一種變厚度型材的生產方法及生產線與流程

2023-04-24 07:50:36

本發明涉及型材加工技術，特別涉及一種變厚度型材的生產方法及生產線。

背景技術：

為了實現汽車輕量化的目標，目前汽車行業正在推廣使用一種通過軋製得到的縱向厚度連續變化的帶材——變厚板，如圖1所示。變厚板經過成型加工後，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，最終實現汽車的節能減排。

目前，國內外現有的技術大多採用單獨的生產工序進行變厚板的生產及變厚度型材的加工。現有技術中，等厚度鋼卷經開卷、單機架軋機軋制、捲曲等工藝生產出變厚度鋼卷；變厚度鋼卷經開卷、脫脂、捲曲、整卷罩式退火等生產工序進行變厚鋼卷的脫脂與退火；退火後的變厚度鋼卷經開卷、矯平、剪切、堆垛等工序生產出變厚板；變厚板經冷彎成型加工及焊接等工序生產出變厚度型材。

現有變厚度型材的生產技術生產效率低，生產成本高，勞動強度大，而且不能連續生產。即使有的技術能實現變厚度型材多工序的長時間連續生產，但仍不能實現全流程的連續生產。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，開卷後經矯平、酸洗後進入變厚度軋制系統進行變厚度軋制，再經脫脂、在線回火後成為縱向連續變厚度板材，平整軋制、縱剪後進入輥成形裝置並成形出最終型材，進入出料臺；該專利能實現縱向變厚度型材的軋制、冷彎成型在同一條生產機組同時進行，具有一定的先進性，但該公開專利中沒有帶有焊機的開卷段及儲存帶鋼的裝置，僅能實現單卷等厚度卷材的連續生產，不能實現變厚度型材的完全連續不間斷生產；該專利中無型材橫切裝置，更無型材橫切的精確控制裝置，無法保證型材產品的長度厚度精度要求，產品廢品率比較高。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種變厚度型材的生產方法及生產線，能夠實現變厚度型材的在線熱處理、表面鍍層、成型及精確剪切等生產過程，克服現有變厚度型材不能連續生產、剪切精度低、勞動強度大、生產成本高的缺點，大大提高變厚度型材的生產效率，獲得良好的經濟效益。本發明可以替代現有技術中變厚度型材單獨的生產工序，簡化變厚度型材的生產過程，實現變厚度型材的連續不間斷生產。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種變厚度型材的生產方法，其包括以下步驟：

a)變厚度帶鋼經開卷機開卷，首先切除上一卷變厚度帶鋼的帶尾，然後切頭尾剪切除開卷後的變厚度帶鋼的帶頭；

b)通過焊機將帶鋼帶頭、與上一卷變厚度帶鋼帶尾焊接在一起成為連續式變厚度帶鋼，並進入入口活套，儲存帶鋼；

c)連續變厚度帶鋼進入脫脂段進行脫脂；

d)連續變厚度帶鋼進入在線熱處理段進行在線熱處理；

e)連續變厚度帶鋼進入拉矯機進行矯平；矯平後的連續變厚度帶鋼進入出口活套；

f)連續變厚度帶鋼進入輥壓成型裝置，將連續變厚度帶鋼輥壓成型為連續變厚度型材；

g)連續變厚度型材經過測厚儀、測速裝置進行測厚及測速；

h)連續變厚度型材經型材剪切機按照成品變厚度型材的長度厚度要求進行裁剪，裁剪為單個變厚度型材；

i)單個變厚度型材在堆垛段進行變厚度型材的堆垛。

進一步，步驟d)連續變厚度帶鋼在線熱處理後先進入表面鍍層段對連續變厚度帶鋼表面進行鍍金屬層，再拉矯機進行矯平。

優選的，所述表面鍍層段採用電鍍或熱鍍的方式在變厚度帶鋼表面鍍鋅、錫、鉻、鎂和鋁中一種或一種以上金屬，或在變厚度帶鋼表面鍍鋁矽鍍層。

所述變厚度帶鋼來自於變厚度軋機，變厚度帶鋼的選擇條件為變厚度帶鋼的長度和厚度基本滿足成品變厚度型材長度和厚度要求。

所述開卷機用於變厚度鋼卷開卷，當一卷變厚度鋼卷開卷結束後，另一卷變厚度鋼卷鬚較快地上卷以保證變厚度型材的順利生產。

所述切頭尾剪用於切除新上變厚度鋼卷帶頭及上一變厚度鋼卷帶尾；

所述焊機用於將新上變厚度帶鋼帶頭與上一變厚度帶鋼帶尾焊接在一起，形成連續變厚度帶鋼。

所述入口活套用於儲存連續變厚度帶鋼，開卷機正常開卷不上卷情況下，入口活套保持較高套量；當開卷機上卷、開卷、焊機焊接時，入口活套釋放套量，保證變厚度型材的連續生產。

