本發(fā)明涉及在軋制長金屬制品的領域中使用以在進入和離開軋制機架時引導并支撐所述金屬制品的引導裝置。
具體地，通過非限制性實例的方式，本發(fā)明涉及構造成在軋制過程的最終步驟中，例如在精軋機組和/或中間軋機組中，引導諸如桿、鋼筋、棒或金屬線的長細金屬制品的引導裝置。
背景技術：
諸如細的桿、鋼筋、棒、金屬線或其他類似制品的長金屬制品的軋制是已知的，其借助在沿著軋制軸線相繼定位的軋制機架中的滾筒、輥或旋轉環(huán)來逐漸地減小所述金屬制品的厚度。
在軋制過程的最后步驟中，已知的是例如使用一個或多個引導裝置，每個引導裝置均構造成在金屬制品進入或離開軋制機架時引導并支撐金屬制品至例如精軋機組。
其實例在EP 0.143.523和在DE 1.602.071中示出的這種引導裝置需要將金屬制品保持在與輥或環(huán)之間限定的間隙共線的正確工作位置，尤其是當厚度減小到幾毫米的值時。
已知的引導裝置一般均包括至少一對引導輥，其安裝在支撐體上并且其旋轉軸線正交于軋制軸線。
引導輥通常是空轉的并且與被軋制的制品始終保持接觸，引導輥從該制品通過摩擦接收旋轉運動。與被軋制的制品接觸的外表面可以是平坦的或有溝槽的。
引導輥已知由一種材料以單件的形式制成，或者是由兩種以上的材料制成，在由兩種以上的材料制成的情況下，硬且耐磨的第一材料的環(huán)與由通常不如第一材料硬且比第一材料輕的第二材料制成的心或轂成一體。
同樣已知的是每個引導裝置均包括支撐結構，引導輥的支撐體附接至該支撐結構。
支撐結構的功能是支撐該支撐體并且允許引導裝置穩(wěn)定地附接在對應的軋制機架的上游或下游的期望位置且緊挨著該對應的輥或環(huán)。
被軋制的制品通常以高速(甚至高達約150m/s)在引導裝置內部傳送，并且具有可以例如包含在800℃和1100℃之間的溫度。
由于上面報導的情況，需要用硬且耐磨的材料(例如具有碳化物基的陶瓷材料)來制造這種引導裝置的引導輥，至少是引導輥的與傳送中的金屬制品接觸的部分。
還需要制造支撐體以便其在軋制過程的整個持續(xù)期間能夠耐上面提到的高溫，而不遭受大的或微小的結構改變。出于這種原因，支撐體通常由鋼制成，優(yōu)選是不銹鋼。
而且，需要使得支撐結構堅固且耐得住在高速軋制期間產生的機械應力，并且同時，耐得住在正常運行時出現(xiàn)并且還無法預見的沖擊力或其他應力。出于這種原因，支撐結構通常由鋼制成。
已知的是，每次需要實施維護時，或者是移除在軋制期間已經放置的標尺時，或者是在改變待軋制的長金屬制品的截面或類型后更換引導裝置時，引導裝置被從其在軋制線上的裝配位置移除。
已知的引導裝置的一個缺點在于它們沉重且針對它們的移除需要機械提升臂和運動臂的輔助，因此確定的是延長了操作時間。這個缺點可以因此導致延長用于維護的停工期，其也對整體生產成本和整體的生產率具有消極影響。
而且，沉重的引導裝置可以成為操作者的風險源，因為如果它們被手動地移動，會導致事故和/或工傷，例如對操作者的背肌或腰肌造成傷害。
已知的引導裝置的另一缺點在于它們具有的熱導率使得在軋制期間積累的熱量，尤其是在傳送時在最接近制品的部分處，在軋制結束后以相對長的時間排放，甚至高達數(shù)十分鐘。這相對于車間的停止極大地拖延了操作者可能的干預，其結果是延長了干預時間和維護時間，并且這對生產過程的整體成本具有消極的影響。
而且，如果材料過長時間地經受高溫的話，由于相對有限的熱導率而導致的熱量過度積累會對材料的機械阻力具有消極的影響。
而且，已知的引導裝置的另一缺點在于它們制造復雜而且它們需要長久且昂貴的操作來進行生產，這尤其是因為鋼的抗力特性(resistancecharacteristic)和物理特性。
在軋制長制品的領域中，還未對這些問題從整體上進行考慮以尋找一種能夠平衡不同需求的解決方案。同樣還必須考慮在內的是在軋制金屬制品的速度日益升高下與高溫相關的問題隨著技術發(fā)展(甚至是最近)而得到驗證。而且，與引導件的重量有關的問題，以及因此與事故風險和工傷有關的問題在工作場所安全法規(guī)的演變中得到反映。
