專利名稱：可同時(shí)滿足鋼帶卷和開(kāi)平中厚板生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱連軋生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備，具體地指一種可同時(shí) 滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備。
背景技術(shù)：
常規(guī)的熱連軋生產(chǎn)作業(yè)線主要由加熱爐、粗軋機(jī)組、精軋機(jī)組、 冷卻段和巻取機(jī)構(gòu)成。該熱連軋生產(chǎn)線工作時(shí)，熱軋帶鋼的巻取過(guò) 程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的熱、力耦合變形過(guò)程，不僅帶鋼巻取過(guò)程中鋼 巻內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)不斷變化，而且鋼巻在開(kāi)巻過(guò)程中其內(nèi)部應(yīng)力將再一 次重新分布，其間某種板形缺陷問(wèn)題就可能由此生成。
巻取應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn)可用徑向分量和切向分量來(lái)說(shuō)明，如圖l所
示，N為徑向壓力、F為張力。軸向應(yīng)力以及各圈之間的剪切應(yīng)力忽 略不計(jì)。傳送巻取扭矩的剪切應(yīng)力事實(shí)上是可以忽略不計(jì)的，因?yàn)?它沒(méi)有改變應(yīng)力狀態(tài)，且不會(huì)引起各圈之間的滑移。人們重視的是 應(yīng)力在帶巻內(nèi)寬度方向和沿帶巻半徑方向的分布狀況。
帶巻內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn)是，沿半徑及寬度方向上的分布不均勻， 這是由于凸度不同使張力F分布不均所致。之所以考慮帶鋼厚度斷 面形狀，是基于各圈帶鋼之間并非在整個(gè)寬度上都相接觸這一事實(shí)。 因?yàn)閹т撛趲喨∵^(guò)程中呈酒桶狀，可以認(rèn)為張力只分布在相接觸的 帶鋼寬度上，這意味著接觸處有一個(gè)比較大的張力，可代替總張力。 如圖2所示，Ml表示第一圈鋼，Mn表示最后一圈鋼，X軸表示寬 度，Y軸為鋼帶的巻取張力，i表示標(biāo)準(zhǔn)值線，k表示接觸區(qū)，L表 示巻筒軸線，16為巻筒。在巻取過(guò)程中，各圈帶鋼之間的接觸寬度 將減小，而張力集中在帶鋼寬度中心部位(凸形厚度形狀)；第一圈完 全接觸巻筒，因此張力均勻地分布在寬度上(標(biāo)準(zhǔn)值)；在最后幾圈時(shí)， 接觸寬度大大減少，隨著凸度值不同，超張力值可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的4~5圖3說(shuō)明了巻筒退出之前寬度方向上的徑向應(yīng)力圖，圖3中X
軸表示寬度，Y軸表示應(yīng)力大小，單位為KG/mm2， Ml表示第一圈 鋼，Mn表示最后一圈鋼。接觸寬度部分對(duì)應(yīng)著壓應(yīng)力，與此相反， 非接觸部分的應(yīng)力為零。由于張力分布不均，在各圈帶鋼中央處的 應(yīng)力最大。最后一圈帶鋼的徑向應(yīng)力為零，因?yàn)樗亲杂杀砻妗?br> 從鋼巻內(nèi)部應(yīng)力分布的情況可知，帶鋼在巻取過(guò)程中，隨著巻 徑的增大，對(duì)于某一層帶鋼來(lái)說(shuō)，其徑向壓力隨之增大，對(duì)于鋼巻 內(nèi)層帶鋼即帶頭處增加尤其比較大，由此造成層間發(fā)生粘結(jié)的概率 將明顯增加；但對(duì)于卸巻鋼巻，其徑向壓力由里到外逐層減小。但 對(duì)于環(huán)向應(yīng)力規(guī)律又不一樣，其最小值往往發(fā)生在鋼巻內(nèi)部某層， 帶鋼頭部的環(huán)向應(yīng)力則隨著其壓力增大而有所減小，鋼巻中間的某 些層減小得最大，若初始巻取張力較大，還可能出現(xiàn)負(fù)值。
