WO2010025598A1 - 轧制件的对接方法 - Google Patents

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郑星昱
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Zheng Xingyu
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/002—Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
    • B23K11/0073—Butt welding of long articles advanced axially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0085—Joining ends of material to continuous strip, bar or sheet

Definitions

  • the invention relates to a method for docking rolling parts, in particular to a method for docking two heads when they are butt jointed, belonging to the field of rolling technology.
  • connection methods mainly include the following two types:
  • the disadvantage of this method is that the ductility and toughness of the welded portion are different from those of the rolled part, and the same rolling force is easy to break.
  • the welded portion passes through the rolling mill working busbar, the stress structure is broken. At this time, if the rolling force and speed of the rolling mill are not lowered, the welded portion is broken.
  • the problem to be solved by the present invention is: when the front and rear rolling members are connected by the oblique butt joint method, the width of the deformation zone in contact with the work rolls and the rolling roll and the radius of the work rolls are taken as important factors to select the oblique butt joint side. An acute angle is formed to ensure the strength of the welded portion of the rolled piece.
  • the present invention provides a method for docking a rolling member, comprising the following steps: Step 1.
  • the head of the first rolling member in the feeding direction is at an acute angle to the working roller bus bar of the work roll.
  • the angle is cut into a first oblique butt edge; the angle is such that the width of the first diagonal butt edge in the vertical direction of the work roll busbar is greater than the deformation zone of the work roll in contact with the rolling member Width
  • Step 2 cutting the tail portion of the second rolling member in the feeding direction into a second oblique butting edge parallel to the first oblique butting edge;
  • Step 3 the first oblique butt edge and the second diagonal butt edge are relatively closely arranged; Step 4 the relatively close contact portion is welded, so that the first rolled piece and the second rolled piece are connected Connected.
  • the welded portion does not pass through the work roll at the same time, but passes through the work roll point by point, and at the same time, the welded portion of the work roll passes only a small portion of the weld portion.
  • Most of the force is applied to the rolled part of the non-welded part, which greatly guarantees the bearing strength of the rolled part.
  • the rolling part does not need to be broken, and the rolling part is not broken, thereby ensuring the entire connection.
  • the rolling speed of the rolling system is stable, which guarantees the quality of the rolled parts.
  • FIG. 1 is a schematic view of a prior art splicing of a rolling piece by a right angle butt joint method.
  • FIG. 2 is a schematic view of a prior art slanting butt joint method for achieving rolling of a rolling piece;
  • Figure 4 is a plan view showing the rolling process after the rolling member docking method of the present invention is carried out;
  • Figure 5 is a side view of the rolling member after the butting method of the present invention is carried out;
  • Figure 3 is a schematic view showing the structure of the butt joint of the present invention; the direction of the arrow in the figure indicates the feeding direction.
  • Fig. 6 is a flow chart showing the method of docking the rolling members of the present invention. The method includes:
  • Step 1 The head of the first rolling member 11 in the feeding direction is cut into the first oblique butting edge 61 at an angle which is set at an acute angle to the working roller bus bar 4.
  • the angle ⁇ of the acute angle is the width of the deformation zone where the work roll 5 is in contact with the rolling member
  • the degree and the first oblique butt edge 61 are determined along the width of the work roll busbar 4 in the vertical direction.
  • the angle needs to be such that the width of the first oblique butt edge 61 in the vertical direction of the work roll bus bar 4 is larger than the work roll. 5 The width of the deformation zone in contact with the rolled piece.
  • L1 represents the width of the deformation zone where the work roll 5 is in contact with the rolling member
  • L2 represents the width of the first oblique butt edge 61 in the vertical direction of the work roll busbar 4.
  • R represents the radius of the work roll 5
  • Ah Hh, where H represents the thickness of the rolled piece before passing through the work roll 5
  • h represents the thickness of the rolled piece after passing through the work roll 5. Since the rolling of the work roll 5 is carried out, the rolling member is caused to have a thickness difference ⁇ , that is, a reduction amount.
  • B indicates the width of the rolled member after joining, and the widths of the first rolling member 11 and the second rolling member 22 are generally equal, and the width after joining does not change.
  • Step 2 cutting the tail portion of the second rolling member 22 in the feeding direction into a second butting edge 62 parallel to the first oblique butting edge 61;
  • Step 3 The first diagonal butting edge 61 and the second diagonal butting edge 62 are relatively closely disposed; in fact, since the first diagonal butting edge 61 and the second diagonal butting edge 62 are coincident, when the closeness is completed.
