專利名稱：在兩輥之間成型薄金屬產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬產(chǎn)品的制造領(lǐng)域，一般是平形的和薄的，如鋼或其它金屬的帶材的制造，這是通過(guò)使產(chǎn)品通過(guò)有兩個(gè)基本上平行軸線的輥時(shí)使之成型的，輥對(duì)產(chǎn)品施加一個(gè)壓縮力。
它特別適用于金屬與合金的雙輥連續(xù)鑄造，在此期間，大量的熱在鑄造金屬和構(gòu)成容納熔融金屬鑄模的兩個(gè)壁的，被強(qiáng)烈冷卻的輥?zhàn)又g交換，它還適用于其它的成型方法，比如軋制。
獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的主要問(wèn)題之一是已知的實(shí)際上整個(gè)時(shí)間的輥?zhàn)娱g隙問(wèn)題，為了能影響到厚度和凸面控制使得到好幾何性質(zhì)的產(chǎn)品，也就是說(shuō)得到具有需要的和恒定立形狀橫截面和產(chǎn)品長(zhǎng)度尺寸的產(chǎn)品。
因此術(shù)語(yǔ)″輥?zhàn)娱g隙″此后不僅表示輥?zhàn)又g在頸部分隔輥?zhàn)拥钠骄嚯x(處在兩輥軸線的共用平面中的最狹窄的通道)，還表示在頸部的通道的形狀，一般不正好是矩形，不是有意目的得到橫向微凸的產(chǎn)品，就是裝置和輥?zhàn)又凶冃蔚慕Y(jié)果。
這些變形起因于產(chǎn)品施加的力，它引起—通過(guò)其支座中的彈簧或通過(guò)位置上調(diào)節(jié)其軸承座的裝置的收縮使輥?zhàn)臃蛛x(此外，這些間距的變化在該輥的兩側(cè)不必是相同的，這導(dǎo)致了相對(duì)于與輥軸線垂直的中平面的間隙的不對(duì)稱性)；—輥軸彎曲；
—或甚至是輥面的特有的彎曲。
這些變形也是因熱交換而引起的，在輥?zhàn)蛹訜釙r(shí)熱交換在輥上產(chǎn)生一般熱凸起效應(yīng)，而在輥?zhàn)有D(zhuǎn)時(shí)還引起交變負(fù)荷變形，這是由于輥的每個(gè)區(qū)與所形成的產(chǎn)品連續(xù)接觸和分離的緣故，在輥間鑄造的情況下，鑄件在與輥接觸時(shí)的凝固時(shí)尤為如此。
為了盡可能精確地知道這個(gè)間隙的形狀和尺寸，因而需要測(cè)量在輥?zhàn)又g頸部的間隙，這不只是在輥?zhàn)拥恼麄€(gè)寬度的一點(diǎn)上測(cè)，而是在整個(gè)寬度上測(cè)，或至少在沿形成頸部的兩條母線的若干點(diǎn)上測(cè)。
由于不可能在鑄造工序過(guò)程中進(jìn)行這種測(cè)量，所以已知的是在產(chǎn)品成形后用厚度和能確定其形狀和尺寸的輪廓量規(guī)來(lái)測(cè)量。除了這些量規(guī)的費(fèi)用問(wèn)題之外，實(shí)際上它們只能放置在遠(yuǎn)離頸部之處，因此僅在相當(dāng)長(zhǎng)的延遲之后測(cè)量才反映出間隙值。這值將會(huì)偏移，因而只能延遲進(jìn)行修正，這導(dǎo)致了沿制造產(chǎn)品的縱向輪廓的不規(guī)則性。
本發(fā)明的目的在于解決這些問(wèn)題，特別是能在產(chǎn)品成形過(guò)程中迅速而連續(xù)地確定間隙，從而能實(shí)際上即時(shí)地作用于調(diào)整輥的位置的部件或作用于控制成形操作的其它參數(shù)的部件，為的是保持恒定的所需的形狀和尺寸的間隙，比如作用于控制輥?zhàn)拥摹逋蛊稹宓难b置。
