CN1229700A - 板坯连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种板坯连接装置,包括:用来夹住前板坯的后端的出口侧夹紧机构;用来夹住后板坯的前端的进口侧夹紧机构;设在出口侧夹紧机构与进口侧夹紧机构之间的加热器;板坯的抗弯板,所述的抗弯板设在进口侧夹紧机构的旁边,在板坯的上下方;分别设在上下抗弯板中的上梳齿部分和下梳齿部分;设在各上下梳齿部分与板坯相对的表面处的一个热阻绝热体;和设在各上下梳齿部分与板坯相对的表面附近的一个槽部分。

Description

板坯连接装置
本发明涉及用在连续轧制设备中把粗轧的板坯连接起来的板坯连接装置。
在连续轧制设备中，为了把粗轧材料(下面称为板坯)连接起来以便对它们进行连续地精轧，必须把前板坯的后端与后板坯的前端连接起来使加工效率提高。普通的板坯连接装置按下面的方式把前板坯与后板坯连接起来：把前板坯的后端与后板坯的前端夹在一起，用从感应线圈发出的交变的磁通量产生的涡流加热上述端部，在加热状态下把上述端部相互压在一起。这种板坯连接装置例如在日本未审查的专利申请公开No.1005/95中公开了。
图7是普通的板坯连接装置的顶视图。图8是沿图7的线Ⅷ-Ⅷ剖切的剖面图。图9(a)和9(b)是从普通板坯连接装置中的感应线圈施加的交变的磁通量与该磁通量产生的涡流的示意图。
采用如图7、8所示的普通的板坯连接装置，轧辊(未示出)使前板坯S1及后板坯S2沿图7中箭头A的方向移动，其中前板坯S1的后端与后板坯S2的前端放置成相互接近。
后板坯S2可夹在一个进口侧框架(未示出)的上夹具101和下夹具102之间。而前板坯S1可夹在出口侧框架(未示出)的上夹具103和下夹具104之间。进口侧框架的夹具101、102可由压力缸(未示出)使它们沿传送方向运动，因此可把夹住的后板坯S2的前端压对着前板坯S1的后端。
进口侧框架的夹具101、102设有一对抗弯板105、106，沿水平方向朝出口侧延伸。抗弯板105、106分别有上梳齿部分107和下梳齿部分108。加热器109设成包着抗弯板105、106。加热器109包括感应线圈112、113，设成绕在上下C形铁芯110、111上。
借助轧辊的作用，前板坯S1及后板坯2被连续地传送，前板坯S1的后端和后板坯S2的前端到达加热器109的中部，上述端部相互接近。这时，致动一液压缸(未示出)由上下夹具101、102夹住后板坯S2，及由上下夹具103、104夹住前板坯S1。在这样的情形下，板坯S1、S2被上下抗弯板105、106夹在一起夹在夹具101、102及夹具103、104之间。因此，纠正了在板坯S1、S2之间的水平差，防止它们可能的弯折。
在该状态，在上下C形铁芯110和111之间产生磁通量φ，在前板坯S1的后端和后板坯S2的前端产生涡流E1，因此把这两端部加热到它们可连接在一起的温度。这时，在上梳齿部分107和下梳齿部分108产生涡流E2。但是，各这些涡流E2必定成为平面中的环形。由于其宽度较窄，邻近的涡流E2的环流相互干扰，相互抵消。结果，电流密度减小，产生的焦耳热变小。
使用上述的普通板坯连接装置，上下抗弯板105、106把前板坯S1和后板坯S2夹在一起像三明治那样。在该状态(如图7、8所示)，在上下C形铁芯110、111之间产生磁通量中产生涡流E1。在上下梳齿部分107、108中也产生涡流E2。在这些作用下，板坯S1和S2连接起来。
在这一情形下，在各板坯S1、S2的宽度的中间部分，磁通量φ穿过上下梳齿部分107、108及板坯S1、S2产生涡流E2，如图8及9(a)所示。因此在该处加热板坯S1、S2。另一方面，在各板坯S1、S2的宽度的端部磁阻较小，这时磁通量φ流到板坯S1、S2的外面(如磁通量φ1)而不是穿过板坯S1、S2(如图9和9(b)所示)。因此，在板坯S1、S2的宽度的端部没有热量增加。
