CN107249770A - 带有对卷绕带的不对称冷却的卷绕设备 - Google Patents

Abstract

轧制金属带，尤其是钢带，借助于传动辊单元从第一输送方向偏转到第二输送方向，并被进给到卷绕机。在卷绕机中，金属带被卷成具有卷材直径的卷材。引起金属带的端部部分的塑性变形，使得在未加载状态下端部部分以曲率半径弯曲。端部部分（8）的塑性变形至少部分地由于冷却介质（21）到端部部分（8）的侧面的不对称施加引起。

Description

带有对卷绕带的不对称冷却的卷绕设备

本发明涉及一种用于卷绕尤其是钢带的轧制金属带的方法，

- 其中，借助于传动辊单元将金属带从第一输送方向偏转到第二输送方向并将其进给到卷绕机；

- 其中，金属带在卷绕机中被卷绕以便形成具有卷材直径的卷材；

- 其中，引起金属带的端部部分的塑性变形，使得端部部分在未受影响状态下以曲率半径弯曲。

此外，本发明涉及一种用于卷绕尤其是钢带的轧制金属带的卷绕装置，

- 其中，所述卷绕装置具有传动辊单元，借助于所述传动辊单元使金属带从第一输送方向偏转到第二输送方向；

- 其中，所述卷绕装置具有卷绕机，金属带在第二输送方向上从传动辊单元被进给到所述卷绕机，并且金属带在所述卷绕机中被卷绕以便形成具有卷材直径的卷材；

- 其中，所述卷绕装置具有变形装置，借助于所述变形装置引起金属带的端部部分的塑性变形，使得端部部分在未受影响状态下以曲率半径弯曲。

在热轧生产线中，金属带（通常是钢带）在最终轧制道次之后通常在冷却区中首先被冷却到预定温度（卷绕温度）。此后，经冷却的带被卷绕以便形成卷材。当在金属带的长度上观察时，卷绕温度可能是恒定的。替代性地，当在金属带的长度上观察时，卷绕温度可能是可变的。例如，带头部（=带的前端部）和带尾部（=带的后端部）能够在未冷却时被卷绕。卷绕的卷材随后被固定以用于储存和运输，以防任何自动展开或打开。为此目的，卷材通常通过输送设备从卷绕机移除并被进给到捆扎机。在捆扎机中进行固定。在从卷绕心轴被拉出之前，卷绕的卷材旋转，使得带的端部突出仅稍微超过卷材的最低点，并且因此卷材由于其自身的重量而稳定。

金属带的塑性变形通常在卷绕金属带以便形成卷材期间已经出现。然而，在许多情况下，可能会出现尚未固定的卷材的自发打开或相应地展开。其原因在于卷绕卷材的卷圈中的弹性残余应力。这些残余应力的程度取决于多个因素，例如取决于带的厚度和卷绕温度下的流动应力。这种类型的自发打开或相应地展开尤其在具有约500 MPa（或更多）的流动应力和约12 mm（或更多）的厚度的高强度产品的情况下可能发生。

从WO 2008/000 348 A1中已知，金属带的端部部分借助于矫直单元预弯曲。根据WO 2008/000 348A1，额外于在传动辊单元上游并且能够放置在金属带上的压辊，传动辊单元的底部辊和顶部辊的组合能够用作矫直单元。替代性地，在传动辊单元的上游或下游的矫直单元能够用作矫直单元。上游或下游矫直单元在每种情况下包括以交替方式放置在金属带的一侧和另一侧上的三个连续设置的矫直辊，在每种情况下所述矫直辊中的至少一个能够放置在金属带上。

从EP 0 906 797 A1中已知一种拉伸矫直机，其具有设置在传动辊单元和卷绕机之间的多个工作辊，其中，金属带在每个工作辊上偏转。此外，能够在工作辊之间进行金属带的冷却。尤其可以借助于EP 0 906 797 A1的组件影响在带的宽度上金属带中的应力分布。

