一種厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置的制作方法

本實用新型屬于鋼鐵冶金、冷軋生產設備技術領域，尤其涉及一種用于厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置，對前后兩條帶鋼的連接焊縫進行退火處理，消除焊縫的應力。

背景技術：

連續退火處理生產線是冷軋生產帶鋼的主要生產線。連續退火處理生產線包括入口段設備、中央段立式退火爐、平整機和出口段設備。在入口段通道，在帶鋼100移動方向的運輸通道上依次設置入口焊機200、月牙剪400及張緊輥a500、張緊輥b600，帶鋼在進入生產線前，由入口焊機對前后兩條帶鋼進行焊接，焊接完成后，線上的張緊輥a500和張緊輥b600驅動帶鋼向前，實現了帶鋼在退火處理生產線內的高速（最大速度為600m/min）連續生產。

目前連續退火處理生產線使用的入口焊機為窄搭接電阻焊機，該焊機在焊接厚規格（1.4mm以上）、高強帶鋼（DP600以上鋼種）時，帶鋼的焊接質量受焊機本體設備和帶鋼性能的影響較大，焊接工藝參數難以準確選擇，無法保證焊接的可靠性和穩定性，帶鋼焊縫在生產線反復彎曲和拉伸作用下，極容易發生焊縫開焊或整齊斷裂而造成的斷帶事故，通常爐外斷帶處理時間需8-12小時，爐內斷帶處理時間需28-32小時，斷帶事故處理時間長，不僅影響正常生產，而且造成較大的經濟損失；此外，更為嚴重的是，由于上述的限制，本公司根本無法承接厚規格高強汽車板的生產訂單。

技術實現要素：

為了克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的是提供一種厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置，提高厚規格高強鋼的焊接質量，避免發生焊縫開焊或整齊斷裂而造成的斷帶事故。

為了實現上述的實用新型目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置，設置于入口焊機與月牙剪之間，該裝置包括供氣管路、加熱退火單元及控制單元，所述加熱退火單元具有一線性燃燒器及一點火燒嘴，點火燒嘴設置在線性燃燒器上，線性燃燒器下側設有滾輪且置于帶鋼的下方；所述供氣管路具有一燃氣進氣支路、一空氣進氣支路、一點火支路及一混合器，其中燃氣進氣支路一端連接燃氣源，另一端連接混合器，空氣進氣支路一端連接空氣源，另一端連接混合器，混合氣由延伸至上述線性燃燒器正下方的進氣管輸送，點火支路一端連接在燃氣進氣支路上，另一端連接上述點火燒嘴；所述控制單元具有一PLC控制器、一溫度檢測儀、一火焰檢測器及一點火器，點火器的點火導線連接在上述線性燃燒器上，且位于點火燒嘴旁邊，溫度檢測儀置于上述線性燃燒器的上方，用于實時檢測帶鋼焊縫的加熱溫度；火焰檢測器設置在上述線性燃燒器內，用于及時反饋線性燃燒器穩定燃燒，關閉點火燒嘴；PLC控制器分別與溫度檢測儀、火焰檢測器、點火器、驅動機構的電機、空氣進氣支路的電磁閥a和調節閥a、燃氣進氣支路的電磁閥b和調節閥b、點火支路的電磁閥c實現電氣連接，PLC控制器與上述入口焊機的控制器實現邏輯聯鎖控制。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述加熱退火單元包括線性燃燒器、點火燒嘴及用于驅動線性燃燒器往復移動的驅動機構；線性燃燒器具有一帶空腔的車體及置于空腔上的一排圓孔燒嘴，圓孔燒嘴排列的長度為1.8m，進氣管將混合氣輸送至空腔中，從混合器來的燃氣在此燃燒，對厚規格高強帶鋼，焊縫加熱到650℃～750℃，自然冷卻退火，有效加熱寬度50mm（大于13mm焊縫寬度）；由于圓孔燒嘴與圓孔燒嘴之間存在3-4mm的間隙，為了確保圓孔燒嘴加熱均勻性，線性燃燒器的車體底部設置有四個滾輪，驅動機構連接線性燃燒器，在帶鋼焊縫方向進行往復50mm運動。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述供氣管路包括燃氣進氣支路、空氣進氣支路、點火支路及混合器，空氣進氣支路由管道依次設有空氣源、壓氣球閥、壓氣壓力表、電磁閥a及調節閥a且連接至混合器，燃氣進氣支路由管道依次設有燃氣源、燃氣球閥、燃氣壓力表、電磁閥b及調節閥b且連接至混合器；點火支路連接在電磁閥b和調節閥b之間的管道上，點火支路的管道上依次設有調節閥c和電磁閥c且連接至點火燒嘴。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述驅動機構包括電機、基座及曲柄連桿，電機豎向設置，曲柄連桿下端連接于電機的輸出軸且由基座限定，上端由基座限定。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述進氣管及點火支路上均設有一段金屬軟管，金屬軟管的伸縮長度大于50mm，上述線性燃燒器在作往復運動時，保證了供氣的穩定性和可靠性。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述溫度檢測儀為非接觸熱電偶溫度檢測儀，其型號為BTE-TC，相關技術參數：1）、類型：K型；2）、測溫范圍：0～1300℃；3）、輸出：4～20mA，實時將加熱的帶鋼焊縫溫度（精度+/-5℃）送到退火裝置控制器，和設定溫度比較，當相等時，退火裝置控制器發出“退火完成”信息給焊機控制器。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述火焰檢測器為市場銷售的紫外線火焰檢測器，其型號為JZS-102，相關技術參數：1）、電源220V±10% 50/60HZ；2）、火焰檢測 UV傳感器；3）、檢測響應時間 ≤0.2秒；4）光譜響應范圍 190/280nm；5）、傳感器與控制器連線 ≤20米。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述點火器為高能點火器，其型號為DGS-03，相關技術參數：1）、電源電壓 220V±10% 50HZ；2）、 適用燃料 燃氣；3）、 輸出電壓 2500V；4）、 點火頻率 10HZ；5）、弧光能量 3J；6）、 點火頭耐溫 長期1300℃。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述PLC控制器為Siemens PLC S7-200。

