一种带钢生产机组及方法与流程

1.本发明涉及冶金行业冷轧工序技术领域，尤其涉及一种带钢生产机组及方法，该设备属于连续退火硅钢机组，适用于带套筒的带钢生产、加工机组。


背景技术：

2.无取向中、高牌号退火机组，生产产品为0.35mm厚度的电工钢。原料来源于酸轧或二十辊轧制机组，由于生产规格薄、速度高、张力大等因素，酸轧及二十辊机组卷取下线的钢卷需要增加钢套筒来消除塌卷缺陷，满足正常生产。
3.酸轧及二十辊机组下线钢卷增加套筒以后，对应下游工序(无取向中、高牌号退火机组)，在开卷作业完毕后需要完成套筒下线作业。行业内、同类机组均采用人工手动卸套筒作业，严重浪费人力的同时，降低了机组的作业效率，同时增加了人员手动作业风险。作业人员需要从操作室内，徒步穿越步进梁及拆捆带机器人等设备区域，存在设备伤害及高空坠落风险，且手动作业由于手动操作的精准度不高，容易出现套筒掉落，继而出现设备伤害及人员伤害风险。作业时间15分钟，作业周期0.5小时的操作频次，严重增加了人工作业时间、降低了人工作业效率，同时也浪费了天车(吊运设备)的作业时间及作业效率。
4.另外，同类机组实现自动卸套筒功能，需要增加机器人、测宽、测高等多重检测系统，设备成本高、施工难度大、施工周期长。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的带钢生产机组及方法。
6.第一方面，提供一种带钢生产机组，包括开卷机，所述开卷机芯轴端延长线下方处依次设置水平向的卸套筒位、待机位、套筒吊运位，所述开卷机芯轴端延长线上方处设置天车，还包括运卷小车；
7.所述运卷小车通过升降机构安装于轨道上，所述轨道位于所述卸套筒位、所述待机位、所述套筒吊运位的下方；所述运卷小车的顶部设置支撑位，所述支撑位上设置检测元件；
8.所述开卷机、所述天车、所述运卷小车、所述检测元件通过控制系统联动控制。
9.可选的，所述支撑位设置v形衬垫，所述检测元件设置于所述衬垫上。
10.可选的，所述卸套筒位设置应急鞍座，所述应急鞍座的一侧设置推出机构，另一侧设置收集机构，所述应急鞍座与所述收集机构之间通过轨道连接。
11.可选的，所述待机位设置钢卷鞍座，所述套筒吊运位设置过渡鞍座，所述轨道位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座下方的地坑内。
12.可选的，所述运卷小车在垂直向具有三个高度的工位，包括最低位、超越鞍座位、最高位，所述最低位位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座的下方，所述超越鞍座位位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座的上方，所述最高位位于所述超越鞍
座位与所述天车之间。
13.可选的，当所述运卷小车位于所述超越鞍座位时，所述检测元件与所述开卷机芯轴端位置对应。
14.第二方面，提供一种利用第一方面所述带钢生产机组进行带钢生产的方法，包括：
15.所述运卷小车将钢卷送至所述开卷机的芯轴上，所述开卷机启动后进行甩尾作业；
16.所述甩尾作业后完成后，所述芯轴缩径、外支撑打开；
17.所述运卷小车行走至所述卸套筒位，上升至所述检测元件检测到信号后停止，将所述芯轴上的套筒取下；
18.所述运卷小车行走至所述套筒吊运位，通过所述控制系统向所述天车发送所述套筒到位的信号；
19.所述天车移动定位到所述套筒吊运位，所述天车的自动夹钳将所述套筒吊运至下一个工位；
20.所述检测元件检测到所述套筒吊离后，所述运卷小车回到所述待机位。
21.可选的，还包括：当所述天车有临时任务时，所述运卷小车运输套筒到所述卸套筒位，所述卸套筒位一侧的推出机构伸出，将所述套筒推至所述卸套筒位另一侧的收集机构，所述套筒沿所述卸套筒位与所述收集机构之间的轨道回落到所述收集机构中。
22.可选的，所述运卷小车在垂直向具有三个高度的工位，包括最低位、超越鞍座位、最高位，所述最低位位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座的下方，所述超越鞍座位位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座的上方，所述最高位位于所述超越鞍座位与所述天车之间；所述运卷小车的升降动作由液压缸驱动，高度检测由接近开关检测；所述运卷小车的行走动作由变频电机控制，前进距离检测由拉绳编码器检测，前进后退设置减速位及停止极限，由行程开关检测完成。
