CN1106896C - 生产可卷绕成带卷的金属带的方法和实施此方法的卧式带材浇铸机 - Google Patents
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Abstract
生产可卷绕成带卷(21)的金属带(4)的卧式带材浇铸机(1)有一个离配属于熔炉(2)的硬模(3)有一定距离带多个排出辊(7)的固定的排出装置(6)、有一个可沿被排出装置(6)从硬模(3)拉出的金属带(4)的纵向移动的带材切断装置(10)、以及有一个同样可沿此纵向移动的带卷取辊(19)的卷取装置(16)。至少一个排出辊(7)和一个卷取辊(19)同步驱动，以及它们的驱动借助于一可存储程序的控制器(9)互相耦合。在排出装置(6)与卷取装置(16)之间设带材切断装置(10)，它同样与可存储程序的控制器(9)连接，并只有在金属带(4)应切断时才借助金属带(4)运动。
Description
本发明一方面涉及在卧式带材浇铸机中生产可卷绕成带卷的金属带的方法，以及另一方面涉及实施此方法的卧式带材浇铸机。
传统的用于生产一种可卷绕成带卷的金属带的卧式带材浇铸机，首先包括一台熔炉(保温炉或热炉顶)，在其出口通过法兰连接一被冷却的硬模，硬模确定金属带的截面。
与硬模相隔一定距离处设一具有多个排出辊的排出装置。金属带在多个水平延伸的排出辊之间沿水平方向通过排出装置输送。在这些排出辊中至少有一个排出辊被驱动。但通常驱动多个排出辊。
需要时可在硬模与排出装置之间再组合一铣切装置，用于金属带的表面加工。
金属带被排出装置进一步在水平面内一直输送到卷取装置。卷取装置设有多个卷取辊，它们弯曲金属带，所以当金属带离开卷取装置后成为带卷。带卷安装在卷取装置内设在卷取辊上方水平延伸的支承辊上。
卷取装置本身辊式支承并可通过金属带相对于固定的机架移动。
在排出装置与卷取装置之间通常在排出装置附近有一带材切断装置，它辊式支承地可沿金属带纵向移动和当带卷达到其规定的直径时切断金属带。
排出辊、带材切断装置和卷取辊的驱动通过一可存储程序的控制器互相耦合。
可卷绕成带卷的金属带的生产在一个由正行程约15mm和反行程约5mm的皮尔格后退式循环中进行，在各行程之间总是插入约2秒钟的间歇。在这里，金属带的相对加速度约为4.5cm/s2。因为在带卷上的金属带整个生产过程中卷取装置与放在它上面并且直径不断增长的带卷相连接，所以排出装置估计受高达约25t的质量加速度力(卷取装置有约4t至6t，直径不断增长的带卷有约4t至16t以及在切断带材的情况下还有带材切断装置约2t)。此外在考虑带材拉出力约2.5t的情况下，则在循环行程中估计加速和减速时有250KN惯性力。
卷取装置从排出装置起沿金属带在两个位置之间移动。一个终端开关接通卷取辊驱动装置并使卷取装置沿金属带回移到起始位置。若到达起始位置，则操纵另一个终端开关和重新关闭卷取辊驱动装置。卷取装置的移动距离约为500mm。因此按这种移动方式，上述那些质量在一分钟内间歇性来回加速和减速达30次。随着带卷直径越来越大并因而重量不断增加，反作用力也越来越大并因而在卷取辊的轴承上以及其他支承上作用了很大的负荷，由于这一原因它们必须不断保养和经常更换。除此之外改变了预定的排出参数，所以不可能实现循环的可再现性。采用这种具有每分钟高循环数的移动方式是绝不可能的。
本发明从先有技术出发要达到的目的是，创造一种生产可卷绕成带卷的金属带的方法以及一种用于实施此方法的卧式带材浇铸机，它们避免高的质量加速度力以及使每一个循环都是可再现的。
为了实现上述目的，根据本发明提供一种在卧式带材浇铸机中生产可卷绕成带卷的金属带的方法，按此方法，金属带在由正行程和与之相比长度较短的反行程组成的皮尔格后退式循环中，借助于一个具有排出辊的排出装置，从配属于熔炉的硬模拉出并经由带材切断装置输入可沿金属带纵向移动的卷取装置，在卷取装置中，金属带辊式支承地卷绕成带卷，在这种情况下卷取装置的至少一个卷取辊和排出装置的至少一个排出辊在金属带正行程和反行程的循环中同步驱动。