在上述的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置中，可選的，所述燃氣源為丙烷、天然氣或混合煤氣，所述空氣源為壓縮空氣或助燃風機，本實用新型最佳的燃氣使用丙烷，空氣使用壓縮空氣，壓力均為0.05Mba。

使用本實用新型時，首先打開壓氣球閥、燃氣球閥和調節閥c，點火器具備點火條件；入口焊機控制器201控制前后兩條帶鋼100的頭尾搭接縫在入口焊機200焊接位置焊接完成后，控制張緊輥500和600驅動帶鋼向前行走，張緊輥500上的旋轉脈沖發生器700送信號到入口焊機控制器201記算行走的距離，當到達固定距離1220mm，控制張緊輥驅動停止，發出“定位完成信號”給PLC控制器，PLC控制器收到“定位完成信號”后，PLC控制器先發出點火信號，點火器產生連續脈沖高電壓在點火燒嘴前放電火花，再打開點火電磁閥，燃氣在點火燒嘴處引火燃燒，火焰檢測器檢測到穩定燃燒，關閉點火信號，可對線性燃燒器進行點火；帶鋼焊縫在線性燃燒器上方定位后，PLC控制器先打開調節閥到點火量，后3秒打開燃氣調節閥到點火量，燃氣在混合氣和空氣進行充分混合，經金屬軟管，送到線性燃燒器并點火，3秒后，空氣、燃氣調節閥都調節到加熱燃燒量；線性燃燒器點火后，關閉點火電磁閥，點火燒嘴關閉；溫度檢測儀檢測到溫度達到設定溫度650℃～750℃，PLC控制器發出關閉燃燒器指令：先關閉燃氣調節閥，5秒后關閉空氣調節閥；PLC控制器發出“退火完成信號”給入口焊機控制器，入口焊機控制器收到該信號，驅動張緊輥運行，完成一個焊接退火周期。

與現有技術相比，本實用新型能實現的有益效果至少包括以下幾個方面：

1）、本實用新型防斷帶裝置安裝在入口焊機后、月牙剪前，結構緊湊，布局合理，占地空間小；

2）、厚規格高強帶鋼焊接后，本實用新型防斷帶裝置的加熱退火單元對焊縫表面進行加熱到700℃～750℃退火，線性加熱器有效加熱寬度為50mm，滿足焊縫寬度13mm的要求；

