CN101970145B - 用于带钢热轧机卷材箱的主动传送设备 - Google Patents

Abstract

一种用于在带钢热轧机的卷材箱内主动地传送热金属卷的设备。所述设备位于最初的卷材箱开卷工位的下游，且包括至少一个单独枢轴旋转的卷材托架。所述卷材托架具有一个第一支撑辊，其具有固定旋转轴线；一个旋架，其被安装以围绕所述轴线旋转；以及一个第二支撑辊，其被安装至所述旋架，并能够围绕第一支撑辊的固定旋转轴线枢轴旋转，以允许该热金属卷从所述卷材托架被传走。在某些实施方案中，所述设备包括多个所述单独枢轴旋转的卷材托架。所述设备还包括至少一个双重枢轴旋转的卷材托架。

Description

用于带钢热轧机卷材箱的主动传送设备

技术领域

本发明涉及一种用于操纵带钢热轧机(hot strip mill)生产线中的金属材料卷的设备。更具体地，本发明涉及一种用于在最初的开卷工位的下游主动地传送卷材箱内的热金属卷的设备。

背景技术

卷材箱在带钢热轧机中提供一个中间工艺，在所述中间工艺中，热金属传送条钢(bar)从粗轧机被高速卷绕，然后以低速开卷进入精轧机。传送条钢的头部进入卷材箱，且被引导进入卷绕区，在所述卷绕区中，弯曲辊(bending roller)驱动和产生向下的弯曲，首先形成卷孔(coil eye)，然后协助形成另外的卷绕层(coil wraps)围绕所述孔。卷材成型辊和一对从动托架辊(driven cradle roller)支撑和包含不断增加的卷材。

当所述托架辊使卷材转动反向且剥离器(peeler)的力打开最外面的卷绕层时，开卷过程开始，从而将新的头部供给进入切头剪(cropshear)入口区，然后朝向所述精轧机供给。开卷过程可涉及从卷绕区，通过一个中间的开卷和传送区，进入最后的开卷区的主动和/或被动的卷材传送。

卷材箱彻底改革了钢的带钢热轧机生产，因为它通过在粗轧机和精轧机之间积聚长的传送条钢而节约热能。卷绕过程减少了可用于从所述条钢辐射热能的表面区域。这导致了开卷的条钢事实上具有与当它被卷绕时相同的温度，从而允许近似的等温轧制，而没有增加所要求的轧制功率。另外，与扁钢(flat bar)相比，成卷的条钢是紧凑的，从而可节省空间和/或增加轧机的生产量(capacity)。除了这些主要优点外，所述卷材箱还通过下述方面提供进一步的价值：使来自步进梁式加热炉布置的冷滑道黑印(skid-mark)相等；去磷皮(breakingscale)；允许插入再加热的卷材；以及在精轧机之前用作临时的固定(holding)位置。

美国专利No.5,310,131描述了在第一位置对成卷的传送条钢进行初始开卷，随后在没有芯棒(mandrel)的情况下朝向第二和最后位置主动传送，这是通过使用具有两个支撑辊的卷材托架的系统，所述两个支撑辊通过使所述托架枢轴转动而以相反的方向被升起和降低；或者使用一个包括支撑辊和传送斜坡的系统，所述支撑辊和传送斜坡通过它们各自框架的枢轴旋转而被独立地升起或者降低。这两个传送机构是复杂的，因而构建和维修是昂贵的。

美国专利No.5,987,955公开了一种没有芯棒的用于从卷绕工位至开卷工位的主动卷材传送的设备，其中两个支撑辊形成一个卷材托架以构成所述卷绕工位，且另外两个支撑辊形成一个卷材托架以构成所述开卷工位。这些卷绕工位辊，以及可能地这些开卷工位辊，在保持彼此之间固定的距离的同时被差动地升起和降低，从而开始将卷材传送进入所述开卷工位，该开卷工位本身具有用于从主要开卷位置到辅助开卷位置向下游转移的设备。由于主动传送通过开卷工位的整体水平移动而发生，所以所述传送区具有这样的区域，在该区域中，支撑辊或挡板(apron)未被周期性地呈现在轧制线(pass line)附近。结果，一个减小的头部或者被动传送卷材可落入这些开放的区域。

本发明的目标是解决与用于带钢热轧机卷材箱组件的已知主动传送设备相关联的一个或多个劣势。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于在带钢热轧机的卷材箱内主动地传送热金属卷的设备，所述设备位于在最初的卷材箱开卷工位的下游，并且包括至少一个单独枢轴旋转的卷材托架，该卷材托架具有：一个第一支撑辊，其具有固定旋转轴线；一个旋架(swing-frame)，其这样安装从而能够围绕所述第一辊的轴线枢轴旋转；以及，一个第二支撑辊，该第二支撑辊被安装至所述旋架平行于第一支撑辊，且与第一支撑辊是间隔开的关系，以接收和支撑该热金属卷，该第二支撑辊的旋转轴线从而能够围绕所述第一支撑辊的轴线枢轴旋转，以使所述卷材可从所述托架被传走。

