一種變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)方法及連續(xù)生產(chǎn)線與流程

本發(fā)明涉及型材加工技術(shù)，特別涉及一種變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)方法及連續(xù)生產(chǎn)線。

背景技術(shù)：

為了實現(xiàn)汽車輕量化的目標，目前汽車行業(yè)正在推廣使用一種通過軋制得到的縱向厚度連續(xù)變化的帶材——變厚板；變厚板經(jīng)過成型加工后，形成變厚度的型材，變厚度型材可替代汽車上的一些零部件，減輕汽車的重量，最終實現(xiàn)汽車的節(jié)能減排。

目前，國內(nèi)外現(xiàn)有的技術(shù)大多采用單獨的生產(chǎn)工序進行變厚板的生產(chǎn)及變厚度型材的加工。現(xiàn)有技術(shù)中，等厚度鋼卷經(jīng)開卷、單機架軋機軋制、卷曲等工藝生產(chǎn)出變厚度鋼卷；變厚度鋼卷經(jīng)開卷、脫脂、卷曲、整卷罩式退火等生產(chǎn)工序進行變厚鋼卷的脫脂與退火；退火后的變厚度鋼卷經(jīng)開卷、矯平、剪切、堆垛等工序生產(chǎn)出變厚板；變厚板經(jīng)冷彎成型加工及焊接等工序生產(chǎn)出變厚度型材。

現(xiàn)有技術(shù)中無變厚度型材表面涂鍍相關(guān)技術(shù)，暫時還不能實現(xiàn)變厚板在線鍍鋅、鍍鋁鋅等相關(guān)的在線涂鍍技術(shù)，而且變厚度型材的生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，勞動強度大，而且不能連續(xù)生產(chǎn)。即使有的技術(shù)能實現(xiàn)變厚度型材多工序的長時間連續(xù)生產(chǎn)，但仍不能實現(xiàn)全流程的連續(xù)生產(chǎn)。

如中國專利公開號102513806A公開了“一種縱向變厚度冷彎型材連軋連輥成形方法及其裝置”，該專利以等厚度卷材為原料，開卷后經(jīng)矯平、酸洗后進入變厚度軋制系統(tǒng)進行變厚度軋制，再經(jīng)脫脂、在線回火后成為縱向連續(xù)變厚度板材，平整軋制、縱剪后進入輥成形裝置并成形出最終型材，進入出料臺。該專利能實現(xiàn)縱向變厚度型材的軋制、冷彎成型在同一條生產(chǎn)機組同時進行，具有一定的先進性；但該公開專利中不涉及變厚度帶材表面的涂鍍相關(guān)技術(shù)，不能實現(xiàn)表面有鍍層要求的變厚度型材的在線連續(xù)生產(chǎn)；而且，該公開專利中沒有多通道開卷段及儲存帶鋼的裝置，僅能實現(xiàn)單卷等厚度卷材的連續(xù)生產(chǎn)，不能實現(xiàn)等厚度卷材的完全連續(xù)不間斷生產(chǎn)；該專利中等厚度卷材經(jīng)開卷后需經(jīng)過酸洗，生產(chǎn)工序復(fù)雜，裝置資金投入大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)方法及連續(xù)生產(chǎn)線，能夠?qū)崿F(xiàn)變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)及連續(xù)涂鍍，克服現(xiàn)有變厚度型材生產(chǎn)成本高、勞動強度大、不能連續(xù)生產(chǎn)、表面無法涂鍍的缺點，大大提高變厚度型材的生產(chǎn)效率，獲得良好的經(jīng)濟效益。本發(fā)明可以替代現(xiàn)有技術(shù)中單獨及部分連續(xù)的生產(chǎn)工序，簡化變厚度型材的生產(chǎn)過程，實現(xiàn)變厚度型材的連續(xù)不間斷生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)方法，其包括以下步驟：

a)熱軋酸洗或冷軋等厚度帶鋼經(jīng)開卷機開卷、切除帶頭或上一卷等厚度帶鋼切除帶尾；

b)通過焊機將帶鋼帶頭、與上一卷等厚度帶鋼帶尾焊接在一起成為連續(xù)式等厚度帶鋼，并進入入口活套，儲存帶鋼；

c)連續(xù)等厚度帶鋼經(jīng)過1#測速裝置、1#測厚裝置進行測速及測厚；

d)連續(xù)等厚度帶鋼進入軋機，軋機根據(jù)預(yù)設(shè)定的出口帶鋼長度厚度規(guī)格及步驟c)測速及測厚進行變厚度軋制，軋制成連續(xù)變厚板；

