專利名稱：冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及帶鋼軋制生產領域，尤其涉及一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置及方法。
背景技術：
定寬圓盤剪(又稱切邊剪)是用于連續(xù)軋制或半連續(xù)軋制生產線上的重要設備， 其主要功能是剪切帶鋼的兩側邊部不規(guī)則的毛邊，使帶鋼的外觀尺寸規(guī)格達到產品的寬度要求。對于現(xiàn)代化軋制生產線，圓盤剪通常設置在熱軋出口或冷軋酸洗的出口，設備功能十分關鍵。目前國內主要采用雙頭回轉式圓盤剪，該類圓盤剪在剪切過程中經常出現(xiàn)溜槽卡鋼現(xiàn)象，直接影響帶鋼的剪切質量和正常生產，產品質量也難以保證，主要缺點如下1)剪切效果影響因素多合理設置圓盤剪的參數非常重要且困難，其中最為重要的幾個參數為剪刃的側向間隙、重疊量、剪刃強度、剪刃使用周期等，均直接影響帶鋼剪切質量，設置不當會造成剪切毛刺、邊部裂紋、扣頭、卡鋼，嚴重時會造成帶鋼無法剪切或板邊從溜槽上方竄出等現(xiàn)象；2)帶鋼規(guī)格切換時的操作復雜且隱患大如圖1所示，連續(xù)生產線會頻繁的出現(xiàn)由寬變窄或由窄變寬的工況，連接部位為焊縫。當前剪切工藝是用圓盤剪13在焊縫區(qū)域 12的帶鋼6兩側的切邊軌跡為，分別切割出一個較大的圓弧過渡角15，并降速為零，通過調整圓盤剪13兩側機座底部的絲杠來實現(xiàn)靜態(tài)寬度調整，此時焊縫區(qū)域12的帶鋼6寬度最窄，一旦承受張力作用，焊縫區(qū)域12的兩側邊部最為脆弱，極易發(fā)生斷裂，這正是連續(xù)式軋制產線發(fā)生斷帶的主要根源之一。3)剪切量難以準確控制受圓盤剪這種特殊的結構形式與剪切特性制約，對鋼板，尤其是薄規(guī)格鋼板的寬度剪切量難以做到精確控制，微小的剪切跑偏就大大超過了精度控制范圍，一定程度上降低了鋼材的收得率。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置及方法，通過高壓射流切邊，以滿足剪切對象的多厚度規(guī)格、多種力學強度、多種剪切速度的調整要求，實現(xiàn)高速剪切與良好剪切質量的結合。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置，包括高壓射流噴嘴、轉向輥、 張緊機組、碎邊剪和控制裝置，所述高壓射流噴嘴共有兩排，分別排列在帶鋼兩側，排列方向與帶鋼的運行方向一致，高壓射流噴嘴上裝有調節(jié)機構，所述調節(jié)機構與控制裝置相連； 帶鋼的進、出口端分別設置有一組張緊機組；所述轉向輥共有兩個位于兩組張緊機組之間支撐帶鋼，兩個轉向輥設置在同一水平面上分別位于高壓射流噴嘴兩端，所述碎邊剪的位置和高壓射流噴嘴相配合。所述調節(jié)機構包括步進電機、步進油缸、活塞桿和位移傳感器，所述步進電機安裝在高壓射流噴嘴的軸向位置，所述步進油缸通過活塞桿與高壓射流噴嘴的徑向位置相連，
3位移傳感器與活塞桿相連。所述的高壓射流噴嘴分成若干噴嘴單元，每個噴嘴單元連接一個調節(jié)機構。所述每個噴嘴單元由1 4個排成一條直線的單個高壓噴嘴構成。該冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置還包括水處理循環(huán)裝置，所述水處理循環(huán)裝置包括通過管道順次連接的收集箱、收集系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)和水箱，所述收集箱設置在高壓射流噴嘴下方，所述水箱通過管道連通高壓射流噴嘴。一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊方法，包括以下步驟步驟一、張緊帶鋼，利用帶鋼兩端的轉向輥和張緊機組使帶鋼表面平直并具有穩(wěn)定的張力；步驟二、準備噴射切割用混合液，高壓射流噴嘴采用工業(yè)純水與磨料形成的混合液；步驟三、控制裝置控制高壓射流噴嘴切邊，控制裝置接收從外部中控送入的數據后通過調節(jié)機構控制高壓射流噴嘴切邊，單個高壓射流噴嘴的噴射流量為50L/min 140L/min。