專利名稱：高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于包裝鋼帶技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
由于鋼帶具有優(yōu)良的機(jī)械性能，許多行業(yè)的許多工序和許多產(chǎn)品都使用鋼帶來進(jìn)行包裝。隨著社會(huì)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于高強(qiáng)度包裝鋼帶的需求量也越來越大。
高強(qiáng)度包裝鋼帶的傳統(tǒng)制造工藝為將熱軋或冷軋帶鋼分切成窄帶—將分切出的窄帶鋼進(jìn)行冷軋—冷軋后再分切(或熱軋寬帶鋼—冷軋后切分)—進(jìn)行熱處理(得到理想的組織和性能)—再進(jìn)行涂漆、涂臘等工序，形成成品。這種制造工藝的缺點(diǎn)是工序多，制造成本高。高強(qiáng)度包裝鋼帶通常要在加熱后進(jìn)行鉛浴，鉛浴工藝對(duì)環(huán)境和人類都有損害。另外，分切后的鋼帶邊部有尖利的棱角和毛刺，容易損傷被捆軋的物體，而在運(yùn)輸過程中容易形成斷裂源，與角部圓滑的鋼帶相比，其疲勞壽命較低。部分高強(qiáng)度包裝鋼帶需采用碳含量相對(duì)較高的鋼卷來生產(chǎn)，在加工過程中必須采用中間退火工藝，使得加工藝更為復(fù)雜。美國專利US5542995提出了一種以圓鋼為原料的生產(chǎn)包裝鋼帶的方法，以盤卷或鋼棒為原料，采用普通電加熱(傳導(dǎo)加熱)，經(jīng)7架軋機(jī)熱軋，采用水霧—風(fēng)冷進(jìn)行控制冷卻，涂層后收卷，生產(chǎn)出帶圓滑邊角部的包裝用鋼帶。這種工藝存在下列問題1、用普通電加熱的加熱速度較慢，因此延長了加熱時(shí)間，加熱爐長度也較長。
2、僅設(shè)置兩架立輥，寬度精度難以保證。
3、沒有冷軋工序，鋼帶表面質(zhì)量和厚度精度較差。
4、設(shè)置二套矯直機(jī)，使設(shè)備成本和生產(chǎn)成本都較高，同時(shí)用矯直機(jī)除鱗，表面鐵皮難以除凈，影響鋼帶質(zhì)量。
5、采用水霧—風(fēng)冷冷卻工藝不夠穩(wěn)定，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠生產(chǎn)寬度、板形和厚度精度高、機(jī)械強(qiáng)度高、表面質(zhì)量好，工藝流程較短，生產(chǎn)效率較高、制造成本低、原料范圍較廣的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
按照本發(fā)明的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，包括原料準(zhǔn)備設(shè)備、加熱爐、切頭剪、熱軋機(jī)、冷卻段、涂層裝置、收卷設(shè)備、傳送設(shè)備，其特征在于所述的加熱爐為電感應(yīng)快速加熱爐，全套設(shè)備包括依次排列的原料準(zhǔn)備設(shè)備、電感應(yīng)快速加熱爐、軋機(jī)入口切頭剪、高壓水除磷裝置、第一架水平輥軋機(jī)、第一架立輥軋機(jī)、第二架水平輥軋機(jī)、第二架立輥軋機(jī)、第三架水平輥軋機(jī)、第四架水平輥軋機(jī)、測(cè)寬儀、第三架立輥軋機(jī)及其寬度閉環(huán)控制系統(tǒng)、第五架水平輥軋機(jī)、冷卻段、帶有工藝?yán)鋮s和潤滑的四輥冷軋機(jī)、活套、涂層裝置、收卷設(shè)備，連接上述設(shè)備的傳送裝置，和冷軋機(jī)相連接的厚度閉環(huán)控制系統(tǒng)。
按照本發(fā)明，不同的原料要采用不同的準(zhǔn)備設(shè)備，當(dāng)所述的原料為盤條時(shí)，原料準(zhǔn)備設(shè)備由依次相接的開卷機(jī)、直頭機(jī)和加熱前矯直機(jī)所組成。
當(dāng)原料為鋼棒時(shí)，所述的原料準(zhǔn)備設(shè)備由依次相接的直頭機(jī)、焊接機(jī)和加熱前矯直機(jī)所組成。