e)連續(xù)變厚板經(jīng)過2#測厚裝置、2#測速裝置進行測厚及測速；

f)連續(xù)變厚板進入脫脂段進行脫脂；

g)連續(xù)變厚板進入在線熱處理段進行在線熱處理；

h)熱處理后的連續(xù)變厚板進入表面涂鍍段進行表面鍍鋅或鍍鋁鋅；

i)表面涂鍍后的連續(xù)變厚板進入拉矯機進行矯平；

j)矯平后的連續(xù)變厚板進入出口活套；

k)連續(xù)變厚板進入輥壓成型裝置，將連續(xù)變厚板輥壓成型為連續(xù)變厚度型材；

l)連續(xù)變厚度型材經(jīng)過3#測厚裝置、3#測速裝置進行測厚及測速；

m)連續(xù)變厚度型材經(jīng)型材剪切機按照成品變厚度型材的長度要求及步驟l)測厚及測速進行定長裁剪，裁剪為單個變厚度型材；

n)單個變厚度型材在堆垛段進行變厚度型材的堆垛。

優(yōu)選的，所述熱軋或冷軋等厚度帶鋼根據(jù)成品變厚度型材的厚度及性能要求選取熱軋酸洗等厚度帶鋼或冷軋等厚度帶鋼。

所述等厚度帶鋼1開卷工序包含2個帶鋼開卷運行通道，上下設(shè)置，每個帶鋼運行通道均包含1臺開卷機和1臺切頭尾剪。

所述切頭尾剪用于切除新上等厚度鋼卷帶頭及上一等厚度鋼卷帶尾。

所述焊機用于將新上等厚度帶鋼帶頭與上一等厚度帶鋼帶尾焊接在一起，形成連續(xù)等厚度帶鋼。

所述入口活套用于儲存連續(xù)等厚度帶鋼，帶鋼開卷上下通道不切換的情況下，入口活套保持較高套量；當帶鋼開卷上下通道切換焊機焊接時，入口活套釋放套量，保證變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)。

所述1#測速裝置用于測定軋機入口連續(xù)等厚度帶鋼的速度，速度測量值反饋給軋機控制系統(tǒng)，進行軋制過程長度控制的前饋；所述1#測速裝置可以采用接觸式測速裝置，也可以采用非接觸式測速裝置，優(yōu)選激光測速裝置。

所述1#測厚裝置用于測定軋機入口連續(xù)等厚度帶鋼厚度，厚度測量值反饋給軋機控制系統(tǒng)，進行軋制過程厚度控制的前饋。

所述軋機用于將連續(xù)等厚度帶鋼軋制為連續(xù)變厚度帶鋼，所述軋機控制系統(tǒng)不同于生產(chǎn)等厚度帶鋼的軋機，其控制系統(tǒng)可根據(jù)軋機入口帶鋼的速度值計算出入口連續(xù)等厚度帶鋼的長度及位置，其控制系統(tǒng)可根據(jù)軋機出口帶鋼的速度值計算出出口連續(xù)變厚度帶鋼的長度及位置；軋機控制系統(tǒng)結(jié)合入口等厚度帶鋼的長度、位置、厚度及出口變厚度帶鋼的長度、位置、厚度對軋機輥縫進行實時調(diào)整控制，從而保證軋機出口的連續(xù)變厚板各段長度和厚度精度滿足要求。

所述2#測厚裝置用于測定軋機出口連續(xù)變厚板各段的厚度，并將測得的厚度值反饋給軋機控制系統(tǒng)，進行軋制過程厚度控制的反饋。

所述2#測速裝置用于測定軋機出口連續(xù)變厚板厚度，厚度測量值反饋給軋機控制系統(tǒng)，進行軋制過程厚度控制的反饋。

所述脫脂段用于去除連續(xù)變厚度板表面的鐵粉、軋制油、乳化液等雜質(zhì)，為下道工序在線熱處理做準備。

所述在線熱處理段用于對連續(xù)變厚板進行退火、回火等熱處理，以保證連續(xù)變厚板滿足性能要求。

所述拉矯機用于連續(xù)變厚板的矯平。

所述出口活套用于儲存連續(xù)變厚板，套量隨變厚度型材生產(chǎn)過程實時變化；經(jīng)輥壓成型裝置成型后的連續(xù)變厚度型材定長裁剪時出口段會降速，此時出口活套用于儲存輥壓成型裝置入口處的連續(xù)變厚板，套量增加，裁剪后出口段升速，套量釋放，從而保證變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)。