为了实现上述目的，根据本发明还提供一种用于实施上述方法的卧式带材浇铸机，它按串联式布局有一个离配属于熔炉的硬模有一定距离带多个排出辊的固定的排出装置、有一个可沿被排出装置从硬模拉出的金属带的纵向移动的带材切断装置、以及有一个同样可沿此纵向移动的带卷取辊的卷取装置，其中，至少一个排出辊和一个卷取辊同步驱动，以及，排出辊和卷取辊的驱动或带材切断装置借助于一可存储程序的控制器互相耦合。
本发明的关键点在于，卷取装置的至少一个卷取辊和排出装置的至少一个排出辊在金属带正行程和反行程的循环中同步驱动，这意味着排出装置和卷取装置配备有同步化的驱动装置。当带材切断装置工作时，则带材切断装置也包括在内。以此方式，使由正行程和与之相比长度较短的反行程组成的皮尔格后退式循环只还在这种金属带中实行，即在循环结束阶段不可避免的小量冲击在带卷的环段内补偿，此环段是在卷取装置最后一些卷取辊与带卷之间构成的。因此卷取装置与排出装置同步卷绕，并在原则上不再需要移动。它规定只有一小量的移动距离约50mm，这是考虑用于卷取装置的位置修正。但卷取装置在约50mm的距离上的这一移动在大约10小时的时间内进行，所以这种相对运动是微不足道的。
原则上在本发明的范围内只要考虑约2.5t的带材拉出力以及在切断金属带的时刻还有短时作用的约2t的带材切断装置重量。这意味着产生的最大重量仅4.5t，在金属带切断前和切断后的期间为恒定值2t。因此在卷取装置上的带卷重量无关紧要。但在本发明的范围内重要的是，现在采用按本发明的方法，由于在加速和减速时没有质量冲击因而保护了所有的支承，所以显著延长了寿命。带卷重量仅受卷取装置及其机架承载能力的限制。
这种同步工作方式可借助于任何一种驱动装置实现。可设想是单纯电的(伺服-三相驱动装置)，但也可设想是伺服液压的或纯机械的驱动装置。
按本发明基本思想的进一步发展，排出装置每一个被驱动的排出辊和卷取装置每一个被驱动的卷取辊的驱动均借助一可存储程序的控制器互相耦合。在有多个被驱动的排出辊和卷取辊时，当然所有排出辊和所有卷取辊处于一个驱动装置的影响下，这一驱动装置再借助于可存储程序的控制器与另一个驱动装置同步化。
当然，带材切断装置及剪切机构的纵向移动也处于可存储程序的控制器影响下，以便在规定的时刻切断金属带，接着从卷取装置上取下已卷绕完成的带卷并能卷绕一个新的带卷。
最后，根据本发明，可存储程序的控制器可按有利的方式在发生偏离同步的运动过程的情况下允许有关的各装置通过校正系数在循环中加入一正的或负的增量，由此使它们保持在中间位置或在规定的时间内逐步返回。采取了这一措施，从一个带卷开始卷绕到结束卷绕，始终明确地保证各循环的可再现性。
据此，这样一种卧式带材浇铸机按串联式布局有一个离配属于熔炉(保温炉或热顶炉)的硬模有一定距离带多个排出辊的固定的排出装置。排出辊最好成对地上下放置，在它们中间夹紧金属带。卧式带材浇铸机还包括一个可沿被排出装置从硬模拉出的金属带的纵向与排出装置同步移动的切断装置。当一个带卷达到了规定的直径或规定的重量时，切断装置投入使用。于是它在切断过程的时间内以金属带的速度运动。最后，此卧式带材浇铸机有一个同样可沿金属带的纵向移动并带多个卷取辊的卷取装置。这些通过其驱动装置与排出辊同步化的卷取辊按这样的方式布置在金属带的上方和下方，即它们夹紧金属带、使金属带继续移动并最终将金属带弯曲成能顺利地卷绕成带卷。此卷取装置不再通过金属带移动。由于金属带仅通过排出装置传送，所以金属带的送进力转化为带卷的旋转运动。带卷放在卷取装置中的支承辊上。在约15mm的正行程中送进力使带卷旋转运动并因而结束了其直线运动。反行程由于最小距离约5mm所以在最后一对卷取辊与带卷之间形成的环段中补偿。
卷取辊的驱动装置与排出辊的驱动装置并包括与带材切断装置的耦合避免了负的惯性力，所以肯定能达到每分钟40个以上的循环，与此同时无需使用比实际需要的更大的驱动装置。
下面借助于在附图中表示的实施例进一步说明本发明。其中：
图1卧式带材浇铸机垂直纵剖面示意图；以及
图2卧式带材浇铸机的卷取装置垂直纵剖面同样是示意的放大图。
