用於從軋機送出的金屬帶的導向系統的製作方法

2023-04-24 08:31:56

專利名稱：：用於從軋機送出的金屬帶的導向系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種適用於金屬帶的軋輥導向系統，特別涉及一種適用於從軋制設備送出的薄金屬帶的導向系統。
背景技術：
：在超薄金屬帶的熱軋中，即帶料的厚度小於1.5mm，用於達到預定厚度的最好的技術是不間斷軋制技術，其中帶料的形變過程不間斷地發生。通過應用這樣的軋制系統來製造帶料的巻料，當纏繞的巻料達到了預期的尺寸時，則需要切割帶料的飛剪。切割在精軋機的出口處以帶料的速度進行，切割的速度大體上等於或高於12m/s。不利的是，帶料的頂端的高速和帶自身輕薄的厚度增大了頂端出現摺疊及彎斜的可能性。限制帶料在輥道上的最大進給速度，使得帶料不穩定且增大了摺疊及隨後頂端翻轉和彎斜的可能性的這一現象，通常為空氣動力學型，但也可能為機械-空氣動力學型。軋輥之間的距離決定了頂端的彎曲程度，其歸因於帶料的重量；因此，當帶的頂端觸及下一軋輥時，帶的頂端在路徑線之下。如果帶料撞上軋輥時的角度，該角度由帶料的頂端相對於路徑線所限定，大於一給定的界限值的話，同樣藉助於軋輥速度的切線分速度碰撞將會引伸出z使該頂端向上回彈。因此，在碰撞之後，頂端相對於該路徑線的進給角度等於該頂端撞擊該軋輥的角度。如果相對於水平線向上傾斜進給的帶料的表面產生的升力大於帶的重力，由於提升的表面增加了，升力增加且帶料彎曲並在其自身上後傾，則這種現象會更嚴重。因此，軋輥上帶料的頂端的回彈的機械方面促進並增強了頂端自身的脫落現象。4與升力有關的現象的重要性，隨著輥道上帶料的進給速度而增加，成二次方相關，並隨著帶料的薄度而增加，帶料薄意味著帶料自身重量的減輕。用於熱軋機的軋輥導向系統包括動力輥道，其具有引導帶料的頂端和尾端至一夾送輥或轉向輥的中心導引輥道，該夾送輥或轉向輥將該頂端輸送至巻繞組件，該巻繞組件包含一具有適當數量的巻繞輥的巻繞機。現有技術提到一些解決方法來嘗試將前述問題減到最小並加以控制。例如，文獻JP5185128描述了一種解決方法，其藉助於兩個定形的軋輥並通過將帶料弄皺以橫向地加強該帶料。此種解決方法顯示出一些缺點。第一個缺點是，所述帶料接近於頂端的一部分的永久形變的生成，其意味著對於每個巻繞的巻料來說，均不能採用帶料的所述部分，因為這一部分不能達到必要的質量需求。第二個缺點以這樣的事實為代表，即當帶的頂端碰撞夾送輥/轉向輥或該巻繞組件的導入道(lead-intable)時，這樣獲得的帶料的頂端的形狀可能會引起彎斜。因此，需要製造能夠克服前述不足的，用於進給從軋制設備中送出的金屬帶的軋輥導向系統。
發明內容本發明的主要目的在於，製造一種用於軋制設備的出口處的薄帶的軋輥導向系統，該導向系統允許對導致運動的帶料頂端的不穩定性的機械-空氣動力學現象產生作用，且所述導向系統是自動定心的，從而適合提高巻料自身的巻繞質量。本發明的另一目的在於，避免向下移動的所述帶可能碰撞到該輥道的下面的進給輥上從而產生損毀或彎斜，並且可能引起所述帶自身朝向巻繞組件的進給的中斷。本發明的再一目的在於，防止所述帶由於其自身向上的運動而碰撞或滑行於上容納裝置，以此避免了對表面的可能存在的損害，比如刮痕或縫隙。此外，本發明的又一目的在於，提供一種可靠的導向，能夠避免翻巻及隨之發生的所述帶的頂端的傾翻(tipping)/摺疊，且在高的進給速度下沒有彎斜(cobbles)。