本发明的目的在于提供可能性，借助于其能够以简单的方式引起金属带的端部部分的塑性变形。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法实现。该方法的有利设计实施例是从属权利要求2至7的主题。

根据本发明，在开始处提到的类型的方法被设计为，端部部分的塑性变形至少部分地由于用冷却介质不对称冲击端部部分的侧面引起。

由此，可以实现，在端部部分的温度在用冷却介质进行不对称冲击的时间点时仍然足够高的情况下，在带的厚度上在金属带的端部部分中并入应力分布。该应力分布的均衡导致端部部分的曲率。

用冷却介质不对称冲击端部部分的侧面可以根据需要在端部部分的卷绕之前和/或在端部部分的卷绕期间和/或在端部部分的卷绕之后进行。此外，用冷却介质不对称冲击端部部分的侧面可以根据需要以恒定量的冷却剂、可变量的冷却剂或以间歇方式进行。

优选地，不对称冲击的程度被选择成使得最大曲率直径等于卷材直径的一半。由此实现，端部部分在压力下支承在卷材的贴近内卷圈上。因此可靠地防止卷材的任何自动打开或展开。

端部部分的长度应优选地大于卷材的最外侧卷圈的一半。端部部分的所述长度可以尤其对应于卷材的至少一个整个卷圈。

端部部分的塑性变形可以仅通过用冷却介质不对称冲击端部部分来进行。替代性地，可以借助于在卷绕机的上游的矫直单元来支持端部部分的塑性变形。

在塑性变形由在卷绕机上游的矫直单元支持的情况下，该方法的各种设计实施例是可能的。

因此，例如，除了在传动辊单元上游并且能够放置在金属带上的压辊之外，传动辊单元的底部辊和顶部辊的组合可以被用作矫直单元。替代性地，在传动辊单元的上游或下游的矫直单元可以用作矫直单元。上游或下游矫直单元在该情况下包括以交替方式放置在金属带的一侧和另一侧上的至少三个连续设置的矫直辊，在每种情况下所述矫直辊中的至少一个能够放置在金属带上。

此外，该目的通过具有权利要求8的特征的卷绕装置实现。卷绕装置的有利设计实施例是从属权利要求9至13的主题。

根据本发明，在开始处提到的类型的卷装装置被设计成：变形装置被构造成冷却装置，借助于该冷却装置用冷却介质不对称地冲击端部部分。

根据本发明的卷装装置的有利设计实施例基本上对应于根据本发明的方法的那些实施例。

结合示例性实施例的下述描述，将更清楚且明显地理解如上所述的本发明的性能、特征和优点以及实现所述性能、特征和优点的方式，示例性实施例结合附图更详细地被解释，在附图中以示意性图示：

图1示出卷绕装置；

图2示出卷绕的卷材；和

图3示出卷绕的端部部分。

金属带1将借助于卷绕装置被卷绕以便对应于图1中的图示。金属带1可由钢构成。替代性地，金属带1可以由另一金属构成，例如由铝或铜构成。金属带1先前已经在轧制线（未示出）中轧制，并且然后已经在冷却区（同样未示出）中冷却。

卷绕装置首先具有传动辊单元2。传动辊单元2具有底部辊3和顶部辊4。底部辊3通常被设置为是刚性的。顶部辊4通常能够放置在底部辊3上。在图1中，这由顶部辊4内的双箭头指示。额外地，顶部辊4可以水平地移位。金属带1借助于传动辊单元2被从第一输送方向x偏转到第二输送方向y，并且在第二输送方向y上随后被进给到卷绕装置的卷绕机5。第一输送方向x通常是水平的。第二输送方向y通常被引导为倾斜向下。金属带1在卷绕机5中被卷绕以便形成卷材6。卷绕机5具有卷绕心轴7。卷材6在卷绕过程开始时具有初始直径d。初始直径d对应于卷绕心轴7的直径。卷材6的直径在金属带1的卷绕过程中增加直到所述直径达到最终直径D。最终直径D对应于完全卷绕的卷材6的卷材直径。