23.可选的，所述天车的自动夹钳将所述套筒吊运至下一个工位，包括：所述自动夹钳打开、下落至所述套筒处，检测到所述套筒中心到位后，所述夹钳闭合，将所述套筒吊运至下一个工位。
24.本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
25.本发明实施例提供的带钢生产机组及方法，通过在运卷小车上设置用于套筒检测的检测元件，配合信号网络传输的控制系统与天车联动，实现低成本、全自动带钢生产，特别是实现连续退火硅钢机组全自动卸钢卷套筒及倒运套筒功能。
26.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
27.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
28.图1为本发明实施例中带钢生产机组示意图；
29.图2为本发明实施例中带钢生产方法的工艺图；
30.图3为全自动卸钢卷套筒过程控制流程图。
具体实施方式
31.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。
32.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本公开内容实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
33.本发明提供了一种带钢生产机组，请参考图1，图1为本发明实施例中带钢生产机组示意图，包括开卷机1，所述开卷机1芯轴101端延长线下方处依次设置水平向的卸套筒位、待机位、套筒吊运位，所述开卷机1芯轴101端延长线上方处设置天车，还包括运卷小车2；
34.所述运卷小车2通过升降机构安装于轨道上，所述轨道位于所述卸套筒位、所述待机位、所述套筒吊运位的下方；所述运卷小车2的顶部设置支撑位，所述支撑位上设置套筒检测元件201；
35.所述开卷机1、所述天车、所述运卷小车2、所述套筒检测元件201通过控制系统联动控制。
36.所述开卷机1为硅钢卷开卷设备，位于机组入口，其芯轴101与机组中心线垂直，芯轴101胀/缩由液压缸驱动扇形板控制，实现胀/缩径功能，胀径后外径为460mm，缩径后外径为510mm。胀/缩径控制通过液压管路安装比例阀控制阀门开度，同时安装压力检测，实现与钢卷外径连锁的闭环控制。芯轴101旋转由变频电机及电机编码器实现闭环速度、张力控制。芯轴101中心线与运卷小车2鞍座中心线重合。开卷机1设置外支撑用于支撑开卷机1芯轴101操作负荷，防止芯轴101单侧受力。
37.作为可选的实施方式，运卷小车2与开卷机1芯轴101中心线重合，布置在机组操作侧的延长线地坑内。升/降动作由液压缸驱动，高度检测由接近开关检测，所述运卷小车2在垂直向具有三个高度的工位，分为最低位、超越鞍座位、最高位，所述最低位位于所述应急鞍座3、所述钢卷鞍座4以及所述过渡鞍座5的下方，所述超越鞍座位位于所述应急鞍座3、所述钢卷鞍座4、所述过渡鞍座5的上方，所述最高位位于所述超越鞍座位与所述天车之间。前进/后退动作由变频电机控制，前进距离检测由拉绳编码器检测，前进后退设置减速位及停止极限，由行程开关检测完成。其顶部的支撑位设置聚氨酯v形结构衬垫，防止硅钢压伤，v形衬垫中间设置15cm宽度，深度20mm凹槽，套筒检测元件201采用接近开关原理，安装在该凹槽内。
38.作为可选的实施方式，所述卸套筒位设置应急鞍座3，所述应急鞍座3的一侧设置推出机构6，另一侧设置收集机构7，所述应急鞍座3与所述收集机构7之间通过滑落轨道8连接。具体来讲，应急套筒收集装置包含套筒推出机构6、滑落轨道8及套筒应急存储机构。套筒推出机构6设置在开卷机1与钢卷鞍座4之间，位于运卷小车2地坑的操作侧。当天车有临时任务时，钢卷运卷小车2运输套筒到卸套筒位，卸套筒位成为应急套筒推出位，钢卷运卷小车2下降到超越鞍座位，推出机构6伸出，套筒沿滑落轨道8回落到收集机构7中。具体来
讲，推出机构6由可伸缩的机构构成，例如可采用油缸，油缸的缸体固定，活塞杆上安装推块，油缸伸长时通过推块将应急套筒推出位的套筒推出，该油缸还可以替换成丝杆，此处不作限制。收集机构7可以采用开口向上的盒体，使盒体的垂直高度低于应急鞍座的高度，滑落轨道8与应急鞍座连接的一端高，与盒体连接的一端低，推出机构6将套筒推上滑落轨道8后，套筒沿滑落轨道8自然滑落至盒体中，此方案为示例，不作限制。
