CN102085567B - 一种铁磁性急冷金属带材卷取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种急冷金属带材卷取装置，包括：可沿轴向连续旋转的壳体，在所述壳体上成型有抽气通道，从而在所述壳体上形成负压环境；其特征在于，在所述壳体上沿所述壳体圆周方向开设有第一凹槽，所述第一凹槽底端的宽度大于或者等于所述急冷金属带材的宽度，并且所述第一凹槽的宽度自槽底向开口端呈逐渐增大的趋势；在所述壳体内部开设有容纳磁性内芯的空腔。本发明提供的急冷金属带材卷取装置，能够有效避免带材扭曲，同时具有较高的抓取成功率。

Description

一种铁磁性急冷金属带材卷取装置

技术领域

本发明涉及急冷金属带材制造领域，具体涉及一种用于抓取急冷金属带材的装置。

背景技术

急冷金属即非晶合金是通过超急冷凝固，使得合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的具有长程无序结构，没有晶粒、晶界存在的固态合金。在实际制备过程中，通常是将处于熔融态的钢水喷射到高速旋转的冷却辊上，由于冷却辊具有低温，所以钢水接触该冷却辊后，以每秒百万度的速度迅速冷却，从而形成急冷金属带材。成型后的带材帖服于冷却辊表面，经剥离嘴对帖服于冷却辊表面的带材进行吹气剥离，经上述处理后带材脱离冷却辊从而呈漂浮状态，那么如何对上述经冷却成型后且呈漂浮状态的带材进行准确抓取和卷曲，这是急冷金属带材制备过程中的一个重要环节。

在大规模的急冷金属带材生产过程中，由于带材经由冷却锟抛出后，其线速度为27～28米/秒，在数分钟内形成的带材长度就可达到十几公里，如果没有在线自动卷取装置(即一边制带一边卷取)，带材会大面积堆积，并且会在带材表面形成无法修复的褶痕，影响带材质量。所以，有效的处理方法是必须要设置有效实现带材在线卷取的装置。

现有技术中，主要采用的带材卷取装置有：

(1)利用负压法卷取急冷金属带材的装置

现有技术中，中国专利文献CN88202294U公开了一种急冷金属薄带在线卷取装置，该专利中的卷取装置采用了负压法吸附、卷取急冷金属带材，具体为：所述卷取装置包括卷取轮、卷取轮调节传动器、抽风机和与所述抽风机联接卷取轮的抽风管道；其中，所述卷取轮为圆形空腔壳体，由电机带动旋转，卷取轮的直径可根据卷取装置的需要而设定，抽风管道安装在卷取轮中心处并与抽风机相联接，在所述卷取轮的圆周平面上设置有6-16个矩形孔，每个矩形孔的负压必须大于250mm水柱；该技术所述的卷取装置的工作过程为，所述抽风机通过所述抽风管道使卷取轮表面产生一定量的负压，急冷金属带材从冷却锟抛出后被卷取轮吸附在表面从而进行卷取。

当卷取轮高速旋转时，在卷取轮的表面相应地产生了高速气流层，由于这层高速气流的存在，当所述卷取轮靠近所述冷却辊时，会将所述带材吹走，使得急冷金属带材不易被吸附在卷取轮上，导致卷取装置抓取带材的成功率很低。

上述技术克服了卷取轮表面高速气流层对带材吸附的影响，但该技术的缺点在于，带材在负压下被剥离冷却辊后沿着抛物线飞出，此时由于重力的作用，带材的运动轨迹是飘忽不定的，这就造成了卷取轮在吸附时无法使带材两边同时吸附，从而造成钢带扭曲的现象，这种现象在带材宽度在100mm以上时尤其明显；钢带被扭曲后，由于卷取的边缘不整齐，带材会很快向卷取轮的一端移动，并最终离开卷取轮，如果扭曲严重还有可能把带材撕裂；另外，由于带材的飘忽不定，可能使得非晶在吸附于卷取轮上时，一周和一周的缠绕位置并非是整齐一致的，上述缠绕方式也很容易导致带材撕裂。

