专利名称:抑制氧化膜在带卷上的生长的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于抑制氧化膜在轧制带材的带卷上的生长的轧制和方法，其中所述轧制带材已从热轧设备中被卷取到一地下卷取机上并被存放在带卷堆场中。
背景技术：
图13(a)和13(b)示意地画出了带卷的一般存放状态。图14是表示在传统存放状态下沿带材宽度方向在带卷上的氧化膜的厚度的曲线图。
经过热轧设备的轧制的轧制带材通常被地下卷取机螺旋形地缠绕成卷，然后被输送到带卷堆场且存放在那里。存放的带卷的姿势通常如图13(a)所示地为带卷C的水平姿势，或者如图13(b)所示地为带卷C的垂直姿势。在这种存放状态下，带卷在一个支架(未示出)上被放置成一层或者被堆积成数层。在夏天，以这种姿势存放的带卷由建筑物中的自然通风或强制冷却冷却大约110个小时，或者在冬天，所述带卷被冷却大约80个小时。
在上述带卷存放姿势下，轧制带材在其要长时间经受高温下的空气氧化气氛的同时在带卷堆场中接受冷却。因此，在经过一段长的时间后，在带卷的表面上生成了氧化膜。在轧制带材被螺旋形地卷绕成卷的情况下，带卷的两个边缘都直接接触空气。空气从边缘渗入相邻两圈轧制带材之间的间隙中。因而，在带卷的带材表面上生长的氧化膜的厚度在宽度方向上是变化的。
图14所示的曲线图示出了氧化膜沿带卷宽度方向的厚度。在轧制过程中，均匀地形成了8微米厚的氧化膜，接着使带卷在带卷堆场中冷却一段预定的时间。如该曲线图所示，在带卷的带材表面上的氧化膜在边缘处的厚度为18微米，而在距边缘50毫米的地方长到15微米厚，在距边缘300毫米的地方长到9微米厚，而在距边缘470毫米的地方长到8.5微米厚(即在带宽方向的中央部位)。人们将看到，当冷却成卷状的轧制带材时，氧化膜在沿带宽方向的中央部位长到8.5微米厚，但在边缘处长到比其两倍还大的18微米厚。
在其表面上形成氧化膜的轧制带材通常要通过酸洗以便去掉氧化膜。接着，将轧制带材送往后续工序如镀覆机组作业线。轧制带材的酸洗是通过把轧制带材引入一个盛放酸液的酸洗槽并将轧制带材浸泡在其中一段预定的时间、由此清除掉在带材表面上形成的氧化膜来进行的。也就是说，将轧制带材浸泡在酸洗槽内的时间是根据在轧制带材的表面上形成的氧化膜的厚度来设定的。因此，在其中心部位氧化膜的厚度为8.5微米而在边缘处氧化膜的厚度为18微米的轧制带材需要在酸洗槽中浸泡一段适于去除18微米厚氧化膜的较长时间。结果，降低了轧制带材在酸洗过程中的输送速度，由此降低了整个生产率。另外，当在轧制带材表面上形成的氧化膜的厚度较大时，酸液的用量增加，这提高了酸洗成本。
发明内容
本发明被设计用于解决现有技术中存在的上述问题。本发明的一个目的是提供一种用于通过合适地存放和冷却带卷而抑制氧化膜在轧制带材的带卷上的生长并同时实现提高生产率的装置和方法。
作为一个实现上述目的的措施，本发明的一个方面是提供了一种用于抑制氧化膜在被螺旋形地卷绕的带卷上的生长的装置，其中设置了用于至少覆盖带卷的相对侧的罩盖。
根据本发明，提供了一种用于抑制氧化膜在被成螺旋形地缠绕的轧制带材的带卷上的生长的装置，其中，设置了用于至少覆盖带卷的相对侧的罩盖；其特征在于，每个罩盖被制成在其中央具有一个通孔的环形，而且凸向罩盖的通孔地形成的环孔被连接在一起并被螺栓和螺母固定；在每个罩盖中设置一个冷却水流道。
因此，在使带卷的相对侧与外界空气隔绝的同时冷却所述带卷两侧。阻止了空气渗入带卷的内部并抑制了氧化膜在轧制带材(带卷)上且尤其是在其边缘上的生长，并可防止在边缘处形成与沿带宽方向的中央部位相比厚很多的氧化膜。结果，带卷整体具有薄薄的氧化膜并且其厚度在宽度方向上是均匀的。这样，可以明显地缩短用于清除氧化膜的酸洗时间，并且可以提高在酸洗过程中轧制带材的输送速度，由此可以提高整体的生产率。另外，酸液用量也减少了，从而降低了酸洗成本。
在用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中，可以在每个罩盖的一个表面上与带卷紧密接触地设置一种绝热材料。通过这种措施，可以防止带卷的局部快速冷却并可靠地阻止了空气渗入带卷的内部。因此，可以防止与沿宽度方向的中心相比在边缘处出现相当厚的氧化膜。所形成的氧化膜整个很薄并且其厚度在宽度方向上是均匀的。
在用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中，每个罩盖可以被制成在其中央具有一个通孔的环形，并且可以将凸向罩盖通孔地形成的环孔连接起来且用螺栓和螺母固定住。通过这些措施，可以轻松地将罩盖安装在带卷上。
在用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中，可以在每个罩盖中设置一个冷却水流道。通过这个措施，可以用冷却水强制冷却带卷，同时使其相对侧与外界空气隔绝开。因此，可以缩短冷却时间并可以减少带卷在带卷堆场中的存放时间。
