CN103203375B - 一种冷轧湿平整机吹扫系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷轧湿平整机吹扫系统，其含有主吹扫部件，辅助吹扫部件，中间辊吹扫部件以及边部吹扫部件，其中，主吹扫部件的上吹扫部位于接近出口侧上工作辊与带钢上表面的辊缝处，主吹扫部件的下吹扫部位于接近下工作辊与带钢下表面的辊缝处；在主吹扫部件中，在防缠导板头部安装刮板，在刮板上方设有挡板。本发明的优点：消除平整机工作辊WR与中间辊IR辊面平整液，减小对主吹扫气封的干扰，形成风刀吹扫，减少耗气量；增强了上下表面吹扫，调节气流，防止积液，防止边部平整液飞溅；增强了辊缝处板面的吹扫力，提高吹扫效果，防上边部平整液飞溅；消除边部平整液，扩大吹嘴可调角度，增加吹扫范围和吹扫力，提高吹扫位置定位精度。

Description

一种冷轧湿平整机吹扫系统

【技术领域】

本发明涉及平整机吹扫技术领域，具体地说，是一种新型的冷轧湿平整机吹扫系统。

【背景技术】

宝钢C612(生产线代码)连续退火机组(简称C612机组或C612生产线)是宝钢首条自主集成建设的连续退火机组，其平整机为中国第一重型机械集团公司设计制造的国内首台宽带钢湿平整6辊UC平整机(即universalcrowncontrolmill的英文缩写，其设备特点在于通过采用小辊径的工作辊，同时具有工作辊和中间辊弯辊以及中间辊横移的板形控制功能)。在设计初期就已借鉴了其他平整机部分平整液吹扫的技术方案，用以增强UC平整机吹扫能力。UC平整机吹扫系统主要有以下几部分构成，具体结构布局如图1所示。

UC平整机吹扫系统现状：

1、UC平整机吹扫系统原设计方案：

1.1主吹扫部件现状

主吹扫部件处于平整机工作辊(WR)辊缝处。上下吹扫部的吹扫角分别为31°和45°；上下吹扫部吹嘴数分别为11只和13只；吹嘴由中间分别向辊端两侧偏斜，上下吹嘴偏斜角分别为65°和25°。上吹扫部为特殊的腔体结构，压缩空气在防缠导板密闭腔体内集气，再通过前端的吹嘴在WR辊缝处形成一道沿辊缝向两侧扩张的气幕。该结构的防缠导板起到了防缠和吹扫的双重功能。如图1、图2所示。

防缠导板行程由位移传感器精确测量，PLC(PLC可编程逻辑控制器，即程序控制)控制，在液压缸推动下水平前移，头部与上WR辊面保持2mm的间隙量。吹扫高压气流穿过此间隙时形成一道风幕起到气封作用，阻止了导板上方和辊面平整液从气隙处滴落。

1.2辅助吹扫部件现状

辅助吹扫部件处于防颤辊与出口轧制线辊辊之间，与主吹扫间距仅有500mm，用以加强平整液吹扫。为减轻辅助吹扫部件对主吹扫部件的影响以及减少耗气量，故在设计初始此道吹扫只作为辅助吹扫部件，一般处于关闭状态，以作备用。上吹扫是“V”型特殊结构，能更有效地扩大吹扫范围，抑制带宽以外的辊缝携带残液，如图3所示。

1.3中间辊(IR)吹扫部件现状

IR吹扫部处于防缠导板之上70mm处，共15个吹嘴，吹扫角45°。用于在WR与IR辊缝位置形成一道气幕，以吹除黏附在WR与IR辊面上的平整液，净化辊面。

1.4带钢边部吹扫部件现状

边吹部件是用以消除带钢边部残留平整液。边吹由WS侧和DS侧的“C”形管4-1两部分组成，具体部件为链条齿轮以及编码器4-2，下压板4-3，4-4驱动液压缸，定位导向杆4-5，上压杆4-6，吹嘴4-7。由PLC控制液压缸驱动下压板4-3，再带动链条传动上压板，使两侧边吹做相对等距运动。随带宽变化由编码器4-2精确定位于带钢边部55mm的位置(边吹位置＝带宽-110mm)，并设置偏移修正量(精度20mm)，实现在线及时微量调节，如图4所示。

