CN1839002B - 热轧机中被轧过材料的卷材箱的使用扩展的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对位于粗轧机机列与精轧机机列之间，用于热轧机中被轧过的带材物料的卷绕台与开卷台(卷材箱)进行使用扩展的方法。卷材箱的使用扩展通过这样的方式实现，为了在一个无心轴的卷材箱中处理较小的卷材重量，一个指向滚道(4)的压紧力(F)被施加到待开卷的卷材上，和/或卷材被放入一个滚道凹面中，和/或为了在一个无心轴的卷材箱处，特别是在具有中等带材重量时提高物料通过能力，将卷材按时间与重量由一个第一卷绕台向一个第二卷绕台的主动与被动传递相互结合，和/或为了可变地提高与均匀化带材温度，在无心轴卷材箱前后向带材供给热量，和/或带材或卷材箱被隔热。本发明还涉及一种为了实施本方法被相应构成的装置。

Description

热轧机中被轧过材料的卷材箱的使用扩展的装置与方法

本发明涉及一种对位于粗轧机机列与精轧机机列之间，用于热轧机中被轧过材料的卷绕台与开卷台(卷材箱)进行使用扩展的方法与装置。 

一个热轧机中使用卷材箱是我们所熟知的。由于加工的需要，卷材箱的技术要求一定的带材的最低重量。最低重量基本上取决于卷材箱的材料强度、带材厚度和卷材箱实施方式。如未超过最低重量，由于开卷滚子与带材材料之间过于小的摩擦力，被卷绕成一卷的带材就不能再被开卷。因此卷材箱不能被用于低于最低重量的带材。 

对于一个卷材箱，第一台用于绕卷。随后的卷材的开卷在开始时同样也在第一台上进行。随着开卷的过程，卷材同时由第一台被传递至第二台。只要卷材还在第一台上被开卷，卷材箱内就不能容纳其他带材；两个带材间必须保持一个最小间歇。最小间歇主要取决于卷材箱的结构实施方式与控制。 

第一台的占用时间也取决于材料进入与材料离开的速度。最大速度由卷材箱前后的装备的方案以及生产计划决定，且只能在一定限度内被改变。通过最小间歇与最大速度，在一个带材热轧机列中的物料通过能力被限制，且一个卷材箱在具有较大物料通过能力的热轧机机列中只能被限制地使用。 

在熟知的卷材箱中，从第一台向第二台的传递借助于支撑的机构进行。这可能是一个中心嵌入卷材中的心轴，或是一种根据文献US5,987,955B具有摇摆运动(wiegebewegung)的方法。熟知的还有其他的机构，如靠置在卷材外圆周上的可以通过杠杆的滚子。这种形式的传递在下文中被称为所谓的主动传递，其在带材具有较大的卷材重量时是传递持续时间最短的方法。 

在没有心轴的传递过程中存在另一种方法，即通过在出口侧作用在待开卷的卷材上的带材牵拉由第一向第二卷绕台传递卷材。该带材牵拉典型地由第一机架构建而成，但也可以通过其他的机构完整或部分地构建。文献DE 1 038 857 A1描述了必要的阻止卷材在此驶向固定止挡并被损坏的措施。这种形式的传递在下文中被称为所谓的被动 传递。只要所述传递没有通过阻挡机构被阻止，对在一定重量限定以下的卷材总是进行被动传递。第一个卷绕台的占用时间取决于卷材重量，且会短于或长于在主动传递中的时间。 

在熟知的具有主动传递的方法中，不可能在进行主动传递时准许或迫使进行被动传递。在文献EP 0 933 147 A1中描述的摇摆方法中，基于开卷台向带材运行方向的移动在滚道中产生了空隙，在进行主动传递时一个正在被动传递的卷材会落入其中，从而会发生对卷材与卷材箱的损坏。如果用可以摆入的滚子填补空隙，这些滚子必须在移动滚子前被向外摆动；然而之后又产生一个滚道空隙。 