考慮到這些目的，本發(fā)明的主題是連續(xù)測(cè)定兩輥間頸部間隙的方法，此二輥屬于通過(guò)將金屬產(chǎn)品在其間通過(guò)而熱成型薄金屬產(chǎn)品的成套裝置，它們有基本上平行的軸線，該方法的特征在于中心部的間隙值，即該裝置的橫向中平面中的間隙值是在沒(méi)有產(chǎn)品的起始階段，及在冷卻時(shí)，以及在所述產(chǎn)品成形過(guò)程中被測(cè)得的，而對(duì)每根輥來(lái)說(shuō)一相對(duì)于此起始階段，沿與輥頸成180°處的母線上，測(cè)量輥表面上的至少三點(diǎn)位置上的變化，也就是說(shuō)沿正好與該輥頸完全相對(duì)的母線測(cè)量，這些點(diǎn)分別至少位于所述的中平面中和兩個(gè)與此中平面平行的第二平面中，而且該第二平面又位于所述中平面的兩側(cè)；—測(cè)量相對(duì)于起始階段的，位于與該輥頸成90°角處的母線上的點(diǎn)的位置變化，該點(diǎn)至少在所述中平面中；—用計(jì)算機(jī)模式或用經(jīng)驗(yàn)曲線確定頸部和90°和180°之一間的在所述平面中的輥的軸徑向長(zhǎng)度的變化；—用在中平面中的點(diǎn)位置變化的測(cè)量值(這些點(diǎn)分別位于相對(duì)頸部為90°和180°)和分別用在該中平面中的，一方面在頸部和90°之間的，另一方面在90°和180°之間的徑向長(zhǎng)度變化值，由此計(jì)算中心部的輥的彈力值和頸部的，相對(duì)起始狀態(tài)的徑向長(zhǎng)度變化值；—用冷卻時(shí)在中心的所述間隙值，在中心的輥?zhàn)訌椓χ岛蛷较蜷L(zhǎng)度變化值所計(jì)算出的是在中心的間隙瞬時(shí)值，以及該間隙的輪廓。
因此，由于本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)，從而可能在制造產(chǎn)品的過(guò)程中精確、迅速和連續(xù)地知道間隙實(shí)際上的精確的尺寸和形狀，從而保證這些尺寸和形狀保持在所要求的允許范圍中，或產(chǎn)生偏差時(shí)，借助常規(guī)用來(lái)裝備這類裝置的各種操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行事實(shí)上的和瞬時(shí)的修正。這樣就可得到在整個(gè)長(zhǎng)度上恒定橫截面的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
較好地是，測(cè)量位于所述第二表面中的，和在與頸部成90°的表面上的點(diǎn)的位置變化。然后用分別位于所述第二平面中的和在90°和180°處的點(diǎn)的位置變化測(cè)量值精確地確定間隙的不對(duì)稱度，即輥的兩端間的，兩輥的間距的差。
還較好的是，遠(yuǎn)離頸部的母線的并在這母線上至少三點(diǎn)的位置變化被測(cè)之處上的熱態(tài)輪廓線用界定所述母線上一點(diǎn)上的熱變形的，作為此點(diǎn)的軸向位置的函數(shù)的參數(shù)化函數(shù)，并用所述的至少三點(diǎn)的位置變化測(cè)量值來(lái)確定，而頸部上母線的熱態(tài)輪廓用所述的遠(yuǎn)離輥頸的該母線的熱態(tài)輪廓和在所述平面中，在頸部和所述遠(yuǎn)離頸部的母線處之間的輥徑向長(zhǎng)度變化的測(cè)定值來(lái)確定。
本發(fā)明的主題還在于一種成型薄金屬產(chǎn)品，比如帶材的裝置，它包括兩根具有基本上平行軸線的輥，在它們之間界定出一個(gè)位于其軸線的共用平面中的頸、設(shè)有軸承座的支撐裝置，輥軸的軸端在其中旋轉(zhuǎn)、及一個(gè)機(jī)架，在其上控制支撐至少一個(gè)輥的裝置，而且可在輥彼此靠近或再分開(kāi)的方向上作瞬時(shí)的移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，該裝置的特征在于它包括對(duì)每個(gè)輥而言，在分別位于與該軸線相垂直的中平面中的和兩個(gè)與該中平面平行的且位于靠近輥的邊緣處的第二平面中的三個(gè)點(diǎn)上測(cè)量與輥頸正好相對(duì)的母線位置的裝置和測(cè)量在所述中平面中的與頸部成90°的母線位置的裝置。
較好地是，為了能精確地測(cè)量該間隙的不對(duì)稱度，該裝置還包括測(cè)量在所述第二平面中的與頸部90°的母線位置的裝置。