在卷绕过程的情况下将实现，金属带1的端部部分8在卷绕后以下述方式发生塑性变形，即使得所述端部部分8在未受影响状态下以足够小的曲率半径R弯曲（参见图2和图3）。最大曲率半径R优选地为卷材直径D的一半。

为了建立未受影响状态，端部部分8可以与卷材6的其余部分分离并随后被放置到侧边缘上，使得端部部分8可以自由地卷起。端部部分8在该状态下呈现曲率半径R。在图3中示出该状态，其通常为虚构状态。在实践中，端部部分8仍然是卷材6的组成部分。因此，端部部分8不可避免地呈现等于卷材直径D的一半的曲率半径。然而，从未受影响状态下开始，端部部分8以弹性方式向外弯曲。因此，所述端部部分8由于前者以弹性方式弯曲打开而在压力下支承在卷材6的贴近内卷圈9上。

可以根据要求确定端部部分8的长度。根据图2中的图示，端部部分8的长度优选地大于卷材6的最外侧卷圈的一半。尤其，端部部分8的长度可以对应于190°、200°、210°、......、340°、350°、或360°的圆周角α。对于圆周角α，甚至更高的值也是可能的。也可以实现中间值，例如217°或312°。

为了实现这种类型的端部部分8的塑性变形，卷绕装置具有变形装置。借助于变形装置引起金属带1的端部部分8的所需塑性变形。

变形装置可以包括布置在卷绕机5上游的矫直单元。在这种情况下，在矫直单元中进行端部部分8的塑性变形。借助于矫直单元在卷绕端部部分8之前进行塑性变形。

矫直单元的一个可能实施方式在于，以对应于图1中的图示的方式将专用矫直单元10设置在传动辊单元2上游。该矫直单元10在下文中被称为上游矫直单元。

根据图1中的图示，上游矫直单元10包括至少三个矫直辊11至13。当在第一输送方向x上观察时，矫直辊11至13连续设置。所述矫直辊11至13以交替方式放置在金属带1的一侧和另一侧上。矫直辊11至13可单独驱动或成组驱动。替代性地，所述矫直辊11至13可被构造为不被驱动。矫直辊11至13中的至少一个能够放置在金属带1上。例如，上游矫直单元10的中心矫直辊12可能够被放置在金属带1上。在图1中，这在上游矫直单元10的中心矫直辊12的情况下由双箭头指示。替代性地或额外地，上游矫直单元10的两个外矫直辊11、13可能够放置在金属带1上。在图1中，这由上游矫直单元10的两个外矫直辊11、13之间的双箭头指示。

作为对上游矫直单元10的替代，可以以对应于图1中的图示的方式将矫直单元14设置在传动辊单元2的下游。该矫直单元14在下文中被称为下游矫直单元。

下游矫直单元14的结构和功能模式类似于上游矫直单元10的结构和功能模式。根据图1中的图示，下游矫直单元14因此包括至少三个矫直辊15至17。当在第二输送方向y上观察时，矫直辊15至17连续设置。所述矫直辊15至17以交替方式放置在金属带1的一侧和另一侧上。矫直辊15至17可单独驱动或成组驱动。替代性地，所述矫直辊15至17可被构造为不被驱动。矫直辊15至17中的至少一个能够放置在金属带1上。例如，下游矫直单元14的中心矫直辊16可能够被放置在金属带1上。在图1中，这在下游矫直单元14的中心矫直辊16的情况下由双箭头指示。替代性地或额外地，下游矫直单元14的两个外矫直辊15、17可能够被放置在金属带1上。在图1中，这由下游矫直单元14的两个外矫直辊15、17之间的双箭头指示。

作为对设置上游或下游矫直单元10、14的替代，传动辊单元2可以扩展以便形成矫直单元。在该情况下，除了传动辊单元2的底部辊3和顶部辊4之外，矫直单元还具有压辊18。压辊18设置在传动辊单元2的上游。所述压辊18能够放置在金属带1上。在图1中，在压辊18的情况下，这通过与第一输送方向x正交的双箭头指示。此外，压辊18还可以定位在第一输送方向x上。在图1中，在压辊18的情况下，这通过与第一输送方向x平行的双箭头指示。然而，第一输送方向x上的定位能力不是必然要求的。

