CN104203440A - 用于金属带材或板材的探测装置 - Google Patents

用于金属带材或板材的探测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在铸造机、轧制机或其它带材处理设备中探测轧材或铸材(2)、特别是金属带材或板材(2)的存在的装置(1)，其中，该装置包括用于探测对于所述轧材或铸材(2)的存在指示性的流体射流(5)的探测装置(3)，并且该探测装置自身包括用空气填充的空腔(7)，该空腔具有管形的开口(9)，并且探测装置(3)包括用于根据所述流体射流(5)射到所述管形的开口(9)上探测在所述空腔(7)中的空气压力变化的压力传感器(11)。此外，本发明涉及一种相应的用于确定运动经过铸造机、轧制机或其它带材处理设备的轧材或铸材(2)、特别是金属带材或板材(2)的位置的方法。

Description

用于金属带材或板材的探测装置
技术领域
本发明涉及一种用于在铸造机、轧制机或其它带材处理设备中的一个位置处探测轧材或铸材、特别是金属带材或板材的存在的装置。换句话说，本发明涉及一种探测在铸造机、轧制机或其它带材处理设备中运动的轧材或铸材的装置。其它带材处理设备也可理解为矫正机或冷却生产线。
背景技术
特别是在用于厚板材的板材冷却中，在设备之内应用同步化点(同步点)以跟踪材料。至今为止，该同步点例如由位于板材或辊道之下的水喷嘴和由水射流抬起的一种杯形物组成。被抬起的位置被端部开关获取。如果现在板材被运输经过机器，则水射流被板材中断。由此杯形物通过重力再次向下落。该位置同样被端部开关获取。通过该布置方案，可确定板材经过同步点的时刻。
然而在该布置方案中不利的是杯形物及其机械引导部和端部开关的复杂结构。杯形物通过一根杆在管中被引导。该引导由于高的热负荷和腐蚀负荷而经受一定的磨损。该装置在机器上的定向也很复杂。同样，在辊道之下的喷嘴必须准确地与杯形物的中心对准，以便杯形物可尽可能不受横向力地运动。此外，该机构由多个由昂贵的具有加工面的不锈钢制成的部件组成。由于需要热封装，空间需求非常高，由此测量设备的定位通常受到限制。
其它已知的装置包括机械滚子，其被放靠到运动的带材上。在该滚子方面不利的是，其具有一定的空转，或者也可能在带材上滑动并且由此可能提供关于带材存在的不准确的或错误的信息。此外，滚子可能受到灰尘或者例如炉渣的污染，由此，使其可旋转性恶化并且受到磨损。在最差的情况中，滚子可能卡住。此外，滚子必须构造成高度可调整，因为其必须与不同的带材或板材厚度相匹配。
从文献JP 60196223A中已知另一装置，在其中水射流指向与活塞相连接的板材。如果水射流撞到板材上，则活塞运动到用油填充的管中。在管的一个端部上布置有柱塞，其通过运动触发一个信号，由此给出不存在轧材的信号。该布置方案不利的是，使用多个部件以及多个机械的摩擦部位和磨损部位。此外，由于多个构件、确切地说柱塞和活塞的运动，所描述的装置的功能是间接的且相对缓慢。
从文献JP 61200414A中已知另一根据现有技术的装置。在该装置中，通过固定在可旋转的轴上的轴瓦探测水射流。通过射流引起的、轴的旋转致使光感传感器的探测到的光强度变化。该装置也包括多个机械作用的承受磨损的部件。此外，在测量光强度时不利的是，在铸造或轧制设备中，常常存在非常恶劣的条件。由此，例如灰尘或炉渣喷溅物通过污染使得光感传感器无法使用或者甚至将其破坏。激光器到光感传感器的光路也可受到外部影响干扰，从而获得关于运动的轧材或铸材的错误位置信息。
发明内容
总地来说，本发明的目标在于，提供一种改进的用于在铸造机、轧制机或其它带材处理设备中探测金属带材的存在或位置的装置。
本发明的另一目标在于，克服上述缺点中的至少一个。
上述技术目标通过根据权利要求1所述的用于在铸造机、轧制机或其它带材处理设备中探测轧材或铸材、特别是金属带材或板材的存在或位置的装置，其中，该装置包括用于探测对于轧材或铸材的存在指示性的流体射流的探测装置，并且该探测装置自身具有用空气填充的空腔，该空腔包括优选为管形的开口或优选为管形的入口。根据本发明，该探测装置此外包括用于根据流体射流射到管形的开口上探测在空腔中的空气压力变化的压力传感器。
通过射流射到或引导到优选为管形的开口上，将脉冲传递到位于空腔或空心体中的空气上。该脉冲传递引起在空腔中的空气压力变化，这可通过压力传感器记录。
