專利名稱：生產(chǎn)可卷繞成帶卷的金屬帶的方法和實施此方法的臥式帶材澆鑄機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一方面涉及在臥式帶材澆鑄機中生產(chǎn)可卷繞成帶卷的金屬帶的方法，以及另一方面涉及實施此方法的臥式帶材澆鑄機。
傳統(tǒng)的用于生產(chǎn)一種可卷繞成帶卷的金屬帶的臥式帶材澆鑄機，首先包括一臺熔爐(保溫爐或熱爐頂)，在其出口通過法蘭連接一被冷卻的硬模，硬模確定金屬帶的截面。
與硬模相隔一定距離處設(shè)一具有多個排出輥的排出裝置。金屬帶在多個水平延伸的排出輥之間沿水平方向通過排出裝置輸送。在這些排出輥中至少有一個排出輥被驅(qū)動。但通常驅(qū)動多個排出輥。
需要時可在硬模與排出裝置之間再組合一銑切裝置，用于金屬帶的表面加工。
金屬帶被排出裝置進一步在水平面內(nèi)一直輸送到卷取裝置。卷取裝置設(shè)有多個卷取輥，它們彎曲金屬帶，所以當(dāng)金屬帶離開卷取裝置后成為帶卷。帶卷安裝在卷取裝置內(nèi)設(shè)在卷取輥上方水平延伸的支承輥上。
卷取裝置本身輥式支承并可通過金屬帶相對于固定的機架移動。
在排出裝置與卷取裝置之間通常在排出裝置附近有一帶材切斷裝置，它輥式支承地可沿金屬帶縱向移動和當(dāng)帶卷達到其規(guī)定的直徑時切斷金屬帶。
排出輥、帶材切斷裝置和卷取輥的驅(qū)動通過一可存儲程序的控制器互相耦合。
可卷繞成帶卷的金屬帶的生產(chǎn)在一個由正行程約15mm和反行程約5mm的皮爾格后退式循環(huán)中進行，在各行程之間總是插入約2秒鐘的間歇。在這里，金屬帶的相對加速度約為4.5cm/s2。因為在帶卷上的金屬帶整個生產(chǎn)過程中卷取裝置與放在它上面并且直徑不斷增長的帶卷相連接，所以排出裝置估計受高達約25t的質(zhì)量加速度力(卷取裝置有約4t至6t，直徑不斷增長的帶卷有約4t至16t以及在切斷帶材的情況下還有帶材切斷裝置約2t)。此外在考慮帶材拉出力約2.5t的情況下，則在循環(huán)行程中估計加速和減速時有250KN慣性力。
卷取裝置從排出裝置起沿金屬帶在兩個位置之間移動。一個終端開關(guān)接通卷取輥驅(qū)動裝置并使卷取裝置沿金屬帶回移到起始位置。若到達起始位置，則操縱另一個終端開關(guān)和重新關(guān)閉卷取輥驅(qū)動裝置。卷取裝置的移動距離約為500mm。因此按這種移動方式，上述那些質(zhì)量在一分鐘內(nèi)間歇性來回加速和減速達30次。隨著帶卷直徑越來越大并因而重量不斷增加，反作用力也越來越大并因而在卷取輥的軸承上以及其他支承上作用了很大的負荷，由于這一原因它們必須不斷保養(yǎng)和經(jīng)常更換。除此之外改變了預(yù)定的排出參數(shù)，所以不可能實現(xiàn)循環(huán)的可再現(xiàn)性。采用這種具有每分鐘高循環(huán)數(shù)的移動方式是絕不可能的。
本發(fā)明從先有技術(shù)出發(fā)要達到的目的是，創(chuàng)造一種生產(chǎn)可卷繞成帶卷的金屬帶的方法以及一種用于實施此方法的臥式帶材澆鑄機，它們避免高的質(zhì)量加速度力以及使每一個循環(huán)都是可再現(xiàn)的。
權(quán)利要求1的特征給出了為達到有關(guān)方法部分的目的采取的措施。