還包括廢水循環(huán)利用的步驟，高壓射流噴嘴噴出的混合液經過收集箱收集后通過管道依次經過收集系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)處理后送入水箱，再與磨料形成混合液循環(huán)利用。所述步驟一中帶鋼表面的張力保持在5Mpa 12Mpa之間。所述步驟二中所述工業(yè)純水渾濁度低于5mg/L，磨料為沙粒，磨料大小為20目 80目，且工業(yè)純水與磨料混合后的沙漿壓力為50Mpa 80Mpa。所述步驟三中控制裝置控制高壓射流噴嘴切邊時，寬窄帶鋼連接部位的焊縫區(qū)域的切邊軌跡為由兩段反向圓弧平順過渡連接的“S”形軌跡。本發(fā)明采用高壓磨料射流切割技術，將高壓射流噴嘴組成一排，形成漸進式逐步剪切效果，以滿足剪切對象的多厚度規(guī)格、多種力學強度、多種剪切速度的調整要求，實現(xiàn)高速剪切與良好剪切質量的結合；在帶鋼進行寬度規(guī)格切換時(尤其是冷連軋生產線)，如由窄規(guī)格變?yōu)閷捯?guī)格，本發(fā)明采用光滑過渡的尋跡剪切，通過步進油缸驅動活塞桿按照額定的速度進給，結合步進電機的旋轉軌跡，確保帶鋼一側的噴嘴能在帶鋼表面逐個走出“S” 形軌跡，這種剪切軌跡能很好的保護焊縫區(qū)域的可靠性，保證焊縫區(qū)域應力分布均勻，有效降低了焊縫區(qū)域發(fā)生斷裂的幾率；因此，本發(fā)明在冷軋生產領域具有廣闊的應用前景。


圖1為現(xiàn)有的圓盤剪切邊裝置工作示意圖；圖2為本發(fā)明的冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置工作示意圖；圖3為裝有調節(jié)機構的噴嘴單元結構示意圖；圖4為焊縫區(qū)域的剪切示意圖；圖5為焊縫區(qū)域的剪切軌跡示意圖。圖中1高壓射流噴嘴、2步進電機、3步進油缸、4活塞桿、5位移傳感器、6帶鋼、7 切后廢邊、8轉向輥、9張緊機組、10收集箱、11 “S”形軌跡、12焊縫區(qū)域、13圓盤剪、14碎邊剪、15圓弧過渡角。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。如圖2、圖4所示，一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置，包括高壓射流噴嘴1、轉向輥8、張緊機組9、碎邊剪14和控制裝置，所述高壓射流噴嘴1共有兩排，分別排列在帶鋼6兩側，排列方向與帶鋼6的運行方向一致，高壓射流噴嘴1上裝有調節(jié)機構，所述調節(jié)機構與控制裝置相連；帶鋼6的進、出口端分別設置有一組張緊機組9 ；所述轉向輥8共有兩個位于兩組張緊機組9之間支撐帶鋼，兩個轉向輥8設置在同一水平面上分別位于高壓射流噴嘴1兩端，所述碎邊剪14的位置和高壓射流噴嘴1相配合，工作時帶鋼6在兩個轉向輥8以及進、 出口端張緊機組9的張力作用下，帶鋼6的板面被強迫拉伸為平直狀，此時帶鋼6兩側的高壓射流噴嘴1持續(xù)對各自邊部進行高壓磨料射流剪切，需要特別說明的是，所述的高壓射流噴嘴1分成若干噴嘴單元，如圖3所示，所述每個噴嘴單元由1 4個排成一條直線的單個高壓噴嘴構成，每個噴嘴單元連接一個調節(jié)機構，結合磨料的高速切削作用，多個噴嘴持續(xù)對該側邊部進行多道次射流剪切，以確保該側毛邊能徹底切除。本裝置可進一步描述為，所述調節(jié)機構包括步進電機2、步進油缸3、活塞桿4和位移傳感器5，所述步進電機2安裝在高壓射流噴嘴1的軸向位置，所述步進油缸3通過活塞桿4與高壓射流噴嘴1的徑向位置相連，位移傳感器5與活塞桿4相連。另外，為了節(jié)約水資源，該冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置還裝有水處理循環(huán)裝置，所述水處理循環(huán)裝置包括通過管道順次連接的收集箱10、收集系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)和水箱，所述收集箱 10設置在高壓射流噴嘴1下方，所述水箱通過管道連通高壓射流噴嘴1 ；這樣就可以大大降低在生長過程中對水的消耗量，滿足環(huán)保的要求，并能降低生產成本。