在大多数的应用情况中，随着一个卷材箱的应用，在整个带材的长度上会达到一个明显更高且更均匀的温度水平。尽管如此，在装入一个卷材箱时还没有实现在带材中理想的温度变化。通过辐射和滚子接触，热量也从卷材箱内部的带材上被吸走，尤其是在外部的绕圈上。 

在带材长度上的不同温度和附加的不稳定温变过程是有害的。特别是在带材厚度调节缺少或不足时，温度差异导致精轧机机列中的不同轧制力，且从而导致在整个带材长度上不同的带材厚度。然而在带材长度上均匀的带材厚度是一个重要的质量标志。 

以上述现有技术为背景，本发明旨在提供能够在一个卷材箱中处理明显较小的卷材重量的技术措施。本发明还应提供能够显著提高一个卷材箱中物料通过能力的措施。这也特别适用于连轧机列，其在卷材箱前后具有缓慢的辊轧机架速度，且可能在卷材箱前面的最后一个辊轧机架与卷材箱入口之间有较短间隔。在卷材重量较轻时，用于提高物料通过能力的措施对于一个卷材箱的使用尤其重要。 

此外，本发明还旨在提供能够实现更高且更均匀的带材温度水平的与卷材箱相关的措施。 

上述目的通过下列措施予以实现： 

1.为了降低带材的最低重量，提出在一个没有心轴的卷材箱内部使用一个压紧装置，它一方面借助由上方作用向卷材的力提高卷材与开卷滚子之间的摩擦力，另一方面借助一个特殊的几何结构阻止不希望的卷材的传递。 

根据图A1，在卷材展开的过程中，直到卷材由第一卷绕台2a和2b向第二卷绕台4即将或正在开始传递时使用一个具有压紧力F的在  高度上可以调节的压紧装置1。 

用压紧装置的滚子1a和1b，或用卷绕台的底部滚子2a和2b，或它们相互结合起来可以构成一个袋子，在其中卷材C或C’即使在由出口侧的驱动器T牵拉时也被保持。以这样的方式排除了卷材在极其微小的重量下会被拖向解卷器3的可能性。在抬高解卷器3后，通过相应滚子的抬高与降低，袋子被重新打开。 

此外压紧装置可以由一个或多个滚子1a和1b构成。滚子1a和2b可以选择地横向于物料运行方向，也各具有两个滚子和一个中间的轴承结构。为了避免压痕，滚子边缘被倒圆。 

根据图A2，通过滚子2a的降低和滚子2b的抬高可以在驱动滚子T的方向开始卷材C或C’的最早的可能发生的被动传递。 

根据卷材的不圆度，对压紧装置的动态抬高与降低的方法做如下描述： 

压紧装置的惯性通过压紧力的相应调节被抵消，结果使作用到卷材上的压紧力F不受卷材的不圆度的影响，在很大程度上保持稳定。鉴于基于卷材不圆度的压紧装置的垂直速度，产生了压紧力的补偿。压紧力被增大或减小由此引起的加速力的大小。 

用于不同物料特征和运行状况的压紧力的最大值通过实验得出，存储在一个控制装置中，并针对其他的应用被重新读取。 

与迄今为止的解决方案相比，采用本发明的这些措施可以在一个卷材箱内处理重量明显较小的带材。卷材箱的使用范围被扩展到从2kg/mm(卷材重量比卷材宽度)起的最小所需的特定卷材重量。 

2.为了提高在一个卷材箱中的物料通过能力，按本发明提出对于一个无心轴的卷材箱将主动与被动传递相结合。由此在每次主动传递时刻进行被动传递。从而能够减少第一台的占用时间以及两个带材之间必要的最小间歇，并提高一个卷材箱中的物料通过能力。 

对于第一台的占用时间，根据图B1： 

-图区域A中固定的持续时间适用于主动传递。该区域适用于较大的卷材重量。 

-取决于卷材重量的可变的持续时间适用于被动传递。持续时间从图区域P内的一个最小值(较小的卷材重量)上升到图区域AP内较高处线条所示的值(中等的卷材重量)。到目前为止在区域AP内不能  应用主动传递，因为由于开卷过程中的重量减少和物料公差会发生不期望的被动传递。 