這解釋了工作在這個領域的人在制造這種類型的引導件時不考慮對鋼的可能替代物的心理障礙，因為上面的問題未考慮到，并且因為至今鋼一直被認為是能夠滿足這種類型的設備的常規(guī)功能的所有需求的材料。
與現(xiàn)在在這個領域固化的工作傳統(tǒng)相反，并且試圖在工藝方面和設備方面尋找由軋制技術的發(fā)展所提出的新問題的解決方案，申請人將自身置于尋找對使用在這個領域中使用的標準的、統(tǒng)一的材料的替代解決方案的任務中,以克服由于技術革新和發(fā)展而已產生的缺點。
因此本發(fā)明的一個目的是使得用于長金屬制品的引導裝置能夠與具有滾筒、輥或環(huán)的那類的軋制機架相關聯(lián)，該引導裝置能夠被快速且容易地移除來維護或替換，因此其允許在整體上減少停工期、加快生產過程。
本發(fā)明的另一目的是使得輕的引導裝置易于移動，甚至是在無需使用提升工具和移動工具的情況下由操作者手動地移動。輕的引導裝置還可以允許減少操作者為了手動地移動該裝置必須付出的體力，這都意味著事故和工傷風險的減少，例如對操作者的背肌或腰肌的傷害。這有利地允許減少因為事故或傷害而造成的操作者曠工，以及滿足當前實施中的任何可能的工作安全法規(guī)。
本發(fā)明還有一個目的是使得引導裝置在機械上有抗性且能夠將在軋制過程期間積累的熱量快速地排出，這樣使得在對應的軋制結束時快些經過干預時間。
本發(fā)明的另一目的是使得待生產的引導裝置相比于在本領域的狀態(tài)下使用的引導裝置，需要更少的時間以及不太復雜和不太昂貴的機械勞動。
申請人已經設計、試驗且實施了本發(fā)明以克服本領域的狀態(tài)的劣勢并獲得了這些和其他的目的和優(yōu)點。
技術實現(xiàn)要素：
在獨立權利要求中闡述本發(fā)明并描述其特征，同時從屬權利要求描述本發(fā)明的其他特征或主要創(chuàng)意的變型。
根據上面的目的，根據本發(fā)明的用于軋制長金屬制品的引導裝置能夠在軋制車間中沿著軋制軸線在軋制機架的上游和/或下游安裝，并且構造成在進入或離開軋制機架時引導長金屬制品。
該引導裝置包括至少一對引導輥，其相對于彼此共面，其旋轉軸線相對于軋制軸線傾斜(例如，正交)，并且所述至少一對引導輥安裝在支撐體上，該支撐體構造成保持引導輥始終與長金屬制品接觸。
該引導裝置還包括支撐結構，其在很大程度上限定引導裝置的整體的外部體積，該支撐結構構造成支撐該支撐體并且該支撐體自身附接至該支撐結構。
該支撐結構還具有允許整個引導裝置裝配至軋制線的軸承部件的功能并且組成在使用期間最遠離傳送中的金屬制品的路徑的那部分。
根據本發(fā)明的典型的特征，至少支撐結構由一種或多種有色金屬材料制成，所述一種或多種有色金屬材料具有小于鋼的平均重量的一半的特定重量，優(yōu)選等于或小于3g/cm3，并具有等于或大于鋼的平均熱導率的兩倍的熱導率，優(yōu)選高于140W/mK。
通過這種方式，有利地獲得了一種比已知的由不銹鋼制成的引導裝置整體上輕30％、甚至輕40％的用于軋制長金屬制品的引導裝置。
這種較輕的引導裝置具有對于不為自己設置問題的技術人員而言既不能預見也不可預見的有利結果，即其能夠手動地移動，并且輕到在無需機械提升和移動裝置的輔助下就能夠由操作者移除和操作。
這有助于提升引導裝置的移除操作的速度，極大地減少車間實施這種操作所需的停工期，以及減少操作者的疲勞及相關的事故風險，以及允許尊重現(xiàn)行的任何安全規(guī)范。
而且，根據本發(fā)明制成的支撐體具有的優(yōu)勢是，比鋼傳遞更多的熱量，所以更快地冷卻，相較于冷卻已知裝置所需的幾十分鐘，這個過程僅僅花幾分鐘。
快速冷卻工藝對操作者的干預時機具有積極有利的效果，并且還對與燒傷或擦傷相關的風險具有積極有利的效果，如此允許減少車間的停工期，其結果是增加軋制車間的生產率和設備利用率，并且還允許減少整體的軋制成本。同樣從這個角度來看，該解決方案允許更容易地尊重現(xiàn)行的任意安全規(guī)范。
