CN117816733A - 棒线材轧制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种棒线材轧制装置及方法，包括：轧件输送机构、移动焊接装置和轧制系统；轧件输送机构包括设置在加热炉出口处的第一夹送辊、设置在轧制系统的入口处的第二夹送辊和设置在第一夹送辊和第二夹送辊之间的摆动辊道；在所述摆动辊道的顶部设置有轧件传送线；移动焊接装置包括设置在摆动辊道的两侧的小车轨道、设置在小车轨道上的移动焊接小车、安装在移动焊接小车上的焊接顶锻机构和安装在移动焊接小车上的焊接供电机构。通过本发明能够解决传统的棒线生产线存在切头尾、短尺乱尺、钢坯间隔长、钢坯对轧机的冲击大等问题。

Description

棒线材轧制装置及方法

技术领域

本发明涉及轧钢生产技术领域，更为具体地，涉及一种棒线材轧件轧制装置及方法。

背景技术

轧件棒线材作为钢铁行业的重要产品之一，广泛用于建筑、机械及金属制品行业。传统的棒线材生产是单根短坯料进行轧制，每轧制一个道次，轧件对轧辊及导卫装置均有一个冲击，以实现咬钢过程；每轧制一根钢坯都要切头切尾，以便生产顺利；每两根前后相邻的轧件之间必须保证有一定的间隔时间，以便缓冲。棒线材常规的轧制生产工艺的总流程是：将连铸坯经加热炉加热，然后直接将短钢坯送入轧机进行轧制。具体工艺流程如下：加热炉→除鳞箱→粗轧机组→中轧机组→精轧机组→收集装置。综上，该生产方法存在需要切头尾、短尺乱尺、需要留出轧制间隙时间、每次咬入都会冲击轧机等问题。

为了克服轧件头部冲击影响、减少切头切尾及消除间隔时间，目前提出了无头轧制概念，即把数量众多的短钢坯变成一根无限长的钢坯进行轧制，最大限度地减少冲击、切头切尾和间隔时间。与传统轧制工艺相比，无头轧制工艺有效地消除了传统轧制工艺的不足，加长了轧钢生产时间、增加了车间产量、延长了设备的使用寿命、稳定了轧机的轧制参数、提升了成品的尺寸精度和收得率、降低了产品的生产成本，改善了车间经济技术指标。

例如，发明专利CN 108405618A，公开了一种长材无头轧制连接方法及其轧制生产线，提出了中间坯连接方法，具体为将连续经过粗轧机组后的前块中间坯轧件和后块中间坯轧件通过摩擦焊首尾焊接连接，并在两者的焊接位实施边部毛刺去除处理。此专利工艺路线是在粗轧机组后进行中间坯连接实现长材无头轧制，但由于在初轧机组之后，轧制速度较快使得焊接时间较紧张，另外还需要进行脱头轧制，这势必造成初轧机组与中轧机组之间的距离增加，拉长了轧钢车间的长度，且当前轧钢生产线基本为连续轧制形式，如果在初轧机组与中轧机组之间增加焊接系统，需进行较大程度整改，所以此方式不利于老线改造。

又如发明专利CN104550237A，公开了一种用于生产棒线材和型材的连铸-直接轧制装置及方法，提出了型材棒线材的连铸连轧方法，但由于坯料由连铸机至粗轧机组，只是采用保温罩进行保温，至粗轧机组铸坯表层温度会降至900℃左右，芯部温度也只有950℃，无法实现优特钢轧制要求。再如

发明专利CN 110052495A公开了一种短流程长材无头轧制生产线及其轧制方法，提出了取消连铸机、拉矫机后的铸坯切割机、事故冷床及加热炉，直接对接轧机进行生产，但由于一条轧制线的生产能力一般远大于一台连铸机的生产能力，势必会制约轧制线的产量；另外轧钢时得到速度也高于连铸机的拉钢速度，要想实现短流程无头轧制，必须要求连铸机具有较高的拉速；另外钢铁厂连铸车间距轧钢车间一般都有一定距离，此生产方式必须要求连铸与轧钢车间紧挨着，所以此方式同样不适合老线改造。

综上所述，传统的棒线生产线存在切头尾、短尺乱尺、钢坯间隔长、钢坯对轧机的冲击大等缺点；而现有的无头轧制生产线由于需要在轧机组之间增加焊接系统，所以拉长了轧钢车间的长度，存在不适合老线改造等问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种棒线材轧制装置及方法，以便于解决现有技术中，传统的棒线生产线存在切头尾、短尺乱尺、钢坯间隔长、钢坯对轧机的冲击大等缺点；而现有的无头轧制生产线由于需要在轧机组之间增加焊接系统，所以拉长了轧钢车间的长度，存在不适合老线改造等问题。

