專利名稱：一種軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法及其冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金工藝裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及一種冶金軋機(jī)的工藝裝置及其工藝方法。
背景技術(shù)：
作為冶金工藝重要裝置的高速線材軋機(jī)，為了達(dá)到產(chǎn)品要求、以及保證線材生產(chǎn)過程連續(xù)正常地進(jìn)行，通常要在位于粗軋(V或H軋向)的6#軋機(jī)后、中軋的7#軋機(jī)前，配置帶刀片的曲柄式飛剪(通常簡稱為1#飛剪)，以對線材軋件實(shí)施切頭、切尾、及防止后續(xù)事故而作事故碎斷等重要功能；曲柄啟停式1#飛剪其性能參數(shù)通常可達(dá)到最大剪切斷面 5026mm2 (直徑80mm)，切頭長度50 200mm，碎斷長度 800mm，剪切速度0. 5 1. 3m/s，剪切溫度彡850°C。例如170*170*1100連鑄鋼坯經(jīng)加熱爐加熱至1100 1150°C后，要通過1#—6#粗軋機(jī)軋制成直徑為79mm、溫度高達(dá)1000°C左右的圓坯，經(jīng)1#飛剪切頭后再進(jìn)入中軋機(jī)列7# 軋機(jī)繼續(xù)軋制;6#軋機(jī)軋制完該條鋼坯后，1#飛剪即進(jìn)行切尾；如更后道工序的下游機(jī)架出現(xiàn)故障，1#飛剪必須應(yīng)急啟動碎斷功能、進(jìn)行連續(xù)剪切，剪切的頻率約為1次/秒，通常每條鋼坯的碎斷次數(shù)可達(dá)60次以上。由于連續(xù)的剪切碎斷，刀片及剪刃部位溫度急劇上升，熱量還會通過刀片傳遞到刀軸，使刀軸溫度也急劇升高、進(jìn)而會影響到與刀軸一體的曲軸與變速箱之間的密封升溫、 加速密封的損壞，為此，對1#飛剪刀片和刀軸的快速降溫非常重要。傳統(tǒng)的1#飛剪刀片和刀軸的冷卻方式是自然冷卻，但是長期的使用發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的 1#飛剪刀片和刀軸的冷卻方式存在以下缺點(diǎn)。(1)當(dāng)由于后道工序線材或下游機(jī)架出現(xiàn)故障，1#飛剪立即啟動連續(xù)剪切的碎斷功能，剪切的頻率可達(dá)1次/秒或以上。在鋼坯碎斷過程中，每條鋼坯的碎斷次數(shù)可多達(dá)60 次以上。由于連續(xù)的剪切碎斷，刀片的剪刃部位溫度急劇上升出現(xiàn)暗紅，溫度高達(dá)700°C以上，而飛剪的刀片靠自然冷卻的話，在短時(shí)間內(nèi)很難有效降低刀片的溫度，導(dǎo)致刀片刀刃溫度居高不下，使刀片剪刃部位發(fā)生軟化，加劇了刀片剪刃部位的磨損、刀刃剪切部位出現(xiàn)凹槽，使兩刀片之間間隙加大，造成刀片失效，既縮短刀片的使用壽命，而且，影響軋件切頭尾的質(zhì)量，軋件的切頭剪切質(zhì)量差又容易使后道工序沖鋼，造成誤產(chǎn)。結(jié)果，傳統(tǒng)自然冷卻下刀片壽命通常只有三天，還在一定程度上影響了連續(xù)和正常的生產(chǎn)。(2)當(dāng)在1#飛剪連續(xù)剪切軋件時(shí)，刀片的高溫同時(shí)傳遞到刀軸；刀軸一體的曲軸的滑動軸承套的材料通常為鋁青銅，最高的工作溫度是^0°C，其潤滑油為1號復(fù)合鋰基脂。1#飛剪連續(xù)剪切時(shí)，刀軸曲軸部的溫度高達(dá)300°C以上，造成滑動軸承銅套中的潤滑脂受高溫影響滲漏溢出，導(dǎo)致銅套潤滑不良，磨損快，軸承間隙逐步加大，促使1#飛剪失去功效，造成鋼坯剪彎而不斷等事故；而為確保1#飛剪及后續(xù)的正常工作及產(chǎn)品質(zhì)量，不得不停機(jī)更換刀軸滑動軸承的銅套。