CN104395005A - 连续工作式带材浇注和轧制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及带有带材拉力调节系统的连续工作式带材浇注和轧制设备，包括：浇注单元，其带有含有熔液的注入容器，该注入容器带有处成水平的浇注槽和构造为浇注喷嘴的流出区域；具有两个导向辊(2)和环绕运行的冷却的浇注带(1)的主冷却区以及后续的包括至少两个可驱动的轧辊的至少一个轧制单元(4)。在此，为了最小化在浇注的带材上的拉力，机械地脱开浇注单元和后续的轧制单元，其中，为了脱开，在浇注带与轧制单元之间布置有至少一个传动单元(3,3',3")，其具有至少两个可驱动的辊子、用于驱动带材。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前续部分所述的连续工作式带材浇注和轧制设备。
背景技术
例如由文献“steel research 74(2003), No.11/12, Page 724-731”已知连续工作式带材浇注和轧制设备。作为带钢连铸法(DSC-Verfahren，Direct-Strip-Casting)已知的制造方法尤其适用于由含锰量高的轻型结构钢制造热轧带材。
在已知的方法中，熔液从注入容器通过浇注机的浇注槽和虹吸式构造为浇注喷嘴的流出区域交付到水平的带材浇注设备的环绕运行的浇注带上。交付的熔液通过强化冷却浇注带凝固成带有在6-20mm之间的范围中的厚度的预制带材。在完全凝固之后，预制带材经历热轧工艺。
对于带材浇注设备来说，钢带的浇注、轧制和卷起需要以非常小的拉力(理想地，零拉力)执行将浇注的铸坯从浇注机取下。尤其已知的含锰量高的轻型结构钢已经在不大的带材拉应力的情况下(特别当带材尚未完全凝固时)倾向于带材撕裂，这导致设备停止和提高的维修花费。
通常，例如由文献DE 101 37 246 A1或DE 26 18 901 C2已知用于连续工作式轧机机组(Walzstraßen)的带材拉力调节系统。然而，针对连续工作式轧机机组设计的、用于带材拉力调节的装置并未足以如此控制在浇注单元与后续的轧制单元之间的带材拉力和将其保持到如此低的水平上，即，可可靠地避免带材撕裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续工作式带材浇注和轧制设备，利用其可可靠地避免带材撕裂。
该目的以权利要求1的前续部分结合特征部分的特征为出发点来解决。用于生产热轧带材的有利的改进方案以及装置为从属权利要求的对象。
根据本发明的教导，为了最小化带材拉力，机械地脱开浇注单元和后续的轧制单元，其中，为了脱开，在浇注带与轧制单元之间布置有至少一个传动单元，其具有至少两个可驱动的辊子、用于驱动带材。
根据本发明的带材浇注和轧制设备原则上适用于由不同的金属材料生产热轧带材，然而尤其适用于含锰量高的轻型结构钢，其对过高的带材拉应力反应非常敏感。
试验显示出，仅仅通过根据本发明地脱开浇注单元与后续的轧制单元，可有效地调节带材拉力且将其保持到非常低的水平上。
带材浇注设备的运行时间和因此经济性可通过根据本发明的脱开和带材拉力调节系统明显提升，且与此同时显著降低用于带材浇注设备的维护成本。
在本发明的另一设计方案中，附加地进行传动单元与轧制单元的脱开。在此，为了脱开，有利地使用气动地使之运行的作为撑套器(Looper)工作的弹性单元。
根据本发明，传动单元偏心地转动支承，其中，传动单元的辊子可基本上平行于铸坯法线在浇注和轧制过程期间在浇注方向上或与浇注方向相反地移位。
支承部位可在传动单元的架子中或者位于下部的辊子之下，或者位于上部的辊子之上。支承在此相应于传动单元的摆锤式支承，其中，“摆锤”(传动单元)支承在下面或上面。
根据带材浇注和轧制设备的设计方案，可设置一个或多个传动单元，其相应偏心地转动支承。
带有辊子对的单独的传动单元可通过根据本发明的支承以浇注方向和与浇注方向相反地实施运动。在此，根据本发明，传动单元通过测力计(拉力-压力)靠着多辊子平整系统的框架来支撑。由力作用引起的顺着和逆着浇注方向的运动通过测力计在测量区域(Hughscher
Bereich)中的弹性限制到几μm上。由此并未在铸坯法线的方向上产生有效的运动。
在另一有利的改进方案中，尤其传动单元的上部的辊子设有包含铜的外罩，以便在凝固的铸坯的上侧处加速冷却。
附图说明
本发明的其他的特征、优点和细节由在附图中示出的实施例的随后的说明得到。其中：
图1显示了根据本发明的带材浇注和轧制设备和带材拉力调节系统的示意性地部分示出的实施例，
图2显示了第一备选的实施例，