一種用以上所述冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置進行冷態(tài)帶鋼定寬切邊的方法，包括以下步驟步驟一、張緊帶鋼6，冷態(tài)帶鋼6 ( —般為冷卻至常溫的鋼板，厚度為0. 5mm 4. Omm)經過兩端的轉向輥8，并在兩個張力輥組9的作用下，帶鋼6表面受張力作用變得平直，張力水平保持在5Mpa 12Mpa之間；步驟二、準備噴射切割用混合液，高壓射流噴嘴1采用工業(yè)純水與磨料形成的混合液，工業(yè)純水渾濁度低于5mg/L，磨料為沙粒，磨料大小為20目 80目，且工業(yè)純水與磨料混合后的沙漿壓力為50Mpa 80Mpa ；步驟三、控制裝置控制高壓射流噴嘴1切邊，控制裝置在接收到來自中控系統(tǒng)的來料寬度、邊部剪切量等參數后結合油缸3內部的位移傳感器5控制油缸3的活塞桿4進給，確保高壓射流噴嘴1理論剪切寬度與中控要求的剪切寬度完全一致；同時控制裝置控制高壓射流噴嘴1頂部的步進電機2根據帶鋼6的運行方向自動將高壓射流噴嘴1的排列方向與帶鋼6的運行方向完全一致。此時，高壓射流噴嘴1向帶鋼6邊部噴射出含有大量磨料的高壓射流(單個高壓射流噴嘴1的噴射流量為50L/min 140L/min)，由于帶鋼6 在線運行，運行速度、厚度規(guī)格以及鋼種都會存在一定波動，此時為保證帶鋼邊部能完全剪切，帶鋼6每側都排列有多個高壓射流噴嘴1，即通過對帶鋼6邊部某一點的多次高壓噴射剪切，實現(xiàn)該點的金屬被完全切除，切除后產生的切后廢邊7進入碎邊剪14，實現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)性剪切。當帶鋼6進行寬度規(guī)格切換時(尤其是冷連軋產線)，如由窄規(guī)格變?yōu)閷捯?guī)格，為盡量降低焊縫區(qū)域12的應力集中現(xiàn)象，在本發(fā)明的冷態(tài)帶鋼定寬切邊方法中采用光滑過渡的尋跡剪切，即當進入焊縫區(qū)域12的切割時首先降低帶鋼6的進料速度，并穩(wěn)定保持在一低速狀態(tài)，在本實施例中，通常保持在50m/min的穩(wěn)定水平，然后控制裝置控制步進油缸 3驅動活塞桿4按照額定的速度進給，結合步進電機2的旋轉軌跡，如圖4、5所示，確保帶鋼 6 一側的多個高壓射流噴嘴1能在帶鋼6表面逐個走出一種特殊的軌跡，即光滑剪切“S”形軌跡11，這種“S”形軌跡11由兩段反向圓弧平順過渡連接而成，能很好的保護焊縫12可靠性，保證焊縫12區(qū)應力分布均勻，有效降低了焊縫發(fā)生斷裂的幾率。需要特別說明的是，本發(fā)明的冷態(tài)帶鋼定寬切邊方法還包括廢水循環(huán)利用的步驟，該步驟可具體描述為，高壓射流噴嘴1噴出的混合液經過收集箱10收集后通過管道依次經過收集系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)處理后送入水箱，再與磨料形成混合液循環(huán)利用。
權利要求
1.一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置，其特征是包括高壓射流噴嘴(1)、轉向輥(8)、張緊機組(9)、碎邊剪(14)和控制裝置，所述高壓射流噴嘴(1)共有兩排，分別排列在帶鋼(6)兩側，排列方向與帶鋼(6)的運行方向一致，高壓射流噴嘴(1)上裝有調節(jié)機構，所述調節(jié)機構與控制裝置相連；帶鋼(6)的進、出口端分別設置有一組張緊機組(9)；所述轉向輥(8) 共有兩個位于兩組張緊機組(9)之間支撐帶鋼(6)，兩個轉向輥(8)設置在同一水平面上分別位于高壓射流噴嘴(1)兩端，所述碎邊剪(14)的位置和高壓射流噴嘴(1)相配合。
2.如權利要求1所述的冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置，其特征是所述調節(jié)機構包括步進電機O)、步進油缸(3)、活塞桿(4)和位移傳感器(5)，所述步進電機( 安裝在高壓射流噴嘴(1)的軸向位置，所述步進油缸C3)通過活塞桿(4)與高壓射流噴嘴(1)的徑向位置相連，位移傳感器( 與活塞桿(4)相連。
