阅读说明：本技术 一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置及方法 (Head pressing and warping device and method used in rough rolling process of strip steel ) 是由 张仁其 吴海飞 沈间 王诚 高群永 江小军 胡定铌 于 2019-03-19 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置及方法,涉及轧钢自动控制技术领域,压翘头装置安装在辊道上方,包括压块、链条、钢丝绳、支架、电机、绳盘、滑轮,压块通过链条与钢丝绳一端相连；滑轮固定安装在支架上,钢丝绳另一端穿过滑轮与绳盘固定连接；绳盘固定安装在电机上,钢丝绳通过电机、绳盘及滑轮拉动。本发明利用设置在辊道旁的翘扣头检测装置,确定带钢的翘头高度,依据后续机架入口设备的高度判断翘头带钢能否进入机架轧制,如果翘头高度超过了后机架入口设备的高度,则通过控制设置在两个机架间的辊道上方的压翘头装置,自动进行平整后再进行后续轧制,减少废钢和故障停机。(The invention discloses a nose pressing device and a nose pressing method used in a rough rolling process of strip steel, and relates to the technical field of automatic control of steel rolling, wherein the nose pressing device is arranged above a roller way and comprises a pressing block, a chain, a steel wire rope, a bracket, a motor, a rope disc and a pulley, and the pressing block is connected with one end of the steel wire rope through the chain; the pulley is fixedly arranged on the bracket, and the other end of the steel wire rope penetrates through the pulley and is fixedly connected with the rope disc; the rope reel is fixedly installed on the motor, and the steel wire rope is pulled through the motor, the rope reel and the pulley. According to the invention, the warping head detection device arranged beside the roller way is utilized to determine the warping head height of the strip steel, whether the warped strip steel can enter the rack for rolling is judged according to the height of subsequent rack inlet equipment, and if the warping head height exceeds the height of the subsequent rack inlet equipment, the warping head pressing device arranged above the roller way between the two racks is controlled to automatically level and then perform subsequent rolling, so that the steel scrap and fault shutdown are reduced.)

一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置及方法

技术领域

本发明涉及轧钢自动控制技术领域，更具体地指一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置及方法。

背景技术

热轧带钢在轧制过程中受板坯上下表温差、上下辊径差、转速差和变形速率等因素的影响会造成轧制过程中板坯翘头或扣头现象。所谓的翘头和扣头，是指带坯头部被轧辊咬入后，在出口侧形成向上或向下的弯曲，向上的弯曲称为翘头，向下的弯曲称为扣头。当粗轧轧制后的带坯翘头和扣头达到一定的程度时，其危害是很大的，例如会影响后一道次的咬入，严重时造成堆钢；会撞击除鳞箱、保温罩、输送辊道等设备造成设备损坏；另外，翘扣头严重时还会造成中间辊道上的一些设备如边部加热器等无法使用，对产品的质量带来影响。因此生产中控制带坯的翘扣头是非常必要的。随着轧制技术的发展，轧制过程自动化程度越来越高，发明了很多粗轧轧制过程中的翘扣头自动检测和控制技术，这些技术使翘扣头控制实现了全自动调整。

粗轧区域的常规工艺流程如下：厚度210-250mm的连铸板坯经加热炉加热到1200度左右，经过高压水除鳞箱除鳞后、进入第一机架轧制一道次或三道次，之后在第二机架轧制多道次，轧成厚度36-65mm的中间坯供后续机组精轧轧制成卷。但是，由于一个轧制计划中钢种、规格、炉温等一直在变化，翘扣头系数也始终在变化，难免有时会出现带钢翘扣头控制不到位的情况，尤其是粗轧机第一机架最后道次轧制后带钢出现严重翘头，翘头高度超过了第二机架入口设备的高度，带钢就会顶在入口设备上，导致带钢无法进入第二机架轧制的故障发生，翘头的带钢只能手动平整或切割后作为废钢处理。