由上可見1#飛剪傳統(tǒng)自然冷卻方式存在如下系列的缺點(diǎn)不僅影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，造成生產(chǎn)誤產(chǎn)、影響軋材成材率，且因經(jīng)常更換刀片和刀軸滑動軸承的銅套，增加了設(shè)備運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是要提供一種軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法及其裝置，其具有如下優(yōu)點(diǎn)在節(jié)水、防止水濺滲進(jìn)軸承油封的前提下，采用更為有效的水冷方式冷卻飛剪刀片，因此能大幅降低飛剪刀片及其刀軸、曲軸的溫度，提高飛剪的剪切質(zhì)量，延長刀片及飛剪整體的工作壽命、降低整體設(shè)備的故障率。為此，本發(fā)明的技術(shù)解決方案之一是一種軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法，其在線材輸往飛剪刀片的途中設(shè)置熱敏傳感器檢測線材的運(yùn)動和位置、并將檢測信號傳輸給控制電路， 所述冷卻方法包括如下步驟A、當(dāng)熱敏傳感器發(fā)出熱金屬不存在的檢測信號，飛剪刀片停機(jī)或待機(jī)；當(dāng)熱敏傳感器發(fā)出熱金屬存在的檢測信號，轉(zhuǎn)向步驟B ；B、檢測飛剪刀片下游的機(jī)架有無故障信號？如有故障信號轉(zhuǎn)到步驟C，如無故障信號轉(zhuǎn)到步驟F ；C、驅(qū)動飛剪刀片以1-3次/秒剪切頻率剪切線材60-180次，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片，轉(zhuǎn)向步驟D ；D、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切？如是，轉(zhuǎn)向步驟C，如否，轉(zhuǎn)向步驟E ；E、從飛剪刀片停止剪切始計(jì)時(shí)、并自動延時(shí)30-60秒后關(guān)閉冷卻噴水；F、檢測熱敏傳感器發(fā)出的信號是表征線材離去或過來的關(guān)或開信號，如為關(guān)信號，轉(zhuǎn)向步驟G，如為開信號，轉(zhuǎn)向步驟I ；G、驅(qū)動飛剪刀片對線材進(jìn)行切尾，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片，完成切尾后轉(zhuǎn)向步驟 H；H、從飛剪刀片停止剪切3-10秒后，自動延時(shí)關(guān)閉冷卻噴水；I、驅(qū)動飛剪刀片對線材進(jìn)行切頭，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片，完成切頭后轉(zhuǎn)向步驟 J;J、從飛剪刀片停止剪切3-10秒后，自動延時(shí)關(guān)閉冷卻噴水。本發(fā)明的方法采用熱敏傳感器監(jiān)測軋制過程中高溫線材的來去狀態(tài)，如果監(jiān)測發(fā)現(xiàn)沒有高溫線材或來或去，則控制飛剪及刀片停止工作，可以節(jié)省能源、減少機(jī)器損耗，不會浪費(fèi)寶貴的水源、不致因富余水量濺滲進(jìn)軸承軸套及油封中造成污染或其它水之患。一旦，熱敏傳感器監(jiān)測到高溫線材或來或去，隨即發(fā)出信號，信號傳輸?shù)娇刂齐娐?，控制電路首先根?jù)軋機(jī)前后工況，決定是否需要啟動應(yīng)急碎斷動作，如果需要，則立即啟動高頻多次的應(yīng)急碎斷動作，同時(shí)啟動噴水冷卻，但并不濫用冷卻水，而是使得噴水冷卻恰到好處，一旦飛剪中斷應(yīng)急碎斷動作，噴水冷卻適當(dāng)延遲之后就行停止，從而確保不浪費(fèi)寶貴水源、不致富余水量濺滲進(jìn)軸承軸套造成油封污染或其它水之患。