一种热轧磨辊间及其使用方法与流程

本发明涉及一种热轧磨辊间及其使用方法，属于冶金行业热轧带钢技术领域。

背景技术：

随着中国人口结构不断向老龄化转变，年轻一代人口比例不断升高和绝对数量的下降，从事生产一线的劳动工人逐步减少，企业势必会面临人员招聘难和薪资高的双重压力。因此，少人化是今后钢铁制造业的发展趋势，而实现生产线的智能化和自动化为企业少人化的重要手段之一。

目前，热轧带钢领域磨辊间工作辊修磨吊运一般采用人工控制天车实现，少数企业实现工作辊自动吊运，如2019年2月首钢发表的“国内首个智能化磨辊车间运行稳定”以及福建福欣1780热轧磨辊间，其工作辊吊运通过半门吊实现，这种方法仅限于工作辊的上下线修磨的自动，而且在现有天车基础上增加了半门吊的投资费用。因此，针对目前热轧磨辊间采用传统手动吊运轧辊和轧辊磨削模式，或采用半门吊自动上、下工作辊和轧辊磨削的半自动模式，提出本发明一种热轧磨辊间及其使用方法，通过磨辊间天车与磨辊间设备共同实现减少磨辊间人员配置多、效率低的问题，同时较半门吊形式减少了投资费用，并且将工作辊自动吊运区域由上下磨床扩展到整个工作辊下线、冷却、上下磨床和储备辊全过程。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种热轧磨辊间，通过利用磨辊间天车和磨辊间管理系统，以及磨辊间各作业流程主要设备，共同实现对热轧精轧工作辊吊装、水冷、修磨、存储和备辊的工序流程串联，实现热轧工作辊磨削的智能化，从而提高了热轧精轧工作辊磨削效率，避免了人员操作的随意性，减少磨辊间人员配置，降低企业人力成本，为企业创造了客观效益，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种热轧磨辊间，包含精轧工作辊换辊小车、工作辊水冷装置、待磨辊台架、工作辊磨床、精轧工作辊存储台架、磨辊间天车、磨辊间管理系统和精轧机工作辊，所述精轧工作辊换辊小车、工作辊水冷装置、待磨辊台架、工作辊磨床和精轧工作辊存储台架依次设置，精轧机工作辊从热轧精轧机上通过精轧工作辊换辊小车运送至精轧机换辊小车备辊位，通过磨辊间天车依次吊装至工作辊水冷装置、待磨辊台架、工作辊磨床和精轧工作辊存储台架；精轧工作辊换辊小车、工作辊水冷装置、待磨辊台架、工作辊磨床和精轧工作辊存储台架分别与磨辊间管理系统连接。

所述磨辊间天车共有两台，安装有pcl（可编程控制器）；磨辊间天车上设有换辊吊具，磨辊间天车和换辊吊具上设有导向柱；精轧机工作辊的上工作辊操的传轴承座设有定位槽，精轧工作辊的下工作辊操的传轴承座设有定位销，定位销的倒角与定位槽的导向角度相匹配。

