專利名稱:把鋼棒引到切分臺(tái)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及把一根縱向前進(jìn)的鋼棒引到切分臺(tái)的方法和裝置,在切分臺(tái)上,上述鋼棒被縱切成兩根型材。更具體地說,本發(fā)明涉及橫向控制進(jìn)入切分臺(tái)的鋼棒的進(jìn)口位置以使切分后的型材尺寸相等。
本發(fā)明尤其適用于位于切分臺(tái)前面的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。為了使上述型材尺寸相等,該機(jī)構(gòu)可根據(jù)離開切分臺(tái)的型材的尺寸差異側(cè)向地移動(dòng)縱向前進(jìn)的鋼棒。
在本發(fā)明人以前的專利申請(qǐng)中,文件號(hào)07/474,285 1990年2月2日(現(xiàn)已廢棄)和文件號(hào)07/549,351 1990年7月6日(現(xiàn)美國專利5027632號(hào)),公開了用切分軋制法進(jìn)行的小尺寸鋼筋的生產(chǎn)。這種方法通過消除引入切分臺(tái)前輸送過程中鋼棒的彎曲,極大地提高軋制速度。這種方法被稱為無彎曲切分軋制法或NTA法。
如上所述,在用切分軋制法的小尺寸鋼筋生產(chǎn)中,采用NTA法能顯著增加軋制速度。為了減少不必要的停車時(shí)間,目前急需在生產(chǎn)中成功而可靠地實(shí)施增高軋速的NTA法。
在切分軋制中,供給切分臺(tái)的鋼棒具有一個(gè)“四葉形”截面。在切分臺(tái)的軋機(jī)上先將鋼棒的“四葉形”截面軋成“花生形”截面,而后將“花生形”截面的鋼棒供給一臺(tái)切分機(jī),在切分機(jī)里將鋼棒縱向地分割成兩個(gè)相同的型材。
在單股鋼軋制生產(chǎn)中(沒有切分),為了消除鋼棒的張力,特意地在兩連續(xù)工位之間的鋼棒上形成一個(gè)活套。利用一個(gè)光控傳感器檢測(cè)活套的尺寸,并通過傳感器的輸出信號(hào)調(diào)整兩連續(xù)工位中軋機(jī)的電機(jī)速度(通常是調(diào)整后道工序)以保持活套穩(wěn)定。
在切分軋制中,切分后從同一臺(tái)軋機(jī)中產(chǎn)生兩根平行的型材。當(dāng)兩根縱切型材的兩個(gè)活套不相同時(shí),將產(chǎn)生兩個(gè)不同的信號(hào),但控制設(shè)備不能起作用。
盡管對(duì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)定位的機(jī)外目測(cè)校正能給出一個(gè)非常近似的值,但是軋制期間鋼棒導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的微小定位偏差就會(huì)層致切分后兩型材的不相等。這將引起兩個(gè)問題1.兩精軋型材重量不同,無法滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的1/2DIN公差的要求。
2.在極個(gè)別情況下,兩根縱切型材之一的活套的增大變得不可控制。
在這兩種情況下,不可避免地要中斷生產(chǎn)。
目前,輸送到冷卻床的單股鋼的最高軋速大約是20M/S,與其相適應(yīng)的切分速度是6.4M/S左右。對(duì)于10mm棒材的切軋,被切截面是一個(gè)每邊為25mm的“四葉形”。鋼棒導(dǎo)入切分臺(tái)的位置若側(cè)向偏差0.1mm,將使兩股切后的型材相差1.6%。在軋速6.4M/S下,這將意味著較大股的切分型材的活套比較小股的切分型材的活套每秒增大102mm。對(duì)一錠1000kg的鋼坯,切分后通過精軋機(jī)的軋制時(shí)間為48.1秒,這意味著在兩股型材通過最終的精軋機(jī)之前兩個(gè)活套的長度差大約為4.3m。因?yàn)殚L度上如此大的差異,除非在較小股型材上引起不希望的張力,僅靠改變軋機(jī)的電機(jī)速度無法補(bǔ)償平行活套。
以上評(píng)定僅僅是舉例說明了切分的型材不相等的影響的敏感度。實(shí)際中不相等的程度要比給出的例子大得多。日本的NKK系統(tǒng)用控制臺(tái)的手動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在低速切軋生產(chǎn)中這也許是可以被接受的,但人類的反映總是不夠快,無法滿足高速軋制的要求。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種方法和裝置,在不中斷生產(chǎn)的情況下,克服平衡兩根縱切型材過程中存在的問題,并借助于通用的活套控制輥保持縱切型材的兩個(gè)活套的穩(wěn)定。
進(jìn)一步講,本發(fā)明的目的是提供一種方法和裝置,通過該方法和裝置自動(dòng)地(不用人工參與)橫向移動(dòng)輸送給切分臺(tái)的鋼棒,補(bǔ)償切分后兩型材之間的任何尺寸差異。
更進(jìn)一步地講,本發(fā)明的目的是提供一種方法和裝置,通過這種方法和裝置橫向移動(dòng)輸送給切分臺(tái)的鋼棒,消除切分后兩型材之間任何尺寸差異。上述尺寸的差異是在兩根縱切型材離開切分臺(tái)后測(cè)得的。具體地說是通過測(cè)量離開切分臺(tái)后的縱切型材所形成的活套尺寸而得到其尺寸差異的。
