一种适用于单机架轧机的引带焊接生产线及方法

专利名称：一种适用于单机架轧机的引带焊接生产线及方法
技术领域：
本发明涉及带钢生产方法，特别涉及一种适用于单机架轧机的引带焊接生产线及方法。
背景技术：
单机架可逆轧机(包括4辊、6辊及20辊等不同布置形式)由于具有机架刚度大、最小可轧厚度小、板形控制能力强等特点，特别适合于高强度、极薄规格带钢的生产，可以用于特殊钢、不锈钢、硅钢等高等级钢种领域。单机架轧机采用不连续生产方式，为建立张力，需在出入口卷取机缠绕数圈带钢，加上出入口卷取机之间的固有距离，造成约20-30m原料卷无法轧制，严重影响了轧机成材率。为提高轧机成材率，需要在钢卷轧前进行必要的钢卷准备，较通用的方法是在带钢头尾焊接一定长度引带的方式来避免未轧部分正品的损失。中国专利20081009726. 4公开了 “一种提高可逆冷轧带钢成材率的工艺方法”，该方法在退火酸洗机组出入口增加带动力辊鞍座及剪切和焊接设备，在钢卷进入退火酸洗机组前为钢卷焊接带头引带，在钢卷通过退火酸洗机组并卸卷后，为钢卷带尾焊接带尾引带。采用这种方式，首先需增加退火酸洗机组出入口动力鞍座及剪切和焊接设备，增加设备投资且在已投产机组上很难有设备安装空间，且引带经过退火酸洗机组，由于材质不同，容易造成炉内气氛波动，且存在焊缝质量不良造成炉内断带的风险。中国专利200710061655. X公开了 “一种不锈钢卷焊接引带的方法”，该方法在退火酸洗机组尾部焊接钢卷内圈引带，在钢卷卸卷后利用简易准备机组，焊接钢卷外圈引带。该方法需在退火酸洗机组尾部增加焊机及引带焊接平台位置，在已投产机组上很难进行设备安装，且引带焊接长度受机组空间限制。而且需新增简易准备机组，引带的制作和运输都比较困难，影响机组连续生产。中国专利200880112355. 2公开了 “轧制设备用焊机、轧制设备和轧制方法”，该方法在单机架可逆轧机本体和左侧卷取机之间布置焊机，在轧制前在带钢带头焊接引带，开始第一道次轧制，在钢卷卸卷时，使用剪切机将引带由焊缝处剪断，正品卷卸卷，引带卷开始进行下一卷焊接。使用该方法，需增加轧机出口焊机，且只能焊接出口引带，入口引带无法焊接，在现有设备条件下难以安装，焊接引带需要占用轧制生产时间，影响产能。另外，由于部分钢种具有低温脆性，脆性转变温度低，极容易产生脆性断裂，典型的如硅钢产品，需在冷轧前进行预热，加热至一定温度后轧制。而加热往往采用罩式炉、力口热坑、水浴加热等方式，具有工作效率低、温度均匀性差、表面质量不良的缺点。从当前生产现有技术和已发表专利来看，目前还没有一种完美融合硅钢生产引带焊接和轧前预热需求的方法。针对这两种需求，本发明创造性地融合引带焊机和轧前预热两种功能，提出了一种生产效率高，稳定性强和成材率高的焊接引带连续式生产方法及组成设备。

发明内容
本发明的目的在于提出一种适用于单机架轧机的引带焊接生产线及方法，实现母卷的带头、尾焊接引带，来达到提高成材率、降低成本的目的。为达到上述目的，本发明的技术方案是一种适用于单机架轧机的引带焊接生产线，其特征是，依次布置的第一开卷机、第一双切剪、第二开卷机、第二双切剪、焊机、感应加热器、第三双切剪及卷取机。进一步，所述的第一、第二开卷机后还分别设置了两台矫直机，可对带钢的板型进行矫正。所述的焊机后布置一台月牙剪，对焊接后的引带完成挖边处理。又，本发明生产线还配置了一套确保张力稳定的张力辊。