CN107107140B - 用于卷取及展开热轧棒材的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于在进行热轧时在粗轧机与精轧机之间卷取及展开棒材的装置，该装置包括：封闭炉，该封闭炉布置在粗轧机与精轧机之间、对被接纳在该封闭炉中的棒材进行加热并且将棒材保持在恒定温度；夹送滚轧单元，该夹送滚轧单元布置在封闭炉之前并且控制由粗轧机提供的棒材的竖向前进方向；弯曲单元，该弯曲单元由夹送滚轧单元提供棒材并且使棒材弯曲；以及托架单元，该托架单元从弯曲单元接收经弯曲的棒材，并且沿着旋转方向卷取棒材或者将该棒材展开至封闭炉的外部。

Description

用于卷取及展开热轧棒材的装置
技术领域
本发明涉及用于从钢水卷取及展开热轧棒材的装置，更具体地涉及布置在粗轧机与精轧机之间并可以在保持热轧棒材的温度的同时卷取及展开热轧棒材的装置。
背景技术
图1是示出了用于从钢水生产热轧卷的一系列设备零部件的示意图。
如图1(a)中所示，在从钢水直接生产热轧卷的过程中，即在包括直接连接的连铸机、粗轧机10、精轧机20和地下卷取机40的生产过程中，如图1(b)中所示的卷取/展开装置50根据该过程的特性布置在粗轧机10与精轧机20之间以用于消除因连铸速度的限制而产生的在粗轧机10与精轧机20之间的棒材1的移动速度差，并且在该过程中，需要用于保持棒材1的温度恒定的另一件设备。在此，如图1(a)中所示的操作被称为循环操作，并且如图1(b)中所示的操作被称为批量操作。
用于该过程的常规设备包括转盘旋转式(carousel rotation-type)卷取/展开装置或无芯(mandrel-less)卷取/展开装置。图2是示出了常规的转盘旋转式卷取/展开装置的示意图，并且图3是示出了常规的无芯卷取/展开装置的示意图。
在图2中，如图2(a)中所示，在棒材1围绕第一芯轴54进行卷取并且第二芯轴55展开已卷取的棒材1之后，通过使第一芯轴54和第二芯轴55同时旋转的转盘56，第一芯轴54处于用于展开棒材的位置并且第二芯轴55处于用于卷取棒材的位置，使得卷取操作和展开操作互换。在如图2中所示的转盘旋转芯轴式卷取/展开装置中，棒材1的直接接触芯轴的区域的温度由于与芯轴的接触而降低，这导致棒材1的质量和物质流动性变得不均匀的问题。此外，由于棒材1的温度降低的部分，导致在精轧机20中发生扭曲或者厚度和形状发生变形。此外，这种设备具有以下问题：由于待操作的设备的复杂性而使得持久性降低并且故障频繁发生，并且生产率由于转盘56的旋转时间和装置的用于引导棒材1的操作时间而降低。
如图3中所示的无芯卷取/展开装置60构造成使得位于入口侧的夹送辊61对着棒材1的上侧部或下侧部，并且棒材1通过弯曲辊63以卷取曲率被卷取以使得已卷取的棒材1布置在托架辊64上。
在这种无芯卷取/展开装置60中，棒材1的温度在棒材1被轧制的同时降低，这导致棒材1的整体变形。
此外，在无芯卷取/展开装置60中，由于在棒材如图3(a)中所示地那样卷取于托架辊64上之后不存在用于卷取后续棒材1的空间，因此已卷取的卷如图3(b)中所示地那样向前移动，并且后续棒材1如图3(c)中所示地那样卷取在另一托架辊64上。随后，向前移动的已卷取的卷沿精轧机20的方向展开。
无芯卷取/展开装置60提供了一种使卷向前移动的方法。由于该卷的重量为20吨，因此需要大型的液压装置来移动高温的已卷取的卷。此外，由于移动托架辊64需要较长时间，因此生产率降低。
专利技术公开的相关技术是“Method for manufacturing tensile strength590MPa class hot rolled high burring steel with excellent variation ofmechanical property”(用于生产具有优异的机械性能变化的、拉伸强度590MPa级的高度去毛刺的热轧钢的制造方法)(韩国专利公开No.10-2012-0049992，见图2)，并且“Methodfor continuous austenitic rolling of a preliminary strip,which is produced ina continuous casting process,and combined casting and rolling facility forperforming the method”(用于对在连铸过程中生产的初始带材进行连续奥氏体轧制的方法以及用于执行该方法的组合式铸造轧制设备)(韩国专利公开No.10-2010-0099202)公开了相关设备的大致描述。
发明内容
本发明的目的
已经开发了一种根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置以解决相关技术的上述问题，并且该装置具有如下所述的解决任务。
本发明提供了一种能够在热轧过程中使棒材保持恒定温度的装置。