本发明提供一种棒线材轧制装置，包括：轧件输送机构、移动焊接装置和轧制系统；其中，所述轧件输送机构包括设置在加热炉出口处的第一夹送辊、设置在所述轧制系统的入口处的第二夹送辊和设置在所述第一夹送辊和所述第二夹送辊之间的摆动辊道；在所述摆动辊道的顶部设置有轧件传送线；所述移动焊接装置包括设置在所述摆动辊道的两侧的小车轨道、设置在所述小车轨道上的移动焊接小车、安装在所述移动焊接小车上的焊接顶锻机构和安装在所述移动焊接小车上的焊接供电机构；其中，所述移动焊接小车包括分别设置在所述轧件传送线的两侧的第一车架和第二车架；所述焊接顶锻机构包括夹持前轧件尾部的固定夹持机构和夹持后轧件头部的移动夹持机构；所述固定夹持机构包括设置在所述第一车架上的第一固定夹持结构和设置在所述第二车架上的第二固定夹持结构；在所述第一固定夹持结构和所述第二固定夹持结构之间形成前轧件尾部固定腔；所述移动夹持机构包括固设在所述第一车架上的第一对接液压缸、固设在所述第二车架上的第二对接液压缸、分别与所述第一对接液压缸和所述第二对接液压缸的输出端连接的第一活动夹持结构和第二活动夹持结构；在所述第一活动夹持结构和所述第二活动夹持结构之间形成后轧件头部固定腔；所述焊接供电机构包括分别与所述固定夹持机构和所述移动夹持机构连接的焊接变压器。

此外，优选的方案是，在所述固定夹持机构的固定端连接有第一夹持液压缸；在所述移动夹持机构的固定端连接有第二夹持液压缸。

此外，优选的方案是，所述第一对接液压缸和所述第二对接液压缸的输出端均平行于所述轧件传送线设置；所述第一对接液压缸的输出端垂直连接在所述第一活动夹持结构上；所述第二对接液压缸的输出端垂直连接在所述第二活动夹持结构上。

此外，优选的方案是，所述小车轨道包括分别平行设置在所述摆动辊道的两侧的第一导轨和第二导轨；在所述移动焊接小车的底部的两侧分别设置有第一行走轮和第二行走轮；所述第一行走轮设置在所述第一导轨上，所述第二行走轮设置在所述第二轨道上。

此外，优选的方案是，在所述移动焊接小车的底部的两侧均设置有导向轮；所述导向轮连接有驱动装置。

此外，优选的方案是，所述第一固定夹持结构为夹持钳；所述第二固定夹持结构为夹持钳。

此外，优选的方案是，所述第一活动夹持结构为夹持钳；所述第二活动夹持结构为夹持钳。

此外，优选的方案是，在所述第一夹送辊与所述摆动辊道之间设置有除磷箱。

此外，优选的方案是，在所述第二夹送辊与所述摆动辊道之间设置有去毛刺机。

本发明提供一种棒线材轧制方法，采用如上所述的棒线材轧件轧制装置对线材进行轧制，包括如下步骤：

通过所述第一夹送辊将经过所述加热炉加热的第一轧件和第二轧件依次送入所述摆动辊道的顶部的轧件传送线上；

当所述轧件传送线上的所述第一轧件和所述第二轧件到达预设位置时，所述移动焊接小车以所述预设位置为焊接起点，分别通过所述固定夹持机构将所述第一轧件固定在所述前轧件尾部固定腔内和通过所述移动夹持机构将所述第二轧件固定在所述后轧件头部固定腔内，并调整所述轧件传送线的轧件速度，使所述移动焊接小车沿着所述小车轨道随所述轧件传送线同步移动；

在所述移动焊接小车随所述轧件传送线同步移动时，开启所述焊接供电机构，将所述第一轧件的尾部和所述第二轧件的头部焊接为一体式长轧件；

当所述移动焊接小车随所述轧件传送线移动至预设焊接终点位置时，所述固定夹持机构和所述移动夹持机构从所述一体式长轧件上松开，移动焊接小车沿着所述小车轨道返回至所述焊接起点，并通过所述第二夹送辊将所述一体式长轧件送入所述轧制系统进行轧制。

