CN108555021B - 一种对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁技术中的轧钢领域，公开了一种对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法及设备。预先将窄钢带酸洗和分条，在对窄钢带进行再加工之前，预先向惰性气氛室内通惰性气体，惰性气氛室内的氧气含量低于1～3％时，将窄钢带从原料室运入惰性气氛室，进行对窄钢带的再加工操作，其工艺流程为：窄钢带→拆卷机→高频感应加热线圈→轧机→风冷设备→卷取机或切割定尺设备。本发明采用热轧工艺对窄钢带进行再加工，热轧状态下钢带的变形抗力小，金属流动容易，可以较容易的轧成具有特殊断面尺寸形状的钢材，钢材加工成本低、效率高。热轧过程中无氧化现象，产品表面质量高，加热速度快、成本低、无污染性气体排出。

Description

一种对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法及设备

技术领域

本发明属于钢铁技术中的轧钢领域，具体地讲，本发明涉及一种对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法及设备。

背景技术

随着经济的飞速发展，对机械零件的精度和性能的要求越来越高，作为基础工业的机械制造业，其发展的核心问题之一就是如何进一步提高机械加工的精度和品质，同时降低经济成本。

窄钢带是各类轧钢企业为了适应不同工业部门生产各类金属或机械产品的需要而生产的一种窄而长的钢板，在船体、桥梁、油桶、焊管、包装、自行车等领域有广泛的应用，目前对窄钢带的再加工多是采用冷轧的方法，将窄钢带轧薄、轧硬，但某些终端用户的需求为拥有特殊断面尺寸的窄钢带，比如在窄带钢断面上的不同位置处需要有不同的厚度，或者是需要将窄钢带的断面加工成槽形，在轧制成这些拥有特殊断面尺寸的的窄钢带的过程中，需要有很大的变形率和较大的金属流动，而冷轧过程中变形抗力大，很难产生大的金属流动，对于这些特殊断面尺寸的窄钢带，很难采用冷轧的方法轧制成功，多是经过简单的冷轧后，再采用刨、铣、磨的方法进行机械深加工，生产成本高，生产效率低。

相比于冷轧工艺，在热轧工艺条件下钢的变形抗力小，金属流动容易，但传统的热轧工艺需要配备加热炉、高压水除鳞等设备，一次性资金投入大，且在热轧过程中很容易产生氧化铁皮压入现象，轧材表面出现麻点、凹坑等表面现象，产品表面质量差。拥有特殊断面尺寸的的窄钢带的社会总需求量不多，采用传统的大规模热轧工艺来生产会存在轧钢设备总开工率不足的现象，采用传统的大规模热轧工艺来生产拥有特殊断面尺寸的的窄钢带并不经济。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法及设备，该方法是在惰性气氛下对窄钢带进行热轧，采用高频感应线圈对窄钢带进行加热，通过适宜的轧辊将窄钢带轧成特殊的断面尺寸形状，然后进行卷曲或切割定尺操作。

名词解释：

窄钢带：一种窄而长的钢板，其宽度小于600mm，厚度不大于12mm，长度无特殊要求。

本发明提供一种对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法，包括下列步骤：

A:预先将窄钢带进行酸洗和分条，然后将表面无氧化铁皮且已切割成适宜尺寸的窄钢带放入原料贮存室贮存。

B:在对窄钢带进行再加工之前，预先向惰性气氛室内通惰性气体，并将氧化性气氛消耗源放入惰性气氛室，用于进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

C：惰性气氛室内的氧气含量低于1～3％时，将窄钢带从原料室运入惰性气氛室，进行对窄钢带的再加工操作，其工艺流程为：窄钢带→拆卷机→高频感应加热线圈→轧机→风冷设备→卷取机或切割定尺设备，其工艺参数为：窄钢带通过拆卷机后的穿出速度为0.1～1m/s,高频感应加热线圈将窄钢带加热至1100～1250℃，轧机共有2～5个轧辊，风冷设备将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材冷却至600～750℃，根据钢材的断面尺寸和终端用户的使用要求将轧后的钢材进行卷取或切割定尺等收集操作。