本发明提供了一种借助针对热轧过程中的粗轧机与精轧机之间的速度差的卷取/展开过程使生产过程没有中断的装置。
本发明的目的不限于上述目的，并且本领域的技术人员可以根据下文清楚地理解未提及的其他目的。
本发明的构造
为了解决上述问题，根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置具有以下手段。
根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置是用于在热轧时在粗轧机与精轧机之间卷取及展开棒材的装置，所述装置可以包括：封闭炉，所述封闭炉布置在所述粗轧机与所述精轧机之间、暂时地容置所述棒材、并且对所述棒材进行加热以将所述棒材保持在恒定温度；夹送滚轧单元，所述夹送滚轧单元布置在所述封闭炉之前并且对所述棒材的竖向运动方向进行调节；弯曲单元，所述弯曲单元从所述夹送滚轧单元接收所述棒材并且沿预定方向弯曲所述棒材；以及托架单元，所述托架单元容置由所述弯曲单元沿着旋转方向弯曲的棒材、卷取或展开所述棒材、并且将所述棒材排出所述封闭炉。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述封闭炉可以包括：温度感测单元，所述温度感测单元布置在所述封闭炉内并感测所述封闭炉的内部温度；加热单元，所述加热单元对所述封闭炉的内部进行加热；以及控制单元，所述控制单元从所述温度感测单元接收所述封闭炉的所述内部温度的信息并控制所述加热单元以将所述封闭炉的所述内部温度保持在恒定范围内。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述夹送滚轧单元可以包括：上夹送辊，所述上夹送辊布置在所述棒材的上部上；以及下夹送辊，所述下夹送辊布置在所述棒材的下部的下方，其中，所述上夹送辊和所述下夹送辊中的至少一者按压所述棒材。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述上夹送辊和所述下夹送辊中的至少一者具有向前或向后的移动距离T并且对所述棒材的所述竖向运动方向进行调节。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述弯曲单元可以包括：上弯曲单元，所述上弯曲单元布置在所述夹送滚轧单元的上方；以及下弯曲单元，所述下弯曲单元布置在所述夹送滚轧单元的下方。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述上弯曲单元和所述下弯曲单元各自可包括：接触所述棒材的一侧并进行轧制的两个辊；以及布置在所述两个辊之间的辊，该辊接触所述棒材的另一侧并进行轧制，并且该辊使所述棒材朝向所述棒材的所述另一侧弯曲。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述托架单元可以包括：上托架单元，所述上托架单元使通过所述夹送滚轧单元向上运动的棒材布置在所述上托架单元上；以及下托架单元，所述下托架单元使通过所述夹送滚轧单元向下运动的棒材布置在所述下托架单元上。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述上托架单元和所述下托架单元各自可包括：多个托架辊，所述多个托架辊使经弯曲的棒材布置在所述托架辊上。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述装置还可包括引导所述棒材的引导单元，其中，将所述棒材的所述竖向运动方向从所述夹送辊单元向所述弯曲单元和所述托架单元调节。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述引导单元可以包括：上升板，所述上升板引导所述棒材，其中，将所述棒材的所述竖向运动方向从所述夹送滚轧单元向上向所述上弯曲单元调节；以及上着落板，所述上着落板将被所述上弯曲单元弯曲的棒材向所述上托架单元引导。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述引导单元还可包括：支承板，所述支承板具有与所述夹送滚轧单元相同的水平高度并且将所述棒材向所述封闭炉的出口引导，其中，所述上托架单元通过调节旋转方向而将布置在所述上托架单元上的所卷取的棒材展开至所述封闭炉的所述出口。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述引导单元可以包括：下降板，所述下降板引导所述棒材，其中，将所述棒材的所述竖向运动方向从所述夹送滚轧单元向下向所述下弯曲单元调节；以及下着落板，所述下着落板将由所述下弯曲单元弯曲的棒材向所述下托架单元引导。
在根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置中，所述引导单元还可以包括：离开板，所述离开板连接所述封闭炉的出口和所述下托架单元，并且将从所述下托架单元展开的棒材向所述封闭炉的所述出口引导，其中，所述下托架单元通过调节旋转方向而将布置在所述下托架单元上的所卷取的棒材展开至所述封闭炉的所述出口。