而在啟動正常的切頭、切尾操作中，本發(fā)明的方法在監(jiān)控基礎(chǔ)上，因應(yīng)較低頻次碎斷動作，同樣使得噴水冷卻恰到好處，在飛剪中斷動作后，適當(dāng)縮短后續(xù)延遲噴水時(shí)間，確保高效冷卻、節(jié)水防患。顯而易見，本發(fā)明方法的水冷效果因水熱容量大幅高于空氣而能使得飛剪刀片、刀軸以及曲軸的溫度大幅降低，從而大幅延長刀片及飛剪整體的工作壽命、降低整體設(shè)備的故障率，也能顯著提高飛剪的剪切質(zhì)量。為進(jìn)一步提高方法控制的合理性、精確度、可靠性，本發(fā)明方法包括如下的具體改進(jìn)所述步驟A中，所述熱金屬不存在的檢測信號為持續(xù)3分鐘以上無變化的低電平或零電壓信號。所述步驟F中，所述關(guān)信號為高電平跌向低電平或零電壓的過程；所述開信號為低電平或零電壓躍向高電平的過程。為進(jìn)一步提高方法控制的節(jié)能、節(jié)水性、冷卻效率，本發(fā)明方法包括如下的具體改進(jìn)所述步驟G包括如下操作G1、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切，如是則噴水冷卻飛剪刀片，如否則啟動停剪計(jì)時(shí)，再轉(zhuǎn)向步驟H。所述步驟I包括如下操作11、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切，如是則噴水冷卻飛剪刀片，如否則啟動停剪計(jì)時(shí)，再轉(zhuǎn)向步驟J。相應(yīng)地，本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是一種采用如上所述軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法的軋機(jī)飛剪刀片冷卻裝置，而所述冷卻裝置包括控制電路、設(shè)置在線材輸往飛剪途中的熱敏傳感器、供水的管路、依序連接在管路上控制供水的電磁閥、噴水冷卻飛剪刀片的噴嘴， 該熱敏傳感器的輸出端連接著控制電路的信號輸入端，而控制電路的信號輸出端連接電磁閥的受控端。本發(fā)明的冷卻裝置在線材輸往飛剪途中設(shè)置熱敏傳感器，從而使得非常簡單通用的傳感器能夠提供準(zhǔn)確、及時(shí)的線材狀態(tài)信號，而且便于沿著線材縱向形成傳感器序列，提高監(jiān)測信號的信息量，便于控制電路優(yōu)化信號處理的質(zhì)量、擴(kuò)展其信號處理的能力，采用與熱敏傳感器連接的控制電路為飛剪刀片進(jìn)行不同頻次的噴水冷卻操作提供準(zhǔn)確、及時(shí)、合理的控制信號。而且結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，給本發(fā)明的方法提供有力的硬件支持。為進(jìn)一步改善本發(fā)明裝置的控制反應(yīng)性能，為飛剪刀片提供靈活、簡捷、安全、高效的噴水冷卻，本發(fā)明裝置包括如下的改進(jìn)所述電磁閥包括帶有所述受控端的二位五通式電磁換向閥、通過其汽缸與電磁換向閥的控制氣管連接的氣動水閥、與電磁換向閥的進(jìn)口氣管連接的氣動三聯(lián)件以及壓縮空氣源，氣動水閥的水路串連在所述噴嘴與供水之間的管路上。為進(jìn)一步改善本發(fā)明裝置綜合平衡軋機(jī)前后工序狀況、更加合理地控制剪切動作、噴水冷卻操作的能力，本發(fā)明裝置包括如下的改進(jìn)所述控制電路包括可編程邏輯控制器PLC、且其信號輸入端還連接軋機(jī)后續(xù)裝置的監(jiān)測傳感器。為沿著線材縱向形成傳感器序列，從而提高監(jiān)測信號的信息量、準(zhǔn)確性、及時(shí)性， 優(yōu)化控制電路的信號處理質(zhì)量、擴(kuò)展其信號處理的能力，本發(fā)明裝置包括如下的改進(jìn)所述熱敏傳感器的數(shù)目為2個(gè)，分別設(shè)置在接近所述飛剪刀片的線材軋機(jī)的前后部位。