一种用于批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统的制作方法

本发明属于冶金机械及自动化、轧制技术领域，具体涉及一种用于批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统。

背景技术：

批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统，专门用于某些特殊合金复合板热轧轧制过程中的补温加热。

为实现同一批特殊合金复合板轧件热轧后的材料性能和力学性能均匀、一致，须保证同一批轧件经过相同温度和相同时长的轧制过程中的补温加热。即：同一批轧件中的每一块轧件在同一温度（温度差值≤±10度）下补温加热的时间（时间差值≤±5秒）是完全相等的。

技术实现要素：

本发明的目的是为了实现某些特殊合金复合板的热轧过程中，经过轧制过程中的补温加热，使得同一批特殊合金复合板轧件热轧后的材料性能和力学性能均匀、一致。

为此，本发明提供了一种用于批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统，包括炉体，所述的炉体底部外安装有横移装置，所述的炉体左右两端的进出口位置分别设置炉门，炉体内中部设有传动辊道，传动辊道与炉门保持相平，传动辊道上方设置有用于加热与控温的加热器，炉体内底部设有多个竖直安装的顶升机构。

所述的横移装置包括导轨、齿轮、齿条和驱动电机，所述的导轨为等间距布置的多根重轨，通过调整垫片固定在地基上，所述的炉体安装在导轨上；所述的驱动电机固定在炉体下部，驱动电机连接齿轮，齿轮与齿条配合安装，齿条固定在地基上。

所述的顶升机构由顶升托盘、顶升杆和驱动装置组成，所述的驱动装置位于炉体下方，顶升杆穿过炉体底部与驱动装置连接，顶升托盘安装在顶升杆的顶端，用于托起轧件。

所述的驱动装置采用伺服电机通过丝杠螺母同步机构带动螺旋升降机驱动，螺旋升降机的上下限位通过一个行程开关和旋转编码器控制信号。

所述的顶升托盘由高温不锈钢板材焊接加工而成；顶升杆采用不锈钢管材与棒料焊接加工而成；所述的炉体底部与顶升杆采用陶瓷纤维绳压紧密封。

所述的顶升托盘上分布有多个均温孔。

所述的加热器包括加热装置和测温及控温元件，所述的测温及控温元件从炉体顶部插入炉内，包括一支双路热电偶和一支单路K型热电偶；所述双路热电偶的一路热电偶用于测温，另一路热电偶与加热装置连接用于控温，所述的单路K型热电偶位于传动辊道上方用于实时监测轧件表面的温度。

所述的加热装置为电加热材料，整体呈"U"形装于两根石英管内部，加热装置从炉体侧边装入炉内，炉外设置外部电源并与加热装置连接。

所述的传动辊道包括多根并排的辊子，辊子从炉体侧边装入炉内，辊子两端采用耐温轴承支撑，炉体外设置变频减速电机，变频减速电机与辊子连接，多根辊子之间采用链条链轮连成一体。

所述的辊子上均设置有隔环，由隔环在辊子分隔成多个轧件通道。

本发明提供的这种用于批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统具有以下优点：

1、本发明中，仅用一台加热炉即可实现批量轧件等温同时长加热；

2、本发明中，炉内的N个顶升机构采用伺服电机驱动螺旋升降机实现升降，可实现升降时间完全相同以保证等时长加热；

3、采用一台加热炉同时加热一批轧件可实现等温度加热；

4、本发明中，一台加热炉通过加长辊道并设置顶升机构实现批量轧件等温同时长加热，系统控温精度和加热时长控制精确，结构紧凑占地面积小、节能环保、生产效率高、易实现自动化程度、操作维护简单、运行稳定可靠。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是用于批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统结构示意图。

图2是图1的俯视图。

附图标记说明：1、炉门；2、炉体；3、加热器；4、传动辊道；5、顶升机构；6、横移装置；7、测温及控温元件；8、轧件。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种用于批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统，结合图1和图2所示，包括炉体2，所述的炉体2底部外安装有横移装置6，所述的炉体2左右两端的进出口位置分别设置炉门1，炉体2内中部设有传动辊道4，传动辊道4与炉门1保持相平，传动辊道4上方设置有用于加热与控温的加热器3，炉体2内底部设有多个竖直安装的顶升机构5。

本实施例是在一台加热炉内沿辊道中心线方向均匀布置一系列轧件顶升机构5（每一块轧件8唯一对应一套顶升机构5），以保证同一批轧件8先进入加热炉内的轧件在炉内补温加热到一定时长后，先从加热炉内离开（即先进先出）。