如果所生產(chǎn)鋼帶的斷面較小，散熱較快，為了保持適當(dāng)軋制溫度，可在所述的測(cè)寬儀和第三架立輥軋機(jī)之間設(shè)有溫度補(bǔ)償加熱裝置。
按照本發(fā)明，可以根據(jù)不同需要設(shè)置不同的涂層裝置，所述的涂層裝置為涂漆、涂臘、涂塑或鍍鋅裝置。
為了保證工藝穩(wěn)定，所述的冷卻段由風(fēng)冷段連接水冷段再連接設(shè)有盤旋軌道的保溫爐及后水冷段裝置所組成。
采用本發(fā)明的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)高強(qiáng)度包裝鋼帶的方法，包括原料準(zhǔn)備、加熱、熱軋、控制冷卻、收卷，其特征在于包括下列步驟1)將準(zhǔn)備好的原料圓鋼送入電感應(yīng)快速加熱爐中加熱到軋制溫度，2)加熱到軋制溫度的圓鋼出爐后送到軋機(jī)入口切頭剪處切頭、再進(jìn)行高壓水除鱗，3)進(jìn)行熱軋第一道水平輥軋制—第二道軋邊—第三道水平輥軋制—第四道軋邊—第五、六道水平輥軋制，4)測(cè)量軋件寬度，5)根據(jù)測(cè)寬結(jié)果控制第三架第七道立輥軋機(jī)壓下率進(jìn)行軋邊，再進(jìn)行第八道水平輥熱軋，達(dá)到成品尺寸，6)熱軋后的帶鋼先進(jìn)入風(fēng)冷段，含氧量受控制的循環(huán)空氣通過鼓風(fēng)機(jī)對(duì)帶鋼進(jìn)行風(fēng)冷，再進(jìn)入水冷段，循環(huán)水對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻，水冷后的帶鋼沿水平方向進(jìn)入保溫爐并沿保溫爐內(nèi)的盤旋軌道通過保溫爐，7)從保溫爐出來的帶鋼用后水冷段裝置冷卻到環(huán)境溫度，再在厚度閉環(huán)控制下的進(jìn)行冷軋，8)從冷軋機(jī)出來的帶鋼經(jīng)活套緩沖后到達(dá)收卷機(jī)或經(jīng)過涂層裝置進(jìn)行涂層，再由收卷機(jī)卷取成為高強(qiáng)度包裝用鋼帶成品卷。
其各工藝參數(shù)為1)將電感應(yīng)快速加熱爐的溫度控制在900℃～1100℃的鋼帶奧氏體Ar3以上溫度，2)控制各道次軋制壓下率第一道水平輥軋制延伸系數(shù)1.2～1.5第二道立輥軋邊壓下率1～8％第三道水平輥軋制壓下率 10～30％
第四道立輥軋邊壓下率1～3％第五道水平輥軋制壓下率 15～20％第六道水平輥軋邊壓下率 10～20％第七道立輥軋制壓下率0.5～1.5％第八道水平輥軋制壓下率 5～15％四輥冷軋的壓下率5～20％3)冷卻段風(fēng)冷速度18～20℃/s，水冷速度20～50℃/s4)保溫爐溫度550℃～700℃。
所述的涂層為涂漆層、涂臘層、涂塑層或鍍鋅層。
按照本發(fā)明，原料可選用普通材質(zhì)圓鋼，如SS400和Q235、20#、StE350等鋼種的鋼棒或線材。加熱到奧氏體溫度以上進(jìn)行熱軋，先將圓鋼軋成橢圓形，然后連續(xù)軋制成接近目標(biāo)厚度和寬度的鋼帶，經(jīng)控制冷卻得到需要強(qiáng)度的組織結(jié)構(gòu)貝氏體、低碳馬氏體組織或鐵素體組織中混有珠光體或珠光體和馬氏體的雙相組織，確保帶鋼具有必要的高強(qiáng)度。
控制冷卻工序相當(dāng)于對(duì)熱軋后的包裝鋼帶進(jìn)行熱處理，是獲得高強(qiáng)度的關(guān)鍵工序，應(yīng)保證在有效的溫度區(qū)間內(nèi)控制冷卻速度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、所生產(chǎn)的高強(qiáng)度包裝鋼帶具有圓滑的邊角和良好的延伸率，使用時(shí)不會(huì)損傷被包裝物體，不會(huì)形成斷裂源。
2、由于采用了8架熱軋機(jī)，其中有3架立輥軋機(jī)，提高了寬度控制精度，保證了寬度精度在0～1mm范圍內(nèi)。
3、由于采用電感應(yīng)快速加熱方法，提高了加熱速度，縮短了加熱時(shí)間，滿足了連續(xù)高速生產(chǎn)的要求。
4、由于增加了帶有工藝?yán)鋮s和潤滑的四輥冷軋機(jī)，提高了包裝鋼帶的表面質(zhì)量以及板形和厚度精度。
