CN104271278B - 盘卷形成装置 - Google Patents

Abstract

一种用于盘卷形成装置的组合单元，该组合单元包括致动器(34)和连接至该致动器的串联地联接在一起的多个支撑构件(30)。每个支撑构件还包括可缩回的剪切刀片(26)。

Description

盘卷形成装置

本发明涉及一种特别是用于线材轧机的集卷室的盘卷形成装置。本发明可以安装在新的轧机中以在不需要集卷筒剪切装置所需的高集卷区域的情况下提供分离盘卷的能力，或者可以用于允许对现有的轧机进行更新。

在某些轧机中，操作者足够地熟悉轧机的操作以能够在不进行进一步计算的情况下确定生产完整的盘卷所需的钢坯，从而避免了在制造盘卷之后对条进行切割的需求。然而，这些较旧的轧机可能希望进行更新，从而既受益于更有效的技术，又为其顾客提供更广泛的产品。例如，除了仅提供完整的盘卷外，他们可能希望生产半盘卷或顾客指定重量的盘卷。为此，他们需要使输入部不断地运行并在适当的点处切割条以达到所需的盘卷重量。盘卷的形成在集卷室中执行。切割连续的条需要在盘卷形成阶段之后提供剪切装置，剪切装置和其他移动零件通常具有单独的电力和控制系统以对其进行操作，所有这些都增加了成本并且每个阶段均占用了可能非常宝贵的空间。在典型的集卷室中，在盘卷开始落入室中时，使用也被已知为挡板(iris)的一组可缩回的支撑件或指状件来暂时支撑盘卷，使得先前收集的盘卷可以从室的下方移除。如在美国专利3,776,076中所描述的，出于分离盘卷的目的，挡板还可用于中断对线圈的收集。

对具有一个或更多个支撑挡板和剪切装置的集卷筒进行改装可能是成问题的，这是由于较旧的轧机不具有现有的集卷室为集卷筒装配挡板和剪切装置所需的足够的竖向高度。为了克服这一点，由于上方的轧机设备是不能移动的，因此，唯一的选择是在地面下方进行挖掘。就新的轧机而言，有利的是使集卷站在输送机的端部处的高度最小化以降低基础设施和其他结构的成本。

根据本发明的第一方面，盘卷形成装置的组合单元包括致动器和连接至该致动器的串联地联接在一起的多个支撑构件；其中，每个支撑构件还包括可缩回的剪切刀片。

该支撑构件可以缩回或枢转以在盘卷形成期间移动到盘卷的线圈的下降路径中以及离开该路径。

根据本发明的第二方面，盘卷形成装置包括壳体、以可缩回的方式安装在壳体上的两个或更多个支撑件以及位于壳体的基部处的盘卷板；其中，每个支撑件均能够独立地操作；并且其中，一个支撑件还包括剪切刀片。

优选地，该装置还包括控制器以及位于壳体的顶部处的盘卷高度传感器，由此，支撑件的缩回或伸展响应于由控制器接收的来自高度传感器的信号来控制。

优选地，壳体包括集卷筒。

优选地，支撑件中的一个支撑件包括挡板。

挡板的指状件可以枢转到壳体中以及离开壳体以在盘卷形成期间提供支撑，或者允许形成的盘卷降落至下一个支撑水平面。

优选地，支撑件中的一个支撑件包括根据第一方面的组合单元。

根据本发明的第三方面，操作盘卷成形装置的方法包括：在壳体的入口处接收连续的轧制产品；将该产品引导到壳体中；在壳体中形成由第一支撑件支撑的部分盘卷，缩回第一支撑件并使该部分盘卷降落到包括根据第一方面的单元的第二支撑件上；向该部分盘卷添加其他盘卷；伸展第一支撑件；缩回第二支撑件；以及使所形成的盘卷降落到盘卷板上。

优选地，该方法还包括降低盘卷板以使所形成的盘卷与第一支撑件上的盘卷分离，伸展第二支撑件并使第二支撑件的剪切刀片在所形成的盘卷的顶部与保持在第一支撑件上的盘卷的底部之间进行切割。