39.所述待机位设置钢卷鞍座4，所述套筒吊运位设置过渡鞍座5，所述轨道位于所述应急鞍座3、所述钢卷鞍座4、所述过渡鞍座5下方的地坑内。钢卷鞍座4为运卷小车2待机位等待区域；过渡鞍座5为运卷小车2从开卷机1卸套筒，转运到此鞍座位置，联动天车吊装套筒区域。
40.套筒为外径规格，厚度规格不限的钢铁材质套筒。
41.套筒检测元件201及控制系统包含套筒套筒检测元件201，运卷小车2升降的套筒检测元件201-行程开关，运卷小车2前进后退距离套筒检测元件201-拉绳编码器，控制系统为西门子plc400控制器。
42.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了利用所述带钢生产机组进行带钢生产的方法，请参考图2，图2为本发明实施例中带钢生产方法的工艺图，包括：
43.所述运卷小车2将钢卷送至所述开卷机1的芯轴101上，所述开卷机1启动后进行甩尾作业；
44.所述甩尾作业后完成后，所述芯轴101缩径、外支撑打开；
45.所述运卷小车2行走至所述卸套筒位，上升至所述套筒检测元件201检测到信号后停止，将所述芯轴101上的套筒取下；
46.所述运卷小车2行走至所述套筒吊运位，通过所述控制系统向所述天车发送所述套筒到位的信号；
47.所述天车移动定位到所述套筒吊运位，所述天车的自动夹钳将所述套筒吊运至下一个工位；
48.所述套筒检测元件201检测到所述套筒吊离后，所述运卷小车2回到所述待机位。
49.具体来讲，当所述天车有临时任务时，所述运卷小车2运输套筒到所述卸套筒位，所述卸套筒位一侧的推出机构6伸出，将所述套筒推至所述卸套筒位另一侧的收集机构7，所述卸套筒位与所述收集机构7之间的轨道回落到所述收集机构7中。
50.所述运卷小车2在垂直向具有三个高度的工位，包括最低位、超越鞍座位、最高位，所述最低位位于所述应急鞍座3、所述钢卷鞍座4、所述过渡鞍座5的下方，所述超越鞍座位位于所述应急鞍座3、所述钢卷鞍座4、所述过渡鞍座5的上方，所述最高位位于所述超越鞍座位与所述天车之间。天车包含天车自动夹钳，吊套筒定位检测。其控制原理为运卷小车2卸套筒后，下降到超越鞍座位，后退运输套筒至过渡鞍座5，过渡鞍座5位置检测触发天车吊运套筒信号，天车运行至套筒吊运位置，天车自动夹钳开始夹钳初始打开定位，下落，检测套筒中心到位后，夹钳闭合，套筒吊运。
51.基于图1的带钢生产机组，进行全自动卸钢卷套筒及倒运套筒装置控制流程如图3所示：开卷机1甩尾作业后停止运行，芯轴101缩径、外支撑打开，运卷小车2从钢卷鞍座4待机位的下极限前进距离s(拉绳编码器检测)，到卸套筒位，上升，套筒套筒检测元件201检测到信号后运卷小车2停止，后退距离s，到钢卷鞍座4位，运载套筒到过渡鞍座5过程中，运卷
小车2下降到超越鞍座位，到过渡鞍座5的套筒吊运位停止，向天车发送套筒到位信号，天车移动定位到套筒吊运位，天车自动夹钳开始夹钳初始打开定位，下落，检测套筒中心到位后，夹钳闭合，套筒吊运完成，套筒套筒检测元件201检测套筒吊离后，钢卷运卷小车2自动回到待机位。当天车有临时任务不能使用时，运卷小车2运输套筒横移到应急卸套筒位，所述卸套筒位一侧的推出机构6伸出，将所述套筒推至所述卸套筒位另一侧的收集机构7，所述卸套筒位与所述收集机构7之间的轨道回落到所述收集机构7中。
52.本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本发明实施例提供的带钢生产机组及方法，通过在运卷小车2上设置用于套筒检测的套筒检测元件201，配合信号网络传输的控制系统与天车联动，实现低成本、全自动带钢生产，特别是实现连续退火硅钢机组全自动卸钢卷套筒及倒运套筒功能。
53.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
54.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

技术特征：