目前，UC平整机吹扫系统应用效果以及现存问题：

2030新增连退机机组，自2009年12月15日投产以来，平整吹扫系统功能按原设计如期全部投入，投产初期带钢表面平整液斑迹频发，主要表现在：

1)上表面间断性无规则椭圆状平整液斑迹，硬币至鹅蛋大小；

2)上表面连续性纵向脏污线状平整液斑迹；

3)下表面无规则零星液滴状平整液斑迹，大小在1cm²—4cm²；

4)带钢边部10mm—40mm宽平整液水迹；

5)上表面弥散分布细小点状平整液斑迹；

通过对平整液斑迹的形貌、分布状况、程度的深入剖析，结合吹扫的现状查找问题关键点，综合分析平整液斑迹产生机理。具体如下：

1)上表面间断性无规则椭圆状平整液斑迹产生原因。

主要为平整机出口滴液造成。液滴的形成主要是由于加热至25—40℃的平整液经吹扫雾化后容易凝聚成液滴。经观察滴液点位置有三处：防缠导板头部、尾部横梁以及导板下表面。经观察分析，由于防缠导板头部设计不合理，且与辊面之间2mm的气隙及气封均匀性不能得到保证，上部辊间抛溅的大量残液未收集排除，导致平整液残液从防缠导板头部及辊身间隙滴落到带钢表面。防缠导板下方空间和尾部横梁凝结的液滴未及时收集排放，以及在出口未安装平整液挡板，造成平整液穿过出口设备空隙飞溅到带钢表面。

2)上表面连续性纵向脏污线状平整液斑迹产生原因。

主要是由于IR吹扫部未能有效消除辊面黏附的平整液，在辊面周向形成宽条状斑迹后通过WR复制到带钢表面，形成脏污线。

3)下表面无规则零星液滴状平整液斑迹产生的原因。

下吹扫气管底座支架积液，在吹扫作用下，回旋气流将部分积液吹起飞溅到带钢下表面。

4)带钢边部平整液水迹的产生原因。

由于边吹吹扫部件的角度不可调、吹扫范围较窄、吹扫力不足；其次，边吹微调20mm偏移量补偿定位精度低。此外，上下吹扫点没有集中在同一位置上。

5)上表面弥散分布细小点状平整液斑迹产生原因。

由于吹扫雾化后产生的平整液残液微粒富集于平整机出口狭小空间内，当温差较大时，凝结成细小液滴附着在带钢上表面形成弥散分布细小点状平整液斑迹。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的冷轧湿平整机吹扫系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种新型的冷轧湿平整机吹扫系统，其含有主吹扫部件，辅助吹扫部件，中间辊吹扫部件，边部吹扫部件，主吹扫部件的上吹扫部(防缠导板吹扫)位于接近出口侧上工作辊与带钢上表面的辊缝处，其推拉移动油缸安装在防缠导板的后端两侧，两侧各设一个油缸；主吹扫部件的下吹扫部位于接近下工作辊与带钢下表面的辊缝处；防颤辊处于主吹扫部件之后，以45°斜推方式升降控制带钢高度，并与轧制线辊形成10～30°的带钢包角。

辅助吹扫部件的“V”型上吹扫部(即V字型吹扫)和下吹扫部，分别处于防颤辊与轧制线辊之间带钢的上下表面；

中间辊吹扫部件处于防缠导板之上，针对中间辊与工作辊之间辊缝附近区域进行吹扫；

边部吹扫部件设置在机架外，轧制线辊之后，对离开出口侧轧制线辊的带钢上下表面的边部进行吹扫。

本发明针对现有的技术做出如下的改进：

(1)主吹扫部件的防缠导板结构和工艺的调整

在防缠导板头部安装新设计加工的刮板，刮板为尼龙刮板，其结构如图所示。其原理是：利用上吹扫部件产生的高压气流在辊缝处形成一道均匀气幕，并不断向两侧辊端扩张，与此同时高压气流沿WR辊面穿越与刮板的狭小间隙时，产生一道增压后的气幕，并形成气封，阻止从间隙处滴落平整液。部分辊面残液顺着气流被带入低压区的刮板积液槽体内，然后从两侧开口排出。另外，在刮板上方加装一块挡板，将大量辊间抛溅出的残液收集后向两侧排放。沿此挡板向上至排雾抽风孔处用胶板将出口设备之间的空隙封堵，起到平整液挡板的作用，以防止平整液从出口设备空隙中飞溅到带钢表面。

为保证气封效果，提高了尼龙刮板的加工和安装精度，确保气封均匀，控制气隙在3mm—5mm，并实现随辊径变化PLC控制。为实现防缠导板PLC控制，经计算优化后得到防缠导板移动液压缸行程S1与上WR半径R1的关系：