根據本發(fā)明的一些方案，制成至少支撐結構的一種或多種有色金屬材料從包括輕金屬合金的組中選擇，所述輕金屬合金具有鋁基或鎂基且包含鋁、鎂、鈦、銅、鋅、硅中的至少兩種元素。
在一些形式的實施例中，上面提到的一種或多種金屬材料具有高于至少300MPa的機械牽引阻力。
在引導裝置的一些形式的實施例中，支撐結構和支撐體都由從上面的組中選擇的相同的有色金屬材料制成。
根據本發(fā)明的變型，至少支撐結構由鋁-鎂-硅合金6082或鋁-鋅合金7075制成。
在一些形式的實施例中，支撐結構由第一有色金屬材料制成，支撐體由第二有色金屬材料制成，并且設置了第一金屬材料具有比第二金屬材料的機械阻力高的機械阻力，并且第二金屬材料具有比第一金屬材料的熱導率高的熱導率。
在一些形式的實施例中，第一金屬材料是鋁-鋅7075合金，且第二金屬材料是鋁-鎂-硅6082合金。
附圖說明
通過下面對一種形式的實施例的說明，本發(fā)明的這些和其他特征將變得顯而易見，所述實施例參照附圖1作為非限制性實例給出，附圖1示出了根據本發(fā)明制成的用于軋制長金屬制品的引導裝置的三維視圖。
具體實施方式
現(xiàn)在我們將詳細參照本發(fā)明的多種形式的實施例，附圖中示出了其一個或多個實例。每個實例均通過本發(fā)明的圖解來提供，并且不應當理解為對本發(fā)明的限制。例如，就作為一種形式的實施例的一部分的程度而言所示出或描述的特征，能夠在其他形式的實施例上采用或與其聯(lián)用，以產生另一種形式的實施例。應當理解，本發(fā)明應當包括所有這些修改和變型。
附圖1被用以描述在軋制長金屬制品(諸如以細的桿、鋼筋、棒、金屬線或其他類似制品為例)中使用的引導裝置10的多種形式的實施例。
在本說明書中，為了清楚并簡化說明，我們將通過實例參照在軋制機架(圖中未示出)中沿著軋制軸線Z軋制的桿11。
參照圖1，在可能的多種形式的實施例中，引導裝置10包括一對引導輥12，該對引導輥12相對于彼此共面并且空轉地安裝在各自的旋轉軸線X1、X2上。
引導輥12的旋轉軸線X1、X2彼此平行并且位于軋制軸線Z的相反側，旋轉軸線X1、X2相對于軋制軸線Z傾斜，例如正交。
在一些形式的實施例中，引導裝置10還能夠包括兩個以上的支撐桿14，在每個支撐桿14上安裝有引導輥12之一。
支撐桿14整體上限定有被構造成支撐引導輥12的支撐體13。
應當理解，這種形式的實施例此后僅僅通過支撐體13的可能方案的實例來描述，并且不意在將支撐體13限定為特定的構造。實際上，不排除支撐體13能夠根據其他構造來制成，而同時保持相同的支撐引導輥12的功能。例如，可以設置支撐體13以單件制成，與叉形一致并且適當?shù)爻尚?，并且其包括在其上安裝有引導輥12的、取代支撐桿14的兩個臂。
支撐體13可以構造成在軋制期間保持引導輥12與桿11始終接觸。
例如，能夠選擇支撐桿14的定位以使得引導輥12的軸間為諸如使引導輥12的外表面相隔達等于或小于桿11的橫向尺寸的值。
通過這種方式，引導輥12都始終與穿過它們之間的桿11接觸，但不會在桿11自身上施加任何進一步的軋制。桿11在引導輥12之間的穿過通過在引導輥12的外表面上的摩擦而賦予引導輥12圍繞各自的旋轉軸線X1和X2的轉動。
使用當前開發(fā)的工藝技術和裝配技術，桿11穿過引導輥12一般以大約100m/s、甚至高達150m/s的高速并且通常以介于約800℃和1100℃之間的溫度發(fā)生。
在一些形式的實施例中，為了抵抗所經受的高應力，各引導輥12，至少在其外部上，可以由陶瓷材料制成，該陶瓷材料例如含有碳化物、氮化物、碳氮化物或硬質氧化物。
在可能的方案中，該外部可以由集成有中央心的、由例如鋼或鋁合金的較堅硬材料制成的環(huán)來限定。
引導裝置10還包括支撐結構15，支撐體13附接至該支撐結構15，該支撐結構15構造成支撐上述支撐體13并且在很大程度上限定引導裝置的整體外部體積。
支撐結構15還具有允許引導裝置10在沿著軋制軸線Z的期望位置裝配到軋制線的軸承部件的功能。
在一些形式的實施例中，支撐體13可以例如由鋼、不銹鋼制成。