流到板坯S1、S2外面的磁通量φ1倾斜地穿过上下梳齿部分107、108的端部。因此在垂直方向产生涡流E3。由于上下抗弯板105、106在垂直方向的高度比沿板宽方向的宽度大，这些涡流长大。结果，梳齿部分107、108过热到高温。因此，使它们疲劳增加，并降低寿命。
另外，使用普通的板坯连接装置，当前板坯S1的后端及后板坯S2的前端被上下抗弯板105、106夹在一起像三明治那样，在梳齿部分107、108产生涡流E2、E3。这些涡流E2、E3与板坯S1、S2中产生的涡流E1相互干扰。因此它们相互接触处有火花，使梳齿部分107、108损耗。
本发明解决了上述问题。本申请的申请人通过电磁分析及实验发现在C形铁芯之间的磁通量在邻近板坯的板的宽度方向的端部变弯，使得倾斜地穿过梳齿部分。基于这一发现，申请人阻塞了被认为不是由于C形铁芯引起的交变磁场造成的涡流流道。通过上面的发现，申请人的目的在于提供一种板坯连接装置，能抑制元件的损耗，因而延长元件的寿命及改善质量。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种板坯连接装置，包括：用来夹住前板坯的后端的出口侧夹紧机构；用来夹住后板坯的前端的进口侧夹紧机构；设在出口侧夹紧机构与进口侧夹紧机构之间的加热器；板坯的抗弯板，所述的抗弯板设在进口侧夹紧机构的旁边，在板坯的上下方；分别设在上下抗弯板中的上梳齿部分和下梳齿部分；设在各上下梳齿部分与板坯相对的表面处的一个热阻绝热体；和设在各上下梳齿部分与板坯相对的表面附近的一个槽部分。
因此，消除了在上下梳齿部分和板坯之间的接触面处通过涡流引起的火花。因此抑制了上下梳齿部分的损耗，延长了元件的寿命及改善了板坯的质量。
另外，槽部阻止了涡流在沿板坯的宽度方向的两端部的上下梳齿部分中的垂直流动，抑制了在上下梳齿部分产生热。
所述的热阻绝热体可以沿上下梳齿部分的纵向装入各上下梳齿部分。这使安装更方便。
多个槽部分沿上下梳齿部分的纵向设在各上下梳齿部分中。因此，可以可靠地抑制上下梳齿部分产生热。
所述的槽部可以设在位于沿抗弯板的宽度方向在两端部的各上下梳齿部分中。
所述的槽部可以设在各上下梳齿部分的两侧使得热阻绝热体暴露在外。
一个冷水流孔可以设在各上下梳齿部分内，因此抑制了上下梳齿部分产生热。
所述的加热器可以包括沿板坯的宽度方向分叉的C形铁芯，及绕在C形铁芯上的感应线圈，使得加热器的结构简化了。
所述的进口侧夹紧机构可沿板坯的移动方向移动，使得可以方便地细调夹紧位置。
通过下面借助附图对本发明的详细说明会对本发明更加清楚，这些附图仅是举例说明而已，不是对本发明的限制，附图中：
图1是按照本发明一个实施例的板坯连接装置的主要部分的顶视图；
图2是沿图1的线Ⅱ-Ⅱ剖切的剖面图；
图3是沿图1的线Ⅲ-Ⅲ剖切的剖面图；
图4是上抗弯装置的透视图；
图5是按照本实施例的板坯连接装置的部分切去的顶视图；
图6是沿图5的线Ⅵ-Ⅵ剖切的剖面图；
图7是一个普通的板坯连接装置的顶视图；
图8是沿图7的线Ⅷ-Ⅷ剖切的剖面图；
图9(a)及9(b)是示出在一个普通的板坯连接装置中感应线圈施加的交变的磁通量与由该磁通量产生的涡流的示意图。
下面参照附图详细说明本发明的一个实施例，但应明白本发明并不限于此。
在按照本实施例的板坯连接装置(图5,6)中，前板坯S1及后板坯S2由轧辊(未示出)沿图1、2中指示的箭头A的方向移动。一个连接小车11的底表面有多个轮12，可以像板坯S1和S2一样，沿图1、2所示的箭头B的方向移动，并由设在地面上的导轨13导向。在连接小车11中，竖直地设置着一个主体框架14，一个进口侧驱动辊16由支承托架15设在进口侧，而出口侧驱动辊18由支承托架17设在出口侧。
