CN113976636B - 一种热轧螺纹钢的生产装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热轧螺纹钢的生产装置，包括预切分前轧、预切分轧和切分轧，预切分轧设有第一入口导卫，切分轧设有第二入口导卫，所述第一入口导卫和第二入口导卫的结构均包括导卫底座，导卫底座的后端通过竖向轴铰接，导卫底座的前端设有横向调整机构，横向调整机构包括设置在导卫底座两侧的横向顶头，横向顶头的尾部连接有前液压缸，前液压缸的油路连接有后液压缸，后液压缸的活塞柱由丝杠驱动，丝杠由伺服电机驱动，前液压缸的截面面积大于后液压缸的截面面积；所述伺服电机连接有第一线差检测机构。本方案可以根据轧制过程中的线差情况进行在线调整，从而提高多线切分轧制的成品率，提高螺纹钢轧制效率。

Description

一种热轧螺纹钢的生产装置及方法
技术领域
本发明涉及一种热轧螺纹钢的生产装置及方法，属于螺纹钢制备技术领域。
背景技术
切分轧可以大幅提高螺纹钢的生产效率，从而提高产量。但三线以上的多线切分轧的难度较高，控制不当容易产生大量废钢，成品率低。多线切分轧的最大难点在于各线之间的线差控制，在预切分时各线槽之间截面流量分配不均匀，成品轧制后各线槽出来的轧件长度相差较大，对后面轧件对齐、倍尺剪、上冷床、定尺剪都会造成影响，容易造成堆钢、乱钢、扭曲、头尾剪切损失大。
造成线差的主要因素包括预切分孔型设计、导卫装置的调整。现有技术中为控制线差，在轧制之前严格保证导卫装置的中心线和轧机中心线重合，并且保证导卫安装稳固，轧制时不出现摆动。
导卫的调整精度依赖于操作员的技术水平和责任心，可靠性较低。而且在轧制过程中，由于钢坯进入导卫以后对导卫存在冲击，这种不稳定的冲击力在轧制过程中持续存在，容易引起导卫在轧制过程中的松动和偏移。在开轧以后，操作员用烧木板法对轧件的头部和侧边进行检测，当发现有偏差时，及时停机调整。但停机调整对生产效率影响较大，而且调整不及时就可能出现堆拉钢。
另外，也有通过调整预切分孔型来控制线差的，如专利CN202011188296.6公开的一种控制螺纹钢切分道次条形均匀性的方法，采用的技术方案是增加中间孔的半径，专利CN201910562637.2公开的一种棒材生产控轧工艺的多线切分轧制中线处理方法，采用的技术方案是增加中间孔的高度。
孔型调整需要更换轧辊，只能在非生产期间进行，而实际生产时钢坯原料经常变化，固定的孔型对原料变化的适应性不足，对解决线差的作用有限。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种热轧螺纹钢的生产装置及方法，具体方案为：
本发明的热轧螺纹钢的生产装置，包括预切分前轧、预切分轧和切分轧，预切分轧设有第一入口导卫，切分轧设有第二入口导卫，所述第一入口导卫和第二入口导卫的结构均包括导卫底座，导卫底座的后端通过竖向轴铰接，导卫底座的前端设有横向调整机构，横向调整机构包括设置在导卫底座两侧的横向顶头，横向顶头的尾部连接有前液压缸，前液压缸的油路连接有后液压缸，后液压缸的活塞柱由丝杠驱动，丝杠由伺服电机驱动，前液压缸的截面面积大于后液压缸的截面面积；所述伺服电机连接有第一线差检测机构；第一入口导卫和第二入口导卫的横向调整机构同步控制。
