一种变厚度型材的连续生产方法及连续生产线与流程

本发明涉及型材加工技术，特别涉及一种变厚度型材的连续生产方法及连续生产线。

背景技术：

为了实现汽车轻量化的目标，目前汽车行业正在推广使用一种通过轧制得到的纵向厚度连续变化的带材——变厚板；变厚板经过成型加工后，形成变厚度的型材，变厚度型材可替代汽车上的一些零部件，减轻汽车的重量，最终实现汽车的节能减排。

目前，国内外现有的技术大多采用单独的生产工序进行变厚板的生产及变厚度型材的加工。现有技术中，等厚度钢卷经开卷、单机架轧机轧制、卷曲等工艺生产出变厚度钢卷；变厚度钢卷经开卷、脱脂、卷曲、整卷罩式退火等生产工序进行变厚钢卷的脱脂与退火；退火后的变厚度钢卷经开卷、矫平、剪切、堆垛等工序生产出变厚板；变厚板经冷弯成型加工及焊接等工序生产出变厚度型材。

现有技术中无变厚度型材表面涂镀相关技术，暂时还不能实现变厚板在线镀锌、镀铝锌等相关的在线涂镀技术，而且变厚度型材的生产技术生产效率低，生产成本高，劳动强度大，而且不能连续生产。即使有的技术能实现变厚度型材多工序的长时间连续生产，但仍不能实现全流程的连续生产。

如中国专利公开号102513806A公开了“一种纵向变厚度冷弯型材连轧连辊成形方法及其装置”，该专利以等厚度卷材为原料，开卷后经矫平、酸洗后进入变厚度轧制系统进行变厚度轧制，再经脱脂、在线回火后成为纵向连续变厚度板材，平整轧制、纵剪后进入辊成形装置并成形出最终型材，进入出料台。该专利能实现纵向变厚度型材的轧制、冷弯成型在同一条生产机组同时进行，具有一定的先进性；但该公开专利中不涉及变厚度带材表面的涂镀相关技术，不能实现表面有镀层要求的变厚度型材的在线连续生产；而且，该公开专利中没有多通道开卷段及储存带钢的装置，仅能实现单卷等厚度卷材的连续生产，不能实现等厚度卷材的完全连续不间断生产；该专利中等厚度卷材经开卷后需经过酸洗，生产工序复杂，装置资金投入大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种变厚度型材的连续生产方法及连续生产线，能够实现变厚度型材的连续生产及连续涂镀，克服现有变厚度型材生产成本高、劳动强度大、不能连续生产、表面无法涂镀的缺点，大大提高变厚度型材的生产效率，获得良好的经济效益。本发明可以替代现有技术中单独及部分连续的生产工序，简化变厚度型材的生产过程，实现变厚度型材的连续不间断生产。

本发明的技术方案是：

一种变厚度型材的连续生产方法，其包括以下步骤：

a)热轧酸洗或冷轧等厚度带钢经开卷机开卷、切除带头或上一卷等厚度带钢切除带尾；

b)通过焊机将带钢带头、与上一卷等厚度带钢带尾焊接在一起成为连续式等厚度带钢，并进入入口活套，储存带钢；

c)连续等厚度带钢经过1#测速装置、1#测厚装置进行测速及测厚；

d)连续等厚度带钢进入轧机，轧机根据预设定的出口带钢长度厚度规格及步骤c)测速及测厚进行变厚度轧制，轧制成连续变厚板；

e)连续变厚板经过2#测厚装置、2#测速装置进行测厚及测速；

f)连续变厚板进入脱脂段进行脱脂；

g)连续变厚板进入在线热处理段进行在线热处理；

h)热处理后的连续变厚板进入表面涂镀段进行表面镀锌或镀铝锌；

i)表面涂镀后的连续变厚板进入拉矫机进行矫平；

j)矫平后的连续变厚板进入出口活套；

k)连续变厚板进入辊压成型装置，将连续变厚板辊压成型为连续变厚度型材；

l)连续变厚度型材经过3#测厚装置、3#测速装置进行测厚及测速；

m)连续变厚度型材经型材剪切机按照成品变厚度型材的长度要求及步骤l)测厚及测速进行定长裁剪，裁剪为单个变厚度型材；

n)单个变厚度型材在堆垛段进行变厚度型材的堆垛。

优选的，所述热轧或冷轧等厚度带钢根据成品变厚度型材的厚度及性能要求选取热轧酸洗等厚度带钢或冷轧等厚度带钢。

所述等厚度带钢1开卷工序包含2个带钢开卷运行通道，上下设置，每个带钢运行通道均包含1台开卷机和1台切头尾剪。

所述切头尾剪用于切除新上等厚度钢卷带头及上一等厚度钢卷带尾。

所述焊机用于将新上等厚度带钢带头与上一等厚度带钢带尾焊接在一起，形成连续等厚度带钢。

所述入口活套用于储存连续等厚度带钢，带钢开卷上下通道不切换的情况下，入口活套保持较高套量；当带钢开卷上下通道切换焊机焊接时，入口活套释放套量，保证变厚度型材的连续生产。