(2)利用双面胶粘附急冷金属带材的装置

日本专利文献昭56-71562公开了一种采用双面胶的卷取轮卷取装置，该装置使用双面胶作为粘结介质，将非晶薄带粘结在卷取轮上，但是该装置在实际使用时由于有效粘结面积不够大，且由于在卷取轮表面存在高速气流层的影响，因此导致带材抓取的成功率并不高。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是现有技术中采用双面胶粘结技术抓取急冷金属带材，其有效粘结面积不够；采用负压法卷取急冷金属带材，容易由于带材重力的作用，带材的运动轨迹飘忽不定，使得卷取轮在吸附时无法使带材两边同时吸附，从而容易造成钢带扭曲，并最终离开卷取轮甚至产生扭曲；进而提供一种具有足够有效的粘结面积、且在抓取过程中能够保证带材不被扭曲且具有极高平整度的铁磁性急冷金属带材抓取装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是现有技术中采用负压法卷取非晶，由于带材的飘忽不定，很容易使得非晶在吸附于卷取轮上时，一周和一周的缠绕位置并非是整齐一致的，这样也很容易导致带材撕裂；进而提供一种在抓取卷取过程中可以保证带材卷取缠绕规整性的铁磁性急冷金属带材抓取装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铁磁性急冷金属带材抓取装置，其包括：

可沿轴向连续旋转的壳体，

在所述壳体上成型有抽气通道，从而在所述壳体上形成负压环境；

在所述壳体上沿所述壳体圆周方向开设有第一凹槽，所述第一凹槽底端的宽度大于或者等于所述急冷金属带材的宽度，且所述第一凹槽的宽度自槽底向开口端呈逐渐增大的趋势；

在所述壳体内部开设有容纳磁性内芯的空腔。

其中，所述第一凹槽的底端平行于所述壳体的轴线。

所述磁性内芯适配地嵌套入所述空腔内。

与所述磁性内芯连接设置有可带动所述磁性内芯和所述壳体同时连续旋转的转动轴。

所述第一凹槽底端的宽度比所述急冷金属带材宽度大2-5％。

所述第一凹槽呈倒梯形，所述第一凹槽的侧边与所述第一凹槽底端的夹角为45-65°。

所述抽气通道均匀分布于所述壳体上，且所述抽气通道纵向设置。

在所述磁性内芯和所述壳体的空腔内壁之间设置有间隙通道，所述抽气通道与所述间隙通道相连通，所述间隙通道通过延伸抽气通道与抽气装置相连接。

在所述第一凹槽的底端，朝向所述壳体空腔延伸开设有第二凹槽，所述第二凹槽的宽度等于所述第一凹槽底端的宽度。

所述抽气通道的通道直径为5～10mm。

本发明的优点在于：

(1)本发明所述的铁磁性急冷金属带材卷取装置，在所述壳体上沿其周向设置第一凹槽，并在所述壳体的空腔内部设置磁铁内芯，从而当急冷金属带材靠近所述卷取装置时，由于抽气通道的设置使得在高速旋转的卷取装置的表面消除了高速气流层，形成了负压环境，保证了急冷金属带材不受高速气流影响，并在磁力作用下准确地将其吸附到卷取装置上。

由于急冷金属带材在剥离冷却辊后，其具有漂浮不定的状态，其轨迹难以确定，所以设置从所述第一凹槽的底端至开口端的宽度呈逐渐增大的趋势，这样在开口端可以给予急冷金属带材一个较大范围的约束，使得其捕捉准确性高，在将其捕捉后，通过所述第一凹槽不断减小的尺寸约束，在其导向作用引导下，将急冷金属带材吸附到所述第一凹槽的底面上而不会发生偏移，从而有效防止了带材扭曲以及带材缠绕不规整的现象。

(2)本发明所述的铁磁性急冷金属带材卷取装置，设置所述第一凹槽底端的宽度比所述急冷金属带材宽度大2-5％，是因为所述宽度如果过大，则相应的磁性内芯的长度也比较大，这样如果所述带材卷取装置的初始位置如果设置不当，会造成急冷金属带材受到的引力不均匀，容易造成带材的扭曲；所述宽度如果过小，也会给所述带材卷取装置的初始定位带来难度，使得所述急冷金属带材很难与所述第一凹槽的底部对齐，因此本发明设置所述第一凹槽底端的宽度大于所述带材宽度的2％到5％，使所述凹槽底端的宽度在一个适宜的范围内，能够更好地起到对急冷金属带材的导向作用。