3）、線性燃燒器的往復50mm運動功能，保證帶鋼焊縫方向上加熱退火均勻，消除應力，增加焊縫接頭韌性和強度，保證焊縫在生產線反復彎曲和拉伸的情況下不斷帶；

4）、本實用新型防斷帶裝置選用PLC控制器，閥門、管線、檢測、時序控制設計安全可靠，此外PLC控制器與入口焊機的控制器實現邏輯聯鎖控制，進一步增強了本實用新型的安全可靠性；

5）、本實用新型生產得到的帶鋼滿足汽車板輕量化高強化的節能需求，提高了企業的市場競爭力，有效的促進企業的快速發展。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的安裝結構示意圖；

圖2是厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置結構示意圖。

圖中：100-帶鋼、200-入口焊機、201-入口焊機控制器、300-防斷帶裝置、301-燃氣球閥、302-燃氣壓力表、303-電磁閥b、304-調節閥b、305-壓氣球閥、306-壓氣壓力表、307-電磁閥a、308-調節閥a、309-混合器、310-調節閥c、311-電磁閥c、312-金屬軟管、313-點火器、314-點火燒嘴、315-火焰檢測器、316-進氣管、317-溫度檢測儀、318-基座、319-曲柄連桿、320-線性燃燒器、321-滾輪、322-電機、323-PLC控制器、400-月牙剪、500-張緊輥a、600-張緊輥b、700-脈沖發生器。

具體實施方式

首先，需要說明的是，以下將以示例方式來具體說明本實用新型厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置的特點和優點等，然而所有的描述僅是用來進行說明的，而不應將其理解為對本實用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各實施例中予以描述或隱含的任意單個技術特征，或者被顯示或隱含在各附圖中的任意單個技術特征，仍然可在這些技術特征（或其等同物）之間繼續進行任意組合或刪減，從而獲得可能沒有在本文中直接提及的本實用新型的更多其他實施例。

下面就通過這個給出的實施例來對本實用新型厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置進行示例性說明。

如圖1、圖2所示，本實用新型的厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置300，設置于入口焊機200與月牙剪400之間，該裝置包括供氣管路、加熱退火單元及控制單元。

在圖2中，本實用新型防斷帶裝置300的加熱退火單元具有一線性燃燒器320及一點火燒嘴314，點火燒嘴314設置在線性燃燒器320上，線性燃燒器320下側設有滾輪321且置于帶鋼100的下方；

在上述結構的基礎上，本實用新型防斷帶裝置300的供氣管路具有一燃氣進氣支路、一空氣進氣支路、一點火支路及一混合器309，其中燃氣進氣支路一端連接燃氣源，另一端連接混合器309，空氣進氣支路一端連接空氣源，另一端連接混合器309，混合氣由延伸至上述線性燃燒器正下方的進氣管316輸送，點火支路一端連接在燃氣進氣支路上，另一端連接上述點火燒嘴314；

進一步的，本實用新型防斷帶裝置300的控制單元具有一PLC控制器323、一溫度檢測儀317、一火焰檢測器315及一點火器313，點火器313的點火導線連接在上述線性燃燒器320上，且位于點火燒嘴314旁邊，溫度檢測儀317置于上述線性燃燒器320的上方，用于實時檢測帶鋼焊縫的加熱溫度；火焰檢測器315設置在上述線性燃燒器320內，用于及時反饋線性燃燒器穩定燃燒，關閉點火燒嘴；PLC控制器323分別與溫度檢測儀317、火焰檢測器315、點火器313、驅動機構的電機322、空氣進氣支路的電磁閥a307和調節閥a308、燃氣進氣支路的電磁閥b303和調節閥b304、點火支路的電磁閥c311實現電氣連接，PLC控制器323與上述入口焊機201的控制器實現邏輯聯鎖控制。