根據(jù)實(shí)施方案的一個(gè)變型，所述的測(cè)量裝置是與支撐輥的裝置相連的位置傳感器，而且該裝置還包括測(cè)量軸承座間隔變化的裝置。
根據(jù)另一可省去測(cè)量軸承座的間隔的裝置的變型，測(cè)量與頸部正好相對(duì)的母線位置的裝置是與機(jī)架相連的傳感器。
該裝置還包括與測(cè)量裝置相連的計(jì)算裝置，它用于—計(jì)算母線測(cè)量位置的變化；—借助考慮了鑄造參數(shù)和/或用驗(yàn)數(shù)據(jù)確定在所述平面中，在頸部和90°或180°位置之間的輥的頸向長(zhǎng)度的變化；—用位置變化和徑向長(zhǎng)度的變化計(jì)算相對(duì)于起始階段的，在中心的輥的彈力值和徑向長(zhǎng)度變化值；—用冷態(tài)時(shí)在中心的間隙值，在中心的輥的彈力值以及徑向長(zhǎng)度的變化值，由此推斷在中心間隙的瞬時(shí)值以及間隙的輪廓。
其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將在此陳述中明確，該陳述根據(jù)本發(fā)明將指定一種在輥間連續(xù)鑄造薄鋼帶的裝置和連續(xù)測(cè)定該鑄輥間的間隙的方法。
參看附圖，其中—

圖1是鑄造裝置的簡(jiǎn)化的部件圖；—圖2是安裝該裝置的輥的半剖視圖；—圖3是鑄造設(shè)備的裝置簡(jiǎn)化平面圖；—圖4是經(jīng)圖3的平面P1截取的，圖3裝置的正視圖。
圖1所示的連續(xù)鑄造裝置以已知的方式包括兩個(gè)具有平行軸線而且位于水平平面中的輥10，11，它們被內(nèi)部冷卻并被驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。這種輥的簡(jiǎn)化的方式示于圖2中，它包括軸12，與軸相連的輥體31，以及構(gòu)成鑄件表面的外殼32，該外殼是用本質(zhì)上已知的方法固定在輥體上的。
按常規(guī)，為得到橫向稍有凸起的帶材(為后續(xù)的帶材冷軋?zhí)幚硭枰?，外殼32的外表面34必需是稍有″凹陷的″。這就是為什么用機(jī)加工所得到的，該表面的縱向輪廓(沿輥軸線方向)是中凹的。但是，此下凹度是在冷時(shí)測(cè)得的，以使在熱時(shí)，保持頸部的所需的下凹，這是考慮到當(dāng)外殼加熱時(shí)由于熱凸起作用初始下凹度趨于減小的事實(shí)。
以有意放大的方式，圖2示出了外殼表面的形狀，在冷時(shí)用虛線35示出，在熱時(shí)用參考線34示出，線36代表理論上的直的母線，下陷，或所述的下凹度是相對(duì)于它而確定的。
再回到圖1，可見(jiàn)的是，軸12固定在軸承座13F、13M、14F、14M，或輥軸承座中，軸在其中旋轉(zhuǎn)。
輥10的軸承座13F、14F通過(guò)支承裝置相連，比如通過(guò)梁15F相連，過(guò)梁15F是相對(duì)于裝置的機(jī)架16安裝的。另一輥11的軸承座13M、14M以同樣的方式通過(guò)過(guò)梁15M相連，過(guò)梁15M在機(jī)架16上被引導(dǎo)，并在其上移動(dòng)，這樣就可能用推力缸17調(diào)節(jié)軸承座13M和14M的位置，該缸還提供抵消鑄件所產(chǎn)生的分開(kāi)輥?zhàn)拥姆醋饔昧Α?br> 此外，該裝置還包括測(cè)量每個(gè)輥的表面34位置的器具。對(duì)每個(gè)輥而言。這些測(cè)量器具包括旨在測(cè)量位于水平平面P中的，正好與頸部相對(duì)的這表面的母線上的及沿該母線的若干點(diǎn)處的表面34的位置的傳感器22的組20。在圖1中，三個(gè)傳感器22是這樣展示的，一個(gè)位于垂直的中平面P3中，它測(cè)量基本上位于所述母線中部的點(diǎn)的位置，其它兩個(gè)分別位于靠近鑄造表面34邊緣的第二垂直平面P1和P5中。為提高測(cè)量精度可采用置于中部位置的輔助的傳感器。
