冷弯轧制角钢生产线的制作方法

本发明属于型材冷弯生产技术领域，更具体地说，是涉及一种冷弯轧制角钢生产线。

背景技术：

角钢是生产和生活中常用的型材，角钢的生产工艺可分为热轧和冷弯两种，热轧用于大尺寸角钢，冷弯一般用于生产较小尺寸的角钢。

热轧角钢生产线的标准工艺是：采用燃煤高温加热钢坯(如方坯)，经过专用的型钢轧机多道反复轧制逐渐轧成∨形状，材质有保证，在角的内侧有过渡圆弧，机械性能可靠，但是，热轧角钢是燃煤高温加热钢坯，需要耗费大量的煤，生产中排放大量的有害气体，并需要对大量的水冷却设备进行维护，造成高能耗高污染，且由于受技术和设备条件的影响，很难生产出表面光洁度高、小、薄等高品质的角钢；而冷弯角钢是用板材或带钢直接轧(弯)成的，也不能形成外直角，外形截面尺寸不能达到标准，而且由于是弯曲成型，角处的内应力较大，性能也达不到热轧角钢的力学要求，机械性能较差，质量没有保证，无法代替热轧角钢。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种冷弯轧制角钢生产线，以解决现有技术中存在的热轧角钢生产能耗高污染高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种冷弯轧制角钢生产线，包括：

剪切对焊，用于将待轧制的前一卷带钢尾部与后一卷带钢头部剪齐并焊接在一起；

活套储料，用于暂存焊接在一起的所述带钢；

带钢喂入，用于将所述带钢矫平并送入下一工序；

预成型，通过辊弯将送入的所述带钢折成具有一定角度的角钢坯料；

热处理，用于对预成型的角钢坯料中频加热；

挤压墩粗，用于挤压变形经加热处理后的所述角钢坯料，使所述角钢坯料的角部形成变形余量；

精轧成型，用于将所述角钢坯料制成符合预设成品尺寸要求的角钢；

磨光倒钝，用于将精轧后的所述角钢边部外形磨光倒钝；

冷却，用于使所述角钢在空气中冷却后，再进行水冷；

矫直，用于将所述角钢的直线度进行矫直；

调扭，调整角钢的扭曲变形。

进一步地，所述剪切对焊之前，用双臂式液压胀缩开卷机支承待轧制的所述带钢并将带钢卷展开。

进一步地，所述带钢喂入包括：沿待轧制的所述带钢的输送方向顺次布设的一组喂入辊机架、一架对中立辊架、一架矫平装置和一架对中立辊架，两架所述对中立辊架的结构相同。

进一步地，所述预成型包括：两架沿用于轧制的所述带钢的输送方向一字排列且用于折弯送入的所述带钢的预成型机架，其中的一架所述预成型机架的下辊与用于提供所述带钢输送动力的夹送传动装置的减速电机驱动相连，所述减速电机的主轴端配有气动离合器。

进一步地，所述预成型之后，所述热处理之前，设有用于对预成型的所述角钢坯料进行表面清理的冲洗吹尘装置。

进一步地，所述精轧成型包括：精轧成型机，所述精轧成型机的下辊与用于提供动力的第一传送驱动装置的减速电机驱动连接。

进一步地，所述磨光倒钝包括：三套一字排开的三辊式磨光倒钝机，每一套三辊式所述倒钝机均包括两架立辊架和一个上辊架。

进一步地，所述冷却中的所述空气冷却包括：多架一字排开用于传送所述角钢的导向辊机架，相邻的两架所述导向辊机架之间的距离为1.5m，空气冷却段总长15m。

进一步地，所述冷却中的所述水冷包括：用于所述角钢冷却的水冷装置，所述水冷装置包括冷却水槽，所述冷却水槽上方设有喷淋管，所述冷却水槽的两端分别设有一个用于传送所述角钢的导向托辊，所述导向托辊的上方至少设有一个用于压制所述角钢的导向压辊，所述导向托辊设有与所述角钢的内角配合的圆周面，所述导向压辊设于与所述角钢的外直角配合的圆周面。