进一步的，所述第一线差检测机构包括设于预切分轧的第一压力传感器，所述预切分轧的辊体设有多个安装孔，安装孔的数量与切分轧的线数对应，安装孔的一端贯穿线槽的槽底部，安装孔内设有陶瓷柱，陶瓷柱的头部位于安装孔的开口端，第一压力传感器设于陶瓷柱的尾部。
第一种改进方案，所述伺服电机还连接有第二线差检测机构；切分轧之后设有活套器，活套器包括与线数对应的多个起套辊单元，起套辊单元连接有支杆，支杆的另一端铰接，支杆的中部铰接有副支杆，副支杆的另一端铰接，副支杆为弹性伸缩杆，第二线差检测机构包括第二压力传感器，第二压力传感器设于副支杆上。
第二种改进方案，所述预切分前轧的型孔中部设有椭圆形凸起段，椭圆形凸起段的宽度不小于预切分轧中间型孔的宽度；预切分前轧与预切分轧之间设有调整轧，调整轧设有辊缝调整机构，辊缝调整机构与第一线差检测机构连接。
本发明的一种螺纹钢的生产方法，是使用第一种改进的热轧螺纹钢的生产装置，所述横向调整机构的控制方法包括步骤A，当两侧线槽的第一压力感应器检测的压力值存在差值时，横向调整机构将第一入口导卫和第二入口导卫向压力值较小的一侧推动。
进一步的，所述横向调整机构的控制方法包括步骤B，当与两侧线槽对应的第二压力感应器检测的压力值存在差距时，横向调整机构将第一入口导卫和第二入口导卫向压力值较大的一侧推动,且调整幅度小于步骤A的调整幅度。
本发明的另一种螺纹钢的生产方法，是第二种改进的热轧螺纹钢的生产装置，所述辊缝调整机构的控制方法包括步骤C，当中间线槽与侧线槽的第一压力感应器检测到的压力值存在差值，差值为正时，辊缝调小，差值为负时，辊缝调大。
进一步的，所述辊缝调整机构的控制方法包括步骤D，当与中间线槽和侧线槽对应的第二压力感应器检测的压力值存在差值，差值为正时，辊缝调大，差值为负时，辊缝调小，且调整幅度小于步骤C。
切分轧制时的线差包括两侧的线差和中线与两侧的线差。其中，中线线差的产生原理是，在预切分时，切分楔下压，由于钢料流向中线的阻力显著大于侧线，因此进入中线的料少于侧线，产生线差。现有技术中增加中间孔半径或高度的方案均是针对该问题。
本方案区别于现有技术，是对预切分前的孔型进行改进，在中部设置凸起，预先在中部分配较大的截面。另外，通过设置调整轧，在轧制过程中，可以根据中线实际线差状态，调节调整轧的辊缝，可以对中部凸起的料量进行调整，辊缝小时中间料量减少，辊缝大时中间料量增加。
另外，针对两侧的线差，本方案中，将预切分轧和切分轧的入口导卫设计成可以在线调整的结构，可以根据检测到的线差信号，对导卫装置进行动态纠正。
本方案中，线差的检测是通过设置在轧辊上的第一压力传感器和设置在活套器的第二压力传感器来实现，其中第一压力传感器采集的信息作为主要参照，第二压力传感器采集的信息作为修正参照。
现有技术中通过烧木板法检测预切分时的料量分配情况，效率低下且精度不高，也有采用激光测距法检测活套高差的方案，但高温环境对激光测距影响较大。本方案通过在合理位置设置压力传感器，可以及时检测到与线差相关的信号值，作为调整的依据。
本方案中，导卫装置的调整采用伺服电机驱动的液压缸组，并采用小截面液压缸驱动大截面液压缸，控制精度高，稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中导卫装置的安装示意图；
图3为本发明中活套器的结构示意图；
图4为本发明中预切分轧轧辊的结构示意图；
图5为本发明中切分前轧的孔型示意图。
具体实施方式
下面结合具体实例，详细说明本发明专利的方案。
实施例1