所述1#测速装置用于测定轧机入口连续等厚度带钢的速度，速度测量值反馈给轧机控制系统，进行轧制过程长度控制的前馈；所述1#测速装置可以采用接触式测速装置，也可以采用非接触式测速装置，优选激光测速装置。

所述1#测厚装置用于测定轧机入口连续等厚度带钢厚度，厚度测量值反馈给轧机控制系统，进行轧制过程厚度控制的前馈。

所述轧机用于将连续等厚度带钢轧制为连续变厚度带钢，所述轧机控制系统不同于生产等厚度带钢的轧机，其控制系统可根据轧机入口带钢的速度值计算出入口连续等厚度带钢的长度及位置，其控制系统可根据轧机出口带钢的速度值计算出出口连续变厚度带钢的长度及位置；轧机控制系统结合入口等厚度带钢的长度、位置、厚度及出口变厚度带钢的长度、位置、厚度对轧机辊缝进行实时调整控制，从而保证轧机出口的连续变厚板各段长度和厚度精度满足要求。

所述2#测厚装置用于测定轧机出口连续变厚板各段的厚度，并将测得的厚度值反馈给轧机控制系统，进行轧制过程厚度控制的反馈。

所述2#测速装置用于测定轧机出口连续变厚板厚度，厚度测量值反馈给轧机控制系统，进行轧制过程厚度控制的反馈。

所述脱脂段用于去除连续变厚度板表面的铁粉、轧制油、乳化液等杂质，为下道工序在线热处理做准备。

所述在线热处理段用于对连续变厚板进行退火、回火等热处理，以保证连续变厚板满足性能要求。

所述拉矫机用于连续变厚板的矫平。

所述出口活套用于储存连续变厚板，套量随变厚度型材生产过程实时变化；经辊压成型装置成型后的连续变厚度型材定长裁剪时出口段会降速，此时出口活套用于储存辊压成型装置入口处的连续变厚板，套量增加，裁剪后出口段升速，套量释放，从而保证变厚度型材的连续生产。

所述辊压成型装置包含多对成型辊组，辊组可根据变厚度型材成品形状进行更换，从而将连续变厚板辊压成型为连续变厚度型材。

所述3#测厚装置用于测定型材剪切机连续变厚度型材的厚度，并将厚度值反馈给型材剪切机控制系统；所述3#测速装置用于测定型材剪切机前连续变厚度型材的速度，并将速度值反馈给型材剪切机控制系统。

所述型材剪切机可将运行中的连续变厚度型材裁剪为单个变厚度型材，型材剪切机的控制系统可根据3#测速装置测定的连续变厚度型材的速度计算出连续变厚度型材各段的长度值，型材剪切机根据成品变厚度型材的长度厚度要求结合上述测定的长度值及3#测厚装置测定的连续变厚度型材的厚度值进行剪切，将连续变厚度型材裁剪为单个变厚度型材。

所述堆垛段包含两个堆垛单元，即变厚度型材成品堆垛单元与变厚度型材废品堆垛单元；不满足成品长度厚度规格的进入变厚度型材废品堆垛单元，进行废料堆垛，集中处理；满足成品长度厚度规格的进入变厚度型材成品堆垛单元，进行堆垛打包处理，完成变厚度型材的连续生产。

