熱軋機中位於粗軋機機列與精軋機機列之間的卷材箱的製作方法
2023-09-12 14:25:15 1
專利名稱：熱軋機中位於粗軋機機列與精軋機機列之間的卷材箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對位於粗軋機機列與精軋機機列之間，用於熱軋機中被軋過材料的卷繞臺與開卷臺(卷材箱)進行使用擴展的方法與裝置。
一個熱軋機中使用卷材箱是我們所熟知的。由於加工的需要，卷材箱的技術要求一定的帶材的最低重量。最低重量基本上取決於卷材箱的材料強度、帶材厚度和卷材箱實施方式。如未超過最低重量，由於開卷滾子與帶材材料之間過於小的摩擦力，被卷繞成一卷的帶材就不能再被開卷。因此卷材箱不能被用於低於最低重量的帶材。
對於一個卷材箱，第一臺用於繞卷。隨後的卷材的開卷在開始時同樣也在第一臺上進行。隨著開卷的過程，卷材同時由第一臺被傳遞至第二臺。只要卷材還在第一臺上被開卷，卷材箱內就不能容納其他帶材；兩個帶材間必須保持一個最小間歇。最小間歇主要取決於卷材箱的結構實施方式與控制。
第一臺的佔用時間也取決於材料進入與材料離開的速度。最大速度由卷材箱前後的裝備的方案以及生產計劃決定，且只能在一定限度內被改變。通過最小間歇與最大速度，在一個帶材熱軋機列中的物料通過能力被限制，且一個卷材箱在具有較大物料通過能力的熱軋機機列中只能被限制地使用。
在熟知的卷材箱中，從第一臺向第二臺的傳遞藉助於支撐的機構進行。這可能是一個中心嵌入卷材中的心軸，或是一種根據文獻US5,987,955B具有搖擺運動(wiegebewegung)的方法。熟知的還有其他的機構，如靠置在卷材外圓周上的可以通過槓桿的滾子。這種形式的傳遞在下文中被稱為所謂的主動傳遞，其在帶材具有較大的卷材重量時是傳遞持續時間最短的方法。
在沒有心軸的傳遞過程中存在另一種方法，即通過在出口側作用在待開卷的卷材上的帶材牽拉由第一向第二卷繞臺傳遞卷材。該帶材牽拉典型地由第一機架構建而成，但也可以通過其他的機構完整或部分地構建。文獻DE 1 038 857 A1描述了必要的阻止卷材在此駛向固定止擋並被損壞的措施。這種形式的傳遞在下文中被稱為所謂的被動傳遞。只要所述傳遞沒有通過阻擋機構被阻止，對在一定重量限定以下的卷材總是進行被動傳遞。第一個卷繞臺的佔用時間取決於卷材重量，且會短於或長於在主動傳遞中的時間。
在熟知的具有主動傳遞的方法中，不可能在進行主動傳遞時準許或迫使進行被動傳遞。在文獻EP 0 933 147 A1中描述的搖擺方法中，基於開卷臺向帶材運行方向的移動在滾道中產生了空隙，在進行主動傳遞時一個正在被動傳遞的卷材會落入其中，從而會發生對卷材與卷材箱的損壞。如果用可以擺入的滾子填補空隙，這些滾子必須在移動滾子前被向外擺動；然而之後又產生一個滾道空隙。
在大多數的應用情況中，隨著一個卷材箱的應用，在整個帶材的長度上會達到一個明顯更高且更均勻的溫度水平。儘管如此，在裝入一個卷材箱時還沒有實現在帶材中理想的溫度變化。通過輻射和滾子接觸，熱量也從卷材箱內部的帶材上被吸走，尤其是在外部的繞圈上。
在帶材長度上的不同溫度和附加的不穩定溫變過程是有害的。特別是在帶材厚度調節缺少或不足時，溫度差異導致精軋機機列中的不同軋制力，且從而導致在整個帶材長度上不同的帶材厚度。然而在帶材長度上均勻的帶材厚度是一個重要的質量標誌。
以上述現有技術為背景，本發明旨在提供能夠在一個卷材箱中處理明顯較小的卷材重量的技術措施。本發明還應提供能夠顯著提高一個卷材箱中物料通過能力的措施。這也特別適用於連軋機列，其在卷材箱前後具有緩慢的輥軋機架速度，且可能在卷材箱前面的最後一個輥軋機架與卷材箱入口之間有較短間隔。在卷材重量較輕時，用於提高物料通過能力的措施對於一個卷材箱的使用尤其重要。