因此，為達上述目的，本發明製造一種適用於一軋制系統的出口處的金屬5帶的軋輥導向系統，本發明定義出一縱向進給方向，依照權利要求l,其包含至少一輥道，該輥道包含多個進給輥，該多個進給輥至少位於輥道中心部分，在該進給方向的橫截面上具有充分的曲線輪廓，其中具有所述帶的至少一引入和容納裝置，其布置於所述的至少一輥道上並具有一流體的吹噴系統，該吹噴系統適用於流體噴流流出至移動中的帶上，以使所述帶在所述的進給輥上發生形變，因此所述帶在相對於進給方向的橫截面上，顯示出對應於所述進給輥的輪廓的一種輪廓，以及其中具有導引輥道，其布置於至少一輥道的進給輥之間，以支撐所述帶的頂端並當該頂端經過所述進給輥之上的時候將可能存在的不穩定性減到最小。有利地是，本發明的導向系統既可應用於帶有不間斷工作流程的熱軋才幾，比如其在出口處具有二至四個巻繞;f幾；又可應用於傳統的熱軋才幾，其在最後的熱軋臺出口處包含輥道，例如其在出口處具有一至四個巻繞^L。此外，該系統可同樣應用於在不間斷工作的冷軋機的出口,殳處以引導頂端。另一優勢在於，當薄的或超薄的帶料碰撞到夾送/升降輥或位於升降輥與巻繞機之間的巻繞組件的導引輥道時，本發明提供了這些薄的或超薄的帶的可靠的導入。本發明達到前述目的是通過以下手段-通過增大在輥道上移動中的頂端的橫截面的轉動慣量而加強所述帶料；這樣的作用是藉助於施加相對於所述帶料垂直或傾斜但具有垂直分力的空氣、氣體或水的噴流來實現的，並且可能是由夾送加強輥的機械形變所影響，也可能是在飛剪的出口處以一適當方式而成形的；-消除或降低由於頂端與輥道的進給輥之間的碰撞而產生的帶料的升力效應；-通過形成一空氣或氣體流，該空氣或氣體流的速度低於、等於、或高於由輥道進給的所述帶料的頂端的速度，並通過使用一可行的相對於所述帶的同方向流，而消除或降低空氣動力學的升力效應。-構建一集成系統，其中組成熱軋機出口段的各裝置均有助於關係到超薄的帶料的可靠導入的目標的達成。-使用具有一適當成形的軋輥的系統，除了增加強度外，其使得能製造出一種適用於移動中的帶料的自定心(self-centering)系統。-製造一自動化系統，使形成熱軋機出口段的單個裝置能夠同步控制。從屬權利要求描述了本發明的較佳實施例。本發明進一步的特點和優點將在對較佳實施例的具體描述中顯明，但並非以此為限，對引導系統的實施例結合附圖進行非限制性的舉例說明，其中圖1所示為不含帶料頂端導向系統的不間斷熱軋設備出口段的側視圖；圖2所示為含有本發明的帶料頂端導向系統的不間斷熱軋設備出口段的側視圖3所示為沿著公知技術中的導向系統的帶料的進給圖4所示為沿著本發明的導向系統的帶料的進給圖5所示為本發明系統的局部立體圖5a所示為圖5中該部分的前^L圖6所示為本發明的導向系統的其中一段的縱向截面圖7a所示為圖6中系統的該段的橫截面示意圖7b所示為圖7a中噴射到帶上的動作示意圖7c所示為圖6中系統的該段橫截面的變化例示意圖8所示為本發明的導向系統的該段的變化例的縱向截面圖9a所示為當應用圖6中的變化形式時作用在移動中的帶料上的力的示意圖9b所示為當應用圖8中的變化形式時作用在移動中的帶上的力的示意圖10所示為本發明的導向系統的該段的另一變化例的縱向截面示意圖。具體實施例方式圖1所示為適用於從不間斷類型或傳統類型的熱軋機送出的薄的或超薄的金屬帶20的軋輥導向系統，該系統包括-飛剪2，用於切割帶料；-一對夾送輥l,布置在精軋機的出口，並在該飛剪2的上遊，適合於拖曳切割後的所述帶料的頂端(head);-一對帶料的夾送加強輥3;-至少一動力輥道4,包含朝向所述帶料的至少一纏繞部分的所述帶料的多個進給輥4',;-一對可能存在的夾送轉向輥(pinchanddeflectorrollers)5,其位於所述至少一淨昆道4的末端；-至少一巻繞機6,其在在每對夾送/轉向輥5處，具有至少一巻繞輥(windingroller)。