一种改善薄带钢表面夹送辊辊印的装置及方法与流程

1.本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种在双辊薄带铸轧生产过程中改善热轧薄带钢表面夹送辊辊印的装置及方法。

背景技术：

2.热轧薄带钢一般是指厚度为1～20mm的薄带钢，广泛用于汽车、电机、化工、造船等工业部门，同时也作为冷轧、焊管、冷弯型钢生产的原料。在应用过程中，除了通常的力学性能外，对薄带钢的表面质量和板形的要求越来越高，尤其是厚度为2.0mm以下的薄带钢产品。在传统工艺中，在薄带钢的热轧过程中通常采用在薄带钢的侧部设置侧导板来对薄带钢进行引导并对中的方案；但对于厚度为2.0mm以下的薄带钢产品，传统的采用侧导板对中的方式会导致翻边，引起薄带钢弯曲、变形、褶皱等缺陷，严重影响薄带钢产品质量。
3.本发明涉及一种利用双辊薄带铸轧技术生产厚度为2.0mm以下的热轧薄带钢的生产方法。在根据本发明的薄带钢的生产过程中，采用专利cn101198421b中的夹送辊装置(该专利通过引用全文并入于此)引导薄带钢并使其位置稳定。进一步地，为了薄带钢保温，夹送辊装置设置在密闭的热箱内，同时通入氮气进行保护，防止薄带钢氧化。
4.由于夹送辊装置的上下夹送辊均为凸辊，在其与温度高达1300℃的薄带钢接触的过程中，极易导致夹送辊接触薄带钢的部位温度急剧升高，并由于热膨胀导致夹送辊辊型发生变化，进而导致薄带钢与夹送辊接触的部位会出现明显的夹送辊辊印，情况严重时甚至整卷判次。