此外，本發明還旨在提供能夠實現更高且更均勻的帶材溫度水平的與卷材箱相關的措施。
上述目的通過下列措施予以實現1.為了降低帶材的最低重量，提出在一個沒有心軸的卷材箱內部使用一個壓緊裝置，它一方面藉助由上方作用向卷材的力提高卷材與開卷滾子之間的摩擦力，另一方面藉助一個特殊的幾何結構阻止不希望的卷材的傳遞。
根據圖A1，在卷材展開的過程中，直到卷材由第一卷繞臺2a和2b向第二卷繞臺4即將或正在開始傳遞時使用一個具有壓緊力F的在高度上可以調節的壓緊裝置1。
用壓緊裝置的滾子1a和1b，或用卷繞臺的底部滾子2a和2b，或它們相互結合起來可以構成一個袋子，在其中卷材C或C』即使在由出口側的驅動器T牽拉時也被保持。以這樣的方式排除了卷材在極其微小的重量下會被拖向解卷器3的可能性。在抬高解卷器3後，通過相應滾子的抬高與降低，袋子被重新打開。
此外壓緊裝置可以由一個或多個滾子1a和1b構成。滾子1a和2b可以選擇地橫向於物料運行方向，也各具有兩個滾子和一個中間的軸承結構。為了避免壓痕，滾子邊緣被倒圓。
根據圖A2，通過滾子2a的降低和滾子2b的抬高可以在驅動滾子T的方向開始卷材C或C』的最早的可能發生的被動傳遞。
根據卷材的不圓度，對壓緊裝置的動態抬高與降低的方法做如下描述壓緊裝置的慣性通過壓緊力的相應調節被抵消，結果使作用到卷材上的壓緊力F不受卷材的不圓度的影響，在很大程度上保持穩定。鑑於基於卷材不圓度的壓緊裝置的垂直速度，產生了壓緊力的補償。壓緊力被增大或減小由此引起的加速力的大小。
用於不同物料特徵和運行狀況的壓緊力的最大值通過實驗得出，存儲在一個控制裝置中，並針對其他的應用被重新讀取。
與迄今為止的解決方案相比，採用本發明的這些措施可以在一個卷材箱內處理重量明顯較小的帶材。卷材箱的使用範圍被擴展到從2kg/mm(卷材重量比卷材寬度)起的最小所需的特定卷材重量。
2.為了提高在一個卷材箱中的物料通過能力，按本發明提出對於一個無心軸的卷材箱將主動與被動傳遞相結合。由此在每次主動傳遞時刻進行被動傳遞。從而能夠減少第一臺的佔用時間以及兩個帶材之間必要的最小間歇，並提高一個卷材箱中的物料通過能力。
對於第一臺的佔用時間，根據圖B1-圖區域A中固定的持續時間適用於主動傳遞。該區域適用於較大的卷材重量。
-取決於卷材重量的可變的持續時間適用於被動傳遞。持續時間從圖區域P內的一個最小值(較小的卷材重量)上升到圖區域AP內較高處線條所示的值(中等的卷材重量)。到目前為止在區域AP內不能應用主動傳遞，因為由於開卷過程中的重量減少和物料公差會發生不期望的被動傳遞。
在帶材運行方向水平連續放置的滾子的布置與運動對應於圖B2。卷材C或C』放在可以擺動的滾子2上，並沿驅動滾子T的方向被開卷。卷材被傳遞到可以擺動並可移動的滾子3上，直到一個或多個滾子G。在插入固定心軸D後，卷材被完全開卷。
按照本發明的方法的優點在於將主動與被動傳遞相結合，從而使在進行一次主動的無心軸傳遞時也準許或迫使進行一次被動傳遞。由此在圖區域AP中對中等帶材重量的傳遞持續時間減少到下方的線條。在帶材具有中等卷材重量時，現在可行的兩種方法的結合縮短了第一臺的佔用時間。
也可以減少滾子3，4和5(以及按具體情況其他的滾子)的滾子間距，從而使卷材在進行傳遞的每個時刻可以一直運動至滾子G，避免落入滾道空隙中。
此外為了填補相應的滾子運輸機空隙，可以在帶材運行方向水平安裝一個或多個可移動滾子4。與可擺入的滾子相反，在可移動滾子4處不會產生滾子運輸機空隙。
通過使滾子2，3，4和5總是處於差不多同樣高度的方式，主動傳遞的方法可以以一種方式被進一步改進。由此在進行主動傳遞的每個時刻，卷材可以在不做較大垂直運動的情況下被被動傳遞。