优选地，致动器响应于来自控制器的信号使第二支撑件在打开位置、闭合位置以及剪切位置之间移动。

本发明能够在不需要对地面进行挖掘或不需要作为新的轧机的一部分的设备的情况下对集卷室中的挡板和剪切装置进行改型，使得剪切所需的高度可以被最小化。在具有足够空间的轧机中，本发明允许在过程中包括额外的支撑阶段，从而进一步提高了盘卷封装的质量以提供相同盘卷重量的更小的封装件。

现在将参照附图对根据本发明的装置的示例进行描述，在附图中：

图1示出了生产钢条的热加工工艺中的步骤；

图2A-2C更详细地示出了集卷室的零件；

图3A-3E示出了用于形成盘卷的装置的操作的示例；以及，

图4A-4E示出了根据本发明的盘卷形成装置的操作的示例；以及，

图5A-5C更详细地示出了图4A-4E的组合单元。

在本发明中，对通过热加工工艺形成长圆形产品的盘卷处理零件提供了改进，形成的长圆形产品包括通常具有5.5mm的最小直径的光条(plain rod)以及例如可以用于混凝土钢筋产品中的通常具有6.0mm的最小直径的加固筋(钢筋)两者。通常，条的直径在5.5mm至25mm的范围内，但是该改进不限于形成该尺寸范围内的条。尽管该工艺可能是炼钢过程之后的额外步骤，但是其大体上在线材轧机中与炼钢工艺分离地执行。如在图1中所示，用于在线材轧机中形成钢条的典型工艺的示例涉及在炉1中对铸钢胚料重新加热以及在粗轧区2、中轧区3以及精轧区4中执行连续的热轧工艺以形成连续的盘条。该盘条在冷却区5中部分地冷却，并通过吐线机7形成环形件6并且被放置在诸如斯太尔摩式输送机之类的冷却输送机8上，该冷却输送机8将环形件运载至集卷室9。在集卷室9处，环形件竖向降落到集卷筒中的中央引导件上，并借助于例如如EP0583099中描述的类型的旋转引导表面在集卷筒中形成环形盘卷。

在如以上提及的系统中，例如在美国专利3,776,076中所描述的，出于分离盘卷的目的，可以使用也被已知为挡板(iris)的枢转分离器元件来中断对线圈的收集，但是每个分隔器和剪切装置在轧机中占用了可能是非常宝贵的竖向高度。在图2A至图2C中更详细地示出了可以在其中使用这种分隔器的集卷室。如在图2A中所示，线圈分配器10设置在集卷筒的入口处。筒为绕轴线12的大致圆筒形，并且鼻锥体13以与集卷筒11同轴的方式设置在导杆14上方。第一挡板15、第二挡板16以及剪切装置17安装至集卷筒。盘卷板18位于集卷筒11的底部。第一控制和驱动系统19设置用于第一挡板15和第二挡板16，并且第二控制和驱动系统20设置用于剪切装置。在集卷筒的顶部处的传感器21连接至第一控制和驱动系统19。图2B示出了处于其操作位置的挡板，由此挡板的突出部22或指状件穿过集卷筒的壁突出，指状件的末端靠近或接触鼻锥体13以为正在形成的盘卷提供支撑。在图2C中，挡板处于其打开位置，其中，突出部穿过壁缩回，使得盘卷可以下落至下一支撑水平面。

本发明改善了形成盘卷的工艺。图3A-3E示出了图2A-2C的集卷装置的操作的示例。如在图3A中所示，环形件6通过输送机8带至集卷室9的入口。旋转引导表面或线圈分配器10在集卷室9的入口处以受控的方式辅助产生盘卷的均匀分配。环形件穿过线圈分配器10竖向下降到集卷筒11中的第一挡板15上。盘卷35在圆筒形的集卷筒11的内侧形成，被支撑在第一挡板15的设定在集卷筒的部分下方位置处的指状件22上。通常，突出部22以可缩回的方式安装以穿过集卷筒的壁突出，突出部的末端在提供支撑时靠近、接触鼻锥体13或穿过狭槽进入鼻锥体13中，该鼻锥体13位于集卷筒11的中央并且与集卷筒11同轴，随后在第一挡板15处于其打开位置时，突出部穿过筒壁缩回并离开集卷筒。鼻锥体在形成盘卷时辅助引导盘卷。传感器21判定盘卷35何时已达到盘卷高度的预定上限并向第一控制和驱动系统19发出使第一挡板的突出部22缩回的信号，从而如图3B所示，允许形成的盘卷降落固定的距离至第二挡板16。该第二挡板将处于如在图2B中示出的位置，其中，突出部22伸展到集卷筒中。