對(duì)于較軟的和較薄的帶鋼，當(dāng)帶鋼張力小于初始給定值而沒(méi)有 箍緊時(shí)，致使鋼巻內(nèi)部的徑向應(yīng)力過(guò)小，從而容易導(dǎo)致各層之間產(chǎn) 生滑移而造成塌巻；大張力盡管可以用來(lái)避免塌巻缺陷，但對(duì)于帶 鋼頭部來(lái)說(shuō)，巻取張力過(guò)大，致使頭幾圈受到的切向壓應(yīng)力過(guò)大， 當(dāng)鋼巻在起吊或放置期間受到撞擊等干擾時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生心形缺陷； 針對(duì)目前采用錐形控制的硬芯巻取技術(shù)，當(dāng)卸巻退出巻筒后，因鋼 巻內(nèi)層向里收縮，當(dāng)張力錐度曲線下降斜率過(guò)大時(shí)，巻芯處因張應(yīng) 力太大往往極有可能造成抽芯。
鋼巻在開(kāi)平時(shí)，受到開(kāi)巻外力作用而出現(xiàn)塑性變形，在垂直于 軋制方向的鋼巻橫向上，可折出一條條類似排骨的塑性變形痕跡， 也就是橫折缺陷。橫折缺陷有明顯的條狀折痕，說(shuō)明該處存在局部 變形過(guò)大。板面的變形是由殘余應(yīng)力造成的，但在熱軋巻取時(shí)尚未 發(fā)現(xiàn)橫折缺陷，說(shuō)明熱軋巻取時(shí)的殘余應(yīng)力分布并不是產(chǎn)生橫折缺 陷的原因，而是在鋼巻開(kāi)平過(guò)程中的某些工序使鋼板內(nèi)的應(yīng)力發(fā)生 了變化，形成了產(chǎn)生橫折缺陷的那一種應(yīng)力分布導(dǎo)致了橫折缺陷。 這種應(yīng)力分布在鋼板的彎曲過(guò)程中可以產(chǎn)生，而且是一面受壓一面受拉，鋼巻的開(kāi)巻正好是這種變形。因此可以認(rèn)為橫折缺陷不是鋼 巻內(nèi)固有的，而是由開(kāi)巻和矯直過(guò)程中的外部彎曲力矩加上去的。
鋼板的塑性彎曲不僅與厚度有關(guān)，而且與鋼板的屈服強(qiáng)度有關(guān)。 對(duì)于巻徑較小、強(qiáng)度較低的鋼巻在開(kāi)平過(guò)程中會(huì)發(fā)生彈塑性彎曲變 形，容易產(chǎn)生橫折；而對(duì)于巻徑較大、強(qiáng)度較高的鋼巻在開(kāi)平時(shí)以 彈性變形為主.不易產(chǎn)生橫折。但隨著巻徑的減小，尤其在開(kāi)平的 末期，橫折缺陷可能會(huì)出現(xiàn)或加重。在實(shí)際開(kāi)平過(guò)程中發(fā)現(xiàn)橫折時(shí) 的現(xiàn)象證實(shí)了這一點(diǎn)。
鋼巻中最嚴(yán)重的波浪是鋼巻自身的圓弧，而且開(kāi)平時(shí)它屬于正 彎型的，軋機(jī)控制不良所產(chǎn)生的波浪、瓢曲，其曲率半徑要比鋼巻 自身圓弧半徑大得多，因此開(kāi)巻機(jī)區(qū)域是橫折缺陷的易發(fā)處。據(jù)調(diào) 査，橫折缺陷80%以上發(fā)生在該處。
熱軋帶鋼成巻后將形成各種不均勻的殘余應(yīng)力。已經(jīng)知道變形 的原因是由于加工應(yīng)力、冷卻時(shí)的熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和相變膨脹應(yīng) 力，以及巻取以及后續(xù)開(kāi)平過(guò)程所產(chǎn)生的應(yīng)力。巻取和開(kāi)平所產(chǎn)生 的應(yīng)力影響程度最大，其中的原因已在以上內(nèi)容中闡述。鋼板厚度 越大，巻取和開(kāi)平過(guò)程對(duì)成品板的影響越大，將帶鋼巻橫切成板時(shí)， 會(huì)出現(xiàn)不同形式與程度的浪形、翹曲。
巻取和開(kāi)平使得鋼巻板形惡化，同時(shí)由于巻取機(jī)的能力一定程 度限制了熱連軋產(chǎn)品的規(guī)格(特別是厚度)以及成品的強(qiáng)度級(jí)別?，F(xiàn)有
的巻取機(jī)，允許巻取的帶鋼最大厚度沒(méi)有超過(guò)25mm的，而且?guī)т?強(qiáng)度級(jí)別限制在800MPa以下。