為了卷材的制動使用一個或多個滾子G。滾子G的高度可以被調節，因此在技術的必要範圍內可以調節到卷材中心的高度。
通過至少滾子G之一，待開卷的剩餘卷材被固定，且通過被插入卷材中心軸線的心軸D，最後的卷材卷圈被打開。
在使用壓緊裝置1的情況下，才能在具有一定的較輕的卷材重量時利用圖區域P和下方的AP線條(圖B1)。由於其卷材重量，這些卷材如沒有壓緊裝置就根本無法被處理。
一種用於預先計算傳遞過程和最小間歇的方法也被使用。在這個方法中，由已經處理過的帶材物料得出的實際結果被輸入，並用作可靠的最小間歇預測。
最後通過最小間歇的預先計算，原材料進入卷材箱前面的輥軋機架的時刻被控制。尤其是對於連軋機機列，這對於最小間歇的充分利用以及實現物料通過能力的提高至關重要，因為在對卷材箱中的當前帶材進行處理前，緊接著的具有預先規定的最小間歇的帶材就已經應該進入連續軋機機列了。
經過更改的出口側驅動器的啟動允許傳遞過程的提前開始。只要待開卷的帶材到達驅動器，且驅動滾子已摩擦配合地被閉鎖，就開始了由第一向第二臺的傳遞。
最終可以使用一個第三卷繞臺，且從而實現第一臺佔用時間的進一步縮短。帶材在第一臺上被繞卷。在帶材被繞卷後，卷材被傳遞到第二臺。那裡開始開卷過程。在進行開卷時，卷材被傳遞到第三臺。由於在第一臺上不再需要時間用於開卷，第一臺很快就空出，用於緊接著的帶材。
隨著由第一向第二和由第二向第三臺的無心軸傳遞，三個卷繞臺的結合是非常有利的。傳遞可以通過搖擺程序或藉助於一個大概作用在中心軸線高度處的移動滾子或這些方法的結合進行。
在由第一向第二臺進行無心軸地傳遞的過程中，根據現有技術為我們熟知的在心軸上旋轉的卷材以及帶材頭位置缺失的缺點被避免。
與迄今為止的解決方案相比，通過按照本發明的措施能夠在一個卷材箱內實現物料通過能力的顯著提高。在取決於生產計劃的情況下，本發明在即使較小卷材重量的條件下使約3百萬年噸數以及更高的卷材箱年產量成為可能。
3.按照本發明，卷材箱具有用於被動與主動地，可變地提高和均勻化(Vergleichmβigung)帶材溫度的裝置，特別是通過一個帶材加熱裝置(如一個感應加熱裝置或一個直通式煤氣爐)。較冷的帶材區域(如帶材頭部，帶材底部和帶材外側)的溫度也可以相對於其他區域有針對性地被提高。從而減小已有的溫度差異，同時提高平均溫度。
在一個卷材箱與一個加熱設備相結合的情況下，正在穿過的帶材的速度會在加熱設備中被降低，從而提高對較冷的帶材區域的加熱效果。帶材速度可以獨立於安放在卷材箱前後的輥軋機架的速度而被選擇，更確切地說是針對帶有一個安裝在卷材箱後面的加熱設備的帶材底部和針對帶有一個安裝在卷材箱前面的加熱設備的帶材頭部。加熱功率可以沿著或也橫向於帶材運行方向針對較冷的帶材區域被加強，且針對較熱的帶材區域被降低。在加熱裝置與卷材箱之間可以安裝用於側面導向與劃分帶材材料的裝置。
此外加熱設備的運行安全性可以通過一個卷材箱輸出側的矯直傳動裝置或通過一個加熱裝置前面的單獨的矯直傳動裝置被提高。藉助矯直傳動裝置減少了在卷材箱或其他裝置中產生的帶材傾斜和帶材波動，且可以識別帶材的層疊。
為了避免氧化鐵皮軋入，且由此提高帶材質量，在矯直傳動裝置的前面或內部裝入了去除鱗裝置，如噴嘴梁。為了避免和清除異物如氧化皮的卷上，可以在矯直傳動裝置的矯直滾子上安裝清潔裝置。
此外可以通過使用可以調整寬度的隔熱罩來減少卷材箱內部的熱量發散。隨著卷材箱的縮短，通過更短的傳輸時間，從而更短熱量發散的時間，更少的熱量從物料上散失。也可以在滾道上，在一個卷材箱的前後或前或者後面裝入隔熱罩。