圖3圖示為所述帶料沿著現有技術中的軋輥導向系統移動，並顯示由於所述帶料的頂端在所述帶的路徑線(passline)下方的某一位置在進給輥4'上的碰撞(圖3b)而造成的不穩定性的效應，其是由於所述帶料自身的重量的影響，或是由軋制或切割帶來的該頂端的形變所導致的。圖3c顯示與碰撞之後完全相同的，剛一回彈時頂端的提升效應。該導向系統，本發明的客體，優選地包含一引入和容納裝置(lead-inandcontainmentdevice)8,其具有布置在該輥道4上方的空氣或氣體吹噴系統，和布置在所述輥道4的進給輥4'之間的導引輥道(guidingtables)7,用於支撐所述帶料的頂端並將該頂端在進給輥上通過時可能存在的不穩定性減到最小。容納裝置8和導引輥道7如圖2所示。還可在輥道4和相應的上方的引入和容納裝置8之間提供帶料的側面容納導向裝置12(圖7a)。下方的導引輥道7於每個輥道4上的進給輥4，之間設置。作為變化，所述導引輥道7可僅在第一輥道4的進給輥4，之間設置，設置在一對夾送加強輥(pinchandstiffeningrollers)3的後方，或是如果沒有設置該對夾送加強輥3，則可直接將其布置在飛剪2的後方，或是換作僅布置在第一輥道和第二輥道的進給輥4，之間，因為這樣一來所述帶料的形變和所獲得的形狀的保持將並不是像那樣來確定上述的不穩定效應。在另一變化例中，所述導引輥道7可以以交替的方式布置在輥道4上。圖4所示為所述帶料沿著本發明的導向系統移動，其中可以發現，藉助於下方的導引輥道7，由所述帶料的頂端在進給輥4'上的碰撞而導致的不穩定性顯著減小。在實施飛刀切割(flyingcutting)加工將要被巻繞的帶料的頂端之前，飛剪2上遊的該夾送輥1是閉合的。在切割的時候，容納裝置8和其所附屬的空氣或氣體吹噴系統已就位於輥道4的上方。夾送轉向輥5已就位於適合允許前一帶料的尾端通過以及下一帶料的頂端隨後的導入，並且具有相應的巻繞輥的巻繞機6，已準備好接受所述帶料的頂端。在切割的同時或之後，布置在飛剪2的出口處的夾送加強輥3通過施加一閉合力Fl於所述帶上而相互靠近。所述閉合力Fl的控制系統最好設置為例如使與設備機械加工的不同厚度/寬度有關的所述帶料的形變得以控制。夾送加強輥3,優選地可成形為使獲得的帶料的形變賦予該帶料凹或凸的形狀，例如，依照凸面輪廓是形成於上軋輥3，上還是形成於下軋輥3，，上而使帶料呈"獨木舟，，狀(canoe-shape)或"瓦，，狀(tile-shape)。在圖5中，該軋輥3，、3"的外形確定了"獨木舟"狀的帶料。如果下軋輥3，，中心處的直徑Deb小於其端部的直徑Deb,且上軋輥3，中心處的直徑Det大於其端部的直徑Det,則獲得"獨木舟"形狀。反之亦然，則獲得"瓦"形狀。由該軋輥3，、3"的方法所獲得的形狀使所述帶的橫截面的轉動慣量得以增大，使帶料剛性更強，從而更少地受頂端提升和翻轉現象的影響。例如，考慮所述軋輥3，，的"偏差，，，即在平行於該軋輥3"的軸線且連接該軋輥自身的兩端點的直線與其曲線輪廓的頂點之間的距離，等於5mm，獲得所述帶的橫截面的轉動慣量，其大約高於使用一對圓柱夾送輥時的43倍。因此，曲面的，並由本發明中的導向系統引導的0.8mm厚的帶料，其顯示出的剛性等同於非曲面的2.8mm厚的帶料的硬度。這是對於寬度為1235mm的帶料發現的。