如果流体射流射到开口上，则在空腔中的压力提高。如果流体射流不再射到开口上，相应地在空腔中的压力再次减小。
换句话说，该装置用于探测运动的铸材或轧材，并且优选地表示控制点或同步点(该控制点或同步点沿着轧材或铸材的运动方向布置在设备中)。
如此设计的装置具有的优点是，不再需要机械运动的部件。几乎排除了由于灰尘或炉渣喷溅物引起的值得注意的影响。装置的部件数量很少，由此降低了成本。通过借助于压力传感器进行测量，此外可实现非常短的低于0.1s的获取时间(从射流射到开口上直至通过压力传感器探测)。此外，该装置既可探测运动的轧材或铸材的首端也可探测其尾端。最终，根据本发明的装置仅仅占据很少的空间。
根据装置的一种优选实施方式，探测装置在空腔之外在优选为管形的开口处具有用于将流体射流引导到开口中的漏斗形部件。通过该特征，流体射流不必非常准确地与探测装置对准，由此简化了装置的装配及其开始运行或运行。优选地，该漏斗形部件具有小于20cm、优选地小于10cm的外直径。
根据装置的另一优选实施方式，空腔包括至少一个管形的区段，该至少一个管形的区段在至少1m且优选地大于2m的长度上延伸。这种区段此外可优选地用于，将压力传感器布置成与运动的轧材或铸材相距大于2m的距离。由此，还可更好地保护传感器，或者在设备运行时更少地受到干扰。同样简化了传感器的可能的更换或联接。
根据装置的另一优选实施方式，空腔基本上通过管形成。优选地，管的内直径在所使用的射流粗细的数量级中，即例如相当于射流直径的0.5至5倍。然而，也可使用其它的管直径。管或开口的横截面形状可任意选择并且不局限于圆形。
根据装置的另一优选实施方式，压力传感器布置在管的与开口相对的端部上。
根据装置的另一优选实施方式，压力传感器构造成压力开关。特别是没有必要确定绝对压力。仅仅可探测压力变化的压力开关同样是足够的。合适的开关与管的形状和所使用的射流相关(体积流、压力等)。这可由本领域技术人员进行选择。
根据装置的一种优选实施方式，该装置同样包括用于产生指向探测装置的优选为管形的开口的流体射流的器件。
根据装置的另一优选实施方式，用于产生流体射流的器件和探测装置布置在轧材或铸材(经过铸造机、轧制机或其它带材处理设备)的运动轨道的相对两侧上，使得当轧材或铸材中断由用于产生流体射流的器件所产生的流体射流时，在空腔中的空气压力减小。由此，压力传感器或压力发生器可探测带材的存在。
此外，本发明包括一种用于铸造、轧制、矫正或输送轧材或铸材、特别是金属带材或板材的设备，其中，该设备包括根据以上实施方式中任一项所述的根据本发明的装置以及用于输送轧材或铸材的装置，该装置包括多个滚子或轧辊用于沿着一运动轨道输送轧材或铸材(经过所述设备)。
根据另一优选实施方式，轧材或铸材通过该装置可基本上沿水平方向输送。
根据另一优选实施方式，探测装置布置在轧材或铸材的运动轨道上方，并且用于产生校准的流体射流的器件布置在轧材或铸材的运动轨道下方。通过这种措施例如避免了液体不期望地滴入或流入空腔的开口中或者固体落到开口中，这可能引起在确定带材位置时的误差。
此外，本发明同样涉及一种用于特别是通过根据上述实施方式中任一种所述的装置或设备确定运动经过铸造机、轧制机或其它带材处理设备的轧材或铸材、特别是金属带材或板材的位置或存在的方法。根据本发明，该方法包括以下步骤：在轧材或铸材的运动轨道的一侧上产生流体射流，以及在轧材或铸材的运动轨道的另一(相对)侧上探测流体射流，从而运动经过流体射流的轧材或铸材中断该流体射流。此外，未中断的流体射流(或者说在不存在带材时的流体射流)被引导到用空气填充的空腔中，其中，在射流被运动经过射流的轧材或铸材中断时，在用空气填充的空腔中的空气压力减小，从而以该空气压力减小(或变化)为基础探测在控制点或同步点处轧材或铸材的存在。
根据本发明的的方法优点很大程度上相应于根据本发明的装置或设备的优点。
在所述方法的一种优选实施方式中，在轧材或铸材的运动轨道下方产生流体射流，并且流体射流在基本上垂直的方向上延伸，其中，用空气填充的空腔布置在轧材或铸材的运动轨道上方以用于探测流体射流。
在所述方法的一种优选实施方式中，流体射流漏斗形地被输送到用空气填充的空腔处。
在所述方法的一种优选实施方式中，当轧材或铸材从流体射流的路径(射流方向)中运动出来时，流体射流撞到用空气填充的空腔上。由此优选地，给出在控制点或同步点处不存在轧材或铸材的信号。
以上描述的实施方式的所有特征都可相互组合或者相互交换。
附图说明