在使用矫直单元的情况下，在进行端部部分8的卷绕之前进行端部部分8的机械塑性变形。然而，无论是否存在矫直单元2+18、10、14中的一个，始终存在前和/后冷却装置19、20。借助于冷却装置19、20，金属带1的端部部分8被冷却介质21（例如水或水-油混合物）不对称地冲击。当前和/或后冷却装置19、20排外地存在时，用冷却介质21不对称冲击端部部分8完全引起端部部分8的期望塑性变形。当矫直单元2+18、10、14中的一个额外地存在时，用冷却介质21不对称冲击端部部分8部分地引起端部部分8的期望塑性变形。在该情况下，端部部分8的塑性变形由所存在的矫直单元2+18、10、14支持。

前冷却装置19设置在卷绕机5的前方。借助于前冷却装置19在卷绕之前进行不对称冲击。后冷却装置20设置在卷绕机5中。不对称冲击借助于后冷却装置20在卷绕期间进行（参见图1中对卷材6右侧的冲击）和/或在卷绕之后进行（参见图1中对卷材6左侧的冲击）。

至少在冲击金属带1的端部部分8期间，冷却装置19、20可能被供给恒定量的冷却剂。替代性地，在该暂时时段期间冷却剂的量可以是可变的。也可以以间歇方式用冷却剂21冲击端部部分8。

如图1中所示的，用冷却介质21冲击仅仅端部部分8的外侧，特别是在传动辊单元2的前方和后方二者以及在卷绕机5中。替代性地，可能的是在卷绕机5前方的端部部分8的另一侧也用冷却介质21冲击，但其程度较小。也可以仅仅在传动辊单元2的前方或仅仅在其后方进行用冷却介质21的不对称冲击。

综上所述，本发明因此涉及以下主题：

轧制金属带1（尤其是钢带1）借助于传动辊单元2被从第一输送方向x偏转到第二输送方向y，并被进给到卷绕机5。金属带1在卷绕机5中被卷绕以便形成具有卷材直径D的卷材6。引起金属带1的端部部分8的塑性变形，使得端部部分8在未受影响状态下以曲率半径R弯曲。端部部分8的塑性变形至少部分地由于冷却介质21不对称冲击端部部分8的侧面引起。

本发明具有许多优点。尤其，可以以简单的方式和高可靠性实现金属带1的端部部分8的期望曲率。

虽然已经通过优选的示例性实施例更详细地示出和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且在不脱离本发明的保护范围的情况下本领域技术人员可以从其中得出其他变型。

附图标记列表

1 金属带

2 传动辊单元

3 底部辊

4 顶部辊

5 卷绕机

6 卷材

7 卷绕机心轴

8 端部部分

9 贴近内卷圈

10 上游矫直单元

11至13 矫直辊

14 下游矫直单元

15至17 矫直辊

18 压辊

19 前冷却装置

20 后冷却装置

21 冷却介质

d、D 直径

R 曲率半径

x、y 输送方向

α 圆周角。

Claims (11)

1.一种用于卷绕尤其是钢带（1）的轧制金属带（1）的方法，

- 其中，借助于传动辊单元（2）使所述金属带（1）从第一输送方向（x）偏转到第二输送方向（y）并将其进给到卷绕机（5）；

- 其中，在所述卷绕机（5）中卷绕所述金属带（1）以便形成具有卷材直径（D）的卷材（6）；

- 其中，引起所述金属带（1）的端部部分（8）的塑性变形，使得所述端部部分（8）在未受影响状态下以曲率半径（R）弯曲；

- 其中，所述端部部分（8）的所述塑性变形至少部分地由于在卷绕所述端部部分（8）之前和/或期间用冷却介质（21）不对称冲击所述端部部分（8）的侧面引起，

其特征在于，

所述端部部分（8）的所述塑性变形是所述端部部分（8）的长度，所述长度大于所述卷材（6）的最外侧卷圈的一半且小于所述卷材（6）的所述最外侧卷圈。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述用所述冷却介质（21）不对称冲击所述端部部分（8）的所述侧面在卷绕所述端部部分（8）之前和/或在卷绕所述端部部分（8）期间和/或在卷绕所述端部部分（8）之后进行。

