專利名稱：一種杜絕鋼卷邊部裂紋的精整工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及精整鋼巻加熱工藝，特別涉及鋼巻在精整工藝流程中邊部 裂紋擴展的處理工藝。
背景技術：
目前國內外鋼鐵廠在精軋機的軋制過程中，往往會采用邊部加熱裝 置，因為邊部溫度的降低會產生各種問題一一在低碳鋼中， 一旦溫度低于奧氏體轉變點后，在邊部非常快的再 結晶導致粗大而脆的鐵素體。在微合金鋼中，溫度太低會產生早期析出， 使最終在鐵素體中析出的微合金元素稍稍偏離固溶體中的成分。二種情況 均使鋼的機械性能降低。一一在不銹鋼中，邊部的溫降同時導致更低的可塑性而需要更大的軋 制力和導致軋入氧化鐵皮、表面缺陷和裂紋。一一冷邊緣比高溫本體硬度更大，這將使對板坯的厚度控制更加困 難，并增加工作輥的磨損。對于邊部溫降， 一種解決方法是設定更高的加熱爐溫度來使板坯邊部 的溫度在精軋入口區域依然高于其臨界溫度，但這種方法的缺陷是它將降 低加熱爐能力，并且增加能耗以及氧化鐵皮，造成更大的污染及能源損失。使用邊部加熱器是一種切實可行、簡潔高效的方式，相對于傳統的加 熱爐加熱方式，應用中頻感應或高頻感應的感應加熱裝置具有加熱速度 快、效率高、能耗小、加熱溫度易于控制等優點。目前國內外鋼鐵廠有較多切邊機組，切邊機組在生產部分特殊規格和 要求的鋼種過程中，發現經過熱軋精軋工藝軋制以后的帶鋼邊部會產生裂 紋，后續精整機組在進行切邊時，此部分邊部裂紋會在切邊過程中繼續向 裂紋深處延伸，在理論上要求對帶鋼邊部進行加熱，而目前在鋼巻邊部采 用的感應加熱技術無法應用到精整工藝中的冷態鋼巻加熱，采用感應加熱 技術不同于熱態帶鋼的加熱，對冷態鋼巻加熱需較長的加熱時間，這不利于切邊機組正常的切邊作業速度，無法滿足該工序的生產。參見圖1，現有的精整剪切線工藝流程為帶巻通過步進梁至地輥站，對中、開巻，通過夾送輥進矯直機，經過導板切邊剪、切頭剪，再由側導板、張力輥、夾送輥巻取，至鋼巻小車結束。對一些在軋制以后邊部產生裂紋的帶鋼，后續精整機組在進行切邊時，如何阻止此部分邊部裂紋會在切邊過程中繼續向裂紋深處延伸，國內外還沒有成熟的技術可以在實踐中得到應用的公開信息。中國專利申請號00128474.6公開的"一種連續熱鍍鋅帶鋼表面二次加熱方法"，其是在鍍鋅后的氣刀上方，小鋅花設備下方安裝一個以液化石 油氣、燃氣、電等熱源的加熱器，使鋼帶表面二次加熱，且加熱強度是兩 邊稍高，中間稍低，以彌補邊緣快冷卻效應的影響。使冷凝線由拋物線變 成平坦的形態且上升到一定的位置。正常凝固態時生產出鋅花尺寸較大、 大小均勻的大鋅花產品。快速凝固時形成大小均勻，色澤一致的小鋅花產 品。同時還可降低鋅液溫度，減少了鋅鍋和其它機件的腐蝕，延長了設備豐人壽口卩o該方法是對熱鍍鋅帶鋼表面進行二次加熱，生產合格的鋅花產品，但 對解決邊部裂紋會在切邊過程中繼續向裂紋深處延伸不具有解決問題的 啟示作用，特別是其帶鋼表面二次加熱方法對設備安裝空間要求高，對解 決邊部裂紋會在切邊過程中繼續向裂紋深處延伸無針對性，而且也不能滿 足和實現對已有作業線的改造，無法直接應用到解決邊部裂紋問題，需有 一套針對解決邊部裂紋會在切邊過程中繼續向裂紋深處延伸問題的設備、 工藝和方法。