所述輥壓成型裝置包含多對成型輥組，輥組可根據(jù)變厚度型材成品形狀進行更換，從而將連續(xù)變厚板輥壓成型為連續(xù)變厚度型材。

所述3#測厚裝置用于測定型材剪切機連續(xù)變厚度型材的厚度，并將厚度值反饋給型材剪切機控制系統(tǒng)；所述3#測速裝置用于測定型材剪切機前連續(xù)變厚度型材的速度，并將速度值反饋給型材剪切機控制系統(tǒng)。

所述型材剪切機可將運行中的連續(xù)變厚度型材裁剪為單個變厚度型材，型材剪切機的控制系統(tǒng)可根據(jù)3#測速裝置測定的連續(xù)變厚度型材的速度計算出連續(xù)變厚度型材各段的長度值，型材剪切機根據(jù)成品變厚度型材的長度厚度要求結(jié)合上述測定的長度值及3#測厚裝置測定的連續(xù)變厚度型材的厚度值進行剪切，將連續(xù)變厚度型材裁剪為單個變厚度型材。

所述堆垛段包含兩個堆垛單元，即變厚度型材成品堆垛單元與變厚度型材廢品堆垛單元；不滿足成品長度厚度規(guī)格的進入變厚度型材廢品堆垛單元，進行廢料堆垛，集中處理；滿足成品長度厚度規(guī)格的進入變厚度型材成品堆垛單元，進行堆垛打包處理，完成變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)。

所述表面涂鍍采用測厚裝置、測速裝置、爐鼻子、金屬熔融液鍋、沉沒輥、穩(wěn)定輥、氣刀、鋅層測量儀、控制系統(tǒng)。影響等厚度帶鋼鍍層厚度的主要因素有帶鋼速度、氣刀壓力、氣刀間距、刀唇間隙等，而變厚板表面涂鍍不同于等厚板表面涂鍍，變厚板沿帶鋼運行方向厚度是變化的，要實現(xiàn)變厚板各等厚段鍍層厚度相同，需要有特殊的涂鍍工藝，本發(fā)明中鋅層厚度的控制主要通過調(diào)節(jié)氣刀的開口度來實現(xiàn)。測厚裝置用于跟蹤測量連續(xù)變厚板的實際厚度值，測速裝置對連續(xù)變厚板實際速度進行測量，厚度值與速度值將反饋至控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)將速度測量值進行積分，計算出實際通過測速裝置的變厚板的輪廓，由于測厚裝置至氣刀的距離是恒定的，因此控制系統(tǒng)可以判斷出即將進入氣刀的變厚板的厚度，氣刀根據(jù)變厚板的厚度調(diào)整刀唇間隙，實現(xiàn)變厚板不同等厚段的涂鍍，鋅層測量儀對鍍后的變厚板表面的鋅層厚度進行測量并，并將測量值反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)測量值微調(diào)刀唇的間隙，從而保證變厚板不同等厚段鍍層厚度相等。

本發(fā)明的有益效果：

現(xiàn)有的軋機僅是軋機機組，每卷帶鋼均需要開卷軋制和卷曲，無法實現(xiàn)軋制過程的連續(xù)生產(chǎn)。本發(fā)明設(shè)置包含開卷機和頭尾剪的帶鋼上下通道及軋機前的焊機和活套，來實現(xiàn)等厚度鋼板的變厚軋制，再與后面脫脂、熱處理、表面涂鍍、輥壓成型、剪切等工序連接起來，實現(xiàn)變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)。

本發(fā)明采用的變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)方法能夠?qū)崿F(xiàn)變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)及在線涂鍍，克服現(xiàn)有變厚度型材生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、勞動強度大、不能連續(xù)生產(chǎn)的缺點，大大提高變厚度型材的生產(chǎn)效率。

本發(fā)明可以替代現(xiàn)有技術(shù)中單獨及部分連續(xù)的生產(chǎn)工序，簡化生產(chǎn)工序，實現(xiàn)變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明變厚度型材連續(xù)生產(chǎn)工藝流程示意圖。

圖2是本發(fā)明表面涂鍍段工藝控制設(shè)備布置圖。

圖3是本發(fā)明所述連續(xù)變厚板的輪廓示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例一的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