盘绕过程持续增大盘卷36的尺寸，直到确定盘卷的顶部已经达到盘卷高度的上限，并且从传感器21至第一控制和驱动系统19的信号使第二挡板16的突出部22缩回并使该盘卷36下降预定距离到盘卷板18上。剪切装置17在盘卷板与第二挡板之间安装成处于打开位置并且不妨碍盘卷36降落至盘卷板18。如图3C所示，继续形成盘卷37，直到盘卷再次位于第一挡板15的位置的上方。然后第一控制和驱动系统19使致动器将第一挡板15的突出部22移回就位，如在图3D中所示，并且盘卷板18下降所需的量以便将盘卷38与此时保持在第一挡板15上的盘卷39分离。分离距离展开了螺旋部，使得在这两个盘卷38、39之间具有以适合的角度设置的条以便切割，并且剪切装置17随后操作以切割该条。在突出部穿入鼻锥体中的情况下，允许鼻锥体和线圈分配器通过第一挡板提升，使得控制器能够使导杆向下并远离鼻锥体移动。替代性地，导杆可以在挡板提供支撑的同时被降低。如在图3E中所示，在盘卷板18上的完成的盘卷38向下移动并被取出。盘卷板随后返回至其初始位置。

如以上所说明的，尽管该机构能够产生具有更佳的紧凑度的更短的盘卷，因此对于相同的重量而言更容易进行处理，并且因此较不易于损坏，但是，将这种设计改型至旧轧机可能是成问题的。在需要两个挡板来分开盘卷并且用于随后的剪切装置的空间使得盘卷以结构化的方式形成的情况下，则现有轧机中的可用高度可能不够充分，或者将增加新轧机设备的成本。例如，在2.4m至3.0m的组件中用于所需的结果的每个部件的间隔可能为0.8m至1.0m。为了克服空间缺乏的问题，本发明提供了一种组合的挡板和剪切装置，代替最终的剪切装置和挡板。这允许这与上述相同的两个步骤在更小的空间中执行，或者在空间和筒长度不成问题的情况下执行，于是可以通过使用包括两个挡板和第三个组合的挡板和剪切装置的用于控制盘绕的三阶段过程来获得更好的控制。

该过程的初始部分非常类似。如在图4A中所示，环形件6通过输送机8带至集卷室9的入口。在集卷室9的入口处安装有旋转引导表面或线圈分配器10，以便以受控的方式辅助产生盘卷的均匀分配。环状的条穿过线圈分配器10竖向降落到第一挡板15上，并且盘卷在集卷筒11的内侧形成。第一挡板15设定在集卷筒的部分下方位置处。挡板的多个突出部22穿过集卷筒的壁突出，多个突出部22的末端靠近或接触鼻锥体13以支撑盘卷40，鼻锥体13位于集卷筒11的中央并与集卷筒11的中央轴线同轴，并且随后在传感器21判定盘卷已经达到预定的高度上限并向第一控制和驱动系统19发出使挡板突出部22缩回的信号时，该突出部穿过壁缩回以允许盘卷下落至下一支撑水平面。在这种情况下，如在图4B中所示，允许形成的盘卷41下降固定的距离至下一支撑水平面。