所述的加热器为煤气加热器、热风加热器、电加热器、或感应加热器。本发明的一种适用于单机架轧机的引带焊接生产方法，其包括如下步骤I)将引带卷A上卷至第二开卷机，带头矫直后，对板型不良处进行剪切后开卷至卷取机，实现对钢卷内径的变径；2)正品卷B上卷至第二开卷机，开卷剪切外圈不良部分，引带卷A卷取至带尾甩尾后停至焊机处，正品卷B开卷外圈带头同样至焊机，完成与引带卷A带尾焊接，带尾引带长度L(L为正品卷头尾焊接引带长度)，焊接后，对焊缝进行挖边处理；3)引带卷A在出口处第三双切剪剪切；4)引带卷A进行卸卷，吊运至第一开卷机并完成上卷，加热器投入，对带钢上下两表面进行加热；正品卷B继续开卷，带尾甩尾至焊机处，正品卷C上卷至第一开卷机；5)引带卷A带头矫直后至焊机，完成正品卷B带尾焊接，焊接后，对焊缝进行挖边处理；6)正品卷B带尾焊接引带后，焊缝继续往卷取机方向穿带，穿带长度为2L，此时由第二双切剪对引带卷A进行剪切，剪切后引带卷A回退至第一双切剪位置；7)正品卷C由第二开卷机开卷，经带头剪切后，带头停留在焊机处，与步骤6)引带完成带头引带焊接，并继续卷取；8)根据焊接引带长度L的要求，在第三双切剪处将引带2L进行中间剪切，同时完成正品卷B带尾和正品卷C带头的引带分离；9)正品卷B卸卷,后一正品卷C卷取；10)正品卷C带尾停机至焊机位置，正品卷D上卷，并按照上述顺序，进行后续正品卷的带头尾引带焊接；11)正品卷C卸卷，进行卸卷、称重、打捆，吊运至单机架轧机进行轧制。又，所述的焊接采用激光焊接，或采用填丝或不填丝的焊接方式，或选择氩弧焊的焊接方式。另外，所述的加热方法采用煤气加热、热风加热、电加热、或感应加热方式，对带钢上下表面进行快速升温和保温，并且根据带钢不同的运行速度，可以进行温度调节，实现板面温度均勾。所述的引带卷的材料与正品卷相同，或选用与正品母卷材料不同的碳钢板。
在整个引带焊接方法中本发明中的引带焊接机组包含两个开卷机，其中一台开卷机放置引带卷，另外一台开卷机放置正品卷，分别完成其开卷功能；双切剪分别布置在两台开卷机后及卷取机前，完成正品卷带头尾及引带卷的剪切。本发明中的引带焊接机组和单机架轧机共用一台开卷机，以完成引带卷或正品卷的中间或最终开卷和卷取。本发明与现有的带钢轧前焊接引带方法相比，具有明显的有益效果I.提高冷轧卷的成材率 在正品钢卷的头、尾焊接上一段长度的引带，该引带代替在正常轧制过程中切除的正品卷，使用引带焊接机组可保证钢卷100%焊接引带，以此方式来提高单机架轧机成材率。2.提高冷轧生产效率及物流灵活性一台采用本发明的适用于单机架可逆轧机的引带焊接方法可以为若干台单机架轧机提供原料卷，生产物流快，生产组织灵活性强。另外，焊接引带后可以到单机架轧机中直接进行轧制，提高生产效率。3.对不同来料规格的高度适应性由于不同原料的来料规格不同，因此，所需要的焊接引带的规格具有不同的要求，采用本发明的引带焊接方法和设备，可以对不同来料规格快速切换，具有高度适应性。4.提高冷轧带钢的可轧适应性本发明对带钢上下表面进行加热，特别是感应加热的方法，加热速率可调，升温速率快，带钢表面加热均匀，满足后工序轧制的适应性。另外，采用本加热方式，较传统的水浴加热方法，带钢表面无斑迹等缺陷产生。5.实现对带钢的拼卷、翻面等功能本发明通过对开卷机、焊机、剪刀和卷取机等设备的合理配置，实现了对来料带钢以及后工序异常质量的钢卷进行拼卷，重新焊接，具备翻面功能，间接地提高了产品的成材率。通过本发明的适用于单机架可逆轧机的焊接引带方法和设备的实施，实现了对轧制之前的钢卷进行内外圈引带焊接，进而达到提高单机架轧机的产品成材率、提高生产稳定性和单机架产能，降低成本的目的。