所述帶料的頂端在輥道4上進給，沿著輥道4，在進給輥之間的空間布置導引輥道7，以支撐所述帶料的頂端，消除同樣由重力引起的彎曲效應。較佳的是，所述的輥道4的進給輥或支撐輥4'被適當地定形，以通過從頂部而來的加壓的空氣流、氣體流或水流，獲得所述帶料在彈性範圍內的的非永久性形變，給所述帶料賦予凹形的或稱"獨木舟"狀的，或是凸形的或稱"瓦"狀的形狀。在提供該對夾送加強輥3的情況下，進給輥4，至少其中心部分顯示為一種對應於下夾送加強輥3，，的形狀，以維持"獨木舟，，狀或"瓦"狀。當進給輥4，中心的直徑D。(圖7a、圖7b、圖7c)小於其端部的直徑De時，能獲得"獨木舟"狀，反之亦然，將獲得"瓦"狀。如果選擇"獨木舟，，狀，進給輥4，被成形為使得其中心部分具有實質上為凹形的橫截面(concavecrossprofile),且寬度小於帶料20的最小寬度。在這種情況下，所述帶料的邊緣位於具有平坦的橫截面(flatcrossprofile)的進給輥94，的端部上。另一方面，如果選擇"瓦"狀(圖中未示)，進給輥4，的中心部分具有實質上平坦的橫截面，且寬度小於所述帶料的最小寬度。在這種情況下，所述帶灃+的邊鍵^立於具有實質上為^皮切去頂端的錐形的4黃斷面(truncatedconecrossprofile)的進給輥4，的端部上。或者反過來，進給輥4，的中心部分具有實質上為凸形的曲線橫截面。在所述帶料的進給方向上，即在縱向方向上，導引輥道7的上表面的輪廓可為直線型(圖4)或適當地成形以降低可能的帶料/軋輥的撞擊角度(impactangle),使其在臨界值以下。在第二種情況下，導引輥道7的上表面的輪廓在縱向的邊糹彖上可為或其曲率的半徑在lmm至10000mm之間的曲線型，或者是包括直線的折線或正弦曲線的組合。特別地，這樣的輪廓可包括多項式曲線的組合，其中多項式曲線的次數從1至13。優選地，在橫向上，即在垂直帶料的進給方向的方向，導引輥道7的輪廓與進給輥4，的輪廓是共輒的(conjugated),從而將所述帶料的頂端在進給輥4'上通過時可能存在的不穩定性減到最小。例如，導引輥道7在橫向的中心輪廓可與圖7a中進給輥4，的中心輪廓相互關聯。導引輥道7的橫向寬度可等於或稍稍大於所述帶的中心部分的寬度，並且，無論如何，該橫向寬度小於所述帶的最小寬度。所述導引輥道7安裝在該導向系統的側邊結構的端部。引入和容納裝置8位於各輥道4的上方。該裝置8包含一引入輥道，其適合於引起移動中的帶料的頂端的機械式導入。該引入輥道較佳的在其內具有加壓容室9，其中空氣或氣體保持在一給定的壓力下，較優地在0.1至6巴之間變化。引入輥道位於距路徑線一預定距離處，且可較優地變化在15-150mm之間。空氣或氣體經過適當形狀的孔或噴嘴而從加壓容室9中釋放出來。較佳地，用於加強帶料的所述帶料的形變還可以在不提供該對夾送加強輥3，而僅由空氣或氣體噴流(jets)的作用而獲得。所述噴流以適當的流體壓強推動所述帶料至進給輥4，上，使所述帶料發生形變，使之在相對於進給方向的橫截面呈現出與所述進給輥4'的輪廓相應的輪廓。在第一實施例中，容室9,例如用焊接鋼板製成，具有優選地布置在進給輥或支撐輥4，處的孔。這樣的孔或噴嘴的軸線垂直於由帶料的路徑線所限定的平面(孔IO,圖6)，或以一預定角度，較優地大約為10-45°,相對於所述平面而傾斜(孔ll,圖8),以使該空氣或氣體噴流可施加力F2，該力F2具有至少一垂直於進給輥4，的軸線的分力。力F2或其垂直於進給輥4，的軸線的分力能夠使帶料附著在進給輥4，上。所述的噴流的推力引起和/或保持所述帶的曲率使其自身適合於該進給輥4，的輪廓，如圖7a所示。