进一步地，所述冷却之后，所述矫直之前，设有用于拉出所述角钢的拉出机架，所述拉出机架的下辊与用于提供动力的第二传送驱动装置的减速电机驱动连接。

本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的有益效果在于：与现有技术相比，本发明冷弯轧制角钢生产线，直接采用带钢冷弯轧制，首先将前一卷带钢的尾部和后一卷带钢的头部剪切对焊，便于连续生产角钢；将带钢预成型形成角钢坯料，然后对预成型的角钢坯料进行中频加热；中频加热的作用利于后序挤压墩粗，使角钢坯料的角部形成材料余量和变形余量，保证冷轧生产的角钢形成外直角和内弧角，达到热轧生产的角钢的尺寸要求和力学性能；通过精轧成型和磨光倒钝，生产出尺寸和表面光洁度都能够满足用户要求的角钢；可见，采用冷轧生产角钢，不仅大大降低了能源的消耗，避免了大量有害气体的排出，降低了环境污染，而且用带钢直接冷弯轧制的角钢，能够达到热轧角钢的截面尺寸、外形和力学性能，能够生产出高质量的角钢，满足不同客户的使用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的冷弯轧制角钢生产线的工艺流程图；

图2为本发明另一个实施例提供的冷弯轧制角钢生产线的工艺流程图；

图3为本发明实施例提供的冷弯轧制角钢生产线的第一部分的结构示意图；

图4为图3所示的冷弯轧制角钢生产线的第一部分的俯视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的冷弯轧制角钢生产线的第二部分的结构示意图；

图6为图5所示的冷弯轧制角钢生产线的第二部分的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的冷弯轧制角钢生产线的第三部分的结构示意图；

图8为图7所示的冷弯轧制角钢生产线的第三部分的俯视结构示意图；

图9为本发明实施例提供的冷弯轧制角钢生产线的第四部分的结构示意图；

图10为图9所示的冷弯轧制角钢生产线的第四部分的俯视结构示意图；

图11为本发明实施例提供的冷弯轧制角钢生产线中预制成型部位的侧视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-喂入辊机架；2-矫平装置；3-预成型工作台；4-对中立辊架；5-夹送传动装置；6-主动预成型机架；7-电控盒；8-被动预成型机架；9-冲洗吹尘装置；10-中频加热装置；11-挤压墩粗机；12-精轧成型机；13-主传电机垫；14-主减工作台一；15电减联轴器一；16-主减输出法兰一；17-精轧工作台；18-磨光倒钝机；19-导向辊机架；20-冷却水槽；21-精整工作台；22-拉出机架；23-主减工作台二；24-电减联轴器二；25-主减输出法兰二；26-八辊矫直机；27-土耳其头；28-夹送电机工作台；29-气路；30-夹送电机垫；31-水路；32-链轮罩；33-导向托辊；34-导向压辊；35-喷淋管；36-喷淋输送水管；37-直流电机一；38-减速机一；39-直流电机二；40-减速机二。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图11，现对本发明提供的冷弯轧制角钢生产线进行说明。所述冷弯轧制角钢生产线，包括：

