却装置并将其抬升限位以减少烘烤；

所述输送辊道中的某一区域内的输送辊出现故障时，直接通过活动辊抬升金属带使其脱离该区域的输送辊道，并对该输送辊进行在线修复，待修复完成后，将该区域的活动辊复位，并恢复正常生产。

一种灵活生产金属带的生产方法，当冷却系统的下游生产节奏发生变化时，通过活动辊控制金属带的水平高度，以调节下游生产节奏。

本发明的有益效果在于：

(1)在本发明中当板坯轧制机组(最终减薄轧机)与高速飞剪之间的冷却区域出现辊道故障时，可迅速调整故障区域冷却系统中冷却装置和输送辊道的工作位置，使金属带与故障辊道脱离，避免产品表面质量损伤，并可迅速处理出现故障的输送辊，待处理完毕后活动辊复位，继续正常生产，不仅减少辊道划伤表面造成的产品质量问题，并且无需停机进行修复，生产效率更高，生产更灵活。

(2)由于无头轧制生产速度较快，薄规格金属带经高速飞剪剪切后，带头运行至卷取机的过程中，极易出现金属带腾空、堆叠和缠绕等问题，并且超薄金属带卷取切分后，下一卷带头导入不同的卷取机夹送辊和卷筒过程中，可能出现穿带失败，也会造成金属带堆叠和缠绕等问题，均造成使生产线事故停机，造成经济效益和产能效益下降，但是在本发明中当高速飞剪与卷取机出现金属带堆叠和缠绕等问题时，本发明通过活动辊控制金属带水平高度对板坯轧制机组输出的金属带进行临时储料，保证前后工序各自的生产节奏，从而能够在生产线不停机的情况下，为高速飞剪与卷取机之间出现的故障争取故障修复时间，待穿带故障解决后，再逐渐下降活动辊至水平高度，恢复正常生产；并且可根据活动辊的机械控制系统调整抬升或下压的高度和速度，从而调节储料速度和放料速度，减少生产线节奏变化的影响，从而提高全线顺利生产的灵活性。

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优选的详细描述，其中：

图1为实施例1的一种灵活生产金属带的生产线的正常工作状态结构示意图；

图2为实施例1的一种灵活生产金属带的生产线的故障修复状态结构示意图；

图3为实施例2的一种灵活生产金属带的生产线的结构示意图；

图4为实施例3的一种灵活生产金属带的生产线的结构示意图；

图5为实施例4的一种灵活生产金属带的生产线的结构示意图；

图6为实施例5的一种灵活生产金属带的生产线的结构示意图；

图7为实施例6的一种灵活生产金属带的生产线的结构示意图。

附图标记：金属带1、板坯轧制机组2、冷却系统3、冷却装置301、输送辊道302、输送辊3021、活动辊3022、高速飞剪4、卷取机5。

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。

一种灵活生产金属带的冷却系统，包括输送辊道302(自然空冷)和布置在输送辊道302上下两侧以冷却金属带1的冷却装置301(强制冷却)，所述输送辊道302包括布置在金属带1的下方用于传输金属带1的输送辊3021和若干嵌设在于输送辊3021之间的活动辊3022，所述活动辊3022用于控制金属带1的水平位置，以使金属带1脱离输送辊道302，从而达到生产线不停机，在线修复输送辊道302的目的，所述冷却装置301至少为1组，所述输送辊道302上与各组冷却装置301相对应的各区域内均设有至少1个活动辊3022，且高度能够自动调节以控制金属带的水平高度。

该冷却装置301具体可为风冷、气雾冷却、水流冷却等装置的一种或几种组合，所述冷却装置301为升降式结构，通过抬升或压下位于输送辊道302上方的一部分冷却装置，使其远离或靠近金属带1；所述冷却装置301至少设为一组。

具体的，所述活动辊3022布置在金属带1的下方，且嵌设在所述输送辊3021之间，所述活动辊3022的底部设有用于抬升活动辊3022的抬升装置，所述抬升装置具体可为液压缸，并且该抬升装置采用垂直升降式。