相對(duì)于機(jī)架16安裝傳感器22的組20。這些傳感器是在三角測(cè)量用途中已知類型的傳感器，比如是激光束傳感器，它們盡管遠(yuǎn)離需要確定位置的點(diǎn)，但對(duì)距離的微小變化卻很敏感。這些傳感器22的布置要使得它們通過(guò)為此目的而設(shè)在支撐輥11的過(guò)梁15M中的窗18而指向輥11的表面。以這種方式，用這些傳感器所進(jìn)行的測(cè)量是對(duì)相對(duì)于機(jī)架16的輥?zhàn)?1的表面上目標(biāo)點(diǎn)的位置的直接測(cè)量，因而與軸承座13M，14M的位置無(wú)關(guān)。
測(cè)量表面34的器具還包括傳感器23的組21，它們位于輥11之下，于基本上通過(guò)輥?zhàn)拥妮S線的垂直平面中，這組傳感器是相對(duì)于軸承座13M、14M安裝的，因而隨后者移動(dòng)。傳感器23比如是電容的或電感的用于接近測(cè)量的傳感器。組21包括分別位于同一垂直平面中的與組20的傳感器22一樣的三個(gè)傳感器23，因此它們可以進(jìn)行位于與頸部成90°，相對(duì)于該輥轉(zhuǎn)動(dòng)方向的后者下方的表面34的母線位置的三點(diǎn)測(cè)量。
類似地，兩個(gè)傳感器組24，25安置在靠近輥10處。然而，假設(shè)該輥軸承座13F和14F是相對(duì)機(jī)架16安置的，那么則可注意到組24的傳感器也可是電容型或電感型的。
根據(jù)圖3和4中所示的實(shí)施方案的變型，這類僅可在短距離中測(cè)量的傳感器也可被用來(lái)替代傳感器22，以便測(cè)量輥11上的正對(duì)著該頸的母線上的這類點(diǎn)的位置。在此情況下，這些傳感器是相對(duì)于支撐該輥的裝置15M安置的，而且設(shè)置輔助的傳感器來(lái)測(cè)量這些支撐裝置相對(duì)于機(jī)架的位置。比如安裝傳感器26以使能測(cè)出兩輥的軸承座之間的間距的變化。
借助于用上述傳感器所進(jìn)行的測(cè)量，在鑄造期間連續(xù)確定間隙的方法現(xiàn)在將參考圖3和4來(lái)陳述。
在陳述之前，要記得的是輥間頸部的實(shí)際間隙，在鑄造期間取決于—冷時(shí)輥?zhàn)拥钠鹗枷掳级龋弧鈿さ臒嵬蛊鹦?yīng)和徑向膨脹效應(yīng)，這些效應(yīng)在外殼的熱時(shí)趨于減小下凹度；—在支撐外殼的該組部件中的彈力，尤其是該輥的軸的彎曲，這種彈力傾向于增加輥間在頸部的距離。
考慮到這樣的事實(shí)夾持力相當(dāng)?shù)停鈿さ闹睆脚c它的寬度相比又很大，則可以認(rèn)為外殼本身不彎曲，或至少可忽略此彎曲。然而，在每組傳感器中用大量的傳感器來(lái)確定間隙時(shí)可以考慮外殼的固有彈力。
機(jī)架16的彈力也可認(rèn)為是微不足道的。然而，通過(guò)象圖3和4中所示那樣使用傳感器安裝時(shí)，測(cè)量就變得與可能有的彈力全然無(wú)關(guān)，因?yàn)樗鶞y(cè)量的是輥?zhàn)拥妮S承座之間的間距的變化，那么機(jī)架的彈力對(duì)測(cè)量不再有影響。
此外，為精確了解鑄造期間頸部間隙的形狀和尺寸，需充分了解，在頸部—中心間隙，即在該裝置的中平面中的間隙；—間隙的不對(duì)稱性；—外殼的表面輪廓。
知道這些因素，就可能控制—通過(guò)控制兩個(gè)夾緊缸17的相等的移動(dòng)來(lái)控制鑄件的厚度；—通過(guò)控制這些夾緊缸的不同的移動(dòng)來(lái)控制該鑄件產(chǎn)品的橫向不對(duì)稱性；—通過(guò)控制鑄件產(chǎn)品和外殼之間的熱交換，比如通過(guò)改變外殼的冷卻或輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)速度來(lái)控制凸起外形。
在下文的說(shuō)明中，為了使用通過(guò)不同的傳感器所進(jìn)行的測(cè)量來(lái)測(cè)定中心部的間隙值。外殼的表面輪廓的不對(duì)稱性和形狀，將使用以下的符號(hào)eo冷時(shí)，理論外殼母線36之間的初始間隙值；e實(shí)際間隙值；b冷時(shí)，由于表面34機(jī)加工產(chǎn)生的，該表面母線的彎曲值；Dx輥的彈性值；