在主体框架14的进口侧，设有一进口侧夹紧机构19用来从上下方夹住后板坯S2。在主体框架14的出口侧，设有一出口侧夹紧机构20用来从上下方夹住前板坯S1。一个加压机构21可使进口侧夹紧机构19沿板坯S1和S2的移动方向移动。在进口侧夹紧机构19中，一对(也就是上下)夹块23、24由进口侧夹紧框架22支承着以便可以垂直运动。借助一对(也就是上下)夹紧压力缸25、26的作用，可使上下夹块23、24夹住及夹紧板坯S2成三明治的方式。进口侧夹紧框架22可移动地由放在主体框架14上的导轨27支承着，并由构成的加压机构21的压力缸28使其移动。在出口侧夹紧机构20中，一对(也就是上下)夹块30、31由出口侧夹紧框架29支承着以便作垂直移动，夹紧框架29固定到主体框架14上。借助一对(也就是上下)夹紧压力缸32、33的作用，可使上下夹块30、31夹住及夹紧板坯成三明治方式。
进口侧夹紧机构19的夹块23、24分别设有一对(也就是上下)抗弯板34、35，抗弯板朝着出口侧水平地延伸。在这两个抗弯板34、35中，分别设有多个上梳齿部分36及下梳齿部分37。设有一加热器38包住上下抗弯板34、35。加热器38包括沿板的宽度方向分叉的C形铁芯39及绕在C形铁芯39的上下铁芯40、41上的上感应线圈42及下感应线圈43。
另外，在板坯S1、S2移动轨迹上的连接范围中，沿连接小车11的运动方向在连接小车11的下方平行地设置多个支承座44。在支承座44上，可转动地装着一导向辊45及一个升降传送辊46。支承座44可由升降压力缸47升降。在导向辊45上，接合着用于连接小车11的下部分承压导轨48、进口侧承压导轨49及出口侧承压导轨50。升降压力缸47的提升推力比连接小车11的重量轻，使得导向辊45及放连接小车11的升降传送辊46可下降到较低的极限。
下面详细说明在上述进口侧夹紧机构19中固定到夹块23、24的成对的上下抗弯板34、35。如图1至4所示，上下抗弯板34、35从夹块23、24朝出口侧水平伸出，并分别在宽度方向上形成多个上梳齿部分36及下梳齿部分37。上梳齿部分36及下梳齿部分37具有与板坯S1、S2相对的表面，包括例如一陶瓷材料的热阻绝热体51、52沿它们的纵向装入上述的相对的表面。
在多个上梳齿部分36及下梳齿部分37中，在上下梳齿部分36、37与板坯S1、S2相对的表面附近，也就是在各梳齿部分的相对的表面两侧，沿上下梳齿部分36、37的纵向设有各沿垂直方向延伸的多个槽53、54，使得热阻绝热体51、52暴露到外面。在上下梳齿部分36、37的里面分别设有冷水流孔55、56。
按照本实施例，在导致最小温升的情形下，在上下梳齿部分36、37中形成的槽53、54的尺寸为宽度W=10mm，间隔S=30-40mm，数量n=5。但是，尺寸并不需要限于这些条件。例如：可采用下列条件：宽度W=5mm，间隔S=40-50mm，数量n=5，或宽度W=5mm，间隔S=20-30mm，数量n=9，或宽度W=10mm，间隔S=10-15mm，数量n=11。在这些情形下，可以得到同样的作用及效果。另外，按照本实施例，只要各板坯S1、S2的宽度是稳定的，槽53、54可仅仅设在沿抗弯板34、35的宽度方向的两个端部。但是，如果这些槽53、54沿各抗弯板34、35的宽度的中心部分设置，不影响磁通量φ的通过。
下面说明用上面的实施例的板坯连接装置连接前板坯S1和后板坯S2的工作。
如图5、6所示，由轧辊(未示出)粗轧过的板坯S1、S2连续地供送到已挡住的连接小车11。当前板坯S1的后端部进到加热器38的中部，致动出口侧夹紧机构20的夹紧压力缸32、33，这时使连接小车11以板坯S1的同样的运动速度移动。因此，前板坯S1由夹住它的夹块30、31上下夹在中间。
随后，后板坯S2由进口侧驱动辊16传送以高速追赶已夹在夹紧小车11中的前板坯S1。当后板坯S2的前部分及前板坯S1的后部分之间的间隙达到要求的间隙，致动进口侧夹紧机构19的夹紧压力缸25、26，同时使后板坯S2与连接小车11的运动速度的同样速度移动。这样，后板坯S2被夹住它的夹块23、24从中上方夹在中间。这时，固定在进口侧夹块23、24上的抗弯板34、35也同样移动，由上下热阻绝热体51、52夹住前板坯S1的后部分及后板坯S2的前部分成三明治那样。在这一情形下，使前板坯S1的后端部和后板坯S2的前端部之间的水平差被纠正了，并防止板坯S1、S2可能的弯折。
