一种厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置
技术领域
本发明属于钢铁冶金、冷轧生产设备技术领域，尤其涉及一种用于厚规格高强带
钢连续退火处理生产线的防断带装置，对前后两条带钢的连接焊缝进行退火处理，消除焊
缝的应力。
背景技术
连续退火处理生产线是冷轧生产带钢的主要生产线。连续退火处理生产线包括入
口段设备、中央段立式退火炉、平整机和出口段设备。在入口段通道，在带钢100移动方向的
运输通道上依次设置入口焊机200、月牙剪400及张紧辊a500、张紧辊b600，带钢在进入生产
线前，由入口焊机对前后两条带钢进行焊接，焊接完成后，线上的张紧辊a500和张紧辊b600
驱动带钢向前，实现了带钢在退火处理生产线内的高速（最大速度为600m/min）连续生产。
目前连续退火处理生产线使用的入口焊机为窄搭接电阻焊机，该焊机在焊接厚规
格（1.4mm以上）、高强带钢（DP600以上钢种）时，带钢的焊接质量受焊机本体设备和带钢性
能的影响较大，焊接工艺参数难以准确选择，无法保证焊接的可靠性和稳定性，带钢焊缝在
生产线反复弯曲和拉伸作用下，极容易发生焊缝开焊或整齐断裂而造成的断带事故，通常
炉外断带处理时间需8-12小时，炉内断带处理时间需28-32小时，断带事故处理时间长，不
仅影响正常生产，而且造成较大的经济损失；此外，更为严重的是，由于上述的限制，本公司
根本无法承接厚规格高强汽车板的生产订单。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种厚规格高强带钢连续退火处
理生产线的防断带装置，提高厚规格高强钢的焊接质量，避免发生焊缝开焊或整齐断裂而
造成的断带事故。
为了实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置，设置于入口焊机与月牙剪之
间，该装置包括供气管路、加热退火单元及控制单元，所述加热退火单元具有一线性燃烧器
及一点火烧嘴，点火烧嘴设置在线性燃烧器上，线性燃烧器下侧设有滚轮且置于带钢的下
方；所述供气管路具有一燃气进气支路、一空气进气支路、一点火支路及一混合器，其中燃
气进气支路一端连接燃气源，另一端连接混合器，空气进气支路一端连接空气源，另一端连
接混合器，混合气由延伸至上述线性燃烧器正下方的进气管输送，点火支路一端连接在燃
气进气支路上，另一端连接上述点火烧嘴；所述控制单元具有一PLC控制器、一温度检测仪、
一火焰检测器及一点火器，点火器的点火导线连接在上述线性燃烧器上，且位于点火烧嘴
旁边，温度检测仪置于上述线性燃烧器的上方，用于实时检测带钢焊缝的加热温度；火焰检
测器设置在上述线性燃烧器内，用于及时反馈线性燃烧器稳定燃烧，关闭点火烧嘴；PLC控
制器分别与温度检测仪、火焰检测器、点火器、驱动机构的电机、空气进气支路的电磁阀a和
调节阀a、燃气进气支路的电磁阀b和调节阀b、点火支路的电磁阀c实现电气连接，PLC控制
器与上述入口焊机的控制器实现逻辑联锁控制。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述加
热退火单元包括线性燃烧器、点火烧嘴及用于驱动线性燃烧器往复移动的驱动机构；线性
燃烧器具有一带空腔的车体及置于空腔上的一排圆孔烧嘴，圆孔烧嘴排列的长度为1.8m，
进气管将混合气输送至空腔中，从混合器来的燃气在此燃烧，对厚规格高强带钢，焊缝加热
到650℃～750℃，自然冷却退火，有效加热宽度50mm（大于13mm焊缝宽度）；由于圆孔烧嘴与
圆孔烧嘴之间存在3-4mm的间隙，为了确保圆孔烧嘴加热均匀性，线性燃烧器的车体底部设
置有四个滚轮，驱动机构连接线性燃烧器，在带钢焊缝方向进行往复50mm运动。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述供
气管路包括燃气进气支路、空气进气支路、点火支路及混合器，空气进气支路由管道依次设
有空气源、压气球阀、压气压力表、电磁阀a及调节阀a且连接至混合器，燃气进气支路由管