本發(fā)明的關(guān)鍵點在于，卷取裝置的至少一個卷取輥和排出裝置的至少一個排出輥在金屬帶正行程和反行程的循環(huán)中同步驅(qū)動，這意味著排出裝置和卷取裝置配備有同步化的驅(qū)動裝置。當(dāng)帶材切斷裝置工作時，則帶材切斷裝置也包括在內(nèi)。以此方式，使由正行程和與之相比長度較短的反行程組成的皮爾格后退式循環(huán)只還在這種金屬帶中實行，即在循環(huán)結(jié)束階段不可避免的小量沖擊在帶卷的環(huán)段內(nèi)補償，此環(huán)段是在卷取裝置最后一些卷取輥與帶卷之間構(gòu)成的。因此卷取裝置與排出裝置同步卷繞，并在原則上不再需要移動。它規(guī)定只有一小量的移動距離約50mm，這是考慮用于卷取裝置的位置修正。但卷取裝置在約50mm的距離上的這一移動在大約10小時的時間內(nèi)進行，所以這種相對運動是微不足道的。
原則上在本發(fā)明的范圍內(nèi)只要考慮約2.5t的帶材拉出力以及在切斷金屬帶的時刻還有短時作用的約2t的帶材切斷裝置重量。這意味著產(chǎn)生的最大重量僅4.5t，在金屬帶切斷前和切斷后的期間為恒定值2t。因此在卷取裝置上的帶卷重量無關(guān)緊要。但在本發(fā)明的范圍內(nèi)重要的是，現(xiàn)在采用按本發(fā)明的方法，由于在加速和減速時沒有質(zhì)量沖擊因而保護了所有的支承，所以顯著延長了壽命。帶卷重量僅受卷取裝置及其機架承載能力的限制。
這種同步工作方式可借助于任何一種驅(qū)動裝置實現(xiàn)?？稍O(shè)想是單純電的(伺服-三相驅(qū)動裝置)，但也可設(shè)想是伺服液壓的或純機械的驅(qū)動裝置。
按權(quán)利要求2所述的本發(fā)明基本思想的進一步發(fā)展，排出裝置每一個被驅(qū)動的排出輥和卷取裝置每一個被驅(qū)動的卷取輥的驅(qū)動均借助一可存儲程序的控制器互相耦合。在有多個被驅(qū)動的排出輥和卷取輥時，當(dāng)然所有排出輥和所有卷取輥處于一個驅(qū)動裝置的影響下，這一驅(qū)動裝置再借助于可存儲程序的控制器與另一個驅(qū)動裝置同步化。
當(dāng)然，帶材切斷裝置及剪切機構(gòu)的縱向移動也處于可存儲程序的控制器影響下，以便在規(guī)定的時刻切斷金屬帶，接著從卷取裝置上取下已卷繞完成的帶卷并能卷繞一個新的帶卷。
最后，根據(jù)權(quán)利要求3的特征，可存儲程序的控制器可按有利的方式在發(fā)生偏離同步的運動過程的情況下允許有關(guān)的各裝置通過校正系數(shù)在循環(huán)中加入一正的或負的增量，由此使它們保持在中間位置或在規(guī)定的時間內(nèi)逐步返回。采取了這一措施，從一個帶卷開始卷繞到結(jié)束卷繞，始終明確地保證各循環(huán)的可再現(xiàn)性。
在權(quán)利要求4的特征中可看出為達到本發(fā)明的目的有關(guān)設(shè)備方面的方案。