$S_1=349.56-\sqrt{345.8R_1-28649.53}\left(mm\right)$

通过数次实测数据与计算结果对比，误差可控在2mm内。可实现PLC(程序控制)自动控制，确保了气封间隙≤5mm。

(2)中间辊吹扫部件的改良

中间辊吹扫部件位于防缠导板上方70mm处，其位置较接近防缠导板，在上WR与上IR辊缝之间形成一道气幕，为减轻对主吹扫气封的干扰和增强吹扫效果。将原设计Silvent705型(思万特705型)喷嘴(附图5中的5b)改换成Silvent973(思万特973型喷嘴)型喷嘴(附图5中的5d)，吹嘴基本成扇形，吹嘴前端为扁平鸭嘴状，压缩空气从鸭嘴状吹嘴口中喷射出风刀状气流，吹嘴分别等距地并列安装在沿中间辊吹扫管道梁轴线方向上；喷嘴安装于中间辊吹扫管道梁上；管道梁两侧有管夹固定在机架牌坊的焊接支架件上，管道梁两侧分别由软管连接，通入压缩空气。气流冲击形状由椭圆形变为风刀形，既能产生更宽的冲击气流，又减小了对主吹扫的影响，气幕更均匀更集中。在降低耗气量的同时吹扫更强劲更突出，提高了辊面吹扫清洁效果。

(3)下吹扫部件的改良

下吹扫部件原吹嘴气管安装在通条底座上，吹扫角度45°位置相对固定，且无法调节。当出口防颤辊升起后回旋气流将支架中积液吹起，飞溅到带钢下表面上形成平整液斑迹。现采用小角架替换原设计的通条底座，吹嘴气管设置在小角架上，将小角架固定于两侧机架牌坊上，并用管夹固定气管，同时将两端的硬连接改为软管连接，实现吹扫角度可调；所述的小角架形状为等腰直角三角形，二条直角边的为长度100～200mm。此外，将原吹扫角度调整到30°，使吹扫更接近辊缝位置，提高吹扫效果。

(4)边吹部件的调整

由于边部吹扫位置过于接近板形辊，原采用的Silvent705吹嘴吹扫角度无法调节，重新选用Silvent705A吹嘴，此吹扫角度可在偏离中心线30°范围内调整，Silvent705A吹嘴的结构为：吹嘴与球形调节件于一体，可在偏离吹嘴中心线30°范围内调节(增加附图8)，吹嘴分别安装于边吹上下吹扫管道上(6a)。同时将单吹嘴改为双吹嘴，双吹嘴的结构为(6b)，双吹嘴采用Silvent705A吹嘴，以两个相隔100mm间距的吹嘴为一组，并列安装在沿吹扫管道(边吹上吹扫管道或边吹下吹扫管道)轴线方向上，并且分别设置在边吹的左侧吹扫和右侧吹扫的上吹扫和下吹扫官道上。形成上下对应的吹嘴和左右对称结构的边部吹扫格局，利用这四组吹嘴对带钢两侧边部上下表面进行吹扫。两吹嘴沿吹扫管轴线相距100－120mm，并列安装于边吹上下吹扫管道上。这样既增强了吹扫力度，也增加了边吹可调性，吹扫范围从原100mm増至200mm，使其更接近轧制线辊，并可使上下吹扫点能处于带钢边部相同位置。将偏移量的调节精度从20mm提高到10mm，偏移量设定更灵活精确，以适应及时调整的需要。

(5)辅助系统改良：

辅助系统包括压缩空气供气系统和平整液滴液收集系统，C612机组(C612即生产线代码，也可描述为C612生产线，)平整机吹扫系统一共设置了6道吹扫部件(主吹扫部件的上吹扫部(即防缠导板吹扫)、主吹扫部件的下吹扫部、辅助吹扫部件的V型上吹扫部、辅助吹扫部件的下吹扫部、中间辊吹扫部件、边部吹扫部件)，原设计吹扫压力不可调。从吹扫实际状况来看，并非压力越大，效果越好。而是采用针对不同吹扫功能、作用、效果制定吹扫压力，故在相应的主吹扫部件的上吹扫部(即防缠导板吹扫)、主吹扫部件的下吹扫部、辅助吹扫部件的V型上吹扫部、辅助吹扫部件的下吹扫部、中间辊吹扫部件、边部吹扫部件的6道吹扫管路上增设压力调节阀，并增设压缩空气过滤系统，将吹扫用气经两级过滤后(过滤精度为5μm和0.1μm)输出为高净干燥的压缩空气，有效避免了喷嘴堵塞，提高了吹扫质量。滴液收集系统主要是在相应的滴液点安装收集槽：①挡板收集槽、②L型收集槽、③燕尾型收集槽。