本发明的效果
根据本发明的具有上述结构的用于卷取及展开热轧棒材的装置具有以下效果。
第一，本发明提供了消除粗轧机与精轧机之间的速度差的效果。
第二，本发明通过在棒材被弯曲之后使与被弯曲的棒材直接接触的部分最小化而提供了防止棒材局部冷却从而使卷的质量正常化的效果。
第三，本发明通过在封闭炉中卷取及展开棒材而提供了使棒材的温度保持恒定的效果。
本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将根据以下描述清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1是示出了用于从钢水制造热轧卷的一系列设备的零部件的示意图。
图2是示出了常规的转盘旋转式卷取/展开装置的示意图。
图3是示出了常规的无芯卷取/展开装置的示意图。
图4是示出了根据本发明的优选实施方式的用于卷取及展开热轧棒材的装置的截面图。
图5除了示出了热轧棒材之外，还示出了如图4中所示的根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置。
图6是示出了与本发明的一个部件对应的夹送滚轧单元的不同操作过程的视图。
图7是示出了根据本发明的优选实施方式的用于卷取及展开热轧棒材的装置的操作原理的视图。
具体实施方式
根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置可以具有不同改型和实施方式，并且具体实施方式将在附图中示出并且在具体实施方式部分中进行描述。然而，应当理解的是，本发明不想被局限于这些具体实施方式，而是包括落入本发明的精神和范围内的所有改型、等同替代和替代性方案。
在下文中，将参照附图对根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置进行详细描述。
图4是示出根据本发明的优选实施方式的用于卷取及展开热轧棒材的装置的截面图。图5除了示出热轧棒材之外，还示出了如图4中所示的根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置。图6是示出了与本发明的一个部件对应的夹送滚轧单元的不同操作过程的视图。图7是示出了根据本发明的优选实施方式的用于卷取及展开热轧棒材的装置的操作原理的视图。
根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置100包括封闭炉110、夹送滚轧单元120、弯曲单元130和150以及托架单元140和160。
首先，根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置100是如图1中所示地那样用于在粗轧机10与精轧机20之间卷取或展开棒材1的装置，装置100布置在粗轧机10与精轧机20之间，并且消除经过粗轧机10的棒材1与经过精轧机20的棒材1之间的速度差。
封闭炉110的内部是封闭的并且内部温度通过对内部进行加热而保持恒定。
如图4中所示，封闭炉110除了入口111和出口112之外由密封壁形成，由此防止内部热量流至外部。
棒材1通过入口111进入封闭炉110且通过出口112离开，并且在封闭炉110中通过设备的各个零部件进行卷取或展开，稍后将对此进行描述。在这一系列的过程期间，棒材1通过由封闭炉110供给的热能而保持在恒定温度。
封闭炉110可以包括作为如上所述用于供给热能的附属结构的温度感测单元(未示出)、加热单元(未示出)和控制单元(未示出)。
首先，温度感测单元是一种电子温度计，其布置在封闭炉110内，以实时地或以特定的时间间隔感测封闭炉110的内部温度并且向另一装置或类似物发送封闭炉110的内部温度的信息。
加热单元是一种通过利用各种不同的诸如电、气或柴油的能源来将热能施加到封闭炉110中的加热装置。
加热单元必须通过待稍后描述的控制单元来控制，并且还可以与其他装置或设备联网以使得可以控制由外部设备或装置供给的热能的量。
控制单元是一种控制装置，其从温度感测单元接收封闭炉10的内部温度的温度信息以基于该信息控制加热单元，从而使封闭炉的内部温度保持在预定范围内。
此处，考虑到棒材1所必须保持的温度范围，该预定范围内的温度是可以由本发明的使用者可选地设定的数值范围。
如图4至图6中所示，夹送滚轧单元120布置在封闭炉110的前面、更具体地布置在入口111之前，并且调节由粗轧机10供给的棒材1的竖向运动方向。
夹送滚轧单元120可以包括布置在棒材1的上表面上的上夹送辊121和布置在棒材1的下表面上的下夹送辊122，棒材1置于夹送辊121和122之间，并且受夹送辊121和122按压并被轧制，且上夹送辊121和下夹送辊122中的至少一者对棒材1进行按压。