此外，藉助相對於卷材箱前後輥軋機架的輥制速度被提高的卷繞與開卷速度，可以降低在滾道上的傳輸速度，從而可以減少熱量發散。
由於按本發明的措施實現了明顯更高且在整個帶材長度上更均勻的物料溫度。從而達到了以最終帶材厚度在0.5和2.0mm之間輥制的一個重要前提。
4.以上標號1至3中所描述的按照本發明的單個措施也可以相互結合。
到目前為止一個卷材箱的運行區域(參見圖C1)位於圖區域O的內部。此外在引入按照本發明的措施後，也覆蓋該區域。通過上面標號1至3中所述措施的合理組合，與藉助單個措施相比會附加地實現卷材箱的使用範圍明顯更大的擴展。
如果只使用了根據標號1的用於減少帶材最低重量的措施，就把待處理的生產範圍擴大到了具有小卷材重量的帶材(圖C1，圖區面A)。但是由於在具有較小帶材重量時，在一個卷材箱中可以達到的物料通過能力下降，因此作為不可避免的缺點會產生較小的物料通過能力。
如果只使用了根據上面標號2的用於提高物料通過能力的措施，那麼只能在中等的最低卷材重量區域內實現本發明的利用(圖C1，圖區B)。
通過將按照本發明用於減少卷材最低重量的措施與用於提高物料通過能力的措施相結合，可以使具有小卷材重量的帶材以較高的物料通過能力在一個卷材箱中被處理(圖C1，圖平面A，B和附加的AB)。
在此可以確定，即使只是標號1至3中所述按照本發明的措施的一部分相互部分地結合，也可以按照具體的技術要求提供卷材箱使用範圍的合理擴展。
5.總而言之，藉助按照本發明的措施可以達到以下優點待處理的帶材的最低重量被顯著降低。從而使一個卷材箱從現在起即使在卷材重量小的情況下也可以被使用。
一個卷材箱可以達到的通過能力被顯著提高。從而使一個卷材箱從現在起可以在連軋機機列中以較高的物料通過能力被使用。
帶材中的溫度差異與不穩定的溫度變化被進一步減少。通過輻射導致的熱量損失被減少或必要時被補償。從而達到了對於最終帶材厚度在0.5和2.0mm之間的熱軋的前提。
通過將按照本發明的用於減少最低重量或用於提高物料通過能力的單個措施相結合，使得卷材箱使用範圍的再次擴展，尤其適用於具有較小卷材重量與較大物料通過能力的生產計劃。
權利要求
1.一種方法，其用於對位於粗軋機機列與精軋機機列之間的，用於熱軋機中被軋過的帶材物料的卷繞臺與開卷臺(卷材箱)進行使用擴展，其特徵在於，為了在無心軸的卷材箱中處理較小的卷材重量，指向滾道(4)的壓緊力(F)被施加到待開卷的卷材上，和/或卷材被放入滾道凹部中，和/或為了在無心軸的卷材箱中提高物料通過能力，按時間與按重量將卷材由第一卷繞臺向第二卷繞臺的主動傳動與被動傳遞相互結合，和/或為了可變地提高與均勻化帶材溫度，在無心軸卷材箱之前或之後向帶材供給熱量和/或帶材或卷材箱被隔熱。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，藉助於壓緊力提高了卷材與開卷滾子之間的摩擦力和/或藉助於一個預先確定的滾道凹部的幾何構造，避免了違背意願的卷材傳遞。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，壓緊力(F)的大小考慮到卷材的不圓度、物料特徵、運行方式及其他的運行參數。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，選擇在帶材方向上前後依次放置的滾子(2，3，4，5)的布置與運動，使卷材(C，C』)首先進行被動傳遞，隨後是藉助於至少一個滾子(G)進行卷材的制動，以及在向卷材(C」)中裝入固定心軸(D)後的卷材的固定。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，通過滾子(2a)的降低與滾子(2b)的抬高，在驅動滾子(T)的方向引入一卷材(C，或C』)最早的可能發生的被動傳遞。