所述表面涂镀采用测厚装置、测速装置、炉鼻子、金属熔融液锅、沉没辊、稳定辊、气刀、锌层测量仪、控制系统。影响等厚度带钢镀层厚度的主要因素有带钢速度、气刀压力、气刀间距、刀唇间隙等，而变厚板表面涂镀不同于等厚板表面涂镀，变厚板沿带钢运行方向厚度是变化的，要实现变厚板各等厚段镀层厚度相同，需要有特殊的涂镀工艺，本发明中锌层厚度的控制主要通过调节气刀的开口度来实现。测厚装置用于跟踪测量连续变厚板的实际厚度值，测速装置对连续变厚板实际速度进行测量，厚度值与速度值将反馈至控制系统中，控制系统将速度测量值进行积分，计算出实际通过测速装置的变厚板的轮廓，由于测厚装置至气刀的距离是恒定的，因此控制系统可以判断出即将进入气刀的变厚板的厚度，气刀根据变厚板的厚度调整刀唇间隙，实现变厚板不同等厚段的涂镀，锌层测量仪对镀后的变厚板表面的锌层厚度进行测量并，并将测量值反馈给控制系统，控制系统根据测量值微调刀唇的间隙，从而保证变厚板不同等厚段镀层厚度相等。

本发明的有益效果：

现有的轧机仅是轧机机组，每卷带钢均需要开卷轧制和卷曲，无法实现轧制过程的连续生产。本发明设置包含开卷机和头尾剪的带钢上下通道及轧机前的焊机和活套，来实现等厚度钢板的变厚轧制，再与后面脱脂、热处理、表面涂镀、辊压成型、剪切等工序连接起来，实现变厚度型材的连续生产。

本发明采用的变厚度型材的连续生产方法能够实现变厚度型材的连续生产及在线涂镀，克服现有变厚度型材生产效率低、生产成本高、劳动强度大、不能连续生产的缺点，大大提高变厚度型材的生产效率。

本发明可以替代现有技术中单独及部分连续的生产工序，简化生产工序，实现变厚度型材的连续生产。

附图说明

图1是本发明变厚度型材连续生产工艺流程示意图。

图2是本发明表面涂镀段工艺控制设备布置图。

图3是本发明所述连续变厚板的轮廓示意图。

图4是本发明实施例一的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

参见图1～图3，本发明的一种变厚度型材的连续生产方法，其包括以下步骤：

a)热轧酸洗或冷轧等厚度带钢1经开卷机6a(或6b)开卷；开卷后的等厚度带钢1经切头尾剪7a(或7b)切除带头，上一卷等厚度带钢经切头尾剪7b(或7a)切除带尾；

b)等厚度带钢1通过焊机8将带钢带头、与上一卷等厚度带钢带尾焊接在一起成为连续式等厚度带钢2；连续等厚度带钢2进入入口活套9，储存带钢；

c)连续等厚度带钢2经过1#测速装置10、1#测厚装置11进行测速及测厚；

d)连续等厚度带钢2进入轧机12，轧机根据预设定的出口带钢长度厚度规格进行变厚度轧制，轧制成连续变厚板3，连续变厚板如图3所示；

e)连续变厚板3经过2#测厚装置13、2#测速装置14进行测厚及测速；

f)连续变厚板3进入脱脂段15进行脱脂；

g)连续变厚板3进入在线热处理段16进行在线热处理；

h)热处理后的连续变厚板3进入表面涂镀段17进行表面镀锌、镀铝锌等；

i)表面涂镀后的连续变厚板3进入拉矫机18进行矫平；

j)矫平后的连续变厚板3进入出口活套19；

k)连续变厚板3进入辊压成型装置20，将连续变厚板3辊压成型为连续变厚度型材4；

l)连续变厚度型材4经过3#测厚装置21、3#测速装置22进行测厚及测速；

m)连续变厚度型材4经型材剪切机23按照成品变厚度型材的长度要求进行定长裁剪，裁剪为单个变厚度型材5；

n)单个变厚度型材5在堆垛段24进行变厚度型材的堆垛。

参见图3，本发明所述表面涂镀段17采用包括测厚装置17a、测速装置17b、炉鼻子17c、金属熔融液锅17d、沉没辊17e、稳定辊17f、气刀17g、锌层测量仪17h及控制系统17i。

影响等厚度带钢镀层厚度的主要因素有带钢速度、气刀压力、气刀间距、刀唇间隙等，而变厚板表面涂镀不同于等厚板表面涂镀，变厚板沿带钢运行方向厚度是变化的，要实现变厚板各等厚段镀层厚度相同，需要有特殊的涂镀工艺。

本发明中锌层厚度的控制主要通过调节气刀17g的开口度来实现。测厚装置17a用于跟踪测量连续变厚板3的实际厚度值，测速装置17b对连续变厚板实际速度进行测量，厚度值与速度值将反馈至控制系统17i中，控制系统17i将速度测量值进行积分，计算出实际通过测速装置17a的变厚板的轮廓，由于测厚装置17a至气刀17g的距离是恒定的，因此控制系统17i可以判断出即将进入气刀的变厚板的厚度，气刀根据变厚板的厚度调整刀唇间隙，实现变厚板不同等厚段的涂镀，锌层测量仪17h对镀后的变厚板表面的锌层厚度进行测量并，并将测量值反馈给控制系统，控制系统根据测量值微调刀唇的间隙，从而保证变厚板不同等厚段镀层厚度相等。