在圖7b中，所述噴流的作用通過施加在所述帶料上的彎曲力F2而顯示出來。在如圖8中的情況下，相對於所述帶料傾斜的空氣或氣體噴流最佳地產生相對於所述帶料的一同方向流(叫uidirectionalflow)，引導所述帶的頂端並保持"獨木舟"狀或"瓦"狀輪廓。在一個變化例中，傾斜的噴流的作用線優選地與該進給輥4'的上母線相交(intersect)。空氣或氣體的該同方向流的速度v工可以高於、低於或等於所述帶料的進給速度V2。空氣或氣體的該同方向流的作用將會使可能存在的升力F3減到最小，以使作用在所述帶料的頂端的重力P總是大於可能存在的升力F3,正如圖9b中所示的，空氣或氣體的該同方向流的速度、優選地與所述帶料20的進給速度V2具有可比性。在這種情況下，事實上，空氣/氣體與帶料之間相對速度的大幅減少意味著空氣動力升力效應(aerodynamiclifteffects)隨之而來的大幅減少。如圖7c中的一種變化例，側面容納導向裝置12可優選地包括孔12，，通過該孔12，，空氣或氣體噴流可朝向位於上方的引入和容納裝置8與移動帶料的表面之間的空間的中心區域流出。這些更多的噴流稍稍地向下傾斜以部分地增強用於使所迷帶料形變的壓力，同時也使前述的同方向流的氣溝優化以防止可能的側邊洩漏。圖9a，作為代替，圖示出沒有空氣或氣體的同方向流的情況，也就是說，Vl等於零，升力F3在強度上可與重力P相比，引起所述帶料的頂端的向上提升。在另一實施例中，如圖10所示，加壓容室9，例如由焊接鋼板製成的，具有孔或噴嘴，該孔或噴嘴優選地既布置於該進給輥4，之間的區域，又布置於進給輥自身處。特別地，位於進給輥4，處的孔或噴嘴10的軸線垂直於由所述帶的路徑線限定的平面，而位於進給輥4，之間的區域的孔或噴嘴11的軸線相對於前述平面傾斜大約45°，或者反過來。在本發明的各個實施例中，優選地提供一同步系統，用於使該空氣/氣體向引入和容納裝置8的加壓容室9流動的啟動與飛剪2的鼓室(drums)的旋轉的啟動同步。還提供一控制系統，其根據正在機械加工的帶料的尺寸、厚度和寬度而調節進入加壓容室9的空氣或氣體的壓力。所使用的氣體在溫度為20。C,一個大氣壓下的密度，高於或低於空氣的密度。或者，水噴流可用來代替空氣或氣體噴流，特別是在使用熱軋機的情況下。所述帶料20在各輥道4的末端遭遇一對夾送/轉向輥5。該對夾送/轉向輥5可具有兩個工作位置。第一工作位置提供的兩夾送/轉向輥5的軸線分別布置在垂直於所述帶料的路徑線的相應的平面上，且適當地錯開一定距離，以使所述帶料的頂端轉向相應的巻繞機6。第二工作位置提供的兩夾送/轉向輥5的軸線布置在垂直於所述帶的路徑線的同一平面上，在這種情況下所述帶料的頂端需要繼續朝向隨後的輥道而不朝向巻繞機。權利要求1、一種導向系統，適用於從軋機中送出的金屬帶，定義有一縱向進給方向，包含至少一輥道(4)，其包含多個進給輥(4』)，該多個進給輥(4』)至少在其中心部分，在該進給方向的橫截面上具有實質上為曲線的輪廓，其中，具有所述帶料的至少一引入和容納裝置(8)，其布置於所述的至少一輥道(4)上並具有一流體的吹噴系統(9、10、11)，該吹噴系統適用於使流體噴流流出至移動中的帶料上，以使所述帶料在所述的進給輥(4』)上發生形變，從而使所述帶料在相對於進給方向的橫截面上，顯示出對應於所述進給輥(4』)的一種輪廓，以及其中具有導引輥道(7)，其布置於至少一輥道(4)的進給輥(4』)之間，以支撐所述帶料的頂端並在該頂端經過所述進給輥之上的時候將可能存在的不穩定性減到最小。