專(zhuān)利名稱(chēng)：用于使熱軋制品減速并暫時(shí)儲(chǔ)存的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及生產(chǎn)諸如條材、棒材之類(lèi)的熱軋長(zhǎng)條制品的連續(xù)軋機(jī)，且特別是涉及用于在熱軋過(guò)程中的一選定階段中使這種制品減速并暫時(shí)儲(chǔ)存的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在典型的軋機(jī)裝置中，要在爐子中將坯料加熱到一升高的熱軋溫度。然后再將加熱的坯料在軋機(jī)的依次粗軋、中間軋和精軋段中連續(xù)軋制，且每個(gè)軋制段都含有多個(gè)軋制工位。對(duì)于較大的制品而言，整個(gè)軋機(jī)可以或接近于爐子的最大工作能力的狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，當(dāng)軋制安排需要較小的制品時(shí)，精軋段的容量往往縮減到比爐子和粗軋、中間軋段的工作能力低許多。在這些情況下，可使粗軋段和中間軋段減慢，以與精軋段的工作能力相匹配，但卻有限度，超過(guò)此限度時(shí)就會(huì)變?yōu)椴粚?shí)現(xiàn)了。這是因?yàn)?，可接受的軋制方法?guī)定加熱的坯料要以不低于大約0.09-0.1米/秒的最低速度值引入到粗軋段的第一工位中。更低接受速度值將可能引起工件卷的燃裂。
在其他情況下，例如，在軋制高速工具鋼或鎳基合金時(shí)，要求有更高的接受速度，以避免坯件的過(guò)度冷卻，而又要求較低的精軋速度，以避免過(guò)高的熱量生成，這種熱量生成會(huì)引起制品的中心熔化和表面開(kāi)裂。
在一示例性的現(xiàn)代連續(xù)軋制運(yùn)作中，采用一工作能力為100-150噸/小時(shí)或以上的爐子，可將一150毫米見(jiàn)方的橫截面、長(zhǎng)度為11.7米的標(biāo)稱(chēng)低碳合金鋼軋制成一卷2000公斤的線材。在以例如說(shuō)為105米/秒的最大軋機(jī)傳送速度來(lái)軋制5.5毫米直徑的棒材時(shí)，接受速度值為0.111米/秒，它是很安全地在可接受的最小速度以上。在這些情況下，軋機(jī)能以64.42噸/小時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)(考慮了間隙和生產(chǎn))。但是，若軋制安排需要是3.5毫米直徑的棒材的話，對(duì)同樣尺寸的坯材在同一最大傳送速度下的接受速度就會(huì)降低到一為0.045米/秒的不可接受的低值，且軋機(jī)的噸位速率相應(yīng)降低到26.8噸/小時(shí)。
或者，為了解決不可接受的低速度取值問(wèn)題，可在105米/秒的最大傳送速度和0.09米/秒的安全接受速度取值下軋制一例如橫截面為106毫米見(jiàn)方的、同樣長(zhǎng)度的較小坯料。不過(guò)，這就需要對(duì)軋機(jī)工位作一新的道次設(shè)計(jì)方案、不同的導(dǎo)向器、將精加工制品的線材重量降低到1031公斤以及一26.31噸/小時(shí)的降低的生產(chǎn)速率(也考慮了間隙和生產(chǎn))。需要儲(chǔ)存不同尺寸的坯料會(huì)引起另外的一些問(wèn)題。
因此，就會(huì)需要這樣一種方法和裝置，這種方法和裝置可以軋制較小尺寸的制品，而同時(shí)使軋機(jī)的接受速度值為可接受的最小值或其以上，又不必將加工的坯料尺寸減小，且較佳的是同時(shí)又能以軋機(jī)的最大噸位速率來(lái)連續(xù)軋制。
在Hein的第3,486,359號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中揭示了為達(dá)到這一目的而作了的一種嘗試，其中有一敷設(shè)頭將出自中間軋制段的熱軋制品暫時(shí)儲(chǔ)存在一儲(chǔ)存卷筒上。然后再將儲(chǔ)存的制品以一減低的速度從儲(chǔ)存卷筒上退繞，以在軋機(jī)的精軋段連續(xù)軋制。Hein的方法帶來(lái)了一系列的缺陷。例如，制品在被卷繞到儲(chǔ)存卷筒之前未先減速。這一點(diǎn)與無(wú)法對(duì)繞卷如何沿卷筒表面分布加以控制相關(guān)連起來(lái)就會(huì)導(dǎo)致繞卷相互重疊，從而它又會(huì)使退繞作業(yè)過(guò)程陷于混亂。