ed和eg用傳感器26測(cè)出的，輥?zhàn)觽?cè)上的軸承座之間間距的變化值；DR相對(duì)于其冷時(shí)長(zhǎng)度的，該輥的徑向長(zhǎng)度的變化(由于熱凸起和徑向膨脹的作用)；δ旋轉(zhuǎn)時(shí)徑向長(zhǎng)度的變化；L輥?zhàn)觾奢S承座間的距離；l包含傳感器的垂直平面中的每一個(gè)的，相對(duì)于軸承座的軸向距離；l外殼的寬度；c用傳感器22，23所測(cè)的，外殼上的每個(gè)點(diǎn)的位置的變化值。
此外，—配予上述符號(hào)的數(shù)字1，2，3表示角度位置，其中所述的數(shù)值被認(rèn)為1表示在輥頸處的位置，2表示與頸部成90°的位置，而3表示與頸部成180°的位置(正好與頸部相反)；—類似地，以系數(shù)示出的數(shù)字表示軸向位置3相應(yīng)于中平面中的位置，而1和5相應(yīng)于第2平面中的位置。它們靠近外殼的兩端(將注意到的是系數(shù)2和4相應(yīng)于輔助的中間平面)；—字母″F″表示與固定的輥10相關(guān)的值，而字母"M″則與可動(dòng)的輥11相關(guān)。
這樣，比如C23M是用傳感器23測(cè)得的，可移動(dòng)輥11的外殼表面34上的點(diǎn)的位置變化的值，該點(diǎn)位于與輥預(yù)成90°處，并在中平面中；δ231是在靠近外殼邊緣的第二平面P1中的，相對(duì)于輥頸成90°角的位置和成180°角的位置之間的徑向長(zhǎng)度的變化；
最后，方便的是給相應(yīng)于每個(gè)輥的同一測(cè)量或變化值的和標(biāo)上符號(hào)″F/M″(因而，比如C23F/M＝C23F＋C23M)而且給所有的相當(dāng)于間隙的增加的值標(biāo)上符號(hào)″+″，而給相當(dāng)于間隙減小的那些值標(biāo)上符號(hào)″-″。
要注意的是，與90°位置(″2″位)相關(guān)的并用于以下公式的c值被相當(dāng)于輥?zhàn)愚D(zhuǎn)1/4周的時(shí)間所延遲，從而該位置的變化考慮到了與同一母線相關(guān)的相同的計(jì)算，雖然這些變化的測(cè)量是在不同角度的位置上進(jìn)行的，只要特別是沒(méi)有任何可能的輥的不圓度。
按這些符號(hào)的規(guī)定，下式可寫成a)為確定中心部間隙e3—中心部(在中平面中)輥軸的彈力DX3＝C33-(C23-δ233)—頸部徑向變化DR3＝C23＋δ123因此中心部的實(shí)際間隙e3＝初始間隙 ｜eo3+冷時(shí)輥的下凹度 ｜+b3F+b3M+軸的彈力(DX3) ｜+C33F-(C23F-δ233F)+C33M-(C23M-δ233M)-頸部的DR3｜-(C23F+δ123F)-(C23M+δ123M)因而e3＝eo3＋b3F/M＋C33F/M-2·C23F/M＋δ233F/M－δ123F/Mδ233-δ123的值很小，而且可用考慮了指定外殼的鑄造參數(shù)，特別是熱交換強(qiáng)度和速度的計(jì)算機(jī)模式，或用經(jīng)驗(yàn)值確定。還應(yīng)注意的是，根據(jù)此計(jì)算機(jī)模式，該值相對(duì)于外殼的冷卻強(qiáng)度而言實(shí)際上是恒定的。b)間隙的不對(duì)稱度位于邊緣及在180°的端部傳感器能知道此不對(duì)稱度。
e1＝eo1－b1F/M＋C31F/M－2·C21F/M＋δ231F/M－δ121F/Me5＝eo5－b5F/M＋C35F/M－2·C25F/M＋δ235F/M－δ125F/M按照定義，設(shè)定b1＝b5(初始下凹輪廓的對(duì)稱度)，那么e1－e5＝eo1－eo5＋C31F/M－C35F/M－2·(C21F/M－－C25F/M)＋(δ231F/M－δ235F/M)－(δ121F/M－δ125F/M)A B可以假設(shè)，表達(dá)式A＝(δ231F/M－δ235F/M)而B(niǎo)＝(δ121F/M－δ125F/M)基本上為0，因?yàn)閷?duì)輥的每側(cè)而言條件原則上相同，而且它們只是在基本相等的數(shù)量級(jí)上有所不同。
