CN111278586B - 借助于剪切机分割铸坯或中间轧带的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于借助于剪切机(2)分割铸坯或中间轧带(1)的方法。为了便于通过大大减小厚度改进区段的轧制,根据本发明该方法具有如下步骤:a)将完全凝固的铸坯或中间轧带(1)的一部分沿铸坯或中间轧带(1)的输送方向(F)输送到剪切机(2)之前;b)将剪切机(2)的第一剪切刀具(3)置于铸坯或中间轧带(1)的一个表面(4)上并且将剪切机(2)的第二剪切刀具(5)置于铸坯或中间轧带(1)的另一表面(6)上,并且通过实施两个剪切刀具(3、5)的相对运动进行切割,其中剪切刀具(3)的至少一个位于进给位置;c)通过将镦锻工具或镦锻和压印工具(7、5)压在铸坯或中间轧带(1)的两个表面(4、6)上,在沿输送方向(F)位于剪切机(2)之前的铸坯或中间轧带(1)的端部处进行楔形轮廓的镦锻或具有压花的镦锻,使得铸坯或中间轧带(1)的起始处的厚度(d)相对于铸坯或中间轧带(1)的厚度(D)减小,其中镦锻工具或镦锻和压印工具(5)的一部分由剪切刀具的其中一个构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种借助于剪切机分割铸坯或中间轧带的方法。
背景技术
US 4 175 459 A例如公开了前述类型的方法。JP H08 132107 A、JP S59224209 A和EP 0 940 208 A1公开了类似的方案。
例如在薄板坯连铸机的情况中,对于连续输送的轧件,在轧制工艺之前会将其分成几块,其中每块都分别被轧制成至少一个轧带。
将板坯无问题地拉入轧机机架所必须满足的夹持条件在于,(库仑)摩擦系数必须大于或等于轧机机架的轧辊的厚度减小量与半径之商的方根。在实际运行中,摩擦为取决于许多影响变量的系统特性,从而可能得到完全不同于所计算的夹持角的(特别是更小的)夹持角。影响变量包括工件和工具(工作辊)的表面特性(主要是氧化层)、相对速度、温度以及材料配对。特别是工件的化学分析在材料配对中起着重要的作用。
特别是薄板坯在第一热轧道次中通常会出现厚度大幅度减少的情况,这是满足夹持条件的最关键变量。在不满足夹持条件的情况下,需要采取附加的轧制措施。这将中断所期望的连续生产过程并且需要操作者团队的手动干预。
在此可利用驱动部产生进给,其最终在一定时间之后将增大摩擦从而可使得通过轧辊而夹紧。另一可能性在于,使用另一轧制道次表并且在第一道次中规划更少的减小量。然而,这会导致在某些情况下无法达到原计划的热轧带厚度。
在设备侧预防满足夹持条件中的问题在技术上是复杂且高成本的,因为必须设置更大的工作辊直径,这又需要更高的驱动扭矩,其必须由更强大的传动系(驱动部、变速器和主轴)传递。
为了切断铸坯或中间轧带,经常会使用摆剪,然而其到目前为止仅用于切割板坯。
在现有技术中已知各种解决方案,其通常侧重于通过外部成型来密封铸坯中仍处于熔融状态的型芯,以便可在液态金属不会流出的情况下进行铸坯的切断。对于铸坯头端的成型还已知其他解决方案,其部分地侧重于在成型过程中运动的可移动装置。就此而言可参考上述JP H08 132107 A、参考JP 10180428 A、JP 56105857 A、JP 58074202 A、JP2014 065045 A和JP 2016 083662 A。在US 4 347 724 A中已知一种用于长型产品(棒料、方坯)的成型的方法,而该解决方案仅在一定条件下适用于扁平产品的生产,特别是薄板坯的生产。此外,在此说明的解决方案侧重于具有刀具的设备,其使用相对于彼此设计的配合件(“公件”/“母件”)。基于在此提出的工具的圆形实施方式,在此说明的解决方案不适用于薄板坯的加工。
上述问题可能不利地导致生产中断或使得必须对达不到所需尺寸的热轧带进行轧制。设备侧的解决方案在置办方面成本高且复杂,而且并非总是易于改造。
发明内容
因此,本发明的目的在于,改进开头所述类型的方法,使得通过大大减小厚度有利于改进对区段的轧制。由此可避免上述不利之处。
通过本方法实现该目的的特征在于,本方法包括以下步骤:
a)将完全凝固的铸坯或中间轧带的一部分沿铸坯或中间轧带的输送方向输送到剪切机之前;
b)将剪切机的第一剪切刀具置于铸坯或中间轧带的一个表面上并且将剪切机的第二剪切刀具置于铸坯或中间轧带的另一表面上并且通过实施两个剪切刀具的相对运动进行切割,其中至少一个剪切刀具位于进给位置;