本發(fā)明規(guī)劃了一個(gè)聯(lián)機(jī)導(dǎo)向調(diào)節(jié)系統(tǒng),叫做IGA系統(tǒng),可自動(dòng)地橫向移動(dòng)輸送的鋼棒,生產(chǎn)出具有相同截面的縱切型材。
本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是沒有人工參與,自動(dòng)地、瞬時(shí)地移動(dòng)鋼棒,以保持兩根切分后的型材的尺寸相同,因此可以實(shí)現(xiàn)NTA方法的高速度而不需停車或減速。
根據(jù)本發(fā)明,聯(lián)機(jī)導(dǎo)向調(diào)節(jié)系統(tǒng)包含一個(gè)位于切分臺(tái)前方的可側(cè)向調(diào)節(jié)的導(dǎo)向裝置,用于將縱向輸送的鋼棒引導(dǎo)到切分臺(tái);一個(gè)比較裝置,用來比較來自切分臺(tái)的兩根縱切型材,以發(fā)出指示上述兩型材間有任何差異的輸出信號(hào);接收來自比較裝置的輸出信號(hào)的裝置,用來側(cè)向地調(diào)節(jié)上述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以便使進(jìn)入切分臺(tái)的鋼棒處于一個(gè)使切分后兩型材尺寸相同的位置上。
在一個(gè)具體實(shí)例中,比較裝置包括傳感器和比較器。兩個(gè)傳感器分別作用于兩根縱切型材并產(chǎn)生表示該型材尺寸的信號(hào);比較器與上述傳感器相連,在兩傳感器的信號(hào)有差異時(shí),產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)以控制導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。傳感器的結(jié)構(gòu)使其能測(cè)量離開切分臺(tái)后的每縱切型材所形成的活套尺寸。在一個(gè)最佳實(shí)例中,傳感器由一個(gè)非接觸式光學(xué)傳感器構(gòu)成。
進(jìn)一步地,根據(jù)本發(fā)明,把鋼棒引導(dǎo)到切分臺(tái)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)含有一個(gè)帶有把鋼棒縱向引到切分臺(tái)的機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向部件;支撐該導(dǎo)向部件以便使其可作橫向移動(dòng)以側(cè)向調(diào)節(jié)鋼棒進(jìn)入切分臺(tái)的位置的機(jī)構(gòu);驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向部件使其作垂直于縱向傳輸?shù)匿摪舻囊苿?dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。以便使導(dǎo)向部件橫向移動(dòng)到一個(gè)使得離開切分臺(tái)的兩根型材具有相同的尺寸的位置上的裝置。
在一個(gè)具體實(shí)例中,支撐導(dǎo)向部件的機(jī)構(gòu)有一個(gè)帶有導(dǎo)向面的剛性底座,導(dǎo)向部件可滑動(dòng)地安裝在導(dǎo)向面上。上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有一個(gè)與上述導(dǎo)向部件相連接的傳動(dòng)絲桿,因此,當(dāng)傳動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)向部件在底座上滑動(dòng)。一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與上述傳動(dòng)絲桿相連。
上述支撐底座可以是一種含有兩個(gè)間隔立柱的開口通道的底座。立柱的上表面構(gòu)成了導(dǎo)向面。上述導(dǎo)向部件安放在該導(dǎo)向面上,上述傳動(dòng)絲桿延伸位于兩立柱之間的開口通道內(nèi)。
在導(dǎo)向部件上有一個(gè)與傳動(dòng)絲桿相嚙合的零件,因此在傳動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)向部件在導(dǎo)向面上滑動(dòng)。
把鋼棒引到切分臺(tái)的機(jī)構(gòu)含有一對(duì)隔開固定在導(dǎo)向部件上的導(dǎo)向輥,可分別繞著與導(dǎo)向面垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
下面結(jié)合附圖通過對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述來進(jìn)一步說明本發(fā)明,附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)無彎曲切分軋制的一種方法和裝置的圖解實(shí)例;