剪切对焊，用于将待轧制的前一卷带钢尾部与后一卷带钢头部剪齐并焊接在一起；

活套储料，用于暂存焊接在一起的所述带钢；

带钢喂入，用于将所述带钢矫平并送入下一工序；

预成型，通过辊弯将送入的所述带钢折成具有一定角度的角钢坯料；

热处理，用于对预成型的角钢坯料中频加热；

挤压墩粗，用于挤压变形经加热处理后的所述角钢坯料，使所述角钢坯料的角部形成变形余量；

精轧成型，用于将所述角钢坯料制成符合预设成品尺寸要求的角钢；

磨光倒钝，用于将精轧后的所述角钢边部外形磨光倒钝；

冷却，用于使所述角钢在空气中冷却后，再进行水冷；

矫直，用于将所述角钢的直线度进行矫直；

调扭，调整角钢的扭曲变形。

本发明提供的冷弯轧制角钢生产线，与现有技术相比，本发明冷弯轧制角钢生产线，直接采用带钢冷弯轧制，首先将前一卷带钢的尾部和后一卷带钢的头部剪切对焊，便于连续生产角钢；将带钢预成型形成角钢坯料，然后对预成型的角钢坯料进行中频加热；中频加热的作用利于后序挤压墩粗，使角钢坯料的角部形成材料余量和变形余量，保证冷轧生产的角钢形成外直角和内弧角，达到热轧生产的角钢的尺寸要求和力学性能；通过精轧成型和磨光倒钝，生产出尺寸和表面光洁度都能够满足用户要求的角钢；可见，采用冷轧生产角钢，不仅大大降低了能源的消耗，避免了大量有害气体的排出，降低了环境污染，而且用带钢直接冷弯轧制的角钢，能够达到热轧角钢的截面尺寸、外形和力学性能，能够生产出高质量的角钢，满足不同客户的使用要求。

本发明是将低碳钢或低合金钢带材通过辊弯变形结合热轧工艺，可一定规格范围的角钢，生产出的角钢外圆角为尖角形状，整体截面外型尺寸符合国家热轧角钢标准规范，表面质量和性能指标均高于同规格的热轧角钢。

其中，带钢的材质为：低碳钢、低合金钢，要求材质σb≤630mpa，σs≤235mpa。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述剪切对焊之前，设有开卷工序，用双臂式液压胀缩开卷机支承待轧制的所述带钢并将带钢卷展开。在剪切对焊之前，需要做好准备工作，采用的双臂式液压胀缩开卷机的结构及主要参数：

结构及原理：双臂可水平旋转360°，交替供料，开卷及装卷工序重合，锥头液压胀缩卡紧，具有防散料装置。一锥头工作，另一锥头上料，最大限度的减少上料时间；

主要参数：

带钢卷内径：φ470-φ510mm

带钢卷外径：φmax＝1600mm

带钢宽度：50-126mm

带钢厚度：1.5-5.0mm

带钢卷重：1.5t。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述剪切对焊工序，用途：用于将前一卷带钢尾部和后一卷带钢头部剪齐并焊接在一起，为带钢进入活套保持连续生产作好准备；

结构：液压剪切，自动焊接；

剪切带钢厚度：1.5-5.0mm；

剪切带钢宽度：50-126mm。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述活套储料为笼式活套，用途：用于将带钢在成型前暂存起来，以保证在前、后卷带钢备卷和对焊期间机组的连续生产；

结构：笼式，由夹送机和笼体两部分组成，笼体外形长6m，高2.5m

带钢宽度：50-126mm

带钢厚度：1.5-5.0mm

储料量：300-400m。

进一步地，请参阅图3至图4，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述带钢喂入包括：沿待轧制的所述带钢的输送方向顺次布设的一组喂入辊机架1、一架对中立辊架4、一架矫平装置2和一架对中立辊架4，两架所述对中立辊架4的结构相同。

带钢喂入的用途：用于将带钢平稳送入成型机，同时矫正带钢的弯曲缺陷。

其中，上述喂入辊机架1为平辊，两架立辊用于使带钢对中，矫平装置2为被动五辊矫平机，两架立辊分设于被动五辊矫平机的两侧，在前面的一架对中立辊架4之前，安装有一组平辊，可降低带钢运行过程中的跳动幅度，确保生产的平稳，后面一架对中立辊架4在预成型工序的前面，目的在于确保带钢对中后再预成型。

进一步地，参阅图3、图4及图11，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述预成型包括：两架沿用于轧制的所述带钢的输送方向一字排列且用于折弯送入的所述带钢的预成型机架，其中的一架所述预成型机架的下辊轴与用于提供所述带钢输送动力的夹送传动装置5的减速电机驱动相连，为主动预成型机架6，另一架为被动预成型机架8，所述减速电机的主轴端配有气动离合器。预成型的作用是通过辊弯成型将钢带折成具有一定的角度的坯料。这里，设有用于供给气动离合器的气路和用于预成型时冷却的水路。

