CN1094080C - 去除金属工件浮渣脊纹的装置 - Google Patents

Abstract

一个能清除在火焰切割过程或类似操作中在一个金属工件下表面之上形成的浮渣脊纹的装置，这个装置包括一个拥有支撑梁以及一个沿其四角纵向延伸的切削刃。梁的位置横跨于金属工件通道下方，并可在中立位置和倾斜位置之间旋转切换。每一个切削刃包括多个可分别绕枢轴转动的切割刀片，这样，由切割刀片组成的切削刃就可以密切跟踪工件的一个非直线性表面轮廓。

Description

去除金属工件浮渣脊纹的装置

技术领域

本发明涉及的是一种能够去除金属工件上的浮渣脊纹的装置，这些金属工件是诸如板坯、钢锭、坯段之类的部件。

背景技术

例如，在用连续铸造法铸钢的过程中，从连铸机形成的铸件的连续铸造长度被切割成所需的长度来形成单独的金属工件，我们通常称之为板坯，钢锭或坯段。这些金属工件然后会经过继续加工，通常是轧制过程，最后制成钢产品。

上述的切割工艺通常是使用火焰切割手段实现的。在这种加工过程中，通常在工件被加热到氧气的燃点温度时，用一股高纯度氧气对工件进行喷射。随之，在铁和氧之间发生的放热反应过程中，工件被喷射部位会产生一些含有氧化铁、金属铁和其他的合金成分的轧屑或废屑。这种轧屑或废屑处于熔化状态，并在切割过程中流出，其中一部分会在切割端较低边缘部位留下一道脊纹。经冷却后，这道脊纹就会固化并附着在工件表面靠近切割端的底面上，这样就形成了通常所称的“浮渣脊纹”。

在工件上的浮渣脊纹的形成会给以后的加工过程带来许多问题。例如，在再燃炉中，浮渣脊纹会掉落，这就必须把它从炉中清除出来，这样就增加了工作量。同样，在再熔过程中，如浮渣脊纹继续粘附在工件上，则在随后工件的轧制过程中它就被叠压在钢坯中，这就造成了劣质产品。

至今为止，在火焰切割工艺中造成的浮渣脊纹是通过反转工件用火焰清理炬的方法除去的。但是，为此所需的对工件的额外操作要求更多的设备和工作量。人们通常为此使用机械化清理装置或凿子，但同样要耗费大量劳力。

美国专利号4,859,126公布了一种能在工件被切割后即可有效地去除浮渣脊纹的装置，它包括一个外表面基本上为平面的浮渣清除梁，其相对的两侧均有一道切削刃。这个切割刀片的位置在工件通道的正下方并横越通道，切割刀片可以在刀片在工件通过线的下方的中立位置和其切削刃与工件带有浮渣脊纹的较低表面相接的与中立位置相对的倾斜位置之间旋转地切换，这样，就可以使每个切削刃宜于相接，而去掉工件上的“毛剌”。

上述所引的专利中公开的浮渣清除梁主要应用于对在最广泛使用的钢固化过程，即连续铸造法中产生的长方形钢板进行除屑。连续铸造法中不可避免的一个事实是浮渣脊纹粘着的钢板的较大的表面上可能有突起现象，这样钢板表面从外形看就会呈凸凹不平状，突起部位的数量会因钢板大小的不同以及其他因素而不同，并且有时会很严重地阻碍清除梁的切削刃和钢板表面的连续接触。除了这些突起外，钢板上还有可能出现一些由机械或热影响所引起的表面变形，这同样会影响清除梁的切削刃与钢板表面的连续基本接触。这些条件会严重影响到浮渣清除梁的工作状况，从而降低其整体可靠性能。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一个上述类型的浮渣清除梁，使之能有效地克服上述装置中的明显局限性。

