專利名稱：冷卻壓邊機(jī)壓模的裝置和該裝置的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種縮小軋材寬度的壓邊機(jī)壓模的冷卻裝置，尤其是對(duì)在寬帶鋼粗熱軋機(jī)上的板坯的寬度，此時(shí)設(shè)有在兩側(cè)朝向板坯邊緣配置的、裝有彼此上下排列的壓模、并能相對(duì)移動(dòng)的壓模座，本發(fā)明還涉及運(yùn)行該冷卻裝置的方法。
在寬帶鋼粗熱軋機(jī)中縮小板坯寬度的壓邊機(jī)其壓模承受非常高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。因?yàn)檫M(jìn)入壓邊機(jī)的熱板坯具有約1250℃的高溫，且壓模在壓制時(shí)與板坯承受直接的熱接觸，以外，還受到高溫板坯發(fā)出的輻射熱作用，所以必須對(duì)壓模加以冷卻，以達(dá)到在運(yùn)轉(zhuǎn)中有可取的模具耐用度。
根據(jù)德國公開說明書DE-OS2531591，因而提出一種公知的、改變從板坯澆鑄設(shè)備導(dǎo)出熱板坯截面的裝置，該裝置是通過一種介質(zhì)在內(nèi)部循環(huán)來達(dá)到壓模的冷卻，這就要使壓模的工作側(cè)處在或接近于最高容許溫度，以使板坯消耗最少的熱量，從而避免壓模的超常磨損。
本發(fā)明所基于的認(rèn)識(shí)是，從壓模與熱板坯接觸的前棱到壓模料區(qū)的熱流發(fā)生太慢，在料區(qū)出于強(qiáng)度的考慮設(shè)有冷卻劑通道，因而通過冷卻劑的內(nèi)部循環(huán)并不能從壓模上排出足夠的熱能，致使壓模溫度不穩(wěn)定，在一定運(yùn)行時(shí)間后遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出容許的最高溫度。壓模內(nèi)冷卻劑管道設(shè)置與待冷卻壓制面間隔很小只會(huì)導(dǎo)致壓模壓制面的修整受到更大的限制，從而使其使用壽命降低到在經(jīng)濟(jì)上不可取的程度。此外，在造價(jià)方面它也是不可取的，對(duì)壓模的壓制面用這樣昂貴的材料一例如通過堆焊-進(jìn)行涂覆，這些壓制面經(jīng)受極高的工作溫度。這種昂貴的金屬合金也使壓制面的修整要求很大的技術(shù)費(fèi)用。
本發(fā)明的任務(wù)是，設(shè)置一種壓邊機(jī)壓模的冷卻裝置，通過該裝置可以使壓模溫度可靠而持久地冷卻到低于容許的最高材料溫度，此時(shí)可以采用一般耐溫度變化、允許對(duì)高負(fù)荷壓模壓制面進(jìn)行多次修整的材料。對(duì)于壓模來說應(yīng)能使用便宜的材料，同時(shí)仍能提高模具的耐用度。解決這一任務(wù)的措施對(duì)專業(yè)人員來說是意外簡(jiǎn)單的，此時(shí)使壓邊機(jī)具有至少一個(gè)朝向各壓模前棱區(qū)的冷卻劑噴嘴，其中借助該噴嘴特別有利于本發(fā)明的發(fā)展，使每個(gè)壓模前棱區(qū)從外側(cè)由冷卻劑持續(xù)地噴淋冷卻。不同于一般預(yù)測(cè)的是，經(jīng)過短暫運(yùn)行時(shí)間后卻形成一個(gè)幾乎固定的溫度變化，在壓制面溫度明顯低于材料容許溫度，而向壓模的內(nèi)部則溫度降到更低。冷卻劑噴嘴設(shè)置成一種帶有預(yù)定散射角的扁噴嘴被證明效果特別好，從而使壓模的整個(gè)前棱都可以用冷卻劑進(jìn)行均勻的噴淋。
本發(fā)明另一個(gè)有利的結(jié)構(gòu)設(shè)置是，將多個(gè)扁噴嘴合并成一個(gè)噴嘴座，該噴嘴座設(shè)在板坯中心的上方和下方，適當(dāng)?shù)刂糜趭A緊板坯的兩個(gè)壓緊輥之間。這樣通過利用最狹窄的空間位置就有助于冷卻劑的供給和分配。如果按本發(fā)明的另一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)置，使噴嘴座作為一個(gè)組合部件，借助于一個(gè)快速連接件可與至少一個(gè)冷卻劑供應(yīng)管路相連接，這樣就可以使噴嘴的維修大大合理化。噴嘴的各種故障可以在另外的維修場(chǎng)所排除，因?yàn)閾p壞的噴嘴座可以整個(gè)地由新的或修復(fù)的噴嘴座來替代。