支撐結構15由這樣的一種或多種有色金屬材料制成：該有色金屬材料具有低于鋼的平均重量的一半的特定重量，優(yōu)選等于或小于3g/cm3；并且具有等于或高于鋼的平均熱導率兩倍的熱導率，優(yōu)選高于140W/mK。
在用以制成支撐結構15的有色金屬材料之中，例如能夠包括如下的輕金屬合金：該輕金屬合金具有鋁基或鎂基并包含鋁、鎂、鈦、銅、鋅或硅中的至少兩種元素。
可能的解決方案提供使用6000系列的鋁合金，即，屬于命名為6082的、還以商品名“Anticorodal 100”為人所知的鋁-鎂-硅合金。
這種合金具有：約2.7g/cm3的特定重量，即，約不銹鋼的平均重量的三分之一；約165W/mK的熱導率，即比不銹鋼的平均熱導率高約6至15倍；以及約300MPa的典型牽引阻力。
替代的解決方案能夠提供：支撐結構15由7000系列的鋁合金制成，即屬于命名為7075的、還以商品名“Ergal 55”為人所知的鋁-鋅合金。
這種合金具有：約2.8g/cm3的特定重量，即，約不銹鋼的平均重量的三分之一；約155W/mK的熱導率，即比不銹鋼的平均熱導率高約5至10倍；以及約500MPa的典型牽引阻力。
在一些形式的實施例中，支撐結構15使用上面提及的兩種鋁合金制成。
在變型的解決方案中，可以提供支撐體13由鋁合金6082和鋁合金7075中的一種或兩種制成。
當支撐體13不由鋼制成時，支撐體13可以由與支撐結構15相同的有色金屬材料制成。
還可以提供支撐結構15由以鋁合金7075為例的第一有色金屬材料制成，并且支撐體13由以鋁合金6082為例的第二有色金屬材料制成，反之亦然。
從上面來看清楚的是，使用以鋁基為例的輕有色合金，可以有利地限制支撐結構15的重量并且可能有利地限制支撐體13的重量。引導裝置10的這些部件的重量的減少(在給定相同尺寸的情況下，所述重量的減少能夠甚至達到這些部件由鋼制成時將具有的重量的三分之二)，允許引導裝置10的重量整體上減少超過30％，甚至高達40％以上。
這在優(yōu)選的解決方案中允許保持引導裝置10的整體重量低于20kg，根據一些規(guī)范，這在無需諸如起重機、吊車、起重機架或其他類似機械設備的機械提升和移動裝置或臂的輔助下，構成了由操作者手動操作所允許的最大重量限制。
上面提到的有色金屬材料的熱導率，尤其是鋁合金的熱導率是這樣的，使得支撐結構15的冷卻以及還可能支撐體13的冷卻，以比所述部件由鋼制成時將具有的速度高得多的速度發(fā)生。
因此，這允許引導裝置10相當快地冷卻，并因此如果需要，允許操作者對引導裝置10自身進行干預，例如更換引導裝置10，或拆卸引導裝置10用于維修，以更快速地且剛好在軋制暫停之前干預。
而且，使用上面提到的鋁合金取代不銹鋼，允許了減少支撐結構15的生產成本和生產時間，并且還可能減少支撐體13的生產成本和生產時間，這是因為這些合金相對于不銹鋼所需的勞動允許采用不太復雜且不太昂貴的勞動。
在參照附圖通過舉例的方式描述的一些形式的實施例中，支撐體13可以通過樞轉件16附接至支撐結構15，每個支撐桿14構造成圍繞著樞轉件16旋轉。
這種旋轉可以意在允許引導輥12進一步相互遠離或靠近地移動，以便補償桿11尺寸上的可能的不均勻性或不連續(xù)性。
圖1被用以描述引導裝置10的多種形式的實施例，其中，以預壓縮彈簧17為例的彈性回復構件設置成允許支撐桿14旋轉，并且同時使得支撐桿14朝向預設靜止位置伸展，在該預設靜止位置中，引導輥12處于期望的相對距離。
清楚的是，可以對至此描述的用于軋制長金屬制品的引導裝置10進行修改和/或添加零件，而不偏離本發(fā)明的領域和范圍。
例如，在可能的多種形式的實施例中，引導裝置10可以包括一對或多對引導輥12，它們沿著軋制軸線Z相繼安裝在附接至支撐結構15的相應的支撐體13上。
同樣清楚的是，盡管本發(fā)明已經參照一些特定實例進行了描述，但本領域技術人員應當能夠確定地實現(xiàn)很多其他等同形式的引導裝置，其具有如權利要求中列舉的特征并因此全部在由此限定的保護領域內。