c)通过将镦锻工具或镦锻和压印工具压在铸坯或中间轧带的两个表面上,在沿输送方向位于剪切机之前的铸坯或中间轧带开始处压出楔形轮廓,使得铸坯或中间轧带起始处的厚度相对于铸坯或中间轧带的厚度减小,其中镦锻工具或镦锻和压印工具的一部分由剪切刀具的其中一个构成,
其中,能够独立地启动工具和刀具,由此可打开和关闭镦锻功能或镦锻和压印功能,从而所述剪切机也可仅用于切割。
在此,镦锻工具为了压印而具有合适的凸起,通过该凸起由镦锻工艺变为连续的镦锻和压印工艺。在此,通过压印将铸坯或中间轧带的表面设计为使得摩擦特性为了后续轧制过程而增大。
在此,优选在至少一个剪切刀具还位于根据上述步骤b)的进给位置时进行根据上述步骤c)的楔形轮廓的镦锻或具有压花的镦锻。
在根据上述步骤c)镦锻楔形轮廓时,可将铸坯端部的一部分挤出材料输送到容纳腔中,该容纳腔位于剪切刀具的其中一个中。
根据本发明的有利的改进方案,在根据上述步骤c)镦锻楔形轮廓之后,可在将剪切刀具拉回到其初始位置之前,使位于根据上述步骤b)的进给位置的剪切刀具绕垂直于输送方向的水平轴线摆动。在该情况下优选地规定,摆角在-15°和15°之间。
在根据上述步骤c)镦锻楔形轮廓时,沿垂直于输送方向的水平方向看,可形成具有笔直侧面的轮廓。然而还可行的是,在根据上述步骤c)镦锻楔形轮廓时,沿垂直于输送方向的水平方向看,形成具有凸球状侧面的轮廓。
作为剪切机可使用摆剪。此外还可使用飞剪或鼓剪作为剪切机。
作为剪切机优选使用具有剪切刀具的机械曲柄机构的剪切机。
根据一种改进方案规定,可调节上部工具和/或下部工具以适配于相应存在的铸坯厚度或中间轧带厚度。
此外,也可调节上部工具和/或下部工具以设置基于夹持条件计算的最小镦锻厚度。
一种改进方案规定,由轧机控制系统通过机器控制装置的计算机网络传输测量数据和/或工艺数据和/或从中计算的变量,其中机器控制装置根据这些数据控制切割过程和/或压印或镦锻过程。
在此,所使用的用于切割或镦锻的所有工具的位置适配于铸坯或中间轧带的厚度。
在此,也可考虑使用夹持条件来相应地调节所述工具及其零件的位置。
有利的是,可独立地启动切割工具和压印或镦锻工具。
因此,所提出的剪切机被设计为随着通过镦锻或压印工艺进行的(薄)板坯切割同时使板坯的前端面的厚度逐渐减小,以便有利于后续轧制。
因此,根据本文理念,在所需的板坯切割中,特别是在薄板坯连铸机中,通过所提出的方法程序特别是通过使用摆剪随着铸坯或板坯的切割同时在随着下一次切割产生的(薄)板坯的前端面处通过镦锻工艺引入楔形。该楔形更容易确保(热)轧制中的夹持条件;这将获得更高的生产设备利用率和产量。
所引入的断面形状构造为楔形,即镦锻出楔形轮廓。然而,这不一定以所述轮廓的(从侧面看)笔直侧面为前提。其他几何形状也是可行的,例如楔形轮廓的弓形、多边形或圆弧形侧面。
例如在EP 0 940 208 A1中详细地说明了摆剪,就此而言明确地参考该文件。
因此,根据本发明,在薄板坯设备中已经存在的剪切机扩展了功能,该功能简化了在后续轧制中对夹持条件的满足。由此可实现更高的运行安全性。在特殊情况下,可将热轧机设计得更廉价(更轻质),即工作辊直径可更小,从而所设计的传动系的质量可更轻。
所提出的方法优选地用于厚度范围介于5mm至300mm之间的扁平产品中以及如上所述存在相似问题的相应长型产品中。
在此,可规定一种其中可打开和关闭楔形轮廓的镦锻的设计方案;此外,不仅可适配于当前的铸造厚度而且可适配于在轧机的夹持条件方面所需的最小镦锻厚度。因此,在功能关闭时可如往常一样运行剪切机,或者在功能打开时可遵循所述方法程序。例如,如果基于道次表不需要在板坯处引入楔形锥度,则可选择关闭的运行模式。
优选使用的摆剪可模块化地构造,其中通过为工具设置合适的快速更换装置可实现具有取决于应用场合的不同几何形状的楔形轮廓。
通常将镦锻板的角度选择为使得成型是自锁的。如果情况(在摩擦较小、角度较大或二者都存在时)不再是自锁的(在自锁的极限处或易于松开),则可采取附加措施,即在工件侧使镦锻板粗糙化、设置沟纹、设置尖端或其他适当的措施。对于压模几何形状可设置沿横向或法向弯曲的形状,以便例如适配于摩擦情况或调节塑性的流动特性或剪切特性。
在此,剪切机的上部刀具可适配于镦锻功能(锻造或压印功能),使得通过合适的刀杆结构设计而存在在切割过程之后且在镦锻过程期间铸坯或中间轧带的材料可流入其中的空间。
此外,通过前述摆动,即特别是通过剪切机的摆动运动可确保在剪切和镦锻过程之后在刀具的向后运动中剪式摆在切割件的运动方向上超前,从而避免了由于体积压缩而导致的刀具向后运动的障碍。
根据本发明的一种改进方案规定,通过适当的措施限制最大力以保护剪切机滑床。