更具体地说，本发明的目的是提供一个浮渣清除梁，使之能有效地沿钢板凸凹表面清除浮渣脊纹。

本发明的上述及其它目的和优点是通过提供一种能清除在火焰切割操作中沿一个工件边缘形成的浮渣脊纹的装置，它包括一个限定了一外部表面和至少一个纵向延伸的侧边的细长支撑梁和一个沿所述侧边基本上连续延伸的切削刃，该装置还包括安装支撑梁用以使支撑梁能以一固定纵向轴为枢轴转动的机构；及所述基本上连续的切削刃包括多个切割刀片和能够沿所述一个侧边将所述切割刀片枢轴安装到所述支撑梁上的机构，其中切割刀片纵向地排列以限定一个基本连续的切削刃。这样，当使用的时候，这些切割刀片就能够自由地沿轴旋转以密切地遵循工件的轮廓，并且浮渣脊纹的全部长度可以被切削刃接触并被清除。

在一最佳实施例中，支撑梁包括一个界定纵向轴的主轴以及一对与主轴相对两面分别相接的纵向延伸的边板组成。这两个边板一起界定相对的上下表面和相对的侧表面，切割刀片通过枢轴旋转轴被安装在边板上，而枢轴旋转轴则装在相关的边板上，这样就可以从这里垂直地延伸。

每一个切割刀片最好包括一个切割刀片固定件和一个轴瓦刀片。切割刀片固定件可旋转、可拆除地安装在一相关的枢轴旋转轴上，轴瓦刀片可拆地连接在所述切割刀片固定件上。轴瓦刀片有一个相对锋利的刀刃，形成了所述连续切削刃长度的一部分，这样的安排可以方便地取下和替换切削刃而不需把整个支撑梁在安装部位上拆除下来。

最好还应使切削刃沿着支撑梁的四个角落的每一角落纵向延伸。这样，支撑梁就拥有两组切割刀片，从而可以在一组切割刀片被使用时把另一组切割刀片反向地固定，这实际上就使切割刀片在停止使用支撑梁和替换刀刃之前的使用寿命延长了一倍。

附图说明

以上说明了本发明的部分目的和优点，其他目的和优点将在下面结合附图进行描述，其中：

图1是本发明的一个连续金属铸造机和浮渣清除装置的透视图；

图2是一个对图1中的浮渣清除梁的透视图，它的一部分被截去；

图3是一个沿图2中3-3方向的浮渣清除梁的放大剖视图；

图4是一个沿图2中4-4方向的切割刀片固定件和梁的轴瓦刀片的主体分解图；

图5是一个带有本发明的浮渣清除梁的工件传送线的片段侧视图；

图6是一个沿钢板前进方向看形成的片段视图，表示了梁切割刀片遵循一个非线性钢板轮廓的运行方式。

具体实施方式

参照图示，图1表示的是通常所用的钢铸造机器10，它被用来形成两个平行的连铸12，12′。在每条输出线的下游端装有几个氧切割炬13，用来把铸件切成单独的钢板、钢锭或坯段，即此处所指的工件14。在图5中可明显看出，每一个工件14均有一个上表面15，下表面16，一个前端18和一个后端19′。同样，工件包括分别因火焰切割操作而形成在邻接前端18和后端19′的下表面上的浮渣脊纹21，22′。

本发明包括一系列驱动传输轧辊24形式的传输机构，它们可以使每一个工件沿水平通道向前传动运行，其前进方向使两端18，19′和浮渣脊纹21，22′与运行通道垂直。但是，这个方向并不是完全垂直的，因为切割炬13可以从这一角度切割工件，或者工件可以在轧辊24上移动。此外，传输轧辊24可以选择性地使每个工件沿着水平通道朝相反的方向运动，其运动方式见下面的描述。

本发明的装置还包括一个浮渣除屑支撑梁25，它横越每个工件24的通道被安装通道的下方。支撑梁25包括一个限定了纵向轴的主轴27和一对纵向延伸的边板28，29，它们在主轴27的相对两面分别与主轴27相连。如果从横截面角度看的话，边板28，29就组成了一个大致为长方形盒子样的结构，它们限定了相对的上下两个表面31和32以及相对的两个侧面33和34。顶部的一个封板36在边板28，29上面两端延伸，与上端表面31形成平面，一个相似的底部封板38在边板28，29的两端之间延伸并与下表面32形成平面。