由此可見(jiàn)，在常規(guī)的熱連軋生產(chǎn)作業(yè)線上，由加熱爐至巻取機(jī) 為止，目前所能夠生產(chǎn)的一般是厚度不超過(guò)25mm、強(qiáng)度級(jí)別不超過(guò) 800MPa的鋼帶，且鋼帶必須經(jīng)過(guò)巻取機(jī)巻取才能下線。該熱連軋生 產(chǎn)作業(yè)線尚無(wú)法生產(chǎn) 度超過(guò) 的開(kāi)平中厚板。由于沒(méi)有實(shí)現(xiàn) 一線多能，故其生產(chǎn)效率不高。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是要提供一種可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平 中厚板生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備。采用該設(shè)備既可生產(chǎn)常規(guī)的薄帶鋼巻， 又可生產(chǎn)中厚板，且可消除或減小鋼帶巻和中厚板的內(nèi)部殘余應(yīng)力，
使中厚板的最大厚度達(dá)到60mm、強(qiáng)度級(jí)別提高到lOOOMPa以上。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi) 平中厚板生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備，包括由加熱爐、二輥粗軋機(jī)組、四輥 粗軋機(jī)組、精軋機(jī)組、冷卻段和巻取機(jī)通過(guò)輥道依次相連組成的熱 連軋機(jī)組。所述巻取機(jī)的后面還設(shè)置有延伸輥道，所述延伸輥道的 前端設(shè)置有切分機(jī)構(gòu)，所述延伸輥道的一側(cè)設(shè)置有冷床，所述延伸 輥道和冷床之間設(shè)置有移出裝置，所述冷床的尾端設(shè)置有矯直機(jī)， 所述矯直機(jī)的后面設(shè)置有定尺橫剪機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于所設(shè)計(jì)的熱連軋?jiān)O(shè)備通過(guò)常規(guī)熱軋作 業(yè)線、延伸輥道、冷床、溫式矯直機(jī)和切分機(jī)構(gòu)等的有機(jī)組合，消 除了巻取機(jī)的限制，使其既能實(shí)現(xiàn)常規(guī)熱連軋鋼帶巻的生產(chǎn)，又能 直接生產(chǎn)免于巻取的開(kāi)平中厚板，且可以有效降低中厚板的殘余應(yīng) 力和板形缺陷，增加中厚板的厚度和強(qiáng)度，真正體現(xiàn)出一線多能的 技術(shù)特點(diǎn)。同時(shí)，由于省去了建設(shè)專門開(kāi)平作業(yè)線的投資，可大幅 提高熱連軋生產(chǎn)線的效率，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。實(shí)踐表明， 本實(shí)用新型能夠在熱連軋線上實(shí)現(xiàn)厚度達(dá)60mm的中厚板生產(chǎn)，鋼 板的強(qiáng)度級(jí)別也可提高到lOOOMPa以上，在釋放專業(yè)中厚板軋機(jī)生 產(chǎn)薄板、窄板產(chǎn)能的同時(shí)提高熱連軋生產(chǎn)中厚板的產(chǎn)能。


圖1為帶鋼在巻取時(shí)的張力與壓力分布狀態(tài)示意圖2為帶鋼在巻取時(shí)的張力分布狀態(tài)示意圖3為帶鋼在寬度方向的徑向應(yīng)力分布狀態(tài)示意圖4為本實(shí)用新型的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板生產(chǎn)的 熱連軋?jiān)O(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的熱連軋?jiān)O(shè)備作進(jìn)一 步的詳細(xì)描述
圖1~3中帶鋼的張力、壓力和應(yīng)力分布關(guān)系在背景技術(shù)中已作 詳細(xì)分析，于此不再贅述。
圖4所示的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)
