CN1069680A - 把钢棒引到切分台的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种精确地把一根钢棒切分成两根相同尺寸型 材的方法和装置。在该方法和装置中，钢棒被纵向地 输送到一个切分台并通过一个联机导向调节系统即 IGA系统侧向地移动以致能使切分后的两型材相 等。在切分后由IGA系统测量并判断向前输送的两 型材间的尺寸差异，IGA系统可横向地移动进入切 分台的钢棒、型材尺寸的测量是通过测量离开切分机 的型材所形成的活套尺寸得到的。该方法和装置尤 其适用于两工位之间即切分机前和切分机后钢棒无 弯曲地高速通过轧机的系统，并且切分后的型材沿着 独立的加工线前进不产生弯曲地通过精轧机。

Description

本发明涉及把一根纵向前进的钢棒引到切分台的方法和装置，在切分台上，上述钢棒被纵切成两根型材。更具体地说，本发明涉及横向控制进入切分台的钢棒的进口位置以使切分后的型材尺寸相等。

本发明尤其适用于位于切分台前面的导向机构。为了使上述型材尺寸相等，该机构可根据离开切分台的型材的尺寸差异侧向地移动纵向前进的钢棒。

在本发明人以前的专利申请中，文件号07/474，285  1990年2月2日（现已废弃）和文件号07/549，351  1990年7月6日（现美国专利5027632号），公开了用切分轧制法进行的小尺寸钢筋的生产。这种方法通过消除引入切分台前输送过程中钢棒的弯曲，极大地提高轧制速度。这种方法被称为无弯曲切分轧制法或NTA法。

如上所述，在用切分轧制法的小尺寸钢筋生产中，采用NTA法能显著增加轧制速度。为了减少不必要的停车时间，目前急需在生产中成功而可靠地实施增高轧速的NTA法。

在切分轧制中，供给切分台的钢棒具有一个“四叶形”截面。在切分台的轧机上先将钢棒的“四叶形”截面轧成“花生形”截面，而后将“花生形”截面的钢棒供给一台切分机，在切分机里将钢棒纵向地分割成两个相同的型材。

在单股钢轧制生产中（没有切分），为了消除钢棒的张力，特意地在两连续工位之间的钢棒上形成一个活套。利用一个光控传感器检测活套的尺寸，并通过传感器的输出信号调整两连续工位中轧机的电机速度（通常是调整后道工序）以保持活套稳定。

在切分轧制中，切分后从同一台轧机中产生两根平行的型材。当两根纵切型材的两个活套不相同时，将产生两个不同的信号，但控制设备不能起作用。

尽管对导向机构定位的机外目测校正能给出一个非常近似的值，但是轧制期间钢棒导向机构的微小定位偏差就会层致切分后两型材的不相等。这将引起两个问题：

1.两精轧型材重量不同，无法满足市场对产品的1/2DIN公差的要求。

2.在极个别情况下，两根纵切型材之一的活套的增大变得不可控制。

在这两种情况下，不可避免地要中断生产。

目前，输送到冷却床的单股钢的最高轧速大约是20M/S，与其相适应的切分速度是6.4M/S左右。对于10mm棒材的切轧，被切截面是一个每边为25mm的“四叶形”。钢棒导入切分台的位置若侧向偏差0.1mm，将使两股切后的型材相差1.6%。在轧速6.4M/S下，这将意味着较大股的切分型材的活套比较小股的切分型材的活套每秒增大102mm。对一锭1000kg的钢坯，切分后通过精轧机的轧制时间为48.1秒，这意味着在两股型材通过最终的精轧机之前两个活套的长度差大约为4.3m。因为长度上如此大的差异，除非在较小股型材上引起不希望的张力，仅靠改变轧机的电机速度无法补偿平行活套。

以上评定仅仅是举例说明了切分的型材不相等的影响的敏感度。实际中不相等的程度要比给出的例子大得多。日本的NKK系统用控制台的手动机构调节导向机构。在低速切轧生产中这也许是可以被接受的，但人类的反映总是不够快，无法满足高速轧制的要求。