上述的方案中，支撑梁25之上沿着它的四个角安装了一排切割刀片40，分布于其上。更具体地说，一组切割刀片40被安装在边板28的上表面31和侧表面33交合处附近的第一条纵向线41的沿线部位，沿边板28的下表面32和侧表面33交合处附近的第二条纵向线42上也安装了一组刀片，另一个边板29上相应的第三和第四线43，44的沿线部位上安装有切割刀片40。这样，沿第一和第三线41，43的切割刀片40就限定了能够以下述方式被交替使用清除浮渣的第一对切削刃，沿第二和第四线42，44的切割刀片40就限定了能被交替使用的第二对切削刃。

将切割刀片40以枢轴连接方式安装至边板28，29上的结构包括数个枢轴旋转轴46。如图3所示，每一个轴丙46都包括两个同轴段48，49，它们具有不同的直径，这样就在它们之间限定了一个径向轴肩。小直径枢轴旋转轴段48装嵌在边板28上的一个钻孔里，用一个衬垫51和一个螺栓52可拆地定位。从边板28的外侧表面33垂直地延伸的大直径轴段49上安装有一个同轴的衬圈54，衬圈54支撑着一个切割刀片固定件56，使之能自由地绕枢轴旋转轴46旋转。固定件56被衬垫57和一对螺栓58可拆地固定在外圈54之上。

每一个切割刀片固定件包括一个切口，上面由几个内六角螺钉61和螺帽62可拆地固定安装有一个轴瓦刀片60，见图4。每一个轴瓦刀片沿固定件56的上侧纵向延伸，并包含一个切削刃63。同样，切割刀片40沿纵轴方向彼此紧挨着固定，这样轴瓦刀片60的切割刀刃63就沿着梁25四个角的每一个的整个纵向长度形成基本上连续的切削刃。更具体地，沿线41的切割刀片40的轴瓦刀片60限定了一个连续的切削刃64，沿线42的切割刀片40的轴瓦刀片60限定了一个连续的切削刃65，沿线43的切割刀片40的轴瓦刀片60限定了一个连续切削刃66，沿线44的切割刀片40的轴瓦刀片60限定了一个连续切削刃67。

本发明提供了数个轴承块70，用于安装主轴27，由此安装绕其纵轴旋转的支撑梁25，这样，支撑梁就宜于被紧邻着安装在一个由传输系统24支持的金属工件14的通道上，纵轴横穿过工件通道，如图1所示。

一个带有常用的位置分析器的水力驱动发动机72可以选择性地使支撑梁25绕它的纵轴旋转，这样，切削刃64-67的每一个都可以与相邻的一个沿着通道传输的工件14的下表面16接触，这样每一个切削刃都可以与形成在邻近工作面上的浮渣脊纹21，22相接触并清除它们。如图5所示，可用一双夹送辊74来支撑与梁25相关的工件，这就可以避免因浮渣脊纹与梁的一个切削刃相撞时造成工件的抬升。

有关本发明中清涂浮渣脊纹装置的操作方法可进一步见于上述所引的美国专利号4,859,126文件中。这项操作的公布被本文在此处专门引用。简单地总结一下，工件14被传送轧辊14向前传动，当工件的前端18通过梁25时，梁倾斜以使在工件后端与浮渣脊纹22相对的切削刃64的倾斜度可以与工件的下表面16接触。当工件继续前进时，切削刃64与之相接并把尾端的浮渣脊纹22除去。然后，工件被倒转，梁25回到其中立位置。然后梁向相对方向倾斜，这样的切削刃66与工件的底部表面相接，且工件朝相反方向的继续运动使得切削刃66将浮渣脊纹21清除掉，见图5。这时，工件的前进又被停止并倒转，这样，它又向前方运动，梁倾斜向中立位置并等待下一个工件。

当工件14的横截面轮廓呈凸凹曲线时(见图6)，各个切割刀片40分别绕各自的枢轴旋转轴46的轴心旋转，这样就可以紧密地遵循工件下表面的曲线轮廓。这样基本上全部浮渣脊纹就可以被有效地清除。

在正常操作中，只有上面两组切割刀片，即沿线41，43分布的切割刀片才被使用。但是，当上面的切割刀片需要修理或替换时，可以用驱动发动机72将整个梁25旋转180°，这样另一对切削刃，即沿线42，44分布的切削刃可以被使用。这样，修理或替换操作可以被推迟，直至第二对切削刃也需进行修理和替换。因此梁25可以有较长时间的使用寿命，连续铸造生产线的停工时间可以被最小化。

