专利名称：一种杜绝钢卷边部裂纹的精整工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及精整钢巻加热工艺，特别涉及钢巻在精整工艺流程中边部 裂纹扩展的处理工艺。
背景技术：
目前国内外钢铁厂在精轧机的轧制过程中，往往会采用边部加热装 置，因为边部温度的降低会产生各种问题一一在低碳钢中， 一旦温度低于奥氏体转变点后，在边部非常快的再 结晶导致粗大而脆的铁素体。在微合金钢中，温度太低会产生早期析出， 使最终在铁素体中析出的微合金元素稍稍偏离固溶体中的成分。二种情况 均使钢的机械性能降低。一一在不锈钢中，边部的温降同时导致更低的可塑性而需要更大的轧 制力和导致轧入氧化铁皮、表面缺陷和裂纹。一一冷边缘比高温本体硬度更大，这将使对板坯的厚度控制更加困 难，并增加工作辊的磨损。对于边部温降， 一种解决方法是设定更高的加热炉温度来使板坯边部 的温度在精轧入口区域依然高于其临界温度，但这种方法的缺陷是它将降 低加热炉能力，并且增加能耗以及氧化铁皮，造成更大的污染及能源损失。使用边部加热器是一种切实可行、简洁高效的方式，相对于传统的加 热炉加热方式，应用中频感应或高频感应的感应加热装置具有加热速度 快、效率高、能耗小、加热温度易于控制等优点。目前国内外钢铁厂有较多切边机组，切边机组在生产部分特殊规格和 要求的钢种过程中，发现经过热轧精轧工艺轧制以后的带钢边部会产生裂 纹，后续精整机组在进行切边时，此部分边部裂纹会在切边过程中继续向 裂纹深处延伸，在理论上要求对带钢边部进行加热，而目前在钢巻边部采 用的感应加热技术无法应用到精整工艺中的冷态钢巻加热，采用感应加热 技术不同于热态带钢的加热，对冷态钢巻加热需较长的加热时间，这不利于切边机组正常的切边作业速度，无法满足该工序的生产。参见图1，现有的精整剪切线工艺流程为带巻通过步进梁至地辊站，对中、开巻，通过夹送辊进矫直机，经过导板切边剪、切头剪，再由侧导板、张力辊、夹送辊巻取，至钢巻小车结束。对一些在轧制以后边部产生裂纹的带钢，后续精整机组在进行切边时，如何阻止此部分边部裂纹会在切边过程中继续向裂纹深处延伸，国内外还没有成熟的技术可以在实践中得到应用的公开信息。中国专利申请号00128474.6公开的"一种连续热镀锌带钢表面二次加热方法"，其是在镀锌后的气刀上方，小锌花设备下方安装一个以液化石 油气、燃气、电等热源的加热器，使钢带表面二次加热，且加热强度是两 边稍高，中间稍低，以弥补边缘快冷却效应的影响。使冷凝线由抛物线变 成平坦的形态且上升到一定的位置。正常凝固态时生产出锌花尺寸较大、 大小均匀的大锌花产品。快速凝固时形成大小均匀，色泽一致的小锌花产 品。同时还可降低锌液温度，减少了锌锅和其它机件的腐蚀，延长了设备丰人寿口卩o该方法是对热镀锌带钢表面进行二次加热，生产合格的锌花产品，但 对解决边部裂纹会在切边过程中继续向裂纹深处延伸不具有解决问题的 启示作用，特别是其带钢表面二次加热方法对设备安装空间要求高，对解 决边部裂纹会在切边过程中继续向裂纹深处延伸无针对性，而且也不能满 足和实现对已有作业线的改造，无法直接应用到解决边部裂纹问题，需有 一套针对解决边部裂纹会在切边过程中继续向裂纹深处延伸问题的设备、 工艺和方法。发明内容针对边部裂纹会在切边过程中继续向裂纹深处延伸的问题，本发明的 目的在于提供一种杜绝钢巻边部裂纹的精整工艺，采用直接精整工艺，有 效防止冷态带钢边部裂纹继续向裂纹深处延伸的现象发生，利于切边机组的切边作业后彻底消除带钢边部裂纹，确保下一工序的正常生产；而且， 设备安装空间要求不高、设备投入费用较低，并可直接应用于现有精整切 边机组的改造。为达到上述目的，本发明的技术解决方案是，一种杜绝钢巻边部裂纹的精整工艺，在精整剪切线生产过程中采用燃 气火焰加热方式的三段边部加热工艺，对钢巻和带钢的边部防裂纹或边部 裂纹防扩展的处理；其包括，第一段边部加热工艺，在钢巻输送机的最后一个鞍座两侧设置预热装置；钢巻在停留15 21分钟，预热装置对从常温的钢巻边部向内 60mm的范围内加热到85°C 120°C，同时控制钢巻芯部的带钢温度不 超过60°C;第二段边部加热工艺，在开巻机的上方压辊臂前端设置开巻加热装置，补充钢巻上巻时间内损失的热量，开巻前加热温度从带钢边部向内60mm的范围内的温度70°C 150°C;第三段边部加热工艺，在剪切机前设置剪切加热装置；切边前加 热，带钢边部目标温度是80 12(TC，带钢温度达到12(TC的连续时间 不得大于1分钟。