CN100384556C - 用于半成品的卷绕设备 - Google Patents

Abstract

一种应用于半成品的卷绕设备由两个部分(1、2)组成，这两个部分连接在一起，形成一个铰接臂，引导来自轧制设备的产品(BL)进入卷盘。在绕组过程中，离卷盘较近的第二部分(2)存在一个自身的倾角，这个倾角与卷盘绕匝的倾角保持一致。这样，可以较大地减小相邻绕匝之间的距离或间隙，并防止在同一层上已经绕组的绕匝与将进行的绕匝发生交叠(一匝在另一匝之上)，从而获得更为紧凑并具有精确几何尺寸的卷盘。另外，还描述了精确引导到达卷盘的轧制产品(BL)的设备(12)。

Description

用于半成品的卷绕设备

技术领域

本发明属于一种用于卷绕制半成品的设备，制半成品如热轧的圆钢、扁钢、钢棒或盘条(圆滑或者带棱)，这些金属材料的横截面或圆、或方、或矩形、或六边形。

背景技术

编号为EP1.126.935的欧洲专利描述了一种引导热轧产品束绕匝形成的设备，该专利由本专利申请人所申请，其图解如图一所示。上述设备含有一个细长的分配器D，该分配器围绕一个固定的垂直轴线AV振荡，热轧钢棒在分配器内滑动，由上述卷盘B转轴上的分配器进行引导，卷盘围绕一个水平轴线AO旋转。该设备还包含有导件，以维持轧制材料不断垂直地卷绕于卷盘轴，以实现绕匝的更持久的成型和分布。如图一所示，该解决方案的缺点是：如果轧制材料的横截面为方形或矩形，当分配器D有一个与绕匝的绕组角α相对立的倾角γ时，分配器D输出的扁钢就会覆盖已经绕组于卷盘上的绕匝并部分与其重叠，也就是说，在绕匝之间存在一个所谓的“交叠”。

由于变形和刮擦，绕匝的交叠不可避免地引起轧制材料的损坏，这种情况将影响最终产品的质量。上述交叠还会造成轧制材料最终成型的无规律性，从而影响轧制材料束的最终成型。

解决上述缺点的方法可以是通过增加绕匝之间的距离，也就是在准备绕组的轧制材料具有相同横截面的情况下增加绕组节距。但是对于这种方法，绕匝无法彼此之间压实，所以获得的是不紧凑的卷盘。

发明内容

本发明的目的是提供一种卷绕轧制半成品的设备，这种设备比已知的设备有所改进，特别是对于上述钢棒在卷盘上与同层绕匝交叠的问题，这种设备有了很大的改进，从而获得高质量的轧制材料束，使绕匝的几何分布更加有序。

本发明的另外一个目的是获得一个紧凑的、完全圆柱形的材料束(最佳形状)的方法，使它具有一个很高的充装系数。其优点包括整体尺寸较小、对库房的存储空间利用较好、运输更优化。

本发明的设备采用如下技术方案：放置在卷绕线末端用于卷绕轧制材料的一种卷绕设备，该设备由至少一个第一导件和一个第二导件组成，每个导件形成一个通道，用于支撑、容纳和引导上述的轧制材料，第一导件至少围绕一个与其展开平面完全垂直的轴旋转，由一个用于接纳来自上述轧制线的轧制材料的输入端、以及一个输出上述轧制材料的输出端组成；而第二导件具有一个输入端，置于第一导件输出端附近、可导入来自第一导件的轧制材料，及具有一个输出端，将上述轧制材料输送到绕组单元，对轧制材料进行绕组；上述绕组单元限定一个绕组轴，轴上的第一导件和第二导件可以在平行于绕组轴的平面上分别改变自身对于绕组轴的倾角。

本发明的方法采用上述设备对轧制材料进行卷绕，具体技术方案如下：

采用一个绕组轴(X)和一个辊轴(AL)；

第一导件(1)和第二导件(2)分别调整各自对绕组轴(X)的角度，沿上述设备移动第二导件(2)输出端(8)，以卷绕轧制材料；轧制材料的卷绕操作具体为：使第一导件(1)围绕一个轴旋转，其中所述的轴与其展开平面完全垂直，同时使第二导件(2)保持一个倾角，在与绕组轴(X)平行的第一个平面上；