在用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中，每个罩盖可以被制成在罩盖的外周区域内具有一个凸缘部分的圆盘状，并且可以沿罩盖的周向设置所述冷却水流道。由于冷却水流道变长了，所以可以提高冷却效率。
在用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中，所述罩盖可以设有一个用于把惰性气体送入带卷的中空部分的供应通道和一个用于从所述带卷的中空部分中排出所述惰性气体的排放通道。通过这个措施，使带卷的相对侧与外界空气隔绝开，并且给带卷的中空部分提供惰性气体。因此，防止了空气渗入带卷的内部并用惰性气体清除了带卷内的氧化气氛。因而，可以可靠地抑制氧化膜在轧制带材上的生长。
在用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中，每个罩盖可以被制成在罩盖的外周区域内具有一个凸缘部分的圆盘状，并且可以在罩盖的中央设置与所述带卷的中空部分相连通的惰性气体供应通道及其排放通道。通过这个措施，可以由简单的结构增强冷却效率。
在用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中，所述罩盖可以是一个用于容放带卷的杯形件和一个用于覆盖杯形件的开口的盖件。这样，可以冷却带卷并同时使其整个地与外界隔绝，从而可以可靠地抑制氧化膜在轧制带材上的生长。
本发明的另一方面涉及一种用于抑制氧化膜在被成螺旋形地缠绕的轧制带材的带卷上的生长的方法，它包括在用罩盖至少覆盖住带卷的相对侧的同时冷却带卷。
因此，可以防止空气渗入带卷的内部，可以抑制氧化膜在轧制带材(带卷)上且尤其是在其边缘处的生长，并且可以防止在边缘处形成与沿宽度方向的中央部相比厚很多的氧化膜。结果，带卷在整体上具有薄薄的氧化膜并且其厚度在宽度方向上是均匀的。
所述的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的方法可以包括在罩盖的绝热表面与带卷紧密接触的情况下冷却所述带卷。这样做可防止带卷的局部快速冷却并且可靠地阻止了空气渗入带卷内部。因此，可以防止在边缘处形成与沿宽度方向的中央部相比厚很多的氧化膜。所形成的氧化膜在整体上变得很薄并且其厚度在宽度方向上是均匀的。
所述的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的方法可以包括通过使冷却水在开设于每个罩盖中的冷却水流道中流动来冷却所述带卷。这样，可以用冷却水强制冷却带卷，而同时使带卷的两侧与外界空气隔绝开。因此，可以缩短冷却时间并可以减少带卷在带卷堆场中的存放时间。
所述的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的方法可以包括在将惰性气体送入带卷的中空部分并从其中排出惰性气体的同时冷却所述带卷。这样一来，可以使带卷的相对侧与外界空气隔绝开并将惰性气体提供给带卷的中空部分。因此，可以防止空气渗入带卷内部，并且可以用惰性气体清除带卷内的氧化气氛。因而，可以可靠地抑制氧化膜在轧制带材上的生长。
所述的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的方法可以包括在容放状态下冷却所述带卷。这样，可以冷却带卷，同时使整个带卷与外界隔绝，从而可以可靠地抑制氧化膜在轧制带材上的生长。
根据以下结合附图的说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加清楚，其中图1是根据本发明第一实施例的、用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的局部剖开的主视图，所述装置被设计用于实施一种用于抑制氧化膜在带卷上的生长的方法；图2是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的侧视图；图3是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的分解透视图；图4是表示在根据本发明第一实施例的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中沿带卷宽度方向的氧化膜厚度的曲线图；图5是根据本发明第二实施例的、用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的局部剖开的主视图；图6是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