进一步，在上巻过程的6分钟内，降温1(TC到15。C，开巻前的钢巻 边部温度不低于7CTC。所述预热装置采用数控转臂结构，转臂包含两个数控伺服关节，关节 可自由运动，运动轨迹可随意调整。利用转臂式加热器的速度可调，轨迹 可调，火力大小可调和加热时间可调，来控制加热过程。^t过调节转臂的 速度和火力大小可以调节钢巻端面的表面加热温度，使加热钢巻表面不超 过150。C。 "加热盘的运动轨迹可以调节钢巻的局部加热温度，加热时间也可以调 节钢巻的温度，用于区别钢巻内圈和外圈的加热工艺，即钢巻内圈需要较 短时间或较弱的加热来保证要求钢种的工艺温度，而钢巻的外圈应热量容 易失去需要较长时间或较强的加热来实现要求钢种的工艺温度。所述第二段边部加热工艺，是在开巻机的上方压辊臂前端设置开巻加 热装置，补充钢巻上巻时间内损失的热量。由于开巻和处理过程带钢速度 快，此处只能部分弥补钢巻边部的温度损失，但通过第一段边部加热工艺， 有效防止钢巻在开巻时产生裂纹或防止裂纹的产生。所述第三段边部加热工艺，是在剪切机前，设置剪切加热装置。在开巻后带钢展开，与空气接触面增大，散热加快。此装置火焰强度有两档可 调，即大火、小火，能按剪切部位的带钢温度情况，给予不同程度的升温。本发明的有益效果本发明采用三段边部加热工艺，加热温度控制在12(TC以下并进行分 段加热，不会对钢巻材质的内部组织产生影响，解决了目前精整机组品种 带钢边部裂纹在开巻和切边过程中继续向裂纹深处延伸的难题，可以保证 切边以后的钢巻产品质量，利于切边机组的连续正常作业，保证下一工序 的生产。本发明工艺和设备结构简单、要求空间体积小和投资少，其投资 额仅为电感应加热器的1/10。
图1为现有的精整剪切线工艺流程图；图2为本发明的杜绝钢巻边部裂纹的精整剪切线工艺流程图。
具体实施方式
参见图2，本发明以1580热轧分巻线为例，精整剪切线工艺流程为 开始时，通过步进梁将钢巻输送至地辊站(边部预热)，对中、开巻(边 部加热)，由夹送辊至矫直机，经过侧导板(边部加热)，再切边剪、切 头剪侧导板，通过张力辊、夹送辊，巻取，由钢巻小车送出结束。其中，在精整剪切线生产过程中采用燃气火焰加热方式的三段边部加 热工艺，对钢巻和带钢的边部防裂纹或边部裂纹防扩展的处理；其包括， 第一段边部加热工艺，在钢巻输送机的最后一个鞍座两侧设置预热装置； 钢巻在停留15 21分钟，预热装置对从常温的钢巻边部向内60mm的范 围内加热到85°C 120°C，同时控制钢巻芯部的带钢温度不超过6(TC;第 二段边部加热工艺，在开巻机的上方压辊臂前端设置开巻加热装置，补充 钢巻上巻时间内损失的热量，开巻前加热温度从带钢边部向内60mm的 范围内的温度70°C 150°C;第三段边部加热工艺，在剪切机前设置剪切加 热装置；切边前加热，带钢边部目标温度是80 120。C，带钢温度达到120 。C的连续时间不得大于1分钟。在上巻过程的6分钟内，降温l(TC到15°C，开巻前的钢巻边部温度不低于7(TC。加热设备分三部分MF-01预热装置、MF-02开巻加热装置、MF-03剪切边前加热装置。三套加热装置采用统一的控制系统。所述三段边部加热工艺的第一段边部加热工艺，是在1580热轧分巻 线步进式钢巻输送机两侧设置预热装置；第二段边部加热工艺，是在开巻 机处设置开巻加热装置，用于开巻时对钢巻进行边部加热补偿，其设备布 置在1580热轧分巻线开巻机上方；第三段边部加热工艺，是在带钢边部 剪切前设置切边加热补偿装置，其设备布置在1580热轧分巻线矫直机和 圆盘剪之间的侧导向装置上，自动跟踪钢带宽度，不加热时动架上升，加 热时动架下降。所述三套加热装置均采用高效燃气加热系统，机电一体化的控制调节 装置，可根据钢巻品种和规格的变化，自动调整加热装置相关参数和状态， 确保开巻和剪切前带钢相关部位的工艺温度，使开巻和剪切质量最优化。