CN101653787B - 一种高速线材双生产线摆动式分线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速线材双生产线摆动式分线装置，包括：单线输出辊道和双线输入辊道。该双线输入辊道至少包括A线辊道和B线辊道。在双线输入辊道的输入端安装一套辊道摆动设备，该辊道摆动设备将双线输入辊道中的两条辊道入口分别与单线输出辊道的出口摆动对接，循环往复，即可实现分线，也就是从单生产线分成双生产线。本发明借助于高速线材生产线常用的保温辊道，将固定式保温辊道结构改为摆动式保温辊道结构，以省略专用的分线辊道，也大大优化了生产工艺和降低了设备投资成本。具有运行动作和结构简单、可靠、故障率低；此外，还可实现连续轧制、换线周期短，大大提高生产效率以及用于改造旧设备时可不增加场地空间等优点。

Description

一种高速线材双生产线摆动式分线装置

技术领域

本发明涉及一种高速线材双生产线摆动式分线装置，该装置适合粗轧部分是单轧线，中轧机后是双轧线或多轧线的高速线材生产线。

背景技术

单线生产的线材生产线上设置有保温辊道。英语为“INSULATED ROLLER TABLE”。主要用于：经加热炉加热的轧件，在高压水除磷(除氧化铁皮)后，进行回火和均温及在轧线故障停机时，保持辊道内轧件的温度，避免废钢。此外，在上述双线生产的高速线材生产线上，它还附加有一个重要功能，就是将单线粗轧机轧出的轧件分配到双线中轧机(含中轧机)后A、B两线上进行轧制。

在粗轧区是单轧线，中轧机(含中轧机)以后为双轧线的线材生产线上，保温辊道在粗轧区和中轧区之间。原有保温辊道分线的工作原理如附图1和附图2所示：分为A线辊道12、B线辊道13以及中线辊道共三条辊道并列，中线辊道对准粗轧机组出口，A线辊道12和B线辊道13分别对准中轧机后A轧线121和B轧线131。轧件11从粗轧机出口进入中线辊道，再由翻钢机构分别将轧件11翻动分配给A线辊道12或B线辊道13。然后由A线辊道12或B线辊道13，将翻钢机分配的轧件按前后顺序将轧件送入双线(双孔型)中轧机进行后续轧制，完成分线。每个辊子由单独电机传动，辊道底座固定在基础上，翻钢钩17由液压缸通过曲柄16、传动轴15驱动。该翻钢机构包括翻钢钩传动轴15、曲柄16以及翻钢钩17，曲柄16和翻钢钩17套在翻钢钩传动轴15上。

但是，原有的分线保温辊道的分线装置采用的是翻钢式结构，存在以下技术问题：

1、原有分线保温辊道因动作复杂以及动作周期长而导致生产效率降低。尤其是翻钢机构要求轧件从运动状态变为静止状态才能翻钢，形成连续轧制断点。

轧件进入中间辊道后，必须满足二个条件才能翻钢：第一，整支钢必须到位停下后才能翻钢分线；第二，分线辊道，如A线辊道12或B线辊道13上必须无轧件。翻钢后，翻钢钩17还必须回位方能进下一支钢。这样就带来两个方面的缺陷。首先是生产工艺。因轧件要从1.5m/s的速度停下后才能翻钢分线，且接受轧件的分线辊道上必须无轧件，这样就造成工艺断点，即轧件11在分线过程中要停。所需时间为轧件从运动状态到停止的时间加上翻钢所需时间；其二，是轧件从停止状态恢复到运行状态同样需要时间。为节约时间，常保持分线辊道的运行状态和速度。结果，轧件经翻钢后落到分线辊道处于极不稳定状态。由于场地狭小，无法安装三条辊道之间的护板(因要清晰的表达翻钢机构原理，图1未将外侧辊道护板画出)，轧件常跑出分线辊道外，造成堆钢。且分线辊道在接受轧件的过程中，受到极大冲击。速度越快，冲击越大，设备损坏也越严重；其三，在设备配置上，因轧件11要从1.5m/s的速度快速停下，一般用辊道减速和设置机械挡板来完成轧件停止动作，这样，约900℃以上的轧件头部在停止的过程中会因撞击而变形，不利于轧机咬入。因此，只能在分线保温辊道出口设置切头剪，将轧件头部变形部分切掉。A线辊道12和B线辊道13都要设置切头剪。这些都增加了设备配置、设备设计制造、工艺控制程序和实际操作的复杂性。