①挡板收集槽安装于主吹扫(防缠导板吹扫)部件接近辊缝处的防缠导板上端

②L型收集槽安装于主吹扫部件(防缠导板吹扫)的底部

③燕尾型收集槽安装在主吹扫部件(防缠导板吹扫)的后端横梁底部。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

经过对C612机组平整吹扫系统的改进，平整液缺陷得到明显改善。平整液斑迹改判率从2010年一季度的1.37％，下降到二季度的0.03％。而目前此缺陷已完全受控，2011年因平整液斑迹引发的质量改判为零。

表1吹扫系统改良前后作用对比

【附图说明】

图1UC平整机吹扫系统结构示意图；

图2下吹扫部件的结构简图；

图3辅助吹扫部件“V”型吹扫结构图；

图4边部吹扫部件的结构示意图；

图5Silvent吹嘴对比；

图6边吹改良前后吹扫示意图；

图7a新增吹扫导板的结构示意图；

图7B改良后的下吹扫部件的结构简图；

图7C是新增的平整液收集槽布局示意图；

图7D图7C的部件A的主视图；

图8吹嘴形状的结构示意图。

附图中的标号分别为：1-1主吹扫部件，1-2辅助吹扫部件，1-3中间辊吹扫部件，1-4边部吹扫部件，1-5防缠导板，1-6导板油缸，1-7轧制线辊，1-8防缠辊，4-1C形管，4-2链条齿轮以及编码器，4-3下压板，4-4驱动液压缸，4-5定位导向杆，4-6上压杆，4-7吹嘴，6-1改良后的吹扫范围，6-2改良前的吹扫范围，6-3Sundwig板形辊，6-4轧制线辊，7-1上吹扫部，7-2刮板，7-3收集挡板，7-4小角架，7-5气管，7-6挡板收集槽，7-7L型收集槽，7-8燕尾型收集槽，7-9胶板，7-10工作辊，7-11间隙，7-12积液槽体，7-13循环气流，7-14V形吹扫，7-15辅助下吹扫。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种新型的冷轧湿平整机吹扫系统的具体实施方式。

实施例1

请参见附图1－8，一种新型的冷轧湿平整机吹扫系统，其含有主吹扫部件1-1，辅助吹扫部件1-2，中间辊吹扫部件1-3，边部吹扫部件1-4，主吹扫部件1-1的上吹扫部7-1(防缠导板1-5吹扫)位于接近出口侧上工作辊7-10与带钢上表面的辊缝处，其推拉移动油缸1-6安装在防缠导板1-5的后端两侧，两侧各设一个油缸；主吹扫部件1-1的下吹扫部位于接近下工作辊7-10与带钢下表面的辊缝处；防颤辊处于主吹扫部件1-1之后，以45°斜推方式升降控制带钢高度，并与轧制线辊形成10～30°的带钢包角。

辅助吹扫部件1-2的上“V”型吹扫部7-14和下吹扫部7-15，分别处于防颤辊与轧制线辊之间带钢的上下表面。

中间辊吹扫部件1-3处于防缠导板之上，针对中间辊与工作辊7-10之间辊缝附近区域进行吹扫。

边部吹扫部件1-4设置在机架外，轧制线辊1-7之后，对离开出口侧轧制线辊的带钢上下表面的边部进行吹扫。本发明的改进在于：

(1)主吹扫部件的优化

在防缠导板头部安装新设计加工的尼龙刮板7-2，利用上吹扫部7-1产生的高压气流在辊缝处形成一道均匀气幕，并不断向两侧辊端扩张。与此同时，高压气流沿WR辊面穿越与刮板的狭小间隙时，产生一道增压后的气幕，并形成循环气流7-13(即气封)，阻止从间隙处滴落平整液。部分辊面残液顺着气流被带入低压区的刮板积液槽体7-12内，然后从两侧开口排出。另外，在刮板7-2上方加装一块挡板7-3，将大量辊间抛溅出的残液收集后向两侧排放。沿此挡板向上至排雾抽风孔处用胶板7-9将出口设备之间的空隙封堵，起到平整液挡板的作用，以防止平整液从出口设备空隙中飞溅到带钢表面。

(2)中间辊吹扫部件的改良

中间辊吹扫部件位于防缠导板上方70mm处，其位置较接近防缠导板，在上WR与上IR辊缝之间形成一道气幕，为减轻对主吹扫气封的干扰和增强吹扫效果。将原设计Silvent705型喷嘴改换成Silvent973型喷嘴，气流冲击形状由椭圆形变为风刀形，既能产生更宽的冲击气流，又减小了对主吹扫的影响，气幕更均匀更集中。在降低耗气量的同时吹扫更强劲更突出，提高了辊面吹扫清洁效果。