此外，eo1和eo5有以下的值-eo1＝ed－(ed－eg)·l1/L-eo5＝ed－(ed－eg)·l5/L因此(eo1－eo5)＝[(ed－eg)/L]·(l5－l1)因而不對(duì)稱度的值eo1－eo5＝[(ed－eg)/L]·(l5－l1)＋C31F/M－C35F/M－2·(C21F/M－C25F/M)c)輪廓可以證實(shí)，冷時(shí)加于此輪廓線上的各輥表面34的在固有熱凸起輪廓為如下形狀Y＝k(Dq)·[2·e-β(1/2)－e-β(x)－e-β(1－x)]。
β是常數(shù)，需要計(jì)算k，它是穿過(guò)外殼壁的溫度梯度的函數(shù)。
為了考慮相對(duì)于平面的對(duì)稱性的可能的不足，需要了解在各側(cè)的曲線上的至少一點(diǎn)，因此，至少需要有三個(gè)傳感器。通過(guò)取靠近邊緣的傳感器所測(cè)得的平均值，就可能確定相對(duì)于其軸線的輥的輪廓線。
在有三個(gè)在180的傳感器而僅有一個(gè)在90°的傳感器的情況下，將需在取在180°的凸起值。如果在90°至少有3個(gè)傳感器，那么就可能取在90°的凸起值，此處靠近頸部，具有與頸部相近的值，因此，頸部的輪廓可以更精確地確定。
為了從90°或180°輪廓了解頸部的輪廓，則需要綜合頸部和辨認(rèn)出凸起的位置之間的徑向變化，—因此，DRi＝C2i－δ12i因此，如果該凸起是在與頸部成90°測(cè)量的Y1＝C23－C21＋δ123－δ121Y5＝C23－C25＋δ123－δ125如前所述，δ123，δ121和δ125的值，無(wú)論是作為鑄造參數(shù)的函數(shù)，還是作為180°和90°之間的凸起值的差的函數(shù)都可用一種模式確定，或用經(jīng)驗(yàn)曲線或經(jīng)驗(yàn)值確定。
知道了Y1和Y5，那么就可能確定各輥在頸部的輪廓。
正如將一直被了解的那樣，本發(fā)明的裝置和方法能在鑄造期間，通過(guò)確定在中心的間隙值，相對(duì)于中平面的它可能的不對(duì)稱度和各輥在頸部的母線的形狀精確和連續(xù)地確定輥之間的實(shí)際的間隙。
在與頸部成90°的傳感器特別用于確定由于熱凸起效應(yīng)產(chǎn)生的各輥徑向和輪廓變化的影響，因?yàn)樵诖?0°處，由于液壓缸的分離力的機(jī)械作用產(chǎn)生的變形是可以忽略的。因此也可能在輥頸上方90°處對(duì)該輥進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量。然而，出于空間限制的原因，較容易的是將這些傳感器置于輥?zhàn)又?。此外，考慮到此熱凸起的測(cè)量，這樣的位置是有利的，因?yàn)轭i部和頸部下方90°處之間的凸起變化要比頸部和頸部上方90°處之間的凸起變化小，這是因?yàn)樵诤髢蓚€(gè)位置之間由于進(jìn)來(lái)的金屬液與外殼的接觸要比鑄成的帶材與輥的表面的分離后的冷卻急劇得多的緣故。
上文所述的各種測(cè)量在事實(shí)上可能在運(yùn)行中測(cè)定間隙的變化，就冷時(shí)的此間隙而言，由于沒(méi)有力作用于輥?zhàn)?，所以這些變化是在鑄造期間施加的力和輥的熱變形而引起的。因此，假設(shè)冷時(shí)輥的輪廓形狀是已知的。實(shí)際上，冷時(shí)輪廓曲線的，被該設(shè)備用于加工該輥的輪廓的因素已由熱時(shí)所需的母線輪廓的形狀推導(dǎo)出來(lái)，為了具有能與所形成的帶材所需寬度輪廓相配的間隙輪廓(此形狀是由數(shù)字函數(shù)確定的)，這種冷時(shí)的輪廓因素給定了一點(diǎn)的輪廓的深度，作為該點(diǎn)的軸線位置的函數(shù)。相反地，通過(guò)測(cè)量在中心的間隙值和利用冷時(shí)輪廓的該因素，知道了冷時(shí)的間隙輪廓以及如上所述地知道了各輥形狀和位置的變化，就可能足夠精確地知道熱時(shí)的該間隙的輪廓。