所述脫脂段用於去除連續變厚度帶鋼表面的鐵粉、軋制油、乳化液等雜質，為下道工序在線熱處理做準備。

所述在線熱處理段用於對連續變厚度帶鋼進行退火、回火等熱處理，以保證連續變厚度帶鋼滿足性能要求。

所述表面鍍層段採用電鍍或熱鍍的方式在變厚度帶鋼表面鍍所需厚度的鋅、錫、鉻、鎂、鋁等種類或鍍層或以上金屬組合形式的鍍層及鋁矽鍍層。

所述表面鍍層段非變厚度型材的必需工序，根據成品變厚度型材表面鍍層要求及鍍層種類來選擇是否啟用表面鍍層段及生產的鍍層種類。

所述拉矯機用於連續變厚度帶鋼的矯平。

所述出口活套用於儲存連續變厚度帶鋼，套量隨變厚度型材生產過程實時變化；經輥壓成型裝置成型後的連續變厚度型材裁剪時出口段會降速，此時出口活套用於儲存輥壓成型裝置入口處的連續變厚度帶鋼，套量增加，裁剪後出口段升速，套量釋放，從而保證變厚度型材的連續生產。

所述輥壓成型裝置包含多對成型輥組，輥組可根據變厚度型材成品形狀進行更換，從而將連續變厚度帶鋼輥壓成型為連續變厚度型材。

所述型材焊機非變厚度型材生產的必需工序，其用於將需要焊接的連續變厚度型材焊接為完整地連續變厚度型材，需要焊接的連續變厚度型材如變厚度鋼管等型材。

所述測厚儀用於測定型材剪切機前連續變厚度型材的厚度，並將厚度值反饋給型材剪切機控制系統。所述測速裝置用於測定型材剪切機前連續變厚度型材的速度，並將速度值反饋給型材剪切機控制系統。

優選的，本發明所述測厚儀與測速裝置位置可以互換。

本發明所述型材剪切機將運行中的連續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可根據測速裝置測定的連續變厚度型材的速度計算出連續變厚度型材各段的長度值，型材剪切機根據成品變厚度型材的長度厚度要求結合上述測定的長度值及測厚儀測定的連續變厚度型材的厚度值進行剪切，將連續變厚度型材裁剪為單個變厚度型材。

本發明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生產。

本發明的有益效果：

傳統的變厚度型材的生產方法是連續變厚度鋼板先脫脂，再熱處理，然後經剪切機組裁剪為單片變厚度板，單片變厚度板進行成型焊接為單片變厚度型材，接著，再將單片變厚度型材進行表面鍍金屬層成為變厚度型材成品。