此外，采用Hein的裝置，其敷設(shè)頭不能連續(xù)操作，而是必須在每個(gè)儲(chǔ)存運(yùn)作過(guò)程開(kāi)頭時(shí)成為完全停止?fàn)顟B(tài)，以使制品的前端可被引過(guò)儲(chǔ)存卷筒而到達(dá)下游的固定夾送輥單元。因此，在要克服系統(tǒng)慣性和將敷設(shè)頭帶回到其運(yùn)作速度的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，這種狀態(tài)還會(huì)進(jìn)一步擾亂在儲(chǔ)存卷筒上的卷繞圖案。
本發(fā)明可提供一種改進(jìn)的、使熱軋制品減速和暫時(shí)儲(chǔ)存的方法和裝置，它與Hein的方法在諸多重大方面有所不同，這些不同可克服上述諸多缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種用于使以第一速度V1沿接納軸線縱向移動(dòng)的熱軋制品減速并暫時(shí)儲(chǔ)存的方法和裝置。該裝置包括一敷設(shè)組件，該組件具有一與接納軸線對(duì)準(zhǔn)的入口端，以接納制品。敷設(shè)組件具有一引向出口端的彎曲的中間部分，該出口端與接納軸線徑向間隔開(kāi)，且定向成可使制品沿著橫過(guò)接納軸線的一出口方向傳送。敷設(shè)組件的彎曲形狀及其出口端的定向做成可送出的制品形成螺旋線。該螺旋線被接納并儲(chǔ)存在與此接納軸線同軸布置的圓柱形筒上。該筒繞接納軸線沿著與敷設(shè)組件旋轉(zhuǎn)方向相反的方向、以所選為使儲(chǔ)存螺旋線以速度V3退繞的速度旋轉(zhuǎn)。退繞制品用一收集器來(lái)從筒上引離，該收集器可沿著平行于接納軸線的方向移動(dòng)。在軋制一整根坯料所要的時(shí)間“T”的過(guò)程中，一長(zhǎng)度L等于T×V2的制品被暫時(shí)儲(chǔ)存在筒上。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一較佳的實(shí)施例，這些附圖為

圖1是本發(fā)明的一裝置的立體圖，該裝置正等待接納一熱軋制品；圖2是該裝置的俯視圖；圖3是該裝置的側(cè)視圖；圖4是從裝置的接納端所見(jiàn)的端視圖；圖5是與圖1相似的立體圖，它示出在減速過(guò)程中的裝置情況；圖6是彎曲的敷設(shè)組件及其關(guān)連的收集器的局部剖切俯視圖；圖7是沿圖6的7-7線剖切的剖面圖；圖8是描述彎曲的敷設(shè)組件和圓柱形筒的相對(duì)轉(zhuǎn)向和速度的示意性說(shuō)明圖；圖9是表示裝置在軋機(jī)中的簡(jiǎn)略布設(shè)圖；以及圖10是該裝置的示例性的控制說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
先參見(jiàn)圖1-5，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)裝置總的用標(biāo)號(hào)10來(lái)標(biāo)示，它包括一支承在軸承14、16之間、用以繞接納軸線A旋轉(zhuǎn)的敷設(shè)頭驅(qū)動(dòng)軸12，熱軋制品以第一速度V1沿著接納軸線A被接納。驅(qū)動(dòng)軸的一端在標(biāo)號(hào)18處與一齒輪箱22的輸出軸20相耦合，而該齒輪箱系由一電動(dòng)機(jī)24來(lái)驅(qū)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)軸的另一端構(gòu)造和設(shè)置成支承一彎曲的敷設(shè)組件25，該組件25包括一敷設(shè)管26和一螺旋線導(dǎo)槽延伸部28。
