一种防止带钢边部开裂的边部加热装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种防止带钢边部开裂的边部加热装置及方法。
【背景技术】
[0002]带钢在轧制过程中，其边部温降大于中部温降，边部与中部温差大约为100°C。边部温降大，导致在带钢横断面上晶粒组织不均匀，性能差异大，同时，还会造成轧制中边部裂纹、以及对轧辊严重的不均匀磨损。
[0003]对带钢进行边部加热可以有效地减少并阻止上述问题的发生。边部加热一般用于热轧中间坯，可提高带钢边部温度，将其加热补偿到与中部温度一致。边部加热的方法主要有两种:一种是保温罩带煤气烧嘴的火焰型边部加热方法，这种方法在生产硅钢的精轧机组前可见；另一种是电磁感应边部加热方法，这种方法在国外普遍采用，效果更好，因为加热温度可以调节，适用各类钢种。
[0004]目前，国内各热轧带钢厂一般将边部加热器安装在带钢稳定运行的机组中段或末段，例如飞剪前，因为此处环境条件好，较适于维修。但是，连退机组入口前端的开卷机处，在开卷过程中，由于钢卷边部应力较大，很容易出现开裂，尤其是对于一些特殊钢种，在环境温度较低的冬季，更易产生边部开裂，影响正常生产运行。然而，因为开卷机前安装空间有限，并且开卷机开卷时卷筒会变小，现有的边部加热器不具备跟随功能，导致现有的边部加热器无法直接应用于开卷机处。因此，本发明的目的在于在开卷机处设计一种边部加热装置，用于防止带钢开卷时边部开裂。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种防止带钢边部开裂的边部加热装置及方法，它可以将带钢边部温度加热到指定温度，消除带钢宽度方向上的温差，从而有效避免钢卷开卷过程中的边部开裂。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]提供一种防止带钢边部开裂的边部加热装置，该装置包括:基础支撑、移动机构、加热机构和PLC控制器；其中，
[0008]所述基础支撑安装在开卷机与带钢运行方向相反的一侧，所述基础支撑包括具有一定斜度的上端面；
[0009]所述移动机构安装在所述基础支撑的上端面上，所述移动机构包括纵向支架、纵向驱动、横向支架、横向导轨和横向驱动，所述纵向支架沿卷筒径向设置，所述纵向支架的轴线与卷筒的轴线相交，所述纵向驱动安装在纵向支架上，所述横向支架沿卷筒轴线安装在纵向支架靠近卷筒的端部，一对所述横向导轨滑动安装在横向支架的两端，所述横向驱动安装在横向支架上；
[0010]所述加热机构固定安装在所述横向导轨上，所述加热机构包括点火电极、燃烧室、喷嘴板、喷嘴、空煤气混合管和空煤气混合器，所述点火电极设置在燃烧室的上方，所述燃烧室为狭长型结构，所述燃烧室设置在喷嘴板的上方，所述喷嘴板上设有多个喷孔，所述喷嘴板向外倾斜于钢卷端面设置，所述喷嘴设置在喷嘴板的下方，所述喷嘴具有上小下大的渐缩型腔体，所述喷嘴侧面与所述空煤气混合管连接，所述空煤气混合管与所述空煤气混合器连接，所述空煤气混合器上设有互相垂直的空气接口和煤气接口；
[0011]所述PLC控制器分别与纵向驱动、横向驱动和点火电极连接。
[0012]按上述技术方案，所述纵向支架包括平行设置的两根驱动杆和一根活动杆，所述活动杆设置在驱动杆之间，每根所述驱动杆上分别安装有所述纵向驱动。
[0013]按上述技术方案，所述空煤气混合管包括相互垂直的横管和竖管、以及连接所述横管和竖管的90°弯头。
[0014]按上述技术方案，所述空煤气混合器包括中空的混合器本体、以及安装在所述混合器本体内中空的混合器控风体，所述混合器控风体为锥形缩口结构，所述混合器控风体的入口与空气接口连接，所述混合器控风体的出口设置在煤气接口的前端。