预成型机架的结构：采用龙门式牌坊结构。下辊通过电机减速机主动旋转，用于穿带送料，轴端配有气动离合器，生产时动力脱开。上辊为被动辊，上辊的升降采用蜗轮副结构，电动同步调整。成型辊轴材质：40cr，高频淬火。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述预成型之后，所述热处理之前，设有用于对预成型的所述角钢坯料进行表面清理的冲洗吹尘装置9。在中频加热装置10前，配有专门的冲洗和吹尘装置，避免钢板上的氧化物或杂物影响加热效果和污染加热器件。

进一步地，请参阅图5至图6，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，在挤压墩粗工序中，采用挤压墩粗机11对角钢坯料进行挤压墩粗，作用是将经过加热处理后的角钢坯挤压变形，使角钢角部材料堆积，为进一步轧制角部尖角留出材料余量和变形余量。挤压墩粗机11的结构：采用三辊挤压形式，可以在操作侧方便地实现轧辊开合挤压调整，升降调整，立辊轴上部配有拉板，方便生产时控制轧辊的变形量。

进一步地，请参阅图5至图6，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述精轧成型包括：精轧成型机12，所述精轧成型机12的下辊与用于提供动力的第一传送驱动装置的减速电机驱动连接。通过精轧成型将角钢坯热轧制成成品角钢基本外形尺寸。

精轧成型机12结构：采用龙门式牌坊结构。下辊通过电机减速机主动旋转，工作时，预成型机架电机离合脱开，角钢坯由精轧成型机12拉动。上辊为被动辊。上辊升降采用蜗轮副结构，电动调整。

进一步地，参阅图5及图6，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述磨光倒钝包括：三套一字排开的三辊式磨光倒钝机18，每一套三辊式所述倒钝机均包括两架立辊架和一个上辊架。磨光倒钝的用途：通过三套磨光倒钝机18将精轧后的角钢边部外形磨光倒钝。

磨光倒钝结构：采用6架立辊架和三架上辊架组成三辊式倒钝孔型。立辊可开合、升降调整。上辊可升降调整，并且轴向可以平移调整，方便调整轧制线中心位置。轧辊可共用。

进一步地，请参阅图7至图8，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述冷却中的所述空气冷却包括：多架一字排开用于传送所述角钢的导向辊机架19，相邻的两架所述导向辊机架之间的距离为1.5m。本实施例中，设置10架所述导向辊机架19，总长15m。空冷导向辊机架19的用于支撑角钢，并使高温状态的角钢毛坯在空气中冷却，冷却速度低于水冷，可避免热影响区应力集中，减少变形。方便后续的精整处理。

其结构：由一定间隔的空冷导向辊机架19组成，机架辊轴安装有仿型的轧辊，可控制角钢毛坯的方向，使其顺畅进入水冷机。

进一步地，请参阅图9至图10，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述冷却中的所述水冷包括：用于所述角钢冷却的水冷装置，所述水冷装置包括冷却水槽20，所述冷却水槽20上方设有喷淋管35，所述冷却水槽20的两端分别设有一个用于传送所述角钢的导向托辊33，所述导向托辊33的上方至少设有一个用于压制所述角钢的导向压辊34，所述导向托辊33设有与所述角钢的内角配合的圆周面，所述导向压辊34设于与所述角钢的外直角配合的圆周面。水冷采用喷淋和水浴组合的形式对角钢整体冷却，使冷却后的角钢热影响区温度达到150℃左右。其中，喷淋管35通过喷淋管输送水管36与水源连接。