图3显示了第二备选的实施例，
图4显示了第三备选的实施例。
具体实施方式
本发明的细节可由在附图中示意性地示出的实施例的随后的阐述看出。在图1中局部地示出了根据本发明的带材浇注和轧制设备，其带有最小化带材拉力的带材拉力调节系统。
在该局部的图示中尤其示出了设备区域“浇注的带材从输送带至后续的机组的交付部”。
带材浇注和轧制设备包括：此处未示出的浇注单元，其带有含有熔液的注入容器，该注入容器带有处成水平的浇注槽和构造为浇注喷嘴的流出区域；具有两个导向辊和环绕运行的冷却的输送带1的主冷却区以及后续的包括至少两个可驱动的轧辊的至少一个轧制单元4。在此在至轧制单元4的交付侧处示出了输送带1的导向辊2。
根据本发明，浇注单元(Caster)和后续的轧制单元4机械地脱开，其中，为了脱开，在输送带1与轧制单元4之间布置有各带有两个辊子的三个传动单元3、3'、3"以用于驱动浇注的带材5。
附加地，设置成脱开传动单元3、3'、3"与轧制单元4，其中，为了脱开，使用气动地运行的提升装置6－作为撑套器工作的弹性单元。
利用示出的调节系统以如下方式实现在连续的带材浇注和轧制工艺期间最小化带材拉力：
将浇注的带材5首先从输送带1以主速度(Mastergeschwindigkeit)v0运走。在此，带材5的流出速度由速度计T0测量，且通过T0同步传动辊子的周向速度。带材5以该速度进入到多辊子平整系统的传动单元3、3'、3"中。
在流入到第一传动单元3的辊子对中之后，上部的辊子以限定的力下降到带材5上。由于在输送带1与辊子对之间的存在的非同步性，带材5由输送带1牵引或制动。现在，第一调节器介入且如此调节辊子对速度，即，辊子对没有将拉力或推力施加到浇注的带材5上。
非同步性例如可通过不同的辊子直径(磨损)、由于带材的冷却的收缩或不同的调整力(变形程度)引起。
接下来，第二传动单元3'的辊子对下降到带材5上。在此同样又在速度方面存在很小的非同步性。第二辊子对的非同步性在第一辊子对的第一传动单元3处引起拉力或压力。该力借助于力测量装置来测量和评估。传动单元3、3'、3"为此布置在框架8中，其中，传动单元3、3'、3"的相应的测力装置靠着框架8来支撑。
传动单元3'的第二辊子对的速度现在通过另一调节装置如此设定，即，在此牵引力理想地设定成0N。第三传动单元3"的辊子对和所有可能其他的辊子对类似于第二辊子对来工作。
凝固的带材5现在离开多辊子平整系统的传动单元3、3'、3"且由冷铸坯导向牵引装置7拉动。最后的辊子对同样在传动单元3"处具有力测量装置。冷铸坯导向牵引装置7同样在最后的辊子对处设定0N的测量的拉力且将带材5通过提升装置6拉动到尚未起动的轧制单元4中。作为轧制单元4示出了仅仅一个轧辊支架，但还可根据需要为多个。
当带材5进入到仍然开启的辊隙中时，建立回路弧形部(Looperbogen)(撑套器抬起)且辊隙逐渐减少。现在撑套器高度和轧制速度对多辊子平整系统的传动单元3"的最后的辊子对施加力作用。提升装置6和轧制单元4作用到在多辊子平整系统的最后的辊子对的传动单元3"处的测力部通过另一调节装置如此调节，即，还在此设定0N的拉力。
当轧制单元4已经在足够的牵引的情况下夹紧带材5时，冷铸坯导向牵引装置7与铸坯分离。
作为用于提升装置6的撑套器，与传统的撑套器相反，有利地使用带有非常小的预压的气动的气缸。利用该系统建立非常软的自弹性的单元。撑套器的软的自弹性的特性支持对于制造含锰量高的轻型结构钢所需要的、作用到铸坯或凝固的带材上的最小拉力。
在一有利的改进方案中，轧制单元4的轧辊通过主动的液压的缓冲器安放到铸坯上，以便在辊子沉入到带材5中时减低或抑制影响(变形程度)。
出现的回路弧形部为轧制速度调节提供足够的时间，以便调整可能出现的非同步性。
导向牵引装置7将浇注的带材5恰好以需要的力拉到轧制单元4的第一轧辊架中，以便在此同样并未出现力突变。
轧辊的安放速度借助于进入速度计在安放之前同步于进入的带材5的速度。由此还防止对带材5的影响。
撑套器调节系统或者可受力控制、受高度控制，或者设计为物理的撑套器模块。
作为驱动器例如可使用异步马达，但还可使用直流马达。在使用异步马达的情况下，其通过变频器来供给，其中，每个变频器含有内部的PID调节器。
需要的拉力可分开地预定为用于冷铸坯导向牵引装置7的理论值和用于轧制单元4的拉力。
根据本发明，带有传动单元3、3'、3"的多辊子平整系统利用叠加式传动装置(Überlagerungsgetriebe)(Ü)刚性地与浇注带1的驱动器相连接。由此还将浇注的带材5的速度的非常短期的波动传递到多辊子平整系统上，且由此还并未在带材5与带有传动单元3、3'、3"的多辊子平整系统之间出现突然的速度差。