備，包括由加熱爐l、 二輥粗軋機(jī)組3、四輥粗軋機(jī)組4、精軋機(jī)組 5、冷卻段6和巻取機(jī)7通過(guò)輥道依次相連組成的熱連軋機(jī)組。在巻 取機(jī)7的后面布置有一段延伸輥道ll，延伸輥道11的長(zhǎng)度為90 150 米，以滿足開(kāi)平中厚板生產(chǎn)的需要。在延伸輥道11的前端布置有切 分機(jī)構(gòu)8，切分機(jī)構(gòu)8采用切分飛剪或切分圓盤剪，可對(duì)鋼板頭部、 尾部的異形部分進(jìn)行切除，或?qū)︿摪暹M(jìn)行切分。在延伸輥道ll的一 側(cè)布置有冷床12，冷床12的長(zhǎng)度和寬度可視現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域面積以及鋼板 的處理量合理配置。在延伸輥道ll和冷床12之間設(shè)置有移出裝置9， 通過(guò)移出裝置9可將鋼板由延伸輥道11移至冷床12。鋼板移至冷床 12后，延伸輥道11可以接納后續(xù)的鋼板。移出裝置9優(yōu)選移出步進(jìn) 梁或磁力吊，可避免在移出過(guò)程中產(chǎn)生劃傷或擦傷。
在冷床12的尾端布置有矯直機(jī)13，矯直機(jī)13采用5~17輥四重 式矯直的溫式矯直機(jī)，可對(duì)鋼板進(jìn)行強(qiáng)力矯直，進(jìn)一步消除加工過(guò) 程中形成的各種不均勻殘余應(yīng)力，顯著改善鋼板板形。由于這時(shí)鋼 板本體溫度會(huì)在25(TC以上，溫矯的效果會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)開(kāi)平作業(yè)線 上冷矯的效果。在矯直機(jī)13的后面設(shè)置有定尺橫剪機(jī)構(gòu)14，可以對(duì) 溫矯之后的鋼板進(jìn)行橫切切分。在定尺橫剪機(jī)構(gòu)14的后設(shè)置有跺板 臺(tái)15。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程是這樣的板坯2通過(guò)輥道依次進(jìn)入二 輥粗軋機(jī)組3、四輥粗軋機(jī)組4、精軋機(jī)組5進(jìn)行軋制，軋后的板坯 2進(jìn)入冷卻段6降溫，降溫后直接穿過(guò)巻取機(jī)7，進(jìn)入切分機(jī)構(gòu)8進(jìn) 行切分，形成成品鋼板10。成品鋼板IO進(jìn)入延伸輥道11后，通過(guò) 移出裝置9移至冷床12，冷卻后的成品鋼板IO進(jìn)入矯直機(jī)13進(jìn)行強(qiáng)力矯直，強(qiáng)力矯直后的成品鋼板IO進(jìn)入定尺橫剪機(jī)構(gòu)14，進(jìn)行橫 切切分，最后進(jìn)入跺板臺(tái)15堆跺。
當(dāng)成品鋼板10運(yùn)行到延伸輥道11進(jìn)行后續(xù)處理時(shí)，作業(yè)線上 可生產(chǎn)鋼帶巻，鋼帶巻經(jīng)過(guò)巻取機(jī)7巻取后下線。當(dāng)延伸輥道ll空 出時(shí)，繼續(xù)鋼板的生產(chǎn)，這樣可最大程度地提高作業(yè)線的生產(chǎn)效率， 實(shí)現(xiàn)鋼帶巻與鋼板的交叉生產(chǎn)。
本實(shí)用新型可對(duì)厚度在2t) 60mm的鋼板進(jìn)行熱連軋、延伸輥道 運(yùn)輸、切頭尾或分切、冷床降溫、溫矯直、定尺橫剪、堆垛等工序 的加工，是一條組合功能的熱連軋鋼帶巻和開(kāi)平中厚鋼板作業(yè)線， 可在最大程度保證中厚板平直的同時(shí)，消除或減小其內(nèi)部的殘余應(yīng) 力。
權(quán)利要求1.一種可同時(shí)滿足鋼帶卷和開(kāi)平中厚板生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備，包括由加熱爐(1)、二輥粗軋機(jī)組(3)、四輥粗軋機(jī)組(4)、精軋機(jī)組(5)、冷卻段(6)和卷取機(jī)(7)通過(guò)輥道依次相連組成的熱連軋機(jī)組，其特征在于所述卷取機(jī)(7)的后面設(shè)置有延伸輥道(11)，所述延伸輥道(11)的前端設(shè)置有切分機(jī)構(gòu)(8)，所述延伸輥道(11)的一側(cè)設(shè)置有冷床(12)，所述延伸輥道(11)和冷床(12)之間設(shè)置有移出裝置(9)，所述冷床(12)的尾端設(shè)置有矯直機(jī)(13)，所述矯直機(jī)(13)的后面設(shè)置有定尺橫剪機(jī)構(gòu)(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板生產(chǎn) 