从上面的技术方案可知，本发明提供的棒线材轧制装置及方法，通过在加热炉出口与轧制系统的入口之间设置摆动辊道、在摆动辊道的两侧设置小车轨道以及在小车轨道上设置移动焊接小车；将焊接顶锻机构和焊接供电机构均安装在移动焊接小车上，可在前后两根线材到达预设位置时，通过焊接顶锻机构分别将前轧件的尾部和后轧件的头部分别固定在前轧件尾部固定腔和后轧件头部固定腔内，在固定住前轧件和后轧件之后移动焊接小车随着轧件传送线同步移动，并通过焊接供电机构将前轧件的尾端与后轧件的头端焊接，焊接完成后移动焊接小车迅速返回至预设位置即起始位置，重新夹住下一轧件，再重复焊接过程，使单独特定长度的短线材变为无限长的长线材，不间断的轧制，无需切头尾、取消钢坯间隔、提高产量，有效解决了传统棒线生产线存在切头尾、短尺乱尺、钢坯间隔长、钢坯对轧机的冲击大等问题；通过在固定夹持机构上连接变压器和在移动夹持机构上连接变压器，经过固定夹持机构和移动夹持机构将两个变压器产生的电流传递至前轧件和后轧件上，利用前轧件和后轧件自身内部电阻和接触电阻所产生的电阻热，实现两者的焊接；由于移动焊接小车与摆动辊道可同位设置，焊接顶锻机构和焊接供电机构均安装在移动焊接小车上，所以极大的节约了装置占用的空间，避免拉长轧钢车间的长度，可适用于老线改造。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的棒线材轧制装置的平面布置的结构简图；

图2为根据本发明实施例的移动焊接装置的平面结构简图；

图3为根据本发明实施例的棒线材轧制装置的侧面结构简图；

图4为根据本发明实施例的摆动辊道的俯视结构示意图；

图5为根据本发明实施例的摆动辊道的侧视结构示意图；

图6为根据本发明实施例的摆动辊的结构示意图；

图7为根据本发明实施例的轧制系统的平面布置的结构简图；

图8为根据本发明另一实施例的轧制系统的平面布置的结构简图；

图9为根据本发明实施例的棒线材轧制方法的流程图。

在附图中，1-加热炉，2-第一夹送辊，3-第二夹送辊，4-摆动辊道，41-摆动辊，411-电机，412-联轴器，413-轴承座、414-轴套，415-配重锤，416-动力传动轴，417-传动链，418-传动轴，419-压辊，420-辊筒，42-辊道固定架，421-摆动架，55-移动焊接小车，51-第一车架，52-第二车架，61-第一固定夹持结构，611-第一固定压紧杆，62-第二固定夹持结构，621-第一夹持液压缸，622-第二固定压紧杆，63-第一对接液压缸，631-第一移动导轴，64-第二对接液压缸，641-第二移动导轴，65-第一活动夹持结构，651-第一活动压紧杆，66-第二活动夹持结构，661-第二夹持液压缸，662-第二活动压紧杆，7-焊接变压，81-除磷箱，82-去毛刺机，9-轧制系统，91-粗轧机组，92-中轧机组，93-精轧机组，94-预精轧机组，95-收集单元，96-减定径机组，97-吐丝机机组。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的现有技术中，传统的棒线生产线存在切头尾、短尺乱尺、钢坯间隔长、钢坯对轧机的冲击大等缺点；而现有的无头轧制生产线由于需要在轧机组之间增加焊接系统，所以拉长了轧钢车间的长度，存在不适合老线改造等问题，提出了一种棒线材轧件轧制装置及方法。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的棒线材轧制装置及方法，图1示出了根据本发明实施例的棒线材轧制装置的平面布置的结构；图2示出了根据本发明实施例的移动焊接装置的平面结构；图3示出了根据本发明实施例的棒线材轧制装置的侧面结构；图4示出了根据本发明实施例的摆动辊道的俯视结构；图5示出了根据本发明实施例的摆动辊道的侧视结构；图6示出了根据本发明实施例的摆动辊的结构；图7示出了根据本发明实施例的轧制系统的平面布置的结构；图8示出了根据本发明另一实施例的轧制系统的平面布置的结构；图9示出了根据本发明实施例的棒线材轧制方法的流程。

如图1至图9共同所示，本发明提供的棒线材轧制装置，轧件输送机构、移动焊接装置和轧制系统；其中，轧件输送机构包括设置在加热炉1出口处的第一夹送辊2、设置在轧制系统9的入口处的第二夹送辊3和设置在第一夹送辊2和第二夹送辊3之间的摆动辊道4；在摆动辊道4的顶部设置有轧件传送线；移动焊接装置包括设置在摆动辊道4的两侧的小车轨道(图中未示出)、设置在小车轨道上的移动焊接小车5、安装在移动焊接小车5上的焊接顶锻机构和安装在移动焊接小车5上的焊接供电机构；其中，移动焊接小车5包括分别设置在轧件传送线的两侧的第一车架51和第二车架52；焊接顶锻机构包括夹持前轧件尾部的固定夹持机构和夹持后轧件头部的移动夹持机构；固定夹持机构包括设置在第一车架51上的第一固定夹持结构61和设置在第二车架52上的第二固定夹持结构62；在第一固定夹持结构61和第二固定夹持结构62之间形成前轧件尾部固定腔(图中未示出)；移动夹持机构包括固设在第一车架51上的第一对接液压缸63、固设在第二车架52上的第二对接液压缸64、分别与第一对接液压缸63和第二对接液压缸64的输出端连接的第一活动夹持结构65和第二活动夹持结构66；在第一活动夹持结构65和第二活动夹持结构66之间形成后轧件头部固定腔(图中未示出)；焊接供电机构包括分别与固定夹持机构和移动夹持机构焊接的变压器7。