下面简要描述实施例的附图。从实施例的详细描述中可得到其它细节。
其中：
图1a示出了根据本发明的用于探测在一控制点处存在运动的轧材或铸材的装置的一种实施例的示意性侧视图，其中，运动的轧材或铸材尚未经过该控制点；
图1b示出了根据本发明的用于探测在一控制点处存在运动的轧材或铸材的装置的一种实施例的示意性侧视图，其中，运动的轧材或铸材刚好经过该控制点；以及
图1c示出了根据本发明的用于探测在一控制点处存在运动的轧材或铸材的装置的一种实施例的示意性侧视图，其中，运动的轧材或铸材已经经过了该控制点。
具体实施方式
图1a示出了用于在带材处理设备中探测金属带材2或金属板材2的装置1的一种根据本发明的实施例。该装置1可布置在控制点处或者形成这种控制点或同步点。如所示出的那样，带材2优选地沿方向B运动。然而，该运动不局限在一个方向上。例如在逆转设备中出现的、带材2的反向运动方向也是可行的。带材2可在弯曲的或垂直的轨道上运动。为了探测带材2，优选地流体射流5指向带材2的(指定的)运动轨道D上。流体射流5可包括气体、液体或者两者的混合物。优选地，射流5由喷嘴13产生并且可垂直地射到经过控制点的带材2上。然而，其它定向同样是可行的。
根据本发明的装置1同样包括探测装置3，该探测装置3自身可包括管8。该管8优选地在指向带材2的运动轨道B的端部上具有开口9。该开口9特别是可定向为，使得通过喷嘴13产生的射流5在不存在带材时被引入或射入开口9中。管8可具有任意横截面形状，例如圆形、多边形或椭圆形。在开口9处可布置有漏斗15，其辅助将射流5引导到开口中。然而这不是强制性需要的，并且仅简化了管8的开口9与射流5的对准。在管8或空腔7的与开口9相对的端部上设有压力传感器11。该压力传感器优选地可通过压力开关形成。
一般来说，管8优选地垂直于金属带材2的运动方向B延伸并且在其与开口9相对的半部分中弯曲。由此可避免，对象通过笔直的路径到达压力传感器11。
图1b示出了与图1a相同的装置。因此，使用相同的附图标记。与在图1a中的图示相反地，流体射流5被金属带材2中断。射流5由此未射到探测装置3的开口9上。因此，压力传感器11可通知，带材2刚好经过控制点或装置1。根据图1a，传感器相反地优选通知，带材2未经过控制点或装置。在图1a和1b中所示的情况之间，带材2的首端(带材2的沿运动方向B在前方的端部)已运动经过射流5，由此可探测到金属带材2的经过。
图1c再次在使用相同的附图标记的情况下示出了装置1，其中，示出了一种情况，在这种情况中在图1a和1b中示出的金属带材已经经过了装置1或控制点。相应地，带材2继续沿运动方向B运动，从而射流5再次射到探测装置3上。相应地，在图1b和1c中示出的情况之间，带材2以其尾端(带材2的沿运动方向B在后方的端部)已经过射流5或装置1。由此，同样已知带材2的尾端的位置。由于再次射到或引导到开口9上的射流5引起的在压力传感器11上的压力减小或提高给出信号：带材2已经过了装置1。
一般说来，用于输送带材2的设备可包括多个滚子或轧辊(未示出)。这种滚子或轧辊可布置在带材2的一个或两个(宽)侧上。也可行的是，这种轧辊或滚子布置在设备的机架中。
装置1特别是可布置在冷却段或冷却设备中。
以上描述的实施例主要用于更好地理解本发明，而不应理解为限制性的。
所描述的实施例的特征和本发明概述的对象可相互组合或者也可相互交换。
此外，本领域技术人员可使所描述的特征与现有情况或当前要求相匹配。
附图标记列表
1   用于探测轧材或铸材存在的装置
2   轧材或铸材
3   探测装置
5   流体射流
7   空腔
8   管
9   管形的开口
11  空气压力传感器
13  用于产生流体射流的器件
15  漏斗形部件
B   轧材或铸材的运动轨道/方向

Claims (15)

1.一种用于在铸造机、轧制机或其它带材处理设备中探测轧材或铸材(2)、特别是金属带材或板材(2)的存在的装置(1)，其中，所述装置包括以下：
用于探测对于所述轧材或铸材(2)的存在指示性的流体射流(5)的探测装置(3)，
其特征在于，所述探测装置(3)包括以下：
用空气填充的空腔(7)，该空腔具有优选为管形的开口(9)；以及