據(jù)此，這樣一種臥式帶材澆鑄機按串聯(lián)式布局有一個離配屬于熔爐(保溫爐或熱頂爐)的硬模有一定距離帶多個排出輥的固定的排出裝置。排出輥最好成對地上下放置，在它們中間夾緊金屬帶。臥式帶材澆鑄機還包括一個可沿被排出裝置從硬模拉出的金屬帶的縱向與排出裝置同步移動的切斷裝置。當(dāng)一個帶卷達到了規(guī)定的直徑或規(guī)定的重量時，切斷裝置投入使用。于是它在切斷過程的時間內(nèi)以金屬帶的速度運動。最后，此臥式帶材澆鑄機有一個同樣可沿金屬帶的縱向移動并帶多個卷取輥的卷取裝置。這些通過其驅(qū)動裝置與排出輥同步化的卷取輥按這樣的方式布置在金屬帶的上方和下方，即它們夾緊金屬帶、使金屬帶繼續(xù)移動并最終將金屬帶彎曲成能順利地卷繞成帶卷。此卷取裝置不再通過金屬帶移動。由于金屬帶僅通過排出裝置傳送，所以金屬帶的送進力轉(zhuǎn)化為帶卷的旋轉(zhuǎn)運動。帶卷放在卷取裝置中的支承輥上。在約15mm的正行程中送進力使帶卷旋轉(zhuǎn)運動并因而結(jié)束了其直線運動。反行程由于最小距離約5mm所以在最后一對卷取輥與帶卷之間形成的環(huán)段中補償。
卷取輥的驅(qū)動裝置與排出輥的驅(qū)動裝置并包括與帶材切斷裝置的耦合避免了負的慣性力，所以肯定能達到每分鐘40個以上的循環(huán)，與此同時無需使用比實際需要的更大的驅(qū)動裝置。
下面借助于在附圖中表示的實施例進一步說明本發(fā)明。其中

圖1臥式帶材澆鑄機垂直縱剖面示意圖；以及圖2臥式帶材澆鑄機的卷取裝置垂直縱剖面同樣是示意的放大圖。
圖1表示的臥式帶材澆鑄機1首先包括一保溫爐2，被冷卻的硬模3通過法蘭連接在保溫爐上。
由硬模3排出金屬帶4，在此實施例中是矩形扁平橫截面的銅合金金屬帶。金屬帶4然后按箭頭PF通過支承輥5在水平面內(nèi)導(dǎo)往帶有多個互相成對配置的排出輥7的固定的排出裝置6。排出輥7均被驅(qū)動，其中未進一步表示的驅(qū)動裝置通過控制導(dǎo)線8與可存儲程序的控制器9連接。
排出輥7按一個規(guī)定的循環(huán)一次沿一個方向和一次沿另一個方向旋轉(zhuǎn)，因此按皮爾格后退方式各造成一次正行程和一次反行程。采用這種循環(huán)，金屬帶4在硬模3內(nèi)獲得所期望的質(zhì)量。
在此實施例中，每個正行程為15mm，每個反行程為5mm。在兩個行程之間規(guī)定間歇2秒鐘。帶拉出力約為2.5t。金屬帶4通過排出輥7的相對加速度為4.5cm/s2。
沿金屬帶4的運動方向，在排出裝置6后面設(shè)一帶剪刀13的帶材切斷裝置10。在實施切斷過程的情況下，借助金屬帶4可按雙向箭頭PF1在一固定的輥床12內(nèi)的輥11上運動的剪刀13的重量約為2t。
沒有進一步表示的剪刀驅(qū)動裝置也通過控制線14與可存儲程序的控制器9連接。
在帶材切斷裝置10后面金屬帶4的水平面內(nèi)繼續(xù)傳送，并在越過另一個支承輥15后輸入卷取裝置16，由圖2可詳細看到此卷取裝置。
卷取裝置16按雙向箭頭PF2可借助于輥17在固定的機架18上來回移動約50mm的距離X。在卷取裝置16內(nèi)有多個成對地彼此配合的卷取輥19。卷取輥19用于沒有進一步表示的驅(qū)動裝置的作用之下，此驅(qū)動裝置通過控制線20同樣與可存儲程序的控制器9連接。借助于此控制器9，排出裝置6與卷取裝置16的驅(qū)動同步化，使卷取輥19有與排出輥7完全相同的轉(zhuǎn)速。
在正行程長度超過15mm時卷取輥19還繼續(xù)使金屬帶4在卷取裝置16內(nèi)運動，并與此同時使之變形為當(dāng)它離開卷取裝置16時卷繞成一帶卷21，此帶卷放在同樣裝在卷取裝置16內(nèi)的支承輥22上。在出口端的卷取輥19與帶卷21之間金屬帶4的環(huán)段23用于補償5mm的反行程。為此有約50mm的補償距離X就足夠了。卷取裝置16的位置修正在約10小時的時間內(nèi)進行，這意味著有0.001388mm/s的相對運動。