本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展是根據(jù)板坯寬度尺寸及壓模與板坯中心的距離使扁噴嘴的軸線以不同的角度對(duì)準(zhǔn)壓模前棱，每個(gè)噴嘴設(shè)置成均可單獨(dú)斷開或接通。扁噴嘴可以固定在噴嘴座上，使得每個(gè)噴嘴在壓邊機(jī)的壓模上對(duì)應(yīng)確定的工作位置，并且當(dāng)壓模-例如因板坯寬度的改變-調(diào)整到一個(gè)新的工作位置上時(shí)，噴嘴就可以斷開，并接通對(duì)應(yīng)于壓模新工作位置新設(shè)置的噴嘴?？偲饋砜?，從而使噴嘴與壓模的各工作位置對(duì)應(yīng)調(diào)整就大大簡(jiǎn)化。有利的是，將噴嘴座以分段方式設(shè)有多組噴嘴，每組噴嘴與一個(gè)單獨(dú)的冷卻劑管路相連接，并且每組噴嘴都設(shè)置成可以斷開或接通。每組噴嘴對(duì)應(yīng)壓模不同工作位置的配置有利于提高并均勻這些扁噴嘴的噴淋冷卻效果。
噴嘴座上整組噴嘴能夠斷開或者接通的特性使得各壓模的前棱區(qū)在脫開板坯邊緣的過程中從外側(cè)經(jīng)板坯受到冷卻劑噴淋冷卻的作用。這種情況下控制噴嘴宜與控制壓模相耦合。冷卻劑要盡可能地保持不與板坯，特別是板坯邊緣接近，使得由壓模帶入板坯的變形能足以補(bǔ)償板坯因熱輻射形成的熱損失。本發(fā)明另一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)置是，除從外部對(duì)壓模作噴淋冷卻外，還對(duì)該壓模附加一個(gè)內(nèi)部冷卻。這種情況要求壓模內(nèi)的冷卻劑通道設(shè)置成遠(yuǎn)離模具前棱，以保證壓模的壓制面能經(jīng)受多次整修。
對(duì)本發(fā)明借助于一個(gè)適用于壓邊機(jī)壓模冷卻裝置的實(shí)施例作進(jìn)一步闡述，其中

圖1表示設(shè)在板坯中心的上下方、對(duì)著壓模的冷卻噴嘴配置，圖2表示在壓邊機(jī)壓緊輥之間設(shè)有多個(gè)冷卻噴嘴的噴嘴座配置側(cè)視圖，
圖3表示帶有扁噴嘴的噴嘴座放大圖，圖4表示按圖3的噴嘴座的部分?jǐn)嗝鎴D，圖1示有一個(gè)帶壓邊機(jī)架的壓邊機(jī)1，壓邊機(jī)架由兩個(gè)上機(jī)架梁2和兩個(gè)下機(jī)架梁3以及兩個(gè)連接這些機(jī)架梁的橫梁4、5構(gòu)成，其中下機(jī)架梁3安裝在基礎(chǔ)6上。壓邊機(jī)還具有兩個(gè)曲軸箱7，曲軸箱中設(shè)有未詳示出的偏心輪傳動(dòng)裝置用于壓模座8和壓模9的移動(dòng)。待壓制的板坯10處在壓邊機(jī)1的壓模9之間。板坯10在未詳示的輥道上通過壓邊機(jī)移動(dòng)。在壓模9區(qū)內(nèi)，板坯的上方和下方各設(shè)有兩個(gè)壓緊輥11(圖2)。處在曲軸箱7內(nèi)的壓模8和壓模9的偏心輪傳動(dòng)裝置由一個(gè)聯(lián)節(jié)軸12驅(qū)動(dòng)，該軸經(jīng)過一個(gè)傳動(dòng)箱13與一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)14連接。曲軸箱7在壓邊機(jī)架中的位置借助于軋輥調(diào)整裝置15調(diào)整，因而是根據(jù)板坯寬度調(diào)整壓模的位置。借助于壓邊機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，即驅(qū)動(dòng)馬達(dá)14、傳動(dòng)箱13、聯(lián)節(jié)軸12以及曲軸箱7中的偏心輪傳動(dòng)裝置，使壓模座8和壓模9以箭頭16的方向朝向板坯水平地移動(dòng)，從而使板坯寬度縮小到規(guī)定的尺寸。由于板坯溫度約為1250℃，而壓模在壓制期間作用在板坯邊緣上則承受很高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。因此本發(fā)明提出，為了冷卻壓模壓邊機(jī)可以設(shè)置多個(gè)朝向各壓模9前棱17的冷卻劑噴嘴18。冷卻劑噴嘴18設(shè)置成帶有一個(gè)預(yù)定散射角19的扁噴嘴，并且多個(gè)扁噴嘴18、18′、18″、18′″可以合并成一個(gè)噴嘴座20，該噴嘴座是配置在板坯中心21的上、下方。
圖1中示有板坯處在一個(gè)特別的壓制位置，這時(shí)扁噴嘴18在板坯10的上方和下方均朝向模具的前棱17。如果要逐個(gè)壓制縮小更寬或更窄的板坯，則將各扁噴嘴18在噴嘴座20上斷開，而使例如其軸線現(xiàn)在對(duì)準(zhǔn)板坯寬度的扁噴嘴18′接通。噴嘴座上的噴嘴由一個(gè)容器22供應(yīng)最好是水的冷卻劑，冷卻劑借助一個(gè)泵23輸送。噴嘴座上的扁噴嘴的接通和斷開借助于一個(gè)可控制的閥24完成，這些閥分別裝在各扁噴嘴的供應(yīng)管路25上。