然而，下一个支撑水平面为挡板和剪切装置的组合单元25。挡板和剪切装置的组合单元25的刀片26伸展到集卷筒中并对盘卷提供支撑。当需要完整的盘卷并且基于在输入部处供给适当尺寸的胚料形成完整的盘卷时，于是该挡板和剪切装置的组合单元仅执行挡板的支撑功能，并用于在集卷筒内提供所需的逐渐的盘卷积累。当盘卷完成时，刀片26缩回并且盘卷下降至盘卷板18。该盘卷板随后使缠绕的盘卷与其一起向下移动，并且该缠绕的盘卷随后以惯常的方式取出。

优点在于能够在不改变结构布置的情况下在控制器的控制下将相同的布置用于半盘卷或其他重量的盘卷。但是当高度限制传感器21第二次被触发时，使用同样的二次下降操作，如在图4C中所示，组合单元25打开以使盘卷42下降至盘卷板18，并且当盘卷板上的传感器判定已经达到所需的重量时，第一挡板15关闭，如图4D中所示，从而防止第一挡板上的任何盘卷进一步下降，并且下一个盘卷开始形成。盘卷板18下降以将盘卷的顶部展开成展开的螺旋部，从而使得一部分条从缠绕的盘卷的顶部以较陡的角度穿过打开的组合单元25至被支撑在第一挡板15上的下一盘卷的底部。在盘卷停止并展开的情况下，组合单元关闭并且组合单元25的刀片26移动以将刀片的切割边缘在集卷筒中定位在切割位置处，并且刀片执行剪切动作以切割盘卷。

紧接在切割之后，组合单元的刀片26撤回至支撑位置以有助于第二盘卷的正常的两阶段盘卷形成(图4E)。导杆和形成的盘卷移动以便进行进一步处理，并且第二导杆接合以允许后续过程再次开始。盘卷随后在盘卷板18上再次向下移动(图4E)并被取出，同时在集卷筒中继续形成下一盘卷。形成的盘卷的紧凑度以及盘卷高度均由线圈分配器10、盘卷在第一挡板15与组合单元25之间允许下落的距离以及集卷筒11的长度来控制。理想地，使用两个挡板。在存在较短的集卷筒并且具有对半盘卷的剪切需求的情况下，挡板和剪切装置的组合单元25允许更多的控制。相比在缠绕之前必须提前对每个部分盘卷和条切割的运行的长度进行计算的情况，该组合单元提供了更高的精度，但是并没有在集卷室中占用任何更多的空间。通过用组合单元来代替单独的剪切装置和第二螺旋结构，通常可以节省600mm至800mm的竖向距离，从而允许在较小的空间中实现相同的功能。有效地，可以移除一整组设备以及其控制系统，并且该设备的总高度可以减小三分之一。

图5A至图5C更加详细地示出了处于打开(图5A)、支撑(图5B)以及最后的剪切(图5C)三个不同的阶段的挡板和剪切装置的组合单元。该单元包括通过杆31串联地联接在一起的多个铰接安装件30。在每个安装件30上具有可以旋转以朝向或远离集卷筒11移动的挡板突出部。该挡板突出部包括剪切刀片26，该剪切刀片26具有执行其剪切功能的切割边缘并且还能够根据刀片所处的位置用作支撑件。图5A示出了组合单元25处于其打开位置，其中，刀片缩回，远离集卷筒壁移动，使得盘卷的形成在没有妨碍的情况下在集卷筒内进行。图5B示出了刀片移动到支撑位置中用于盘卷形成过程，并且图5C示出了刀片处于剪切位置以便在盘卷被取出之前切割盘卷。致动器34接收来自第一控制和驱动系统19的信号以使刀片移动至所需的位置。在每种情况下，铰接安装件的移动均由致动器来控制，并且每个刀片在其铰接安装件上的运动都可以与支撑安装件的运动一起发生。

如先前提到的，替代方案仍然使用两个挡板并且在需要额外的控制的情况下，例如在钢为高碳钢的情况下，在盘卷形成过程中增加组合单元。在某些情况下，筒的竖向距离小于待形成的盘卷的长度，例如可以在1m的集卷筒中形成3m的盘卷，在这种情况下，一旦第一阶段已经穿过一个或两个挡板，则盘卷板上的部分形成的盘卷充分地向下移动以允许在筒中形成下一阶段的盘卷。

Claims (9)