在另一实施例中所述机械抬升装置为摆臂结构，所述活动辊3022安装在摆臂上，通过摆臂结构的升降装置控制活动辊3022的升降。

一种灵活生产金属带的生产线，包括沿轧制方向顺次设置的板坯轧制机组2、高速飞剪4以及卷取机5组，还包括上述的冷却系统3，且该冷却系统3位于所述板坯轧制机组2和高速飞剪4之间。

本实施例还提供一种灵活生产金属带的生产方法，当所述输送辊道302中的输送辊3021出现故障时，通过活动辊3022抬升金属带1使其脱离该输送辊3021，并对输送辊3021进行在线修复，待修复完成后，将活动辊3022复位；当冷却系统3的下游生产节奏发生变化时，通过活动辊3022抬升金属带1并控制活动辊3022抬升或下压的速度和高度，以减缓下游生产节奏。

在现有技术中，由于短流程连铸连轧在进行无头或半无头生产时生产速度较快，金属带经过板坯轧制机组2后通过层流冷却控制冷却达到目标温度，经高速飞剪4剪切后，导入不同的卷取机，实现高速分卷，冷却装置301作为必要的流程装置，虽然有利于控制金属带的目标卷取温度，但是金属带1经过板坯轧制机组2后通过冷却段到达高速飞剪4需要经过数十米的行走距离，该段距离由数十甚至上百根输送辊道铺填，金属带1通过这些输送辊道运送至高速飞剪4区域。当这些输送辊道中的任何一根输送辊道出现故障(电机损坏、轴承卡死)时，都有可能造成钢板成批次的表面质量问题废品，对于无头轧制生产，情况更恶劣，可能造成整个浇次产品判废或降级处理，而现有技术中没有针对这一问题的解决方案。其次，薄规格金属带经高速飞剪4剪切后，带头运行至卷取机5的过程中，极易出现金属带腾空、堆叠和缠绕等问题，并且超薄金属带卷取切分后，下一卷带头导入不同的卷取机5夹送辊和卷筒过程中，可能出现穿带失败，也会造成金属带堆叠和缠绕等问题，均造成使生产线事故停机，造成经济效益和产能效益下降。

在本发明中当输送辊道302出现辊道故障时，可采用活动辊3022迅速抬升故障区域的金属带1并继续生产，使其与事故辊道脱离，避免产品表面质量损伤，并可迅速处理出现故障的输送辊3021，待处理完毕后活动辊3022复位，继续正常生产，不仅减少辊道划伤表面造成的产品质量问题，并且无需停机进行修复，生产效率更高，生产更灵活。并且在本发明中当高速飞剪4与卷取机5出现金属带堆叠和缠绕等问题时，通过活动辊3022控制金属带水平高度对板坯轧制机组2输出的金属带1进行临时储料，保证前后工序各自的生产节奏，从而能够在生产线不停机的情况下，为高速飞剪4与卷取机5之间出现的故障争取故障修复时间，待穿带故障解决后，再逐渐下降活动辊3022至水平高度，恢复正常生产；并且可根据活动辊3022的机械控制系统调整抬升或下压的高度和速度，从而调节储料速度和放料速度，减少生产线节奏变化的影响，从而提高全线顺利生产的灵活性。

实施例1

请参阅图1～图2，为一种灵活生产金属带的生产线，包括布置于板坯轧制机组2和高速飞剪4之间的冷却系统3，该系统包含冷却装置301和输送辊道302。其中输送辊道302包含输送辊3021和活动辊3022，所述活动辊3022底部设有用于抬升活动辊3022的液压缸，所述活动辊3022为两组，且均采用垂直升降式，也就是所述活动辊3022的运动轨迹为直上直下，所述冷却装置301为一组。

重点参阅图2，生产金属带厚度为4mm，生产过程中，冷却装置301压下靠近金属带1并对金属带1进行冷却，活动辊3022此时作为输送辊与输送辊3021一起将金属带1输送至高速飞剪4。当输送辊3021出现故障时，为了维持冷却装置301的冷却效果，冷却装置301不抬升，活动辊3022仅抬升2cm，将金属带1抬离输送辊道302的辊面并继续生产，保护金属带表面质量，同时冷却装置301进行水量调节以适应与金属带1的距离，待生产线的浇次间隙进行输送辊3021故障修理(抬升高度较小，不便于维修)。