图I是本发明焊接引带连续式生产线的布置图。图2是本发明实施例引带上卷示意图。图3是本发明实施例引带卷开卷、焊接示意图。图4是本发明实施例带尾引带剪切示意图。图5是本发明实施例引带卷、正品卷开卷示意图。图6是本发明实施例引带卷开卷，与正品卷带尾焊接示意图。图7是本发明实施例正品卷出口穿带示意图。
图8是本发明实施例正品卷开卷与引带焊接示意图。图9是本发明实施例正品卷与正品卷引带剪切示意图。图10是本发明实施例正品卷的卸卷与卷取示意图。图11是本发明实施例正品卷卷取，带尾留焊接处示意图。图12是本发明实施例焊接引带后到单机架轧机轧制示意图。图13是本发明实施例焊接引带后与单机架轧机连续生产示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及其附图详细说明本适用于单机架可逆轧机的引带焊接方法及设备的实施步骤，但本发明操作方法具体实施方式
不局限于下述实施例。实施例一本实施例对宽1200mm,长1000m,厚2mm的无取向高牌号娃钢(含娃量大于2%),进行内外圈引带焊接，弓I带卷采用宽1200_，长1000m，厚2_的低牌号无取向硅钢充当。参见图1，本发明的一种单机架冷轧生产的焊接引带连续式生产线，依次布置的第一开卷机I、第一双切剪2、第二开卷机3、第二双切剪4、焊机5、加热器6、第三双切剪7及卷取机8。本发明引带焊接步骤如下I)引带卷A由第二开卷机3上卷，带头矫直后，对板型不良处进行剪切后开卷至卷取机8，如图2所示；2)正品卷B由第二开卷机3上卷穿带，引带卷A带尾停在焊机5处,正品卷B开卷外圈带头同样至焊机，进行焊接，如图3所示；3)焊接后，距引带长度L处，在出口处的第三双切剪7进行剪切，如图4所示；4)如图5，引带卷A在卷取机8处卸卷，并吊运至第一开卷机I进行上卷；加热器投入，对带钢上下两表面进行加热；正品卷B继续开卷，带尾甩尾至焊机5处；正品卷C由第二开卷机3上卷。5)如图6，引带卷A由第一开卷机3开卷，经第一双切剪2剪切带头不良部分，带头矫直后至在焊机5处与正品卷B焊接，对焊缝进行挖边处理；6)如图7，正品卷B带尾焊接引带后，焊缝继续往卷取机8方向穿带，穿带长度为2L(L为正品卷头尾焊接引带长度)，此时由第二双切剪4对引带卷A进行剪切，剪切后引带卷A回退至第一双切剪2位置；、
7)如图8，正品卷C由第二开卷机3开卷，经带头剪切后，与上一步骤6)引带完成带头引带焊接，并继续卷取；8)如图9，当焊接引带过第三双切剪7位置L时，由第三双切剪7对引带进行剪切，引带剪切后一切为二，分别在前一正品卷B带尾和后一正品卷C带头各焊接L长度引带；9)如图10，前一正品卷B卸卷，后一正品卷C卷取；10)如图11，正品卷C带尾停机至焊机5位置，正品卷D上卷，并按照上述顺序，进行后续正品卷的带头尾引带焊接。11)正品卷C卸卷，进行卸卷、称重、打捆，吊运至单机架轧机进行轧制。生产过程中，加热器6 (感应加热器)处于投入状态，加热带钢温度为90°C。