其中，第一夹送辊2与第二夹送辊3的结构相同，均包括驱动底辊、设置在驱动底辊上方的顶辊和驱动用于控制驱动底辊工作的开闭装置，驱动底辊由电机经减速器驱动，顶辊的开闭通过两个液压油缸实现。夹送辊帮助轧件(钢坯)出加热炉1并将其送到移动焊接装置，对处于移动焊接装置中的线材的尾部进行定位，还协调新轧件和先前已焊好的轧件的速度(此时已焊好的轧件以轧机入口速度行进)。移动焊接装置夹紧轧件后，夹送辊松开。本发明中采用的夹送辊为本领域中常规成熟设备，因此，本发明对第一夹送辊2与第二夹送辊3的具体结构不做赘述。

如图4至图6共同所示，本发明中的摆动辊道4包括辊道固定架42和设置在辊道固定架42内的多个摆动辊41；其中，摆动辊41包括设置在辊道固定架42的底架上的两个轴承座413、横向设置在辊道固定架42内部且两端分别安装在两个轴承座413上的动力传动轴416、套设在动力传动轴416外周的轴套414、固设在轴套414上部外侧壁上的摆动架421、设置在摆动架421顶部的传动轴418、设置在传动轴418一端的压辊419、安装在压辊419一端的辊筒420、连接在动力传动轴416与传动轴418之间的传动链417、通过联轴器412连接在动力传动轴416一端的电机和固设在轴套414下部的配重锤415；配重锤415与摆动架421位置对应设置。多个摆动辊41之间的辊筒形成轧件传送线。用于支承和输送线材。摆动辊41的摆动由移动焊接小车5对摆动辊41上的压辊419的压放来实现，当移动焊接小车5实施焊接操作时，小车的底部压在压辊419上，使摆动架421的底部随着轴套414向下移动，小车的底部两侧沿着小车轨道移动，为了便于移动焊接小车5的能够将压辊419向下压，所以可在移动焊接小车5的底部安装压下凸轮，通过安装在移动焊接小车5的底部的压下凸轮对装在摆动辊41上的压辊419的压放来实现；凸轮形状的特殊设计使得辊子能够平稳的升降，保证移动焊接小车5的正常返回。

在本发明的一个优选技术方案中，轧制系统9包括与第二夹送辊3对接的粗轧机组91、与粗轧机组91对接的中轧机组92、与中轧机组92对接的精轧机组93。通过多组轧机组实现对线材的轧制工艺。

为了增加轧制工艺的轧制效果，在本发明的一个优选技术方案中，轧制系统还包括设置在中轧机组92与精轧机组93之间的预精轧机组94。

在本发明的一个优选技术方案中，在固定夹持机构的固定端连接有第一夹持液压缸621；在移动夹持机构的固定端连接有第二夹持液压缸661。

通过设置第一夹持液压缸621可根据轧件(钢坯)的直径尺寸调整前轧件尾部固定腔的尺寸；通过第二夹持液压缸661可根据轧件(钢坯)的直径尺寸调整后轧件头部固定腔的尺寸。

在本发明的一个优选技术方案中，第一对接液压缸63和第二对接液压缸64的输出端均平行于轧件传送线设置；第一对接液压缸63的输出端垂直连接在第一活动夹持结构65上；第二对接液压缸64的输出端垂直连接在第二活动夹持结构66上。

具体的，第一对接液压缸63和第二对接液压缸64的输出端均平行于轧件传送线设置；在第一活动夹持结构65和第二活动夹持结构66的固定端分别垂直设置有第一活动压紧杆651和第二活动压紧杆662；第一对接液压缸63的输出端通过第一移动导轴631垂直连接在第一活动压紧杆651上；第二对接液压缸64的输出端通过第二移动导轴641垂直连接在第二活动压紧杆662上；第二夹持液压缸661的输出端连接在第二活动压紧杆662的端部。通过第一对接液压缸63和第二对接液压缸64的上述结构设计可根据实际需要调整后线材头部夹持机构的位置。在第一固定夹持结构61和第二固定夹持结构62的固定端分别垂直设置有第一固定压紧杆611和第二固定压紧杆622；第一固定压紧杆611固定在第一车架51上，第二固定压紧杆622的端部与第一夹持液压缸621的输出端连接；第一夹持液压缸621固设在移动焊接小车5上。通过第一固定压紧杆611和第二固定压紧杆622的上述结构设计便于调整和固定前轧件尾部固定腔的尺寸。