优选的，步骤B所述的惰性气体为氮气或氩气。

优选的，步骤B所述的氧化性气氛消耗源为焦炭。

优选的，步骤C中，轧辊为拥有特殊孔型的轧辊，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，

本发明还提供实现本发明所述的对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法的设备；对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的设备包括原料贮存室、惰性气氛室、惰性气体源、氧化性气体消耗源、高频感应加热线圈、拆卷机、轧机、风冷设备、卷取机或切割定尺设备。电磁感应加热非常适合小批量的钢带进行轧制前加热，并且对窄带钢进行热轧制的成本远小于车、铣、刨、磨等机械加工的成本。

所述原料室为用于贮存未加工窄钢带的房间或容器，原料室与惰性气氛室通过可关闭和打开的门相连，原料室与外部环境通过可关闭和打开的门相连。

所述惰性气氛室为密闭的房间或容器，在惰性气氛室内对窄钢带进行再加热、轧制、卷曲或切割定尺等操作，惰性气氛室内有惰性气氛源和氧化性气氛消耗源。

惰性气氛源用于向惰性气氛室内供惰性气体，如氮气。

氧化性气氛消耗源为焦炭等物质，位于惰性气氛室内，用于进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

拆卷机用于对窄钢带卷进行拆卷操作。

轧机的轧辊为拥有特殊孔型的轧辊，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，用于将窄钢带轧成特殊断面尺寸的设备。

风冷设备为对轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行冷却的设备

卷取机或切割定尺设备为用于将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行收集的设备。

本发明制备的优点为：

1、本发明针对采用冷轧工艺和机械加工工艺制备具有特殊断面尺寸形状钢材技术的不足，采用热轧工艺对窄钢带进行再加工，热轧状态下钢带的变形抗力小，金属流动容易，可以较容易的轧成具有特殊断面尺寸形状的钢材，钢材加工成本低、效率高。

2、本发明为解决热轧工艺会生成氧化铁皮这一问题，采用在惰性气氛下进行加热和热轧的方法，热轧过程中无氧化现象，不生成氧化铁皮，轧制后的钢材表面不会发生麻点、凹坑等表面质量缺陷，产品表面质量高。

3、本发明针对传统大规模热轧工艺不适用小市场容量的特殊断面尺寸钢材的生产这一问题，更换了对钢材进行加热的设备，采用高频感应加热线圈对窄钢带进行加热，极适合对小批量的窄钢带进行轧前加热，具有设备投资小、加热速度快、成本低、无污染性气体排出的优点。

附图说明

图1为实施例1中窄钢带被再加工后的断面形状尺寸。

其中1为直角梯形的上底，2为直角梯形的下底，3为直角梯形的高。

图2实施例2中窄钢带被再加工后的断面形状尺寸。

其中1为槽形钢材槽壁的高度，2为槽形钢材的宽度，3为槽形钢材槽底的厚度，4为槽形钢材槽底的宽度。

具体实施方式

本发明提供一种对窄钢带进行特殊断面尺寸的再加工方法，该方法是在惰性气氛下对窄钢带进行热轧，采用高频感应线圈对窄钢带进行加热，通过适宜的轧辊将窄钢带轧成特殊的断面尺寸形状，然后进行卷曲或切割定尺操作。

对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的设备包括原料贮存室、惰性气氛室、惰性气体源、氧化性气体消耗源、高频感应加热线圈、拆卷机、轧机、风冷设备、卷取机或切割定尺设备。

所述原料室为用于贮存未加工窄钢带的房间或容器，原料室与惰性气氛室通过可关闭和打开的门相连，原料室与外部环境通过可关闭和打开的门相连。

所述惰性气氛室为密闭的房间或容器，在惰性气氛室内对窄钢带进行再加热、轧制、卷曲或切割定尺等操作，惰性气氛室内有惰性气氛源和氧化性气氛消耗源。

惰性气氛源用于向惰性气氛室内供惰性气体，如氮气。

氧化性气氛消耗源为焦炭等物质，位于惰性气氛室内，用于进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

拆卷机用于对窄钢带卷进行拆卷操作。

轧机的轧辊为拥有特殊孔型的轧辊，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，用于将窄钢带轧成特殊断面尺寸的设备。