用于根据所述流体射流(5)射到所述管形的开口(9)上探测在所述空腔(7)中的空气压力变化的压力传感器(11)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测装置(3)在所述空腔(7)之外在所述开口(9)处具有用于将流体射流(5)引导到开口(9)中的漏斗形部件(15)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述空腔(7)包括至少一个管形的区段，该至少一个管形的区段在至少1m且优选地大于2m的长度上延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述空腔(7)基本上由管(8)形成。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述压力传感器(11)布置在所述管(8)的与开口(9)相对的端部上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述压力传感器(11)为压力开关。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于产生指向所述探测装置(3)的开口(9)的流体射流(5)的器件(13)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，用于产生流体射流(5)的所述器件(13)和所述探测装置(3)布置在所述轧材或铸材(2)的运动轨道(B)的相对两侧，使得当所述轧材或铸材(2)中断由用于产生流体射流(5)的器件(13)产生的流体射流(5)时，在所述空腔(7)中的空气压力减小。
9.一种用于铸造、轧制、矫正、冷却和/或输送轧材或铸材(2)、特别是金属带材或板材(2)的设备，其中，所述设备包括
根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，以及
用于输送所述轧材或铸材(2)的装置，所述装置包括多个用于沿着运动轨道(B)输送所述轧材或铸材(2)的滚子或轧辊。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述轧材或铸材(2)能通过所述装置基本上沿水平方向输送。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述探测装置(3)布置在所述轧材或铸材(2)的运动轨道(B)上方，并且用于产生校准的流体射流的器件(13)布置在所述轧材或铸材(2)的运动轨道(B)下方。
12.一种用于特别是借助于根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)或设备确定运动经过铸造机、轧制机或其它带材处理设备的轧材或铸材(2)、特别是金属带材或板材(2)在控制点处的位置的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
在所述轧材或铸材(2)的运动轨道(B)的一侧产生流体射流(5)；
在所述轧材或铸材(2)的运动轨道(B)的另一侧探测所述流体射流(5)，从而运动经过流体射流(5)的轧材或铸材(2)中断所述流体射流(5)，
其特征在于，
所述流体射流(5)在不存在所述轧材或铸材(2)时被引导到用空气填充的空腔(7)中以用于探测，以及
在所述流体射流(5)被运动经过所述射流(5)的轧材或铸材(2)中断时，在用空气填充的空腔(7)中的空气压力减小，从而在该空气压力减小的基础上探测到所述轧材或铸材(2)的存在。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述轧材或铸材(2)的运动轨道(B)下方产生所述流体射流(5)，使得所述流体射流(5)在基本上垂直的方向上延伸，以及其中，所述用空气填充的空腔(7)布置在所述轧材或铸材(2)的运动轨道(B)上方以用于探测所述流体射流(5)。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述流体射流漏斗形地被输送到所述用空气填充的空腔(7)处。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，当所述轧材或铸材(2)从所述流体射流(5)的路径中运动出来时，所述流体射流(5)射到所述用空气填充的空腔(7)上，并且由此给出不存在所述轧材或铸材(2)的信号。
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