从第二导件(2)的输出端(8)输出的轧制材料具有一个分配角(β_i)，在所述第一平面上与绕匝卷绕层的螺旋线角度(α_i)相等；

所述卷绕层螺旋线的角度(α_i)由辊轴(AL)形成，同时第二导件(2)在卷绕的过程中改变其与绕组轴(X)的倾角。

对于此领域的熟练人员来说，通过下列发明实例的详细描述，该发明还可以实现的其它优点非常清晰。见如下各图：

附图说明

图1是一种已知类型卷绕设备俯视的示意图，该设备对轧制材料进行绕组。

图2是一种根据本发明卷绕设备实例的侧视图，该设备对轧制材料进行绕组。

图2-bis是图2分配设备的顶视图。

图3、4、5是图2和图2-bis分配设备三个操作阶段的顶视图。

图6是安装在图2分配设备上输出端的引导钢棒的设备的截面侧视图。

图7A和7B是图6引导设备两个操作阶段的顶视图。

具体实施方式

图2是本发明卷绕设备实例的侧视图，该设备卷绕来自轧制线L的金属材料(没有显示)。在该实例中，轧制材料的横截面为方形或矩形(扁平)。

图2中本发明的卷绕设备实例含有一个第一导件1和一个第二导件2，每个导件由一个或多个管状体3、4、5组成，这些管状体由梁6、7支撑。

在图2-bis中，可以看到管状体3比管状体4、5张开更大，以传输来自轧制线的轧制材料，传输在管状体3内进行，不致侧滑。

管状体3的一端，即第一导件1的输入端，位于轧制线L的轴线上，在输出口前面或附近，这样轧制材料钢棒可以轻松滑入管状体3内。管状体3的另外一端(在本文描述中称为第一导件1的输出端)位于第四管状体4另外一端(下文中称为第二导件2的输入端)的附近，这样，当分配器进行下述移动时，来自轧制线L的轧制扁钢材料或其它材料可以连续横跨进入三个管状体3、4、5，并从第二导件2的输出端8输出，由此进入卷盘AS，轧制扁钢材料在相应的绕组轴M上弯曲，形成卷盘上的绕匝。管状体3、4、5和相应的支撑梁6、7有支撑、容纳和引导来自轧制线的金属棒的功能，使金属棒位于绕组轴M上的一个精确的位置，发明实例中绕组轴围绕水平轴线旋转。

位于轧制线L输出端附近的导件1固定在固定式合叶9上(图2)，该合叶使导件围绕一个完全垂直的轴线旋转，具体地说，是围绕一个与第一导件1的展开平面直交的轴线旋转，也可以是围绕一个水平的轴线旋转。

导件1、2固定在两个移动支架10、11上，本发明实例中，这两个支架由两个滑块组成。移动支架10固定在管状体5的输出端8附近，而移动支架11固定在第一导件1的输出端和第二导件2的输入端附近，以支撑两者。特别地，移动支架10配备了一个气动圆筒，圆筒上有梁7，梁7提升第二导件2，从而适应卷盘在绕组过程中直径的增加。有了这个系统，当卷盘直径增加时，两个移动支架10、11组成的分配器部分的重量就不再作用于轧制材料上。

移动支架10、11能够在平行于绕组轴M的转动轴线X的方向上水平滑动，见图2-bis中箭头F1和F2的指示。

通过使移动支架10、11的平移，本发明的第一导件1和第二导件2可以改变各自的相对倾角和与绕组轴M的轴线X之间的倾角、或者与轧制线的辊轴AL之间的倾角，上述倾角由平行于绕组轴的轴线的平面分别加以确定，彼此相互独立。值得注意的是，在此描述的实例中(图3)，第一导件1和第二导件2可以分别改变各自相对于轧制线的辊轴AL的倾角，分别用γ和β表示。角γ为导件1在平面上的投影线与轧制线的辊轴AL的夹角，角β为导件2在平面上的投影线与轧制线的辊轴AL的夹角。更为一般地，第二导件2的倾角β位于含有第二导件2轴线并且平行于绕组轴M的轴线X的平面，轧制线辊轴AL位于上述平面。

角α_i是第i层(i＝1、2、3...)绕匝的绕组螺旋相对于轧制线辊轴AL(图1)的倾角，其值通过下列参数确定：

-绕组角度，它通过轧制材料的宽度LAR总量和距离、或间隙，位于绕匝之间的GP确定，α_i与(LAR+GP)成正比；及

-在分配过程中绕匝的第i层数，以及轧制材料的厚度H；α_i与上述参数成反比，因此与最后一匝的材料束的直径也成反比例。

下面继续说明刚才描述过的设备的操作实例。

图3是图2和图2-bis中分配器操作的第一种情况。在上述操作步骤中，支架10、11通过移动分配器的铰接臂来进行平移，这样第二导件2的输出端8就沿着绕组轴M在平行于其轴线X的方向上移动，并且上述第二导件2也进行平移，保持自身的平行，输出端8输出的轧制材料伸展的倾角为β_i(称为分配角)，它与第i层绕匝的绕组螺旋的倾角完全相等。