道依次设有燃气源、燃气球阀、燃气压力表、电磁阀b及调节阀b且连接至混合器；点火支路
连接在电磁阀b和调节阀b之间的管道上，点火支路的管道上依次设有调节阀c和电磁阀c且
连接至点火烧嘴。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述驱
动机构包括电机、基座及曲柄连杆，电机竖向设置，曲柄连杆下端连接于电机的输出轴且由
基座限定，上端由基座限定。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述进
气管及点火支路上均设有一段金属软管，金属软管的伸缩长度大于50mm，上述线性燃烧器
在作往复运动时，保证了供气的稳定性和可靠性。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述温
度检测仪为非接触热电偶温度检测仪，其型号为BTE-TC，相关技术参数：1）、类型：K型；2）、
测温范围：0～1300℃；3）、输出：4～20mA，实时将加热的带钢焊缝温度（精度+/-5℃）送到退
火装置控制器，和设定温度比较，当相等时，退火装置控制器发出“退火完成”信息给焊机控
制器。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述火
焰检测器为市场销售的紫外线火焰检测器，其型号为JZS-102，相关技术参数：1）、电源220V
±10% 50/60HZ；2）、火焰检测 UV传感器；3）、检测响应时间 ≤0.2秒；4）光谱响应范围
190/280nm；5）、传感器与控制器连线 ≤20米。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述点
火器为高能点火器，其型号为DGS-03，相关技术参数：1）、电源电压220V±10% 50HZ；2）、 适
用燃料 燃气；3）、 输出电压 2500V；4）、 点火频率 10HZ；5）、弧光能量 3J；6）、 点火头耐
温 长期1300℃。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述PLC
控制器为Siemens PLC S7-200。
在上述的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置中，可选的，所述燃
气源为丙烷、天然气或混合煤气，所述空气源为压缩空气或助燃风机，本发明最佳的燃气使
用丙烷，空气使用压缩空气，压力均为0.05Mba。
使用本发明时，首先打开压气球阀、燃气球阀和调节阀c，点火器具备点火条件；入
口焊机控制器201控制前后两条带钢100的头尾搭接缝在入口焊机200焊接位置焊接完成
后，控制张紧辊500和600驱动带钢向前行走，张紧辊500上的旋转脉冲发生器700送信号到
入口焊机控制器201记算行走的距离，当到达固定距离1220mm，控制张紧辊驱动停止，发出
“定位完成信号”给PLC控制器，PLC控制器收到“定位完成信号”后，PLC控制器先发出点火信
号，点火器产生连续脉冲高电压在点火烧嘴前放电火花，再打开点火电磁阀，燃气在点火烧
嘴处引火燃烧，火焰检测器检测到稳定燃烧，关闭点火信号，可对线性燃烧器进行点火；带
钢焊缝在线性燃烧器上方定位后，PLC控制器先打开调节阀到点火量，后3秒打开燃气调节
阀到点火量，燃气在混合气和空气进行充分混合，经金属软管，送到线性燃烧器并点火，3秒
后，空气、燃气调节阀都调节到加热燃烧量；线性燃烧器点火后，关闭点火电磁阀，点火烧嘴
关闭；温度检测仪检测到温度达到设定温度650℃～750℃，PLC控制器发出关闭燃烧器指
令：先关闭燃气调节阀，5秒后关闭空气调节阀；PLC控制器发出“退火完成信号”给入口焊机
控制器，入口焊机控制器收到该信号，驱动张紧辊运行，完成一个焊接退火周期。
与现有技术相比，本发明能实现的有益效果至少包括以下几个方面：
1）、本发明防断带装置安装在入口焊机后、月牙剪前，结构紧凑，布局合理，占地空间