图1表示的卧式带材浇铸机1首先包括一保温炉2，被冷却的硬模3通过法兰连接在保温炉上。
由硬模3排出金属带4，在此实施例中是矩形扁平横截面的铜合金金属带。金属带4然后按箭头PF通过支承辊5在水平面内导往带有多个互相成对配置的排出辊7的固定的排出装置6。排出辊7均被驱动，其中未进一步表示的驱动装置通过控制导线8与可存储程序的控制器9连接。
排出辊7按一个规定的循环一次沿一个方向和一次沿另一个方向旋转，因此按皮尔格后退方式各造成一次正行程和一次反行程。采用这种循环，金属带4在硬模3内获得所期望的质量。
在此实施例中，每个正行程为15mm，每个反行程为5mm。在两个行程之间规定间歇2秒钟。带拉出力约为2.5t。金属带4通过排出辊7的相对加速度为4.5cm/s2。
沿金属带4的运动方向，在排出装置6后面设一带剪刀13的带材切断装置10。在实施切断过程的情况下，借助金属带4可按双向箭头PF1在一固定的辊床12内的辊11上运动的剪刀13的重量约为2t。
没有进一步表示的剪刀驱动装置也通过控制线14与可存储程序的控制器9连接。
在带材切断装置10后面金属带4的水平面内继续传送，并在越过另一个支承辊15后输入卷取装置16，由图2可详细看到此卷取装置。
卷取装置16按双向箭头PF2可借助于辊17在固定的机架18上来回移动约50mm的距离X。在卷取装置16内有多个成对地彼此配合的卷取辊19。卷取辊19用于没有进一步表示的驱动装置的作用之下，此驱动装置通过控制线20同样与可存储程序的控制器9连接。借助于此控制器9，排出装置6与卷取装置16的驱动同步化，使卷取辊19有与排出辊7完全相同的转速。
在正行程长度超过15mm时卷取辊19还继续使金属带4在卷取装置16内运动，并与此同时使之变形为当它离开卷取装置16时卷绕成一带卷21，此带卷放在同样装在卷取装置16内的支承辊22上。在出口端的卷取辊19与带卷21之间金属带4的环段23用于补偿5mm的反行程。为此有约50mm的补偿距离X就足够了。卷取装置16的位置修正在约10小时的时间内进行，这意味着有0.001388mm/s的相对运动。
用箭头PF3表示金属带4成为带卷21的卷绕方向。
Claims (4)
1.在卧式带材浇铸机(1)中生产可卷绕成带卷(21)的金属带(4)的方法，按此方法，金属带(4)在由正行程和与之相比长度较短的反行程组成的皮尔格后退式循环中，借助于一个具有排出辊(7)的排出装置(6)，从配属于熔炉(2)的硬模(3)拉出并经由带材切断装置(10)输入可沿金属带(4)纵向移动的卷取装置(16)，在卷取装置中，金属带(4)辊式支承地卷绕成带卷(21)，在这种情况下卷取装置(16)的至少一个卷取辊(19)和排出装置(6)的至少一个排出辊(7)在金属带(4)正行程和反行程的循环中同步驱动。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，排出装置(6)每个被驱动排出辊(7)的驱动与卷取装置(16)每个被驱动卷取辊(19)的驱动借助于一个可存储程序的控制器(9)互相耦合。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，在偏离同步的运动过程时，各装置(6、16)通过校正系数在循环中加入一正或负的增量，由此保持在中间位置或在一规定的时间内逐步返回。
4.实施按照权利要求1至3之一所述方法的卧式带材浇铸机，它按串联式布局有一个离配属于熔炉(2)的硬模(3)有一定距离带多个排出辊(7)的固定的排出装置(6)、有一个可沿被排出装置(6)从硬模(3)拉出的金属带(4)的纵向移动的带材切断装置(10)、以及有一个同样可沿此纵向移动的带卷取辊(19)的卷取装置(16)，其中，至少一个排出辊(7)和一个卷取辊(19)同步驱动，以及，排出辊和卷取辊(7、19)的驱动或带材切断装置(10)借助于一可存储程序的控制器(9)互相耦合。
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