发明内容
本发明的目的是提供一种能够生产宽度、板形和厚度精度高、机械强度高、表面质量好,工艺流程较短,生产效率较高、制造成本低、原料范围较广的高强度包装钢带的生产设备及其生产方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
按照本发明的高强度包装钢带的生产设备,包括原料准备设备、加热炉、切头剪、热轧机、冷却段、涂层装置、收卷设备、传送设备,其特征在于所述的加热炉为电感应快速加热炉,所述的生产设备包括依次排列的原料准备设备、电感应快速加热炉、热轧机入口切头剪、高压水除鳞装置、第一架水平辊热轧机、第一架立辊热轧机、第二架水平辊热轧机、第二架立辊热轧机、第三架水平辊热轧机、第四架水平辊热轧机、测宽仪、第三架立辊热轧机及其宽度闭环控制***、第五架水平辊热轧机、冷却段、带有工艺冷却和润滑的四辊冷轧机、活套、涂层装置、收卷设备,连接上述设备的传送设备,和冷轧机相连接的厚度闭环控制***。
按照本发明,不同的原料要采用不同的准备设备,当所述的原料为盘条时,原料准备设备由依次相接的开卷机、直头机和加热前矫直机所组成。
当原料为钢棒时,所述的原料准备设备由依次相接的直头机、焊接机和加热前矫直机所组成。
如果所生产钢带的断面较小,散热较快,为了保持适当轧制温度,可在所述的测宽仪和第三架立辊热轧机之间设有温度补偿加热装置。
按照本发明,可以根据不同需要设置不同的涂层装置,所述的涂层装置为涂漆、涂腊、涂塑或镀锌装置。
为了保证工艺稳定,所述的冷却段由风冷段连接水冷段再连接设有盘旋轨道的保温炉及后水冷段装置所组成。
采用本发明的高强度包装钢带的生产设备生产高强度包装钢带的方法,包括原料准备、加热、热轧、控制冷却、收卷,其特征在于包括下列步骤:
1)将准备好的原料圆钢送入电感应快速加热炉中加热到轧制温度,
2)加热到轧制温度的圆钢出炉后送到热轧机入口切头剪处切头,再进行高压水除鳞,
3)进行热轧:第一道水平辊轧制-第二道轧边-第三道水平辊轧制-第四道轧边-第五、六道水平辊轧制,
4)测量轧件宽度,
5)根据测宽结果控制第三架第七道立辊热轧机压下率进行轧边,再进行第八道水平辊热轧,达到热轧钢带成品尺寸,此时圆钢已经被轧制成热轧钢带,
6)热轧后的钢带先进入风冷段,在此风冷段中用含氧量受控制的循环空气通过鼓风机对钢带进行风冷,再进入水冷段,循环水对钢带进行冷却,水冷后的钢带沿水平方向进入保温炉并沿保温炉内的盘旋轨道通过保温炉,
7)从保温炉出来的钢带用后水冷段装置冷段却到环境温度,再在厚度闭环控制下的进行冷轧,
8)从冷轧机出来的钢带经活套缓冲后到达收卷机或经过涂层装置进行涂层,再由收卷机卷取成为高强度包装用钢带成品卷。
所述的涂层为涂漆层、涂腊层、涂塑层或镀锌层。
按照本发明,原料可选用普通材质圆钢,如SS400和Q235、20#、StE350等钢种的钢棒或线材。加热到奥氏体温度以上进行热轧,先将圆钢轧成椭圆形,然后连续轧制成接近目标厚度和宽度的钢带,经控制冷却得到需要强度的组织结构:贝氏体、低碳马氏体组织或铁素体组织中混有珠光体或珠光体和马氏体的双相组织,确保钢带具有必要的高强度。
控制冷却工序相当于对热轧后的包装钢带进行热处理,是获得高强度的关键工序,应保证在有效的温度区间内控制冷却速度。
本发明的优点是:
1、所生产的高强度包装钢带具有圆滑的边角和良好的延伸率,使用时不会损伤被包装物体,不会形成断裂源。
2、由于采用了8架热轧机,其中有3架立辊轧机,提高了宽度控制精度,保证了宽度精度在0~1mm范围内。
3、由于采用电感应快速加热方法,提高了加热速度,缩短了加热时间,满足了连续高速生产的要求。
4、由于增加了带有工艺冷却和润滑的四辊冷轧机,提高了包装钢带的表面质量以及板形和厚度精度。