6.根據前述權利要求中一項或多項所述的方法，其特徵在於，為了得出傳遞程序和卷材處理的最小間歇，由已經處理過的帶材物料得出的實際結果被輸入。
7.根據前述權利要求中一項或多項所述的方法，其特徵在於，為了實施確定的帶材牽拉，在由第一向第二卷繞臺傳遞的過程開始之前，啟動了一個出口側的驅動器(T)。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，沿著或橫向於帶材運行方向的熱量供給被受控制地增加或減少。
9.一種裝置，用於對位於粗軋機機列與精軋機機列之間的，用於熱軋機中被軋過的帶材物料的卷繞臺與開卷臺(卷材箱)進行使用擴展，其特徵在於，為了在無心軸的卷材箱中處理較小的卷材重量，為待開卷的卷材配置了壓緊裝置，和/或卷材位於滾道凹部中，和/或為了對於一個無心軸的卷材箱提高物料通過能力或減少佔用時間，為卷材安裝了支撐輥，支撐輥可以擺動(2，3)，可以縱向方向上水平移動(3，4)或在一定距離內可以移動(4)，和/或為了提高與均勻帶材溫度，在卷材箱之前或之後必要時安裝了可調節的帶材加熱裝置或滾道隔熱罩，和/或在卷材箱內部優選地設有寬度可以調節的隔熱罩。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，壓緊裝置配有壓緊滾子(1a，1b)，和/或滾道凹部由可調節的底部滾子(2a，2b)構成。
11.根據權利要求9或10所述的裝置，其特徵在於，設有擺動滾子(2a，2b)的機構和調節滾子(3，4，5)的間距與高度的機構。
12.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，為剩餘卷材(C」)配置了用於打開與使最後的卷材卷圈開卷的固定心軸(D)。
13.根據前述權利要求9至12中一項或多項所述的裝置，其特徵在於，在出口側在卷材箱後邊安裝了可以啟動的驅動器(T)。
14.根據前述權利要求9至13中一項或多項所述的裝置，其特徵在於，在卷材箱的出口側或在帶材加熱裝置前面安裝了一個矯直傳動裝置。
15.根據前述權利要求9至14中一項或多項所述的裝置，其特徵在於，在矯直傳動裝置的前面或內部設有至少一個去氧化皮裝置。
16.根據前述權利要求9至15中一項或多項所述的裝置，其特徵在於，矯直傳動裝置設有至少一個用於矯直滾子的清潔裝置。
17.根據前述權利要求9至16中一項或多項所述的裝置，其特徵在於，該裝置具有三個用於卷材無心軸傳遞的卷繞臺。
全文摘要
本發明涉及一種對位於粗軋機機列與精軋機機列之間，用於熱軋機中被軋過的帶材物料的卷繞臺與開卷臺(卷材箱)進行使用擴展的方法。卷材箱的使用擴展通過這樣的方式實現，為了在一個無心軸的卷材箱中處理較小的卷材重量，一個指向滾道(4)的壓緊力(F)被施加到待開卷的卷材上，和/或卷材被放入一個滾道凹面中，和/或為了在一個無心軸的卷材箱處，特別是在具有中等帶材重量時提高物料通過能力，將卷材按時間與重量由一個第一卷繞臺向一個第二卷繞臺的主動與被動傳遞相互結合，和/或為了可變地提高與均勻化帶材溫度，在無心軸卷材箱前後向帶材供給熱量，和/或帶材或卷材箱被隔熱。本發明還涉及一種為了實施本方法被相應構成的裝置。
文檔編號B21C47/24GK1839002SQ200480024175
公開日2006年9月27日 申請日期2004年7月19日 優先權日2003年8月22日
發明者K·鮑默, B·埃爾斯, M·伯伊特, T·倫克爾, M·克呂格爾, P·施米茨 申請人:Sms迪馬格股份公司