在某些实施方案中，所述设备包括多个这样的单独枢轴旋转的卷材托架。所述设备还可包括至少一个双重枢轴旋转的卷材托架，其具有：一个第一支撑辊，其具有不固定的旋转轴线；一个第一旋架，其这样安装从而能够围绕第一辊的轴线枢轴旋转；一个第二支撑辊，其被安装至第一旋架且该第二支撑辊的旋转轴线平行于第一支撑辊的轴线；一个第二旋架，其这样安装从而能够围绕接地轴线枢轴旋转；所述第一和第二支撑辊是间隔开的关系，以接收和支撑一热金属卷，并且所述第一支撑辊能够围绕接地轴线旋转，且所述第二支撑辊能够围绕第一支撑辊旋转，从而被所述支撑辊支撑的热金属卷可被升起，且可越过至少一个所述支撑辊被传送到所述卷材托架外部。

本发明的实施方案在下面被更加详细地介绍，并且被示出在附图中。本领域普通技术人员应理解，所描述的实施方案的许多变体可落在本发明要求保护的宽广范围内。

附图说明

为了更好地理解本说明书中描述的各种具有创造性的实施方案，以及为了更清楚地示出这些示例性实施方案如何付诸实施，可参考附图。附图中：

图1是带钢热轧机生产线的一部分的示意性正视图，该生产线包括根据第一实施方案的卷材箱的主动卷材传送设备。

图2是图1的生产线的主动卷材传送设备的示意性放大正视图。

图3是带钢热轧机生产线的一部分的示意性正视图，该生产线包括根据第二实施方案的卷材箱的主动卷材传送设备。

图4是图3的生产线的主动卷材传送设备的示意性放大正视图。

具体实施方式

应理解，为了图解的简单和清楚，在认为适当的情况下，参考数字可在各图之间重复，以表示相应的或者相似的元件。另外，陈述了许多特定的细节，以提供对本说明书中描述的实施方案的透彻理解。但是，本领域普通技术人员应理解，没有这些特定的细节，本说明书中描述的这些实施方案也是可行的。在另一些示例中，为了不模糊这里描述的这些实施方案，公知的方法、过程(procedure)和构件未被详细描述。另外，本说明书中提供的各种实施例的描述是为了对本发明人教导的各个方面的进一步理解，而且不应被解释为以任何方式限制这些教导的范围。另外，应注意，这里措辞“示例性”用来指示一种设备或者方法的实施方案的实施例，并且未必表示所述设备或者方法的优选实施方式。

如在图1和图2中所示，带钢热轧机生产线中的卷材箱(10)提供一个中间工艺，在所述中间工艺中，热金属传送条钢(1)从粗轧机(17——未示出)被高速卷绕，然后以低速开卷，进入精轧机(18——未示出)。所述传送条钢(1)被粗轧机(17)和中间辊道(16)(delay table)驱动朝向卷材箱入口区(11)，在所述入口区中，传送条钢以轧机轴线为中心。传送条钢的头部(1a)进入卷材箱(10)，且由从动辊(11a、b)和导向导板(11c)(guiding apron)被引导进入卷绕区(12)。在卷绕区(12)中，弯曲辊(12a、b、c)驱动传送条钢(1)并使其产生向下的弯曲，首先形成卷孔(2a)，然后协助形成另外的卷绕层(2c)围绕所述孔(2a)。一个卷材形成辊(12d)和一对从动托架辊(17b、c)支撑和包含不断增加的卷材。在具体的卷材形成阶段，所述弯曲辊(12a、b)开始升起，并且所述托架辊(17c)开始降低，以容纳增大的卷材直径(2b)。随着传送条钢尾部(1b)接近卷材箱(10)，所述弯曲辊(12a、b)为了尾部停止工序(tail-stop sequence)而进一步升起；随着尾部(1b)通过弯曲辊(12a、b、c)，所述托架辊(17c)为了放下卷材而进一步降低。当所述托架辊(17b、c)将卷材转动(2e)反向且剥离器(13h)迫使最外面的卷绕层(2h)打开时，开卷过程开始，从而将新的头部(1c)供给至切头剪入口区(19)，并且朝向精轧机(18)供给。