参见图12，正品卷C由单机架轧机11入口卷取机12上卷(或经开卷机开卷)，经穿带后，外圈引带在出口卷取机13咬钳口、卷取，在引带焊缝到达出口转向辊时停止穿带，装入工作辊、建立张力后进行轧制，在轧制至正品卷C带尾引带焊缝到达入口转向辊时，停止轧制(使用开卷机开卷时，此时应在入口卷取机处咬钳口、卷取)。在钢卷轧制结束后，正品卷C内外圈引带以抛小卷或切除的形式与正品卷C分离，正品卷C进入下道退火工序。(注出口卷取机上卷操作与入口卷取机上卷操作仅轧制方向相反，操作方法相同)
图13是本发明实施例焊接引带后与单机架轧机连续生产示意图。9为单机架轧机的开卷机，10为卷取机。引带卷通过开卷机9引带，经焊接后，直接进入单机架轧机轧制，并由卷取机10完成卷取。以钢卷不焊接引带计算，轧机出入口卷取机卷取带钢7.5m，出入口卷取机间距为12m计算，则轧机理论正品成材率为(1000-7. 5X2-12)/1000XlOO % = 97.3%。而焊接引带后，轧机出入口卷取机卷取的7. 5m带钢为引带，则正品理论成材率为(1000-12)/1000X 100% = 98. 8%。由上可得出，采用此引带焊接机组可提高轧机理论成材率为I. 5%。实施例二本实施例与实施例一不同之处在于原料卷为含硅量小于2%的中低牌号进行引带焊接，感应加热器不投入使用，所用引带材料均为含硅量小于2 %的低牌号硅钢，弓I带焊接的步骤与实施例一相同。实施例三本实施例与实施例二不同之处在于对原料卷不锈钢钢卷，进行引带焊接，感应加热器不投入，所用引带材料为普通碳钢，弓I带焊接步骤与实施例一相同。实施例四本实施例与实施例一不同之处在于对原料卷硅钢卷，进行引带焊接，采用热风干燥器对带钢表面进行加热，加热温度为80-90°C，引带焊接步骤与实施例一相同。实施例五本实施例与上述实施例的不同之处为如图13所示，在引带焊接机组将钢卷引带焊接好之后，直接进行单机架可逆轧机中进行第一道次的轧制，进行连续生产。此种方式，减少了在引带焊接机组卸卷，然后吊卷至单机架可逆轧机，然后再开卷轧制的工序，节约了生产时间，提高了小时产量。上述实施例中，正品卷材质可为特殊钢、不锈钢、硅钢等使用单机架轧机冷轧的钢种，引带卷材质可与正品卷材质相同，或采用可以满足焊接性要求的碳钢等低成本钢种。本发明的主要特点一是采用带头尾焊接引带的方法，提高了单机架轧机生产冷轧成品卷的成材率；二是实现了对不同材质带钢选择不同的加热方式，两者结合提高了生产的灵活性。对钢质脆性大的带钢，开拓性地采用感应加热方法，对带钢进行加热，且感应加热温度可调，加热均匀性强，提高了后工序单机架轧机的可轧性。对于脆性小的带钢，则不采用加热，直接至下工序生产；三是实现了对带头尾的引带焊接，生产效率高，满足多条机组的同时生产，另外，可以实现对不同带钢的拼卷焊接；
四是实现了对于不同规格带钢焊接引带的快速切换，并且可选用不同材质引带完成，从而提高机组的时间开动率；五是本发明利用开卷机和卷取机的布置，可以实现对来料钢卷的适应性，并可实 现带钢翻面；六是利用本发明焊接引带后可以直接进单机架可逆轧机进行轧制，减少卸卷、吊运等中间过程，实现连续式生产，提高生产效率。
权利要求
1.一种适用于单机架轧机的引带焊接生产线，其特征是，依次布置的第一开卷机、第一双切剪、第二开卷机、第二双切剪、焊机、加热器、第三双切剪及卷取机。