在带材运行方向水平连续放置的滚子的布置与运动对应于图B2。卷材C或C’放在可以摆动的滚子2上，并沿驱动滚子T的方向被开卷。卷材被传递到可以摆动并可移动的滚子3上，直到一个或多个滚子G。在插入固定心轴D后，卷材被完全开卷。 

按照本发明的方法的优点在于将主动与被动传递相结合，从而使在进行一次主动的无心轴传递时也准许或迫使进行一次被动传递。由此在图区域AP中对中等带材重量的传递持续时间减少到下方的线条。在带材具有中等卷材重量时，现在可行的两种方法的结合缩短了第一台的占用时间。 

也可以减少滚子3，4和5(以及按具体情况其他的滚子)的滚子间距，从而使卷材在进行传递的每个时刻可以一直运动至滚子G，避免落入滚道空隙中。 

此外为了填补相应的滚子运输机空隙，可以在带材运行方向水平安装一个或多个可移动滚子4。与可摆入的滚子相反，在可移动滚子4处不会产生滚子运输机空隙。 

通过使滚子2，3，4和5总是处于差不多同样高度的方式，主动传递的方法可以以一种方式被进一步改进。由此在进行主动传递的每个时刻，卷材可以在不做较大垂直运动的情况下被被动传递。 

为了卷材的制动使用一个或多个滚子G。滚子G的高度可以被调节，因此在技术的必要范围内可以调节到卷材中心的高度。 

通过至少滚子G之一，待开卷的剩余卷材被固定，且通过被插入卷材中心轴线的心轴D，最后的卷材卷圈被打开。 

在使用压紧装置1的情况下，才能在具有一定的较轻的卷材重量时利用图区域P和下方的AP线条(图B1)。由于其卷材重量，这些卷材如没有压紧装置就根本无法被处理。 

一种用于预先计算传递过程和最小间歇的方法也被使用。在这个方法中，由已经处理过的带材物料得出的实际结果被输入，并用作可靠的最小间歇预测。 

最后通过最小间歇的预先计算，原材料进入卷材箱前面的辊轧机架的时刻被控制。尤其是对于连轧机机列，这对于最小间歇的充分利  用以及实现物料通过能力的提高至关重要，因为在对卷材箱中的当前带材进行处理前，紧接着的具有预先规定的最小间歇的带材就已经应该进入连续轧机机列了。 

经过更改的出口侧驱动器的启动允许传递过程的提前开始。只要待开卷的带材到达驱动器，且驱动滚子已摩擦配合地被闭锁，就开始了由第一向第二台的传递。 

最终可以使用一个第三卷绕台，且从而实现第一台占用时间的进一步缩短。带材在第一台上被绕卷。在带材被绕卷后，卷材被传递到第二台。那里开始开卷过程。在进行开卷时，卷材被传递到第三台。由于在第一台上不再需要时间用于开卷，第一台很快就空出，用于紧接着的带材。 

随着由第一向第二和由第二向第三台的无心轴传递，三个卷绕台的结合是非常有利的。传递可以通过摇摆程序或借助于一个大概作用在中心轴线高度处的移动滚子或这些方法的结合进行。 

在由第一向第二台进行无心轴地传递的过程中，根据现有技术为我们熟知的在心轴上旋转的卷材以及带材头位置缺失的缺点被避免。 

与迄今为止的解决方案相比，通过按照本发明的措施能够在一个卷材箱内实现物料通过能力的显著提高。在取决于生产计划的情况下，本发明在即使较小卷材重量的条件下使约3百万年吨数以及更高的卷材箱年产量成为可能。 