的熱連軋?jiān)O(shè)備，其特征在于所說(shuō)的延伸輥道(11)的長(zhǎng)度為90-150 米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板 生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備，其特征在于所說(shuō)的切分機(jī)構(gòu)(8)為切分飛剪 或切分圓盤剪。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板 生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備，其特征在于所說(shuō)的移出裝置(9)為移出步進(jìn) 梁或磁力吊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板生產(chǎn) 的熱連軋?jiān)O(shè)備，其特征在于所說(shuō)的移出裝置(9)為移出步進(jìn)梁或 磁力吊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板 生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備，其特征在于所說(shuō)的矯直機(jī)(13)為溫式矯直 機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板生產(chǎn) 的熱連軋?jiān)O(shè)備，其特征在于所說(shuō)的矯直機(jī)(13)為溫式矯直機(jī)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板生產(chǎn) 的熱連軋?jiān)O(shè)備，其特征在于所說(shuō)的矯直機(jī)(13)為溫式矯直機(jī)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可同時(shí)滿足鋼帶巻和開(kāi)平中厚板生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備，其特征在于所說(shuō)的矯直機(jī)(13)為溫式矯直機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可同時(shí)滿足鋼帶卷和開(kāi)平中厚板生產(chǎn)的熱連軋?jiān)O(shè)備，它包括由加熱爐、二輥粗軋機(jī)組、四輥粗軋機(jī)組、精軋機(jī)組、冷卻段和卷取機(jī)通過(guò)輥道依次相連組成的熱連軋機(jī)組，所述卷取機(jī)的后面還設(shè)置有延伸輥道，所述延伸輥道的前端設(shè)置有切分機(jī)構(gòu)，所述延伸輥道的一側(cè)設(shè)置有冷床，所述延伸輥道和冷床之間設(shè)置有移出裝置，所述冷床的尾端設(shè)置有矯直機(jī)，所述矯直機(jī)的后面設(shè)置有定尺橫剪機(jī)構(gòu)。采用該設(shè)備既可生產(chǎn)常規(guī)的薄帶鋼卷，又可生產(chǎn)中厚板，且可使中厚板的最大厚度達(dá)到60mm、強(qiáng)度級(jí)別提高到1000MPa以上。由于在一條生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了鋼帶卷與中厚鋼板的交叉生產(chǎn)，可有效提高設(shè)備的利用效率，大幅增加產(chǎn)能。
文檔編號(hào)B21B1/00GK201380183SQ20092008470
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者杰 吳, 周桂峰, 平 宋, 蔣揚(yáng)虎, 文 譚, 郭愛(ài)民, 斌 韓 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司