參見圖1～圖3，本發(fā)明的一種變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)方法，其包括以下步驟：

a)熱軋酸洗或冷軋等厚度帶鋼1經(jīng)開卷機6a(或6b)開卷；開卷后的等厚度帶鋼1經(jīng)切頭尾剪7a(或7b)切除帶頭，上一卷等厚度帶鋼經(jīng)切頭尾剪7b(或7a)切除帶尾；

b)等厚度帶鋼1通過焊機8將帶鋼帶頭、與上一卷等厚度帶鋼帶尾焊接在一起成為連續(xù)式等厚度帶鋼2；連續(xù)等厚度帶鋼2進入入口活套9，儲存帶鋼；

c)連續(xù)等厚度帶鋼2經(jīng)過1#測速裝置10、1#測厚裝置11進行測速及測厚；

d)連續(xù)等厚度帶鋼2進入軋機12，軋機根據(jù)預(yù)設(shè)定的出口帶鋼長度厚度規(guī)格進行變厚度軋制，軋制成連續(xù)變厚板3，連續(xù)變厚板如圖3所示；

e)連續(xù)變厚板3經(jīng)過2#測厚裝置13、2#測速裝置14進行測厚及測速；

f)連續(xù)變厚板3進入脫脂段15進行脫脂；

g)連續(xù)變厚板3進入在線熱處理段16進行在線熱處理；

h)熱處理后的連續(xù)變厚板3進入表面涂鍍段17進行表面鍍鋅、鍍鋁鋅等；

i)表面涂鍍后的連續(xù)變厚板3進入拉矯機18進行矯平；

j)矯平后的連續(xù)變厚板3進入出口活套19；

k)連續(xù)變厚板3進入輥壓成型裝置20，將連續(xù)變厚板3輥壓成型為連續(xù)變厚度型材4；

l)連續(xù)變厚度型材4經(jīng)過3#測厚裝置21、3#測速裝置22進行測厚及測速；

m)連續(xù)變厚度型材4經(jīng)型材剪切機23按照成品變厚度型材的長度要求進行定長裁剪，裁剪為單個變厚度型材5；

n)單個變厚度型材5在堆垛段24進行變厚度型材的堆垛。

參見圖3，本發(fā)明所述表面涂鍍段17采用包括測厚裝置17a、測速裝置17b、爐鼻子17c、金屬熔融液鍋17d、沉沒輥17e、穩(wěn)定輥17f、氣刀17g、鋅層測量儀17h及控制系統(tǒng)17i。

影響等厚度帶鋼鍍層厚度的主要因素有帶鋼速度、氣刀壓力、氣刀間距、刀唇間隙等，而變厚板表面涂鍍不同于等厚板表面涂鍍，變厚板沿帶鋼運行方向厚度是變化的，要實現(xiàn)變厚板各等厚段鍍層厚度相同，需要有特殊的涂鍍工藝。

本發(fā)明中鋅層厚度的控制主要通過調(diào)節(jié)氣刀17g的開口度來實現(xiàn)。測厚裝置17a用于跟蹤測量連續(xù)變厚板3的實際厚度值，測速裝置17b對連續(xù)變厚板實際速度進行測量，厚度值與速度值將反饋至控制系統(tǒng)17i中，控制系統(tǒng)17i將速度測量值進行積分，計算出實際通過測速裝置17a的變厚板的輪廓，由于測厚裝置17a至氣刀17g的距離是恒定的，因此控制系統(tǒng)17i可以判斷出即將進入氣刀的變厚板的厚度，氣刀根據(jù)變厚板的厚度調(diào)整刀唇間隙，實現(xiàn)變厚板不同等厚段的涂鍍，鋅層測量儀17h對鍍后的變厚板表面的鋅層厚度進行測量并，并將測量值反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)測量值微調(diào)刀唇的間隙，從而保證變厚板不同等厚段鍍層厚度相等。

實施例

參見圖4，本發(fā)明變厚U型材的連續(xù)生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)成品變厚U型材的厚度選擇冷軋等厚度鋼卷為原料；若此時此等厚度鋼卷采用下通道，則利用開卷機6b對鋼卷進行開卷；