在该状态下，在上下感应线圈42、43加上高频电流，使C形铁芯39的上下铁芯40、41之间产生磁通量φ(如图1、3所示)。通过这一措施，在前板坯S1的后端部及后板坯S2的前端部中产生涡流E1使这两端部加热到能连接在一起的温度。随后，后板坯S2由加压机构21的压力缸28沿着移动方向向前传送(见图6)。因此，后板坯S2的前端压对着前板坯S1的后端，使板坯S1、S2连接在一起。
这时，磁通量φ也通过上下梳齿部分36、37产生涡流。但是，各涡流E2必然成为平面中的环形。由于其宽度较窄，邻近的涡流E2的环流相互干扰、相互抵消。结果电流密度减小，产生的焦耳热变小。之外，在各板坯S1、S2的宽度方向的两端部，磁通量φ倾斜地通过上下梳齿部分36,37的端部。因此，大约沿垂直方向产生涡流E3。但是，在上下梳齿部分36、37设有多个槽53、54。因此阻止了涡流E3的流动，抑制了上下梳齿部分36、37中热的产生。
在完成了前板坯S1的后端部和后板坯S2的前端部之间的连接后，释放掉夹紧机构19、20和抗弯板34、35对板坯S1、S2的限制。连接小车11沿板坯S1、S2运动的相反方向移动，返回到原始位置。随后，板坯S2成了前板坯，接着准备做把板坯S2与紧跟板坯S2的后一个板坯(未示出)连接起来的工作。
如上所述，本实施例的板坯连接装置有在连接小车11内的进口侧夹紧机构19和出口侧夹紧机构20，在夹紧机构19、20之间的加热器38，在进口侧夹紧机构19上的抗弯板34、35，及分别装入抗弯板34、35的上梳齿部分36及下梳齿部分37中的热阻绝热体51、52。因此，消除了在上下梳齿部分36、37和板坯S1、S2之间的接触表面处通过涡流E1、E2引起的火花。因此，可抑制上下梳齿部分36、37的消耗。另外，可阻止从已加热到约100℃的板坯传热到上下梳齿部分36、37，可防止它们由于温度升高而损坏。
另外，多个槽53、54设在上下梳齿部分36、37中使得热阻绝热体51、52可暴露在外面。因此，即使当磁通量φ沿板坯S1、S2的板宽方向，相应两端部横向穿过上下梳齿部分36、37，流过那里的涡流E3也会减少，使得抑制了热的产生。因此，上下梳齿部分36、37不暴露到高温下，减小了它们的热疲劳及延长了寿命。另外，与热阻绝热体51、52的作用相关，增加了上下梳齿部分36、37的热阻。
上面说明了本发明，但是显而易见上述的结构可有作出很多变化改型。这些变化不应看作在本发明精神范围外，这些对本专业人员显而易见的变化改型应包括在下面的权利要求书的范围内。

Claims (8)

1．一种板坯连接装置，包括：
用来夹住前板坯的后端的出口侧夹紧机构；
用来夹住后板坯的前端的进口侧夹紧机构；
设在出口侧夹紧机构与进口侧夹紧机构之间的加热器；
板坯的抗弯板，所述的抗弯板设在进口侧夹紧机构的旁边，在板坯的上下方；
分别设在上下抗弯板中的上梳齿部分和下梳齿部分；
设在各上下梳齿部分与板坯相对的表面处的一个热阻绝热体；和
设在各上下梳齿部分与板坯相对的表面附近的一个槽部分。
2．按照权利要求1的板坯连接装置，其特征在于所述的热阻绝热体沿上下梳齿部分的纵向装入各上下梳齿部分。
3．按照权利要求1的板坯连接装置，其特征在于多个槽部分沿上下梳齿部分的纵向设在各上下梳齿部分中。
4．按照权利要求1的板坯连接装置，其特征在于所述的槽部设在各上下梳齿部分中，它们位于沿抗弯板的宽度方向在两端部。
5．按照权利要求1的板坯连接装置，其特征在于所述的槽部设在各上下梳齿部分的两侧使得热阻绝热体暴露在外。
6．按照权利要求1的板坯连接装置，其特征在于一个冷水流孔设在各上下梳齿部分内。
7．按照权利要求1的板坯连接装置，其特征在于所述的加热器包括沿板坯的宽度方向分叉的C形铁芯，及绕在C形铁芯上的感应线圈。
8．按照权利要求1的板坯连接装置，其特征在于所述的进口侧夹紧机构可沿板坯的移动方向移动。
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