在本實施例中，本實用新型的加熱退火單元包括線性燃燒器320、點火燒嘴314及用于驅動線性燃燒器320往復移動的驅動機構；線性燃燒器320具有一帶空腔的車體及置于空腔上的一排圓孔燒嘴，圓孔燒嘴排列的長度為1.8m，進氣管316將混合氣輸送至空腔中，從混合器309來的燃氣在此燃燒，對厚規格高強帶鋼，例如本公司生產的厚規格高強帶鋼型號為DP600：2.0～2.5mm、DP780：1.6～2.5mm、DP980：1.4～2.5mm、TRIP600：1.6～2.5mm、TRIP780：1.4～2.5mm、 22MnB5：1.4～2.5mm，焊縫加熱到650℃～750℃，自然冷卻退火，有效加熱寬度50mm（大于13mm焊縫寬度）；由于圓孔燒嘴與圓孔燒嘴之間存在3～4mm的間隙，為了確保圓孔燒嘴加熱均勻性，線性燃燒器的車體底部設置有四個滾輪321，驅動機構連接線性燃燒器320，在帶鋼焊縫方向進行往復50mm運動。

在本實施例中，本實用新型的供氣管路包括燃氣進氣支路、空氣進氣支路、點火支路及混合器309，空氣進氣支路由管道依次設有空氣源、壓氣球閥305、壓氣壓力表306、電磁閥a307及調節閥a308且連接至混合器309，燃氣進氣支路由管道依次設有燃氣源、燃氣球閥301、燃氣壓力表302、電磁閥b303及調節閥b304且連接至混合器309；點火支路連接在電磁閥b303和調節閥b304之間的管道上，點火支路的管道上依次設有調節閥c310和電磁閥c311且連接至點火燒嘴314。

在本實施例中，本實用新型的驅動機構包括電機322、基座318及曲柄連桿319，電機豎向設置，曲柄連桿319下端連接于電機的輸出軸且由基座限定，上端由基座限定。

在本實施例中，本實用新型的進氣管316及點火支路上均設有一段金屬軟管312，金屬軟管312的伸縮長度大于50mm，上述線性燃燒器320在作往復運動時，保證了供氣的穩定性和可靠性。

在本實施例中，本實用新型的溫度檢測儀317為非接觸熱電偶溫度檢測儀，其型號為BTE-TC，相關技術參數：1）、類型：K型；2）、測溫范圍：0～1300℃；3）、輸出：4～20mA，實時將加熱的帶鋼焊縫溫度（精度+/-5℃）送到退火裝置控制器，和設定溫度比較，當相等時，退火裝置控制器發出“退火完成”信息給焊機控制器。

在本實施例中，本實用新型的火焰檢測器315為市場銷售的紫外線火焰檢測器，其型號為JZS-102，相關技術參數：1）、電源220V±10% 50/60HZ；2）、火焰檢測 UV傳感器；3）、檢測響應時間 ≤0.2秒；4）光譜響應范圍 190/280nm；5）、傳感器與控制器連線 ≤20米。

在本實施例中，本實用新型的點火器313為高能點火器，其型號為DGS-03，相關技術參數：1）、電源電壓 220V±10% 50HZ；2）、 適用燃料 燃氣；3）、 輸出電壓 2500V；4）、 點火頻率 10HZ；5）、弧光能量 3J；6）、 點火頭耐溫 長期1300℃。

在本實施例中，本實用新型的PLC控制器323為Siemens PLC S7-200。

在本實施例中，本實用新型的燃氣源為丙烷、天然氣或混合煤氣，空氣源為壓縮空氣或助燃風機，本實用新型最佳的燃氣使用丙烷，空氣使用壓縮空氣，丙烷和壓縮空氣的壓力均為0.05Mba。

使用本實用新型時，首先打開壓氣球閥305、燃氣球閥301和調節閥c310，點火器313具備點火條件；入口焊機控制器201控制前后兩條帶鋼100的頭尾搭接縫在入口焊機200焊接位置焊接完成后，控制張緊輥a500、張緊輥b600驅動帶鋼向前行走，張緊輥a500上的旋轉脈沖發生器700送信號到入口焊機控制器201記算行走的距離，當到達固定距離1220mm，控制張緊輥a500、張緊輥b600驅動停止，發出“定位完成信號”給PLC控制器323，PLC控制器收到“定位完成信號”后，PLC控制器先發出點火信號，點火器313產生連續脈沖高電壓在點火燒嘴314前放電火花，再打開點火電磁閥，燃氣在點火燒嘴314處引火燃燒，火焰檢測器315檢測到穩定燃燒，關閉點火信號，可對線性燃燒器320進行點火；帶鋼焊縫在線性燃燒器320上方定位后，PLC控制器323先打開調節閥a308到點火量，后3秒打開燃氣調節閥b304到點火量，燃氣在混合氣和空氣進行充分混合，經金屬軟管312，送到線性燃燒器320并點火，3秒后，空氣調節閥a、燃氣調節閥b都調節到加熱燃燒量；線性燃燒器320點火后，關閉點火電磁閥，點火燒嘴314關閉；溫度檢測儀317檢測到溫度達到設定溫度650℃～750℃，PLC控制器323發出關閉燃燒器指令：先關閉燃氣調節閥b，5秒后關閉空氣調節閥a；PLC控制器發出“退火完成信號”給入口焊機控制器211，入口焊機控制器收到該信號，驅動張緊輥a500、張緊輥b600運行，完成一個焊接退火周期。