2)開卷后的等厚度帶鋼1經(jīng)切頭尾剪7b切除帶頭，同時采用上通道開卷的上一卷等厚度鋼卷的帶尾利用切頭尾剪7a切除；

3)切除帶頭尾后的等厚度帶鋼通過焊機8焊接在一起成為連續(xù)式等厚度帶鋼2，此時入口活套9釋放套量，套量逐漸減少；

4)焊接后的連續(xù)等厚度帶鋼2進入入口活套9，此時活套開始儲存帶鋼，套量逐漸增多，套量增致一定量后保持該套量；

5)隨后，連續(xù)等厚度帶鋼2經(jīng)過1#測厚裝置10、1#測速裝置11；1#測速裝置11測得軋機12入口連續(xù)等厚度帶鋼2的速度，將速度值反饋給軋機12控制系統(tǒng)；1#測厚裝置10測得連續(xù)等厚度帶鋼2的厚度，厚度值反饋給軋機12控制系統(tǒng)；與此同時，2#測速裝置13測得軋機12出口連續(xù)變厚板3的速度，將速度值反饋給軋機12控制系統(tǒng)；2#測厚裝置14測得連續(xù)變厚板2的厚度，將厚度值反饋給軋機12控制系統(tǒng)；軋機12控制系統(tǒng)根據(jù)軋機12入口帶鋼的速度值計算出入口連續(xù)等厚度帶鋼的長度及位置；軋機12控制系統(tǒng)根據(jù)軋機12出口帶鋼的速度值計算出出口連續(xù)變厚度帶鋼的長度及位置；軋機12控制系統(tǒng)結(jié)合入口等厚度帶鋼的長度、位置、厚度及出口變厚度帶鋼的長度、位置、厚度對軋機12輥縫進行實時調(diào)整控制，從而保證軋機12出口的連續(xù)變厚板3各段長度和厚度精度滿足要求；

6)軋機12出口的連續(xù)變厚板3經(jīng)過2#測厚裝置14測量厚度、2#測速裝置13測速后進入脫脂段15進行脫脂去除連續(xù)變厚板3表面的鐵粉、軋制油等污物；

7)脫脂后的連續(xù)變厚板3進入在線熱處理段16--在線退火爐進行退火；

8)經(jīng)退火后的連續(xù)變厚板3進入表面涂鍍段17--在線熱鍍鋅段進行表面鍍鋅；

9)鍍鋅后的連續(xù)變厚板3進入拉矯機18，在拉矯機18根據(jù)預(yù)設(shè)定的延伸率對連續(xù)變厚板3進行矯平；

10)經(jīng)矯平后的連續(xù)變厚板3進入出口活套19，出口活套19保持低套量；

11)隨后，連續(xù)變厚板3進入輥壓成型裝置20，輥壓成型裝置20布置多對輥組，在輥組的輥壓下連續(xù)變厚板3逐漸輥壓成型為連續(xù)變厚度型材4--連續(xù)變厚U型材；

12)連續(xù)變厚U型材4通過3#測厚裝置22測量厚度、3#測速裝置21測量速度，并將測量值反饋給變厚U型材剪切機23控制系統(tǒng)；

13)變厚U型材剪切機23控制系統(tǒng)根據(jù)速度測量值計算出連續(xù)變厚U型材4的各段長度和位置，變厚U型材剪切機23控制系統(tǒng)根據(jù)成品單個變厚U型材5各段的長度厚度要求結(jié)合變厚U型材剪切機23前連續(xù)變厚U型材4的長度、位置及其測得的厚度值對運動中的連續(xù)變厚U型材4進行精確剪切，剪切成為單個變厚U型材；剪切過程中出口段降速，出口活套19套量增加，剪切后，出口段提速，出口活套19套量釋放，套量減少，如此循環(huán)往復(fù)；

14)經(jīng)剪切后的單個變厚度型材5--變厚U型材進入堆垛段24，不滿足成品長度厚度規(guī)格的單個變厚U型材5經(jīng)堆垛段24的輥道運輸至廢品堆垛單元進行堆垛，然后集中處理；滿足成品長度厚度規(guī)格的單個變厚U型材5經(jīng)堆垛段24的輥道運輸至成品堆垛單元，進行堆垛打包處理，如此循環(huán)往復(fù)。至此，單個變厚U型材成品生產(chǎn)完成。

本發(fā)明采用開卷、焊接、變厚度軋制、脫脂、在線熱處理、在線涂鍍、矯平、輥壓成型、剪切、堆垛等生產(chǎn)工序，實現(xiàn)了變厚度型材的連續(xù)生產(chǎn)及在線涂鍍，大大提高了變厚度型材的生產(chǎn)效率；本發(fā)明可以替代現(xiàn)有技術(shù)中單獨及部分連續(xù)的生產(chǎn)工序，簡化生產(chǎn)工序流程，具有廣闊的應(yīng)用前景。