在上述图示与说明中，阐述了本发明的一种最佳实施例方案，其中尽管使用了专业词汇，但它们只是为说明方便起见，并非要起任何限制作用。

Claims (9)

1、一种能清除在火焰切割操作中沿一个工件边缘形成的浮渣脊纹的装置，它包括一个限定了一外部表面和至少一个纵向延伸的侧边的细长支撑梁和一个沿所述侧边基本上连续延伸的切削刃，其特征在于，

该装置还包括安装支撑梁用以使支撑梁能以一固定纵向轴为枢轴转动的机构；及

所述基本上连续的切削刃包括多个切割刀片和能够沿所述一个侧边将所述切割刀片枢轴安装到所述支撑梁上的机构，其中切割刀片纵向地排列以限定一个基本连续的切削刃。

2、如权利要求1中所述的装置，其特征在于，它还包括用于有选择地使支撑梁绕所述纵向轴为枢轴旋转的驱动机构。

3、如权利要求2中所述的装置，其特征在于，其中所述外部表面大致为平面，所述支撑梁包括至少两个平行的侧边，它们沿各自所对应的所述外部表面的一边延伸。

4、如权利要求3中所述的装置，其特征在于，其中所述切割刀片沿所述两个侧边中的每一个侧边以枢轴方式安装于其上，且沿着每一侧边设置的切割刀片纵向排列以限定一个基本连续的切削刃。

5、如权利要求4中所述的装置，其特征在于，其中所述安装机构包括沿所述两个侧边中的每一个侧边，纵向间隔开并且可拆卸地安装到所述支撑梁上的数个枢轴旋转轴。

6、如权利要求5中所述的装置，其特征在于，其中所述切割刀片中的每一个都包括一个切割刀片固定件，该固定件可旋转、可拆除地安装在相关的枢轴旋转轴上，并有一轴瓦刀片与所述切割刀片固定件可拆连接，所述轴瓦刀片有一个相对锋利的形成了与之相关的连续切削刃的长度的一部分的角落。

7、一种能清除在火焰切割操作中沿一个工件边缘形成的浮渣脊纹的装置，其包括一个细长的支撑梁，支撑梁由一个限定了一个纵向轴的主轴、一个平行纵轴延伸的上表面和沿上表面每一个侧边延伸的基本连续的切削刃组成，其特征在于，

该装置还包括安装支撑梁用以使支撑梁能以一固定纵向轴为枢轴转动的机构；及

每一个基本连续的切削刃包括多个切割刀片和将所述切割刀片沿每一个所述侧边安装到所述支撑梁上的机构，其中沿每一侧边的切割刀片纵向排列以限定出基本连续的切削刃。

8、如权利要求7中所述的装置，其特征在于，其中支撑梁还包括一个与所述上表面相对的下表面，和沿所述下表面的每一个侧边延伸的基本连续的切削刃；及

其中每一个基本连续的切削刃都包括：多个切割刀片，和能够将所述切割刀片以枢轴方式沿下表面的每一个所述侧边安装于所述支撑梁之上的机构，其中沿下表面每一侧边的切割刀片纵向地排列以限定基本连续的切削刃。

9、一种能清除在火焰切割操作中沿一个金属工件边缘产生的浮渣脊纹的装置，其特征在于，该装置包括：

一个细长的支撑梁，所述支撑梁限定了纵向轴和纵向延伸的基本连续的切削刃，

所述支撑梁在横截面上的轮廓大致呈长方形，从而限定出四个纵向延伸的角，所述支撑梁包括沿着支撑梁四个角中的每一个纵向延伸且基本连续的切削刃，所述每一个基本连续的切削刃都包括多个切割刀片和将所述切割刀片纵向枢轴安装到所述支撑梁上的机构；以及

安装所述支撑梁并能使支撑梁以所述纵向轴为枢轴转动至少180°的机构，由此支撑梁直接安装到由一个传送机构系统支持金属工件的运行通道的下方，其纵轴横跨金属工件通道，任一切削刃均可与沿运行通道运行的一个工件的邻近表面相接触，这就可以使任一切削刃与邻近工件上的浮渣脊纹接触并清除该浮渣脊纹。

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