本发明的一个目的在于提供一种方法和装置，在不中断生产的情况下，克服平衡两根纵切型材过程中存在的问题，并借助于通用的活套控制辊保持纵切型材的两个活套的稳定。

进一步讲，本发明的目的是提供一种方法和装置，通过该方法和装置自动地（不用人工参与）横向移动输送给切分台的钢棒，补偿切分后两型材之间的任何尺寸差异。

更进一步地讲，本发明的目的是提供一种方法和装置，通过这种方法和装置横向移动输送给切分台的钢棒，消除切分后两型材之间任何尺寸差异。上述尺寸的差异是在两根纵切型材离开切分台后测得的。具体地说是通过测量离开切分台后的纵切型材所形成的活套尺寸而得到其尺寸差异的。

本发明规划了一个联机导向调节系统，叫做IGA系统，可自动地横向移动输送的钢棒，生产出具有相同截面的纵切型材。

本发明的一个特点是没有人工参与，自动地、瞬时地移动钢棒，以保持两根切分后的型材的尺寸相同，因此可以实现NTA方法的高速度而不需停车或减速。

根据本发明，联机导向调节系统包含一个位于切分台前方的可侧向调节的导向装置，用于将纵向输送的钢棒引导到切分台;一个比较装置，用来比较来自切分台的两根纵切型材，以发出指示上述两型材间有任何差异的输出信号;接收来自比较装置的输出信号的装置，用来侧向地调节上述导向机构以便使进入切分台的钢棒处于一个使切分后两型材尺寸相同的位置上。

在一个具体实例中，比较装置包括传感器和比较器。两个传感器分别作用于两根纵切型材并产生表示该型材尺寸的信号;比较器与上述传感器相连，在两传感器的信号有差异时，产生一个输出信号以控制导向机构。传感器的结构使其能测量离开切分台后的每纵切型材所形成的活套尺寸。在一个最佳实例中，传感器由一个非接触式光学传感器构成。

进一步地，根据本发明，把钢棒引导到切分台的导向机构含有：一个带有把钢棒纵向引到切分台的机构的导向部件;支撑该导向部件以便使其可作横向移动以侧向调节钢棒进入切分台的位置的机构;驱动导向部件使其作垂直于纵向传输的钢棒的移动的传动机构和驱动该传动机构。以便使导向部件横向移动到一个使得离开切分台的两根型材具有相同的尺寸的位置上的装置。

在一个具体实例中，支撑导向部件的机构有一个带有导向面的刚性底座，导向部件可滑动地安装在导向面上。上述传动机构有一个与上述导向部件相连接的传动丝杆，因此，当传动丝杆转动时，导向部件在底座上滑动。一个驱动电机与上述传动丝杆相连。

上述支撑底座可以是一种含有两个间隔立柱的开口通道的底座。立柱的上表面构成了导向面。上述导向部件安放在该导向面上，上述传动丝杆延伸位于两立柱之间的开口通道内。

在导向部件上有一个与传动丝杆相啮合的零件，因此在传动丝杆转动时，导向部件在导向面上滑动。

把钢棒引到切分台的机构含有一对隔开固定在导向部件上的导向辊，可分别绕着与导向面垂直的轴线转动。

下面结合附图通过对本发明实施例的描述来进一步说明本发明，附图中：

图1是根据本发明实现无弯曲切分轧制的一种方法和装置的图解实例;

图2是本发明装置中的导向机构的透视图;

图3是位于切分台进口处的导向机构的横切视图，图中导向机构一部分是剖视图，一部分是部分剖视图;

图4是图2中导向机构的平面图;