2.如权利要求I所述的适用于单机架轧机的引带焊接生产线，其特征是，所述的第一、第二开卷机后还分别设置了两台矫直机。
3.如权利要求I所述的适用于单机架轧机的引带焊接生产线，其特征是，所述的焊机后布置一台月牙剪。
4.如权利要求I所述的适用于单机架轧机的引带焊接生产线，其特征是，所述的加热器前还设置一套确保张力稳定的张力辊。
5.如权利要求I或4所述的适用于单机架轧机的引带焊接生产线，其特征是，所述的加热器为煤气加热器、热风加热器、电加热器、或感应加热器。
6.一种适用于单机架轧机的引带焊接生产方法，其包括如下步骤 1)将引带卷A上卷至第二开卷机，带头矫直后，对板型不良处进行剪切后开卷至卷取机，实现对钢卷内径的变径； 2)正品卷B上卷至第二开卷机，开卷剪切外圈不良部分，引带卷A卷取至带尾甩尾后停至焊机处，正品卷B开卷外圈带头同样至焊机，完成与引带卷A带尾焊接，带尾引带长度L，L为正品卷头尾焊接引带长度；焊接后，对焊缝进行挖边处理； 3)引带卷A在出口处第三双切剪剪切； 4)引带卷A进行卸卷，吊运至第一开卷机并完成上卷，加热器投入，对带钢上下两表面进行加热；正品卷B继续开卷，带尾甩尾至焊机处，正品卷C上卷至第一开卷机； 5)引带卷A带头矫直后至焊机，完成正品卷B带尾焊接，焊接后，对焊缝进行挖边处理； 6)正品卷B带尾焊接引带后，焊缝继续往卷取机方向穿带，穿带长度为2L，此时由第二双切剪对引带卷A进行剪切，剪切后引带卷A回退至第一双切剪位置； 7)正品卷C由第二开卷机开卷，经带头剪切后，带头停留在焊机处，与步骤6)引带完成带头引带焊接，并继续卷取； 8)根据焊接引带长度L的要求，在第三双切剪处将引带2L进行中间剪切，同时完成正品卷B带尾和正品卷C带头的引带分离； 9)正品卷B卸卷,后一正品卷C卷取； 10)正品卷C带尾停机至焊机位置，正品卷D上卷，并按照上述顺序，进行后续正品卷的带头尾引带焊接； 11)正品卷C卸卷，进行卸卷、称重、打捆，吊运至单机架轧机进行轧制。
7.如权利要求6所述的适用于单机架轧机的引带焊接生产方法，其特征是，所述的焊接采用激光焊接，或采用填丝或不填丝的焊接方式，或选择氩弧焊的焊接方式。
8.如权利要求6所述的适用于单机架轧机的引带焊接生产方法，其特征是，所述的加热方法采用煤气加热、热风加热、电加热、或感应加热方式。
9.如权利要求6所述的适用于单机架轧机的引带焊接生产方法，其特征是，所述的引带卷的材料与正品卷相同，或选用与正品母卷材料不同的碳钢板。
全文摘要
一种适用于单机架轧机的引带焊接生产线及方法，其依次布置的第一开卷机、第一双切剪、第二开卷机、第二双切剪、焊机、感应加热器、第三双切剪及卷取机。本发明通过对开卷机、焊机、切剪机和卷取机等设备的合理配置，实现了对来料带钢以及后工序异常质量的钢卷进行拼卷，重新焊接，具备翻面功能，间接地提高了产品的成材率。通过本发明的适用于单机架可逆轧机的焊接引带方法和设备的实施，实现了对轧制之前的钢卷进行内外圈引带焊接，进而达到提高单机架轧机的产品成材率、提高生产稳定性和单机架产能，降低成本的目的。
文档编号B23P23/00GK102632388SQ201210132699
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者储双杰, 刘宝军, 卢锡江, 吕春国, 张军, 许茂忠, 郦希, 陆永强 申请人:宝山钢铁股份有限公司