水冷装置的结构：整体为水槽结构，水槽前后布置导向托辊33，中间布置导向压辊34可控制角钢毛坯的走向。这里说明的是，整个生产线的水路贯通，循环使用。

进一步地，请参阅图9至图10，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，所述冷却之后，所述矫直之前，设有用于拉出所述角钢的拉出机架22，所述拉出机架22的下辊与用于提供动力的第二传送驱动装置的减速电机驱动连接。拉出机架22的作用是为角钢前进提供补充动力，其结构与精成型机结构相同，保证在线速度匹配。

进一步地，请参阅图9至图10，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，矫直工序中采用八辊矫直机26。其中，八辊矫直机26的下辊上安装被动链轮，与拉出机架22的下辊的主动链轮通过链条传动，并设有链轮罩32。

用途：利用交错布置的上四下四矫直辊，矫直角钢；

结构：八辊采用悬臂结构，便于调整与安装。下辊为主动，动力传动由拉出机架22动力分配，通过链条传递，四个下辊由齿轮副传动，上辊被动，高度可调。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，在矫直工序之后设有测速机架。测速机架的用途是实时检测角钢生产的线速度，反馈给后续在线切断设备，控制跟踪速度，保证定尺公差。

测速机架的结构：采用气缸压紧结构，检测面为角钢操作侧外平面，保证了测速稳定性和精度。

进一步地，请参阅图9至图10，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，调扭工序包括调扭机架，设于测速机架的后序，用途：两架土耳其头27和八辊矫直机26组成三点矫正系统，调整角钢的扭曲变形，保证角钢平直进入定尺切断模块。

调扭机架的结构：两架土耳其头27均为两辊式结构，可升降，开合，旋转调整。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，调扭工序之后设有定尺切断，用途是将角钢按一定的长度冲切断，具有测速、跟踪功能。

定尺切断的结构:冲切采用液压形式，冲切床身跟踪采用直流电机拖动。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，在定尺切断之后设有辊道台架，辊道台架为输出辊道，用途是将切断的定尺角钢快速脱离冲切设备，并由气缸推离辊道，落入下料架。

输出辊道的结构：采用平托辊，电机通过皮带传动托辊旋转，后端3组托辊为被动辊，起缓冲作用。推料气缸两个一组，固定在辊道驱动侧，驱动推料板快速平移。

进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，最后是落料打包，包括下料架和料筐，用途是：下料架作为输出辊道和打包料筐的过渡平台，角钢落在下料架上，可自由滚入料筐内。在料筐内整理并码垛规范打包入库。

结构：下料架采用轻轨钢，结实耐用，并带有一定的倾斜角度。料筐为三面框型结构，由型材组焊而成。

进一步地，请参阅图3至图11，作为本发明提供的冷弯轧制角钢生产线的一种具体实施方式，还包括传动系统，用途是提供生产线前进的动力。本生产线的传动系统包括夹送传动装置5、第一传送驱动装置和第二传送驱动装置，上述装置中，每一个装置配备一台电机，除与电机直接相连的下辊外，其他的各部件均为被动驱动，不需要配备电机，也节省了能源，简化了结构。

其中，第一、第二传送驱动装置的结构，均由直流电机带动齿轮减速机，传动轴分别驱动精成型机架和拉出机架22，速度可根据生产要求进行无级调整。第一传送驱动装置包括主传电机垫13、主减工作台一14、电减联轴器一15、主减输出法兰一16；第二传送驱动装置包括主减工作台二23、电减联轴器二24、主减输出法兰二25。

下面进一步列举实施说明本发明生产的角钢的主要参数：

一、产品主要规格：

(1)、角钢边长：25-63mm壁厚：1.5-5.0mm

(4)、切断长度：4-6m

二、原材料条件：

(1)、带钢为低碳钢、低合金结构纵剪带钢卷、热轧带钢。

(2)、带钢宽度：50-126mm

(3)、带钢厚度：1.5-5.0mm

(4)、带钢卷内径：φ470-φ510mm

(5)、带钢卷外径：φmax＝1600mm

(6)、带钢卷重：max1.5t

三、成型焊接速度：40-80m/min

四、装机总容量：约700kw

五、全线外形尺寸:70m×6m。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。