开卷过程可涉及从所述卷绕区(12)，通过所述开卷和传送区(13)，进入最后的开卷区(13e)的被动和/或主动卷材传送(2f)。主动传送指的是通过沿上游方向(100)或下游方向(101)施加一个外力来传送卷材；以及，被动传送指的是一旦传送条钢(1)上的拉力和开卷力不再能被剩下的卷绕层(2g)的重量平衡时，自动地发生沿下游方向(101)的卷材传送。所述开卷和传送区(13)还可包括：用于使所述条钢和/或卷材以轧机轴线为中心的装置(13c)、用于再辐射卷材热能的装置(13d)、用于在所述卷材的开卷的最后阶段约束所述卷材的装置(13f)、以及用于确保所述卷孔完全打开的装置(13g)，这些装置被通常设置。所述切头剪入口区(19)总体上包括用于压紧(pinching)的辊(19a、b)和/或用于整平(leveling)所述条钢的辊(19c)，以及用于使所述条钢以所述轧机轴线为中心的装置(19d)。压紧辊被总体上驱动并用于为所述条钢提供驱动力或拉力，而整平辊空转(idly)以用于减少由开卷过程(或者其他)而引起的传送条钢波纹(waves)；组合的布置可适用于压紧、整平，或者压紧和整平。

主动无芯棒传送通过一个单独枢轴旋转的卷材托架(17a)和固定推杆(stationary pusher)(18a)，从卷绕工位进入传送设备而开始；其中所述单独枢轴旋转的卷材托架(17a)由被旋架(swing-frame)(17d)分隔的两个卷材支撑辊(17b、c)构成，其中所述下游辊(17c)围绕上游辊(17b)的轴线枢轴旋转，以及上游辊(17b)固定到地面；以及，其中固定推杆(18a)总体上代表任何在平移方面被固定的装置，所述装置被定位，以使得当在卷绕后下游托架辊(17c)降低时，所述卷材(2j)接触在轧制线(103)下面的所述装置，同时保持与下游辊(17c)接触，但是不与上游辊(17b)接触，通过这样做，从而使得卷材质量中心转移至下游辊(17c)的下游的一个位置。以这种转移方式，卷材重量将会部分地，然后全部地被图2中相邻的卷材托架(16j)支撑，并且所述卷材将离开绕卷工位。对于推杆装置(18a)，一个额外的辊的使用将会确保轻柔地处理外部卷材表面，并且是最合适的。为了将所述旋架(17d)围绕所述上游托架辊(17b)的轴线枢轴旋转，一个枢轴靠近枢轴(pivot-on-pivot)的轴承设备将根据图2中的辊(16m)和(16p)被独特地使用。这种围绕上游托架辊(17b)的中心的枢轴旋转方式有助于一种紧凑的布置，这样，尽管存在所述固定推杆(18a)，但是辊(17c)在轧制线以上和以下可充分移动。

本发明的第一实施方案的主动传送设备涉及相邻的卷材托架(16j)和(16k)，其中支撑辊组(16m、n)和(16p、q)分别被旋架(16r)和(16s)所包含和分隔。所述卷材托架(16j)和(16k)是独特的，因为它们单独地枢轴旋转；也就是，支撑辊(16m)和(16p)能够分别围绕固定到地面的辊(16n)和(16q)的轴线枢轴旋转。所述旋架(16r、s)的倾斜的量和次序将会升起或者降低支撑辊(16m、p)，从而平滑地和强行地将所述卷材传送至一个相邻的卷材托架，或者从一个相邻的卷材托架传送所述卷材。

所述主动传送设备通过如下方式处理现有技术中的问题：在卷材传送时保持正向的(positive)向前移动；保持卷材支撑的连续性；和，使用机械上简单的装置。特定地，正向的向前移动被确保，原因是所有的支撑辊被移动，以确保当所述卷材移动进入下一对支撑辊时，卷材的质量中心总是很好地在上游支撑辊的前方；卷材支撑的连续性被确保，原因是这些支撑辊被保持彼此紧密相邻；和，通过使用机械简单的枢轴(与线性滑轨或者其他相反)，机械上的简单性被确保。

还示出的是所述传送设备将会如何受到被动传送机构协助，这样，开卷力和辊移动的组合一起用于传送所述卷材。另外，由于条钢和卷材支撑的连续性被保持，从所述卷绕区(pocket)的被动传送的可能性在开卷过程中的任何时间都将是被允许的。

转至图3和图4，示出了包括许多与第一实施方案中一样的构件的主动传送设备的一个替代的实施方案。这些一样的构件以相同的参考数字给出，以及对它们的描述将不会被重复。

图3和图4的实施方案组合了单独和双重枢轴旋转的卷材托架系统，以最大化总体系统的生产量和简单性。特别地，第一卷材托架是双重枢轴旋转的，以及第二卷材托架是单独枢轴旋转的，从而能够向上游传送进入卷绕区，以及平滑地受控制地向下游传送进入第二卷材托架。