用箭頭PF3表示金屬帶4成為帶卷21的卷繞方向。
權(quán)利要求
1.在臥式帶材澆鑄機(1)中生產(chǎn)可卷繞成帶卷(21)的金屬帶(4)的方法，按此方法，金屬帶(4)在由正行程和與之相比長度較短的反行程組成的皮爾格后退式循環(huán)中，借助于一個具有排出輥(7)的排出裝置(6)，從配屬于熔爐(2)的硬模(3)拉出并經(jīng)由帶材切斷裝置(10)輸入可沿金屬帶(4)縱向移動的卷取裝置(16)，在卷取裝置中，金屬帶(4)輥式支承地卷繞成帶卷(21)，在這種情況下卷取裝置(16)的至少一個卷取輥(19)和排出裝置(6)的至少一個排出輥(7)在金屬帶(4)正行程和反行程的循環(huán)中同步驅(qū)動。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，排出裝置(6)每個被驅(qū)動排出輥(7)的驅(qū)動與卷取裝置(16)每個被驅(qū)動卷取輥(19)的驅(qū)動借助于一個可存儲程序的控制器(9)互相耦合。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在偏離同步的運動過程時，有關(guān)的各裝置(6、16)通過校正系數(shù)在循環(huán)中加入一正或負的增量，由此保持在中間位置或在一規(guī)定的時間內(nèi)逐步返回。
4.實施按照權(quán)利要求1至3之一所述方法的臥式帶材澆鑄機，它按串聯(lián)式布局有一個離配屬于熔爐(2)的硬模(3)有一定距離帶多個排出輥(7)的固定的排出裝置(6)、有一個可沿被排出裝置(6)從硬摸(3)拉出的金屬帶(4)的縱向移動的帶材切斷裝置(10)、以及有一個同樣可沿此縱向移動的帶卷取輥(19)的卷取裝置(16)，其中，至少一個排出輥(7)和一個卷取輥(19)同步驅(qū)動，以及，排出輥和卷取輥(7、19)的驅(qū)動或帶材切斷裝置(10)借助于一可存儲程序的控制器(9)互相耦合。
全文摘要
生產(chǎn)可卷繞成帶卷(21)的金屬帶(4)的臥式帶材澆鑄機(1)有一個離配屬于熔爐(2)的硬模(3)有一定距離帶多個排出輥(7)的固定的排出裝置(6)、有一個可沿被排出裝置(6)從硬模(3)拉出的金屬帶(4)的縱向移動的帶材切斷裝置(10)、以及有一個同樣可沿此縱向移動的帶卷取輥(19)的卷取裝置(16)。至少一個排出輥(7)和一個卷取輥(19)同步驅(qū)動,以及它們的驅(qū)動借助于一可存儲程序的控制器(9)互相耦合。在排出裝置(6)與卷取裝置(16)之間設(shè)帶材切斷裝置(10),它同樣與可存儲程序的控制器(9)連接,并只有在金屬帶(4)應(yīng)切斷時才借助金屬帶(4)運動。
文檔編號B22D11/06GK1241463SQ99110130
公開日2000年1月19日 申請日期1999年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月11日
發(fā)明者安瓦爾·馮斯羅卡, 胡貝圖斯·布呂寧, 哈特穆特·厄爾曼 申請人:Km歐洲鋼鐵股份有限公司