CN117983660A - 轧制设备、带钢轧后卷取系统及带钢轧后卷取方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种轧制设备、带钢轧后卷取系统及带钢轧后卷取方法，带钢轧后卷取系统自前向后依次包括位于轧机后方的冷却装置、托辊、卷取机、夹送辊、第一位置传感器、控制器，夹送辊设于所述冷却装置和所述托辊之间；第一位置传感器设于所述托辊处，用于检测带钢头部是否通过所述托辊上的预设位置；控制器分别与所述夹送辊、位置传感器相连接，并用于：获取到所述第一位置传感器检测到的带钢头部通过所述预设位置的信号时，控制所述夹送辊夹紧带钢；卷取机建立稳定的穿带张力后控制所述夹送辊松开。本发明可以减少甚至防止带钢在卷取机穿带时发生窄尺缺陷，提高了产品质量和成材率，而且结构简单，可以自动控制。

Description

轧制设备、带钢轧后卷取系统及带钢轧后卷取方法

技术领域

本发明属于带钢生产技术领域，涉及一种轧制设备，还涉及一种带钢轧后卷取系统及带钢轧后卷取方法。

背景技术

冷轧带钢因其表面质量高、规格薄、成形性好等特点，广泛应用于家用电器、汽车制造、建筑行业、机械行业、精密仪表、办公用品、压力容器、电力系统、食品包装等行业。冷轧带钢在酸轧、退火工序时，需要进行切边处理。然而热轧带钢头部在卷取机中穿带时，为了提供卷取张力，卷取机的转速会突然上升，带钢所承受的张力突然增加。此时热轧后的带钢温度较高，强度较低，突然增加的张力造成此处带钢出现局部拉窄问题，也即头部窄尺的问题，规格越薄产生窄尺的风险越大。

头部窄尺不仅会导致带钢的宽度变小，头部窄尺还会导致酸轧切边分条时断丝，尤其是低碳钢薄规格带钢，切边断丝更为明显，而且头部窄尺会导致生产降速甚至停机处理，甚至会导致后续生产过程中发生断带等生产事故；另一方面，头部窄尺会导致在后道工序时切除头部钢带几十米的长度，导致成材率下降，生产成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轧制设备、带钢轧后卷取系统及带钢轧后卷取方法，以解决带钢头部窄尺的问题。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种带钢轧后卷取系统，自前向后依次包括位于轧机后方的冷却装置、托辊和卷取机，所述轧后卷取系统还包括，

夹送辊，设于所述冷却装置和所述托辊之间；

第一位置传感器，设于所述托辊处，用于检测带钢头部是否通过所述托辊上的预设位置；

控制器，分别与所述夹送辊、位置传感器相连接，并用于：

获取到所述第一位置传感器检测到的带钢头部通过所述预设位置的信号时，控制所述夹送辊夹紧带钢；

卷取机建立稳定的穿带张力后控制所述夹送辊松开。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制器还用于：

带钢头部通过所述预设位置时开始计时，经过时间t₁后控制所述夹送辊松开，其中，t₁＝(L₁+L₂)/v，L₁为带钢自所述预设位置至所述卷取机入口经过的距离，L₂为预设助卷长度，v为带钢的穿带线速度。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述带钢轧后卷取系统还包括第二位置传感器和设于所述卷取机周围的助卷辊组，所述助卷辊组包括位于所述卷取机入口处的第一助卷辊，所述第二位置传感器用于检测带钢头部是否通过所述第一助卷辊；

所述控制器与所述第二位置传感器相连接，并用于：

获取所述第二位置传感器检测到的带钢头部通过所述第一助卷辊的信号，并开始计时；

经过时间t₂后控制所述夹送辊松开，其中，t₂＝L₂/v，L₂为预设助卷长度，v为带钢的穿带线速度。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二位置传感器为设于所述卷取机内的激光探测器。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述夹送辊包括上下相对设置的一对从动辊，所述夹送辊可耐受的最高温度为700℃。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式还提供了一种轧制设备，包括如前所述的带钢轧后卷取系统，还包括位于所述轧后卷取系统前方的轧机。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式还提供了一种带钢轧后卷取方法，包括步骤：