实施例

参见图4，本发明变厚U型材的连续生产方法，包括以下步骤：

1)根据成品变厚U型材的厚度选择冷轧等厚度钢卷为原料；若此时此等厚度钢卷采用下通道，则利用开卷机6b对钢卷进行开卷；

2)开卷后的等厚度带钢1经切头尾剪7b切除带头，同时采用上通道开卷的上一卷等厚度钢卷的带尾利用切头尾剪7a切除；

3)切除带头尾后的等厚度带钢通过焊机8焊接在一起成为连续式等厚度带钢2，此时入口活套9释放套量，套量逐渐减少；

4)焊接后的连续等厚度带钢2进入入口活套9，此时活套开始储存带钢，套量逐渐增多，套量增致一定量后保持该套量；

5)随后，连续等厚度带钢2经过1#测厚装置10、1#测速装置11；1#测速装置11测得轧机12入口连续等厚度带钢2的速度，将速度值反馈给轧机12控制系统；1#测厚装置10测得连续等厚度带钢2的厚度，厚度值反馈给轧机12控制系统；与此同时，2#测速装置13测得轧机12出口连续变厚板3的速度，将速度值反馈给轧机12控制系统；2#测厚装置14测得连续变厚板2的厚度，将厚度值反馈给轧机12控制系统；轧机12控制系统根据轧机12入口带钢的速度值计算出入口连续等厚度带钢的长度及位置；轧机12控制系统根据轧机12出口带钢的速度值计算出出口连续变厚度带钢的长度及位置；轧机12控制系统结合入口等厚度带钢的长度、位置、厚度及出口变厚度带钢的长度、位置、厚度对轧机12辊缝进行实时调整控制，从而保证轧机12出口的连续变厚板3各段长度和厚度精度满足要求；

6)轧机12出口的连续变厚板3经过2#测厚装置14测量厚度、2#测速装置13测速后进入脱脂段15进行脱脂去除连续变厚板3表面的铁粉、轧制油等污物；

7)脱脂后的连续变厚板3进入在线热处理段16--在线退火炉进行退火；

8)经退火后的连续变厚板3进入表面涂镀段17--在线热镀锌段进行表面镀锌；

9)镀锌后的连续变厚板3进入拉矫机18，在拉矫机18根据预设定的延伸率对连续变厚板3进行矫平；

10)经矫平后的连续变厚板3进入出口活套19，出口活套19保持低套量；

11)随后，连续变厚板3进入辊压成型装置20，辊压成型装置20布置多对辊组，在辊组的辊压下连续变厚板3逐渐辊压成型为连续变厚度型材4--连续变厚U型材；

12)连续变厚U型材4通过3#测厚装置22测量厚度、3#测速装置21测量速度，并将测量值反馈给变厚U型材剪切机23控制系统；

13)变厚U型材剪切机23控制系统根据速度测量值计算出连续变厚U型材4的各段长度和位置，变厚U型材剪切机23控制系统根据成品单个变厚U型材5各段的长度厚度要求结合变厚U型材剪切机23前连续变厚U型材4的长度、位置及其测得的厚度值对运动中的连续变厚U型材4进行精确剪切，剪切成为单个变厚U型材；剪切过程中出口段降速，出口活套19套量增加，剪切后，出口段提速，出口活套19套量释放，套量减少，如此循环往复；

14)经剪切后的单个变厚度型材5--变厚U型材进入堆垛段24，不满足成品长度厚度规格的单个变厚U型材5经堆垛段24的辊道运输至废品堆垛单元进行堆垛，然后集中处理；满足成品长度厚度规格的单个变厚U型材5经堆垛段24的辊道运输至成品堆垛单元，进行堆垛打包处理，如此循环往复。至此，单个变厚U型材成品生产完成。

本发明采用开卷、焊接、变厚度轧制、脱脂、在线热处理、在线涂镀、矫平、辊压成型、剪切、堆垛等生产工序，实现了变厚度型材的连续生产及在线涂镀，大大提高了变厚度型材的生产效率；本发明可以替代现有技术中单独及部分连续的生产工序，简化生产工序流程，具有广阔的应用前景。