  • the first diagonal butt edge 61 and the second diagonal butt edge 62 that are disposed may also be collectively represented as a diagonal butted edge 6.
  • Step 4 The relatively close-fitting portion is welded such that the first rolling member 11 and the second rolling member 22 are joined.
  • the width of the deformation zone in contact with the rolling roll according to the work roll By the width of the deformation zone in contact with the rolling roll according to the work roll, the work of the beveled edge and the rolling mill The acute angle ⁇ formed by the roller bus bar 4 is selected.
  • the width L1 of the deformation zone which is in contact with the rolling member due to the work roll 5 is always smaller than the oblique butt edge 6 along the work roll busbar 4.
  • the width L2 in the vertical direction therefore, the welded portion does not pass through the work roll at the same time, but passes through the work roll point by point, while the welded portion of the work roll passes only a small part of the work piece, most of which is stressed In the non-welded rolling part body, this greatly ensures the bearing strength of the rolling piece.
  • it is not necessary to reduce the rolling mill speed and the roll gap adjustment is not required, and the rolling piece does not break, thereby The rolling speed of the entire continuous rolling system is guaranteed to be stable, and the quality of the rolled parts is ensured.
  • L2 in order to further reduce the proportion of the welded portion in the rolled piece passing through the work roll at the same time, L2 can be made more than three times larger than L1, and the above angle can be obtained by combining the triangular formula.
  • the proportion of the welded portion in the rolled piece passing through the work roll is smaller, so that the force of the welded portion can be further reduced, and the bearing strength of the rolled piece can be better ensured.
  • step 5 may be further included: grinding the welded portion to improve the surface flatness of the rolled piece to increase the speed of the rolling process.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

轧制件的对接方法 技术领域