所述精轧工作辊换辊小车对应热轧精轧机设有七台，在其极限位置安装有检测开关；在精轧机换辊小车备辊位的精轧工作辊换辊小车存放精轧机工作辊的两侧安装有光电开关。

所述工作辊水冷装置设有九个工作辊冷却位，在工作辊水冷装置的每个工作辊冷却位布置有光电监测开关，工作辊水冷装置的各轧辊冷却水冷集管配备有水量检测仪。

所述待磨辊台架安装在工作辊磨床的机旁，待磨辊台架两端安装有光电开关。

所述工作辊磨床有四台，相对精轧工作辊换辊小车两侧对称分散布置，工作辊磨床设有plc。

所述精轧工作辊存储台架上安装有监测开关。

一种热轧磨辊间使用方法，其特征在于包含以下步骤：

s1热连轧机使用完毕的精轧工作辊从轧机跨通过精轧工作辊换辊小车运送至精轧机换辊小车备辊位；

s2磨辊间天车将各架次精轧工作辊依次从精轧机换辊小车备辊位，成对吊运至工作辊水冷装置相应工作辊冷却位；

s3开启工作辊水冷装置冷却水，直至按要求完成工作辊冷却工艺；

s4磨辊间天车将冷却完毕的精轧工作辊成对吊运至待磨辊下辊台架上；

s5磨辊间天车将精轧工作辊上辊吊运到待机的工作辊磨床上；

s6工作辊磨床对精轧工作辊上辊进行磨削直至磨削结束；

s7磨辊间天车从工作辊磨床上将磨削完毕的精轧工作辊上辊吊运至待磨辊上辊台架上；

s8磨辊间天车将待磨辊下辊台架上的精轧工作辊下辊吊运至待机的工作辊磨床上；

s9工作辊磨床对精轧工作辊下辊进行磨削至磨削结束；

s10磨辊间天车将精轧工作辊下辊吊运至待磨辊下辊台架上；

s11磨辊间天车将待磨辊上辊台架上的精轧工作辊上辊起吊，并落到待磨辊下辊台架上的精轧工作辊下辊上进行配对；

s13磨辊间天车将成对的精轧工作辊吊运至精轧工作辊存储台架上；

s14磨辊间天车将热连轧所需尺寸的精轧工作辊成对从精轧工作辊存储台架吊运至精轧机换辊小车备辊位。

本发明的有益效果是：通过利用磨辊间天车和磨辊间管理系统，以及磨辊间各作业流程主要设备，共同实现对热轧精轧工作辊吊装、水冷、修磨、存储和备辊的工序流程串联，实现热轧工作辊磨削的智能化，从而提高了热轧精轧工作辊磨削效率，避免了人员操作的随意性，减少磨辊间人员配置，降低企业人力成本，为企业创造了客观效益。

附图说明

图1为本发明的平面布置示意图；

图2为本发明的磨辊间天车示意图；

图3为本发明的精轧工作辊定位示意图；

图4为本发明的定位销结构示意图；

图5为本发明的定位槽结构示意图；

附图标注说明：精轧机换辊小车备辊位1、精轧工作辊换辊小车2、磨辊间天车3、工作辊水冷装置4、待磨辊台架5、工作辊磨床6、精轧工作辊存储台架7、磨辊间管理系统8、精轧机工作辊9、热轧精轧机10、换辊吊具11、定位销12、定位槽13。

具体实施方式

为了使本发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述。

一种热轧磨辊间，包含精轧工作辊换辊小车2、工作辊水冷装置4、待磨辊台架5、工作辊磨床6、精轧工作辊存储台架7、磨辊间天车3、磨辊间管理系统8和精轧机工作辊9，所述精轧工作辊换辊小车2、工作辊水冷装置4、待磨辊台架5、工作辊磨床6和精轧工作辊存储台架7依次设置，精轧机工作辊9从热轧精轧机10上通过精轧工作辊换辊小车2运送至精轧机换辊小车备辊位1，通过磨辊间天车3依次吊装至工作辊水冷装置4、待磨辊台架5、工作辊磨床6和精轧工作辊存储台架7；精轧工作辊换辊小车2、工作辊水冷装置4、待磨辊台架5、工作辊磨床6和精轧工作辊存储台架7分别与磨辊间管理系统8接。

所述磨辊间天车3共有两台，安装有pcl；磨辊间天车3上设有换辊吊具11，磨辊间天车3和换辊吊具11上设有导向柱；精轧机工作辊9的上工作辊操的传轴承座设有定位槽13，精轧工作辊9的下工作辊操的传轴承座设有定位销12，定位销12的倒角与定位槽13的导向角度相匹配。

所述精轧工作辊换辊小车2对应热轧精轧机10设有七台，在其极限位置安装有检测开关；在精轧机换辊小车备辊位1的精轧工作辊换辊小车2存放精轧机工作辊9的两侧安装有光电开关。