专利CN2860650，公开了一种可在道次间进行调整的带钢热连轧的粗轧机和中(宽)厚板轧机的轧制线标高调整装置,结构简单紧凑、工作效率高。该装置是在机架上设置可通过抬升轨道垂直抬升轴承座的抬升缸,设置在轴承座与机架之间的支撑垫为阶梯垫,轴承座通过圆弧垫支撑在阶梯垫的阶梯面上,阶梯垫上连接有水平推拉机构。通过水平推拉机构的调整使轴承座通过圆弧垫支撑在阶梯垫的不同的阶梯面上,实现每道次间迅速进行轧线标高的上、下调整,结构简单紧凑且调整范围大,工作效率高,在轧辊磨损后可以进行轧线高度补偿,不仅满足了奥氏体不锈钢的轧制,也能在轧制其它钢种时减少叩头、翘头现象,可广泛地用于带钢热连轧的粗轧机和中(宽)厚板轧机。

专利CN1978081，公开了一种可在道次间进行调整的带钢热连轧的粗轧机和中(宽)厚板轧机的轧制线标高调整装置,结构简单紧凑、工作效率高。该装置是在机架上设置可通过抬升轨道垂直抬升轴承座的抬升缸,设置在轴承座与机架之间的支撑垫为阶梯垫,轴承座通过圆弧垫支撑在阶梯垫的阶梯面上,阶梯垫上连接有水平推拉机构。通过水平推拉机构的调整使轴承座通过圆弧垫支撑在阶梯垫的不同的阶梯面上,实现每道次间迅速进行轧线标高的上、下调整,结构简单紧凑且调整范围大,工作效率高,在轧辊磨损后可以进行轧线高度补偿,不仅满足了奥氏体不锈钢的轧制,也能在轧制其它钢种时减少叩头、翘头现象，可广泛地用于带钢热连轧的粗轧机和中(宽)厚板轧机。

上述专利都是预防和控制翘扣头发生的技术，而不能在已经发生带钢翘头的情况下进行快速处理，确保带钢能够进行后续的轧制，避免废钢事故。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对热轧带钢在轧制过程中发生带钢翘头的情况不能快速处理的缺陷问题，本发明旨在提出一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置及方法，利用设置在辊道旁的翘扣头检测装置，确定带钢的翘头高度，依据后续机架入口设备的高度判断翘头带钢能否进入机架轧制，如果翘头高度超过了后机架入口设备的高度，则通过控制设置在两个机架间的辊道上方的压翘头装置，自动进行平整后再进行后续轧制，减少废钢和故障停机，也能防止操作人员操作失误导致的故障扩大和对设备的伤害。

(二)技术方案

一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置，压翘头装置安装在辊道上方，包括压块、链条、钢丝绳、支架、电机、绳盘、滑轮，压块通过链条与钢丝绳一端相连；滑轮固定安装在支架上，钢丝绳另一端穿过滑轮与绳盘固定连接；绳盘固定安装在电机上，钢丝绳通过电机、绳盘及滑轮拉动。

根据本发明的一实施例，所述压块上固定安装有4根链条；在压块的重心点上，链条与拉动压块上下动作的钢丝绳连接，钢丝绳通过支架上的滑轮将压块吊放在辊道上方。

根据本发明的一实施例，所述压块与链条以铰链方式连接。

根据本发明的一实施例，所述电机上装有编码器，用于控制压块的上升下降高度。

根据本发明的一实施例，所述支架上装有极限限位，用于检测压块是否上升到上极限。

一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头方法，包括以下步骤：

S1、利用翘扣头检测装置检测出带钢翘头的高度，判断是否要平整；

带钢经过第一机架轧制时，奇数道次的带钢头部都会被设置在辊道边上的翘扣头检测装置检测到并拍下头部形状，图像通过数据电缆传输到图像处理计算机，图像处理算法分割出板坯的头部形状数据，并将数据传递给控制算法进行翘曲方向及翘曲程度计算，然后根据翘曲程度确定是否需要平整，如果翘头的高度超过了第二机架入口设备的高度Xmm，则启动压翘头程序；

S2、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；

S3、跟踪翘头带钢头部位置，光电管检测到带钢到达，辊道延迟X后秒停止输送，带钢停止在辊道上；

S4、压翘头装置启动压翘头作业，电机正转，绳盘转动使钢丝绳与压块下降，电机后面的编码器计数，计算压块到达设定位置后停止，压块压到带钢上以后，翘头被压平；电机反转，绳盘转动使钢丝绳与压块上升到停止位置；