1.一种带钢生产机组，包括开卷机，所述开卷机芯轴端延长线下方处依次设置水平向的卸套筒位、待机位、套筒吊运位，所述开卷机芯轴端延长线上方处设置天车，其特征在于，还包括运卷小车；所述运卷小车通过升降机构安装于轨道上，所述轨道位于所述卸套筒位、所述待机位、所述套筒吊运位的下方；所述运卷小车的顶部设置支撑位，所述支撑位上设置检测元件；所述开卷机、所述天车、所述运卷小车、所述检测元件通过控制系统联动控制。2.如权利要求1所述的带钢生产机组，其特征在于，所述支撑位设置v形衬垫，所述检测元件设置于所述衬垫上。3.如权利要求1所述的带钢生产机组，其特征在于，所述卸套筒位设置应急鞍座，所述应急鞍座的一侧设置推出机构，另一侧设置收集机构，所述应急鞍座与所述收集机构之间通过轨道连接。4.如权利要求3所述的带钢生产机组，其特征在于，所述待机位设置钢卷鞍座，所述套筒吊运位设置过渡鞍座，所述轨道位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座下方的地坑内。5.如权利要求4所述的带钢生产机组，其特征在于，所述运卷小车在垂直向具有三个高度的工位，包括最低位、超越鞍座位、最高位，所述最低位位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座的下方，所述超越鞍座位位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座的上方，所述最高位位于所述超越鞍座位与所述天车之间。6.如权利要求5所述的带钢生产机组，其特征在于，当所述运卷小车位于所述超越鞍座位时，所述检测元件与所述开卷机芯轴端位置对应。7.一种利用权利要求1至6任一所述带钢生产机组进行带钢生产的方法，其特征在于，包括：所述运卷小车将钢卷送至所述开卷机的芯轴上，所述开卷机启动后进行甩尾作业；所述甩尾作业后完成后，所述芯轴缩径、外支撑打开；所述运卷小车行走至所述卸套筒位，上升至所述检测元件检测到信号后停止，将所述芯轴上的套筒取下；所述运卷小车行走至所述套筒吊运位，通过所述控制系统向所述天车发送所述套筒到位的信号；所述天车移动定位到所述套筒吊运位，所述天车的自动夹钳将所述套筒吊运至下一个工位；所述检测元件检测到所述套筒吊离后，所述运卷小车回到所述待机位。8.如权利要求7所述的带钢生产的方法，其特征在于，还包括：当所述天车有临时任务时，所述运卷小车运输套筒到所述卸套筒位，所述卸套筒位一侧的推出机构伸出，将所述套筒推至所述卸套筒位另一侧的收集机构，所述套筒沿所述卸套筒位与所述收集机构之间的轨道回落到所述收集机构中。9.如权利要求7所述的带钢生产的方法，其特征在于，所述运卷小车在垂直向具有三个高度的工位，包括最低位、超越鞍座位、最高位，所述最低位位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座的下方，所述超越鞍座位位于所述应急鞍座、所述钢卷鞍座、所述过渡鞍座的上方，所述最高位位于所述超越鞍座位与所述天车之间；所述运卷小车的升降动作由
液压缸驱动，高度检测由接近开关检测；所述运卷小车的行走动作由变频电机控制，前进距离检测由拉绳编码器检测，前进后退设置减速位及停止极限，由行程开关检测完成。10.如权利要求7所述的带钢生产的方法，其特征在于，所述天车的自动夹钳将所述套筒吊运至下一个工位，包括：所述自动夹钳打开、下落至所述套筒处，检测到所述套筒中心到位后，所述夹钳闭合，将所述套筒吊运至下一个工位。

技术总结
本发明公开了一种带钢生产机组及方法，机组包括开卷机，开卷机芯轴端延长线下方处依次设置水平向的卸套筒位、待机位、套筒吊运位，所述开卷机芯轴端延长线上方处设置天车，还包括运卷小车；所述运卷小车通过升降机构安装于轨道上，所述轨道位于所述卸套筒位、所述待机位、所述套筒吊运位的下方；所述运卷小车的顶部设置支撑位，所述支撑位上设置检测元件；所述开卷机、所述天车、所述运卷小车、所述检测元件通过控制系统联动控制。本发明通过在运卷小车上设置用于套筒检测的检测元件，配合信号网络传输的控制系统与天车联动，实现低成本、全自动带钢生产，特别是实现连续退火硅钢机组全自动卸钢卷套筒及倒运套筒功能。卸钢卷套筒及倒运套筒功能。卸钢卷套筒及倒运套筒功能。


技术研发人员：张兴 刘靖 东旭 李立 赵志涛 祝建国 陈春国 赵清健 张晋峰 孙勃 王彦国 颜廷洲 任中一 兰晓栋 张路
受保护的技术使用者：首钢智新迁安电磁材料有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/9/14