5、只采用一次矯直，降低了設(shè)備成本，減少了二次矯直給鋼材帶來的表面缺陷和所花費(fèi)的生產(chǎn)成本。
6、由于采用高壓水除鱗，反向沖洗，可以將表面鐵皮清洗干凈，保證表面質(zhì)量優(yōu)良。
7、冷卻工藝采用風(fēng)冷和水冷相結(jié)合的斯太爾摩法，使得工藝更加穩(wěn)定，并降低了成本，由于嚴(yán)格控制空氣中的氧含量，使鋼板表面不被氧化。由于水冷段會(huì)使鋼帶表面脫碳，造成碳含量從鋼帶芯部到鋼帶表面呈梯度分布，使產(chǎn)品具有芯部強(qiáng)度高，表面較軟，將高強(qiáng)度和高韌性很好地結(jié)合起來。
8、由于鋼帶沿著特定的盤旋軌道通過保溫爐，這就保證有足夠的時(shí)間在保溫爐內(nèi)特定的溫度條件下完成金相轉(zhuǎn)變，使產(chǎn)品的物理性能類似或超過回火工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，保證了帶鋼的高強(qiáng)度。


圖1為本發(fā)明的設(shè)備構(gòu)成圖。
圖2為生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖1所示，按照本發(fā)明的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，包括原料準(zhǔn)備設(shè)備、加熱爐、切頭剪、熱軋機(jī)、冷卻段、涂層裝置、收卷設(shè)備、傳送設(shè)備，其特征在于所述的加熱爐為電感應(yīng)快速加熱爐5，全套設(shè)備包括依次排列的原料準(zhǔn)備設(shè)備、電感應(yīng)快速加熱爐5、軋機(jī)入口切頭剪6、高壓水除磷裝置7、第一架水平輥軋機(jī)8、第一架立輥軋機(jī)9、第二架水平輥軋機(jī)10、第二架立輥軋機(jī)11、第三架水平輥軋機(jī)12、第四架水平輥軋機(jī)13、測(cè)寬儀14、第三架立輥軋機(jī)15及其寬度閉環(huán)控制系統(tǒng)、第五架水平輥軋機(jī)16、冷卻段17、帶有工藝?yán)鋮s和潤滑的四輥冷軋機(jī)18、活套19、涂層裝置20、收卷設(shè)備21，連接上述設(shè)備的傳送裝置，和冷軋機(jī)相連接的厚度閉環(huán)控制系統(tǒng)。
如圖1所示，當(dāng)原料為盤條時(shí)，所述的原料準(zhǔn)備設(shè)備由依次相接的開卷機(jī)1、1′、直頭機(jī)2和加熱前矯直機(jī)4所組成。開卷機(jī)一般設(shè)兩臺(tái)、一臺(tái)工作，一臺(tái)準(zhǔn)備，保證連續(xù)生產(chǎn)。
當(dāng)原料為鋼棒時(shí)，所述的原料準(zhǔn)備設(shè)備由依次相接的直頭機(jī)2、焊接機(jī)3和加熱前矯直機(jī)4所組成。
當(dāng)軋件斷面較小時(shí)，在所述的測(cè)寬儀14和第三架立輥軋機(jī)15之間設(shè)有溫度補(bǔ)償加熱裝置。
所述的涂層裝置20為涂漆、涂臘、涂塑或鍍鋅裝置。
為了保證工藝穩(wěn)定，所述的冷卻段17由風(fēng)冷段連接水冷段再連接設(shè)有盤旋軌道的保溫爐及后水冷段裝置所組成。
如圖2所示，本發(fā)明的生產(chǎn)方法，包括原料準(zhǔn)備、加熱、熱軋、控制冷卻、收卷，其特征在于包括下列步驟1)完成開卷、直頭、焊接、加熱前矯直后，將準(zhǔn)備好的原料圓鋼送入電感應(yīng)快速加熱爐中加熱到軋制溫度，2)加熱到軋制溫度的圓鋼出爐后送到軋機(jī)入口切頭剪處切頭、再進(jìn)行高壓水除鱗，3)進(jìn)行熱軋第一道水平輥軋制(1#平軋)—第二道軋邊(1#立軋)—第三道水平輥軋制(2#平軋)—第四道軋邊(2#立軋)—第五、六道水平輥軋制(3#平軋、4#平軋)，4)測(cè)量軋件寬度(測(cè)寬)，5)根據(jù)測(cè)寬結(jié)果控制第三架第七道立輥軋機(jī)壓下率進(jìn)行軋邊，再進(jìn)行第八道水平輥熱軋，達(dá)到成品尺寸，6)熱軋后的帶鋼先進(jìn)入風(fēng)冷段，含氧量受控制的循環(huán)空氣通過鼓風(fēng)機(jī)對(duì)帶鋼進(jìn)行風(fēng)冷，再進(jìn)入水冷段，循環(huán)水對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻，水冷后的帶鋼沿水平方向進(jìn)入保溫爐并沿保溫爐內(nèi)的盤旋軌道通過保溫爐，