技术实现要素：

5.为改善夹送辊与薄带钢局部接触造成的热膨胀而导致薄带钢表面夹送辊辊印的问题，本发明提供了一种减少或消除热轧薄带钢夹送辊辊印的装置及方法，即在夹送辊装置的入口和/或出口设置冷却喷嘴梁，在夹送辊局部热膨胀的位置喷射冷却剂(如液氮)进行冷却，以改善夹送辊的局部热膨胀以及夹送辊局部变形的问题。此外，本发明还提出调整夹送辊之间的辊缝及压力，进一步减弱夹送辊辊印缺陷。
6.具体来说，本发明涉及一种用于在双辊薄带铸轧生产过程中改善薄带钢表面夹送辊辊印的装置，装置包括：
7.夹送辊装置，包括形成为凸形辊的上夹送辊和下夹送辊，上夹送辊和下夹送辊在薄带钢上施加压力并将薄带钢夹持于其间，上夹送辊和下夹送辊绕相反方向旋转、以引导薄带钢沿薄带钢前进方向行进，
8.冷却控制装置，设置在夹送辊装置的上游或下游，其包括：主输送管道，用于输送冷却剂；局部冷却梁，从主输送管道延伸至上夹送辊和/或下夹送辊的冷却部位；冷却喷嘴，设置在局部冷却梁的面向夹送辊装置的一侧上，用于将冷却剂喷洒至冷却部位；以及电磁阀，用于控制冷却喷嘴的开关和冷却剂流量。
9.在一个优选的实施例中，局部冷却梁的面向夹送辊装置的一侧上布置有两排喷
嘴，每排喷嘴包括喷嘴数量在35～40个的范围内，且每排喷嘴的相邻喷嘴间的间隔为1～20mm的范围内，并且冷却控制装置的多个喷嘴的每个可经由电磁阀单独控制其开关和冷却剂流量，并冷却上夹送辊或下夹送辊上的对应局部辊面。
10.在一个优选的实施例中，冷却剂为液氮。
11.在一个优选的实施例中，上夹送辊和下夹送辊中至少一个连接至位移装置，位移装置能够调节上夹送辊和下夹送辊中至少一个的位置，以调节上夹送辊和下夹送辊之间的间隙，间隙设置为在0.6mm～2.0mm的范围内可调，并且上夹送辊和下夹送辊施加于薄带钢的压力是可调的，并且压力设置在10-25kn的范围内。
12.在一个优选的实施例中，局部冷却梁连接至驱动装置，并能够经由驱动装置驱动靠近或远离夹送辊装置，驱动装置还包括位移传感器，用于测量局部冷却梁与夹送辊的辊面之间的距离。
13.在一个优选的实施例中，驱动装置为液压驱动，用于驱动局部冷却梁移动靠近或远离夹送辊的辊面。
14.在一个优选的实施例中，夹送辊装置的沿薄带钢前进方向的下游设置有图像捕获装置，用于获得薄带钢表面的图像。
15.在一个优选的实施例中，夹送辊装置还包括判定装置，用于根据图像捕获装置获得的薄带钢表面的图像、来判定薄带钢的表面是否存在辊印和/或辊印位置，并且装置还包括控制装置，控制装置根据判定装置的判定结果，控制冷却控制单元的多个喷嘴的分别的开闭状态和冷却剂流量，来对上夹送辊和/或下夹送辊的表面进行冷却。
16.在一个优选的实施例中，薄带钢的厚度为2.0mm以下。
17.同时，本发明还涉及一种采用前述装置改善在双辊薄带铸轧生产过程中生产的薄带钢表面夹送辊辊印的方法。
18.有益技术效果
19.与现有技术相比，本发明的优点在于：
20.本发明通过增设局部冷却装置，可根据带钢的表面情况，在局部喷射冷却剂，改善夹送辊局部膨胀，保证夹送辊辊形稳定；以及通过调整夹送辊之间的辊缝及压力，改善双辊铸轧生产热轧薄带钢产生的夹送辊辊印的问题。因此，可以减小产品的判次率，提高产品合格率和盈利水平。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
22.图1示出了夹送辊装置100引导薄带钢200前进的示意图；
23.图2a示出了沿薄带钢前进方向a看的夹送辊装置100和薄带钢200的示意图；图2b示出了因夹送辊110a、110b与薄带钢200接触局部热膨胀而导致夹送辊变形的示意图；
24.图3示出了由于夹送辊变形在薄带钢表面形成夹送辊辊印的薄带钢表面部分的示意图；
25.图4示出了采用冷却控制装置300对夹送辊装置100进行冷却的示意图；
26.图5示出了冷却梁320的喷嘴布置的示意图；
27.图6示出了采用了根据本发明的冷却控制装置300对夹送辊进行冷却后生产的薄带钢的表面图片。
具体实施方式
28.为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.除非另作定义，本发明所使用的技术术语或科学术语应当为本发明所属领域具有一般技能的人士所理解的通常意义。
30.如图1所示，示出了夹送辊装置100引导薄带钢200前进的示意图。具体来说，夹送辊装置100包括上夹送辊110a和下夹送辊110b。上夹送辊110a和下夹送辊110b将双辊薄带铸轧形成的薄带钢200夹持于其间、并在其上施加一定的压力，以保持其位置稳定。同时，上夹送辊110a和下夹送辊110b沿相反方向旋转，以引导薄带钢200沿薄带钢前进方向a行进。
31.图2a示出了沿薄带钢前进方向a看的夹送辊装置100和薄带钢200的示意图；图2b示出了因夹送辊110a、110b与薄带钢200接触局部热膨胀而导致夹送辊变形的示意图。需要说明的是，图2b中的夹送辊变形仅仅是为了清楚的目的以夸张的方式示出，实际的变形比例并非与附图中所示出的变形比例相同。