圖2是本發(fā)明裝置中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的透視圖;
圖3是位于切分臺(tái)進(jìn)口處的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的橫切視圖,圖中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一部分是剖視圖,一部分是部分剖視圖;
圖4是圖2中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的平面圖;
圖5是從縱向輸送的鋼棒的前面看,得到的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖1表示了用于對(duì)縱向輸送的鋼棒10進(jìn)行無彎曲縱切軋制的裝置的一部分。鋼棒10經(jīng)過上道軋機(jī)(圖中未示出)軋制得到一個(gè)“四葉形”截面,沒有彎曲地送到切分臺(tái)11,在這里成形并被切分成兩根分離的型材10′。切分臺(tái)由使鋼棒的“四葉形”截面變成“花生形”截面的軋機(jī)15和將“花生形截面的鋼棒切成型材10′的切分機(jī)16組成。型材10′在通過各自的精軋線中的精軋機(jī)17和18之后,以直線型鋼筋的形式輸送到冷卻床。本方法稱為NTA方法。NTA方法的詳細(xì)解釋可參見上述發(fā)明背景和現(xiàn)有工藝一節(jié)中提到的本發(fā)明人以前的美國專利申請(qǐng)。
“四葉形”截面的鋼棒10被送入切分臺(tái)11中的位于軋機(jī)15前面的一個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20中。軋機(jī)15、16、17和18都有支撐架和由電機(jī)帶動(dòng)的對(duì)置軋輥,但是為了清楚地顯示本發(fā)明的細(xì)節(jié),支撐架和電機(jī)都沒有圖示出來。
在切分機(jī)16里,“花生形”截面的鋼棒10基本上沿著其中央縱向軸線縱向切開,所形成的型材10′在從切分臺(tái)16到各自的精軋線上的精軋機(jī)17的途中,每一型材都形成一個(gè)活套19?;钐?9是完全按常規(guī)方法在活套臺(tái)上(沒有圖示出)形成的。一般是靠調(diào)節(jié)16和17的軋輥速度來形成活套19。
如果鋼棒10沒有被切分成具有相同尺寸的型材10′,由型材10′形成的活套19就具有不同的尺寸。活套的尺寸差異對(duì)型材10′的橫截面尺寸差異非常敏感。
在相應(yīng)型材10′的每個(gè)活套19處設(shè)置了傳感器21,用于測(cè)量活套的尺寸。傳感器21最好是常規(guī)設(shè)計(jì)的非接觸式光學(xué)傳感器,它測(cè)量活套的尺寸并產(chǎn)生一個(gè)代表活套尺寸的輸出信號(hào)。傳感器21可以是一個(gè)由瑞典ASEA公司或德國西門子公司生產(chǎn)的普通的紅外線傳感器。圖示中傳感器21位于每根縱切型材10′的下面,但最好將它們放在活套19的上方以防止雜質(zhì)落在傳感器上。傳感器21與一個(gè)比較器22相連。傳感器21的輸出信號(hào)在比較器22中被比較以測(cè)定兩信號(hào)在相同性方面的任何偏差。通過檢測(cè)兩個(gè)活套19的尺寸偏差而得到縱切型材10′的尺寸偏差。如果偏差超出界限值,比較器22便產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)輸給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20。于是導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20側(cè)向地調(diào)整鋼棒10進(jìn)入切分臺(tái)11的進(jìn)口位置,以便使活套19的尺寸相等從而使縱切型材10′的尺寸相等。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20有一個(gè)剛性底座30,底座上兩個(gè)相隔直立的立柱31,32形成開口通道。直立立柱31、32分別帶有上導(dǎo)向面33、34。底座30與實(shí)踐證明在金屬切削加工時(shí)剛性很好的普通臥式車床的床身相似。為了側(cè)向移動(dòng)縱向輸送的鋼棒10,導(dǎo)向部件35可滑動(dòng)地安裝在導(dǎo)向面33、34上。導(dǎo)向部件35有一個(gè)向下的懸尾36,它以螺紋與延伸位于兩立柱31和32之間的底座30的開口通道內(nèi)的傳動(dòng)絲桿37相嚙合。傳動(dòng)絲桿37通過一個(gè)變速箱38與驅(qū)動(dòng)電機(jī)39相連。當(dāng)電機(jī)39驅(qū)使絲桿37轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)向部件35在支撐表面33,34上側(cè)向移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)39與比較器22相連,因此,當(dāng)比較器給出一個(gè)信號(hào)表明由于兩切分型材10′的尺寸不同而導(dǎo)致兩型材形成的活套19的尺寸不同時(shí),電機(jī)39被觸發(fā)。