如图1-5的热轧螺纹钢的生产装置，包括预切分前轧1、预切分轧2和切分轧3，预切分轧设有第一入口导卫4，切分轧设有第二入口导卫5，第一入口导卫和第二入口导卫的结构均包括导卫底座5，导卫底座5的后端通过竖向轴6铰接，导卫底座的前端设有横向调整机构。导卫装置7固定在导卫底座上，导卫底座是设置在横梁8上，本方案对横梁的宽度进行增加。横梁8上设置横向的滑座9，用于安装时沿横梁调整导卫的水平位置。导卫底座5是通过竖向轴与滑座9转动连接。
横向调整机构包括设置在导卫底座两侧的横向顶头，横向顶头的尾部连接有前液压缸10，前液压缸的油路连接有后液压缸11，后液压缸的活塞柱由丝杠12驱动，丝杠由伺服电机13驱动，前液压缸的截面面积大于后液压缸的截面面积；伺服电机连接有第一线差检测机构；第一入口导卫和第二入口导卫的横向调整机构同步控制。横向顶头连带前液压缸也是固定在滑座上，前液压缸大体横向设置，轴线相对于横梁存在一个小角度的倾斜。前液压缸伸缩时，推动导卫底座沿转轴转动，由于调整幅度微小，相当于导卫头部作横向调整。
伺服电机的行程根据后液压缸和前液压缸转换以后，可以提高控制精度。如截面积比例为1：4时，伺服电机的行程为8mm，则调整幅度为2mm，调整时导卫底座两侧的顶头同向同步移动，如左顶头前推时，右顶头后退，保持对导卫底座的夹紧。调整时第一入口导卫和第二入口导卫的伺服电机同步控制。
第一线差检测机构包括设于预切分轧的第一压力传感器14，预切分轧的辊体设有多个安装孔15，安装孔的数量与切分轧的线数对应，安装孔的一端贯穿线槽的槽底部，安装孔内设有陶瓷柱16，陶瓷柱的头部位于安装孔的开口端，第一压力传感器14设于陶瓷柱的尾部。陶瓷柱与安装孔孔壁通过复位弹簧实现弹性连接，陶瓷柱的头部与安装孔的开口齐平或者略高出开口。当线槽分配的料流较小时，对陶瓷柱的挤压力较小，压力传感器感应到的信号值相应较小，反之则信号值较大，从而实现对线差状态的检测。
实施例2
如图3，在实施例1的基础上，伺服电机还连接有第二线差检测机构；切分轧之后设有活套器，活套器包括与线数对应的多个起套辊单元17，多个起套辊单元并列设置，起套辊单元连接有支杆19，支杆的另一端铰接，支杆的中部铰接有副支杆18，副支杆的另一端铰接，副支杆为弹性伸缩杆，第二线差检测机构包括第二压力传感器20，第二压力传感器20设于副支杆上。活套高度较大时，对支杆推力较大，副支杆上的压力相应降低。因此通过检测副支杆的压力变化能反应活套高度，通过各线活套高度比较反应线差情况。
本实施例的装置制备螺纹钢的过程中，横向调整机构的控制方法包括步骤A，当两侧线槽的第一压力感应器检测的压力值存在差值时，横向调整机构将第一入口导卫和第二入口导卫向压力值较小的一侧推动。
横向调整机构的控制方法包括步骤B，当与两侧线槽对应的第二压力感应器检测的压力值存在差距时，横向调整机构将第一入口导卫和第二入口导卫向压力值较大的一侧推动,且调整幅度小于步骤A的调整幅度。步骤B的调整是对步骤A调整的进一步修正，幅度可以选择在步骤A调整幅度的1/3～1/5。
实施例3
如图5，在实施例1的基础上，预切分前轧的型孔中部设有椭圆形凸起段21，椭圆形凸起段的宽度不小于预切分轧中间型孔的宽度，以略大于中间型孔的宽度为宜，如三线切分时，预切分中间型孔的宽度为13.4mm，椭圆形凸起段的宽度为15mm，高度为2mm；预切分前轧与预切分轧之间设有调整轧22，调整轧设有辊缝调整机构，辊缝调整机构与第一线差检测机构连接。辊缝调整机构用于调节辊缝，具体将下方轧辊的辊轴设置在竖向的滑槽中，并在辊轴上设置丝杠，丝杠转动驱动轧辊调整，来实现辊缝的调整。