3.根据权利要求1和2二者之一所述的方法，其特征在于，

所述用所述冷却介质（21）不对称冲击所述端部部分（8）的所述侧面以恒定量的冷却剂、可变量的冷却剂或以间歇方式进行。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，

最大曲率半径（R）等于所述卷材直径（D）的一半。

5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，

所述端部部分（8）的所述塑性变形借助于位于所述卷绕机（5）上游的矫直单元（2+18、10、14）支持。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

额外于在所述传动辊单元（2）的上游且能够放置在所述金属带（1）上的压辊（18），所述传动辊单元（2）的底部辊和顶部辊的组合被用作矫直单元（2+18、10、14），或者使用在所述传动辊单元（2）的上游或下游的矫直单元（10、14），其中，所述上游或下游矫直单元（10、14）包括以交替方式放置在所述金属带（1）的一侧和另一侧上的至少三个连续设置的矫直辊（11至13、15至17），在每种情况下所述矫直辊（11至13、15至17）中的至少一个能够放置在所述金属带（1）上。

7.一种用于卷绕尤其是钢带（1）的轧制金属带（1）的卷绕装置，

- 其中，所述卷绕装置具有传动辊单元（2），所述金属带（1）借助于所述传动辊单元（2）被从第一输送方向（x）偏转到第二输送方向（y）；

- 其中，所述卷绕装置具有卷绕机（5），所述金属带（1）在所述第二输送方向（y）上从所述传动辊单元（2）被进给到所述卷绕机（5），并且其中，所述金属带（1）被卷绕以便形成具有卷材直径（D）的卷材（6）；

- 其中，所述卷绕装置具有变形装置，借助于所述变形装置引起所述金属带（1）的端部部分（8）的塑性变形，使得所述端部部分（8）在未受影响状态下以曲率半径（R）弯曲；

- 其中，所述变形装置被构造为冷却装置（19、20），借助于其，在卷绕所述端部部分（8）之前和/或期间，用冷却介质（8）不对称地冲击所述端部部分（8）；

其特征在于，

所述用所述冷却介质（8）冲击所述端部部分（8）在所述端部部分（8）的长度上进行，所述长度大于所述卷材（6）的最外侧卷圈的一半且小于所述卷材（6）的所述最外侧卷圈。

8.根据权利要求7所述的卷绕装置，其特征在于，

在所述端部部分（8）穿过所述冷却装置（19、20）期间所述冷却装置（19、20）被供给恒定量的冷却剂、被供给可变量的冷却剂，或者以间歇方式被供给。

9.根据权利要求7和8两者之一所述的卷绕装置，其特征在于，

最大曲率半径（R）等于所述卷材直径（D）的一半。

10.根据权利要求7至9中的一项所述的卷绕装置，其特征在于，

所述卷绕装置具有矫直单元（2+18、10、14），其布置在所述卷绕机上游，用于支持所述端部部分（8）的所述塑性变形。

11.根据权利要求10所述的卷绕装置，其特征在于，

所述矫直单元（2+18）包括所述传动辊单元（2）的底部辊（3）和顶部辊（4）以及额外地在所述传动辊单元（2）上游的压辊（18），或者其特征在于，所述矫直单元（2+18、10、14）包括在所述传动辊单元（2）上游或下游的矫直单元（10、14），其中，所述上游或下游矫直单元（10、14）包括以交替方式放置在所述金属带（1）的一侧和另一侧上的至少三个连续设置的矫直辊（11至13、15至17），在每种情况下所述矫直辊（11至13、15至17）中的至少一个能够放置在所述金属带（1）上。