风冷设备为对轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行冷却的设备

卷取机或切割定尺设备为用于将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行收集的设备。

本发明提供一种对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工方法的步骤为：

A:预先将窄钢带进行酸洗和分条，然后将表面无氧化铁皮且已切割成适宜尺寸的窄钢带放入原料贮存室贮存。

B:在对窄钢带进行再加工之前，预先向惰性气氛室内通惰性气体，并将氧化性气氛消耗源放入惰性气氛室，用于进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

C：惰性气氛室内的氧气含量低于1～3％时，将窄钢带从原料室运入惰性气氛室，进行对窄钢带的再加工操作，其工艺流程为：窄钢带→拆卷机→高频感应加热线圈→轧机→风冷设备→卷取机或切割定尺设备，其工艺参数为：窄钢带通过拆卷机后的穿出速度为0.1～1m/s,高频感应加热线圈将窄钢带加热至1100～1250℃，轧机共有2～5个轧辊，轧辊为拥有特殊孔型的轧辊，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，

为了达到窄钢带被加热至1100～1250℃的效果，窄钢带通过拆卷机后的穿出速度需要与高频感应加热线圈的加热功率和窄钢带的断面尺寸相配套，需满足以下关系式①：

W×η×10³＝V×S×ρ×C×T ①

式中的W为高频感应加热线圈的功率(KW·h),η为感应加热的电源利用率(％)，V为窄钢带通过拆卷机后的穿出速度(m/s)，S为窄钢带的断面截面积(m²)，ρ为钢材的密度(kg/m³)C为钢材的比热(J/kg·℃),)T为钢材被加热的温度(℃)。

对于要求将窄钢带加工成槽形的情况，轧辊辊身上凸出部分的形状为与槽形钢材凹进去部分相同的形状，对于将窄钢带加工成断面上厚度不同的钢材，轧辊辊身上的不同位置处需要有不同的棍径，风冷设备将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材冷却至600～750℃，根据钢材的断面尺寸和终端用户的使用要求将轧后的钢材进行卷取或切割定尺等收集操作

D:轧钢操作人员带氧气瓶、氧气罩进入惰性气氛室内进行操作。

实施例1、

本发明提供一种对窄钢带进行特殊断面尺寸的再加工的方法，再加工后，该窄带钢被轧成钢材的横截面为一个直角梯形，直角梯形的形状尺寸如图1所示，直角梯形的两个底1和2长度分别为1mm和2mm，直角梯形的高3的高度为30mm。

对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的设备包括原料贮存室、惰性气氛室、惰性气体源、氧化性气体消耗源、高频感应加热线圈、拆卷机、轧机、风冷设备、卷取机或切割定尺设备。

所述原料室为用于贮存未加工窄钢带的房间或容器，原料室与惰性气氛室通过可关闭和打开的门相连，原料室与外部环境通过可关闭和打开的门相连。

所述惰性气氛室为密闭的房间或容器，在惰性气氛室内对窄钢带进行再加热、轧制、卷曲或切割定尺等操作，惰性气氛室内有惰性气氛源和氧化性气氛消耗源。

惰性气氛源用于向惰性气氛室内供惰性气体，如氮气。

氧化性气氛消耗源为焦炭等物质，位于惰性气氛室内，用于进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

拆卷机用于对窄钢带卷进行拆卷操作。

轧机的轧辊为拥有特殊孔型的轧辊，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，用于将窄钢带轧成特殊断面尺寸的设备。

风冷设备为对轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行冷却的设备

卷取机或切割定尺设备为用于将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行收集的设备。

对窄钢带进行特殊断面尺寸的再加工方法的步骤为：

A:预先将窄钢带进行酸洗和分条，然后将表面无氧化铁皮且已切割成厚度1.5mm，宽度30mm的窄钢带放入原料贮存室贮存。

B:在对窄钢带进行再加工之前，预先向惰性气氛室内通氮体，并将燃烧的焦炭放入惰性气氛室，利用焦炭和氧气发生化学反应的原理进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