本实施例的装置制备螺纹钢的过程中，辊缝调整机构的控制方法包括步骤C，当中间线槽与侧线槽的第一压力感应器检测到的压力值存在差值，差值为正时，辊缝调小，差值为负时，辊缝调大。辊缝大时对椭圆形凸起的压下量小，增加预切分时留在中线的料量；反之减少预切分时留在中线的料量。
辊缝调整机构的控制方法包括步骤D，当与中间线槽和侧线槽对应的第二压力感应器检测的压力值存在差值，差值为正时，辊缝调大，差值为负时，辊缝调小，且调整幅度小于步骤C。同样的，步骤D的调整是对步骤A调整的进一步修正，幅度可以选择在步骤C调整幅度的1/3～1/5。

Claims (5)

1.一种热轧螺纹钢的生产方法，其特征在于：使用的生产装置包括预切分前轧、预切分轧和切分轧，预切分轧设有第一入口导卫，切分轧设有第二入口导卫，所述第一入口导卫和第二入口导卫的结构均包括导卫底座，导卫底座的后端通过竖向轴铰接，导卫底座的前端设有横向调整机构，横向调整机构包括设置在导卫底座两侧的横向顶头，横向顶头的尾部连接有前液压缸，前液压缸的油路连接有后液压缸，后液压缸的活塞柱由丝杠驱动，丝杠由伺服电机驱动，前液压缸的截面面积大于后液压缸的截面面积；所述伺服电机连接有第一线差检测机构；第一入口导卫和第二入口导卫的横向调整机构同步控制；
所述第一线差检测机构包括设于预切分轧的第一压力传感器，所述预切分轧的辊体设有多个安装孔，安装孔的数量与切分轧的线数对应，安装孔的一端贯穿线槽的槽底部，安装孔内设有陶瓷柱，陶瓷柱的头部位于安装孔的开口端，第一压力传感器设于陶瓷柱的尾部；
所述预切分前轧的型孔中部设有椭圆形凸起段，椭圆形凸起段的宽度不小于预切分轧中间型孔的宽度；预切分前轧与预切分轧之间设有调整轧，调整轧设有辊缝调整机构，辊缝调整机构与第一线差检测机构连接；
所述辊缝调整机构的控制方法包括步骤C，当中间线槽与侧线槽的第一压力感应器检测到的压力值存在差值，差值为正时，辊缝调小，差值为负时，辊缝调大。
2.根据权利要求1所述的热轧螺纹钢的生产方法，其特征在于：所述伺服电机还连接有第二线差检测机构；切分轧之后设有活套器，活套器包括与线数对应的多个起套辊单元，起套辊单元连接有支杆，支杆的另一端铰接，支杆的中部铰接有副支杆，副支杆的另一端铰接，副支杆为弹性伸缩杆，第二线差检测机构包括第二压力传感器，第二压力传感器设于副支杆上。
3.根据权利要求2所述的热轧螺纹钢的生产方法，其特征在于：所述横向调整机构的控制方法包括步骤A，当两侧线槽的第一压力感应器检测的压力值存在差值时，横向调整机构将第一入口导卫和第二入口导卫向压力值较小的一侧推动。
4.根据权利要求3所述的热轧螺纹钢的生产方法，其特征在于：所述横向调整机构的控制方法包括步骤B，当与两侧线槽对应的第二压力感应器检测的压力值存在差距时，横向调整机构将第一入口导卫和第二入口导卫向压力值较大的一侧推动，且调整幅度小于步骤A。
5.根据权利要求2所述的热轧螺纹钢的生产方法，其特征在于：所述辊缝调整机构的控制方法包括步骤D，当与中间线槽和侧线槽对应的第二压力感应器检测的压力值存在差值，差值为正时，辊缝调大，差值为负时，辊缝调小，且调整幅度小于步骤C。
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