下面選取幾種厚規格高強帶鋼進行說明：

對比例1

選用鋼種TRIP780高強鋼進行焊接試驗：TRIP780的厚度1.8mm、寬1280mm，按焊機手冊選擇焊接電流25.5KA、電極壓力1894daN、搭接量操作側1.3mm、傳動側3.0mm、焊輪行走速度12m/min，焊接后做杯托試驗，杯托全部開焊不合格。

實施例1

選用鋼種TRIP780高強鋼進行焊接試驗：TRIP780的厚度1.8mm、寬1280mm，選擇與對比例1同樣的焊接電流25.5KA、電極壓力1894daN、搭接量操作側1.3mm、傳動側3.0mm 、焊輪行走速度12m/min，焊接后用本實用新型的裝置對焊縫進行處理，做杯托試驗，杯托全部合格。

對比例2

選用鋼種DP780高強鋼進行焊接試驗：DP780的厚度2.0mm、寬1250mm，按焊機手冊選擇焊接電流26.7KA、電極壓力2044daN、搭接量操作側1.41mm、傳動側3.24mm、焊輪行走速度11m/min，焊接后做杯托試驗，杯托全部開焊不合格。

實施例2

選用鋼種DP780高強鋼進行焊接試驗：DP 780的厚度2.0mm、寬1250mm，選擇與對比例2同樣的焊接電流26.7KA、電極壓力2044daN、搭接量操作側1.41mm、傳動側3.24mm、焊輪行走速度11m/min，焊接后用本實用新型的裝置對焊縫進行處理，做杯托試驗，杯托全部合格。

對比例3

選用鋼種DP980高強鋼進行焊接試驗：DP980的厚度2.2mm、寬1180 mm，按焊機手冊選擇焊接電流28.8KA、電極壓力2194daN、搭接量操作側1.52 mm、傳動側3.42 mm、焊輪行走速度10 m/min，焊接后做杯托試驗，杯托全部開焊不合格。

實施例3

選用鋼種DP 980高強鋼進行焊接試驗：DP 980的厚度2.2mm、寬1180 mm，選擇與對比例3同樣的焊接電流28.8 KA、電極壓力2194daN、搭接量操作側1.52 mm、傳動側3.42 mm、焊輪行走速度10 m/min，焊接后用本實用新型的裝置對焊縫進行處理，做杯托試驗，杯托全部合格。

對比例4

選用鋼種DP600高強鋼進行焊接試驗：DP600的厚度2.5mm、寬1300 mm，

按焊機手冊選擇焊接電流29.8KA、電極壓力2419daN、搭接量操作側1.69mm、傳動側3.71mm、焊輪行走速度9m/min，焊接后做杯托試驗，杯托全部開焊不合格。

實施例4

選用鋼種DP600高強鋼進行焊接試驗：DP600的厚度2.5mm、寬 1300mm，選擇與對比例4同樣的焊接電流29.8KA、電極壓力2419daN、搭接量操作側1.69mm、傳動側3.71mm、焊輪行走速度9m/min，焊接后用本實用新型的裝置對焊縫進行處理，做杯托試驗，杯托全部合格。

以上僅以舉例方式來詳細闡明本實用新型厚規格高強帶鋼連續退火處理生產線的防斷帶裝置這些個例僅供說明本實用新型的原理及其實施方式之用，而非對本實用新型的限制，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，本領域技術人員還可以做出各種變形和改進。因此，所有等同的技術方案均應屬于本實用新型的范疇并為本實用新型的各項權利要求所限定。