C：惰性气氛室内的氧气含量低于3％时，将窄钢带从原料室运入惰性气氛室，进行对窄钢带的再加工操作，其工艺流程为：窄钢带→拆卷机→高频感应加热线圈→轧机→风冷设备→卷取机或切割定尺设备，其工艺参数为：窄钢带通过拆卷机后的穿出速度为0.1m/s,高频感应加热线圈将窄钢带加热至1100℃，感应线圈加热的电源利用率为60％，高频感应加热线圈的功率为32KW·h，轧机共有2对轧辊，每对轧辊的下轧辊为圆柱状，每对轧辊的上轧辊辊身上的不同位置处有不同的辊径，其形状为圆台状，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，第一对轧辊中的上轧辊1为圆台状，其上底直径和下底直径的差值为1mm,上底和下底之间的距离为30mm；第二对轧辊中的上轧辊2为圆台状，其上底直径和下底直径的差值为2mm,上底和下底之间的距离为30mm。窄钢带依次经过第一对轧辊、第二对轧辊进行轧制，第一对轧辊、第二对轧辊中间部位的辊缝均为1.5mm。风冷设备将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材冷却至600℃，然后将轧后的钢材利用卷取机进行收集操作

D:轧钢时，操作人员带氧气瓶、氧气罩进入惰性气氛室内进行操作。

轧制后的钢材表面光洁，无氧化铁皮，尺寸精度高.

实施例2、

本发明提供一种对窄钢带进行特殊断面尺寸的再加工方法，加工后，该窄带钢的横截面为一个深度较浅的槽形，槽形的尺寸图如图2所示，其中槽壁的高度1为3mm，槽形钢材的宽度2为20mm，槽底的厚度3为1.5mm，槽底的宽度4为17mm。

对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的设备包括原料贮存室、惰性气氛室、惰性气体源、氧化性气体消耗源、高频感应加热线圈、拆卷机、轧机、风冷设备、卷取机或切割定尺设备。

所述原料室为用于贮存未加工窄钢带的房间或容器，原料室与惰性气氛室通过可关闭和打开的门相连，原料室与外部环境通过可关闭和打开的门相连。

所述惰性气氛室为密闭的房间或容器，在惰性气氛室内对窄钢带进行再加热、轧制、卷曲或切割定尺等操作，惰性气氛室内有惰性气氛源和氧化性气氛消耗源。

惰性气氛源用于向惰性气氛室内供惰性气体，如氮气。

氧化性气氛消耗源为焦炭等物质，位于惰性气氛室内，用于进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

拆卷机用于对窄钢带卷进行拆卷操作。

轧机的轧辊为拥有特殊孔型的轧辊，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，用于将窄钢带轧成特殊断面尺寸的设备。

风冷设备为对轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行冷却的设备

卷取机或切割定尺设备为用于将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行收集的设备。

对窄钢带进行特殊断面尺寸的再加工方法的步骤为：

A:预先将窄钢带进行酸洗和分条，然后将表面无氧化铁皮且已切割成厚度1.8mm，宽度20mm的窄钢带放入原料贮存室贮存。

B:在对窄钢带进行再加工之前，预先向惰性气氛室内通氮体，并将燃烧的焦炭放入惰性气氛室，利用焦炭和氧气发生化学反应的原理进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