如同在圖6中可最清楚地看到的那樣，敷設(shè)管具有一與軸線A對(duì)準(zhǔn)、以接納熱軋制品的入口端26a、以及一引向與螺旋線導(dǎo)槽28相連通的出口端26c的彎曲的中間段26b。導(dǎo)槽的出口端28b與軸線A徑向間隔開(kāi)，并定向成可使制品沿著橫過(guò)軸線A的軸線B的出口方向傳送。
圓柱形筒30由驅(qū)動(dòng)軸12支承并可在其上自由旋轉(zhuǎn)。筒的一端被敷設(shè)管26的出口端26c和螺旋線導(dǎo)槽28部分地重疊。在筒的另一端上的一從動(dòng)鏈輪32由一驅(qū)動(dòng)鏈34機(jī)械地耦連到第二電動(dòng)機(jī)40的輸出軸38上的驅(qū)動(dòng)鏈輪36上。
導(dǎo)槽28與敷設(shè)管26一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并與筒表面共同作用，以形成一由敷設(shè)管限定的導(dǎo)向通道的延伸部。該延伸部足以確保送出的制品形成螺旋形的環(huán)形狀。
如同進(jìn)一步參見(jiàn)圖6和7可最清楚地看到的那樣，導(dǎo)槽的出口端28b在垂直于軸線A的平面P處終止。在減速過(guò)程開(kāi)始時(shí)，制品前端從導(dǎo)槽28傳送入收集器42。旋轉(zhuǎn)敷設(shè)管26和導(dǎo)槽28的彎曲形狀與導(dǎo)槽的傳送端28b定向結(jié)合，使制品呈螺旋線H的形式傳送(參見(jiàn)圖5)。螺旋線的環(huán)直徑比筒30的外徑稍大些，從而可使螺旋線能沿著筒軸線向前進(jìn)。
再參見(jiàn)圖8，可以看到電動(dòng)機(jī)24工作可使敷設(shè)組件25以小于V1的圓周速度V2、沿著與制品出口方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。這就使送出的制品的速度減低到一等于V1-V2的速度V3。
電動(dòng)機(jī)40工作可使筒30沿著與敷設(shè)組件25的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向、以一使其圓周速度為V3的速度旋轉(zhuǎn)，由此而使制品以速度V3從筒上退繞到收集器42中。
收集器42安裝在可沿著平行于軸線A的軌道46移動(dòng)的載運(yùn)架44上。載運(yùn)架44與一由電動(dòng)機(jī)50驅(qū)動(dòng)的絲桿48螺旋嚙合。在載運(yùn)架44上還安裝有一夾送輥裝置52，該裝置具有由電動(dòng)機(jī)54驅(qū)動(dòng)的夾送輥52a。收集器42設(shè)置成將從導(dǎo)槽28的出口端28b傳送來(lái)的制品引向夾送輥裝置52，該裝置的運(yùn)作可將制品推進(jìn)給下游設(shè)備，例如軋機(jī)精加工段的軋制工位。
控制電動(dòng)機(jī)50以將收集器42保持與從暫時(shí)儲(chǔ)存在筒30上的螺旋線H退繞的制品對(duì)準(zhǔn)。因此，在退繞過(guò)程的初始階段，電動(dòng)機(jī)50運(yùn)轉(zhuǎn)以使載運(yùn)架橫向移動(dòng)而遠(yuǎn)離導(dǎo)槽28，并在退繞過(guò)程的最后階段，電動(dòng)機(jī)50反轉(zhuǎn)以使載運(yùn)架橫向移回向?qū)Р?8處。
參見(jiàn)圖9，表明裝置10位于軋機(jī)中間段56和構(gòu)成軋機(jī)精軋段的精軋裝置58之間。速度計(jì)60測(cè)量從中間軋制段56送出的制品的速度，以及一熱金屬探測(cè)器62探測(cè)制品前端的到達(dá)。熱金屬探測(cè)器62和敷設(shè)管26的入口端之間的距離S1是已知的，而構(gòu)成敷設(shè)組件25的敷設(shè)管和相關(guān)導(dǎo)槽28的長(zhǎng)度S2也是已知的。與電動(dòng)機(jī)24相連的編碼器64就是用來(lái)確定在任何給定瞬間導(dǎo)槽28的出口端28b的精確轉(zhuǎn)角位置的工具。