[0015]按上述技术方案，所述空煤气混合管与所述空煤气混合器通过螺纹连接。
[0016]按上述技术方案，所述空气接口处设置有取压嘴，与煤气接口连接的煤气管道上也设置有取压嘴。
[0017]按上述技术方案，所述喷嘴板与钢卷端面之间的倾斜角度为10°?20°。
[0018]相应的，本发明提供一种防止带钢边部开裂的边部加热方法，包括以下步骤:
[0019]S1、将上述装置安装在开卷机的前端，钢卷通过行车吊装到开卷机的卷筒上，并完成穿带；
[0020]S2、PLC控制器根据数据库里存储的带钢品种、带钢宽度、钢卷内外径尺寸以及带钢运行速度，调取数据库中预先存储的对应的操作指令，控制纵向驱动带动纵向支架做纵向移动、横向驱动带动横向导轨沿着横向支架做横向移动，使得加热机构移动至钢卷左右两侧；
[0021]S3、加热机构就位后，PLC控制器发出点火命令，控制高压包放电使点火电极打火，点火电极点燃燃烧室内空气和煤气的混合器，燃烧室喷出的扁平直火焰能同时加热到钢卷肉厚与带钢正面，并根据设定的工艺温度将带钢边部加热到60°C?80°C ;
[0022]S4、稳定燃烧后，PLC控制器在点火电极上加载220V电压，并通过离子检测的方式检测点火电极与燃烧室外端面之间是否有稳定火焰，若有稳定火焰，则形成一个封闭电路，同时向PLC控制器返回一个约4?40 μ A的检测电流值，实现火焰的自动检测功能；
[0023]S5、检测电流稳定后，PLC控制器根据带钢运行速度计算钢卷外径的减小速度，进而计算纵向支架的移动速度，保证加热机构始终与钢卷表面保持恒定的距离；
[0024]S6、当加热机构接到熄火信号时，停止通入煤气，火焰熄灭，空气继续通入起到冷却保护喷嘴的作用。
[0025]本发明产生的有益效果是:(I)采用可纵向和横向移动的移动机构，配合直火焰加热机构，可以实现加热机构跟随钢卷外径进行移动，使得带钢边部加热效果好，均匀性高，可将带钢边部加热到指定工艺温度，从而有效防止带钢开卷时的边部开裂缺陷；(2)加热机构采用独特的狭长型的喷嘴板和燃烧室，保证了一次风的配比，使得加热机构可形成一个刚性的、均匀的扁平火焰，并且自带点火与检测电极，可实现自动点火与关闭控制，操作简便；(3)通过PLC控制器对加热机构的横向与纵向移动进行精确控制，自动化程度高，维护成本低，投入成本远低于采用电磁感应边部加热方法。
【附图说明】
[0026]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0027]图1为本发明实施例的主视图；
[0028]图2为本发明实施例的俯视图；
[0029]图3为本发明实施例中加热机构的主视图；
[0030]图4为本发明实施例中加热机构的左视图。
[0031]图中:1-钢卷，2-卷筒，3-横向支架，4-横向导轨，5-加热机构，6-横向驱动，7-纵向驱动，8-纵向支架，801-驱动杆、802-活动杆、9-基础支撑，101-宽带钢卷，102-窄带钢卷，200-加热机构待命位，201-加热机构宽带钢卷工位，202-加热机构窄带钢卷工位，501-点火电极，502-电极座，503-90。弯头，504-横管，505-喷嘴，506-竖管，507-混合器本体，508-混合器控风体，509-管塞，510-取压嘴，551-燃烧室，552-喷嘴板。
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]如图1?图4所示，一种防止带钢边部开裂的边部加热装置，该装置包括:基础支撑9、移动机构、加热机构5和PLC控制器；其中，
[0034]基础支撑9安装在开卷机与带钢运行方向相反的一侧，基础支撑9包括具有一定斜度的上端面；
[0035]移动机构安装在基础支撑9的上端面上，移动机构包括纵向支架8、纵向驱动7、横向支架3、横向导轨4和横向驱动6