在图2中示出了备选的调节思想。相同的参考标号相应于相同的构件。
在该情况下，带材拉力通过另一测力计(其安装在浇注单元的架子(浇注架)处)来测量。测力部直接显示出施加到带材上的拉力或推力的反作用力。测量值输送给调节器，其直接调节叠加式马达(Überlagerungsmotor)(M)的转速。
在这种调节方式中有利的是，平衡在传动单元的框架8处和在浇注单元(Caster)的架子处的测量的力，并且将两个测量值的差调节成0N。
在图3中显示了另一备选方案。在此，浇注架的反作用力通过力测量单元单独地测量或作为合力来测量。浇注架或者位于特定的力测量系统上，或者悬挂地固定在力测量系统处。在此还直接借助叠加式驱动器将浇注架的反作用力调整成0N。
在图4中示出了另一可行的备选的调节思想。在此，速度计T0的辊子用作微型撑套器。辊子抬起超过预定的通过线几毫米。在此，浇注的带材5的弯曲必须保持得很小，以便避免可能的裂纹形成。当输送带1使浇注的带材5移动通过传动单元3、3'、3"时，出现的“回路弧形部”倾向于变大。当传动单元3、3'、3"拉拔带材5时，“回路弧形部”减小。根据本发明，该信号还用于调节叠加式传动装置(Ü)。
在图1至图4中示出的调节思想概括地用于可在浇注单元与根据本发明与其脱开的传动单元3、3'、3"之间以及在传动单元3、3'、3"与轧制单元4之间设定最小的拉力(0N)。
参考标号列表
1 输送带
2 导向辊
3,3',3" 传动单元
4 轧制单元
5 浇注的带材
6 提升装置(撑套器)
7 冷铸坯导向牵引装置
8 框架
Ü 叠加式传动装置
T 速度计
M 马达
R 调节器
Z 气动缸
ZH 液压缸
F 测力部
S 辊隙
Lh 撑套器高度
Fl 撑套器力。
Claims (11)
1. 一种带有带材拉力调节系统的连续工作式带材浇注和轧制设备，包括：浇注单元，其带有含有熔液的注入容器，该注入容器带有处成水平的浇注槽和构造为浇注喷嘴的流出区域；具有两个导向辊(2)和环绕运行的冷却的浇注带(1)的主冷却区以及后续的包括至少两个可驱动的轧辊的至少一个轧制单元(4)，其特征在于，为了最小化在浇注的带材(5)上的拉力，机械地脱开所述浇注单元和后续的所述轧制单元(4)，其中，为了脱开，在浇注带(1)与轧制单元(4)之间布置有至少一个传动单元(3,3',3")，其具有至少两个可驱动的辊子、用于驱动所述带材(5)。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动单元(3,3',3")偏心地转动支承，其中，所述传动单元(3,3',3")的辊子可在浇注和轧制过程期间在浇注方向上或与浇注方向相反地基本上平行于所述带材(5)的纵向轴线移位。
3. 根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其特征在于，所述传动单元(3,3',3")布置在框架(8)中，且单独的所述传动单元(3,3',3")通过测力装置靠着所述框架(8)进行支撑。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述浇注带(1)和所述传动单元(3,3',3")的驱动器机械地联结。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，联结通过叠加式传动装置(Ü)实现。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，为了脱开传动单元(3,3',3")和轧制单元(4)，插入有用于所述带材(5)的提升装置(6)。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述提升装置(6)设计为自弹性的单元。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述弹性单元例如为气动的气缸。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述轧制单元(4)的轧辊设有起缓冲作用地安放到所述带材(5)上的缓冲器。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述缓冲器为可调节的、可切断的液压式缓冲器。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述驱动器为直流马达。
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