7)從保溫爐出來的帶鋼用后水冷段裝置冷卻到環(huán)境溫度，再在厚度閉環(huán)控制下的進(jìn)行冷軋，8)從冷軋機(jī)出來的帶鋼經(jīng)活套緩沖后到達(dá)收卷機(jī)或經(jīng)過涂層裝置進(jìn)行涂層，再由收卷機(jī)卷取成為高強(qiáng)度包裝用鋼帶成品卷。
其各工藝參數(shù)為1)將電感應(yīng)快速加熱爐的溫度控制在900℃～1100℃的鋼帶奧氏體Ar3以上溫度，2)控制各道次軋制壓下率第一道水平輥軋制延伸系數(shù) 1.2～1.5第二道立輥軋邊壓下率 1～8％第三道水平輥軋制壓下 10～30％第四道立輥軋邊壓下率 1～3％第五道水平輥軋制壓下率15～20％第六道水平輥軋邊壓下率10～20％第七道立輥軋制壓下率 0.5～1.5％第八道水平輥軋制壓下率5～15％四輥冷軋的壓下率 5～20％3)冷卻段風(fēng)冷速度18～20℃/s，水冷速度20～50℃/s4)保溫爐溫度550℃～700℃。
所述的涂層為涂漆層、涂臘層、涂塑層或鍍鋅層。
在具體實(shí)施中，包裝鋼帶產(chǎn)品的最終性能和所選用的原料密切相關(guān)。采用Q235生產(chǎn)的包裝鋼帶強(qiáng)度在800～900MPa之間，采用20#或SS400生產(chǎn)的包裝鋼帶強(qiáng)度可達(dá)900～1100MPa，采用StE350的鋼帶，強(qiáng)度可達(dá)1000～1400MPa。本發(fā)明的典型生產(chǎn)線，生產(chǎn)31.75×0.9mm鋼帶，小時(shí)產(chǎn)量為6噸，速度達(dá)到280m/min；生產(chǎn)19×0.9mm鋼帶時(shí)，小時(shí)產(chǎn)量為4噸，速度達(dá)到500m/min。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，包括原料準(zhǔn)備設(shè)備、加熱爐、切頭剪、熱軋機(jī)、冷卻段、涂層裝置、收卷設(shè)備、傳送設(shè)備，其特征在于所述的加熱爐為電感應(yīng)快速加熱爐，全套設(shè)備包括依次排列的原料準(zhǔn)備設(shè)備、電感應(yīng)快速加熱爐、軋機(jī)入口切頭剪、高壓水除磷裝置、第一架水平輥軋機(jī)、第一架立輥軋機(jī)、第二架水平輥軋機(jī)、第二架立輥軋機(jī)、第三架水平輥軋機(jī)、第四架水平輥軋機(jī)、測(cè)寬儀、第三架立輥軋機(jī)及其寬度閉環(huán)控制系統(tǒng)、第五架水平輥軋機(jī)、冷卻段、帶有工藝?yán)鋮s和潤滑的四輥冷軋機(jī)、活套、涂層裝置、收卷設(shè)備，連接上述設(shè)備的傳送裝置，和冷軋機(jī)相連接的厚度閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于當(dāng)原料為盤條時(shí)，所述的原料準(zhǔn)備設(shè)備由依次相接的開卷機(jī)、直頭機(jī)和加熱前矯直機(jī)所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于當(dāng)原料為鋼棒時(shí)，所述的原料準(zhǔn)備設(shè)備由依次相接的直頭機(jī)、焊接機(jī)和加熱前矯直機(jī)所組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的測(cè)寬儀和第三架立輥軋機(jī)之間設(shè)有溫度補(bǔ)償加熱裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的涂層裝置為涂漆、涂臘、涂塑或鍍鋅裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的冷卻段由風(fēng)冷段連接水冷段再連接設(shè)有盤旋軌道的保溫爐及后水冷段裝置所組成。