所述熱敏傳感器包括紅外光電檢測頭。實(shí)踐證明由于本發(fā)明冷卻方法和冷卻裝置使得1#飛剪刀片在生產(chǎn)過程中獲得高效冷卻，有效地避免了高溫軋件對1#飛剪帶來的負(fù)面影響，大大提高了 1#飛剪刀片的壽命和剪切質(zhì)量。通過跟蹤情況統(tǒng)計(jì)，采用傳統(tǒng)自然冷卻的的1#飛剪刀片平均軋制噸位在8 千噸，且剪切質(zhì)量差，而本發(fā)明方法冷卻的1#飛剪刀片平均軋制噸位為8萬噸，近10倍顯著地提高了效率和壽命，且剪切質(zhì)量好，每月至少減少2次碎斷操作，飛剪刀軸的潤滑也由原來每三天人工注脂一次延長至每半月一次。總體而言，本發(fā)明方法大大的降低了備件成本，節(jié)約了停機(jī)更換刀片的時(shí)間，提高了軋件的剪切質(zhì)量，對生產(chǎn)的穩(wěn)定順利進(jìn)行提供了有力的保證，對生產(chǎn)效率的提高功不可沒。以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法實(shí)施例的流程示意圖。圖2為本發(fā)明軋機(jī)飛剪刀片冷卻裝置的控制結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式方法實(shí)施例如圖1，所示為本發(fā)明軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法實(shí)施例的流程示意圖。該方法實(shí)施例，在線材輸往飛剪刀片的途中設(shè)置熱敏傳感器檢測線材的運(yùn)動和位置、并將檢測信號傳輸給控制電路，且包括如下步驟A、當(dāng)熱敏傳感器持續(xù)3分鐘以上過程發(fā)出無變化的低電平或零電壓的檢測信號， 控制電路解讀為熱金屬不存在，則飛剪及其刀片停機(jī)或待機(jī)；當(dāng)熱敏傳感器發(fā)出信號不同于上述過程，控制電路解讀為出現(xiàn)熱金屬，轉(zhuǎn)向步驟B ；B、檢測飛剪刀片下游的機(jī)架有無故障信號？如有故障信號轉(zhuǎn)到步驟C，如無故障信號轉(zhuǎn)到步驟F ；C、提示手動或自動驅(qū)動飛剪刀片以1-3次/秒剪切頻率剪切線材60-180次，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片，轉(zhuǎn)向步驟D ；D、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切？如是，轉(zhuǎn)向步驟C，如否，轉(zhuǎn)向步驟E ；E、從飛剪刀片停止剪切始計(jì)時(shí)、并自動延時(shí)30-60秒后關(guān)閉冷卻噴水；F、檢測熱敏傳感器發(fā)出的信號是表征線材離去或過來的關(guān)或開信號，如為高電平跌向低電平或零電壓的關(guān)信號，表明線材離去，轉(zhuǎn)向步驟G，如為低電平或零電壓躍向高電平的開信號，表明線材過來，轉(zhuǎn)向步驟I ；G、驅(qū)動飛剪刀片對線材進(jìn)行切尾，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片，G1、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切，如是則噴水冷卻飛剪刀片，如否則表明完成切尾，則啟動停剪計(jì)時(shí)，再轉(zhuǎn)向步驟 H；H、從飛剪刀片停止剪切3-10秒后，自動延時(shí)關(guān)閉冷卻噴水；I、驅(qū)動飛剪刀片對線材進(jìn)行切頭，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片，II、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切，如是則噴水冷卻飛剪刀片，如否則表明完成切頭，則啟動停剪計(jì)時(shí)，再轉(zhuǎn)向步驟 J ；J、從飛剪刀片停止剪切3-10秒后，自動延時(shí)關(guān)閉冷卻噴水。