圖2表示壓緊輥11之間、板坯10的上方和下方的噴嘴座20配置?？梢钥闯鰢娮熳?0是設(shè)置成一個(gè)組合部件帶有成整體組合在該部件內(nèi)的扁噴嘴，其中噴嘴座借助于快速連接件26連接到供水管路25上。
圖3和圖4表示噴嘴座20和配置在噴嘴座上的扁噴嘴18，根據(jù)圖示噴嘴座以分段結(jié)構(gòu)裝有多組噴嘴18、18′、18″、18′″，并且每組噴嘴都與單獨(dú)的連接孔27、27′、27″、27′″，相接。如前所述每組噴嘴均可單獨(dú)斷開和接通。例如噴嘴組18與噴嘴座上的連接孔27以及連接頭28和其連接管相連(圖4)。噴嘴組18′″則與噴嘴座上的連接孔27′″以及連接頭28′″和其連接管相連。連接管28和28′″可分別經(jīng)一個(gè)法蘭29與供水管路25快速接合或斷開，使得噴嘴座20作為一個(gè)組合部件可以迅速地用一個(gè)新噴嘴座替換。圖4中示意性示各噴嘴給定的散射角19以及與扁噴嘴軸線30呈各不相同的夾角α1和α2，這些夾角是根據(jù)板坯寬度和壓模距板坯中心的距離設(shè)定的。
壓邊機(jī)在運(yùn)行中如果每個(gè)壓模的前棱區(qū)受到從外側(cè)用冷卻劑，最好是水的連續(xù)噴淋冷卻，則可使壓模有最佳的冷卻。在短時(shí)運(yùn)行后便可形成一個(gè)熱穩(wěn)定狀態(tài)，使得壓模前棱溫度保持低于容許的材料最高溫度。模具內(nèi)部溫度降低更多。如果在從外側(cè)作用的噴淋冷卻之外再給壓模附加一個(gè)內(nèi)部冷卻的話，例如通過在壓模內(nèi)與其前棱17以一定間隔附加設(shè)配一些冷卻劑通道(未詳示出)，并使這些通道與冷卻劑供給裝置連接，則會(huì)達(dá)到更好一些的壓模冷卻效果。但這在工藝上要求較大的花費(fèi)。在這些情況下可以使用耐溫度變化的材料制造壓模，使其制造在經(jīng)濟(jì)上是有利的，而其壓制面則能以所期望的低耗費(fèi)多次地整修。如果壓模僅在板坯壓制過程中而不在處理兩個(gè)待加工板坯之間的間歇時(shí)間中受到噴淋冷卻，或者如果每個(gè)壓模的前棱區(qū)在脫開板坯邊緣的移動(dòng)階段從外側(cè)經(jīng)板坯受到冷卻劑呈噴淋冷卻的作用，則也會(huì)取得的滿意的壓模冷卻結(jié)果。但此時(shí)必須使用耐高溫材料，其中噴淋冷卻的冷卻程度同樣也要按壓模耐高溫材料的最高容許溫度來調(diào)整。
如果設(shè)有至少一個(gè)冷卻劑噴嘴在一個(gè)能夠擺入壓模的前棱區(qū)的導(dǎo)板上或者以其他方式使冷卻劑射束可控制成跟隨壓模前棱而移動(dòng)，則這種裝置應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種縮小軋材寬度的壓邊機(jī)壓模的冷卻裝置，尤其是對(duì)在寬帶鋼粗熱軋機(jī)上的板坯寬度，此時(shí)設(shè)有在兩側(cè)朝向板坯邊緣配置的、裝有彼此上下排列的壓模、并能相對(duì)移動(dòng)的壓模座，其特征是，壓邊機(jī)(1)具有至少一個(gè)朝向各壓模(9)的前棱(17)區(qū)的冷卻劑噴嘴(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓模冷卻裝置，其特征是，冷卻劑噴嘴(18)設(shè)置成帶有預(yù)定散射角(19)的扁噴嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓模冷卻裝置，其特征是，多個(gè)扁噴嘴(18)合并成一個(gè)噴嘴座(20)，該噴嘴座設(shè)在板坯中心(21)的上方和下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的壓模冷卻裝置，其特征是，噴嘴座(20)設(shè)置在兩個(gè)壓緊板坯的壓緊輥(21)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4其中至少一項(xiàng)所述的壓模冷卻裝置，其特征是，扁噴嘴(18)的軸線(30)按照板坯寬度和壓模(9)距板坯中心(21)的距離以不同的角度(α1、α2)對(duì)準(zhǔn)壓模(9)的前棱(17)，并且各個(gè)噴嘴(18)可以通過閥(24)斷開成接通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5其中至少一項(xiàng)所述的壓模冷卻裝置，其特征是，噴嘴座(20)以分段方式設(shè)有多組噴嘴(18、18′、18″、18′″)，每組噴嘴與一個(gè)單獨(dú)的冷卻劑管路(27，28)相連接并且每組噴嘴