在上文中，考慮到輥的母線輪廓形狀是一條由數(shù)學(xué)函數(shù)確定的曲線，由位于三個(gè)平面P1，P3，P5中的傳感器所作的測(cè)量可能確定該曲線的參數(shù)及其在該裝置中的位置。很容易了解的是，如果可將大量傳感器用于除P1和P5之間的，與P3平行的平面中，即分布于該輥表面34的整個(gè)寬度上，那么就可能直接通過(guò)測(cè)量知道該輪廓線上一些點(diǎn)的位置，從而精確地知道該輥的輪廓及間隙的輪廓，而無(wú)需完全知道初始輪廓的形狀。
無(wú)需說(shuō)明的是，本發(fā)明不僅適用于連續(xù)鑄造，而且還，如在開(kāi)始時(shí)已經(jīng)提到的，適用于軋制金屬或一些其它材料制的平的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)測(cè)定兩輥(10，11)之間在頸部的間隙的方法，該輥有基本平行的軸線，是使薄金屬產(chǎn)品在所述輥之間通過(guò)而使之熱成形的裝置的輥，其特征在于，中心部(20)的間隙值，即在該裝置的橫向中平面(P3)中的間隙值是在沒(méi)有產(chǎn)品和冷時(shí)在起始階段，及在所述產(chǎn)品成形期間測(cè)定的，而對(duì)于每個(gè)輥；一相對(duì)于此起始階段，在該輥表面上至少三個(gè)點(diǎn)位置中的變化值(C31、C33、C35)是沿一條與頸部成180°，即與頸部正好相對(duì)的母線測(cè)得的，這些點(diǎn)至少分別位于所述中平面P3及兩個(gè)與所述中平面平行的，且位于其兩側(cè)的第二平面(P1，P5)中；—相對(duì)于起始階段，在位于與頸部成90°的母線上的點(diǎn)的位置中測(cè)量變化值(C23)；—在所述各平面中的，在該頸部和一個(gè)90°或180°位置之間的輥的徑向長(zhǎng)度(R)變化(δ12)用計(jì)算機(jī)模式或經(jīng)驗(yàn)曲線確定；—從而用分別與頸部成90°和180°處，在中平面中的各點(diǎn)位置測(cè)量的變化值，及分別在中平面中，一方面在頸部和90°位置之間(δ123)，另一方面，在90°和180°位置之間(δ133)的徑向長(zhǎng)度變化所計(jì)算出的是在中心輥的彈力值(DX3α)和相對(duì)于起始階段的在頸部徑向長(zhǎng)度變化值(DR3)?！纱?，用冷時(shí)在中心的間隙值和在中心的輥的彈力值以及徑向長(zhǎng)度變化值計(jì)算出的是在中心的間隙的瞬時(shí)值(e3)及間隙的瞬時(shí)輪廓。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還測(cè)量在位于所述第二平面中并與頸部成90°的表面上的點(diǎn)的位置變化。
3.權(quán)利要求1和2任一項(xiàng)的方法，其特征在于遠(yuǎn)離頸部母線的，和在該母線的至少三個(gè)點(diǎn)的位置變化(C21，C23，C25)被測(cè)出位置(2)上的熱輪廓用確定在所述母線上的點(diǎn)，作為該點(diǎn)的軸向位置(1)的函數(shù)的熱變形(Y)的參數(shù)化函數(shù)，和用所述的至少三點(diǎn)的位置變化測(cè)量值測(cè)定，而頸部母線的熱輪廓用所述的遠(yuǎn)離頸部的母線熱輪廓和在所述各平面中的，在頸部和所述遠(yuǎn)離頸部的母線位置之間的，該輥的徑向長(zhǎng)度變化值(δ12)來(lái)確定。
4.權(quán)利要求2和3任一項(xiàng)的方法，其特征在于，用分別位于所述第二平面和所述90°和180°位置中的點(diǎn)的位置變化(C31，C35，C21，C25)的測(cè)量值確定該間隙的不對(duì)稱度(e1-e5)。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，測(cè)量相對(duì)于空間安裝基準(zhǔn)位置于180°的點(diǎn)位置的變化(C3)。