2、原有分线保温辊道机构复杂。

如上所述，原有分线保温辊道设有三排辊道并列，翻钢机构分布在各辊子之间。通常，由四个液压缸分别驱动两根30米长轴，再由长轴各带动数个翻钢钩17。翻钢钩与长轴、长轴之间接手、长轴固定轴承座及长轴与液压缸曲柄都需要机械连接等。除此之外，还要设计制造能单线剪切控制的双线飞剪。以满足在A(B)线中轧机轧制时，B(A)线切头同时进行，错开中轧机进钢时间，最大限度减少轧件停止时间。

3、原有分线保温辊道机构运行不稳定和不可靠。

由于原有分线保温辊道一系列机械连接件存在积累误差，翻钢钩、长轴等的变形、磨损，以及检测信号的联锁误差等，常引起翻钢不到位和过位、翻钢钩撞击变形、辊道受冲击而损坏轴承等设备故障。翻钢机翻钢速度的调试也非常困难。如果翻钢机翻快了，轧件则可能过位；如果翻钢机翻慢了，则会影响轧制速度，且随着机械零件的磨损和设备劣化，翻钢速度要经常调整。最主要的是这些故障会造成经常性堆钢，使生产中断。

4、原有分线保温辊道维修性能差。

由于场地限制，保温辊道的各种功能机构全部堆积在狭小的空间内。包括三条辊道并列、液压驱动的保温罩及传动机构、水冷却装置、辊道驱动电机、复杂的翻钢机构、机械挡板、双线飞剪、脂润滑装置等。检修和故障处理极为困难，耗时长。

发明内容

本发明设计了一种高速线材双生产线摆动式分线装置，应用到新的保温辊道上解决了以下技术问题：

(1)原有分线保温辊道因动作复杂以及动作周期长而导致生产不连续和效率低的问题；

(2)原有分线保温辊道机构复杂的问题；

(3)原有分线保温辊道机构运行不稳定以及不可靠的问题；

(4)原有分线保温辊道维修性能差的问题。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

本发明根据物体摆动原理，设计了一种高速线材双生产线摆动式分线装置，该装置用一种新型的摆动式分线技术代替原有的翻钢式分线技术，并取得成功。

其结构原理是：在粗轧机出口处设置一组固定式单线输出辊道，然后将原固定式保温辊道结构改成可整体移动的结构，既数个辊道安装在同一个可移动的底座上。其底座的出口端设计成可水平旋转的固定点，相当于垂直地面的铰链，另一端在水平面自由摆动。在摆动端设置一套驱动和支撑装置，驱动和控制辊道的摆动端在水平面摆动。摆动时与固定式单线输出辊道对接，使轧件顺利通过。每通过一支轧件，摆动一次，循环往复，完成分线。该结构直接用在高速线材双生产线必设的保温辊道上，以省却专门的分线辊道。

摆动的条件是：(1)摆动距离是双生产线中心距；(2)摆动时，辊道面标高与轧线标高保持一致；(3)摆动角度应满足轧件在允许的弯曲变形范围内，一般在1度左右为宜。因此，摆动辊道的最小长度必须以摆动距离来确定；(4)驱动装置在驱动摆动辊道时，能准确定位且距离可调整和控制；

一种高速线材双生产线摆动式分线装置具体技术方案如下：

设置单线输出辊道和双线输入辊道。单线输出辊道被固定不能被移动，不带保温功能。位置在粗轧机出口单线飞剪与双线输入辊道之间。双线输入辊道直接由原保温辊道按上述结构原理改造而成。原保温辊道的中线辊道去掉，只保留两条辊道：A线辊道和B线辊道。双线输入辊道的入口端摆动，其出口端固定在旋转铰链上。双线输入辊道出口端与中轧机前过渡辊道对接。用一个液压缸驱动双线输入辊道的入口端，使其摆动，同时在液压缸内设置位移传感器，与控制计算机或PLC模块相连，检测和控制摆动距离并定位。用两个支撑轮来支撑输入辊道的摆动端，使其沿水平方向摆动，保证轧线标高不变。然后，设定程序，顺序将各辊道的入口循环对准单线输出辊道的出口。通过辊道循环对接将轧件分配到双线输入辊道不同的辊道中，完成分线。其摆动机构还可选择机械(齿轮齿条、连杆机构、滑板、链条等)装置和气动装置等实现。