32.如图2a所示，夹送辊装置100的上夹送辊110a和下夹送辊110b均为凸辊，主要起到纠偏薄带钢200、以避免薄带钢沿宽度方向的偏移，进而保证在后续的其他工艺过程(如热轧)中保持薄带钢居中。由于夹送辊110a、110b为凸辊，在生产过程中薄带钢200的温度高达1300℃甚至以上，而夹送辊110a、110b与薄带钢200在其凸起部分局部接触，导致夹送辊110a、110b接触薄带钢200的局部部位120a、120b处的温度急剧升高。随着生产过程的持续进行(如生产时间持续1小时以上)，该接触部位120a、120b与夹送辊其他部位的温差越来越大，导致夹送辊各个部位的热膨胀不一致，最终导致夹送辊110a、110b在接触部位120a、120b的辊形发生变化，如图2b所示。参考图2b，夹送辊110a、110b接触薄带钢200的位置可能由于热膨胀不一致，而产生局部变形或隆起120a’、120b’。此时，若夹送辊110a、110b仍在薄带钢200上施加相同的压力进行纠偏时，由于夹送辊的局部变形，薄带钢200与夹送辊接触的部位会出现明显的压痕，实际工艺中产生的缺陷如图3所示，情况严重时整卷判次，导致次品率上升。
33.图4示出了采用冷却控制装置300对夹送辊装置100进行冷却的示意图。冷却控制装置300可以设置在夹送辊装置100的上游或下游(此处“上游”或“下游”是指相对于薄带钢前进方向a而言)。在图4中示出的实施例中，冷却装置300设置在夹送辊装置100的上游处；在替代的方案中，冷却装置300也可设置夹送辊装置100的下游处。
34.冷却控制装置300包括用于输送冷却剂的主输送管道310、从主输送管道310延伸至冷却部位的局部冷却梁320、冷却喷嘴330、以及控制冷却喷嘴330开关和流量的电磁阀(未示出)。此外，冷却控制装置300整体通过电子自动化的控制单元400控制。具体来说，主输送管道310用于将冷却剂输送至局部冷却梁320、进而经由冷却喷嘴330喷洒至夹送辊
110a、110b的相应局部表面，以避免夹送辊110a、110b的表面过热而引起变形。优选地，冷却剂为液氮；替代地，冷却剂也可以选择为干冰、氮气等。
35.冷却剂经由一个或多个局部冷却梁320被输送至相应的冷却部位。图5示出了冷却梁320的喷嘴布置的示意图。如图5示意性地示出，冷却梁320面向夹送辊的端部设置有一个或多个喷嘴330，用于将冷却剂(如液氮)喷洒至夹送辊的相应表面。在示例性实施例中，每个冷却梁320的端面布置有两排喷嘴，每排喷嘴的相邻喷嘴间的间隔g
l
在1-20mm的范围内，上下喷嘴之间的间隔gh在20-60mm的范围内，以使得能够对夹送辊的过热区域进行全面且均匀的冷却。优选地，上排喷嘴设置为和下排喷嘴基本对齐，并分别包括35-40个喷嘴；在替代的实施例中，上排喷嘴可以和下排喷嘴交错设置；在进一步替代的实施例中，每个冷却梁的端面可设置有单排或三排以上的喷嘴。
36.每个喷嘴对应夹送辊辊面的相应局部，且每个喷嘴的开关和流量大小可通过电磁阀单独控制，以根据夹送辊的过热位置和程度，相应地进行降温。
37.返回参考图4，上夹送辊110a和下夹送辊110b之间的辊缝可根据薄带钢200的厚度进行调节，例如在0.6mm～2.0mm的范围内可调，以适应不同厚度要求的薄带钢。例如，上夹送辊110a和下夹送辊110b中至少一个连接有例如以液压方式驱动的位移装置，以能够通过该位移装置自动地或手动地调节上夹送辊110a和下夹送辊110b之间的间隙。此外，上下夹送辊之间的压力也可进行调节，例如可在10kn～25kn的范围内可调，例如在夹送辊因局部过热而发生变形隆起时减小上下夹送辊之间的压力，以避免在薄带钢上产生压痕。
38.局部冷却梁320可移动接近夹送辊表面、或移动远离夹送辊表面。具体来说，局部冷却梁320连接至例如以液压驱动的驱动装置(未示出)，并经由该驱动装置控制为移动接近或远离夹送辊的辊面。该驱动装置可设置在夹送辊框架内，并安装有位移传感器，以测量并控制局部冷却梁320及其上的喷嘴330与夹送辊辊面之间的距离。
39.此外，可在夹送辊装置100的沿薄带钢前进方向a的下游(例如热轧出口处)设置有图像捕获装置和判定装置，以获得薄带钢的表面的图像、并判定薄带钢表面是否存在辊印、和/或辊印位置，进而判断生产的薄带钢是否合格。控制装置400可根据图片捕获装置和判定装置的判定结果，自动地控制冷却控制单元300的多个喷嘴330的分别的开闭状态和冷却剂流量，来对夹送辊的表面进行冷却或局部冷却，以避免形成辊印或导致产品不合格。此外，也可人工观察图片捕获装置获得的薄带钢表面的图片，并根据薄带钢表面状态手动控制冷却控制单元300的冷却参数等。
40.图6示出了采用了根据本发明的冷却控制装置300对夹送辊进行冷却后生产的薄带钢，其中每个局部冷却梁上设置有40个冷却喷嘴，分别编号为1～40号。根据图像捕获装置获得的薄带钢的表面状态，将薄带钢中部位置的第15-25组喷嘴设置为开启状态，其余1-14、26-40号喷嘴设置为关闭状态，夹送辊压力调节至18kn。可以看到，最终生产得到的薄带钢无明显压痕，表面状态良好，符合生产合格要求。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
42.以上对结合附图提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。并且，附图仅仅用于示意性示出本发明所涉及的各个部件，其尺寸、比例等并非用于实际限定各个部件的真实比例关系。
43.以上所述仅是本发明的具体实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不在脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护的范围。