發明內容針對邊部裂紋會在切邊過程中繼續向裂紋深處延伸的問題，本發明的 目的在于提供一種杜絕鋼巻邊部裂紋的精整工藝，采用直接精整工藝，有 效防止冷態帶鋼邊部裂紋繼續向裂紋深處延伸的現象發生，利于切邊機組的切邊作業后徹底消除帶鋼邊部裂紋，確保下一工序的正常生產；而且， 設備安裝空間要求不高、設備投入費用較低，并可直接應用于現有精整切 邊機組的改造。為達到上述目的，本發明的技術解決方案是，一種杜絕鋼巻邊部裂紋的精整工藝，在精整剪切線生產過程中采用燃 氣火焰加熱方式的三段邊部加熱工藝，對鋼巻和帶鋼的邊部防裂紋或邊部 裂紋防擴展的處理；其包括，第一段邊部加熱工藝，在鋼巻輸送機的最后一個鞍座兩側設置預熱裝置；鋼巻在停留15 21分鐘，預熱裝置對從常溫的鋼巻邊部向內 60mm的范圍內加熱到85°C 120°C，同時控制鋼巻芯部的帶鋼溫度不 超過60°C;第二段邊部加熱工藝，在開巻機的上方壓輥臂前端設置開巻加熱裝置，補充鋼巻上巻時間內損失的熱量，開巻前加熱溫度從帶鋼邊部向內60mm的范圍內的溫度70°C 150°C;第三段邊部加熱工藝，在剪切機前設置剪切加熱裝置；切邊前加 熱，帶鋼邊部目標溫度是80 12(TC，帶鋼溫度達到12(TC的連續時間 不得大于1分鐘。進一步，在上巻過程的6分鐘內，降溫1(TC到15。C，開巻前的鋼巻 邊部溫度不低于7CTC。所述預熱裝置采用數控轉臂結構，轉臂包含兩個數控伺服關節，關節 可自由運動，運動軌跡可隨意調整。利用轉臂式加熱器的速度可調，軌跡 可調，火力大小可調和加熱時間可調，來控制加熱過程。^t過調節轉臂的 速度和火力大小可以調節鋼巻端面的表面加熱溫度，使加熱鋼巻表面不超 過150。C。 "加熱盤的運動軌跡可以調節鋼巻的局部加熱溫度，加熱時間也可以調 節鋼巻的溫度，用于區別鋼巻內圈和外圈的加熱工藝，即鋼巻內圈需要較 短時間或較弱的加熱來保證要求鋼種的工藝溫度，而鋼巻的外圈應熱量容 易失去需要較長時間或較強的加熱來實現要求鋼種的工藝溫度。所述第二段邊部加熱工藝，是在開巻機的上方壓輥臂前端設置開巻加 熱裝置，補充鋼巻上巻時間內損失的熱量。由于開巻和處理過程帶鋼速度 快，此處只能部分彌補鋼巻邊部的溫度損失，但通過第一段邊部加熱工藝， 有效防止鋼巻在開巻時產生裂紋或防止裂紋的產生。所述第三段邊部加熱工藝，是在剪切機前，設置剪切加熱裝置。在開巻后帶鋼展開，與空氣接觸面增大，散熱加快。此裝置火焰強度有兩檔可 調，即大火、小火，能按剪切部位的帶鋼溫度情況，給予不同程度的升溫。本發明的有益效果本發明采用三段邊部加熱工藝，加熱溫度控制在12(TC以下并進行分 段加熱，不會對鋼巻材質的內部組織產生影響，解決了目前精整機組品種 帶鋼邊部裂紋在開巻和切邊過程中繼續向裂紋深處延伸的難題，可以保證 切邊以后的鋼巻產品質量，利于切邊機組的連續正常作業，保證下一工序 的生產。本發明工藝和設備結構簡單、要求空間體積小和投資少，其投資 額僅為電感應加熱器的1/10。
圖1為現有的精整剪切線工藝流程圖；圖2為本發明的杜絕鋼巻邊部裂紋的精整剪切線工藝流程圖。