的侧视图；图7是表示在根据本发明第二实施例的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中沿带卷宽度方向的氧化膜厚度的曲线图；图8是表示带卷温度与带卷冷却时间的关系的曲线图；图9是根据本发明第三实施例的、用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的局部剖开的主视图；图10是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的侧视图；图11是根据本发明第四实施例的、用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的局部剖开的主视图；图12是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的侧视图；图13(a)和13(b)分别是表示带卷的一般存放状态的示意图；以及图14是表示在传统存放状态下沿带卷宽度方向的氧化膜厚度的曲线图。
具体实施方式
现在，将参见附图来具体描述本发明的实施例，但这些实施例绝不是要限制本发明。
图1是根据本发明第一实施例的、用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的局部剖开的主视图，所述装置被设计用于实施一种可抑制氧化膜在带卷上的生长的方法。图2是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的侧视图。图3是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的分解透视图。图4是表示在根据本实施例的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中沿带卷宽度方向的氧化膜厚度的曲线图。
如图1-3所示，带卷C经过热轧设备(未示出)的轧制并接着被地下卷取机成螺旋形地卷绕。所形成的带卷被送往带卷堆场，在这里通过一个根据本实施例的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置10来存放上述带卷。该装置10包括一对用于覆盖带卷C的相对两侧的罩盖(左、右罩盖)11、12，以及作为用于将罩盖11、12固定在带卷C的相对侧上的连接件的两个L形螺栓13和两个螺母14。罩盖11、12具有相同的结构并具有几乎与带卷C一样的直径(或具有略大一些的直径)。罩盖11、12被分别制成在中央具有通孔15、16的环形。在通孔15、16的内周面上，固定着两个环孔17和两个环孔18。具有弹性和绝热性能的绝热材料19、20被贴附在每个罩盖11、12的一个表面上，它们成环形以便紧密地接触带卷C的各相应边缘。参考标号21表示用来支承带卷C的带卷安放架。
经过热轧设备的轧制的轧制带材被地下卷取机成螺旋形地缠绕成带卷C。将带卷C送往带卷堆场并支承在带卷安放架21上。在带卷安放架21上，将罩盖11、12设置在带卷C的两侧上，从而使绝热材料19、20紧密接触着带卷C的相对侧。使L形螺栓13穿过一个罩盖11的环孔17、带卷C的中空部分以及另一个罩盖12的环孔18，随后在L形螺栓13的前端部上拧上螺母14。这样，罩盖11、12就被安装在带卷C上，从而盖住了带卷的两个相对侧。
当罩盖11、12已经通过绝热材料19、20被安装在带卷C的相对侧上时，在带卷堆场中，使带卷C在这种条件下自然冷却一段预定的时间。在该冷却处理过程中，罩盖11、12通过绝热材料19、20被装在带卷C的两侧上，从而封闭了在带卷C中相邻两圈轧制带材之间的间隙的开口端，由此阻止了空气渗入带卷C的内部。因此，抑制了氧化膜在轧制带材(带卷C)且尤其是在其边缘处的生长，并且可以防止在边缘处形成与沿宽度方向的中心部相比厚很多的氧化膜。
图4所示的曲线图示出了在带卷C的宽度方向上的氧化膜的厚度，其中在氧化膜已在轧制过程中均匀地形成8微米厚之后，所述带卷C已经在带卷堆场中被冷却了一段预定的时间。如该曲线图所示，在带卷的带材表面上生长的氧化膜的厚度在边缘处为9.5微米，而在距边缘470毫米的地方厚度达8.5微米(即在沿宽度方向的中央部位)。这两个厚度基本上没有差别，这表明氧化膜的厚度在宽度方向上几乎是均匀的。
上述发现表明，已防止了发生氧化膜在于轧制后冷却带卷C的过程中只在边缘处变得很厚的现象。氧化膜的整体厚度变小。可以明显地缩短用于清除氧化膜的酸洗时间，并且可以提高在酸洗过程中轧制带材的输送速度，由此可以提高整体生产率。所消耗的酸液量也可以被减少，从而降低了酸洗成本。另外，使除氧化膜外的其它材料的浪费性去除即基材的浪费性去除得到抑制并可以提高产品的质量。