C：惰性气氛室内的氧气含量低于1％时，将窄钢带从原料室运入惰性气氛室，进行对窄钢带的再加工操作，其工艺流程为：窄钢带→拆卷机→高频感应加热线圈→轧机→风冷设备→卷取机或切割定尺设备，其工艺参数为：窄钢带通过拆卷机后的穿出速度为1m/s,高频感应加热线圈将窄钢带加热至1250℃，感应线圈加热的电源利用率为60％，高频感应加热线圈的功率为252KW·h，轧机共有5对轧辊，每对轧辊中的下轧辊为圆柱状，每对轧辊中的上轧辊辊身上有凸出的部分，并且轧辊辊身上凸出的部分与槽钢凹进去的部分为相同的形状，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，并且第一对轧辊、第二对轧辊、第三对轧辊、第四对轧辊、第五对轧辊中的上轧辊轧辊上凸出部分的高度分别为1.26mm、1.32mm、1.38mm、1.44mm、1.50mm,其凸出部分的宽度均为17mm。窄钢带依次经过第一对轧辊、第二对轧辊、第三对轧辊、第四对轧辊、第五对轧辊进行轧制，轧制过程中第一对轧辊、第二对轧辊、第三对轧辊、第四对轧辊、第五对轧辊的辊缝分别为1.74mm、1.68mm、1.62mm、1.56mm、1.50mm。

风冷设备将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材冷却至750℃，然后将轧后的钢材利用定尺切割设备进行收集操作

D:轧钢时，操作人员带氧气瓶、氧气罩进入惰性气氛室内进行操作。

轧制后的钢材表面光洁，无氧化铁皮，尺寸精度高。

Claims (11)

1.一种对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法，包括下列步骤：

A:预先将窄钢带进行酸洗和分条，然后将表面无氧化铁皮且已切割成适宜尺寸的窄钢带放入原料贮存室贮存；

B:在对窄钢带进行再加工之前，预先向惰性气氛室内通惰性气体，并将氧化性气氛消耗源放入惰性气氛室，用于进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体；

C：惰性气氛室内的氧气含量低于1～3％时，将窄钢带从原料贮存室运入惰性气氛室，进行对窄钢带的再加工操作，其工艺流程为：窄钢带→拆卷机→高频感应加热线圈→轧机→风冷设备→卷取机或切割定尺设备，其工艺参数为：窄钢带通过拆卷机后的穿出速度为0.1～1m/s,高频感应加热线圈将窄钢带加热至1100～1250℃，轧机共有2～5个轧辊，风冷设备将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材冷却至600～750℃，根据钢材的断面尺寸和终端用户的使用要求将轧后的钢材进行卷取或切割定尺收集操作。

2.如权利要求1所述的对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法，其特征在于，步骤B所述的惰性气体为氮气或氩气。

3.如权利要求1所述的对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法，其特征在于，步骤B所述的氧化性气氛消耗源为焦炭。

4.如权利要求1所述的对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法，其特征在于，步骤C中，轧辊为拥有特殊孔型的轧辊，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应。

5.实现权利要求1-4任一项所述的对窄钢带进行特殊断面尺寸再加工的方法的设备；包括原料贮存室、惰性气氛室、惰性气氛源、氧化性气氛消耗源、高频感应加热线圈、拆卷机、轧机、风冷设备、卷取机或切割定尺设备。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述原料贮存室为用于贮存未加工窄钢带的房间或容器，原料贮存室与惰性气氛室通过能够关闭和打开的门相连，原料贮存室与外部环境通过能够关闭和打开的门相连。

7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述惰性气氛室为密闭的房间或容器，在惰性气氛室内对窄钢带进行再加热、轧制、卷曲或切割定尺操作，惰性气氛室内有惰性气氛源和氧化性气氛消耗源；

惰性气氛源用于向惰性气氛室内供惰性气体，

氧化性气氛消耗源位于惰性气氛室内，用于进一步去除惰性气氛室内的氧化性气体。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，

惰性气体为氮气；

氧化性气氛消耗源为焦炭。

9.如权利要求5所述的设备，其特征在于，拆卷机用于对窄钢带进行拆卷操作。

10.如权利要求5所述的设备，其特征在于，轧机的轧辊为拥有特殊孔型的轧辊，并且与窄钢带特殊的断面尺寸相适应，用于将窄钢带轧成特殊断面尺寸的设备。

11.如权利要求5所述的设备，其特征在于，风冷设备为对轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行冷却的设备；

卷取机或切割定尺设备为用于将轧后具有特殊的断面尺寸的钢材进行收集的设备。