本發明採用的工序是連續變厚度鋼板經脫脂、熱處理後直接進行表面鍍金屬層工序，再進行成型焊接為連續變厚度型材，然後再剪切為單個變厚度型材成品。

本發明能夠實現變厚度型材的連續生產及精確剪切，克服現有變厚度型材生產效率低、生產成本高、勞動強度大、不能連續生產的缺點，大大提高變厚度型材的生產效率。

本發明可以替代現有技術中變厚度型材單獨的生產工序，簡化變厚度型材生產工序，實現變厚度型材的連續生產。

附圖說明

圖1是變厚軋制示意圖。

圖2是本發明實施例一的示意圖。

圖3是本發明實施例二的示意圖。

圖4是本發明實施例三的示意圖。

圖5是本發明的變厚度型材生產工藝流程示意圖。

圖6是現有等厚度型材剪切工藝控制設備布置示意圖。

圖7是本發明的變厚度型材剪切工藝控制設備布置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。

實施例一

參見圖2，在實施例中，變厚度型材為變厚度鋼管(簡稱變厚管)，所述變厚度鋼管的生產方法，包括以下步驟：

1)根據成品變厚管的長度和厚度規格選擇適當的變厚度鋼卷為原料，上卷，採用開卷機7進行開卷，此時入口活套10釋放套量，套量逐漸減少；

2)切頭尾剪8首先切除上一卷變厚度鋼卷帶尾，然後切頭尾剪8將開卷後的變厚度帶鋼1的帶頭切除；

3)切除帶頭尾後的變厚度帶鋼通過焊機9焊接在一起成為連續式變厚度帶鋼2，在步驟1)至3)過程中入口活套10一直釋放套量，套量逐漸減少；

4)焊接後的連續變厚度帶鋼2進入入口活套10，此時入口活套10開始儲存帶鋼，套量逐漸增多，套量增至一定量後保持該套量；

5)連續變厚度帶鋼2經入口活套進入脫脂段11進行脫脂，去除連續變厚度帶鋼2表面的鐵粉、軋制油等汙物；

6)脫脂後的連續變厚度帶鋼2進入在線退火爐12進行退火；

7)經過退火後的連續變厚度帶鋼2進入熱鍍鋅段13，採用熱鍍鋅的方式在連續變厚度帶鋼2表面鍍上要求厚度的鋅層成為鍍鋅連續變厚度帶鋼3；

8)經過熱鍍鋅後的鍍鋅連續變厚度帶鋼3進入拉矯機14，拉矯機14根據預設定的延伸率對鍍鋅連續變厚度帶鋼3進行矯平；

9)經矯平後的鍍鋅連續變厚度帶鋼3進入出口活套15，出口活套15保持低套量；

10)鍍鋅連續變厚度帶鋼3進入輥壓成型裝置16，輥壓成型裝置16布置多對輥組，在輥組的輥壓下鍍鋅連續變厚度帶鋼3逐漸彎曲成型為僅保留一條焊縫的鍍鋅連續變厚度鋼管4(簡稱為留有焊縫鍍鋅連續變厚管)；

11)經輥壓成型裝置16輥壓成型後的留有焊縫鍍鋅連續變厚管4通過變厚管焊機17將焊縫位置焊接形成完整的鍍鋅連續變厚管5；

12)焊接後的鍍鋅連續變厚管5通過測厚儀18測量厚度、測速裝置19測量速度，並將測量值反饋給變厚管剪切機20控制系統；

13)變厚管剪切機20控制系統根據速度測量值計算出鍍鋅連續變厚管5的各段長度和位置，變厚管剪切機20控制系統根據成品單個變厚管6各段的長度厚度要求結合變厚管剪切機20前鍍鋅連續變厚管5的長度、位置及其測得的厚度值對運動中的鍍鋅連續變厚管5進行精確剪切，剪切成為單個變厚管；剪切過程中出口段降速，出口活套15套量增加，剪切後，出口段提速，出口活套15套量釋放，套量減少，如此循環往復；

14)經剪切後的單個鍍鋅變厚度鋼管6進入堆垛段21，不滿足成品長度厚度規格的單個鍍鋅變厚度鋼管6經堆垛段21的輥道運輸至廢品堆垛單元進行堆垛，然後集中處理；滿足成品長度厚度規格的單個鍍鋅變厚度鋼管6經堆垛段21的輥道運輸至成品堆垛單元，進行堆垛打包處理，如此循環往復。至此，單根變厚度鍍鋅鋼管成品生產完成。

實施例二

參見圖3，在實施例中，變厚度型材的生產工序僅比實施例一中少了連續變厚度型材的焊接工序--焊機17，其他工序與實施例一相同。

實施例三

參見圖4，在實施例中，變厚度型材的生產工序相較於實施例二中僅輥壓成型裝置前的測厚儀18與測速裝置19位置互換，其他工序與實施例二相同。

實施例四

參見圖5，在實施例中，變厚度型材的生產工序相較於實施例二中少了表面鍍層段--熱鍍鋅段13，其他工序與實施例二相同。

參見圖6，其所示是目前等厚度型材剪切工藝控制設備布置示意圖。連續等厚度型材經型材焊機17焊接後進入剪切單元，現有的等厚度型材剪切設備採用的是定長剪切機20，測速裝置19測得連續等厚度型材的實際速度並將測量值傳送到控制系統22中；控制系統22將速度測量值進行積分，計算出實際通過剪切單元的連續等厚度型材的長度，並與成品等厚度型材長度設定值進行比較，當計算出的長度值達到設定長度值時，控制系統22向型材定長剪切機20發出剪切信號，型材定長剪切機完成剪切動作，控制系統22中長度計算值恢復初始0值，再進行下一個剪切過程，如此循環實現等厚度型材的剪切。

參加圖7，本發明在上述等厚度型材剪切單元測速裝置之前加裝一個測厚裝置--測厚儀18來實現變厚度型材的剪切。測厚儀18跟蹤測量連續變厚度型材的實際厚度值，測速裝置19對變厚度型材實際速度進行測量，厚度值與速度值將反饋至控制系統22中，控制系統22將速度測量值進行積分，計算出實際通過剪切單元--剪切機20的連續變厚度型材的長度，計算出的長度值與厚度測量值相結合逐漸形成變厚度型材的實際輪廓，將實際輪廓與變厚度型材輪廓的設定值進行比較，達到一個輪廓周期時控制系統22向變厚度型材剪切機20發出剪切信號，變厚度型材剪切機20完成剪切動作，控制系統22中長度計算值恢復初始0值，再進行下一個件的剪切過程，如此循環實現變厚度型材的剪切。

本發明採用開卷、焊接、脫脂、在線熱處理、表面鍍層、矯平、輥壓成型、型材焊接、剪切、堆垛等生產工序，實現了變厚度型材的連續生產及精確剪切，大大提高了變厚度型材的生產效率；本發明可以替代現有技術中變厚度型材單獨的生產工序，簡化生產工藝流程，具有廣闊的應用前景。