1.一种用于盘卷形成装置的挡板和剪切装置的组合单元，所述挡板和剪切装置的组合单元包括致动器和多个支撑构件，所述多个支撑构件串联地联接在一起以支撑盘卷的形成并连接至所述致动器；其中，每个支撑构件还包括可缩回的剪切刀片，所述致动器适于使所述支撑构件在打开位置、支撑位置或剪切位置之间移动，其中，在所述打开位置，所述挡板和剪切装置的组合单元的所述剪切刀片远离集卷筒的壁缩回，使得盘卷的形成在没有妨碍的情况下在所述集卷筒内进行；在所述支撑位置，所述剪切刀片伸展到所述集卷筒中并向所述盘卷提供支撑；所述剪切位置在所述盘卷被取出之前用于切割所述盘卷。

2.一种盘卷形成装置，所述盘卷形成装置包括壳体、两个或更多个支撑件以及位于所述壳体的基部处的盘卷板，所述壳体包括集卷筒，所述两个或更多个支撑件支撑盘卷的形成，所述两个或更多个支撑件以可缩回的方式安装在所述壳体中；其中，每个支撑件均能够独立地操作；并且其中，所述两个或更多个支撑件中的一个支撑件还包括剪切刀片，所述一个支撑件的所述剪切刀片适于远离集卷筒的壁缩回，使得盘卷的形成在没有妨碍的情况下在所述集卷筒内进行；或者所述一个支撑件的所述剪切刀片适于伸展到所述集卷筒中并向所述盘卷提供支撑；或者所述一个支撑件的所述剪切刀片适于处于剪切位置以便在盘卷被取出之前切割所述盘卷。

3.根据权利要求2所述的盘卷形成装置，还包括控制器和位于所述壳体的顶部处的盘卷高度传感器，由此，所述两个或更多个支撑件的缩回或伸展响应于由所述控制器接收的来自所述盘卷高度传感器的信号来控制。

4.根据权利要求2或3所述的盘卷形成装置，其中，所述两个或更多个支撑件中的另一个支撑件包括挡板。

5.根据权利要求2或3所述的盘卷形成装置，其中，所述两个或更多个支撑件中的所述一个支撑件包括根据权利要求1所述的挡板和剪切装置的组合单元。

6.根据权利要求4所述的盘卷形成装置，其中，所述两个或更多个支撑件中的所述一个支撑件包括根据权利要求1所述的挡板和剪切装置的组合单元。

7.一种操作盘卷形成装置的方法，所述方法包括：在包括集卷筒的壳体的入口处接收连续的轧制产品；将所述轧制产品引导到所述壳体中；在所述壳体中形成由第一支撑件支撑的部分盘卷，缩回所述第一支撑件并使所述部分盘卷下降到包括用于盘卷形成装置的挡板和剪切装置的组合单元的第二支撑件上，所述挡板和剪切装置的组合单元包括致动器和多个支撑构件，所述多个支撑构件串联地联接在一起并连接至所述致动器；并且其中，每个支撑构件还包括可缩回的剪切刀片，所述挡板和剪切装置的组合单元的所述多个支撑构件适于远离所述集卷筒的壁缩回，使得盘卷的形成在没有妨碍的情况下在所述集卷筒内进行；或者所述挡板和剪切装置的组合单元的所述多个支撑构件适于伸展到所述集卷筒中并向盘卷提供支撑；或者所述挡板和剪切装置的组合单元的所述多个支撑构件适于处于剪切位置以便在盘卷被取出之前切割所述盘卷；所述方法还包括向所述部分盘卷添加其他盘卷；伸展所述第一支撑件；缩回所述第二支撑件；以及使形成的盘卷下降到盘卷板上。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括降低所述盘卷板以使形成的盘卷与所述第一支撑件上的盘卷分离，伸展所述第二支撑件并使所述第二支撑件的所述剪切刀片在形成的盘卷的顶部与保持在所述第一支撑件上的盘卷的底部之间进行切割。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中，所述致动器响应于来自控制器的信号使所述第二支撑件在打开位置、支撑位置以及剪切位置之间移动。