图5是从纵向输送的钢棒的前面看，得到的导向机构的侧视图。

图1表示了用于对纵向输送的钢棒10进行无弯曲纵切轧制的装置的一部分。钢棒10经过上道轧机（图中未示出）轧制得到一个“四叶形”截面，没有弯曲地送到切分台11，在这里成形并被切分成两根分离的型材10′。切分台由使钢棒的“四叶形”截面变成“花生形”截面的轧机15和将“花生形截面的钢棒切成型材10′的切分机16组成。型材10′在通过各自的精轧线中的精轧机17和18之后，以直线型钢筋的形式输送到冷却床。本方法称为NTA方法。NTA方法的详细解释可参见上述发明背景和现有工艺一节中提到的本发明人以前的美国专利申请。

“四叶形”截面的钢棒10被送入切分台11中的位于轧机15前面的一个导向机构20中。轧机15、16、17和18都有支撑架和由电机带动的对置轧辊，但是为了清楚地显示本发明的细节，支撑架和电机都没有图示出来。

在切分机16里，“花生形”截面的钢棒10基本上沿着其中央纵向轴线纵向切开，所形成的型材10′在从切分台16到各自的精轧线上的精轧机17的途中，每一型材都形成一个活套19。活套19是完全按常规方法在活套台上（没有图示出）形成的。一般是靠调节16和17的轧辊速度来形成活套19。

如果钢棒10没有被切分成具有相同尺寸的型材10′，由型材10′形成的活套19就具有不同的尺寸。活套的尺寸差异对型材10′的横截面尺寸差异非常敏感。

在相应型材10′的每个活套19处设置了传感器21，用于测量活套的尺寸。传感器21最好是常规设计的非接触式光学传感器，它测量活套的尺寸并产生一个代表活套尺寸的输出信号。传感器21可以是一个由瑞典ASEA公司或德国西门子公司生产的普通的红外线传感器。图示中传感器21位于每根纵切型材10′的下面，但最好将它们放在活套19的上方以防止杂质落在传感器上。传感器21与一个比较器22相连。传感器21的输出信号在比较器22中被比较以测定两信号在相同性方面的任何偏差。通过检测两个活套19的尺寸偏差而得到纵切型材10′的尺寸偏差。如果偏差超出界限值，比较器22便产生一个输出信号输给导向机构20。于是导向机构20侧向地调整钢棒10进入切分台11的进口位置，以便使活套19的尺寸相等从而使纵切型材10′的尺寸相等。

导向机构20有一个刚性底座30，底座上两个相隔直立的立柱31，32形成开口通道。直立立柱31、32分别带有上导向面33、34。底座30与实践证明在金属切削加工时刚性很好的普通卧式车床的床身相似。为了侧向移动纵向输送的钢棒10，导向部件35可滑动地安装在导向面33、34上。导向部件35有一个向下的悬尾36，它以螺纹与延伸位于两立柱31和32之间的底座30的开口通道内的传动丝杆37相啮合。传动丝杆37通过一个变速箱38与驱动电机39相连。当电机39驱使丝杆37转动时，导向部件35在支撑表面33，34上侧向移动。驱动电机39与比较器22相连，因此，当比较器给出一个信号表明由于两切分型材10′的尺寸不同而导致两型材形成的活套19的尺寸不同时，电机39被触发。

导向部件35有一个直立的箱体40，箱体40在导向部件的前面、面对轧机15的轧辊处装有导向辊41，以便把由导向辊41导入的钢棒10引到切分台11的轧机15中。导向辊41由箱体40支撑，能绕垂直于钢棒10的轴线和导向表面33、34的轴线转动。在箱体40上装有带有漏斗形尾部43的管状插入件42，钢棒10进入漏斗形尾部43并留有间隙地穿过插入件42到导向辊41。导向部件35的侧向位置决定着导向辊41的位置，因而决定着钢棒10进到轧机15的进入点。为保证钢棒10准确地进入轧机15中，导向辊41设置在轧机15的辊子附近，通常，导向辊41距轧机15大约100mm。

开车时，当传感器21产生信号表示两根纵切型材10′的活套19的尺寸不相等时，比较器22产生一个信号驱动电机39，并使导向部件35向一边移动，使得进入切分台11的钢棒10能生产出两根尺寸相同的型材10′。导向机构20、传感器21和比较器22组成一个联机导向调节系统即IGA系统。此系统在生产过程中起作用，不必象传统方式那样关掉调节系统去平衡两根切分的型材。