3.按照本发明，卷材箱具有用于被动与主动地，可变地提高和均匀化(Vergleichmβigung)带材温度的装置，特别是通过一个带材加热装置(如一个感应加热装置或一个直通式煤气炉)。较冷的带材区域(如带材头部，带材底部和带材外侧)的温度也可以相对于其他区域有针对性地被提高。从而减小已有的温度差异，同时提高平均温度。 

在一个卷材箱与一个加热设备相结合的情况下，正在穿过的带材的速度会在加热设备中被降低，从而提高对较冷的带材区域的加热效果。带材速度可以独立于安放在卷材箱前后的辊轧机架的速度而被选择，更确切地说是针对带有一个安装在卷材箱后面的加热设备的带材底部和针对带有一个安装在卷材箱前面的加热设备的带材头部。加热功率可以沿着或也横向于带材运行方向针对较冷的带材区域被加强，  且针对较热的带材区域被降低。在加热装置与卷材箱之间可以安装用于侧面导向与划分带材材料的装置。 

此外加热设备的运行安全性可以通过一个卷材箱输出侧的矫直传动装置或通过一个加热装置前面的单独的矫直传动装置被提高。借助矫直传动装置减少了在卷材箱或其他装置中产生的带材倾斜和带材波动，且可以识别带材的层叠。 

为了避免氧化铁皮轧入，且由此提高带材质量，在矫直传动装置的前面或内部装入了去除鳞装置，如喷嘴梁。为了避免和清除异物如氧化皮的卷上，可以在矫直传动装置的矫直滚子上安装清洁装置。 

此外可以通过使用可以调整宽度的隔热罩来减少卷材箱内部的热量发散。随着卷材箱的缩短，通过更短的传输时间，从而更短热量发散的时间，更少的热量从物料上散失。也可以在滚道上，在一个卷材箱的前后或前或者后面装入隔热罩。 

此外，借助相对于卷材箱前后辊轧机架的辊制速度被提高的卷绕与开卷速度，可以降低在滚道上的传输速度，从而可以减少热量发散。 

由于按本发明的措施实现了明显更高且在整个带材长度上更均匀的物料温度。从而达到了以最终带材厚度在0.5和2.0mm之间辊制的一个重要前提。 

4.以上标号1至3中所描述的按照本发明的单个措施也可以相互结合。 

到目前为止一个卷材箱的运行区域(参见图C1)位于图区域O的内部。此外在引入按照本发明的措施后，也覆盖该区域。通过上面标号1至3中所述措施的合理组合，与借助单个措施相比会附加地实现卷材箱的使用范围明显更大的扩展。 

如果只使用了根据标号1的用于减少带材最低重量的措施，就把待处理的生产范围扩大到了具有小卷材重量的带材(图C1，图区面A)。但是由于在具有较小带材重量时，在一个卷材箱中可以达到的物料通过能力下降，因此作为不可避免的缺点会产生较小的物料通过能力。 

如果只使用了根据上面标号2的用于提高物料通过能力的措施，那么只能在中等的最低卷材重量区域内实现本发明的利用(图C1，图区B)。 

通过将按照本发明用于减少卷材最低重量的措施与用于提高物料  通过能力的措施相结合，可以使具有小卷材重量的带材以较高的物料通过能力在一个卷材箱中被处理(图C1，图平面A，B和附加的AB)。 

在此可以确定，即使只是标号1至3中所述按照本发明的措施的一部分相互部分地结合，也可以按照具体的技术要求提供卷材箱使用范围的合理扩展。 

5.总而言之，借助按照本发明的措施可以达到以下优点： 

待处理的带材的最低重量被显著降低。从而使一个卷材箱从现在起即使在卷材重量小的情况下也可以被使用。 

一个卷材箱可以达到的通过能力被显著提高。从而使一个卷材箱从现在起可以在连轧机机列中以较高的物料通过能力被使用。 

带材中的温度差异与不稳定的温度变化被进一步减少。通过辐射导致的热量损失被减少或必要时被补偿。从而达到了对于最终带材厚度在0.5和2.0mm之间的热轧的前提。 

通过将按照本发明的用于减少最低重量或用于提高物料通过能力的单个措施相结合，使得卷材箱使用范围的再次扩展，尤其适用于具有较小卷材重量与较大物料通过能力的生产计划。 

Claims (20)