2、根據權利要求1所述的系統，其中所述至少一輥道(4)的上遊處，具有一個或多個夾送輥(l、3)，其適用於沿著所述的進給方向拖曳所述帶料的頂端。3、根據權利要求2所述的系統，其中所述夾送輥中的一個(3)包含一對加強輥(3，、3")以用於加強所述帶料，其中下加強輥(3")的截面輪廓具有對應於該進給輥(4，)的至少中心部分的截面輪廓，所述的加強輥適用於使所述帶料發生形變，以使其在朝向進給方向的橫截面上顯示出前述的實質上為曲線的輪廓。4、根據權利要求1所述的系統，其中所述的流體的吹噴系統包含一加壓容室(9),該加壓容室在該進給輥(4，)處具有相對所述進給方向的垂直軸線的孔或噴嘴(10、11)。5、根據權利要求1所述的系統，其中所述的流體的吹噴系統包含一加壓容室(9)，該加壓容室在該進給輥(4，)處具有孔或噴嘴(10、11)，該孔或噴嘴>的軸線相對於所述進給方向傾斜一預定的角度，以形成所述流體的同方向流以便將空氣動力學的升力影響減到最小。6、根據權利要求4或5所述的系統，其中更多的孔或噴嘴設置在各所述進給輥(4，)的中心之間的間隔處，所述的更多的孔或噴嘴的軸線相對於所述進給方向垂直或傾斜一預定的角度。7、根據權利要求5或6所述的系統，其中，所述的預定的角度在10。與45°之間變化。8、根據權利要求1所述的系統，其中沿著該進給方向，該導引輥道(7)的上表面具有一條直的輪廓。9、根據權利要求1所述的系統，其中沿著該進給方向，該導引輥道(7)的上表面具有一成形的輪廓，以降低可能的所述帶料/進給輥(4，)的撞擊角度。10、根據權利要求9所述的系統，其中所述的成形的輪廓為曲線，其曲率半徑在lmm至10000mm之間，或者包括直線的折線或正弦曲線4&廓的組合或多項式曲線的組合，該多項式曲線的次數從1至13。11、根據權利要求8或9所述的系統，其中沿著相對於該進給方向的垂直方向，導引輥道(7)的上表面的輪廓與進料輥(4，)的輪廓是共軛的。12、根據權利要求3所述的系統，其中具有控制元件，用於控制該對加強輥(3)的閉合力(Fl)。13、根據權利要求4至12中的任一項所述的系統，其中具有一飛剪(2)，位於所述的至少一輥道(4)的上遊處，用於將所述帶料切割為預定長度的段，且具有同步元件，用於使該流體向加壓容室(9)流動的啟動與飛剪的鼓室的旋轉的啟動同步。14、根據權利要求13所述的系統，其中具有一控制元件，其適用於根據正在機械加工的所述帶料的尺寸而調節進入加壓容室(9)的流體的壓力，所述流體為空氣、或氣體、或水。15、根據權利要求1至14中任一項所述的系統，其中具有多個輥道(4)、多對夾送/轉向輥(5),各對夾送/轉向輥布置於相應的輥道(4)的下遊處，且巻繞裝置(6)布置在各對夾送/轉向輥(5)處。全文摘要一種軋輥導向系統，適用於一軋制系統的出口處的薄帶，其能提供可靠的引導，使得薄帶不會發生翻卷和不會由此產生帶的頂端的傾翻/摺疊，並且即使處於高進給速度也不會彎斜。本發明的系統防止所述帶料由於其自身向上或向下的運動，而碰撞或滑行於上容納裝置或軋輥上，以此避免了對表面的可能存在的損害，比如刮痕或縫隙。此外，該導向系統通過製造一適合於改善卷料自身卷繞質量的自定心導向系統，對引起頂端運動中的不穩定性機械-空氣動力學現象起作用。文檔編號B21B39/00GK101678420SQ200880012744公開日2010年3月24日申請日期2008年4月17日優先權日2007年4月20日發明者盧卡·桑德林,盧西亞諾·維尼奧洛,法比奧·韋基耶,阿爾弗雷多·帕洛尼,馬泰奧·諾比萊申請人:達涅利機械工業有限公司