在本发明的一个优选技术方案中，小车轨道包括分别平行设置在摆动辊道4的两侧的第一导轨和第二导轨；在移动焊接小车5的底部的两侧分别设置有第一行走轮(图中未示出)和第二行走轮(图中未示出)；第一行走轮设置在第一导轨上，第二行走轮设置在第二轨道上。

通过设置行走轮便于移动焊接小车5沿着小车轨道移动，移动焊接小车5的车架位于摆动辊道4的上方，移动焊接小车5的第一行走轮和第二行走轮位于摆动辊道两侧的第一导轨和第二导轨上，当需要对线材进行焊接时，移动焊接小车5的车架底部压在压辊419上，但是不影响辊筒420上的线材的传输，以实现随线材的输送进行焊接。

在本发明的一个优选技术方案中，在移动焊接小车5的底部的两侧均设置有导向轮；导向轮连接有驱动装置。

通过导向轮和驱动装置可控制移动焊接小车5在小车轨道上的移动方向。

在本发明的一个优选技术方案中，第一固定夹持结构61为夹持钳；第二固定夹持结构62为夹持钳。

在本发明的一个优选技术方案中，第一活动夹持结构65为夹持钳；第二活动夹持结构66为夹持钳。通过夹持钳可更好的固定线材。

移动焊接装置可采用移动式闪光焊接的方式进行，移动焊接小车5用于支承、安装焊接顶锻机构和焊接供电机构，并携带焊接顶锻机构和焊接供电机构沿小车轨道移动；焊接顶锻机构包括夹持前轧件尾部的固定夹持机构和夹持后轧件头部的移动夹持机构，分别夹持前一钢坯(轧件)尾部和后一钢坯(轧件)头部；焊接供电机构的电源可安装在移动焊接小车5的车架上，焊接电极由夹持钢坯头尾的焊接顶锻机构实现；移动焊接小车5可由电机驱动，齿轮减速传动，在小车轨道上行走，其移动速度与闪光和顶锻时的轧制系统9的轧机入口速度同步，移动量同闪光时间有关，而闪光时间则同钢坯(轧件)的断面尺寸、头尾部的规则程度以及轧机产量密切相关；安装焊接顶锻机构由两条对接油缸和移动导轴组成，分别布置在钢坯轴线的两侧。移动导轴通过螺栓固定在移动夹钳固定钳口和活动钳口的基座上，并与焊机车架上的套筒配合安装；焊接变压器7用于提供直流型大密度焊接电流。焊接变压器7安装在焊接小车上以优化动力传输、减小能量损失，焊接变压器7应独立冷却。

当第一根钢坯到达移动焊接装置的起始位置时，由第一夹送辊2进行定位和速度同步调整后，移动焊接装置开始以轧机入口速度移动，第二根钢坯的头部和第一根钢坯尾部到达正确位置后，移动焊接装置上的焊接顶锻机构夹紧钢坯开始焊接。焊接后，焊接顶锻机构松开钢坯退回到起始位置。

本发明中的移动焊接装置可实现自动化控制，自动化控制原理如下：通过在轧件传送线的预设位置处设置第一传感器，当线材到达预设位置时，通过第一传感器将信号传输至移动焊接小车5的驱动系统和焊接顶锻机构的控制系统，使移动焊接小车5以预设位置为焊接起始位置，当第一传感器检测到移动焊接小车5到达起始位置时，将信号传输给焊接顶锻机构的控制系统，使焊接顶锻机构夹持轧件，并同步于轧件传送线，同时将信号传输给焊接供电机构控制系统，控制开启焊接供电机构，实现边移动边焊接，当移动焊接小车5移动至焊接终点位置时，通过设置在终点位置的第二传感器，将信号分别传输给移动焊接小车5的驱动系统和焊接顶锻机构的控制系统，使焊接顶锻机构松开并控制移动焊接小车5返回到预设位置，重复上述过程。

在本发明的一个优选技术方案中，在第一夹送辊2与摆动辊道5之间设置有除磷箱81。

除鳞箱81主要用于对两根待焊钢坯(轧件)的尾部(前一根钢坯)和头部(后一根钢坯)表面的氧化铁皮进行清除。钢坯除鳞采用高压水旋转喷射除鳞技术。除鳞箱由机箱、阀块、高压水泵和旋转喷射头等组成。四个喷射头分别正对钢坯的四个表面安装，由四个变频电机独立驱动，喷头的旋转速度可通过变频器分别调整。本发明中采用的除鳞箱可选择为本领域的常规成熟设备，因此不做特别赘述。

在本发明的一个优选技术方案中，在第二夹送辊3与摆动辊道5之间设置有去毛刺机82。对焊接后的线材的进行去毛刺处理，以便于后续的轧制。

在本发明的一个优选技术方案中，在精轧机组93的出口连接有收集单元95。在收集单元95与精轧机组93之间还设置有与所述精轧机组93的出口连接的减定径机组96和与减定径机组96的出口连接的吐丝机机组97。