7.一種采用權(quán)利要求1的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)高強(qiáng)度包裝鋼帶的方法，包括原料準(zhǔn)備、加熱、熱軋、控制冷卻、收卷，其特征在于包括下列步驟1)將準(zhǔn)備好的原料圓鋼送入電感應(yīng)快速加熱爐中加熱到軋制溫度，2)加熱到軋制溫度的圓鋼出爐后送到軋機(jī)入口切頭剪處切頭，再進(jìn)行高壓水除鱗，3)進(jìn)行熱軋第一道水平輥軋制-第二道軋邊-第三道水平輥軋制-第四道軋邊-第五、六道水平輥軋制，4)測(cè)量軋件寬度，5)根據(jù)測(cè)寬結(jié)果控制第三架第七道立輥軋機(jī)壓下率進(jìn)行軋邊，再進(jìn)行第八道水平輥熱軋，達(dá)到成品尺寸，6)熱軋后的帶鋼先進(jìn)入風(fēng)冷段，含氧量受控制的循環(huán)空氣通過鼓風(fēng)機(jī)對(duì)帶鋼進(jìn)行風(fēng)冷，再進(jìn)入水冷段，循環(huán)水對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻，水冷后的帶鋼沿水平方向進(jìn)入保溫爐并沿保溫爐內(nèi)的盤旋軌道通過保溫爐，7)從保溫爐出來的帶鋼用后水冷段裝置冷段卻到環(huán)境溫度，再在厚度閉環(huán)控制下的進(jìn)行冷軋，8)從冷軋機(jī)出來的帶鋼經(jīng)活套緩沖后到達(dá)收卷機(jī)或經(jīng)過涂層裝置進(jìn)行涂層，再由收卷機(jī)卷取成為高強(qiáng)度包裝用鋼帶成品卷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)高強(qiáng)度包裝鋼帶的方法，其特征在于各工藝參數(shù)為1)將電感應(yīng)快速加熱爐的溫度控制在900℃～1100℃的鋼帶奧氏體Ar3以上溫度，2)控制各道次軋制壓下率第一道水平輥軋制延伸系數(shù)1.2～1.5第二道立輥軋邊壓下率1～8％第三道水平輥軋制壓下率 10～30％第四道立輥軋邊壓下率1～3％第五道水平輥軋制壓下率 15～20％第六道水平輥軋邊壓下率 10～20％第七道立輥軋制壓下率0.5～1.5％第八道水平輥軋制壓下率 5～15％四輥冷軋的壓下率5～20％3)冷卻段風(fēng)冷速度18～20℃/s，水冷速度20～50℃/s4)保溫爐溫度550℃～700℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)高強(qiáng)度包裝鋼帶的方法，其特征在于所述的涂層為涂漆層、涂臘層、涂塑層或鍍鋅層。
全文摘要
本發(fā)明屬于包裝鋼帶技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高強(qiáng)度包裝鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備及其生產(chǎn)方法。設(shè)備包括原料準(zhǔn)備設(shè)備、電感應(yīng)加熱爐、切頭剪、高壓水除磷裝置、8架熱軋機(jī)，一架冷軋機(jī)，中間冷卻段，寬度閉環(huán)控制系統(tǒng)、厚度閉環(huán)控制系統(tǒng)、活套、涂層裝置、卷取機(jī)。工藝過程包括原料準(zhǔn)備、感應(yīng)加熱、切頭、除鱗、熱軋、寬度控制、控制冷卻、冷軋、涂層、收卷，必要時(shí)可設(shè)置原料焊接機(jī)、附加加熱裝置。生產(chǎn)過程中應(yīng)精確控制加熱爐溫度，軋機(jī)壓下率、風(fēng)冷、水冷速度。根據(jù)需要選擇涂層種類。這種高強(qiáng)度包裝鋼帶具有圓滑的角部，表面質(zhì)量好，寬度精度在0～1mm范圍內(nèi)，板形和厚度精度高。鋼帶芯部強(qiáng)度高，表面韌性好，生產(chǎn)速度快，效率高，制造成本低，原料范圍廣。
文檔編號(hào)B21C47/00GK1927482SQ20051004714
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者趙朋, 高義, 王義棟 申請(qǐng)人:鞍山市穗豐草制品廠