導(dǎo)向部件35有一個(gè)直立的箱體40,箱體40在導(dǎo)向部件的前面、面對(duì)軋機(jī)15的軋輥處裝有導(dǎo)向輥41,以便把由導(dǎo)向輥41導(dǎo)入的鋼棒10引到切分臺(tái)11的軋機(jī)15中。導(dǎo)向輥41由箱體40支撐,能繞垂直于鋼棒10的軸線和導(dǎo)向表面33、34的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。在箱體40上裝有帶有漏斗形尾部43的管狀插入件42,鋼棒10進(jìn)入漏斗形尾部43并留有間隙地穿過插入件42到導(dǎo)向輥41。導(dǎo)向部件35的側(cè)向位置決定著導(dǎo)向輥41的位置,因而決定著鋼棒10進(jìn)到軋機(jī)15的進(jìn)入點(diǎn)。為保證鋼棒10準(zhǔn)確地進(jìn)入軋機(jī)15中,導(dǎo)向輥41設(shè)置在軋機(jī)15的輥?zhàn)痈浇?,通常,?dǎo)向輥41距軋機(jī)15大約100mm。
開車時(shí),當(dāng)傳感器21產(chǎn)生信號(hào)表示兩根縱切型材10′的活套19的尺寸不相等時(shí),比較器22產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)39,并使導(dǎo)向部件35向一邊移動(dòng),使得進(jìn)入切分臺(tái)11的鋼棒10能生產(chǎn)出兩根尺寸相同的型材10′。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)20、傳感器21和比較器22組成一個(gè)聯(lián)機(jī)導(dǎo)向調(diào)節(jié)系統(tǒng)即IGA系統(tǒng)。此系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中起作用,不必象傳統(tǒng)方式那樣關(guān)掉調(diào)節(jié)系統(tǒng)去平衡兩根切分的型材。
采用本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)能夠在不出任何生產(chǎn)故障的情況下,實(shí)現(xiàn)由NTA法獲得的高速度。
盡管上文相對(duì)于一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。顯而易見,本領(lǐng)域的有經(jīng)驗(yàn)者可以在所附權(quán)利要求書規(guī)定的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行大量的修改和變化。
權(quán)利要求
1.精確地把一根鋼棒切分成兩根相同型材的裝置,它包括將一根縱向輸送的鈉棒切成兩根型材的切分裝置和分別接受上述兩型材的精軋生產(chǎn)線。其特征在于,裝置(21,22)用于比較兩根切分的型材并產(chǎn)生一個(gè)表明上述兩型材有差異的輸出信號(hào)??蓚?cè)向調(diào)節(jié)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(20)位于切分裝置前,用于將縱向輸送的鋼棒引到切分機(jī)(16)中。裝置(39)用于接收比較裝置22的輸出信號(hào),以便側(cè)向地調(diào)節(jié)上述導(dǎo)向機(jī)構(gòu),使得進(jìn)入切分機(jī)的鋼棒處于一個(gè)能使從切分機(jī)出來的兩型材尺寸相等的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置,其中,比較裝置包括分別作用于兩根縱切型材而產(chǎn)生表示兩型材尺寸信號(hào)的傳感器(21)和與該傳感器相連的比較器(22)。離開切分機(jī)的上述縱切型材分別形成活套(19),上述傳感器測(cè)量上述活套(19)的尺寸,當(dāng)兩傳感器的信號(hào)有差異時(shí),比較器產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào),上述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括一個(gè)側(cè)向可移動(dòng)的導(dǎo)向部件(35);使上述導(dǎo)向部件側(cè)向移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(37,38)和響應(yīng)比較器的輸出信號(hào)而啟動(dòng)上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝置(39)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置,其中,上述的切分裝置包括一臺(tái)位于導(dǎo)向部件后方并與其相鄰、用來接受來自導(dǎo)向部件的鋼棒的軋機(jī)15和在上述軋機(jī)后方的切分機(jī)16。切分機(jī)接受來自上述軋機(jī)的鋼棒并將其切分成上述兩根縱切型材。