1.一种方法，用于对位于粗轧机机列与精轧机机列之间的、用于热轧机中被轧过的带材物料的卷绕台与卷材箱进行使用扩展，

其特征在于，为了在无心轴的卷材箱中处理较小的卷材重量，指向卷材箱的第一底部滚子(2a)和第二底部滚子(2b)的压紧力(F)被施加到待开卷的卷材上，所述压紧力由可调节的压紧装置(1)的第一辊子(1a)和第二辊子(1b)施加，压紧力(F)的大小由卷材的不圆度、物料特征和运行方式决定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在无心轴的卷材箱中提高物料通过能力，按时间与按重量将卷材由第一卷绕台向第二卷绕台的主动传动与被动传递相互结合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了可变地提高与均匀化带材温度，在无心轴的卷材箱之前或之后向带材供给热量和/或使带材或卷材箱被隔热。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于压紧力来提高卷材与开卷滚子之间的摩擦力，和/或借助于一个预先确定的滚道凹部的几何构造来避免违背意愿的卷材传递。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，选择在带材方向上前后依次放置的滚子的布置与运动，使得卷材(C，C’)首先进行被动传递，随后是借助于至少一个其它的滚子(G)进行卷材的制动，以及在向卷材(C”)中装入固定心轴(D)后进行卷材的固定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过第一底部滚子(2a)的降低与第二底部滚子(2b)的抬高，在驱动滚子的方向引入一卷材(C，C’)最早的可能发生的被动传递。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了得出传递程序和卷材处理的最小间歇，由已经处理过的带材物料得出的实际结果被输入。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了实施确定的带材牵拉，在由第一向第二卷绕台传递的过程开始之前，启动了一个出口侧的驱动器。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，沿着或横向于带材运行方向的热量供给被受控制地增加或减少。

10.一种装置，用于对位于粗轧机机列与精轧机机列之间的、用于热轧机中被轧过的带材物料的卷绕台与卷材箱进行使用扩展，

其特征在于，为了在无心轴的卷材箱中处理较小的卷材重量，为待开卷的卷材配置了具有第一压紧滚子(1a)和第二压紧滚子(1b)的压紧装置，所述第一压紧滚子(1a)和第二压紧滚子(1b)适于将指向卷材箱的第一底部滚子(2a)和第二底部滚子(2b)的压紧力(F)施加到卷材上，由此在卷材和开卷滚子的摩擦力被升高，并且压紧力(F)的大小由卷材的不圆度、物料特征和运行方式决定。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，为了对于一个无心轴的卷材箱提高物料通过能力或减少占用时间，为卷材安装了支撑辊，支撑辊可以摆动，可以在纵向方向上水平移动或在一定距离内可以移动。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，为了提高与均匀化带材温度，在卷材箱之前或之后安装了可调节的带材加热装置和/或滚道隔热罩，和/或在卷材箱内部设有宽度可以调节的隔热罩。

13.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，滚道凹部由可调节的第一底部滚子(2a)和第二底部滚子(2b)构成。

14.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，设有摆动第一底部滚子(2a)和第二底部滚子(2b)的机构和调节其它的、位于底部的滚子(3，4，5)的间距与高度的机构。

15.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，为剩余卷材(C”)配置了用于使最后的卷材卷圈打开和开卷的固定心轴(D)。

16.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，在出口侧在卷材箱后边安装了可以启动的驱动器(T)。

17.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，在卷材箱的出口侧或在带材加热装置前面安装了一个矫直传动装置。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，在矫直传动装置的前面或内部设有至少一个去氧化皮装置。

19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，矫直传动装置设有至少一个用于矫直滚子的清洁装置。

20.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，该装置具有三个用于卷材无心轴传递的卷绕台。

Images