将轧制完成后的带钢经过冷却后穿过夹送辊，当带钢头部通过位于夹送辊后方的托辊上的预设位置时，控制夹送辊夹紧带钢；

将带钢头部送入卷取机进行穿带；

卷取机建立稳定的穿带张力后，控制所述夹送辊松开；

卷取。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤卷取机建立稳定的穿带张力后，控制所述夹送辊松开具体包括：

带钢头部通过所述预设位置时开始计时，经过时间t₁后控制夹送辊松开，其中，t₁＝(L₁+L₂)/v，L₁为带钢自所述预设位置至所述卷取机入口经过的距离，L₂为预设助卷长度，v为带钢的穿带线速度。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤卷取机建立稳定的穿带张力后，控制所述夹送辊松开具体包括：

带钢头部通过卷取机入口时开始计时，经过时间t₂后控制夹送辊松开，其中，t₂＝L₂/v，L₂为预设助卷长度，v为带钢的穿带线速度。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述带钢的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.10％，Si≤0.04，Mn≤0.3，P≤0.025，S≤0.015，其余为Fe和不可避免的杂质；

所述带钢的厚度≤2.5mm，宽度≤1100mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的轧制设备、带钢轧后卷取系统及带钢轧后卷取方法，由于夹送辊位于冷却装置之后，托辊位于夹送辊之后，当设于托辊处的第一位置传感器检测到带钢头部通过预设位置时表明带钢头部已经经过了夹送辊，此时控制夹送辊夹紧带钢，可以使带钢在夹送辊的作用下具有与出轧机时相同的输送速度，进一步在建立稳定的穿带张力后控制夹送辊松开，这样，当卷取机穿带时，即使卷取机转速增加使钢带所受的张力突然增大，也不会引起轧机与夹送辊之间的带钢受张力而拉窄变形，而经过夹送辊的带钢由于已经得到冷却，温度降低，因而也不会在卷取张力的作用下引起大的变形，如此，本发明可以减少甚至防止带钢在卷取机穿带时发生窄尺缺陷，有利于后续对带钢进行横切、纵切及成形加工，提高了产品质量和成材率，而且结构简单，可以自动控制。

附图说明

图1是本发明实施例的轧制设备的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。

应当理解的是尽管术语第一、第二、第三、第四等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。

参看图1，本发明一实施方式提供了一种轧制设备100，包括轧机1以及位于轧机1后方的带钢轧后卷取系统，轧机1用于轧制带钢200，轧后卷取系统用于将带钢200卷取成钢卷。

可以理解的是，在本发明中，“前”、“后”是以生产步骤的先后顺序来定义的，例如板坯首先经过轧机1轧制成带钢200后再送入轧后卷取系统进行卷取，则轧机1位于轧后卷取系统前方，而轧后卷取系统位于轧机1后方。