图4显示的终端平面P1是一个垂直平面，与绕组轴的轴线X直交，并通过与轴线一端相对的位置，具体地说，就是与轧制钢棒卷盘一端相对应的位置。

移动支架10达到端面P1时停止，第一导件1停止围绕通过合叶9的垂直轴线旋转，只有第二导件2继续逆时针方向旋转，如图4所示，直到第二支架11将输出端8带到一个与端面P1相对应的位置(图5)。

此时，必须实现终端绕匝的交叠，以使直径跳升，也就是说，开始在前述过程中已经绕组的绕匝上开始分配轧制材料。在上述步骤中，分配器承担第(i+1)层的配置，并倒换运动方向。第一导件1和第二导件2开始顺时针旋转，如图3、4、5所示，这样轧制材料将被传输到第(i+1)层绕匝，其分配角度为βi+1，与卷盘第(i+1)层绕匝的倾角αi+1相等，也就是说，βi+1＝αi+1。上述角度与第i层的角度符号相反。

本发明的设备含有至少两个相互连接的导件，在本实例中，它们被两个独立的支架支撑。该设备将轧制材料输送到具体的地点，在这个地点，材料必须进行定位，在相等分配角的情况下，至少在卷盘中心部分绕组的时候，材料必须定位于第i层绕组螺旋的中心部分。

这样可以：

防止轧钢棒已从分配器输出端露出的部分交叠在绕匝上，哪怕只是部分地交叠；及减小相邻两个绕匝之间的距离或间隙。

在上述实例中，分配器优选地，但并非必须地，在输出端8的位置配备一个引导钢棒的设备12(图2、6、7A、7B)，这个设备有对来自管状体5的输出端8的轧制钢棒在绕组轴M上进行准确定位的功能。

上述引导钢棒的设备12由第一对辊筒120和第二对辊筒121组成，所有四个辊筒都用于在水平方向上引导和容纳通过它们的轧制钢棒BL。事实上，辊筒120和121的轴线是垂直的或是接近垂直的倾斜，并且辊筒120、121安装于连杆123上，连杆123的功能是将辊筒120、121提升到接近钢棒的位置，然后将它们移开(图7A、7B)。

在本实例中，设备12还包含一个垂直的导辊122，该导辊也是一个辊筒，具有在垂直方向上的输出端8引导来自第二导件2的轧制材料的功能。轧制材料在托盘124上滑动，位于垂直导辊的正下方，这一步仅适用于部分实例中，绕组启动直至材料张紧与辊筒122接触的步骤。

如图7A、7B所示，开始绕组一个新卷盘时，如果轧制钢棒BL还没有穿过设备12，连杆123就会张开，在辊筒120、121之间形成一个比钢棒BL宽度明显大的间隙(在每个辊筒和50×5mm截面的钢棒侧边之间形成大约10-20mm的间隙)。一旦后者滑入辊筒120、121之间，连杆就转动起来，将辊筒120、121提升到钢棒的高度(将每个辊筒与钢棒侧边之间的间隙减小到大约0.7-1mm)。

使用前述的卷绕设备，可以使卷盘上的绕匝得到更为有序排列，特别是没有扭曲或交叠，从而在下面的过程中，可以更快地展开材料束，展开时连续一贯、没有干扰，这样对最终用户来说也有很大的好处，至少可以极大地减少因传统缺陷而造成的时间浪费。

有了前述的卷绕设备，还可以实现紧凑的柱状材料束(最佳形状)、以及更高的填充系数。由此产生的优点包括整体尺寸更小、对存储空间更好的利用、以及运输方便。

可以对上述分配轧制钢棒的设备和相应的操作进行大的修改和变化，而不会超出本发明的范围。例如，分配器可以不只有两个导件1、2，而可以有三个、四个或N个。离绕组轴M更近的导件2可以以分配角度β1来进行绕组，而在第一层上面进行的第二层绕组，其分配角度β2在符号和绝对值上均等于角度β1。在这种情况下，内层绕匝之间的间隙(g)值将会与外层绕匝之间的间隙值不同。