本实施例的工作原理：①通过横移装置6驱动炉体2横向移动，以使各个通道与轧机辊道对准，完成相应通道的工件进出和轧制；②加热炉入口炉门打开；③第1块轧件经由传送辊道进入加热炉内后，1号顶升机构顶起使轧件升起离开辊道开始加热；第2块轧件经由传送辊道进入加热炉内后，2号顶升机构顶起使轧件升起离开传送辊道开始加热；……；第N块轧件经由传送辊道进入加热炉内后，N号顶升机构顶起使轧件升起离开传送辊道开始加热；④预热炉入口炉门关闭；⑤同时加热N块轧件间隔t时间（具体t值由所加热轧件材料性能及轧件轧制生产工艺流程等决定）；⑥加热炉出口炉门打开；⑦1号顶升机构落下使第1号轧件落到传送辊道上，经由传送辊道运出加热炉外后进行轧制；2号顶升机构落下使第2号轧件落到传送辊道上，经由传送辊道运出加热炉外后进行轧制；……；N号顶升机构落下使第N块轧件落到传送辊道上，经由传送辊道运出加热炉外后进行轧制；⑧加预热炉出口炉门关闭；⑨下一批轧件按照前述①②③④⑤⑥⑦⑧步骤进行新的循环。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上对横移装置6进行详细说明，横移装置6用于驱动炉体2横向移动，以使各个通道与轧机辊道对准，完成相应通道的工件进出和轧制。横移装置6包括导轨、齿轮、齿条和驱动电机，所述的导轨为等间距布置的多根重轨，通过调整垫片固定在地基上，所述的炉体2安装在导轨上；所述的驱动电机固定在炉体2下部，驱动电机连接齿轮，齿轮与齿条配合安装，齿条固定在地基上。

本实施例中，导轨为等间距布置的3根重轨，通过调整垫片固定在地基上，炉体2滚轮可在导轨上来回移动；齿轮齿条驱动炉体2的横向移动，依靠近接开关控制停止，与轧机辊道对准；驱动电机为变频减速电机，固定在炉体2下部，驱动齿轮的转动，炉体2横向移动速度在一定范围内连续可调。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上对顶升机构5进行详细说明，所述的顶升机构5由顶升托盘、顶升杆和驱动装置组成，所述的驱动装置位于炉体2下方，顶升杆穿过炉体2底部与驱动装置连接，顶升托盘安装在顶升杆的顶端，用于托起轧件8。

顶升托盘由高温不锈钢板材焊接加工而成，用于托起轧件，顶升托盘安装于顶升杆顶部；顶升杆采用不锈钢管材与棒料焊接加工而成，穿过炉体2底部连接驱动装置与顶升托盘，顶升杆与炉体底部采用陶瓷纤维绳压紧密封；驱动装置用于驱动顶升杆和顶升托盘的上下运动，采用伺服电机通过丝杠螺母同步机构带动螺旋升降机驱动，上下限位通过行程开关和旋转编码器共同给出信号。

另外，在顶升托盘上分布有多个均温孔，开设均温孔以使托起轧件时不影响轧件的温度均匀性。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上对加热器3进行详细说明，所述的加热器3包括加热装置和测温及控温元件7，所述的测温及控温元件7从炉体2顶部插入炉内，包括一支双路热电偶和一支单路K型热电偶；所述双路热电偶的一路热电偶用于测温，另一路热电偶与加热装置连接用于控温，所述的单路K型热电偶位于传动辊道4上方用于实时监测轧件8表面的温度。

上述加热装置为电加热材料，整体呈"U"形装于两根石英管内部，既保证了炉内温度均匀性，同时保证了炉内环境清洁。加热装置从炉体2侧边装入炉内，炉外设置外部电源并与加热装置连接，外部电源接线位于炉体2同一侧，结构简单，维修方便。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上对传动辊道4进行详细说明，传动辊道4包括多根并排的辊子，采用高温不锈钢管材加工而成，辊子从炉体2侧边装入炉内，辊子两端采用耐温轴承支撑，炉体2外设置变频减速电机，变频减速电机与辊子连接，多根辊子之间采用链条链轮连成一体，采用变频减速电机驱动，传动速度在一定范围内连续可调。

辊子上均设置有隔环，由隔环在辊子分隔成多个轧件通道，在炉体2底部对应炉体2内部多个轧件通道的位置，分别对应设置1套顶升机构5，顶升机构5用于将相应工位的轧件8顶起与传动辊道4脱离，以解决各个传动辊道4上的轧件8不同时传送问题，即传送到位的轧件8通过顶升机构5与传动辊道4脱离，传动辊道4继续转动以传送其他通道的轧件8。

本发明中的轧中补温系统已通过工厂试验，并投入工业应用进行着批量生产。目前，系统现场实际运行平稳可靠，控温精度和加热时长控制精确，控温精度≤±5度，加热时长差值≤±3秒，完全满足某些特殊合金复合板轧制工艺要求，取得了显著的效果。

综上所述，本发明的这种用于批量轧件等温同时长加热的轧中补温系统，仅用一台加热炉通过设置顶升机构实现批量轧件等温同时长加热，炉内的N个顶升机构升机构采用伺服电机通过丝杠螺母同步机构带动螺旋升降机驱动，上下限位通过行程开关和旋转编码器共同给出信号，实现精确定位并控制升降时长，可实现升降时间完全相同以保证等时长加热，系统中设有由变频减速电机驱动车轮并带有齿轮齿条同步机构的6横移装置，以使各个通道与轧机辊道对准，完成相应通道的工件进出，与轧制配合。系统控温精度和加热时长控制精确，结构紧凑占地面积小、节能环保、生产效率高、易实现自动化程度、操作维护简单、运行稳定可靠。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。