具體實施方式
參見圖2，本發明以1580熱軋分巻線為例，精整剪切線工藝流程為 開始時，通過步進梁將鋼巻輸送至地輥站(邊部預熱)，對中、開巻(邊 部加熱)，由夾送輥至矯直機，經過側導板(邊部加熱)，再切邊剪、切 頭剪側導板，通過張力輥、夾送輥，巻取，由鋼巻小車送出結束。其中，在精整剪切線生產過程中采用燃氣火焰加熱方式的三段邊部加 熱工藝，對鋼巻和帶鋼的邊部防裂紋或邊部裂紋防擴展的處理；其包括， 第一段邊部加熱工藝，在鋼巻輸送機的最后一個鞍座兩側設置預熱裝置； 鋼巻在停留15 21分鐘，預熱裝置對從常溫的鋼巻邊部向內60mm的范 圍內加熱到85°C 120°C，同時控制鋼巻芯部的帶鋼溫度不超過6(TC;第 二段邊部加熱工藝，在開巻機的上方壓輥臂前端設置開巻加熱裝置，補充 鋼巻上巻時間內損失的熱量，開巻前加熱溫度從帶鋼邊部向內60mm的 范圍內的溫度70°C 150°C;第三段邊部加熱工藝，在剪切機前設置剪切加 熱裝置；切邊前加熱，帶鋼邊部目標溫度是80 120。C，帶鋼溫度達到120 。C的連續時間不得大于1分鐘。在上巻過程的6分鐘內，降溫l(TC到15°C，開巻前的鋼巻邊部溫度不低于7(TC。加熱設備分三部分MF-01預熱裝置、MF-02開巻加熱裝置、MF-03剪切邊前加熱裝置。三套加熱裝置采用統一的控制系統。所述三段邊部加熱工藝的第一段邊部加熱工藝，是在1580熱軋分巻 線步進式鋼巻輸送機兩側設置預熱裝置；第二段邊部加熱工藝，是在開巻 機處設置開巻加熱裝置，用于開巻時對鋼巻進行邊部加熱補償，其設備布 置在1580熱軋分巻線開巻機上方；第三段邊部加熱工藝，是在帶鋼邊部 剪切前設置切邊加熱補償裝置，其設備布置在1580熱軋分巻線矯直機和 圓盤剪之間的側導向裝置上，自動跟蹤鋼帶寬度，不加熱時動架上升，加 熱時動架下降。所述三套加熱裝置均采用高效燃氣加熱系統，機電一體化的控制調節 裝置，可根據鋼巻品種和規格的變化，自動調整加熱裝置相關參數和狀態， 確保開巻和剪切前帶鋼相關部位的工藝溫度，使開巻和剪切質量最優化。為了達到預熱加熱時，從鋼巻邊部向內60mm范圍的溫度為85°C 120°C，鋼巻心部溫度不高于60。C的加熱目的，加熱時用一個與鋼巻內孔 相對應的草帽狀端蓋，把鋼巻的芯孔蓋住，避免火焰在加熱邊部時對鋼巻 內孔的內部幾層帶鋼加熱。加熱裝置有兩種工作模式切邊模式和非切邊模式。在非切邊模式，全部加熱裝置處于待機位置，并可讓寬度達1430mm 的帶鋼通過。切邊模式有三種控制方式 (1)自動操作MF-01預熱裝置根據剪切線PLC指令，啟動預熱程序，控制預熱臂運動到位，打開燃氣及空氣閥門、自動點火開始加熱，同時根據測得鋼巻溫 度自動調節加熱時間及加熱盤燒嘴火力。加熱器的運動軌跡將由鋼巻的尺寸決定。 一巻預熱結束后，熄火，等待下一巻加熱啟動信號。MF-02開巻加熱裝置，根據剪切線PLC指令啟動加熱程序，控制加熱 盤運動到位，打開燃氣及空氣閥門、自動點火開始加熱，同時根據主線傳 來的帶鋼運動速度值自動調節加熱器的火焰強弱。根據主線停止指令關閉 加熱器，復位加熱盤，等待下次加熱啟動信號。