3.如權利要求2所述的冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置，其特征是所述的高壓射流噴嘴(1) 分成若干噴嘴單元，每個噴嘴單元連接一個調節(jié)機構。
4.如權利要求3所述的冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置，其特征是所述每個噴嘴單元由1 4 個排成一條直線的單個高壓噴嘴構成。
5.如權利要求1所述的冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置，其特征是該冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置還包括水處理循環(huán)裝置，所述水處理循環(huán)裝置包括通過管道順次連接的收集箱(10)、收集系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)和水箱，所述收集箱(10)設置在高壓射流噴嘴(1)下方，所述水箱通過管道連通高壓射流噴嘴(1)。
6.一種用如權利要求1所述冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置進行定寬切邊的方法，其特征是， 包括以下步驟步驟一、張緊帶鋼(6)，利用帶鋼(6)兩端的轉向輥(8)和張緊機組(9)使帶鋼(6)表面平直并具有穩(wěn)定的張力；步驟二、準備噴射切割用混合液，高壓射流噴嘴(1)采用工業(yè)純水與磨料形成的混合液；步驟三、控制裝置控制高壓射流噴嘴(1)切邊，控制裝置接收從外部中控送入的數據后通過調節(jié)機構控制高壓射流噴嘴(1)切邊，單個高壓射流噴嘴(1)的噴射流量為50L/ min 140L/mino
7.如權利要求6所述的冷態(tài)帶鋼定寬切邊方法，其特征是還包括廢水循環(huán)利用的步驟，高壓射流噴嘴1噴出的混合液經過收集箱(10)收集后通過管道依次經過收集系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)處理后送入水箱，再與磨料形成混合液循環(huán)利用。
8.如權利要求6所述的冷態(tài)帶鋼定寬切邊方法，其特征是所述步驟一中帶鋼(6)表面的張力保持在5Mpa 12Mpa之間。
9.如權利要求6所述的冷態(tài)帶鋼定寬切邊方法，其特征是所述步驟二中所述工業(yè)純水渾濁度低于5mg/L，磨料為沙粒，磨料大小為20目 80目，且工業(yè)純水與磨料混合后的沙漿壓力為50Mpa 80Mpa。
10.如權利要求6所述的冷態(tài)帶鋼定寬切邊方法，其特征是所述步驟三中控制裝置控制高壓射流噴嘴(1)切邊時，寬窄帶鋼連接部位的焊縫區(qū)域(12)的切邊軌跡為由兩段反向圓弧平順過渡連接的“S”形軌跡(11)。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶鋼軋制生產領域，尤其涉及一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置及方法。一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊裝置，包括高壓射流噴嘴、轉向輥、張緊機組、碎邊剪和控制裝置，所述高壓射流噴嘴共有兩排，分別排列在帶鋼兩側，排列方向與帶鋼的運行方向一致。一種冷態(tài)帶鋼定寬切邊方法，包括以下步驟首先張緊帶鋼，使帶鋼表面平直并具有穩(wěn)定的張力；然后準備噴射切割用混合液，高壓射流噴嘴采用工業(yè)純水與磨料形成的混合液；最后由控制裝置控制高壓射流噴嘴切邊。本發(fā)明采用高壓磨料射流切割技術，實現(xiàn)了高速剪切與良好剪切質量的結合；在帶鋼進行寬度規(guī)格切換時采用光滑過渡的尋跡剪切，走出“S”形軌跡，有效降低了焊縫區(qū)域發(fā)生斷裂的幾率。
文檔編號B24C5/00GK102189404SQ20101012509
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權日2010年3月16日
發(fā)明者姜正連, 李山青, 段明南, 羌菊興 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司