对于所述剪式镦锻机,可设置合适的具有适用数据载体的控制装置,该数据载体可包含机器码。该控制装置可借助于工艺规划模型并且通过预计的道次表和其他边界条件自动决定何时打开以及何时关闭所说明的楔形轮廓镦锻功能;通过控制装置还可实施对当前铸造厚度以及在轧机方面所需的最小镦锻厚度的适配。这种类型的控制可基于上游的测量和工艺数据或(从中)计算的变量进行(例如基于测量/凝固模型的温度或材料的化学分析或来自铸造机的测量或工艺模型中的铸坯厚度或来自轧机的过程计算机中的关于最小镦锻厚度的预定参数)。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例。其中:
图1示意性地示出了用于制造板坯或铸坯或中间轧带的生产设备,
图2示意性地示出了作为根据图1的设备的组成部分的剪切机,其中示出了切割过程的开始,
图3示意性地示出了剪切机,其中示出了铸坯、板坯或中间轧带的端部的镦锻过程或组合的镦锻和压印过程,
图4示意性地示出了剪切机,其中示出了侧面卸载的回程,
图5示意性地示出了剪切机,其中示出了打开阶段,并且
图6示意性地示出了剪切机,其中示出了向初始位置的运动。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了连铸机的剪切机2,利用剪切机从铸坯或中间轧带1以板坯或中间轧带区段的形式切断一区段,以便在进一步的工艺进程中对所述区段进行轧制过程。在此,铸坯或中间轧带1沿(水平)输送方向F被输送。
剪切机2具有用以进行切割过程的第一(下部的)剪切刀具3以及第二(上部的)剪切刀具5。在此,剪切机2构造为摆剪;有关细节请参见EP 0 940 208 A1,其对此包含详细信息。
为了进行切割过程,将剪切刀具3定位在铸坯或中间轧带1的下表面4处。剪切刀具5安置在铸坯或中间轧带1的上表面6上。通过两个剪切刀具3、5之间的相对运动实施切割过程。就此而言,该处理方法相应于现有技术。
在根据图1的图示中应提及用于剪切机2的机器控制装置13,其也操控调节机构10、11和12。利用调节机构10可产生剪切工具绕摆轴线a的摆动运动,该摆轴线定向为水平方向并且垂直于图1的绘图平面。利用调节机构11设定刀具的行程并且利用调节机构12使镦锻工具的一部分接合或设定镦锻量。调节机构优选地实施为液压缸。然而也可考虑其他实施方式,例如实施为电动伺服驱动装置或直线导向装置或组合形式。
在图1中还示意性地示出了计算机网络14、上级控制系统15、钢厂控制系统16、连铸控制系统17以及轧机控制系统18。
根据图2至图6的组件示出了剪式镦锻机,利用其使铸坯或中间轧带1的起始处具有楔形,以便于后续轧制。各个附图示出了剪切机2的方法过程的顺序。
在图2中示出了切割过程的开始。上部剪切刀具5和下部剪切刀具3安置在铸坯或中间轧带1的相应表面6或4上。通过向下压上部剪切刀具5实施切割。为此存在有操纵剪切刀具5的曲柄机构9,其中调节机构11确保刀具相对于铸坯或中间轧带的适当定位。
在图3中示出了本发明的重要核心:据此下部剪切刀具3用作镦锻/压印工具的一部分;从上部作用有镦锻/压印工具的呈锻造床鞍形式的另一部分7,使得沿水平方向且垂直于输送方向F来看,即在根据图3的图示的观察方向上,在切断的铸坯或中间轧带1的起始处形成楔形轮廓。
由此,如由图3可见,铸坯或中间轧带1的厚度D减小到了更小的值,即减小到了铸坯或中间轧带1的端部处的厚度d,其中减小的程度可通过调节机构12设定。
在此,在剪切刀具5中构造有容纳腔8(空腔),其适于容纳铸坯或中间轧带1的在镦锻或压印过程中挤出的材料。
由图4可见,在剪切刀具5的回程中可进行绕摆轴a的摆角为α的摆动运动,以实现工具组件的卸载。在此,摆角α为很小的几度,然而这已足以有效地卸载。在此,调节缸10实现组件绕摆角α的摆动。
在图5中示出了打开阶段。根据图6,组件还原到初始位置,以便为下一次切割做好准备。
然后,对这样切断的铸坯或中间轧带1进行轧制。在剪切时的头端具有楔形轮廓从而具有减小的厚度d之后,则存在改善的轧制进料条件,即可更容易地满足夹持条件。
如附图所示,铸坯1的端部具有楔形轮廓,其具有直的侧面(参见根据附图的图示)。然而其在此也可为凸球状或多边形区段,也就是说不一定构造为直线(笔直)。
附图标记:
1 铸坯/中间轧带
2 剪切机
3 第一剪切刀具/镦锻工具或镦锻和压印工具的一部分4铸坯或中间轧带的表面
5 第二剪切刀具
6 铸坯或中间轧带的表面
7 压印或镦锻工具的一部分(锻造床鞍)
8 容纳腔
9 曲柄机构
10 调节机构