都設(shè)置成借助于閥(24)可以斷開或接通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6其中至少一項(xiàng)所述的壓模冷卻裝置，其特征是，噴嘴座(20)作為一個(gè)組合部件借助一個(gè)快速連接件(26)可以與至少一個(gè)冷卻劑供應(yīng)管路(25)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至2其中至少一項(xiàng)所述的壓模冷卻裝置，其特征是，設(shè)有至少一個(gè)冷卻劑噴嘴(18)在一個(gè)能夠擺入壓模(9)的前棱(17)區(qū)的導(dǎo)板上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8其中至少一項(xiàng)所述的壓模冷卻裝置，其特征是，在壓模內(nèi)與其前棱以一定間隔附加配置一些冷卻劑通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9所述板坯壓邊機(jī)的壓模冷卻裝置運(yùn)行方法，其特征是，每個(gè)壓模的前棱區(qū)從外側(cè)受到冷卻劑的持續(xù)噴淋冷卻。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9所述板坯壓邊機(jī)的壓模冷卻裝置運(yùn)行方法，其特征是，每個(gè)壓模的前棱區(qū)在脫開板坯邊緣的移動(dòng)階段從外側(cè)經(jīng)板坯受到冷卻劑呈噴淋冷卻的作用。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9所述板坯壓邊機(jī)的壓模冷卻裝置運(yùn)行方法，其特征是，每個(gè)壓模的前棱區(qū)在板坯壓制間歇時(shí)間里不受到噴淋冷卻作用。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12其中至少一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征是，在外側(cè)作用對(duì)壓模噴淋冷卻之外再附加給壓模一個(gè)內(nèi)部冷卻。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13其中至少一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征是，冷卻劑以流體冷卻劑射束按預(yù)定的散射角從至少一側(cè)導(dǎo)向壓模前棱。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14其中至少一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征是，冷卻劑射束呈一個(gè)束狀可以按照板坯寬度以及壓模到板坯邊緣的位置分別單獨(dú)地接通或斷開。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15其中至少一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征是，冷卻劑射束和/或壓模內(nèi)部冷卻其冷卻程度按照壓模材料的最高容許溫度來調(diào)整。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16其中至少一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征是，冷卻劑射束可控制成跟隨壓模前棱而移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明研究一種縮小軋材寬度的壓邊機(jī)壓模冷卻裝置，尤其是對(duì)在寬帶鋼粗熱軋機(jī)上的板坯寬度，此時(shí)設(shè)有在兩側(cè)朝向板坯邊緣配置的、裝有彼此上下排列的壓模、并能相對(duì)移動(dòng)的壓模座。本發(fā)明提出，使壓邊機(jī)具有至少一個(gè)朝向各壓模前棱區(qū)的冷卻劑噴嘴，這時(shí)該裝置最好這樣運(yùn)行，使每個(gè)壓模的前棱區(qū)受到一種冷卻劑連續(xù)地噴淋冷卻。
文檔編號(hào)B21K29/00GK1062859SQ9111184
公開日1992年7月22日 申請(qǐng)日期1991年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月24日
發(fā)明者G·海策 申請(qǐng)人:Sms舒路曼-斯瑪公司