(3)本发明所述的铁磁性急冷金属带材卷取装置，设置所述抽气通道在所述壳体上均匀分布，是为了避免因为所述抽气通道分布不均匀，而导致卷取装置表面存在压差，影响急冷金属带材在吸附抓取过程中的平整度。

(4)本发明所述的铁磁性急冷金属带材卷取装置，在所述第一凹槽的底部还延伸开设有第二凹槽，能够进一步避免急冷金属带材在卷取过程中发生的偏移，而且也预留了急冷金属带材卷取后的厚度空间，不会由于急冷金属带材卷取后占据一定的第一凹槽的深度空间而影响对急冷金属带材的抓取准确性。

(5)本发明所述的铁磁性急冷金属带材卷取装置，设置所述第一凹槽侧边与所述第一凹槽底端的夹角为45-65°，这一夹角的角度过大或过小都不利于对所述急冷金属带材进行导向，本发明将所述夹角限定在一个适宜的范围，保证了所述凹槽的导向效果。

(6)本发明所述的铁磁性急冷金属带材卷取装置，还对所述抽气通道的外表面负压了限定，这是因为当所述抽气通道的外表面负压过小时，无法消除卷取装置表面的高速气流层，而当所述抽气通道的外表面负压过大时，则有可能在由于负压气流的吸附力过大而对磁力吸附产生影响，导致急冷金属带材扭曲，为了避免这两种情况，本发明设定所述抽气通道的外表面负压为100～200mm水柱。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述的急冷金属带材卷取装置结构示意图；

图2是本发明所述的设置有转动轴的急冷金属带材卷取装置结构示意图；

图3是本发明所述的设置有第二凹槽的急冷金属带材卷取装置结构示意图；

图4是本发明所述的急冷金属带材卷取装置的工作流程示意图；

其中，附图标记为：

1-壳体，2-间隙通道，3-第一凹槽，4-抽气通道，41-延伸抽气通道，5-磁性内芯，6-第二凹槽，7-切刀装置，8-转动轴，9-冷却辊。

具体实施方式

如图1所示是本发明所述的铁磁性急冷金属带材卷取装置，该装置包括一个壳体1，在所述壳体1内部具有一轴向开设的空腔，所述壳体1可以在动力驱动下沿轴向连续旋转，所述动力驱动装置可以选择为马达等。在所述壳体1上沿所述壳体1圆周方向开设有第一凹槽3，沿所述圆周方向即沿轴向设置一圈，所述第一凹槽3底端的宽度大于或者等于所述急冷金属带材的宽度，所述第一凹槽3开口端的宽度大于其底端的宽度，且所述第一凹槽3的宽度自槽底向开口端呈逐渐增大的趋势；在本实施例中，选择设置所述第一凹槽3为倒梯形，并设置所述第一凹槽3的底端平行于所述壳体1的轴线；其中，所述第一凹槽3的侧边与所述第一凹槽3底端之间的夹角，可以设置为45-65°中的任一角度。

其中，当选择所述第一凹槽3底端的宽度大于所述急冷金属带材的宽度时，优选设置所述第一凹槽3底端的宽度比所述急冷金属带材宽度大2-5％。

此外，还在所述壳体1内部开设有容纳磁性内芯5的空腔；对于所述磁性内芯5的设置，在本实施例中，选择将所述磁性内芯5适配地嵌套入所述空腔内，其中，所述的适配是指所述磁性内芯5的外径与所述空腔内壁的尺寸正好卡合，并可实现与壳体1同向同时连续旋转。

在所述壳体1上成型有抽气通道4，所述抽气通道4的通道直径可以是5～10mm范围内的任一数值；所述抽气通道4的设置目的在于在所述壳体1上形成负压环境，所述抽气通道的外表面负压为100～200mm水柱；所以对于所述抽气通道4的设置方式可以为多种，优选设置多个抽气通道4，所述多个抽气通道4均匀分布于所述壳体1上，且所述抽气通道4的设置方向为纵向设置，这样由于壳体1高速旋转而在其表面形成的高速气流就会沿着纵向设置的抽气通道4被抽走，从而将高速气流抽走，避免了对带材的扭曲影响。作为可以变换的实施方式，所述抽气通道4的设置也可以将所述抽气通道4的开口端均朝向所述壳体1的第一凹槽3处设置，也可以在很大程度上减缓了高速气流对带材的影响。