所述主动传送设备涉及一个上游卷材托架(26j)和一个下游卷托架(16k)。所述相邻的卷材托架(26j、16k)包括各自的支撑辊组(26m、n)和(16p、q)，所述支撑辊组分别被旋架(13r)和(16s)所包含和分隔。所述上游卷材托架(26j)与所述下游卷材托架(16k)不同在于，它是双重枢轴旋转的；也就是，一个支撑辊(26m)能够围绕另一辊(26n)的轴线枢轴旋转，以及第二辊(26n)被第二旋架(26t)所包含，所述第二旋架能够围绕接地轴线(26v)枢轴旋转。所述双重枢轴旋转的旋架(26r、t)的倾斜的量和次序将会升起或者降低所述支撑辊(26m、n)，从而平滑地和强行地将所述卷材质量中心传送至一个相邻的卷材托架，或者从一个相邻的卷材托架传送所述卷材质量中心。

所述设备的一个可能的变体涉及两个或者多个与所述上游卷材托架(26j)相似的双重枢轴旋转的卷材托架与一个或多个与所述下游卷材托架(16k)相似的单独枢轴旋转的卷材托架相结合的使用。另一变体将是下游位置的双重枢轴旋转的卷材托架与上游位置的单独枢轴旋转的卷材托架相结合。

尽管发明人的教导连同各种实施方案在本说明书中被描述，但是这并不意味着发明人的教导被局限于所述这些实施方案。相反，所属领域普通技术人员应理解，发明人的教导包括各种替代方案、改型和等价方案，其总体的范围被限定在附随的权利要求中。

Claims (6)

1.一种用于在带钢热轧机的卷材箱中主动地传送热金属卷的设备，所述设备位于所述卷材箱的最初的开卷工位的下游，并且包括：

至少一个单独枢轴旋转的卷材托架，其具有一个带有固定旋转轴线的第一支撑辊；

一个旋架，其这样安装从而能够围绕所述第一支撑辊的所述固定旋转轴线枢轴旋转，所述旋架的枢轴旋转轴线与所述第一支撑辊的所述固定旋转轴线同轴；以及

一个第二支撑辊，其被安装至所述旋架，其中所述第二支撑辊的旋转轴线平行于所述第一支撑辊的所述固定旋转轴线；

所述第一和第二支撑辊是间隔开的关系，以接收和支撑热金属卷；以及

所述第二支撑辊能够围绕所述第一支撑辊的所述固定旋转轴线枢轴旋转，从而被所述支撑辊支撑的热金属卷能被升起并越过所述支撑辊中的至少一个被传送到所述单独枢轴旋转的卷材托架外部。

2.如权利要求1所述的设备，包括多个所述单独枢轴旋转的卷材托架。

3.如权利要求1所述的设备，进一步包括双重枢轴旋转的卷材托架，所述双重枢轴旋转的卷材托架包括：

一个第一支撑辊，其具有不固定的旋转轴线；

一个第一旋架，其这样安装从而能够围绕所述不固定的旋转轴线枢轴旋转，所述第一旋架的枢轴旋转轴线与所述不固定的旋转轴线同轴；

一个第二支撑辊，其被安装至所述第一旋架，其旋转轴线平行于所述不固定的旋转轴线；

一个第二旋架，其这样安装从而能够围绕一个接地轴线而枢轴旋转，所述第二旋架的枢轴旋转轴线与所述不固定的旋转轴线不同轴；

所述双重枢轴旋转的卷材托架的所述第一和第二支撑辊是间隔开的关系，以接收和支撑热金属卷；以及，

所述双重枢轴旋转的卷材托架的所述第一支撑辊能够围绕所述接地轴线旋转，所述双重枢轴旋转的卷材托架的所述第二支撑辊能够围绕所述不固定的旋转轴线枢轴旋转，从而被所述双重枢轴旋转的卷材托架的所述支撑辊支撑的热金属卷能被升起并越过所述双重枢轴旋转的卷材托架的所述支撑辊中的至少一个被传送到所述双重枢轴旋转的卷材托架外部。

4.如权利要求3所述的设备，包括多个所述双重枢轴旋转的卷材托架。

5.如权利要求3所述的设备，其中所述单独枢轴旋转的卷材托架被定位在所述双重枢轴旋转的卷材托架的上游。

6.如权利要求3所述的设备，其中所述单独枢轴旋转的卷材托架被定位在所述双重枢轴旋转的卷材托架的下游。

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