如图5中所示，夹送滚轧单元120可以沿水平方向笔直地引导棒材1。然而，夹送滚轧单元120可以将棒材1从其水平位置向上引导(见图6(c))，并且可以将棒材1从其水平位置向下引导(见图6(b))。
为此，构成夹送滚轧单元120的上夹送辊121和下夹送辊122中的至少一者可以具有确定棒材1的竖向运动方向的向前或向后的移动距离T。
在图6中，作为示例，下夹送辊122来回移动。与图6不同，上夹送辊121可以来回移动以确定棒材1是向上运动还是向下运动。
如图6(a)中所示，当上夹送辊121和下夹送辊122定位成面向彼此时，棒材1的移动方向设定成水平的。
如图6(b)中所示，当上夹送辊121和下夹送辊122于下夹送辊122相对于上夹送辊121向后移动T/2——即远离封闭炉110移动——的同时对棒材1进行按压时，棒材1向下移动。
相反地，如图6(c)中所示，当上夹送辊121和下夹送辊122于下夹送辊122相对于上夹送辊121向前移动T/2——即更靠近封闭炉110移动——的同时对棒材1进行按压时，棒材1向上移动。
弯曲单元130和150从夹送滚轧单元120接纳棒材1并且沿预定方向对棒材进行弯曲。
弯曲单元130和150包括上弯曲单元130和下弯曲单元150。上弯曲单元130布置在夹送滚轧单元120的水平位置的上方，并且下弯曲单元150布置在夹送滚轧单元120的水平位置的下方。
如上所述，在图6(b)中，棒材1被向下引导至下弯曲单元150，并且在图6(c)中，棒材1被向上引导至上弯曲单元130。
上弯曲单元130包括接触棒材1的一侧的两个辊131和接触棒材1的另一侧的一个辊132。下弯曲单元150包括接触棒材1的一侧的两个辊151和接触棒材1另一侧的一个辊152。
所述一个辊132布置在所述两个辊131之间，并且如图4中所示，棒材1置于所述两个辊131与所述一个辊132之间，并且被按压和弯曲。所述一个辊152布置在所述两个辊151之间，并且如图4中所示，棒材1置于所述两个辊151与所述一个辊152之间，并且被按压和弯曲。
在图4中所公开的设备中，优选的是棒材1被向下弯曲。优选的是，所述两个辊131与棒材1的上表面接触并对该上表面进行按压，并且所述一个辊132与棒材1的下表面接触并对该下表面进行按压。优选的是，所述两个辊151与棒材1的上表面接触并对该上表面进行按压，并且所述一个辊152与棒材1的下表面接触并对该下表面进行按压。
由弯曲单元130和150弯曲的棒材1被弯曲成具有适当的曲率半径，并且该曲率半径确定成使得经过弯曲单元130和150的被弯曲的棒材1可以布置在待稍后描述的托架单元140或160上并且被卷成卷。
通过调节旋转方向，托架单元140和160可以从弯曲单元130和150接收并卷取被弯曲的棒材1，并且相反地可以展开被弯曲的棒材以将展开的棒材排放至封闭炉110的外部。
如上所述，棒材1必须从夹送滚轧单元120向下或向上移动以经由弯曲单元130和150继续精确地移动至托架单元140和160。然而，棒材1的自重、该设备的振动等会引起移动路径中的一些误差。
因此，根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置100还可以包括引导单元170。
引导单元170构造成向着弯曲单元130和150以及托架单元140和160连续地引导棒材1(棒材1的竖向运动方向从夹送滚轧单元120进行调节)，并且引导单元170可以具有与棒材1持续或暂时接触的类似于板的形状。
如图4和图6中所示，引导单元170可以包括上升板171和上着落板173，其中，上升板171用于将棒材从夹送滚轧单元120向上弯曲单元130引导，上着落板173用于向着上托架单元140引导被上弯曲单元130弯曲的棒材。
引导单元170还包括支承板171，支承板171具有与夹送滚轧单元120相同的水平高度并且将棒材1引导至封闭炉110的出口112的外部，并且上托架单元140可以通过辊141的反向旋转而将布置在下托架单元上并被卷取的棒材展开至封闭炉110的出口112。
引导单元170可以包括下降板174和下着落板175，其中，下降板174用于将棒材1引导至下弯曲单元150(棒材1的竖向运动方向从夹送滚轧单元120向下进行调节)，下着落板175用于向着下托架单元160引导被下弯曲单元120弯曲的棒材。
引导单元170包括离开板176，离开板176连接下托架单元160和封闭炉110的出口112并且将从下托架单元160展开的棒材1引导至封闭炉110的出口，并且下托架单元160借助下托架辊161的反向旋转而将布置在下托架单元上并被卷取的棒材展开至封闭炉110的出口。
应当理解的是，本发明的范围由权利要求限定，并且权利要求中所使用的括号不意在用于可选的限制，而是用于对元件的清楚描述。
附图标记
1：热轧棒材
10：粗轧机
20：精轧机
30：模具
40：地下卷取机
50：转盘旋转式卷取/展开装置
60：无芯卷取/展开装置
100：根据本发明的用于卷取及展开热轧棒材的装置
110：封闭炉
111：入口
112：出口
120：夹送滚轧单元