其中，轧机1包括粗轧机和精轧机，精轧机采用七机架精轧机。

带钢轧后卷取系统自前向后依次包括位于轧机1后方的冷却装置2、夹送辊3、托辊4和卷取机5，也就是说，夹送辊3设于冷却装置2和托辊4之间。

所述轧后卷取系统还包括第一位置传感器6和控制器。

第一位置传感器6设于托辊4处，用于检测带钢200头部是否通过托辊4上的预设位置。

控制器，分别与夹送辊3、第一位置传感器6相连接，并用于：

获取到第一位置传感器6检测到的带钢200头部通过所述预设位置的信号时，控制夹送辊3夹紧带钢200；

卷取机5建立稳定的穿带张力后控制夹送辊3松开。

如此，由于夹送辊3位于冷却装置2之后，托辊4位于夹送辊3之后，当设于托辊4处的第一位置传感器6检测到带钢200头部通过预设位置时表明带钢200头部已经经过了夹送辊3，此时控制夹送辊3夹紧带钢200，可以使带钢200在夹送辊3的作用下具有与出轧机1时相同的输送速度，进一步在建立稳定的穿带张力后控制夹送辊3松开，这样，当卷取机5穿带时，即使卷取机5转速增加使钢带所受的张力突然增大，也不会引起轧机1与夹送辊3之间的带钢200受张力而拉窄变形，而经过夹送辊3的带钢200由于已经得到冷却，温度降低，因而也不会在卷取张力的作用下引起大的变形，如此，本发明可以减少甚至防止带钢200在卷取机5穿带时发生窄尺缺陷，有利于后续对带钢200进行横切、纵切及成形加工，提高了产品质量和成材率，而且结构简单，可以自动控制。

该轧制设备100适用于厚度≤2.5mm、宽度≤1100mm的低碳钢，且在制备该规格的低碳钢时，可减轻甚至避免带钢200头部出现窄尺的问题；所述低碳钢的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.10％，Si≤0.04，Mn≤0.3，P≤0.025，S≤0.015，其余为Fe和不可避免的杂质。

可以理解的是，带钢200在进入夹送辊3之前，夹送辊3为打开状态，以便于带钢200穿过。

其中，冷却装置2优选为层流冷却装置，从而可以提高对带钢200冷却的均匀性，实现快速高效冷却。

轧后卷取系统还包括设于托辊4与卷取机5之间的转向辊7，以利于引导带钢200向卷取机5方向进行转向。

在一优选的实施方式中，所述控制器还用于：

带钢200头部通过所述预设位置时开始计时，经过时间t₁后控制所述夹送辊3松开，其中，t₁＝(L₁+L₂)/v，L₁为带钢200自所述预设位置至卷取机5入口经过的距离，单位为m，L₂为预设助卷长度，单位为m，v为带钢200的穿带线速度，单位为m/s。

也就是说，在带钢200头部进入卷取机5，并卷取预设助卷长度L₂后，控制夹送辊3松开带钢200，这个时候，卷取机5已经建立穿带张力且穿带张力稳定，带钢200即可稳定卷取，此时控制夹送辊3松开带钢200，可以保证带钢200不会再被拉伸变形。

如此，可以根据实际应用中对应的卷取机5入口与托辊4之间的距离去设置不同的时间t₁，使控制更加精准，从而可以适用于不同的应用场景。

其中，由于带钢200出轧机1后经过夹送辊3、托辊4，进而至卷取机5进行穿带卷取，夹送辊3和托辊4均为从动辊，因而带钢200出轧机1后至进入卷取机5进行穿带时的速度大致保持不变，因此，带钢200的穿带线速度与带钢200出轧机1时的速度基本一致。

在另一优选的实施方式中，轧后卷取系统还包括第二位置传感器和设于卷取机5周围的助卷辊组，所述助卷辊组包括位于卷取机5入口处的第一助卷辊81，所述第二位置传感器用于检测带钢200头部是否通过第一助卷辊81；

所述控制器与所述第二位置传感器相连接，并用于：

获取所述第二位置传感器检测到的带钢200头部通过第一助卷辊81的信号，并开始计时；

经过时间t₂后控制所述夹送辊3松开，其中，t₂＝L₂/v，L₂为预设助卷长度，v为带钢200的穿带线速度。

这样，在带钢200头部通过位于卷取机5入口处的第一助卷辊81，也即进入卷取机5后，通过控制带钢200卷取预设助卷长度L₂后，控制夹送辊3松开带钢200，这个时候，卷取机5已经建立穿带张力且穿带张力稳定，带钢200即可稳定卷取，此时控制夹送辊3松开带钢200，可以保证带钢200不会再被拉伸变形；这种控制方式无论采用的是哪个卷取机5、无论所采用的卷取机5与轧机1的距离如何，都可以通过第二位置传感器对带钢200是否进入卷取机5进行判断，并作为计时起点，避免了带钢200未进入卷取机5的情况误判，提高了控制精度。