小；
2）、厚规格高强带钢焊接后，本发明防断带装置的加热退火单元对焊缝表面进行加热
到700℃～750℃退火，线性加热器有效加热宽度为50mm，满足焊缝宽度13mm的要求；
3）、线性燃烧器的往复50mm运动功能，保证带钢焊缝方向上加热退火均匀，消除应力，
增加焊缝接头韧性和强度，保证焊缝在生产线反复弯曲和拉伸的情况下不断带；
4）、本发明防断带装置选用PLC控制器，阀门、管线、检测、时序控制设计安全可靠，此外
PLC控制器与入口焊机的控制器实现逻辑联锁控制，进一步增强了本发明的安全可靠性；
5）、本发明生产得到的带钢满足汽车板轻量化高强化的节能需求，提高了企业的市场
竞争力，有效的促进企业的快速发展。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的安装结构示意图；
图2是厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置结构示意图。
图中：100-带钢、200-入口焊机、201-入口焊机控制器、300-防断带装置、301-燃气
球阀、302-燃气压力表、303-电磁阀b、304-调节阀b、305-压气球阀、306-压气压力表、307-
电磁阀a、308-调节阀a、309-混合器、310-调节阀c、311-电磁阀c、312-金属软管、313-点火
器、314-点火烧嘴、315-火焰检测器、316-进气管、317-温度检测仪、318-基座、319-曲柄连
杆、320-线性燃烧器、321-滚轮、322-电机、323-PLC控制器、400-月牙剪、500-张紧辊a、600-
张紧辊b、700-脉冲发生器。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明厚规格高强带钢连续
退火处理生产线的防断带装置的特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而
不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含
的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些
技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能没有在本文中直接提
及的本发明的更多其他实施例。
下面就通过这个给出的实施例来对本发明厚规格高强带钢连续退火处理生产线
的防断带装置进行示例性说明。
如图1、图2所示，本发明的厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防断带装置
300，设置于入口焊机200与月牙剪400之间，该装置包括供气管路、加热退火单元及控制单
元。
在图2中，本发明防断带装置300的加热退火单元具有一线性燃烧器320及一点火
烧嘴314，点火烧嘴314设置在线性燃烧器320上，线性燃烧器320下侧设有滚轮321且置于带
钢100的下方；
在上述结构的基础上，本发明防断带装置300的供气管路具有一燃气进气支路、一空气
进气支路、一点火支路及一混合器309，其中燃气进气支路一端连接燃气源，另一端连接混
合器309，空气进气支路一端连接空气源，另一端连接混合器309，混合气由延伸至上述线性
燃烧器正下方的进气管316输送，点火支路一端连接在燃气进气支路上，另一端连接上述点
火烧嘴314；
进一步的，本发明防断带装置300的控制单元具有一PLC控制器323、一温度检测仪317、
一火焰检测器315及一点火器313，点火器313的点火导线连接在上述线性燃烧器320上，且
位于点火烧嘴314旁边，温度检测仪317置于上述线性燃烧器320的上方，用于实时检测带钢
焊缝的加热温度；火焰检测器315设置在上述线性燃烧器320内，用于及时反馈线性燃烧器
稳定燃烧，关闭点火烧嘴；PLC控制器323分别与温度检测仪317、火焰检测器315、点火器