121：上夹送辊
122：下夹送辊
123：位于入口侧的水平辊
130：上弯曲单元
131、132：上弯曲辊
140：上托架单元
141：上托架辊
150：下弯曲单元
151、152：下弯曲辊
160：下托架单元
161：下托架辊
170：引导单元
171：支承单元
172：上升单元
173：上着落单元
174：下降单元
175：下着落板
176：离开板

Claims (12)

1.一种用于在热轧时在粗轧机与精轧机之间卷取及展开棒材的装置，所述装置包括：
封闭炉，所述封闭炉布置在所述粗轧机与所述精轧机之间、暂时地容置所述棒材、并且对所述棒材进行加热以将所述棒材保持在恒定温度；
夹送滚轧单元，所述夹送滚轧单元布置在所述封闭炉之前并且对所述棒材的竖向运动方向进行调节；
弯曲单元，所述弯曲单元从所述夹送滚轧单元接收所述棒材并且沿预定方向弯曲所述棒材；以及
托架单元，所述托架单元容置由所述弯曲单元沿着旋转方向弯曲的棒材、卷取或展开所述棒材、并且将所述棒材排出所述封闭炉，
其中，所述弯曲单元包括：
上弯曲单元，所述上弯曲单元布置在所述夹送滚轧单元的上方；以及
下弯曲单元，所述下弯曲单元布置在所述夹送滚轧单元的下方。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述封闭炉包括：
温度感测单元，所述温度感测单元布置在所述封闭炉内并感测所述封闭炉的内部温度；
加热单元，所述加热单元对所述封闭炉的内部进行加热；以及
控制单元，所述控制单元从所述温度感测单元接收所述封闭炉的所述内部温度的信息并控制所述加热单元以将所述封闭炉的所述内部温度保持在恒定范围内。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述夹送滚轧单元包括：
上夹送辊，所述上夹送辊布置在所述棒材的上部上；以及
下夹送辊，所述下夹送辊布置在所述棒材的下部的下方，
其中，所述上夹送辊和所述下夹送辊中的至少一者按压所述棒材。
4.根据权利要求3所述的装置，
其中，所述上夹送辊和所述下夹送辊中的至少一者具有向前或向后的移动距离T并且对所述棒材的所述竖向运动方向进行调节。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述上弯曲单元和所述下弯曲单元各自包括：
接触所述棒材的一侧并进行轧制的两个辊；以及
布置在所述两个辊之间的辊，该辊接触所述棒材的另一侧并进行轧制，并且该辊使所述棒材朝向所述棒材的所述另一侧弯曲。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述托架单元包括：
上托架单元，所述上托架单元使通过所述夹送滚轧单元向上运动的棒材布置在所述上托架单元上；以及
下托架单元，所述下托架单元使通过所述夹送滚轧单元向下运动的棒材布置在所述下托架单元上。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述上托架单元和所述下托架单元各自包括：
多个托架辊，所述多个托架辊使经弯曲的棒材布置在所述托架辊上。
8.根据权利要求6所述的装置，
其中，所述装置还包括引导所述棒材的引导单元，其中，将所述棒材的所述竖向运动方向从所述夹送滚轧单元向所述弯曲单元和所述托架单元调节。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述引导单元包括：
上升板，所述上升板引导所述棒材，其中，将所述棒材的所述竖向运动方向从所述夹送滚轧单元向上向所述上弯曲单元调节；以及
上着落板，所述上着落板将由所述上弯曲单元弯曲的棒材向所述上托架单元引导。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述引导单元还包括：
支承板，所述支承板具有与所述夹送滚轧单元相同的水平高度并且将所述棒材向所述封闭炉的出口引导，
其中，所述上托架单元通过调节旋转方向而将布置在所述上托架单元上的所卷取的棒材展开至所述封闭炉的所述出口。
11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述引导单元包括：
下降板，所述下降板引导所述棒材，其中，将所述棒材的所述竖向运动方向从所述夹送滚轧单元向下向所述下弯曲单元调节；以及
下着落板，所述下着落板将由所述下弯曲单元弯曲的棒材向所述下托架单元引导。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述引导单元还包括：
离开板，所述离开板连接所述封闭炉的出口和所述下托架单元，并且将从所述下托架单元展开的棒材向所述封闭炉的所述出口引导，
其中，所述下托架单元通过调节旋转方向而将布置在所述下托架单元上的所卷取的棒材展开至所述封闭炉的所述出口。
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