MF-03剪切前加熱裝置，根據剪切線PLC指令啟動加熱程序，控制加熱器臂運動到位，打開燃氣及空氣闊門、自動點火開始加熱，同時根據測得剪切機前的帶鋼邊部溫度自動調節加熱器的火焰強弱。根據主線PLC停 止指令關閉加熱器，復位加熱臂，等待下次加熱啟動信號。(2) 半自動操作在半自動操作中，待加熱鋼巻的數據由剪切線PLC發送給加熱系統工 控機。但是加熱的目標數據(加熱時間、運動軌跡，火焰強弱等)由操作 人員在操作盤上觸摸屏輸入，啟動、停止信號來自主線。可人工檢視預熱、 加熱情況調整設備動作及加熱溫度。(3) 手動操作操作人員在現場操作盤上觸摸屏輸入待加熱鋼巻的數據、加熱的目標 數據，啟動、停止信號來自現場操作盤。
權利要求
1. 一種杜絕鋼卷邊部裂紋的精整工藝，在精整剪切線生產過程中采用燃氣火焰加熱方式的三段邊部加熱工藝，對鋼卷和帶鋼的邊部防裂紋或邊部裂紋防擴展的處理；其包括，第一段邊部加熱工藝，在鋼卷輸送機的最后一個鞍座兩側設置預熱裝置；鋼卷在停留15～21分鐘，預熱裝置對從常溫的鋼卷邊部向內60mm的范圍內加熱到85℃～120℃，同時控制鋼卷芯部的帶鋼溫度不超過60℃；第二段邊部加熱工藝，在開卷機的上方壓輥臂前端設置開卷加熱裝置，補充鋼卷上卷時間內損失的熱量，開卷前加熱溫度從帶鋼邊部向內60mm的范圍內的溫度70℃～150℃；第三段邊部加熱工藝，在剪切機前設置剪切加熱裝置；切邊前加熱，帶鋼邊部目標溫度是80～120℃，帶鋼溫度達到120℃的連續時間不得大于1分鐘。
2. 如權利要求1所述的杜絕鋼巻邊部裂紋的精整工藝，其特征是，在上 巻過程的6分鐘內，降溫1(TC 15'C，開巻前的鋼巻邊部溫度不低于 70°C。
3. 如權利要求1所述的杜絕鋼巻邊部裂紋的精整工藝，其特征是，所述 預熱裝置采用數控轉臂結構，轉臂包含兩個數控伺服關節，關節可自 由運動，運動軌跡可隨意調整。
4. 如權利要求3所述的杜絕鋼巻邊部裂紋的精整工藝，其特征是，利用 轉臂式加熱器的速度可調，軌跡可調，火力大小可調和加熱時間可調， 來控制加熱過
全文摘要
一種杜絕鋼卷邊部裂紋的精整工藝，在精整剪切線生產過程中采用燃氣火焰加熱方式的三段邊部加熱，對鋼卷和帶鋼的邊部防裂紋或邊部裂紋防擴展的處理；第一段邊部加熱，在鋼卷輸送機最后一個鞍座兩側設預熱裝置；預熱裝置對從常溫的鋼卷邊部向內60mm的范圍內加熱到85℃～120℃，同時控制鋼卷芯部的帶鋼溫度不超過60℃；第二段邊部加熱，在開卷機的上方壓輥臂前端設置開卷加熱裝置，補充鋼卷上卷時間內損失的熱量，開卷前加熱溫度從帶鋼邊部向內60mm的范圍內的溫度70℃～150℃；第三段邊部加熱，在剪切機前設剪切加熱裝置；切邊前加熱，帶鋼邊部目標溫度是80～120℃，帶鋼溫度達到120℃的連續時間不得大于1分鐘。
文檔編號C21D9/70GK101545034SQ20081003504
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月24日 優先權日2008年3月24日
發明者斌 方, 軍 王, 鈕國衛 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司