所述工作辊水冷装置4设有九个工作辊冷却位，在工作辊水冷装置4的每个工作辊冷却位布置有光电监测开关，工作辊水冷装置4的各轧辊冷却水冷集管配备有水量检测仪。

所述待磨辊台架5安装在工作辊磨床6的机旁，待磨辊台架5两端安装有光电开关。

所述工作辊磨床6有四台，相对精轧工作辊换辊小车2两侧对称分散布置，工作辊磨床6设有plc。

所述精轧工作辊存储台架7上安装有监测开关。

一种热轧磨辊间使用方法，其特征在于包含以下步骤：

s1热连轧机使用完毕的精轧工作辊从轧机跨通过精轧工作辊换辊小车运送至精轧机换辊小车备辊位；

s2磨辊间天车将各架次精轧工作辊依次从精轧机换辊小车备辊位，成对吊运至工作辊水冷装置相应工作辊冷却位；

s3开启工作辊水冷装置冷却水，直至按要求完成工作辊冷却工艺；

s4磨辊间天车将冷却完毕的精轧工作辊成对吊运至待磨辊（下辊）台架上；

s5磨辊间天车将精轧工作辊（上辊）吊运到待机的工作辊磨床上；

s6工作辊磨床对精轧工作辊（上辊）进行磨削直至磨削结束；

s7磨辊间天车从工作辊磨床上将磨削完毕的精轧工作辊（上辊）吊运至待磨辊（上辊）台架上；

s8磨辊间天车将待磨辊（下辊）台架上的精轧工作辊（下辊）吊运至待机的工作辊磨床上；

s9工作辊磨床对精轧工作辊（下辊）进行磨削至磨削结束；

s10磨辊间天车将精轧工作辊（下辊）吊运至待磨辊（下辊）台架上；

s11磨辊间天车将待磨辊（上辊）台架上的精轧工作辊（上辊）起吊，并落到待磨辊（下辊）台架上的精轧工作辊（下辊）上进行配对；

s13磨辊间天车将成对的精轧工作辊吊运至精轧工作辊存储台架上；

s14磨辊间天车将热连轧所需尺寸的精轧工作辊成对从精轧工作辊存储台架吊运至精轧机换辊小车备辊位。

在实际应用中，一种热轧智能磨辊间，其作业对象为热连轧下线的精轧工作辊，作业过程需依次经过精轧机换辊小车备辊位、工作辊水冷装置、待磨辊台架、工作辊磨床、工作辊存储台架和最终返回至精轧机换辊小车备辊位。为实现对热连轧下线的精轧工作辊冷却、修磨、备辊任务的智能控制，现对涉及本发明所述的一种热轧智能磨辊间各配置设计方案说明如下：

所述一种热轧智能磨辊间，相对工作辊换辊小车，关键工作辊磨床采取两侧对称分散布置，提高轧辊运输效率，减少轧辊修磨周转周期。

所述工作辊换辊小车，通常为5-7架，用于运送和接收热轧精轧机工作辊，其配置光电开关和位置监测，用于监测工作辊有无和是否在极限位置；

所述工作辊水冷装置，通过采用5-14位置，用于对下线的精轧工作辊进行冷却，配置有光电开关和流量计，用于监测工作辊有无和冷却水状态；

所述待磨辊台架放置在磨床设备旁，用于拆分和装配成对的精轧工作辊，其配备有检测开关，用于监测工作辊的有无；

所述工作辊磨床，用于修磨精轧机工作辊，其配制一般为2-4台；所述工作辊磨床具备本地和远程集中控制功能，其可通过磨床plc将磨床修磨数据和轧辊修磨状态传输给磨辊间管理系统；

所述工作辊储存台架，用于存储修磨完毕的成对精轧工作辊，其配备有检测开关，用于监测工作辊的有无；

所述磨辊间天车，其配制一般为1-3台，用于磨辊间精轧机工作辊吊运；所述磨辊间天车采用自动控制，可自动定位各工序配置设备的位置；所述磨辊间天车设计带有导向柱的轧辊吊具；所述磨辊间天车具备自动防撞识别功能、故障躲避功能等；所述磨辊间天车通过天车plc与磨辊间管理系统进行数据传输；

所述精轧工作辊，为保证上下辊配对过程中的定位准确性，其上辊轴承座定位槽和下辊轴承座定位销经过优化设计。

所述磨辊间管理系统，可实现轧辊管理、工作辊磨削任务下达、磨床磨削任务匹配和优化、工作辊配辊、备辊任务下达等，实现磨辊间工作辊修磨智能化和磨削效率最大化。

本实施例中，以发明人所使用磨辊间如图1、图2、图3、图4、图5所示为例，对本发明所述的一种热轧智能磨辊间设计方案进行进一步详细说明：

所述一种热轧智能磨辊间，相对精轧工作辊换辊小车2，工作辊磨床6采取两侧对称分散布置，提高轧辊运输效率，减少轧辊修磨周转周期。通过仿真模拟计算，采用两侧分散布置工作辊磨床6比其它工作辊磨床布置工艺布置形式效率高出1-3min（分钟）。

所述精轧工作辊换辊小车2对应精轧机共计七台，用于运送和接收热轧精轧机工作辊，在其极限位置安装有检测开关，当精轧工作辊换辊小车运行至极限位置时可以通过轧线一级将精轧工作辊换辊小车到达指定位置的信号传输给磨辊间管理系统8的plc，否则磨辊间天车3不能进行对该精轧工作辊换辊小车进行轧辊吊运和备辊。在轧辊准备区域1的精轧工作辊换辊小车2存放精轧机工作辊9的两侧安装有光电开关，用于监测该精轧工作辊换辊2是否有工作辊。