采用本发明的方法和结构能够在不出任何生产故障的情况下，实现由NTA法获得的高速度。

尽管上文相对于一个具体实施例对本发明进行了描述。显而易见，本领域的有经验者可以在所附权利要求书规定的精神和范围内进行大量的修改和变化。

Claims (10)

1、精确地把一根钢棒切分成两根相同型材的装置，它包括：

将一根纵向输送的钠棒切成两根型材的切分装置和分别接受上述两型材的精轧生产线。其特征在于，

装置(21，22)用于比较两根切分的型材并产生一个表明上述两型材有差异的输出信号。

可侧向调节的导向机构(20)位于切分装置前，用于将纵向输送的钢棒引到切分机(16)中。

装置(39)用于接收比较装置22的输出信号，以便侧向地调节上述导向机构，使得进入切分机的钢棒处于一个能使从切分机出来的两型材尺寸相等的位置。

2、根据权利要求1的装置，其中，比较装置包括分别作用于两根纵切型材而产生表示两型材尺寸信号的传感器（21）和与该传感器相连的比较器（22）。离开切分机的上述纵切型材分别形成活套（19），上述传感器测量上述活套（19）的尺寸，当两传感器的信号有差异时，比较器产生一个输出信号，上述导向机构包括一个侧向可移动的导向部件（35）;使上述导向部件侧向移动的传动机构（37，38）和响应比较器的输出信号而启动上述传动机构的装置（39）。

3、根据权利要求2的装置，其中，上述的切分装置包括一台位于导向部件后方并与其相邻、用来接受来自导向部件的钢棒的轧机15和在上述轧机后方的切分机16。切分机接受来自上述轧机的钢棒并将其切分成上述两根纵切型材。

4、一种精确地把一根钢棒切成两根相同型材的方法，钢棒被纵向地输送到一个切分装置中，在切分装置里钢棒被纵向切成两根棒状型材，从切分装置出来的两根棒状型材被送到各自的精轧机的途中对型材进行测量;

比较两棒状型材的测量值，得出两型材之间的尺寸差异;

横向移动输送到切分装置中的钢棒，以补偿和消除两型材之间的任何尺寸差异。

5、根据权利要求4的方法，其中，上述对棒状型材的测量是通过测量位于切分装置和精轧机之间的棒状型材所形成的活套尺寸并对其进行比较而实现的。

6、根据权利要求5的方法，其中，钢棒的横向移动是受产生的代表不同活套尺寸的信号所控制，上述钢棒在无弯曲切轧加工中无弯曲地输入到切分装置中。

7、一咱引导钢棒到切分装置的导向机构包括：一个带有引导一根纵向输送的钢棒到将钢棒切成两根型材的切分装置里的机构的导向部件;

支撑上述导向部件使其可作横向移动以便侧向地调节钢棒进入切分装置的位置的机构;

驱动导向部件横向移动的传动机构;和

启动该传动机构以便使导向部件横向移动到一个合适位置的装置，在该位置上，切分装置能切出两根相同尺寸的型材。

8、根据权利要求7的导向机构，其中，上述支撑上述导向部件的机构包括一个带有导向面的刚性底座，上述导向部件可滑动地安装在该导向面上。上述传动机构包括一个与上述导向部件相连的传动丝杆和一个与上述传动丝杆相连的驱动电机。当上述传动丝杆转动时，导向部件在底座上滑动。

9、根据权利要求8的导向机构，其中，上述底座含有一个包括两个间隔的立柱的开口通道，立柱的上表面构成了上述导向面，上述导向部件安放在上述导向面上，上述导向部件上带有与传动丝杆相啮合的零件，因此当传动丝杆转动时，上述导向部件在上述导向面上滑动。

10、根据权利要求9的导向机构，其中，上述传动丝杆延伸安置在上述两立柱之间的开口通道内。

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