如圖2，所示為本發(fā)明軋機(jī)飛剪刀片冷卻裝置的控制結(jié)構(gòu)示意圖。所述飛剪30 帶可擺動連桿35，其刀片31通過軸承安裝在曲軸32末端的刀軸33上，而曲軸32通過軸套34滑動配合在變速箱體(未予示出)上，該冷卻裝置實(shí)施例包括帶可編程邏輯控制器 PLC (未予示出)的控制電路10、設(shè)置在線材X輸往飛剪30途中的2個(gè)帶紅外光電檢測頭的熱敏傳感器S1/S2、供水的管路20、依序連接在管路20上控制供水的電磁閥、噴水冷卻飛剪30上/下刀片31的上/下噴嘴21，控制電路10的信號輸出端連接電磁閥的受控端41， 其10還有信號輸入端連接軋機(jī)后續(xù)裝置(未予示出)的監(jiān)測傳感器(未予示出)，2個(gè)熱敏傳感器S1/S2分別設(shè)置在與所述飛剪30刀片31接近的線材6V軋機(jī)前后部位、S1/S2輸出端連接著控制電路10的信號輸入端。 所述電磁閥包括帶有所述受控端41的二位五通式電磁換向閥40、通過其汽缸51 與電磁換向閥40的控制氣管連接的氣動水閥50、與電磁換向閥40的進(jìn)口氣管連接的氣動三聯(lián)件60以及壓縮空氣源，氣動水閥50的水路串連在所述噴嘴21與供水之間的管路20 上。氣動三聯(lián)件60包括與壓縮空氣源順序串通的空氣過濾器61、減壓閥62、油霧器63。
權(quán)利要求
1. 一種軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法，其在線材輸往飛剪刀片的途中設(shè)置熱敏傳感器檢測線材的運(yùn)動和位置、并將檢測信號傳輸給控制電路，所述冷卻方法包括如下步驟A、當(dāng)熱敏傳感器發(fā)出熱金屬不存在的檢測信號，飛剪刀片停機(jī)或待機(jī)；當(dāng)熱敏傳感器發(fā)出熱金屬存在的檢測信號，轉(zhuǎn)向步驟B;B、檢測飛剪刀片下游的機(jī)架有無故障信號？如有故障信號轉(zhuǎn)到步驟C，如無故障信號轉(zhuǎn)到步驟F ；C、驅(qū)動飛剪刀片以1-3次/秒剪切頻率剪切線材60-180次，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片， 轉(zhuǎn)向步驟D ；D、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切？如是，轉(zhuǎn)向步驟C，如否，轉(zhuǎn)向步驟E；E、從飛剪刀片停止剪切始計(jì)時(shí)、并自動延時(shí)30-60秒后關(guān)閉冷卻噴水；F、檢測熱敏傳感器發(fā)出的信號是表征線材離去或過來的關(guān)或開信號，如為關(guān)信號，轉(zhuǎn)向步驟G，如為開信號，轉(zhuǎn)向步驟I ；G、驅(qū)動飛剪刀片對線材進(jìn)行切尾，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片，完成切尾后轉(zhuǎn)向步驟H；H、從飛剪刀片停止剪切3-10秒后，自動延時(shí)關(guān)閉冷卻噴水；I、驅(qū)動飛剪刀片對線材進(jìn)行切頭，同時(shí)噴水冷卻飛剪刀片，完成切頭后轉(zhuǎn)向步驟J；J、從飛剪刀片停止剪切3-10秒后，自動延時(shí)關(guān)閉冷卻噴水。
2.如權(quán)利要求1所述的軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法，其特征在于所述步驟A中，所述熱金屬不存在的檢測信號為持續(xù)3分鐘以上無變化的低電平或零電壓的過程。