实施例2

请参阅图3，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中所述冷却装置301至少为两组，并且所述活动辊3022为五个，分别设置在所述输送辊道302上与两组冷却装置301相对应的各区域内，并且位于各区域内两端的活动辊3022在金属带1的长度方向上分别与各组冷却装置301两端相对应。

各组冷却装置301正常压下进行金属带1冷却，当所述输送辊道302中的某一区域内的输送辊3021出现故障时，关闭与该区域相对应的冷却装置301并将其进行抬升后，并且调节其余冷却装置301的冷却水量以确保金属带1的冷却速度，再将活动辊3022抬升80cm，使金属带1脱离该区域的输送辊道302，并对该输送辊3021进行在线修复，待修复完成后，将该区域的活动辊3022和冷却装置301复位，并恢复正常生产。本实施例中通过将冷却装置至少设为两组，并在所述输送辊道302上与各组冷却装置301相对应的各区域内均设有至少两个活动辊3022，通过各组冷却装置301与对应区域的活动辊3022的彼此协同配合，不仅减少了辊道划伤表面造成的产品质量问题，并且无需停机即可进行故障修复，生产效率更高，生产更灵活。

实施例3

请参阅图4，生产过程中，板坯轧制机组2(最终减薄轧机)与卷取机5之间的金属带1空冷温降值满足冷却卷取温度要求，冷却装置301未开启，活动辊3022作为输送辊与输送辊3021一起将金属带1输送至高速飞剪4。当输送辊道302中的某一输送辊3021出现故障时，将冷却装置301抬升至限位，且活动辊3022迅速抬升至最高限位，将金属带1抬离输送辊道302的辊面并继续生产，此时可及时进行故障输送辊3021的维修，输送辊3021故障修理完成后，将活动辊3022复位，重新恢复正常生产。

实施例4

请参阅图5，生产过程中，板坯轧制机组2(最终减薄轧机)与卷取机5之间的金属带空气温降值满足冷却要求，冷却装置301未开启，活动辊3022作为输送辊3021与输送辊3021一起将金属带输送至高速飞剪4。当卷取机5穿带故障时，冷却装置301抬升至限位，活动辊3022逐渐抬升储存上游工序的金属带1(储存量L＝L1+L2+L3+L4，缓冲时间t＝L/v，v为金属带的运行速度)，保证前后工序各自的生产节奏，从而能够在生产线不停机的情况下，为高速飞剪4与卷取机5之间出现的故障争取故障修复时间，待穿带故障解决后，再逐渐下降至水平高度，并且可根据活动辊3022的抬升装置调整抬升的高度和速度，从而调节储料速度和放料速度，减少生产线节奏变化的影响，从而提高全线顺利生产的灵活性。

实施例5

请参阅图6，本实施例与实施例1的区别在于，所述活动辊3022采用摆臂升降式，也就是所述活动辊3022的运动轨迹为弧形运动。

实施例6

请参阅图7，本实施例中所述活动辊3022包括与输送辊3021平齐设置的下辊和与下辊呈上下对称布置的上辊，上辊与下辊之间形成金属带1的通道，且上辊和下辊的间距可调以夹持金属带1，采用夹持方式控制两辊间的金属带张力，能够减少活动辊3022的布置数量，只需在所述输送辊道302上与各组冷却装置301相对应的各区域内的两端各布置一组用于夹持金属带1的活动辊3022，通过夹持力向金属带1施加张力以防止两夹持辊之间金属带在重力的作用下塌落。

需要说明的是，本发明中所述活动辊3022的组数可根据输出辊道的长度和抬升金属带1的长度做适应性的调整，并且可根据生产的需要选择抬升活动辊3022的组数，可选择抬升全部的活动辊3022，也可选择抬升部分活动辊3022，活动辊3022的抬升高度和抬升速度也可根据生产需要进行具体的设置。所述活动辊3022还可以设置金属带1的上方，并且通过下压金属带1起到调节生产节奏的作用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种灵活生产金属带的冷却系统，其特征在于：包括输送辊道(302)和布置在输送辊道(302)上下两侧以冷却金属带(1)的冷却装置(301)；