图5是根据本发明第二实施例的、用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的局部剖开的主视图。图6是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的侧视图。图7是表示在根据本实施例的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置中沿带卷宽度方向的氧化膜厚度的曲线图。图8是表示带卷温度与带卷冷却时间之间的关系的曲线图。具有与上述实施例所示部件相同的功能的部件由相同的参考标号标注，并且省略了对其的说明。
如图5和6所示，一种用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置30具有一对罩盖(左和右罩盖)31、32，它们被安装在带卷C上，以便覆盖带卷的两个相对侧。在每个罩盖31、32中，开设了一条冷却水流道，并且设置了一个供应通道和一个排放通道，以便分别将惰性气体送入带卷C的中空部分中并从其中排出该惰性气体。罩盖31、32具有相同的结构和比带卷C的直径稍大的直径。罩盖31、32被制成在罩盖的外周区域内具有凸缘部分33、34的圆盘状，所述凸缘部分33、34在带卷C的每一端环绕外周边地装配。在罩盖31、32中，作为冷却水流道地形成了冷却水槽35、36。每个冷却水槽35、36的一端通过冷却水供应管37、38与一个冷却水源(未示出)相连，所述冷却水供应管与罩盖31、32的上部相连。每个冷却水槽35、36的另一端与冷却水排放管39、40相连，而所述冷却水排放管与罩盖31、32的下部相连。来自冷却设备的冷却水可以由泵迫使其流过冷却水槽35、36，并在冷却后可以循环流回冷却设备。一个用于把惰性气体送入带卷C的中空部分中的进气管41通过一个管接头42与一个罩盖31相连，而一个用于排放已被送入带卷C的中空部分中的惰性气体的排气管43通过一个管接头44与另一个罩盖32相连。可优选氮气或氩气作为惰性气体，以便清除氧化气氛。可以在室温下用泵迫使这样的惰性气体流入带卷C的中空部分中。
放置在带卷安放架21上的带卷C是如此安放的，即，使它的相对侧与罩盖31、32的凸缘部分33、34嵌接。通过用泵迫使来自冷却设备的冷却水经冷却水供应管37、38流入冷却水槽35、36，间接地冷却带卷C。另外，通过用泵迫使来自进气管41的惰性气体经管接头42流入带卷C的中空部分中，冷却了带卷C并且清除了氧化气氛。这样，可在带卷堆场中对带卷C进行预定时间的强制冷却。
在该冷却处理过程中，罩盖31、32与带卷C的两相对侧相连，以便封闭在带卷C的相邻两圈轧制带材之间的间隙的开口端。因此，阻止了空气渗入带卷C的内部。与此同时，将惰性气体送入带卷C的中空部分中，以便清除内部的氧化气氛。因此，抑制了氧化膜在轧制带材(带卷C)上的生长，并且防止了在边缘处形成与沿宽度方向的中央部相比厚很多的氧化膜。也就是说，如图7所示，生长在带卷C的带材表面上的氧化膜的厚度在沿宽度方向的中央部位以及在边缘处小于9微米，这表明氧化膜的厚度在宽度方向上几乎是均匀的。
图8的曲线图示出了带卷温度与带卷冷却时间之间的关系，它比较了允许待在带卷堆场中的带卷C的自然冷却方式与通过使冷却水在罩盖31、32中流动并使惰性气体流入带卷C的中空部分中而进行的带卷C的强制冷却方式。如该曲线图所示，与自然冷却相比，在强制冷却情况下，冷却到预定温度的时间缩短了大约20％。
以上发现表明，已防止了氧化膜在于轧制后冷却带卷C时只在边缘处变得很厚的现象的发生。氧化膜的整体厚度变小了。可以明显地缩短用于清除氧化膜的酸洗时间，并且可以提高在酸洗过程中轧制带材的输送速度，由此可以提高整体生产率。也可以减少所消耗的酸液量，从而降低了酸洗成本。另外，使除氧化膜外的其它材料的浪费性去除即基材的浪费性去除得到了抑制并可以提高产品的质量。此外，使带卷C接受强制冷却，从而缩短了冷却时间，因此，可以缩短带卷C在带卷堆场中的存放时间。
在本实施例中，罩盖31、32是这样安装的，即将凸缘部分33、34嵌装在带卷C的相对侧上。但是，可以在罩盖31、32的外周边上形成接头，并且可以如在上述实施例中那样地辅助地使用L形螺栓和螺母来固定罩盖31、32。
图9是根据本发明第三实施例的、用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的局部剖开的主视图。图10是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的侧视图。