本发明涉及一种轧制件的对接方法， 特别是一种两个轧制件头尾对接时 的对接方法， 属于轧制工艺领域。 背景技术
随着冷轧、 热轧技术的发展， 大型连轧系统被广泛地应用于大型钢铁生 产企业， 从而使板带材的生产效率得到了大幅的提高。 由于连轧系统具有快 速、 连续的轧制特点， 因此， 在轧制件轧制过程中各个环节必须能够与连轧 系统相匹配。
在现有技术中， 为了实现连续轧制， 通常都是釆用通过焊接将头尾对边 进行连接的做法， 具体的连接方式主要有以下两种：
一种方式是如图 1 所示， 在两个轧制件头尾接缝处， 针对在后轧制件 1 与在先轧制件 2的对接边 3 , 先由连轧系统中的剪切机将轧制件的对接边与 轧制件长边进行直角剪切， 开成直角对接边， 保证对接时的平行度， 便于焊 接。 此后， 在对接边 3处进行焊接， 进入连轧系统中进行轧制。
但这种方式的缺点是： 由于焊接部的应力结构、 特性不同于轧制件本体， 延展性、 韧性都比较弱， 同样的轧制力情况下， 此处容易断裂。 当焊接部在 通过轧机工作辊母线时， 应力结构打破， 此时如果轧机的轧制力和速度不降 低的话， 就会造成焊接部的断裂。
为此， 在现有技术中， 针对上述两个轧制件对接边的焊接部的应力弱、 强度弱的缺点， 通常是釆用降低轧制速度或者抬辊缝的方式来解决的， 这就 导致需要频繁的调整每台轧机的速度及辊缝， 这不仅需要增加控制系统的成 本， 同时， 对于轧制件的质量会有较大的影响， 特别是由于电控系统、 液压 系统具有众所周知的响应延迟， 因而导致实际生产中， 整个连轧系统的轧制 速度经常不能保持在稳定的状态。
曰本专利文献特开平 9-225503中还公开了另一种方式， 如图 2所示， 在 两个轧制件头尾接缝处， 针对在后轧制件 1与在先轧制件 2的斜对接边 6, 先由连轧系统中的剪切机将轧制件的对接边与轧制件长边进行锐角剪切， 即 保证斜对接边 6与工作辊 5的工作辊母线 4之间保持锐角 Θ, 使斜对接边 6 成为相对于工作辊母线 4的斜对接边。 此后， 在斜对接边 6处进行焊接， 进 入连轧系统中进行轧制。
釆用这种方式连接轧制件后， 当轧制件通过工作辊 5时， 由于焊接部是 逐点通过工作辊 5 而不是同时通过， 因此有利于保证轧制件的焊接部所承受 强度也无需降低轧机速度。 但在现有技术中釆用上述斜对接边方式连接前后 轧制件时， 针对锐角 Θ的选择仅仅考虑轧制件的板厚、 板宽及材质的变化。 但在实际轧制过程， 工作辊 5在接触到轧制件后还会发生一定的形变， 从而 产生一定的变形区。如果变形区的宽度超过了斜对接边 6的宽度 L2时，相当 于斜对接边 6的焊接部仍然是同时通过工作辊 5的而不是逐点通过， 这与釆 用直角连接缝的第一种连接方式的结果无异， 从而无法保证轧制件的焊接部 所承受的强度， 也就达不到预期的效果。 发明内容
本发明所要解决的问题在于： 在釆用斜对接边方式连接前后轧制件时， 将工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度及工作辊的半径作为重要因素来选 择斜对接边所成的锐角， 以保证轧制件的焊接部所承受的强度。
为此， 本发明提供了一种轧制件的对接方法， 包括如下步骤： 步骤 1、 将第一轧制件沿进料方向的头部按照预先设定的与工作辊的 工作辊母线成锐角的角度剪切成第一斜对接边； 所述角度的大小使所述第 一斜对接边沿所述工作辊母线的垂直方向上的宽度大于所述工作辊与轧制 件相接触的变形区的宽度；
步骤 2、 将第二轧制件沿进料方向的尾部剪切成与所述第一斜对接边 平行的第二斜对接边；
步骤 3、 将所述第一斜对接边与第二斜对接边相对紧贴设置； 步骤 4、 对该相对紧贴部进行焊接， 使得第一轧制件与第二轧制件连 接上。
本发明釆用斜对接边进行焊接的方法后， 焊接部不会同时通过工作 辊， 而是逐点通过工作辊， 并且同时通过工作辊的轧制件中焊接部只占其 中的一小部分， 大部分受力在非焊接部的轧制件本体上， 这就极大地保证 了轧制件的承受强度， 此时， 不需降低轧机速度， 轧制件也不会断裂， 从 而保障了整个连轧系统的轧制速度的稳定， 保证了轧制件的质量。
下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明
图 1为现有技术中的釆用直角对接边方式实现轧制件对接的示意图 图 2为现有技术中的釆用斜对接边方式实现轧制件对接的示意图； 图 3为本发明轧制件对接的结构示意图；
图 4为釆用本发明所述轧制件对接方法后进行轧制时的俯视图； 图 5为釆用本发明所述轧制件对接方法后进行轧制时的侧视图； 图 6为本发明轧制件对接方法的流程图。
附图标记说明：
1 -在后轧制件； 2 -在先轧制件；
1 1 -第一轧制件 22 -第二轧制件
61 -第一斜对接边 62 -第二斜对接边
4 -工作辊母线 5 -工作辊
3 -对接边 6 -斜对接边 具体实施方式
图 3为本发明轧制件对接的结构示意图； 图中箭头方向表示进料方向。 图 6为本发明轧制件对接方法的流程图。 该方法包括：
步骤 1、将第一轧制件 11沿进料方向的头部按照预先设定的与工作辊 母线 4成锐角的角度 Θ剪切成第一斜对接边 61。