4.一種精確地把一根鋼棒切成兩根相同型材的方法,鋼棒被縱向地輸送到一個(gè)切分裝置中,在切分裝置里鋼棒被縱向切成兩根棒狀型材,從切分裝置出來的兩根棒狀型材被送到各自的精軋機(jī)的途中對(duì)型材進(jìn)行測(cè)量;比較兩棒狀型材的測(cè)量值,得出兩型材之間的尺寸差異;橫向移動(dòng)輸送到切分裝置中的鋼棒,以補(bǔ)償和消除兩型材之間的任何尺寸差異。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法,其中,上述對(duì)棒狀型材的測(cè)量是通過測(cè)量位于切分裝置和精軋機(jī)之間的棒狀型材所形成的活套尺寸并對(duì)其進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法,其中,鋼棒的橫向移動(dòng)是受產(chǎn)生的代表不同活套尺寸的信號(hào)所控制,上述鋼棒在無彎曲切軋加工中無彎曲地輸入到切分裝置中。
7.一咱引導(dǎo)鋼棒到切分裝置的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括一個(gè)帶有引導(dǎo)一根縱向輸送的鋼棒到將鋼棒切成兩根型材的切分裝置里的機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向部件;支撐上述導(dǎo)向部件使其可作橫向移動(dòng)以便側(cè)向地調(diào)節(jié)鋼棒進(jìn)入切分裝置的位置的機(jī)構(gòu);驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向部件橫向移動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu);和啟動(dòng)該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以便使導(dǎo)向部件橫向移動(dòng)到一個(gè)合適位置的裝置,在該位置上,切分裝置能切出兩根相同尺寸的型材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的導(dǎo)向機(jī)構(gòu),其中,上述支撐上述導(dǎo)向部件的機(jī)構(gòu)包括一個(gè)帶有導(dǎo)向面的剛性底座,上述導(dǎo)向部件可滑動(dòng)地安裝在該導(dǎo)向面上。上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與上述導(dǎo)向部件相連的傳動(dòng)絲桿和一個(gè)與上述傳動(dòng)絲桿相連的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。當(dāng)上述傳動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)向部件在底座上滑動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的導(dǎo)向機(jī)構(gòu),其中,上述底座含有一個(gè)包括兩個(gè)間隔的立柱的開口通道,立柱的上表面構(gòu)成了上述導(dǎo)向面,上述導(dǎo)向部件安放在上述導(dǎo)向面上,上述導(dǎo)向部件上帶有與傳動(dòng)絲桿相嚙合的零件,因此當(dāng)傳動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),上述導(dǎo)向部件在上述導(dǎo)向面上滑動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的導(dǎo)向機(jī)構(gòu),其中,上述傳動(dòng)絲桿延伸安置在上述兩立柱之間的開口通道內(nèi)。
全文摘要
一種精確地把一根鋼棒切分成兩根相同尺寸型材的方法和裝置。在該方法和裝置中,鋼棒被縱向地輸送到一個(gè)切分臺(tái)并通過一個(gè)聯(lián)機(jī)導(dǎo)向調(diào)節(jié)系統(tǒng)即IGA系統(tǒng)側(cè)向地移動(dòng)以致能使切分后的兩型材相等。在切分后由IGA系統(tǒng)測(cè)量并判斷向前輸送的兩型材間的尺寸差異,IGA系統(tǒng)可橫向地移動(dòng)進(jìn)入切分臺(tái)的鋼棒、型材尺寸的測(cè)量是通過測(cè)量離開切分機(jī)的型材所形成的活套尺寸得到的。該方法和裝置尤其適用于兩工位之間即切分機(jī)前和切分機(jī)后鋼棒無彎曲地高速通過軋機(jī)的系統(tǒng),并且切分后的型材沿著獨(dú)立的加工線前進(jìn)不產(chǎn)生彎曲地通過精軋機(jī)。
文檔編號(hào)B21B39/00GK1069680SQ92109460
公開日1993年3月10日 申請(qǐng)日期1992年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月16日
發(fā)明者戴維·坦格·龐杰 申請(qǐng)人:戴維·坦格·龐杰