313、驱动机构的电机322、空气进气支路的电磁阀a307和调节阀a308、燃气进气支路的电磁
阀b303和调节阀b304、点火支路的电磁阀c311实现电气连接，PLC控制器323与上述入口焊
机201的控制器实现逻辑联锁控制。
在本实施例中，本发明的加热退火单元包括线性燃烧器320、点火烧嘴314及用于
驱动线性燃烧器320往复移动的驱动机构；线性燃烧器320具有一带空腔的车体及置于空腔
上的一排圆孔烧嘴，圆孔烧嘴排列的长度为1.8m，进气管316将混合气输送至空腔中，从混
合器309来的燃气在此燃烧，对厚规格高强带钢，例如本公司生产的厚规格高强带钢型号为
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，焊缝加热到650℃～750℃，自然冷却退火，有
效加热宽度50mm（大于13mm焊缝宽度）；由于圆孔烧嘴与圆孔烧嘴之间存在3～4mm的间隙，
为了确保圆孔烧嘴加热均匀性，线性燃烧器的车体底部设置有四个滚轮321，驱动机构连接
线性燃烧器320，在带钢焊缝方向进行往复50mm运动。
在本实施例中，本发明的供气管路包括燃气进气支路、空气进气支路、点火支路及
混合器309，空气进气支路由管道依次设有空气源、压气球阀305、压气压力表306、电磁阀
a307及调节阀a308且连接至混合器309，燃气进气支路由管道依次设有燃气源、燃气球阀
301、燃气压力表302、电磁阀b303及调节阀b304且连接至混合器309；点火支路连接在电磁
阀b303和调节阀b304之间的管道上，点火支路的管道上依次设有调节阀c310和电磁阀c311
且连接至点火烧嘴314。
在本实施例中，本发明的驱动机构包括电机322、基座318及曲柄连杆319，电机竖
向设置，曲柄连杆319下端连接于电机的输出轴且由基座限定，上端由基座限定。
在本实施例中，本发明的进气管316及点火支路上均设有一段金属软管312，金属
软管312的伸缩长度大于50mm，上述线性燃烧器320在作往复运动时，保证了供气的稳定性
和可靠性。
在本实施例中，本发明的温度检测仪317为非接触热电偶温度检测仪，其型号为
BTE-TC，相关技术参数：1）、类型：K型；2）、测温范围：0～1300℃；3）、输出：4～20mA，实时将
加热的带钢焊缝温度（精度+/-5℃）送到退火装置控制器，和设定温度比较，当相等时，退火
装置控制器发出“退火完成”信息给焊机控制器。
在本实施例中，本发明的火焰检测器315为市场销售的紫外线火焰检测器，其型号
为JZS-102，相关技术参数：1）、电源220V±10% 50/60HZ；2）、火焰检测 UV传感器；3）、检测
响应时间 ≤0.2秒；4）光谱响应范围 190/280nm；5）、传感器与控制器连线 ≤20米。
在本实施例中，本发明的点火器313为高能点火器，其型号为DGS-03，相关技术参
数：1）、电源电压220V±10% 50HZ；2）、 适用燃料 燃气；3）、 输出电压 2500V；4）、 点火频
率 10HZ；5）、弧光能量 3J；6）、 点火头耐温 长期1300℃。
在本实施例中，本发明的PLC控制器323为Siemens PLC S7-200。
在本实施例中，本发明的燃气源为丙烷、天然气或混合煤气，空气源为压缩空气或
助燃风机，本发明最佳的燃气使用丙烷，空气使用压缩空气，丙烷和压缩空气的压力均为
0.05Mba。
使用本发明时，首先打开压气球阀305、燃气球阀301和调节阀c310，点火器313具
备点火条件；入口焊机控制器201控制前后两条带钢100的头尾搭接缝在入口焊机200焊接
位置焊接完成后，控制张紧辊a500、张紧辊b600驱动带钢向前行走，张紧辊a500上的旋转脉
冲发生器700送信号到入口焊机控制器201记算行走的距离，当到达固定距离1220mm，控制
张紧辊a500、张紧辊b600驱动停止，发出“定位完成信号”给PLC控制器323，PLC控制器收到
“定位完成信号”后，PLC控制器先发出点火信号，点火器313产生连续脉冲高电压在点火烧
嘴314前放电火花，再打开点火电磁阀，燃气在点火烧嘴314处引火燃烧，火焰检测器315检