优选地，在轧机1后的每个卷取机5上均设置第二位置传感器，以提高每个卷取机5的控制精度，以使每个卷取机5在卷取时均可防止带钢200头部窄尺的问题发生。

优选地，所述第二位置传感器为设于卷取机5内的激光探测器，通过该激光探测器不仅可以检测带钢200头部是否通过第一助卷辊81，还可以在带钢200头部进入卷取机5后对带钢200头部进行位置跟踪，进而对带钢200的助卷长度进行检测，如此还可以在带钢200卷取预设助卷长度L₂后，通过该激光探测器向控制器发送信号，以便于控制器控制夹送辊3松开带钢200。

具体地，每个卷取机5还包括第二助卷辊82和第三助卷辊83，第一助卷辊81、第二助卷辊82和第三助卷辊83沿卷取机5的周向间隔均匀分布，通过激光探测器对带钢200头部的位置跟踪并向控制器传输信号，可以在带钢200头部到达卷取机5入口处时，控制器控制第一助卷辊81抬起，至带钢200头部通过第一助卷辊81后，控制器控制第一助卷辊81落下压紧带钢200；在带钢200头部到达第二助卷辊82时，控制器控制第二助卷辊82抬起，至带钢200头部通过第二助卷辊82后，控制器控制第二助卷辊82落下压紧带钢200；在带钢200头部到达第三助卷辊83时，控制器控制第三助卷辊83抬起，至带钢200头部通过第三助卷辊83后，控制器控制第三助卷辊83落下压紧带钢200；如此实现对带钢200头部的助卷，避免松卷。

优选地，夹送辊3包括上下相对设置的一对从动辊，带钢200从一对从动辊之间穿过，夹送辊3可耐受的最高温度可达700℃，如此可以避免带钢200在夹送辊3中穿行时对夹送辊3造成伤害。

优选地，夹送辊3采用合金钢制备而成，优选采用42CrMo4合金钢等制备而成；夹送辊3的直径为500～800mm，如此可以提供足够的夹紧力。

进一步地，所述轧后卷取系统还包括设于托辊4两侧的侧导板9，通过侧导板9可以引导带钢200的输送方向，避免带钢200跑偏甚至偏离托辊4。

优选地，第一位置传感器6设置于托辊4的中部，从而可以使带钢200穿过夹送辊3一定距离后夹送辊3对带钢200进行夹持，以免影响夹送辊3对带钢200的夹紧。

进一步优选地，第一位置传感器6设置于侧导板9上，以免影响带钢200在托辊4上的运行，或者带钢200在托辊4上运行时对第一位置传感器6造成损坏。

此外，本发明还提供了一种带钢轧后卷取方法，其是基于前述轧制设备100完成的。所述带钢轧后卷取方法包括步骤：

将轧制完成后的带钢200经过冷却后穿过夹送辊3，当带钢200头部通过位于夹送辊3后方的托辊4上的预设位置时，控制夹送辊3夹紧带钢200；

将带钢200头部送入卷取机5进行穿带；

卷取机5建立稳定的穿带张力后，控制夹送辊3松开；

卷取。

如此，带钢200冷却后穿过夹送辊3，当带钢200头部通过托辊4上的预设位置时，带钢200头部已经经过了夹送辊3，此时控制夹送辊3夹紧带钢200，可以使带钢200在夹送辊3的作用下具有与轧制结束时相同的输送速度，进一步在建立稳定的穿带张力后控制夹送辊3松开，这样，当卷取机5穿带时，即使卷取机5转速增加使带钢200所受的张力突然增大，也不会引起未经过夹送辊3的钢带受张力而拉窄变形，而经过夹送辊3的带钢200由于已经得到冷却，温度降低，因而也不会在卷取张力的作用下引起大的变形，如此，本发明可以减少甚至防止带钢200在卷取机5穿带时发生窄尺缺陷，有利于后续对带钢200进行横切、纵切及成形加工，提高了产品质量和成材率，而且结构简单，可以自动控制。