5、只采用一次矫直,降低了设备成本,减少了二次矫直给钢材带来的表面缺陷和所花费的生产成本。
6、由于采用高压水除鳞,反向冲洗,可以将表面铁皮清洗干净,保证表面质量优良。
7、冷却工艺采用风冷和水冷相结合的斯太尔摩法,使得工艺更加稳定,并降低了成本,由于严格控制空气中的氧含量,使钢板表面不被氧化。由于水冷段会使钢带表面脱碳,造成碳含量从钢带芯部到钢带表面呈梯度分布,使产品具有芯部强度高,表面较软,将高强度和高韧性很好地结合起来。
8、由于钢带沿着特定的盘旋轨道通过保温炉,这就保证有足够的时间在保温炉内特定的温度条件下完成金相转变,使产品的物理性能类似或超过回火工艺生产的产品,保证了钢带的高强度。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,按照本发明的高强度包装钢带的生产设备,包括原料准备设备、加热炉、切头剪、热轧机、冷却段、涂层装置、收卷设备、传送设备,其特征在于所述的加热炉为电感应快速加热炉5,所述的生产设备包括依次排列的原料准备设备、电感应快速加热炉5、热轧机入口切头剪6、高压水除鳞装置7、第一架水平辊热轧机8、第一架立辊热轧机9、第二架水平辊热轧机10、第二架立辊热轧机11、第三架水平辊热轧机12、第四架水平辊热轧机13、测宽仪14、第三架立辊热轧机15及其宽度闭环控制***、第五架水平辊热轧机16、冷却段17、带有工艺冷却和润滑的四辊冷轧机18、活套19、涂层装置20、收卷设备21,连接上述设备的传送设备,和冷轧机相连接的厚度闭环控制***。
如图1所示,当原料为盘条时,所述的原料准备设备由依次相接的开卷机1、1′、直头机2和加热前矫直机4所组成。开卷机一般设两台、一台工作,一台准备,保证连续生产。
当原料为钢棒时,所述的原料准备设备由依次相接的直头机2、焊接机3和加热前矫直机4所组成。
当轧件断面较小时,在所述的测宽仪14和第三架立辊轧机15之间设有温度补偿加热装置。
所述的涂层装置20为涂漆、涂腊、涂塑或镀锌装置。
为了保证工艺稳定,所述的冷却段17由风冷段连接水冷段再连接设有盘旋轨道的保温炉及后水冷段装置所组成。
如图2所示,本发明的生产方法,包括原料准备、加热、热轧、控制冷却、收卷,其特征在于包括下列步骤:
1)完成开卷、直头、焊接、加热前矫直后,将准备好的原料圆钢送入电感应快速加热炉中加热到轧制温度,
2)加热到轧制温度的圆钢出炉后送到热轧机入口切头剪处切头、再进行高压水除鳞,
3)进行热轧:第一道水平辊轧制(1#平轧)-第二道轧边(1#立轧)-第三道水平辊轧制(2#平轧)-第四道轧边(2#立轧)-第五、六道水平辊轧制(3#平轧、4#平轧),
4)测量轧件宽度(测宽),
5)根据测宽结果控制第三架第七道立辊热轧机压下率进行轧边,再进行第八道水平辊热轧,达到热轧钢带成品尺寸,此时圆钢已经被轧制成热轧钢带,
6)热轧后的钢带先进入风冷段,在此风冷段中用含氧量受控制的循环空气通过鼓风机对钢带进行风冷,再进入水冷段,循环水对钢带进行冷却,水冷后的钢带沿水平方向进入保温炉并沿保温炉内的盘旋轨道通过保温炉,
7)从保温炉出来的钢带用后水冷段装置冷却到环境温度,再在厚度闭环控制下的进行冷轧,
8)从冷轧机出来的钢带经活套缓冲后到达收卷机或经过涂层装置进行涂层,再由收卷机卷取成为高强度包装用钢带成品卷。
所述的涂层为涂漆层、涂腊层、涂塑层或镀锌层。
在具体实施中,包装钢带产品的最终性能和所选用的原料密切相关。采用Q235生产的包装钢带强度在800~900MPa之间,采用20#或SS400生产的包装钢带强度可达900~1100MPa,采用StE350的钢带,强度可达1000~1400MPa。本发明的典型生产线,生产31.75×0.9mm钢带,小时产量为6吨,速度达到280m/min;生产19×0.9mm钢带时,小时产量为4吨,速度达到500m/min。