本发明提供的棒线材轧制方法，采用如上所述的轧件轧制装置对线材进行轧制，包括如下步骤：

S1、通过第一夹送辊2将经过加热炉1加热的第一轧件和第二轧件依次送入摆动辊道4的顶部的轧件传送线上；

S2、当位于轧件传送线上的第一轧件和第二轧件到达预设位置时，移动焊接小车5以预设位置为焊接起点，分别通过固定夹持机构将第一轧件固定在前轧件尾部固定腔内和通过移动夹持机构将第二轧件固定在后线轧件头部固定腔内，并调整轧件传送线的轧件速度，使移动焊接小车5沿着小车轨道随轧件传送线同步移动；

S3、在移动焊接小车5随轧件传送线同步移动时，开启焊接变压器7，将第一轧件的尾部和第二轧件的头部焊接为一体式长轧件；

S4、当移动焊接小车5随轧件传送线移动至预设焊接终点位置时，固定夹持机构和移动夹持机构从一体式长轧件上松开，移动焊接小车5沿着小车轨道返回至焊接起点，并通过第二夹送辊3将一体式长轧件送入轧制系统9进行轧制。

为了更好的对本发明提供的轧件轧制装置及方法进行详细说明，举例如下：

实施例1

将本发明提供的棒线材轧制装置加到传统棒材轧制线上，实现棒材热轧的无头轧制。生产工艺顺序为：加热炉1加热钢坯，出炉辊道出炉，炉口由第一夹送辊2调速，除鳞箱81除鳞，移动焊接装置进行焊接，第二夹送辊3将焊接后的钢坯送入去毛刺机82除焊瘤，除焊瘤后的钢坯依次经过粗轧机组91轧制、中轧机组92轧制、精轧机组93轧制，最后由收集单元95冷却、定尺、收集。该工艺具体如下：

加热炉1加热：采用步进式加热炉加热方坯钢坯，方坯尺寸一般为150mm×150mm～200mm×200mm，加热温度为950℃～1300℃；第一夹送辊2对钢坯输送速度进行调整，确保后一支钢坯在焊接位置追上前一支钢坯；除鳞：对钢坯进行除鳞，尤其是对钢坯头尾部除鳞，更利于后续焊接；移动焊接：采用移动焊接装置设置在除鳞箱81之后、粗轧机组91之前，用于实现无头轧制的连接，焊接顶锻机构包括夹持前轧件尾部的固定夹持机构和夹持后轧件头部的移动夹持机构，分别用于夹持前一支钢坯(钢坯1)的第一固定夹持结构61和设置第二固定夹持结构62和用于夹持后一支钢坯(钢坯2)的第一活动夹持结构65和第二活动夹持结构66，移动焊接装置的下部通过齿轮齿条形式实现前后移动，焊接变压器7设置在固定夹持机构和移动夹持机构之间，随着移动焊接装置整体同步移动。钢坯2经第一夹送辊2加速后，追赶钢坯1，到预设位置后，焊机与前后钢坯以相同的速度运行，运行过程中同步进行闪光对焊，移动焊接装置接面平齐贴合，温度达到1050℃左右，进行顶锻焊接，单位顶锻力为30MPa～90MPa，连接完成；除焊瘤：焊接完成后需要进行除瘤，将焊口处的焊瘤经去毛刺机82刮除；粗轧机组91轧制：采用平立交替或者平辊轧制的方式对焊接后的方坯进行6道次粗轧机组无孔型轧制，轧制时每一架轧机前后均设有导卫，粗轧机组后设有飞剪，对每班组的第一支钢坯切头，轧制过程中控制每道次变形温度为900℃～1100℃，粗轧机组轧制过程中钢坯运行速度为0.15m/s～2.00m/s；中轧机组92轧制：对粗轧后的轧件进行轧制，中轧机组咬入温度为850℃～1000℃，轧制过程中轧件运行速度为0.2m/s～6.0m/s；精轧机组93轧制：对中轧机组轧制后的轧件进行精轧机组轧制，为保证产品质量在精轧机组前后进行水冷控制冷却及低温大压下轧制。轧制温度700℃～950℃，轧制过程中轧件运行速度为5m/s～20m/s；冷却、收集单元：对轧制后的轧件首先进行控制冷却，以获得理想显微组织及较优的产品机械性能，轧件经倍尺飞剪剪切、冷床冷却后，进行定尺收集。