11 调节机构
12 调节机构
13 机器控制装置
14 计算机网络
15 上级控制系统
16 钢厂控制系统
17 连铸控制系统
18 轧机控制系统
F 输送方向
d 铸坯或中间轧带的端部的厚度
D 铸坯或中间轧带的厚度
a 摆轴线
α 摆角
Claims (13)
1.一种用于借助于剪切机(2)分割铸坯或中间轧带(1)的方法,所述方法具有如下步骤:
a)将完全凝固的铸坯或中间轧带(1)的一部分沿所述铸坯或中间轧带(1)的输送方向(F)输送到所述剪切机(2)之前;
b)将所述剪切机(2)的第一剪切刀具(3)置于所述铸坯或中间轧带(1)的一表面(4)上并且将所述剪切机(2)的第二剪切刀具(5)置于所述铸坯或中间轧带(1)的另一表面(6)上并且通过实施两个剪切刀具的相对运动进行切割,其中第一剪切刀具(3)位于进给位置;
c)通过将镦锻工具或镦锻和压印工具压紧在所述铸坯或中间轧带(1)的两个表面(4、6)上,在沿输送方向(F)位于所述剪切机(2)之前的铸坯或中间轧带(1)的端部处进行楔形轮廓的镦锻或具有压花的镦锻,使得所述铸坯或中间轧带(1)的起始处的厚度(d)相对于所述铸坯或中间轧带(1)的厚度(D)减小,其中所述镦锻工具或镦锻和压印工具的一部分由第二剪切刀具构成,
其中,能够独立地启动工具和刀具,由此可打开和关闭镦锻功能或镦锻和压印功能,从而所述剪切机也可仅用于切割。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述第一剪切刀具(3)还位于根据权利要求1的步骤b)的进给位置时,根据权利要求1的步骤c)进行所述楔形轮廓的镦锻或具有压花的镦锻。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在根据权利要求1的步骤c)进行所述楔形轮廓的镦锻或具有压花的镦锻时,将所述铸坯或中间轧带(1)端部的至少一部分挤出材料输送到容纳腔(8)中,该容纳腔位于所述第二剪切刀具(5)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在根据权利要求1的步骤c)进行所述楔形轮廓的镦锻或具有压花的镦锻之后,在将所述第一剪切刀具(3)拉回到其初始位置之前,使位于根据权利要求1的步骤b)的进给位置中的所述第一剪切刀具(3)绕垂直于所述输送方向(F)的水平轴线(a)摆动。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,摆角α在-15°和15°之间。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在根据权利要求1的步骤c)进行所述楔形轮廓的镦锻或具有压花的镦锻时,沿垂直于所述输送方向(F)的水平方向看,形成具有笔直侧面的轮廓。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在根据权利要求1的步骤c)进行所述楔形轮廓的镦锻或具有压花的镦锻时,沿垂直于所述输送方向(F)的水平方向看,形成具有凸球状侧面的轮廓。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,使用摆剪作为剪切机(2)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,使用飞剪或鼓剪作为剪切机(2)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,作为剪切机(2)使用具有剪切刀具的机械曲柄机构的剪切机。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,能够调节上部工具和/或下部工具以适配于相应存在的铸坯厚度或中间轧带厚度。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,能够调节上部工具和/或下部工具以设置基于夹持条件计算的最小镦锻厚度。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,由轧机控制系统(18)通过机器控制装置(13)的计算机网络(14)传输测量数据和/或工艺数据和/或由此计算出的变量,其中所述机器控制装置(13)根据这些数据控制所述切割过程和/或镦锻过程或镦锻和压印过程。
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