优选地，带钢200的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.10％，Si≤0.04，Mn≤0.3，P≤0.025，S≤0.015，其余为Fe和不可避免的杂质；

带钢200的厚度≤2.5mm，宽度≤1100mm。

也就是说，该带钢轧后卷取方法适用于厚度≤2.5mm、宽度≤1100mm的低碳钢，且在制备该规格的低碳钢时，可减轻甚至避免带钢200头部出现窄尺的问题。

可以理解的是，带钢200在进入夹送辊3之前，夹送辊3为打开状态，以便于带钢200穿过。

在一优选的实施方式中，所述步骤“卷取机5建立稳定的穿带张力后，控制夹送辊3松开”具体包括：

带钢200头部通过所述预设位置时开始计时，经过时间t₁后控制夹送辊3松开，其中，t₁＝(L₁+L₂)/v，L₁为带钢200自所述预设位置至所述卷取机5入口经过的距离，L₂为预设助卷长度，v为带钢200的穿带线速度。

也就是说，在带钢200头部进入卷取机5，并卷取预设助卷长度L₂后，控制夹送辊3松开带钢200，这个时候，卷取机5已经建立穿带张力且穿带张力稳定，带钢200即可稳定卷取，此时控制夹送辊3松开带钢200，可以保证带钢200不会再被拉伸变形。

如此，可以根据实际应用中对应的卷取机5入口与托辊4之间的距离去设置不同的时间t₁，使控制更加精准，从而可以适用于不同的应用场景。

在另一优选的实施方式中，所述步骤“卷取机5建立稳定的穿带张力后，控制夹送辊3松开”具体包括：

带钢200头部通过卷取机5入口时开始计时，经过时间t₂后控制夹送辊3松开，其中，t₂＝L₂/v，L₂为预设助卷长度，v为带钢200的穿带线速度。

这样，在带钢200头部通过卷取机5入口后，在带钢200卷取预设助卷长度L2后，控制夹送辊3松开带钢200，这个时候，卷取机5已经建立穿带张力且穿带张力稳定，带钢200即可稳定卷取，此时控制夹送辊3松开带钢200，可以保证带钢200不会再被拉伸变形；这种控制方式无论采用的是哪个卷取机5、无论所采用的卷取机5与轧机1的距离如何，都可以通过带钢200是否进入卷取机5进行判断，并作为计时起点，避免了带钢200未进入卷取机5的情况误判，提高了控制精度。

以下结合具体的实施例1至3进行展开描述。

实施例1至实施例3的带钢200的化学成分以质量百分比计如表1所示，除表1所示元素之外，余量为Fe和不可避免的杂质；带钢200的厚度和宽度也参表1所示。

表1

实施例1至实施例3的带钢200在轧机1出口的温度(也即终轧温度)、于夹送辊3处的温度、卷取机5入口处的温度(也即卷取温度)如表2所示，带钢200的穿带线速度v(也即带钢200出轧机1的速度)、带钢200自所述预设位置至卷取机5入口经过的距离L₁、预设助卷长度L₂参表2所示。

表2

实施例1至实施例3的带钢200在卷取完成后，带钢200头部均尺寸良好，无窄尺现象。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的轧制设备100、带钢轧后卷取系统及带钢轧后卷取方法，由于夹送辊3位于冷却装置2之后，托辊4位于夹送辊3之后，当设于托辊4处的第一位置传感器6检测到带钢200头部通过预设位置时表明带钢200头部已经经过了夹送辊3，此时控制夹送辊3夹紧带钢200，可以使带钢200在夹送辊3的作用下具有与出轧机1时相同的输送速度，进一步在建立稳定的穿带张力后控制夹送辊3松开，这样，当卷取机5穿带时，即使卷取机5转速增加使钢带所受的张力突然增大，也不会引起轧机1与夹送辊3之间的带钢200受张力而拉窄变形，而经过夹送辊3的带钢200由于已经得到冷却，温度降低，因而也不会在卷取张力的作用下引起大的变形，如此，本发明可以减少甚至防止带钢200在卷取机5穿带时发生窄尺缺陷，有利于后续对带钢200进行横切、纵切及成形加工，提高了产品质量和成材率，而且结构简单，可以自动控制。