进一步，所述摆动式分线辊道装置直接与高速线材的保温辊道组合，使其具有分线和保温辊道的双重功能，或直接位于粗轧机与保温辊道之间单列使用。所谓“单列”，就是指在粗轧机与保温辊道之间再增加一套单独专用的摆动式分线辊道。这样可简化保温辊道结构，也利于将摆动辊道设置在单线辊道上。但轧线要加长。

进一步，结合“轧制前后轧件的体积不变定律”适当调整分线前单线轧机与分线后双线轧机的轧制速度，就能实现全线连续轧制。大大提高生产效率。

该高速线材双生产线摆动式分线装置与原有分线装置相比，具有以下有益效果：

1)本发明高速线材双生产线摆动式分线装置应用在保温辊道上具有运行动作简单、连续轧制、周期短以及提高了生产效率等优点。本发明分线辊道入口端只需按每轧一支钢，摆动一次，循环往复就能完成分钢。不需要等待轧件停止，也不需要分线辊道上无轧件。只要分线保温辊道速度与前后轧机按“轧制前后轧件的体积不变定律”调整的速度进行匹配即可实现连续轧制。除此之外，消除了轧件头部碰撞变形。因此，只需在粗轧机出口安装一台单线切头飞剪即可。大大优化了工艺流程、设备配置和控制程序，减少了生产时间。经现场测试和计算，用翻钢机进行分线至少需要4～6秒。而用摆动装置进行分线，最多只需2秒(单向摆动一次的时间)。按每支钢减少2秒、年产70万吨钢计算：

700000吨÷1.8(吨/每支钢)≈388888(支)；

节约生产时间：388888(支)×2秒÷3600≈216(小时/年)；

2)本发明高速线材双生产线摆动式分线装置应用在保温辊道上，使整个机构大为简化。取消了复杂的翻钢机构和原保温辊道的中线辊道。因而，可以节省大量空间，大大提高了设备的维修性能，消除了翻钢时轧件对辊道的冲击，延长了设备使用寿命和周期。如辊子轴承的寿命从1个月延长到3～6个月以上；

3)本发明高速线材双生产线摆动式分线装置应用在保温辊道上，使其运行稳定、动作简单和可靠。只需将摆动辊道摆动到位即可。联锁检测也简单、可靠。

4)本发明高速线材双生产线摆动式分线装置优化了工艺和设备布局，变双线飞剪为单线飞剪，简化了飞剪结构。降低了设备投资。特别是该装置用于旧生产线改造时，不需增加场地和空间。

5)本发明高速线材双生产线摆动式分线装置取消了多个检测控制点，大大优化了控制程序，提高了操作性能。

6)本发明高速线材双生产线摆动式分线装置经长时间的使用，其工艺上的优越性、设备运行的稳定性、维修性远高于翻钢式分线机构，彻底解决了原生产线上的这个工艺断点和瓶颈。创造了极为可观的经济效益。

附图说明

图1是原有技术中分线保温辊道翻钢装置的结构示意图；

图2是原有技术中分线保温辊道上轧件分线动作示意图；

图3是本发明高速线材双生产线摆动式分线装置的结构示意图；

图4是本发明高速线材双生产线摆动式分线装置中轧件进入B线辊道工作示意图；

图5是本发明高速线材双生产线摆动式分线装置中轧件进入A线辊道工作示意图。

附图标记说明：

11-轧件；111-粗轧中心线；12-A线辊道；121-A轧线辊道中心线；13-B线辊道；131-B轧线辊道中心线；14-单线输出辊道；15-翻钢钩传动轴；16-曲柄；17-翻钢钩；

22-单线输出辊道；23-双线输入辊道；24-摆动油缸；25-旋转铰链；26-摆动支撑轮；27-护板。

具体实施方式

下面结合图3至图5，对本发明做进一步说明：

如图3所示，一种高速线材双生产线摆动式分线装置，包括单线输出辊道22和双线输入辊道23，双线输入辊道23由两条辊道组成，至少包括A线辊道12和B线辊道13，单线输出辊道22固定，通过辊道摆动设备驱动双线输入辊道23的输入端，循环摆动将双线输入辊道23的各条辊道入口依次与单线输出辊道22对接，以接受单线输出辊道22送出的轧件。如此进行，周而复始地摆动，既可将轧件11分配到双线输入辊道23不同的辊道中，从而完成分线。