作为可以变换的实施方式，所述磁性内芯5和壳体1的同向连续旋转也可以采用如下方式，即在所述磁性内芯5上连接设置转动轴8，通过所述转动轴8来带动所述磁性内芯5和所述壳体1同时连续旋转。

作为又一可以变换的实施方式，还可在所述磁性内芯5和所述壳体1的空腔内壁之间设置间隙通道2，所述抽气通道4与所述间隙通道2相连通，所述间隙通道2通过延伸抽气通道41与抽气装置相连接。

由于在急冷金属带材卷取时，随着带材的不断卷取，会在第一凹槽3内部占据一定的厚度空间，作为本发明所述铁磁性急冷金属带材卷取装置的又一实施例，在该实施例中，在所述第一凹槽3的底端朝向所述壳体1空腔延伸开设有第二凹槽6，所述第二凹槽6的宽度等于所述第一凹槽3底端的宽度，从而提供了一定的带材卷取的厚度空间。

本发明所述的急冷金属带材卷取装置的工作过程为：

(1)所述动力驱动装置带动所述转动轴8做高速旋转，同时与所述转动轴8连接的壳体1与磁性内芯5同步进行高速旋转，这时由于轴的高速转动在壳体1和第一凹槽3的表面产生了高速气流层，如附图4中的图A所示；

(2)开启真空泵，对所述壳体1与磁性内芯5之间的腔体进行抽真空，使与所述腔体相连通的抽气通道的外表面呈负压状态，从而消除所述壳体1与第一凹槽3表面的高速气流层，如附图4中的图B所示；；

(3)对所述卷取装置的位置进行调整，使所述第一凹槽3的底部位于从冷却辊9抛出的所述急冷金属带材的上方，在所述磁性内芯5的作用下，所述带材会被磁性内芯5吸附向上运动，进入所述第一凹槽3的带材在所述第一凹槽3侧壁的导向作用下会吸附在所述第一凹槽3的底部，如附图4中的图C所示；

(4)被吸附到所述第一凹槽3底部的带材的头部与切刀装置7接触，通过所述切刀装置7将所述带材的头部切断，从而在所述第一凹槽3的底部成功卷曲带材，如附图4中的图D所示。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以根据设备的大小不同做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种铁磁性急冷金属带材卷取装置，包括：

    可沿轴向连续旋转的壳体，

在所述壳体上成型有抽气通道，从而在所述壳体上形成负压环境；所述抽气通道均匀分布于所述壳体上，且所述抽气通道纵向设置;

其特征在于，

在所述壳体上沿所述壳体圆周方向开设有第一凹槽，所述第一凹槽底端的宽度大于或者等于所述急冷金属带材的宽度，并且所述第一凹槽的宽度自槽底向开口端呈逐渐增大的趋势；所述第一凹槽呈倒梯形，所述第一凹槽的侧边与所述第一凹槽底端的夹角为45-65°；在所述第一凹槽的底端，朝向所述壳体空腔延伸开设有第二凹槽，所述第二凹槽的宽度等于所述第一凹槽底端的宽度；所述抽气通道的通道直径为5~10mm；所述抽气通道的外表面负压为100-200mm水柱；

在所述壳体内部开设有容纳磁性内芯的空腔。

2.根据权利要求1所述的急冷金属带材卷取装置，其特征在于，所述第一凹槽的底端平行于所述壳体的轴线。

3.根据权利要求1或2所述的急冷金属带材卷取装置，其特征在于，所述磁性内芯适配地嵌套入所述空腔内。

4.根据权利要求3所述的急冷金属带材卷取装置，其特征在于，与所述磁性内芯连接设置有可带动所述磁性内芯和所述壳体同时连续旋转的转动轴。

5.根据权利要求1或2或4所述的急冷金属带材卷取装置，其特征在于，所述第一凹槽底端的宽度比所述急冷金属带材宽度大2-5%。

6.根据权利要求1所述的急冷金属带材卷取装置，其特征在于，在所述磁性内芯和所述壳体的空腔内壁之间设置有间隙通道，所述抽气通道与所述间隙通道相连通，所述间隙通道通过延伸抽气通道与抽气装置相连接。