在专利声明的类似范围内进行的任何修改和变化都属于本发明的范围。

Claims (12)

1.放置在卷绕线末端用于卷绕轧制材料(BL)的一种卷绕设备，该设备由至少一个第一导件(1)和一个第二导件(2)组成，每个导件形成一个通道，用于支撑、容纳和引导上述的轧制材料(BL)，第一导件(1)至少围绕一个与其展开平面完全垂直的轴旋转，由一个用于接纳来自上述轧制线的轧制材料的输入端、以及一个输出上述轧制材料的输出端组成；而第二导件(2)具有一个输入端，置于第一导件输出端附近、可导入来自第一导件(1)的轧制材料，及具有一个输出端，将上述轧制材料输送到绕组单元，对轧制材料进行绕组；上述绕组单元限定一个绕组轴(X)，轴上的第一导件(1)和第二导件(2)可以在平行于绕组轴(X)的平面上分别改变自身对于绕组轴(X)的倾角。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：绕组单元含有一个卷绕筒轴(M)。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：第二导件(2)含有一个定位单元，调节来自第二导件(2)的上述输出端(8)的轧制材料，使其倾角与卷绕在筒轴上的轧制材料的最后一圈与绕组轴(X)的倾角保持一致。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：提供了至少一个第一移动支架(10)和一个第二移动支架(11)，可以在平行于绕组轴(X)的方向上平移，上述第二导件(2)由位于其输出端(8)附近或位于其输出端相对应的位置的第二移动支架(11)、以及位于其输入端附近或位于其输入端相对应的位置的第一移动支架(10)提供支撑；而上述第一导件(1)由位于其输出端附近或位于其输出端相对应的位置的第一移动支架(10)提供支撑。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：第二移动支架(11)配备了用于提升和降低第二导件(2)的机构。

6.根据权利要求1或5所述的设备，其特征在于：还包含一个用于引导轧制材料的设备(12)，这个设备具有：

一个用于通过的空间，位于上述第二导件(2)的输出端(8)的下方，供上述轧制材料(BL)通过；

至少四个辊筒(120，121)，两两成对，且位于上述空间的两边；

至少四个旋转的连杆(123)，每个连杆上固定一个辊筒，在轧制材料侧，当连杆通过上述空间或间隙时，连杆通过旋转将辊筒移动到一起，然后又把它们互相分开；

控制和调节设备，至少可以在水平方向上控制和调节上述辊筒(120，121)的位置，从而容纳和横向引导上述轧制材料。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：用于引导轧制材料的设备(12)含有一个惰轮辊筒(122)，其功能是在垂直方向上引导来自第二导件(2)输出端(8)的轧制材料。

8.采用根据权利要求1所述的卷绕设备来卷绕轧制材料的方法，其特征在于：

采用一个绕组轴(X)和一个辊轴(AL)；

第一导件(1)和第二导件(2)分别调整各自对绕组轴(X)的角度，沿上述设备移动第二导件(2)输出端(8)，以卷绕轧制材料；轧制材料的卷绕操作具体为：使第一导件(1)围绕一个轴旋转，其中所述的轴与其展开平面完全垂直，同时使第二导件(2)保持一个倾角，在与绕组轴(X)平行的第一个平面上；

从第二导件(2)的输出端(8)输出的轧制材料相对于辊轴(AL)具有一个分配角(β_i)，在所述第一平面上与绕匝卷绕层相对于辊轴(AL)的螺旋线角度(α_i)相等；

所述卷绕层螺旋线的角度(α_i)由辊轴(AL)形成，同时第二导件(2)在卷绕的过程中改变其与绕组轴(X)的倾角。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：第一导件围绕垂直于自身展开平面的轴线旋转，而上述第一导件的输出端在一个由两个端面(P1、P2)形成的空间范围内，其中每个端面为与卷绕设备的轴线(X)直交，并经过卷绕设备一端相对的位置的平面。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：当第一导件(1)的输出端到达所述端面(P1，P2)时，第一导件(1)围绕垂直于自身展开平面的轴线的旋转就会停止；第二导件(2)围绕垂直于自身展开平面的轴线旋转，直到第二导件(2)的输出端(8)到达上述绕组设备的一端。

11.根据权利要求9或10的方法，其特征在于：上述第二导件(2)在绕组过程中提升，从而适应绕卷直径的增加。

12.根据权利要求11的方法：对上述引导设备(12)的辊筒位置进行控制操作，以引导轧制材料，使辊筒与轧制材料之间的间隙不低于预先确定的值。

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