在圖10中示出了一示例性的控制說(shuō)明圖?？刂破?6接受來(lái)自速度計(jì)60和熱金屬探測(cè)器62的、分別表示制品速度V1和制品前端出現(xiàn)的信號(hào)。根據(jù)這一信息數(shù)據(jù)以及已知的固定距離S1和S2，該控制器可計(jì)算并預(yù)報(bào)在導(dǎo)槽28的出口端28b處制品前端到達(dá)的精確時(shí)間Ta。
來(lái)自編碼器64的信號(hào)可使控制器能預(yù)報(bào)在時(shí)間Ta時(shí)導(dǎo)槽的出口端在何處，并可調(diào)整電動(dòng)機(jī)24的轉(zhuǎn)速，以確保導(dǎo)槽的傳送端在時(shí)間Ta時(shí)處于適當(dāng)?shù)奈恢锰帯Ｔ跁r(shí)間Ta時(shí)，制品前端從導(dǎo)槽的出口端28b傳送入收集器42中，而控制器給電動(dòng)機(jī)50發(fā)信號(hào)而開(kāi)始使載運(yùn)架44沿軌道46橫向移動(dòng)，以使收集器保持與從筒30上的儲(chǔ)存螺旋線H退繞的制品相對(duì)準(zhǔn)。
因此，可以看到，采用本發(fā)明，敷設(shè)組件的旋轉(zhuǎn)起到了使制品從速度V1減低到V3的減速作用，而同時(shí)又使在V1和V3之間的速度差所引起的制品段形成為一有序的螺旋線形式。使敷設(shè)組件連續(xù)旋轉(zhuǎn)，采用最小的速度調(diào)節(jié)就可確保在時(shí)間Ta、當(dāng)制品前端從導(dǎo)槽傳送端28b露出時(shí)導(dǎo)槽傳送端28b相對(duì)于收集器42的適當(dāng)?shù)亩ㄎ弧?br> 有利的是，在裝置之前采用一第二夾送輥裝置52，以在制品尾端從中間軋機(jī)的上游軋制工位脫出以后繼續(xù)將制品以速度V1向前推進(jìn)。
有利的是，筒30的接納端可設(shè)有一短段螺旋形軌道來(lái)幫助儲(chǔ)存的螺旋線的連續(xù)的諸環(huán)間的有序的間隔，而敷設(shè)管26和螺旋線導(dǎo)槽延伸部28可被軋制成具有最小的摩擦阻力。
如圖9所示，裝置10可用于中間軋制段56和精軋段58之間的單股模式，這里其主要的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在精軋段58中以速度V3來(lái)軋制較小直徑的制品，而允許其前面的軋制段以較高的速度V1軋制。
因此，例如，具有150毫米見(jiàn)方的橫截面和長(zhǎng)度為11.7米的上述坯料能夠在一連續(xù)軋機(jī)上以更高的、約為0.09米/秒的安全的接受速度進(jìn)行軋制，且以105米/秒的精軋速度來(lái)生產(chǎn)3.5毫米直徑的棒材。這就可免去改變道次設(shè)計(jì)方案和導(dǎo)向器的必要，可生產(chǎn)更重的線材卷，并免除了坯料不同規(guī)格盤(pán)存的麻煩。
有利的是，或者也可借助于開(kāi)關(guān)68來(lái)應(yīng)用一第二減速裝置10′和一附加的精軋段58′。通過(guò)采用多個(gè)減速裝置10、10′和精軋段58、58′來(lái)輪換交替加工連續(xù)的坯料段，就可以較高的傳送速度V1來(lái)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)整個(gè)軋機(jī)，而使軋機(jī)的軋制容量大大增加。因此，例如，采用如圖9所示的、附加的減速裝置10和精軋機(jī)58′，可將具有150毫米見(jiàn)方的橫截面和長(zhǎng)度為11.7米的軋制坯料以105米/秒的傳送速度軋制成5.5毫米直徑的棒材，就可達(dá)到接近于爐子輸出量的噸位速率，例如128噸/小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種使以第一速度V1沿接納軸線縱向移動(dòng)的熱軋制品減速并暫時(shí)儲(chǔ)存的方法，所述方法包括將所述制品引導(dǎo)通過(guò)一彎曲的導(dǎo)向器，該導(dǎo)向器具有一與所述軸線對(duì)準(zhǔn)的入口端，以接納所述制品；以及一與所述軸線徑向間隔開(kāi)的出口端，且其定向成沿著橫過(guò)所述軸線的一出口方向傳送所述制品；使所述彎曲的導(dǎo)向器繞所述軸線沿著與所