上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带钢轧后卷取系统，自前向后依次包括位于轧机后方的冷却装置、托辊和卷取机，其特征在于，所述轧后卷取系统还包括，

夹送辊，设于所述冷却装置和所述托辊之间；

第一位置传感器，设于所述托辊处，用于检测带钢头部是否通过所述托辊上的预设位置；

控制器，分别与所述夹送辊、位置传感器相连接，并用于：

获取到所述第一位置传感器检测到的带钢头部通过所述预设位置的信号时，控制所述夹送辊夹紧带钢；

卷取机建立稳定的穿带张力后控制所述夹送辊松开。

2.根据权利要求1所述的带钢轧后卷取系统，其特征在于，所述控制器还用于：

带钢头部通过所述预设位置时开始计时，经过时间t₁后控制所述夹送辊松开，其中，t₁＝(L₁+L₂)/v，L₁为带钢自所述预设位置至所述卷取机入口经过的距离，L₂为预设助卷长度，v为带钢的穿带线速度。

3.根据权利要求1所述的带钢轧后卷取系统，其特征在于，还包括第二位置传感器和设于所述卷取机周围的助卷辊组，所述助卷辊组包括位于所述卷取机入口处的第一助卷辊，所述第二位置传感器用于检测带钢头部是否通过所述第一助卷辊；

所述控制器与所述第二位置传感器相连接，并用于：

获取所述第二位置传感器检测到的带钢头部通过所述第一助卷辊的信号，并开始计时；

经过时间t₂后控制所述夹送辊松开，其中，t₂＝L₂/v，L₂为预设助卷长度，v为带钢的穿带线速度。

4.根据权利要求3所述的带钢轧后卷取系统，其特征在于，所述第二位置传感器为设于所述卷取机内的激光探测器。

5.根据权利要求1所述的带钢轧后卷取系统，其特征在于，所述夹送辊包括上下相对设置的一对从动辊，所述夹送辊可耐受的最高温度为700℃。

6.一种轧制设备，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的带钢轧后卷取系统，还包括位于所述轧后卷取系统前方的轧机。

7.一种带钢轧后卷取方法，其特征在于，包括步骤：

将轧制完成后的带钢经过冷却后穿过夹送辊，当带钢头部通过位于夹送辊后方的托辊上的预设位置时，控制夹送辊夹紧带钢；

将带钢头部送入卷取机进行穿带；

卷取机建立稳定的穿带张力后，控制所述夹送辊松开；

卷取。

8.根据权利要求7所述的带钢轧后卷取方法，其特征在于，所述步骤卷取机建立稳定的穿带张力后，控制所述夹送辊松开具体包括：

带钢头部通过所述预设位置时开始计时，经过时间t₁后控制夹送辊松开，其中，t₁＝(L₁+L₂)/v，L₁为带钢自所述预设位置至所述卷取机入口经过的距离，L₂为预设助卷长度，v为带钢的穿带线速度。

9.根据权利要求7所述的带钢轧后卷取方法，其特征在于，所述步骤卷取机建立稳定的穿带张力后，控制所述夹送辊松开具体包括：

带钢头部通过卷取机入口时开始计时，经过时间t₂后控制夹送辊松开，其中，t₂＝L₂/v，L₂为预设助卷长度，v为带钢的穿带线速度。

10.根据权利要求7至9任一项所述的带钢轧后卷取方法，其特征在于，所述带钢的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.10％，Si≤0.04，Mn≤0.3，P≤0.025，S≤0.015，其余为Fe和不可避免的杂质；

所述带钢的厚度≤2.5mm，宽度≤1100mm。