所述工作辊水冷装置4布置九个工作辊冷却位，用于对下线的精轧工作辊9进行冷却。在工作辊冷却装置4的每个工作辊冷却位布置有光电监测开关，当工作开关放置在对应冷却位时，光电信号开关可将轧辊检测结果发送给磨辊间管理系统8的plc。另外，所述工作辊水冷装置4的各轧辊冷却水冷集管配备有水量检测仪，用于实现磨辊间管理系统8对轧辊冷却工艺的控制。

所述待磨辊台架5安装在工作辊磨床6的机旁，用于拆分和装配成对的精轧工作辊9。在待磨辊台架5的两端安装有光电开关，磨辊间管理系统8可根据光电开关判断待磨辊台架5上轧辊的有无监测。

所述工作辊磨床6共计四台，用于修磨精轧机工作辊9；所述工作辊磨床6具备本地和远程集中控制功能，其可通过工作辊磨床6自身的plc将轧辊修磨数据和修磨状态传输给磨辊间管理系统8；磨辊间管理系统8亦可根据工作辊磨床6和磨辊间天车3工作负荷情况，合理分配他们的工作任务，实现磨辊效率的最大化。

所述工作辊储存台架7，用于存储修磨完毕的成对精轧工作辊9。在每个工作辊存储台架7上安装有监测开关，用于监测精轧工作辊9的有无、工作辊准备数量以及辊号、辊径等信息，以实现磨辊间管理系统8对磨辊间整体工作辊的信息管理。

所述磨辊间天车3共计配备两台，用于对磨辊间精轧机工作辊9的成对、单根吊运，以完成对精轧机工作辊9的水冷、修磨、存储、备辊各项作业流程的串联，亦是整个磨辊间智能化、自动化的关键设备；所述磨辊间天车3采用自动控制，因磨辊间各工序设备、精轧工作辊9位置均为相对固定，因此磨辊间天车3依靠位置检测装置包括x轴编码尺、y轴编码尺和绝对值编码器执行位置定位。所述x轴编码尺沿天车一侧的大车轨道固定在车间内，与x轴编码尺相对应的x轴读码器固定在天车的大车上；所述y轴编码尺沿天车的小车轨道安装在天车的大车上，与y轴编码尺相对应的y轴读码器固定在天车的小车上；所述绝对值编码器安装在天车起升电机的输出轴上；x轴读码器、y轴读码器和绝对值编码器的信号输出端接车载天车控制器。所述的磨辊间天车3具备自动防撞识别功能、故障躲避功能等，以防止天车相互撞击以及对地面设备、设施造成损坏；所述磨辊间天车3通过自身的plc与磨辊间管理系统8的plc进行数据传输和信息通讯。

另外，本发明所述磨辊间天车3配备有工作辊吊具11，工作辊吊具11与磨辊间天车3共同实现对精轧机工作辊9的吊运，可实现工作辊吊运控制精度达到x向5mm，y向5mm，z向2mm控制精度。另外，工作辊吊具11和磨辊间天车3设计有导向柱，有效防止在磨辊间天车3吊运精轧工作辊9过程中出现的轧辊摆动情况，实现工作辊上辊与下辊配对和准确吊运放置在相应设备指定位置。进一步为了保证工作辊上辊和下辊配对定位的准确性，精轧工作辊9的上工作辊操、传轴承座设计有定位槽13，精轧工作辊9的下工作辊操、传轴承座设计有定位销12，定位销的倒角、定位槽的导向角度在原图基础上进行了进一步优化设计。

所述磨辊间管理系统8安装在磨辊间操作室，为本发明磨辊间智能化实现的核心控制系统。所述磨辊间管理系统8可实现对精轧工作辊9冷却、磨削工艺控制，合理匹配工作辊磨床磨削任务，优化工作辊吊运路线和逻辑顺序，下达工作辊配辊、备辊任务，以及实现整体磨辊间轧辊数据、报表的管理等。

上述一种热轧智能磨辊间，实现了自动对热轧精轧工作辊吊装、冷却、修磨和备辊的全流程作业的智能控制，提高了轧辊磨削效率，将轧辊下线、修磨、配辊和备辊全流程作业缩短至15min，比传统人工修磨效率提升了10%。实现了磨辊间人员配置的少量化，降低了企业人工成本。