述出口方向相反的方向、以所述出口端具有一速度V2的速度來(lái)旋轉(zhuǎn)，從而將自所述出口端傳送過(guò)來(lái)的制品的速度減低到一等于V1-V2的減低的速度V3，所述導(dǎo)向器的彎曲形狀以及所述出口端的定向做成可使自所述出口端傳送過(guò)來(lái)的制品形成一螺旋線；將所述螺旋線安置并暫時(shí)儲(chǔ)存于一圓柱形筒上；以及使所述筒沿著與所述彎曲的導(dǎo)向器的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，從而將所述制品從所述筒上退繞下來(lái)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使所述筒以一使所述制品以速度V3退繞的表面速度旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括設(shè)置一第二導(dǎo)向器，用以接納從所述筒上退繞下來(lái)的制品，并且使所述第二導(dǎo)向器平行于所述軸線作往復(fù)移動(dòng)，以將所述第二導(dǎo)向器與從所述筒上退繞下來(lái)的制品保持對(duì)準(zhǔn)。
4.一種使以第一速度V1沿接納軸線縱向移動(dòng)的熱軋制品減速的裝置，所述裝置包括一彎曲的導(dǎo)向器，它具有一與所述軸線對(duì)準(zhǔn)的入口端，用以接納所述制品，并具有一與所述軸線徑向間隔開(kāi)的出口端，該出口端定向成沿著橫過(guò)所述軸線的一出口方向傳送所述制品；一第一驅(qū)動(dòng)裝置，它用以使所述彎曲的導(dǎo)向器繞所述軸線沿著與所述出口方向相反的方向、以所述出口端具有一速度V2的速度來(lái)旋轉(zhuǎn)，從而使自所述出口端傳送過(guò)來(lái)的制品呈螺旋線的形式，并以一等于V1-V2的第三速度V3傳送；一圓柱形筒，它可繞所述軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并被設(shè)置成可沿軸向接納所述螺旋線；一第二驅(qū)動(dòng)裝置，它用以使所述筒沿著與所述彎曲的導(dǎo)向器的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向、以使所述制品以所述第三速度從所述筒上退繞下來(lái)的速度旋轉(zhuǎn)；以及接納裝置，它用以接納從所述筒上退繞下來(lái)的制品。
5.如權(quán)利要求4中所述的裝置，其特征在于，所述筒的一接納端是被所述彎曲的導(dǎo)向器的出口端所重疊的。
6.如權(quán)利要求4中所述的裝置，其特征在于，所述接納裝置包括一載運(yùn)架，它可沿一與所述軸線相平行的軌道移動(dòng)；一第二導(dǎo)向器，它位于所述載運(yùn)架上，并用以接納從所述筒上退繞下來(lái)的制品；以及一第三驅(qū)動(dòng)裝置，它用以使所述載運(yùn)架沿所述軌道移動(dòng)，從而使所述第二導(dǎo)向器保持與退繞下來(lái)的制品對(duì)準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括使制品沿所述軸線強(qiáng)制前進(jìn)并進(jìn)入所述彎曲的導(dǎo)向器。
8.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，它還包括使制品沿所述軸線強(qiáng)制前進(jìn)并進(jìn)入所述彎曲的導(dǎo)向器的裝置。
9.如權(quán)利要求4或8所述的裝置，其特征在于，它還包括用以使從所述筒退繞下來(lái)的制品強(qiáng)制縮回的裝置。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于使以第一速度V
文檔編號(hào)B21C47/18GK1550268SQ200410043538
公開(kāi)日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月14日
發(fā)明者T·M·肖, T M 肖 申請(qǐng)人:摩根建設(shè)公司