所述摆动式分线辊道装置直接与高速线材的保温辊道组合，使其具有分线和保温辊道的双重功能，或直接位于粗轧机与保温辊道之间单列使用。所谓“单列”，就是指在粗轧机与保温辊道之间再增加一套单独专用的摆动式分线辊道。这样可简化保温辊道结构，也利于将摆动辊道设置在单线辊道上。但轧线要加长。

该分线辊道前段只需按每轧一支钢，摆动一次，循环往复就能完成分钢，不需要等待轧件11停止后再行分线，也不需要接受轧件的分线辊道上无轧件11。只要分线保温辊道的速度与前后轧机按“轧制前后轧件的体积不变定律”调整的速度进行匹配即可实现连续轧制。

双线输入辊道23上安装一辊道摆动设备来实现双线输入辊道23自由摆动。该摆动设备包括液压装置、机械装置以及气动装置。具体来说，该辊道摆动设备包括摆动油缸24、固定在基础上的旋转铰链25以及摆动支撑轮26。旋转铰链25和摆动支撑轮26分别安装在双线输入辊道23输出端和输入端的底部，用于支撑双线输入辊道23的旋转和摆动。摆动油缸24推动双线输入辊道23入口端摆动，通过位移传感器控制其移动的距离；双线输入辊道23出口端绕旋转铰链25转动。

单线输出辊道22和双线输入辊道23两侧都设有护板27。双线输入辊道23中间也设有隔离护板(因要清晰的表达摆动机构原理，所以图3～图5未将辊道隔离护板画出)。该护板27可以避免运动中轧件11滑出双线输入辊道23和单线输出辊道22。

如图4所示，当摆动油缸24通过位置传感器控制双线输入辊道23中的B线辊道13与单线输出辊道22摆动对接时，B轧线辊道中心线131与单线输出辊道22中心线相对准，此时轧件11将从单线输出辊道22直接进入到B线辊道13。

如图5所示，当摆动油缸24通过位置传感器控制双线输入辊道23中的A线辊道12与单线输出辊道22摆动对接时，A轧线辊道中心线121将与单线输出辊道22中心线相对准，此时轧件11将从单线输出辊道22直接进入到A线辊道12。

Claims (5)

1.一种高速线材双生产线摆动式分线装置，其特征在于：包括单线输出辊道（22）和双线输入辊道（23），所述双线输入辊道（23）由两条辊道并列组成，包括A线辊道（12）和B线辊道（13），所述双线输入辊道（23）的入口端通过一辊道摆动设备循环地与单线输出辊道（22）对接，轧件（11）将被分配到所述双线输入辊道（23）不同的辊道中，从而实现用摆动式辊道装置完成双轧线线材轧制的分线工序，所述双线输入辊道（23）为保温辊道。

2.根据权利要求1所述高速线材双生产线摆动式分线装置，其特征在于：所述双线输入辊道（23）可扩展为多线输入辊道。

3.根据权利要求1或2所述高速线材双生产线摆动式分线装置，其特征在于：所述辊道摆动设备安装在所述双线输入辊道（23）上或所述单线输出辊道（22）上。

4.根据权利要求3所述高速线材双生产线摆动式分线装置，其特征在于：所述辊道摆动设备包括液压装置、机械装置以及气动装置。

5.根据权利要求4所述高速线材双生产线摆动式分线装置，其特征在于：所述辊道摆动设备安装在所述双线输入辊道（23）上，该辊道摆动设备包括摆动油缸（24）、固定在基础上的旋转铰链（25）以及摆动支撑轮（26）；所述旋转铰链（25）和摆动支撑轮（26）分别安装在双线输入辊道（23）的输出端和输入端的底部，用于支撑双线输入辊道（23）的旋转和摆动；所述摆动油缸（24）推动所述双线输入辊道（23）入口端摆动，通过位移传感器控制其移动的距离；所述双线输入辊道（23）出口端绕旋转铰链（25）转动。

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