测到稳定燃烧，关闭点火信号，可对线性燃烧器320进行点火；带钢焊缝在线性燃烧器320上
方定位后，PLC控制器323先打开调节阀a308到点火量，后3秒打开燃气调节阀b304到点火
量，燃气在混合气和空气进行充分混合，经金属软管312，送到线性燃烧器320并点火，3秒
后，空气调节阀a、燃气调节阀b都调节到加热燃烧量；线性燃烧器320点火后，关闭点火电磁
阀，点火烧嘴314关闭；温度检测仪317检测到温度达到设定温度650℃～750℃，PLC控制器
323发出关闭燃烧器指令：先关闭燃气调节阀b，5秒后关闭空气调节阀a；PLC控制器发出“退
火完成信号”给入口焊机控制器211，入口焊机控制器收到该信号，驱动张紧辊a500、张紧辊
b600运行，完成一个焊接退火周期。
下面选取几种厚规格高强带钢进行说明：
对比例1
选用钢种TRIP780高强钢进行焊接试验：TRIP780的厚度1.8mm、宽1280mm，按焊机手册
选择焊接电流25.5KA、电极压力1894daN、搭接量操作侧1.3mm、传动侧3.0mm、焊轮行走速度
12m/min，焊接后做杯托试验，杯托全部开焊不合格。
实施例1
选用钢种TRIP780高强钢进行焊接试验：TRIP780的厚度1.8mm、宽1280mm，选择与对比
例1同样的焊接电流25.5KA、电极压力1894daN、搭接量操作侧1.3mm、传动侧3.0mm 、焊轮行
走速度12m/min，焊接后用本发明的装置对焊缝进行处理，做杯托试验，杯托全部合格。
对比例2
选用钢种DP780高强钢进行焊接试验：DP780的厚度2.0mm、宽1250mm，按焊机手册选择
焊接电流26.7KA、电极压力2044daN、搭接量操作侧1.41mm、传动侧3.24mm、焊轮行走速度
11m/min，焊接后做杯托试验，杯托全部开焊不合格。
实施例2
选用钢种DP780高强钢进行焊接试验：DP 780的厚度2.0mm、宽1250mm，选择与对比例2
同样的焊接电流26.7KA、电极压力2044daN、搭接量操作侧1.41mm、传动侧3.24mm、焊轮行走
速度11m/min，焊接后用本发明的装置对焊缝进行处理，做杯托试验，杯托全部合格。
对比例3
选用钢种DP980高强钢进行焊接试验：DP980的厚度2.2mm、宽1180 mm，按焊机手册选择
焊接电流28.8KA、电极压力2194daN、搭接量操作侧1.52 mm、传动侧3.42 mm、焊轮行走速度
10 m/min，焊接后做杯托试验，杯托全部开焊不合格。
实施例3
选用钢种DP 980高强钢进行焊接试验：DP 980的厚度2.2mm、宽1180 mm，选择与对比例
3同样的焊接电流28.8 KA、电极压力2194daN、搭接量操作侧1.52 mm、传动侧3.42 mm、焊轮
行走速度10 m/min，焊接后用本发明的装置对焊缝进行处理，做杯托试验，杯托全部合格。
对比例4
选用钢种DP600高强钢进行焊接试验：DP600的厚度2.5mm、宽1300 mm，
按焊机手册选择焊接电流29.8KA、电极压力2419daN、搭接量操作侧1.69mm、传动侧
3.71mm、焊轮行走速度9m/min，焊接后做杯托试验，杯托全部开焊不合格。
实施例4
选用钢种DP600高强钢进行焊接试验：DP600的厚度2.5mm、宽1300mm，选择与对比例4同
样的焊接电流29.8KA、电极压力2419daN、搭接量操作侧1.69mm、传动侧3.71mm、焊轮行走速
度9m/min，焊接后用本发明的装置对焊缝进行处理，做杯托试验，杯托全部合格。
以上仅以举例方式来详细阐明本发明厚规格高强带钢连续退火处理生产线的防
断带装置这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不
脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所
有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。