S5、启动辊道正转，加速到X米/秒的速度把带钢送往第二机架轧制；

S6、启动第一机架前面机组作业继续。

根据本发明的一实施例，还包括手动压翘头操作，包括以下步骤：

1)、翘扣头检测装置没有或故障，操作人员判断翘头过高需要压下翘头；

2)、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；

3)、操作人员判断翘头带钢头部已在压翘头装置的下方，手动停止辊道输送，带钢停止在辊道上；

4)、操作人员操作压翘头装置启动压翘头作业，电机正转，绳盘转动使钢丝绳与压块下降，压块压到带钢上以后，翘头被压平；然后控制电机反转，绳盘转动使钢丝绳与压块上升到停止位置；

5)、启动辊道正转，加速到X米/秒的速度把带钢送往第二机架轧制；

6)、启动第一机架前面机组作业继续。

(三)有益效果

采用了本发明的技术方案，一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置及方法，利用设置在辊道旁的翘扣头检测装置，确定带钢的翘头高度，依据后续机架入口设备的高度判断翘头带钢能否进入机架轧制，如果翘头高度超过了后机架入口设备的高度，则通过控制设置在两个机架间的辊道上方的压翘头装置，自动进行平整后再进行后续轧制，减少废钢和故障停机，也能防止操作人员操作失误导致的故障扩大和对设备的伤害。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是带钢粗轧结构示意图。

图2是本发明压翘头装置结构示意图。

图3是压块结构示意图。

图4是本发明压翘头方法流程图。

附图标记说明：

1、第一机架；2、第二机架；3、带钢；4、翘扣头检测装置；5、压翘头装置；6、光电管；7、第二机架的入口设备；51、压块；52、链条；53、钢丝绳；54、支架；55、电机；56、绳盘；57、滑轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

带钢粗轧结构示意图如图1所示，厚度210-250mm的连铸板坯经加热炉加热到1200度左右，经过高压水除鳞箱除鳞后、进入第一机架1轧制一道次或三道次，之后在第二机架2轧制多道次，轧成厚度36-65mm的中间坯供后续机组精轧轧制成卷。由于一个轧制计划中钢种、规格、炉温等一直在变化，翘扣头系数也始终在变化，难免有时会出现带钢3翘扣头控制不到位的情况，尤其是粗轧机第一机架1最后道次轧制后带钢3出现严重翘头，翘头高度超过了第二机架入口设备7的高度，带钢就会顶在入口设备7上，导致带钢无法进入第二机架2轧制的故障发生，翘头的带钢3只能手动平整或切割后作为废钢处理。

不同于带钢的精整和矫直，对带钢平整后的板型有非常高的要求，粗轧轧制过程中的带钢翘头平整，只是对翘头部分进行平整，只要求其翘头的高度低于后机架入口设备的高度就行；又由于粗轧区域轧制的带钢是在1100℃左右高温下进行的，因此其变形抗力也不是很大，所以平整装置不用非常的复杂和强大。

结合图2、图3，一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置，压翘头装置安装在辊道上方，包括压块51、链条52、钢丝绳53、支架54、电机55、绳盘56、滑轮57，压块51通过链条52与钢丝绳53一端相连；滑轮57固定安装在支架54上，钢丝绳53另一端穿过滑轮57与绳盘56固定连接；绳盘56固定安装在电机55上，钢丝绳通过电机55、绳盘56及滑轮57拉动。

为了便于压块的安装固定，压块51上固定安装有4根链条52；在压块的重心点上，链条52与拉动压块上下动作的钢丝绳53连接，钢丝绳53通过支架54上的滑轮57将压块吊放在辊道上方。压块51与链条52可以以铰链方式连接。

为了便于控制压块的高度，电机上装有编码器，用于控制压块的上升下降高度。

为了限制压块的位置，在支架上装有极限限位，用于检测压块是否上升到上极限。

压翘头装置的安装位置非常重要，由于现代热连轧的粗轧机都是可逆轧制，压翘头装置的安装位置需要考虑粗轧机第二机架偶道次轧制时，带钢的翘头会否撞击到该装置。因此，翘头平整装置的安装位置尽量选择在第二机架最后一个偶道次抛钢后的带钢尾部到达的区域。