技术特征：

1.一种改善薄带钢表面夹送辊辊印的装置，其特征在于，所述装置包括：夹送辊装置(100)，包括形成为凸形辊的上夹送辊(110a)和下夹送辊(110b)，所述上夹送辊(110a)和下夹送辊(110b)在薄带钢(200)上施加压力并将所述薄带钢(200)夹持于其间，所述上夹送辊(110a)和所述下夹送辊(110b)绕相反方向旋转、以引导所述薄带钢(200)沿薄带钢前进方向(a)行进，冷却控制装置(300)，设置在所述夹送辊装置(100)的上游或下游，其包括：主输送管道(310)，用于输送冷却剂；局部冷却梁(320)，从所述主输送管道(310)延伸至所述上夹送辊(110a)和/或下夹送辊(110b)的冷却部位；冷却喷嘴(330)，设置在所述局部冷却梁(320)的面向所述夹送辊装置(100)的一侧上，用于将冷却剂喷洒至所述冷却部位；以及电磁阀，用于控制所述冷却喷嘴(330)的开关和冷却剂流量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述局部冷却梁(320)的面向所述夹送辊装置(100)的一侧上布置有两排喷嘴(330)，每排喷嘴包括喷嘴数量在35～40个的范围内，且每排喷嘴的相邻喷嘴间的间隔(g
l
)为1～20mm的范围内，以及所述冷却控制装置(300)的多个所述喷嘴(330)的每个可经由电磁阀单独控制其开关和冷却剂流量，并冷却所述上夹送辊(110a)或下夹送辊(110b)上的对应局部辊面。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却剂为液氮。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上夹送辊(110a)和所述下夹送辊(110b)中至少一个连接至位移装置，所述位移装置能够调节所述上夹送辊(110a)和所述下夹送辊(110b)中所述至少一个的位置，以调节所述上夹送辊(110a)和所述下夹送辊(110b)之间的间隙，所述间隙设置为在0.6mm～2.0mm的范围内可调，并且所述上夹送辊(110a)和所述下夹送辊(110b)施加于所述薄带钢(200)的压力是可调的，并且所述压力设置在10-25kn的范围内。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述局部冷却梁(320)连接至驱动装置，并能够经由所述驱动装置驱动靠近或远离所述夹送辊装置(100)，所述驱动装置还包括位移传感器，用于测量局部冷却梁与夹送辊(110a，110b)的辊面之间的距离。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述驱动装置为液压驱动，用于驱动所述局部冷却梁移动靠近或远离夹送辊(110a，110b)的辊面。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述夹送辊装置(100)的沿薄带钢前进方向(a)的下游设置有图像捕获装置，用于获得薄带钢表面的图像。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述夹送辊装置(100)还包括判定装置，用于根据所述图像捕获装置获得的薄带钢表面的图像、来判定所述薄带钢的表面是否存在辊印和/或辊印位置，并且所述装置还包括控制装置(400)，所述控制装置(400)根据所述判定装置的判定结果，控制所述冷却控制单元(300)的多个喷嘴(330)的分别的开闭状态和冷却剂流量，来对所述
上夹送辊(110a)和/或下夹送辊(110b)的表面进行冷却。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述薄带钢的厚度为2.0mm以下。10.一种采用根据权利要求1-9所述的装置改善在双辊薄带铸轧生产过程中生产的薄带钢表面夹送辊辊印的方法。

技术总结

本发明提出了一种改善薄带钢表面夹送辊辊印的装置，该装置在夹送辊入口或出口设计局部冷却梁，在夹送辊局部热膨胀的地方喷射液氮的方法进行冷却，改善夹送辊的局部热膨胀，调整夹送辊之间的辊缝及压力，减弱夹送辊辊印缺陷。另一方面，本发明还提出了一种改善双辊铸轧生产热轧薄带钢夹送辊印的方法。根据本发明的改善薄带钢表面夹送辊辊印的装置及方法，可以有效减小薄带钢产品的判次率，提高薄带钢产品合格率和盈利水平。品合格率和盈利水平。品合格率和盈利水平。