(3)下吹扫部件改良

采用150mm小角架7-4替换原设计的通条底座，并用管夹固定气管7-5，同时将两端的硬管连接改为软管连接，实现吹扫角度可调。此外，将原吹扫角度调整到30°，使吹扫更接近辊缝位置，提高吹扫效果。

(4)边吹的调整

由于边部吹扫部件的位置过于接近Sundwig板形辊6-3，原采用的Silvent705吹嘴吹扫角度无法调节，重新选用Silvent705A吹嘴，此吹扫角度可在偏离中心线30°范围内调整。同时将单吹嘴改为双吹嘴，这样既增强了吹扫力度，也增加了边吹可调性，吹扫范围从原100mm増至200mm，使其更接近轧制线辊6-4，并可使上下吹扫点能处于带钢边部相同位置。将偏移量的调节精度从20mm提高到10mm，偏移量设定更灵活精确，以适应及时调整的需要，其中6-1改良后的吹扫范围，改良前的吹扫范围6-2。

(5)辅助系统改良

辅助系统包括压缩空气供气系统和平整液滴液收集系统，C612机组(C612即生产线代码，也可描述为C612生产线，)平整机吹扫系统一共设置了6道吹扫部件(1.主吹扫部件的上吹扫部(即防缠导板吹扫)、2.主吹扫部件的下吹扫部、3.辅助吹扫部件的V型上吹扫部、4.辅助吹扫部件的下吹扫部、5.中间辊吹扫部件、6.边部吹扫部件)，原设计吹扫压力不可调。从吹扫实际状况来看，并非压力越大，效果越好。而是采用针对不同吹扫功能、作用、效果制定吹扫压力，故在相应的主吹扫部件的上吹扫部(即防缠导板吹扫)、主吹扫部件的下吹扫部、辅助吹扫部件的V型上吹扫部、辅助吹扫部件的下吹扫部、中间辊吹扫部件、边部吹扫部件的6道吹扫管路上增设压力调节阀，并增设压缩空气过滤系统，将吹扫用气经两级过滤后(过滤精度为5μm和0.1μm)输出为高净干燥的压缩空气，有效避免了喷嘴堵塞，提高了吹扫质量。滴液收集系统主要是在相应的滴液点安装收集槽：①挡板收集槽7-6、②L型收集槽7-7、③燕尾型收集槽7-8。

其中，①挡板收集槽安装于主吹扫(防缠导板吹扫)部件接近辊缝处的防缠导板上端

②L型收集槽安装于主吹扫部件(防缠导板吹扫)的底部

③燕尾型收集槽安装在主吹扫部件(防缠导板吹扫)的后端横梁底部。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种冷轧湿平整机吹扫系统，其系统含有主吹扫部件、辅助吹扫部件、中间辊吹扫部件、边部吹扫部件以及防颤辊、工作辊、防缠导板、轧制线辊，主吹扫部件的上吹扫部位于接近出口侧上工作辊与带钢上表面的辊缝处，其推拉移动油缸设置在防缠导板的后端两侧，两侧各设一个油缸；主吹扫部件的下吹扫部位于接近下工作辊与带钢下表面的辊缝处；防颤辊处于主吹扫部件之后；辅助吹扫部件的“V”型上吹扫部和下吹扫部，分别处于防颤辊与轧制线辊之间带钢的上下表面；中间辊吹扫部件处于防缠导板之上；边部吹扫部件设置在机架外，轧制线辊之后；其特征在于，在防缠导板头部设有刮板，在刮板上方设有挡板；

在中间辊吹扫部件中，吹嘴分别等距地并列设置在沿中间辊吹扫部件的管道梁轴线方向上，中间辊吹扫部件的管道梁两侧的吹嘴分别由软管连接；

其还含有辅助系统，辅助系统包括压缩空气供气系统和平整液滴液收集系统，平整机吹扫系统设置了6道吹扫部件，在6道吹扫部件的管路上分别设压力调节阀，并设压缩空气过滤系统；滴液收集系统在相应的滴液点设有收集槽；

所述的吹嘴成扇形，吹嘴前端为扁平鸭嘴状；

在边吹部件中，吹嘴分别设置于边吹扫部件的上下吹扫管道上。

2.如权利要求1所述的一种冷轧湿平整机吹扫系统，其特征在于，所述的吹嘴是以相隔80～120mm间距排列在吹扫管道上。

3.如权利要求1所述的一种冷轧湿平整机吹扫系统，其特征在于，所述的收集槽为挡板收集槽，L型收集槽，燕尾型收集槽中的一种。