如图9和10所示，用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置50包括一个用于容放带卷C以便覆盖带卷C的一个侧面部分的杯形件51(罩板)和一个装在杯形件51上以便盖住带卷C的另一侧面部分的盖件52。杯形件51是用钢制成的并且成圆柱形，它具有直径稍微大于带卷C的内圆周部分。盖件52也是用钢制成的并且成圆柱形，它具有一个可装在杯形件51的外圆周部分上的内圆周部分。带卷C在由一个L形叉件支承的同时被装上杯形件51。接着，将带卷C支承在一个带卷安放架21上，并且将盖件52安装在杯形件51上以便容放带卷C。当带卷C已被这样地容放在杯形件51和盖件52中时，在带卷堆场中，使带卷在这种状态下自然冷却带卷C一段预定的时间。因此，在冷却处理过程中，使带卷C与外界空气隔绝，从而抑制了氧化膜在轧制带材(带卷C)上的生长。这可导致防止出现氧化膜在于轧制后冷却带卷C的过程中只在边缘处变得很厚的现象。氧化膜的整体厚度变小了。另外，带卷C被安放在杯形件51和盖件52中并长时间地接受自然冷却。因而，可由于退火效应而提高轧制带材(钢板)的延展性。
图11是根据本发明第四实施例的、用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的局部剖开的主视图。图12是用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置的侧视图。
如图11和12所示，用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置60包括一个用于容放带卷C以便覆盖带卷C的一个侧面部分的杯形件(罩板)61和一个装在杯形件61上以便覆盖带卷C的另一侧面部分的盖件62。杯形件61是用钢制成的并且成圆柱形，它具有层压结构，其中将一种绝热材料63安装在杯形件61的内圆周部分上。盖件62也是用钢制成的并且成圆柱形，它具有层压结构，其中将一种绝热材料64安装在盖件62的内圆周部分上。带卷C在由一个L形叉件支承的情况下被装上杯形件61。随后，将带卷C支承在一个带卷安放架21上，并且将盖件62装配在杯形件61上，以便容放带卷C。当带卷C已被这样地容放在杯形件61和盖件62中时，在带卷堆场中，使带卷C在这种状态下自然冷却一段预定的时间。因此，在冷却处理过程中，使带卷C与外界空气隔绝，从而抑制了氧化膜在轧制带材(带卷C)上的生长。这可导致防止发生氧化膜在于轧制后冷却带卷C的过程中只在边缘处变得很厚的现象。氧化膜的整体厚度变小了。另外，将带卷C安放在杯形件61和盖件62中并通过绝热材料63、64使带卷与外界隔绝。在这样的条件下，长时间地自然冷却带卷。因而，可以因退火效应而提高轧制带材(带钢)的延展性。
在上述各实施例中，罩盖被制成许多种形状。但是，罩盖可以是任何一种可以盖住带卷两侧的覆盖件并且它不局限于这些形状。另外，已经将螺栓和螺母以及凸缘接头用作把罩盖固定在带卷上的固定工具，但这并不意味着对本发明有限定作用。
尽管如上所述地描述了本发明，但是显然可以按照不同方式来改变本发明。这样的变形不被认为是偏离了本发明的范围和精神，并且所有的对本领域中的技术人员而言是显而易见的改动方案都被认为是包含在后续权利要求
书的范围内的。
权利要求
1.一种用于抑制氧化膜在被成螺旋形地缠绕的轧制带材的带卷上的生长的装置，其中，设置了用于至少覆盖带卷的相对侧的罩盖；其特征在于，每个罩盖被制成在其中央具有一个通孔的环形，而且凸向罩盖的通孔地形成的环孔被连接在一起并被螺栓和螺母固定；在每个罩盖中设置一个冷却水流道。
2.如权利要求
1所述的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置，其特征在于，在每个罩盖的一个表面上，与带卷紧密接触地设置了一种绝热材料。
3.如权利要求
1所述的用于抑制氧化膜在带卷上的生长的装置，其特征在于，每个罩盖被制成在罩盖的外周区域内具有一个凸缘部分的圆盘状，并且沿罩盖的周向设置所述冷却水流道。
专利摘要
本文披露了一种用于抑制氧化膜在被成螺旋形地缠绕的轧制带材的带卷上的生长的装置，其中，设置了用于至少覆盖带卷的相对侧的罩盖；其特征在于，每个罩盖被制成在其中央具有一个通孔的环形，而且凸向罩盖的通孔地形成的环孔被连接在一起并被螺栓和螺母固定；在每个罩盖中设置一个冷却水流道。经过热轧设备的轧制的轧制带材被地下卷取机成螺旋形地缠绕。在带卷的相对侧上设置罩盖，从而耐热材料紧密地接触带卷的两侧。罩盖被L形螺栓和螺母固定，以便用罩盖盖住带卷的两侧。在这种状态下，带卷被自然冷却一段预定的时间以便抑制氧化膜的生长并提高了生产率。
文档编号B65H75/02GKCN1144632SQ00132925
公开日2004年4月7日 申请日期2000年11月8日
发明者福森淳三, 贺屋章, 川水努, 闵庚浚, 金星斗 申请人:三菱重工业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan