CN1921965A - 用于轧制或拉制长产品的盘绕方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于轧制或拉制长产品的盘绕方法和设备。用于长产品(10)的盘绕方法和设备(R)。该设备(R)包括基本为柱形并绕其本身的轴线旋转的卷筒(12)，以及与卷筒(12)同轴的容纳件(13)，该容纳件与卷筒一起旋转并限定用于容纳待形成的产品(10)的线卷的前壁(32)。该容纳件(13)包括绕卷筒(12)夹紧产品(10)的前端的环形通道(14)。容纳件(13)可相对于卷筒(12)在插入产品(10)的前端的第一位置和完成产品(10)的线卷的第二位置之间沿轴向移动。

Description

用于轧制或拉制长产品的盘绕方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于含铁或不含铁的长金属产品的盘绕设备以及相关盘绕方法，所述长金属产品通过拉制或轧制操作热制或冷制而成。更精确地说，本发明涉及具有各种尺寸并且横截面为圆形、正方形、矩形、六边形或其它形状的线、条、平带、杆(光滑的或有棱纹的)或管的盘绕。

更精确地说，本发明涉及在卷绕用卷筒上引导和容纳被盘绕的产品以便横向容纳该产品并使形成的卷具有预定外部形状的设备。该螺线卷筒可具有水平、垂直或倾斜的旋转轴线。

本发明应用于具有悬臂轴的盘绕机械。

背景技术

在本领域内，已知与在连续旋转的卷筒上盘绕以高速行进的轧制或拉制而成的长金属产品相关的问题，该金属产品将被以均匀的方式卷绕成连续、相邻且叠置的螺线以便形成非常紧凑的线卷。

已知形成线卷以使螺线在每个层内以及在线卷的整个纵向范围内都紧凑且均匀分布的操作非常棘手。

还已知(如何)容易地从卷筒上取下制成的线卷的问题。

如果没有正确执行取下线卷的操作，则在制成的线卷内会出现缺陷，例如卷绕的螺线会松开和/或盘绕的卷不美观。此外，如果线卷不具有规则的几何形状，则在存储步骤期间会出现与堆叠有关的问题，还会出现与将线卷安装在使用该线卷的机器上有关的问题，以及与盘绕的产品的正确退绕有关的问题。

记住以下事实也是重要的，即如果轧制产品的前端在到达时没有被夹紧，则在产品和卷筒之间会发生相对滑动，从而不能开始盘绕。另一方面，如果在形成一些线卷之后(通过在转矩之下的卷筒和已经流动的轧制产品)轧制产品的前端脱离夹紧通道，则线卷的张力被释放，随后在各部分之间会发生滑动，从而在盘绕设备的上游形成阻碍，同时出现源于此的所有问题。轧制产品的逐渐冷却也会在盘绕步骤期间促使这种脱离，当该轧制产品收缩时，其从前端开始变短，从而造成导致前端离开夹紧通道的拉拔效应。

因此，重要地是能够确保轧制产品的初始段可靠和持久地夹紧在卷筒上。

欧洲专利EP-B-1.126.934公开了一种盘绕机械，该机械包括形状基本上为半圆柱形的合适的引导件，该引导件也被称为挡板或插入刀片。当待卷绕的金属产品从轧制机或拉制机到达时，所述引导件能够截取该金属产品，并能够有助于在卷筒上形成线卷的第一圈螺线。这种已知的具有悬臂卷筒的盘绕机械还包括在正面容纳线卷的可移动的容纳板，该板与卷筒的末端悬臂部分配合，并且可设置在以下两个限制位置处：用于形成线卷的第一位置，在该位置容纳板垂直于卷筒的轴线并与该卷筒同轴，和第二位置，在该位置容纳板旋转大约90°并设置成基本平行于卷筒的轴线，该位置与卸下已制成线卷的路径不干涉。

在开始在卷筒上分配螺线之前，必需将待卷绕的金属产品正确地夹持在卷筒本身上；为此，必需提供一种具有很大可靠性、精度和可重复性的将金属产品夹紧在卷筒上的设备。

美国专利US-A-3,945,585公开了一种用于具有圆形横截面的轧制产品的卷绕设备，该卷绕设备设置在轧制产品生产线的下游并包括鼓式卷筒，该卷筒以悬臂的方式安装并且由可在用于卷绕线卷的张开位置和有助于在已形成线卷之后取下线卷的缩回位置之间径向移动的多个独立的段形成。钟形套管与卷筒同轴地安装且可轴向移动，该套管朝卷筒的卷绕表面向外展开并且限定用于待卷绕的轧制产品的前端的锁定面。这样，线卷的第一圈螺线在被恒定地锁定在套管和卷筒之间，其缺点是一旦线卷已完成，则第一圈螺线仍朝其侧面中的一个突出。

本发明的一个目的是实现用于长金属产品的盘绕设备，该设备将确保非常迅速地安装与卷筒的端部配合的可移动的前部容纳装置。

本发明的另一目的是确保盘绕过程的正确执行。

根据本发明的设备实现的另一个目的是提高最终线卷在螺线的卷绕、紧凑性、密度和保持能力方面的性能。

本发明的另一目的是防止产品被损坏以及质量变差。

本发明的再一目的是简化对所述设备的维护操作。

所实现的优点可获得具有预定几何轮廓的线卷，该线卷允许充分利用包括高度的存储空间来优化处理和运输步骤，并且该卷能使使用其的机器具有更好的功能，从而该机器可以以更高速度工作。

申请人已设计、试验和实现了本发明，以克服现有技术的缺陷，并获得这些以及其它目的和优点。

发明内容

在独立权利要求中阐述了本发明并说明了本发明的特征，而从属权利要求描述了本发明的其它特征或对主发明思想的变型。

根据上述目的，提供了一种根据本发明的用于轧制或拉制的长产品的盘绕设备，该设备包括具有如权利要求1所述特征的引导和容纳装置。

该目的还可通过具有如权利要求8所述特征的用于长金属产品的盘绕方法实现。

根据本发明的设备和方法应用于盘绕长金属产品的机器，该长金属产品通过轧制或拉制操作热制或冷制而成。该产品可以为由含铁材料例如具有低、中和高碳含量的钢、不锈钢、合金或其它材料以及不含铁的材料例如铝、铜或其它材料制成的线、条、平带、杆(光滑的或有棱纹的)或管。本发明应用于包括具有悬臂轴的卷筒的盘绕机械或卷线机。

所述长金属产品可具有任何横截面即圆形、正方形、矩形、六边形或其它形状，尤其但非限制性地，直径在8mm和52mm之间，或者在条或平带的情况下，横截面在60mm²(例如20mm×3mm)和1400mm²(例如70mm×20mm)之间。

在下文的说明中，长金属产品可用于指任何上述产品，并且还可为类似或相当的产品，该产品以大于40-45米/秒的速度行进并且每小时产量为110吨或更多。

夹紧步骤基本如下地执行。使金属产品的前端进入分配螺线的设备，该金属产品从该设备相对于卷筒沿切向引入引导和容纳装置或挡板，该引导和容纳装置或挡板利用凹槽引导前端并容纳产品。

所述引导和容纳装置通常包括两个挡板，一个上部挡板和一个下部挡板。

可沿卷筒的轴向移动的壁与该引导和容纳装置配合，该壁具有环形容纳通道，并且与卷筒一起旋转。

根据一个变型，所述环形通道的外表面与圆锥的一部分相一致，以便逐渐操作待卷绕的产品。

为了将待卷绕金属产品的初始部分牢固地固定在卷筒的外表面上，在卷筒上设有具有提高的附着力的形成区域，该区域与待卷绕金属产品的前端配合以至少形成线卷的第一圈螺线。

根据一个变型，设有可夹紧待卷绕金属产品的夹紧装置。

根据另一个变型，可将上述两个方案彼此结合。

一旦待卷绕的金属产品已被夹紧在卷筒上，则可打开挡板并开始将材料分配到卷筒上，以完成第一层螺线。

在第二层螺线的生产期间，如果设置夹紧装置，则当第二层螺线到达夹紧装置附近时，夹紧装置打开并且可移动的壁缩回到所述形成区域的外部，以便为随后的螺线留出空间从而完成线卷。这样，线卷的包括第一圈螺线的所有圈螺线都位于两个平坦并有利地相互平行的侧面内，而没有任何螺线突出到外部。

附图说明

从下文结合附图作为非限定示例给出的对用于金属产品的盘绕设备的一种形式的实施例的说明中可清楚地看到本发明的其它用途和优点，在该附图内：

-图1是已知盘绕设备的透视图，在此情况下该盘绕设备具有水平轴线；

-图2示出处于第一操作步骤的根据本发明的盘绕设备的细部的放大剖视图；

-图3示出处于第二操作步骤的图2的剖视图；

-图4示出处于第三操作步骤的图2的剖视图；

-图5示出处于第四操作步骤的图2的剖视图；

-图6示出处于第一操作步骤的本发明一种形式实施例的图1中盘绕设备的细部的放大剖视图；

-图7示出处于第二操作步骤的图6的放大剖视图；

-图8示出处于第三操作步骤的图6的放大剖视图；

-图9示出处于第四操作步骤的图6的放大剖视图；

-图10示出处于第五操作步骤的图6的放大剖视图；

-图11示出处于第六操作步骤的图6的放大剖视图；

-图12是示出使用图2内的设备制成的轧制产品的卷线架的轴向剖视图，其在一侧示出具有矩形横截面的金属产品卷绕后的外观，另一侧示出线状金属产品卷绕后的外观。

具体实施方式

参照附图，盘绕设备R示出为用于具有圆形、正方形、矩形、六边形或其它形状的横截面的金属产品10，例如条、板、杆(光滑的或有棱纹的)。

待卷绕的金属产品10通过分配装置被传送，该分配装置以均匀和预定的方式将金属产品10分配到卷线架11上，该卷线架设有绕其本身的水平、垂直或倾斜的轴线旋转的卷筒12。

卷筒12包括垂直于卷筒12的旋转轴线设置的内板13，该内板限定待卷绕的金属产品10的线卷形成在其间的侧壁中的一个。

下文中，在上文提到的各种类型的待卷绕金属产品10将被简单地称为金属线10。

在图2的情况下，所述内板13包括环形通道14，在剖视图中该通道看上去像喉道或梯形凹槽，该环形通道能够接纳金属线10的前端，并且由于离心力可夹持金属线10的预定长度的初始段。

对应于环形通道14，根据一个变型的卷筒12有利地在其外表面上具有附着力提高的形成区域17。也由于摩擦作用，区域17能够与所述通道14配合保持金属线10的初始段。在卷筒12的另一端上存在容纳装置29，该容纳装置可在工作位置和不工作位置之间移动，在工作位置该容纳装置设置成基本垂直于卷筒12的旋转轴线，在不工作位置该容纳装置与卷筒2分离并相对于卷筒12降低(图1)。

处于靠近卷筒12的工作位置的所述容纳装置29具有双重作用，一是在卷绕操作期间形成横向端部邻接，从而配合以优化线卷，二是与卷筒12配合并与其一起旋转，如果该卷筒具有水平轴线则所述卷筒不再以悬臂的方式工作。

在不工作位置，容纳装置29允许从卷线架11上取下形成的线卷。

根据本发明的第一实施例，环形通道14形成在内板13上。

根据一个变型，环形通道14形成在容纳装置29中。

盘绕设备R还以已知的方式包括形式为两个挡板15、16的两个引导和容纳元件，在(卷筒)具有水平旋转轴线的情况下，所述挡板一个为上部挡板而一个为下部挡板。挡板15、16能够被相应的致动机构18、19驱动，以处于或离开相应的工作位置。可存在一个或多个挡板。

盘绕设备R还可设置保护屏30，该保护屏设置用于确保操作员的安全。

在根据图6到11的盘绕设备R的一个变型实施例中，绕卷筒12的外周面存在至少一个夹紧钳21，优选地为4个。该夹紧钳21能够夹紧金属线10的初始段，并允许在开始卷绕螺线之前夹紧任何类型的金属产品(例如光滑的圆形工件和板件)。

根据一个变型，(所述夹紧钳)能够覆盖卷筒12的整个周面，从而形成一种“单个连续夹钳”，即夹紧环。

夹紧钳21由已知类型的致动装置26(图8)驱动，所述夹紧钳在此情况下连接到推力杆27，该推力杆驱动夹紧钳21的臂23。通过利用致动装置26沿箭头24的方向移动杆27，可使夹紧钳21绕销的轴线A旋转，并通过夹持表面25接合金属线10。

夹紧钳21制成为在金属线10的初始段的不同位置夹持金属线，并在其上施加压力。所述压力沿离开卷筒12的表面的方向施加。

根据一个变型，所述压力朝卷筒12的基部施加。

内板13由基本为柱状件的基部形成，该基部的轴线与卷筒12的旋转轴线同轴。内板13具有用于其轴向滑动的内表面31，该内表面允许所述内板通过沿图4内箭头24的方向平行于所述轴线滑动而处于两个相对的极限位置：第一推进位置和第二缩回位置。在夹紧和卷绕金属线10第一圈螺线的初始步骤内，采用如图2、3、6、7、8和9内所示的内板13的推进位置。

在卷绕随后层螺线的步骤内采用图4、5、10和11内所示的内板13的缩回位置。有利地，内板13的轴向缩回的发生时间不迟于金属线10的螺线层已达到环形通道14的径向高度的时间，并因该发生时间取决于金属线10的剖面尺寸。在实施例的一种尤其有利的形式内，金属线10的第一圈螺线紧靠其上的平行于内板13的壁32的环形通道14的底部侧壁形成为脊部或环形齿45的形式，其一体地连接在卷筒12上或为卷筒12的成一体的一部分。图4和5示出在内板13的缩回位置，金属线10的第一圈螺线如何保持在卷筒12的外表面上，并由于例如摩擦而没有随着由内板13的运动导致的环形通道14的运动被牵引。

环形齿或脊部45可以沿整个周面以连续的形式形成，或可选择地，可以沿周面设置合适长度的中断，例如以允许在设有夹紧钳21的实施例中这些夹紧钳能够被驱动。

此实施例在图10和11内示出，其中由于剖面平面的位置，该齿不可见。

为了进行卷绕线卷的剩余操作，内板13被保持在缩回位置，并且在开始卷绕随后的线卷之前会返回延伸位置。

用于沿轴向移动内板13的装置是已知类型的装置，且在附图中未示出。

在夹紧步骤期间盘绕设备如下地起作用。

首先，使金属线10的前端进入挡板15的凹槽20，所述凹槽与卷筒12的表面配合，并且具有这样的装置，该装置能将金属线10向侧面逐渐移动直到它与夹紧金属线10的区域配合。然后，将金属线10推入形成在卷筒12的内板13中的环形通道14。

在环形通道14内，金属线10的初始段由于卷筒12的旋转产生的离心力以及金属线10本身与限定环形通道14的壁之间的接触产生的摩擦力而被夹紧。在其中设置夹紧钳21的实施例内，夹钳21也有助于夹紧。

在实现夹紧的同时，卷筒12旋转。

在开始的一圈或几圈中，金属线10被卷绕同时保持基本全部位于环形通道14内。此步骤在图2、6和7内示出。

随后，当金属线10被夹紧钳21牢固地夹紧时，挡板15、16打开，并离开内板13的壁32。然后，可开始将金属线10分配到卷筒12上。

这样，环形通道14在一侧打开。此步骤在图3、8和9内示出。

控制夹紧钳21的闭合的系统和控制挡板15、16打开的系统确定了开始将螺线分配在卷筒12上的准确时刻。

在形成第二层螺线期间，当该第二层螺线到达处于推进位置的内板13的壁32附近时，在设有夹紧钳21时夹紧钳21打开，并且同时内板13缩回。然后，金属线10的分配继续进行，直到第二层螺线到达处于缩回位置的内板13的壁32，从而完成第二层螺线。这样，端部螺线在相同平面上对齐。

此后，内板13的壁32保持与第一层螺线的侧面相齐，由于对金属线10的分配器的合适的驱动，所以可将金属线10的所有随后的螺线层卷绕到由第一层螺线限定的侧面范围。

在盘绕操作结束时，在卷绕到卷筒12的过程中获得的柱状线卷的一端面与对应于该柱状线卷的基部的内板13接触，从而形成基本为平面的紧密卷绕的螺线，即没有任何螺线从线卷沿横向突出。由于线卷的另一个端面已形成为与包括柱状板或保持挡板或其它等效保持装置的规则平面表面接触，所以可以获得超紧凑的柱状线卷，该线卷的端面为平面且平行，而没有任何螺线处于不合适的位置。

通过根据本发明的盘绕设备，可获得非常紧凑和重量很大的卷：充实系数为0.6到0.9，而线卷的重量为1500到5000公斤。线卷的典型尺寸为：内径在700mm和900mm之间，高度在700mm和900mm之间，外径可根据被盘绕的卷的内径、高度、重量和充实系数而改变。这种类型的线卷在图12内示出。

但是显然的是，可对此前所述的盘绕设备R的部件进行修改和/或添加，而不会脱离本发明的领域和范围。

也是显然的是，尽管已参照特定示例说明了本发明，但是本领域内的技术人员应能够实现用于轧制或拉制产品的盘绕设备和方法的许多其它的等效形式，所有这些都处于本发明的领域和范围内。

Claims (10)

1.一种用于盘绕长产品(10)的设备，该设备包括：基本为柱形并绕其本身的轴线旋转的卷筒(12)；与所述卷筒(12)同轴的容纳件(13)，该容纳件与卷筒一起旋转并限定用于容纳待形成的产品(10)的线卷的前壁(32)，其中所述卷筒(12)包括用于所述线卷的至少第一圈螺线的形成区域(17)，并且所述容纳件(13)包括用于绕所述卷筒(12)夹紧所述产品(10)的前端的环形通道(14)，其特征在于：所述容纳件(13)可相对于所述卷筒(12)在插入所述产品(10)的所述前端的第一位置和完成所述产品(10)的线卷的第二位置之间轴向移动，在所述第一位置，所述环形通道(14)与所述形成区域(17)相对应地设置，在所述第二位置所述环形通道(14)移动离开所述形成区域(17)；所述容纳件(13)临时保留在所述第一位置上，并且所述容纳件的第二位置相对于所述卷筒(12)缩回，从而在完成所述线卷期间所述环形通道(14)位于所述线卷所占空间的外部。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述容纳件(13)包括可沿轴向滑动的内表面，该内表面允许所述容纳件(13)在所述第一位置和第二位置之间沿轴向滑动。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该设备还包括至少一个能够在第一工作位置和第二不工作位置之间被驱动的引导和容纳装置(15，16)，在第一工作位置该引导和容纳装置与所述容纳件(13)配合，而在第二不工作位置该引导和容纳装置设置成离开所述容纳件(13)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该设备还包括与所述卷筒(12)相关联并能够至少临时夹紧所述产品(10)的所述前端的夹紧装置(21)。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述夹紧装置包括夹钳装置(21)，该夹钳装置能够被选择性地致动并且设置成与所述卷筒(12)的所述形成区域(17)相对应。

6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述环形通道(14)的侧壁平行于所述容纳件(13)的所述前壁(32)，至少所述产品(10)的第一圈螺线能够抵靠在所述侧壁上。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述侧壁形成为脊部或环形齿(45)的形式，该脊部或环形齿一体地连接在所述卷筒(12)上或者为该卷筒的成一体的一部分。

8.一种用于卷绕长产品(10)的方法，该方法利用这样的设备实现，该设备包括具有基本为柱形并绕其本身的轴线旋转的卷筒(12)，以及与所述卷筒(12)同轴的容纳件(13)，该容纳件与所述卷筒一起旋转并限定用于容纳待形成的产品(10)的线卷的前壁(32)，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一步骤，其中，将所述产品(10)的前端插入引导和容纳装置(15，16)，该引导和容纳装置能够将所述前端引导到基本与所述卷筒(12)的预定形成区域(17)相切的位置，当所述容纳件(13)处于用于插入所述产品(10)的所述前端的第一位置时进行所述第一步骤，该第一位置基本与所述卷筒(12)的所述预定形成区域(17)相对应；

第二步骤，其中，将所述产品(10)的所述前端引入所述容纳件(13)的环形通道(14)；

第三步骤，其中，绕所述卷筒(12)在所述容纳件(13)内至少形成所述产品(10)的第一圈螺线；

第四步骤，其中，使所述容纳件(13)相对于所述卷筒(12)沿轴向移动到用于完成所述产品(10)的线卷的第二位置，在该第二位置，所述环形通道(14)从所述形成区域(17)移动到相对于所述卷筒(12)的缩回位置，从而在完成所述线卷期间所述环形通道(14)位于所述线卷所占空间的外部。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第四步骤期间，所述引导和容纳装置(15，16)离开所述卷筒(12)。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述第二和第三步骤之间，临时驱动能够保持所述产品(10)的前端相对于所述卷筒(12)静止的夹紧装置(21)。

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