所述输送辊道(302)包括布置在金属带(1)下方用于传输金属带(1)的输送辊(3021)和若干嵌设于输送辊(3021)之间的活动辊(3022)；

所述冷却装置(301)至少为1组，所述输送辊道(302)与各组冷却装置(301)相对应的各区域内均设有至少两个间隔分布的活动辊(3022)，且所述活动辊(3022)的高度能够自动调节以控制金属带的水平位置。

2.根据权利要求1所述的灵活生产金属带的冷却系统，其特征在于：所述冷却装置(301)至少为两组，所述输送辊道(302)与各组冷却装置(301)相对应的各区域内均设有至少两个活动辊(3022)，并且位于各区域内两端的活动辊(3022)在金属带(1)的长度方向上分别与各组冷却装置(301)两端相对应。

3.根据权利要求2所述的灵活生产金属带的冷却系统，其特征在于：所述冷却装置(301)为升降式结构，通过抬升或压下使其远离或靠近所述金属带(1)。

4.根据权利要求1所述的灵活生产金属带的冷却系统，其特征在于：所述活动辊(3022)包括与输送辊(3021)平齐设置的下辊和与下辊呈上下对称布置的上辊，上辊与下辊之间形成金属带(1)的通道，且上辊和下辊的间距可调以夹持金属带(1)。

5.根据权利要求1所述的灵活生产金属带的冷却系统，其特征在于：所述活动辊(3022)布置在金属带(1)的下表面，采用抬升方式控制金属带(1)的水平位置，在活动辊(3022)的底部设有用于抬升活动辊(3022)的抬升装置，抬升装置为垂直升降式或摆臂升降式结构。

6.一种灵活生产金属带的生产线，包括沿金属带(1)行走方向顺次设置的板坯轧制机组(2)、高速飞剪(4)以及卷取机(5)组，其特征在于：还包括如权利要求1-5任一项中所述的冷却系统(3)，且冷却系统(3)位于所述板坯轧制机组(2)和高速飞剪(4)之间。

7.一种灵活生产金属带的生产方法，其特征在于：采用如权利要6中所述的生产线，当所述输送辊道(302)中的某一区域内的输送辊(3021)出现故障时，通过活动辊(3022)抬升金属带(1)以使其脱离该区域的输送辊道(302)，并对该输送辊(3021)进行在线修复，待修复完成后，将该区域的活动辊(3022)复位，并恢复正常生产。

8.根据权利要求7所述的灵活生产金属带的生产方法，其特征在于：所述冷却装置(301)至少为两组，且各组冷却装置(301)正常压下进行金属带(1)冷却；

所述输送辊道(302)中的某一区域内的输送辊(3021)出现故障时，关闭与该区域相对应的冷却装置(301)并将其进行抬升，同时调节其余冷却装置(301)的冷却介质量以确保金属带(1)的冷却速度，再通过活动辊(3022)抬升金属带(1)使其脱离该区域的输送辊道(302)，并对该输送辊(3021)进行在线修复，待修复完成后，将该区域的活动辊(3022)和冷却装置(301)复位，并恢复正常生产。

9.根据权利要求7所述的灵活生产金属带的生产方法，其特征在于：当金属带(1)在板坯轧制机组(2)与卷取机(5)之间的空冷温度降低值不小于设定的终轧温度与卷取温度差值时，冷却装置(301)不工作，关闭冷却装置(301)并将其抬升限位以减少烘烤；

所述输送辊道(302)中的某一区域内的输送辊(3021)出现故障时，直接通过活动辊(3022)抬升金属带(1)使其脱离该区域的输送辊道(302)，并对该输送辊(3021)进行在线修复，待修复完成后，将该区域的活动辊(3022)复位，并恢复正常生产。

10.一种灵活生产金属带的生产方法，其特征在于：采用如权利要6中所述的生产线，当冷却系统(3)的下游生产节奏发生变化时，通过活动辊(3022)控制金属带(1)的水平高度，以调节下游生产节奏。

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