为了达到预热加热时，从钢巻边部向内60mm范围的温度为85°C 120°C，钢巻心部温度不高于60。C的加热目的，加热时用一个与钢巻内孔 相对应的草帽状端盖，把钢巻的芯孔盖住，避免火焰在加热边部时对钢巻 内孔的内部几层带钢加热。加热装置有两种工作模式切边模式和非切边模式。在非切边模式，全部加热装置处于待机位置，并可让宽度达1430mm 的带钢通过。切边模式有三种控制方式 (1)自动操作MF-01预热装置根据剪切线PLC指令，启动预热程序，控制预热臂运动到位，打开燃气及空气阀门、自动点火开始加热，同时根据测得钢巻温 度自动调节加热时间及加热盘烧嘴火力。加热器的运动轨迹将由钢巻的尺寸决定。 一巻预热结束后，熄火，等待下一巻加热启动信号。MF-02开巻加热装置，根据剪切线PLC指令启动加热程序，控制加热 盘运动到位，打开燃气及空气阀门、自动点火开始加热，同时根据主线传 来的带钢运动速度值自动调节加热器的火焰强弱。根据主线停止指令关闭 加热器，复位加热盘，等待下次加热启动信号。MF-03剪切前加热装置，根据剪切线PLC指令启动加热程序，控制加热器臂运动到位，打开燃气及空气阔门、自动点火开始加热，同时根据测得剪切机前的带钢边部温度自动调节加热器的火焰强弱。根据主线PLC停 止指令关闭加热器，复位加热臂，等待下次加热启动信号。(2) 半自动操作在半自动操作中，待加热钢巻的数据由剪切线PLC发送给加热系统工 控机。但是加热的目标数据(加热时间、运动轨迹，火焰强弱等)由操作 人员在操作盘上触摸屏输入，启动、停止信号来自主线。可人工检视预热、 加热情况调整设备动作及加热温度。(3) 手动操作操作人员在现场操作盘上触摸屏输入待加热钢巻的数据、加热的目标 数据，启动、停止信号来自现场操作盘。
权利要求
1. 一种杜绝钢卷边部裂纹的精整工艺，在精整剪切线生产过程中采用燃气火焰加热方式的三段边部加热工艺，对钢卷和带钢的边部防裂纹或边部裂纹防扩展的处理；其包括，第一段边部加热工艺，在钢卷输送机的最后一个鞍座两侧设置预热装置；钢卷在停留15～21分钟，预热装置对从常温的钢卷边部向内60mm的范围内加热到85℃～120℃，同时控制钢卷芯部的带钢温度不超过60℃；第二段边部加热工艺，在开卷机的上方压辊臂前端设置开卷加热装置，补充钢卷上卷时间内损失的热量，开卷前加热温度从带钢边部向内60mm的范围内的温度70℃～150℃；第三段边部加热工艺，在剪切机前设置剪切加热装置；切边前加热，带钢边部目标温度是80～120℃，带钢温度达到120℃的连续时间不得大于1分钟。
2. 如权利要求1所述的杜绝钢巻边部裂纹的精整工艺，其特征是，在上 巻过程的6分钟内，降温1(TC 15'C，开巻前的钢巻边部温度不低于 70°C。
3. 如权利要求1所述的杜绝钢巻边部裂纹的精整工艺，其特征是，所述 预热装置采用数控转臂结构，转臂包含两个数控伺服关节，关节可自 由运动，运动轨迹可随意调整。
4. 如权利要求3所述的杜绝钢巻边部裂纹的精整工艺，其特征是，利用 转臂式加热器的速度可调，轨迹可调，火力大小可调和加热时间可调， 来控制加热过
全文摘要
一种杜绝钢卷边部裂纹的精整工艺，在精整剪切线生产过程中采用燃气火焰加热方式的三段边部加热，对钢卷和带钢的边部防裂纹或边部裂纹防扩展的处理；第一段边部加热，在钢卷输送机最后一个鞍座两侧设预热装置；预热装置对从常温的钢卷边部向内60mm的范围内加热到85℃～120℃，同时控制钢卷芯部的带钢温度不超过60℃；第二段边部加热，在开卷机的上方压辊臂前端设置开卷加热装置，补充钢卷上卷时间内损失的热量，开卷前加热温度从带钢边部向内60mm的范围内的温度70℃～150℃；第三段边部加热，在剪切机前设剪切加热装置；切边前加热，带钢边部目标温度是80～120℃，带钢温度达到120℃的连续时间不得大于1分钟。
文档编号C21D9/70GK101545034SQ20081003504
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月24日 优先权日2008年3月24日
发明者斌 方, 军 王, 钮国卫 申请人:宝山钢铁股份有限公司