实施例2

将本发明提供的棒线材轧制装置加到传统高线轧制线上，实现高线热轧的无头轧制。生产工艺顺序为：加热炉1加热钢坯，出炉辊道出炉，第一夹送辊2调速，除鳞箱81除鳞，移动焊接装置进行焊接，将焊接后的钢坯送入去毛刺机82除焊瘤，除焊瘤后的钢坯依次经过粗轧机组91轧制、中轧机组92轧制、预精轧机组94轧制、精轧机组93轧制、减定径机组96轧制、吐丝机机组97吐丝，风冷线冷却，卷芯架成卷，PF线冷却。该工艺具体如下：

加热炉1加热：步进式加热炉加热方坯钢坯，方坯尺寸一般为150mm×150mm～200mm×200mm，加热温度为950℃～1300℃；炉口夹送辊(第一夹送辊2)对钢坯输送速度进行调整，确保后一支钢坯在焊接位置追上前一支钢坯；除鳞：对钢坯进行除鳞，尤其是对钢坯头尾部除鳞，更利于后续焊接；移动焊接：移动焊接装置设置在除鳞箱81之后、粗轧机组91之前，用于实现无头轧制的连接，焊接顶锻机构包括夹持前轧件尾部的固定夹持机构和夹持后轧件头部的移动夹持机构，分别用于夹持前一支钢坯(钢坯1)的第一固定夹持结构61和设置第二固定夹持结构62和用于夹持后一支钢坯(钢坯2)的第一活动夹持结构65和第二活动夹持结构66，移动焊接装置的下部通过齿轮齿条形式实现前后移动，焊接变压器7设置在前线材尾部夹持机构和后线材头部夹持机构之间，随着移动焊接装置整体同步移动。钢坯2经第一夹送辊2加速后，追赶钢坯1，到预设位置后，移动焊接装置与前后钢坯以相同的速度运行，运行过程中同步进行闪光对焊，待焊接面平齐贴合，温度达到1050℃左右，进行顶锻焊接，单位顶锻力为30MPa～90MPa，连接完成；除焊瘤：焊接完成后需要进行除瘤，将焊口处的焊瘤经去毛刺机刮除；粗轧机组91轧制：采用平立交替或者平辊轧制的方式对焊接后的方坯进行6道次粗轧机组无孔型轧制，轧制时每一架轧机前后均设有导卫，粗轧机组后设有飞剪，对每班组的第一支钢坯切头，轧制过程中控制每道次变形温度为900℃～1100℃，粗轧机组轧制过程中钢坯运行速度为0.15m/s～2.00m/s；中轧机组92轧制：对粗轧后的轧件进行轧制，中轧机组咬入温度为850℃～1000℃，轧制过程中轧件运行速度为0.2m/s～6.0m/s；预精轧机组94、精轧机组93及减定径机组96轧制：对中轧机组92轧制后的轧件分别进行预精轧机组94轧制、精轧机组93轧制及减定径机组96轧制，为保证产品质量在预精轧机组、精轧机组及减定径机组轧制前后进行水冷控制冷却及减定径机组低温大压下轧制。轧制温度700℃～950℃，轧制过程中轧件运行速度为5m/s～120m/s；吐丝机机组97吐丝：对减定径机组96轧制后的线材经控制冷却后进行吐丝成圈，吐丝温度为700℃～1000℃；风冷线冷却、集卷收集及PF线冷却：对吐丝后的线材进行风冷或保温控制冷却，经集卷后，进行PF线冷却收集。

需要说明的是，该实施例仅仅是为了对本发明提供的棒线材轧制装置及方法在实际应用中的详细说明，对本发明提供的技术方案不限定。

通过上述具体实施方式可看出，本发明提供的棒线材轧制装置及方法，通过在加热炉出口与轧制系统的入口之间设置摆动辊道、在摆动辊道的两侧设置小车轨道以及在小车轨道上设置移动焊接小车；将焊接顶锻机构和焊接供电机构均安装在移动焊接小车上，可在前后两根线材到达预设位置时，通过焊接顶锻机构分别将前轧件的尾部和后轧件的头部分别固定在前轧件尾部固定腔和后轧件头部固定腔内，在固定住前轧件和后轧件之后移动焊接小车随着轧件传送线同步移动，并通过焊接顶锻机构将前轧件的尾端与后轧件的头端焊接，焊接完成后移动焊接小车迅速返回至预设位置即起始位置，重新夹住下一轧件，再重复焊接过程，使单独特定长度的短线材变为无限长的长轧件，不间断的轧制，无需切头尾、取消钢坯间隔、提高产量，有效解决了传统棒线生产线存在切头尾、短尺乱尺、钢坯间隔长、钢坯对轧机的冲击大等问题；通过在固定夹持机构上连接变压器和在移动夹持机构上连接焊接变压器，经过固定夹持机构和后移动夹持机构将焊接变压器产生的电流传递至前轧件和后轧件材上，利用前轧件和后轧件自身内部电阻和接触电阻所产生的电阻热，实现两者的焊接；由于移动焊接小车与摆动辊道可同位设置，焊接顶锻机构和焊接供电机构均安装在移动焊接小车上，所以极大的节约了装置占用的空间，避免拉长轧钢车间的长度，可适用于老线改造。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的棒线材轧制装置及方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的棒线材轧制装置及方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种棒线材轧制装置，其特征在于，包括：轧件输送机构、移动焊接装置和轧制系统；其中，

所述轧件输送机构包括设置在加热炉出口处的第一夹送辊、设置在所述轧制系统的入口处的第二夹送辊和设置在所述第一夹送辊和所述第二夹送辊之间的摆动辊道；在所述摆动辊道的顶部设置有轧件传送线；

所述移动焊接装置包括设置在所述摆动辊道的两侧的小车轨道、设置在所述小车轨道上的移动焊接小车、安装在所述移动焊接小车上的焊接顶锻机构和安装在所述移动焊接小车上的焊接供电机构；其中，所述移动焊接小车包括分别设置在所述轧件传送线的两侧的第一车架和第二车架；

所述焊接顶锻机构包括夹持前轧件尾部的固定夹持机构和夹持后轧件头部的移动夹持机构；所述固定夹持机构包括设置在所述第一车架上的第一固定夹持结构和设置在所述第二车架上的第二固定夹持结构；在所述第一固定夹持结构和所述第二固定夹持结构之间形成前轧件尾部固定腔；所述移动夹持机构包括固设在所述第一车架上的第一对接液压缸、固设在所述第二车架上的第二对接液压缸、分别与所述第一对接液压缸和所述第二对接液压缸的输出端连接的第一活动夹持结构和第二活动夹持结构；在所述第一活动夹持结构和所述第二活动夹持结构之间形成后轧件头部固定腔；

所述焊接供电机构包括分别与所述固定夹持机构和所述移动夹持机构连接的焊接变压器。

2.根据权利要求1所述的棒线材轧制装置，其特征在于，

在所述固定夹持机构的固定端连接有第一夹持液压缸；

在所述移动夹持机构的固定端连接有第二夹持液压缸。

3.根据权利要求1所述的棒线材轧制装置，其特征在于，

所述第一对接液压缸和所述第二对接液压缸的输出端均平行于所述轧件传送线设置；

所述第一对接液压缸的输出端垂直连接在所述第一活动夹持结构上；所述第二对接液压缸的输出端垂直连接在所述第二活动夹持结构上。

4.根据权利要求1所述的棒线材轧制装置，其特征在于，

所述小车轨道包括分别平行设置在所述摆动辊道的两侧的第一导轨和第二导轨；在所述移动焊接小车的底部的两侧分别设置有第一行走轮和第二行走轮；所述第一行走轮设置在所述第一导轨上，所述第二行走轮设置在所述第二轨道上。

5.根据权利要求4所述的棒线材轧制装置，其特征在于，

在所述移动焊接小车的底部的两侧均设置有导向轮；

所述导向轮连接有驱动装置。

6.根据权利要求1所述的棒线材轧制装置，其特征在于，

所述第一固定夹持结构为夹持钳；

所述第二固定夹持结构为夹持钳。

7.根据权利要求1所述的棒线材轧制装置，其特征在于，

所述第一活动夹持结构为夹持钳；

所述第二活动夹持结构为夹持钳。

8.根据权利要求1所述的棒线材轧制装置，其特征在于，

在所述第一夹送辊与所述摆动辊道之间设置有除磷箱。

9.根据权利要求1所述的棒线材轧制装置，其特征在于，

在所述第二夹送辊与所述摆动辊道之间设置有去毛刺机。

10.一种棒线材轧制方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的棒线材轧件轧制装置对线材进行轧制，包括如下步骤：

通过所述第一夹送辊将经过所述加热炉加热的第一轧件和第二轧件依次送入所述摆动辊道的顶部的轧件传送线上；

当所述轧件传送线上的所述第一轧件和所述第二轧件到达预设位置时，所述移动焊接小车以所述预设位置为焊接起点，分别通过所述固定夹持机构将所述第一轧件固定在所述前轧件尾部固定腔内和通过所述移动夹持机构将所述第二轧件固定在所述后轧件头部固定腔内，并调整所述轧件传送线的轧件速度，使所述移动焊接小车沿着所述小车轨道随所述轧件传送线同步移动；

在所述移动焊接小车随所述轧件传送线同步移动时，开启所述焊接供电机构，将所述第一轧件的尾部和所述第二轧件的头部焊接为一体式长轧件；

当所述移动焊接小车随所述轧件传送线移动至预设焊接终点位置时，所述固定夹持机构和所述移动夹持机构从所述一体式长轧件上松开，移动焊接小车沿着所述小车轨道返回至所述焊接起点，并通过所述第二夹送辊将所述一体式长轧件送入所述轧制系统进行轧制。