3.如權(quán)利要求1所述的軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法，其特征在于所述步驟F中，所述關(guān)信號為高電平跌向低電平或零電壓的過程；所述開信號為低電平或零電壓躍向高電平的過程。
4.如權(quán)利要求1所述的軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法，其特征在于所述步驟G包括如下操作G1、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切，如是則噴水冷卻飛剪刀片，如否則啟動停剪計(jì)時(shí)，再轉(zhuǎn)向步驟H。
5.如權(quán)利要求1所述的軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法，其特征在于所述步驟I包括如下操作11、監(jiān)測飛剪刀片是否仍在剪切，如是則噴水冷卻飛剪刀片，如否則啟動停剪計(jì)時(shí)，再轉(zhuǎn)向步驟J。
6.一種采用如權(quán)利要求1-5之一所述軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法的軋機(jī)飛剪刀片冷卻裝置，其特征在于所述冷卻裝置包括控制電路、設(shè)置在線材輸往飛剪途中的熱敏傳感器、供水的管路、依序連接在管路上控制供水的電磁閥、噴水冷卻飛剪刀片的噴嘴，該熱敏傳感器的輸出端連接著控制電路的信號輸入端，而控制電路的信號輸出端連接電磁閥的受控端。
7.如權(quán)利要求6所述的軋機(jī)飛剪刀片冷卻裝置，其特征在于所述電磁閥包括帶有所述受控端的二位五通式電磁換向閥、通過其汽缸與電磁換向閥的控制氣管連接的氣動水閥、與電磁換向閥的進(jìn)口氣管連接的氣動三聯(lián)件以及壓縮空氣源，氣動水閥的水路串連在所述噴嘴與供水之間的管路上。
8.如權(quán)利要求6所述的軋機(jī)飛剪刀片冷卻裝置，其特征在于所述控制電路包括可編程邏輯控制器PLC、且其信號輸入端還連接軋機(jī)后續(xù)裝置的監(jiān)測傳感器。
9.如權(quán)利要求6所述的軋機(jī)飛剪刀片冷卻裝置，其特征在于所述熱敏傳感器的數(shù)目為2個(gè)，分別設(shè)置在接近所述飛剪刀片的線材軋機(jī)的前后部位。
10.如權(quán)利要求6所述的軋機(jī)飛剪刀片冷卻裝置，其特征在于所述熱敏傳感器包括紅外光電檢測頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軋機(jī)飛剪刀片冷卻方法及其冷卻裝置，冷卻方法在線材輸往飛剪刀片的途中設(shè)置熱敏傳感器檢測線材的運(yùn)動和位置、并將檢測信號傳輸給控制電路，且包括如下步驟發(fā)出熱金屬存在/不存在的檢測信號，控制飛剪刀片停機(jī)或待機(jī)；或噴水冷卻飛剪刀片，并自動延時(shí)關(guān)閉冷卻噴水；本發(fā)明冷卻方法及其裝置，在節(jié)水、防止水濺滲進(jìn)軸承油封的前提下，采用更為有效的水冷方式冷卻飛剪刀片，因此能大幅降低飛剪刀片及其刀軸、曲軸的溫度，提高飛剪的剪切質(zhì)量，延長刀片及飛剪整體的工作壽命、降低整體設(shè)備的故障率。
文檔編號B23Q11/10GK102310224SQ20111024693
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者王晉國, 蔣弦弋, 譚龍海, 郭繼亮, 陳聽雨, 陳帆 申請人:廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司, 廣東韶鋼松山股份有限公司