其中， 所述锐角的角度 Θ是由工作辊 5与轧制件相接触的变形区的宽 度和第一斜对接边 61沿工作辊母线 4的垂直方向上的宽度决定的。具体地， 为了实现本发明的目的， 即保证轧制件的焊接部所承受的强度， 所述角度 的大小需要使第一斜对接边 61沿工作辊母线 4的垂直方向上的宽度大于工 作辊 5与轧制件相接触的变形区的宽度。
如图 4、 5所示， 分别表示釆用本发明所述轧制件对接方法后进行轧制时 的俯视图和侧视图。 其中， L1表示工作辊 5与轧制件相接触的变形区的宽 度； L2表示第一斜对接边 61沿工作辊母线 4的垂直方向上的宽度。 已知，
Figure imgf000006_0001
其中， R表示工作辊 5的半径； Ah=H-h , 其中， H表示轧制件在 通过工作辊 5之前的厚度； h表示轧制件在通过工作辊 5之后的厚度。 由于 经过了工作辊 5的轧制， 因此使轧制件产生了厚度差 Δΐι , 即压下量。
为了实现本发明的目的， 即保证轧制件的焊接部所承受的强度， 需要 令 L2大于 L1 , 再结合三角公式即可以得到上述角度 Θ应当满足如下关系 式：
L2 > L\
Figure imgf000006_0002
其中， B表示连接后的轧制件的宽度， 第一轧制件 11和第二轧制件 22的宽度通常都是相等的， 连接后的宽度也不发生变化。
步骤 2、将第二轧制件 22沿进料方向的尾部剪切成与所述第一斜对接 边 61平行的第二对接边 62;
步骤 3、 将所述第一斜对接边 61与第二斜对接边 62相对紧贴设置； 实际上， 由于第一斜对接边 61和第二斜对接边 62是重合的， 因此当 完成紧贴设置后的第一斜对接边 61和第二斜对接边 62也可以共同表示为 斜对接边 6。
步骤 4、对该相对紧贴部进行焊接，使得第一轧制件 11与第二轧制件 22连接上。
通过根据工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度对斜接边与轧机的工 作辊母线 4所成的锐角 Θ进行选择， 当轧制件通过工作辊 5时， 由于工作辊 5与轧制件相接触的变形区的宽度 L1总是小于斜对接边 6沿工作辊母线 4 的垂直方向上的宽度 L2, 因此， 焊接部不会同时通过工作辊， 而是逐点通 过工作辊， 同时通过工作辊的轧制件中焊接部只占其中的一小部分， 大部 分受力在非焊接部的轧制件本体上， 这就极大地保证了轧制件的承受强 度， 此时， 不需降低轧机速度也不需要进行辊缝调整， 轧制件也不会发生 断裂，从而保障了整个连轧系统的轧制速度的稳定，保证了轧制件的质量。
另外， 为了进一步减小同时通过工作辊的轧制件中焊接部所占的比 例， 可以令 L2大于 L1的三倍以上， 再结合三角公式即可以得到上述角度
Θ应当满足如下关系式：
L2 > 3ΙΛ
Β
cot e
B
=ί θ > arc cot
3^R(H - h)
通过进一步加大 L2与 L1的差距， 使得同时通过工作辊的轧制件中焊 接部所占的比例更小， 从而能够进一步减少焊接部的受力， 更好地保证轧 制件的承受强度。
在上述技术方案中， 步骤 4之后还可以包括步骤 5: 对焊接部进行打磨 处理， 有利于改善轧制件的表面平整度， 以提高轧制过程的速度。
最后所应说明的是，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， 而不脱离本发明技 术方案的精神和范围。

Claims

权利要求
1、 一种轧制件的对接方法， 其特征在于， 包括如下步骤：
步骤 1、 将第一轧制件沿进料方向的头部按照预先设定的与工作辊的 工作辊母线成锐角的角度剪切成第一斜对接边； 所述角度的大小使所述第 一斜对接边沿所述工作辊母线的垂直方向上的宽度大于所述工作辊与轧制 件相接触的变形区的宽度；
步骤 2、 将第二轧制件沿进料方向的尾部剪切成与所述第一斜对接边 平行的第二斜对接边；
步骤 3、 将所述第一斜对接边与第二斜对接边相对紧贴设置； 步骤 4、 对该相对紧贴部进行焊接， 使得第一轧制件与第二轧制件连 接上。
2、 根据权利要求 1所述的轧制件的对接方法， 其特征在于所述角度满 足如下关系式：
Figure imgf000008_0001
其中， Θ表示所述锐角的角度； Β表示连接后的轧制件宽度； Η表示 连接后的轧制件在通过所述工作辊之前的厚度； h表示连接后的轧制件在通 过工作辊之后的厚度； R表示工作辊的半径。
3、 根据权利要求 1所述的轧制件的对接方法， 其特征在于所述角度的 大小使所述第一斜对接边沿所述工作辊母线的垂直方向上的宽度大于所述 工作辊与轧制件相接触的变形区的宽度的三倍以上。
4、 根据权利要求 3所述的轧制件的对接方法， 其特征在于所述角度满 足如下关系式：
Figure imgf000008_0002
其中， Θ表示所述锐角的角度； B表示连接后的轧制件宽度； H表示连 接后的轧制件在通过所述工作辊之前的厚度； h表示连接后的轧制件在通过 工作辊之后的厚度； R表示工作辊的半径。
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