结合流程图4，一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头方法，包括以下步骤：

S1、利用翘扣头检测装置检测出带钢翘头的高度，判断是否要平整；

如图1所示，带钢3经过第一机架1轧制时，奇数道次的带钢头部都会被设置在辊道边上的翘扣头检测装置4检测到并拍下头部形状，图像通过数据电缆传输到图像处理计算机，图像处理算法分割出板坯的头部形状数据，并将数据传递给控制算法进行翘曲方向及翘曲程度计算，然后根据翘曲程度确定是否需要平整，如果翘头的高度超过了第二机架2入口设备7的高度Xmm，则启动压翘头程序；

S2、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；

S3、跟踪翘头带钢3头部位置，光电管6检测到带钢到达，辊道延迟X后秒停止输送，带钢停止在辊道上；

S4、压翘头装置启动压翘头作业，电机55正转，绳盘56转动使钢丝绳53与压块51下降，电机后面的编码器计数，计算压块到达设定位置后停止，压块51压到带钢上以后，翘头被压平；电机55反转，绳盘56转动使钢丝绳53与压块51上升到停止位置。

S5、启动辊道正转，加速到X米/秒的速度把带钢送往第二机架轧制；

S6、启动第一机架前面机组作业继续。

一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头方法，还包括手动压翘头操作，包括以下步骤：

1)、翘扣头检测装置没有或故障，操作人员判断翘头过高需要压下翘头；

2)、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；

3)、操作人员判断翘头带钢头部已在压翘头装置的下方，手动停止辊道输送，带钢停止在辊道上；

4)、操作人员操作压翘头装置启动压翘头作业，电机55正转，绳盘56转动使钢丝绳53与压块51下降，压块51压到带钢上以后，翘头被压平；然后控制电机55反转，绳盘56转动使钢丝绳53与压块51上升到停止位置；

5)、启动辊道正转，加速到X米/秒的速度把带钢送往第二机架轧制；

6)、启动第一机架前面机组作业继续。

实施例：

粗轧第一机架1和第二机架2中心线之间的距离为112米。第一机架轧未道次轧后长度在25米左右，第二机架最后一个偶道次轧制后的长度在50米左右，为了防止第二机架最后一个偶道次轧制后的带钢翘头撞翘头平整装置，因此，翘头平整装置安装在距离第二机架65米的位置。

一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头方法，包括以下步骤：

S1、带钢出第一机架；翘扣头检测装置检测到翘头高度为320mm；L1确认是第一机架的最后道次，翘头高度超过了第二机架的入口设备高度300mm；L1为设备运转控制计算机系统。

S2、L1停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；

S3、带钢头部被光电管6检测到，辊道延迟0.5后秒停止输送，带钢停止在辊道上；

S4、压翘头装置启动压翘头作业，电机55正转，绳盘56转动使钢丝绳53与压块51下降，电机后面的编码器计数，L1计算压块已下降1.5米后停止，压块51压到带钢上以后，翘头被压平；电机55反转，绳盘56转动使钢丝绳53与压块51上升，L1计算压块已上升1.5米或上极限限位检测到压块，控制电机停转。

S5、启动辊道正转，加速到4.5米/秒的速度把带钢送往第二机架轧制；

S6、启动第一机架前面机组作业继续。

一种用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头方法，还包括压翘头手动操作，包括以下步骤：

1)、翘扣头检测装置没有或故障，操作人员判断翘头过高需要压翘头；

2)、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；

3)、操作人员判断翘头带钢头部已在压翘头装置下方，手动停止辊道输送，带钢停止在辊道上；

4)、操作人员操作电机55正转，绳盘56转动使钢丝绳53与压块51下降，电机后面的编码器计数，看到压块51压到带钢上以后，翘头被压平；操作电机55反转，绳盘56转动使钢丝绳53与压块51上升，到压块已上升到上极限后控制电机停转。

5)、启动辊道正转，加速到4.5米/秒的速度把带钢送往第二机架轧制；

6)、启动第一机架前面机组作业继续。

综上所述，采用了本发明的技术方案，用于带钢粗轧轧制过程中的压翘头装置及方法，利用设置在辊道旁的翘扣头检测装置，确定带钢的翘头高度，依据后续机架入口设备的高度判断翘头带钢能否进入机架轧制，如果翘头高度超过了后机架入口设备的高度，则通过控制设置在两个机架间的辊道上方的压翘头装置，自动进行平整后再进行后续轧制，减少废钢和故障停机，也能防止操作人员操作失误导致的故障扩大和对设备的伤害。