6.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，測(cè)量相對(duì)于支撐該輥的，包括輥軸的端部在其中旋轉(zhuǎn)的軸承座的裝置(15F，15M)在位于180°處點(diǎn)的位置變化(C3)和在每個(gè)端部的軸承座的間隔的變化(ed，eg)。
7.形成薄金屬產(chǎn)品，如帶材的裝置，它包括兩個(gè)具有基本上平行的軸線的，在它們之間界定出位于其軸線的共同平面(P)中的頸部的輥(10，11)，設(shè)有輥軸(12)的軸端于其中旋轉(zhuǎn)的軸承座(13，14)的支撐裝置(15F，15M)，及在其上操縱支撐至少一個(gè)輥的裝置，并可在該輥彼此靠近，或再分開(kāi)的方向上瞬時(shí)移動(dòng)的機(jī)架(16)，其特征在于，對(duì)每個(gè)輥，它包括測(cè)量與該頸部正好相對(duì)的母線上的，分別位于與軸相垂直的中平面(P3)中的，和與該中平面平行并靠近輥邊緣的第二平面(P1，P5)中的至少三點(diǎn)的位置的裝置(22)，和測(cè)量與頸部成90°的母線的，在中平面中的位置的裝置(23)。
8.權(quán)利要求7的裝置，其特征在于它還包括，測(cè)量在與頸部成90°的，在所述第二平面中位置的裝置(23)。
9.權(quán)利要求7或8的裝置，其特征在于，所述的測(cè)量裝置是與支撐輥的裝置相連的位置傳感器(22)，其特征還在于，它還進(jìn)一步包括測(cè)量軸承座的間隔變化的裝置(26)。
10.權(quán)利要求7的裝置，其特征在于測(cè)量與頸部正好相對(duì)的母線位置的所述裝置(22)是與該機(jī)架相連的傳感器。
11.權(quán)利要求7-10中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，所述的輥(10，11)是用于在輥之間連續(xù)鑄造的裝置的，旨在用于與溶融金屬接觸的冷卻鑄造輥。
12.權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，它包括與所述測(cè)量裝置(22，23)相連的計(jì)算裝置，它用于—計(jì)算所述母線的被測(cè)位置的變化；—借助考慮了鑄造參數(shù)的計(jì)算機(jī)模式或用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定在所述平面(P1，P3，P5)中的，在頸部與90°或180°位置之間的輥的徑向長(zhǎng)度(R)的變化(δ12)；—用所述的位置變化和徑向長(zhǎng)度變化計(jì)算在中心的輥彈力的值(DX3)和相對(duì)于起始狀態(tài)的在頸部的徑向長(zhǎng)度變化值(DR3)?！陀纱擞美鋾r(shí)在中心的間隙值、在中心的輥彈力值和徑向長(zhǎng)度變化值以及間隙的輪廓推導(dǎo)出在中心間隙的瞬時(shí)值(e3)。
13.權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，所述的測(cè)量裝置包括電容性或電感性或激光束傳感器。
全文摘要
該裝置包括兩個(gè)被機(jī)架(16)上的軸承座(13，14)固定的輥(10，11)，對(duì)于每個(gè)輥，還有測(cè)量正對(duì)著輥間的頸部母線上的，分別位于與軸線垂直的中平面中的和與此中平面平行的第2平面，如(如P本發(fā)明的方法采用這些裝置來(lái)連續(xù)確定輥間的間隙，其中考慮到了工作中的輥的變形。特別適用于輥間連續(xù)鑄造金屬帶材。
文檔編號(hào)B22D11/16GK1130106SQ9512031
公開(kāi)日1996年9月4日 申請(qǐng)日期1995年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月28日
發(fā)明者J·巴比, F·馬佐迪艾, L·文迪維爾, P·迪拉蘇斯, E·沙吉斯, Y·格蘭詹尼勒, J·M·佩列蒂埃 申請(qǐng)人:尤辛諾-沙西羅有限公司, 泰森鋼鐵公開(kāi)股份有限公司