用于管材轧机的芯棒传送装置制造方法

用于管材轧机的芯棒传送装置制造方法
【专利摘要】一种用于轧制管材的轧制设备（R），具有带有两个或更多个辊子的多机架轧机（5），以实现可控速度的芯棒轧制过程，该轧制设备（R）包括被布置在轧机（5）的入口区域中以与芯棒（31）的后柄脚配合的吊起和释放装置（61），以及被布置在轧机（5）的出口区域中以与第一吊起和释放装置（61）协同的方式与芯棒（31）的前柄脚配合的吊起和释放装置（71）。
【专利说明】用于管材轧机的芯棒传送装置
发明领域
[0001]本发明涉及利用芯棒运转的多机架连续管材轧机的芯棒传送装置。
[0002]技术现状
[0003]现有技术中的纵向多机架轧机利用芯棒运转，根据其结构，特别是关于轧制速度控制和关于管材内部的芯棒的速度和位置，该纵向多机架轧机可以被通常地分组为各种类型。
[0004]连续浮动(即自由的)芯棒轧机是那些在按照芯棒和管材内壁之间产生的摩擦力通过多机架轧机的轧制通路的过程中，芯棒可以自由地在管材内部移动的轧机。芯棒因此随着轧制机架顺序咬合而逐渐加速。在轧制操作离开轧制线的最后，或者在管材的尾部已经离开最后的轧制机架的所有情况下，并且因此当自由芯棒已经呈现与管材相同的前进速度时，芯棒被从管材中移走。周期时间很短，并且因此获得了高生产率，例如，使用这种类型的轧机，达到每分钟4-5根的产量。
[0005]另一方面，这种类型的轧机具有各种缺陷。芯棒的加速导致管材中对尺寸质量有害的压缩状态，以及因为由辊子界定的槽在第一机架中被过度填充并且在轧机的末端的最后的机架中被填充的不足而引起的管材缺陷。因此发现轧制稳定性和带超量容差的产品的问题。此外，因为芯棒不能长到触及管材的头部，所以在第一步轧制后不久，管材的头部在较长的时间仍然是热的，而在轧制进行时芯棒仍然插入其中的其后的部分被与其接触的芯棒自身部分地冷却，因此沿着整个管材的长度上的管材冷却是不一致的。在这些轧机中，通常需要提供下游加热炉来使管材温度在最后的轧制之前变得一致以用于校准或进一步减小管材直径。
[0006]第二种类型的轧机是已知的半浮动芯棒轧机，这种轧机的芯棒在轧制过程中以技术上最有利的速度被压制和前进，保持慢于管材。在轧制操作的末尾，在管材的尾部已经离开最后的轧制机架之后，芯棒被从限动装置(retaining device)释放，同时保留在管材自身的内部并且跟随其一起被从轧制线移走。芯棒被从轧制线外的管材移走，或者另外当管材的尾部已经离开最后的轧制机架时，并且因此当自由芯棒已经呈现与管材相同的前进速度时，芯棒被从管材移走。这种类型的轧机的周期时间很短，并且因此获得了高生产率，例如，达到每分钟3-4根管材。相反地，发现与前一种类型的轧机的那些缺点相同的关于缺乏沿着管材的温度的一致性的缺点。
[0007]第三种类型的轧机被称为限动芯棒轧机，并且以具有齿条和齿轮芯棒限动装置为特征。在管材轧制操作的末尾，当管材的尾部离开轧机的最后一个机架时，管材早已经通过提取器装置由在轧机下游的其头部事先啮合，所述提取器装置夹紧管材的外表面。通常制作成特定顺序的辊子轧制机架的形式的提取器装置将管材在相同的轧制方向向前拖动，而限动系统锁住芯棒以使其在管材内部运动，并且将其向后朝向轧机的入口侧拉动，其随后从该入口侧被卸载并且被重新引入传统的芯棒传送周期。提取器装置或轧机还具有在芯棒被移走时，通过对内部不带芯棒的管材进一步轧制来减小管材的外部直径的功能。这种类型的轧机的周期时间要长一些，并且因此生产率要比之前描述的类型低:通常每分钟可以轧制2根管材。
[0008]在限动芯棒设备的传统轧制中，在轧制步骤中芯棒以也称为限动速度的可控的速度前进，在整个轧制周期中，指向与从多机架轧机的入口到出口的管材相同的运动方向。
[0009]在用这种类型的轧制设备实现的轧制过程中，芯棒通常在每个轧制周期的开始被插入穿孔毛管(pierced shell)，在穿孔毛管自身的头部的方向上从尾部开始，以与管材的轧制方向相同的方向一起运动。
[0010]这样的第一种操作可以在轧制轴线上发生，并且这被称为在线插入，或离线地发生，而这种情况被称为预先插入，芯棒在穿孔毛管中的预先插入被用来减小芯棒限动装置的行程，并且因此来减小轧机自身的周期时间，提高生产率。这种技术的限制因而是其低生产率，特别是对于用来轧制小尺寸和中等尺寸的管材的轧机，例如，那些具有小于或等于7”(177，8mm)标称直径的管材。
[0011]另一种类型的轧机是带提取器和在轧制末尾进行管材释放的一种名为限动芯棒类型的轧机，其中芯棒穿过提取器。这种类型的轧机中进行的轧制过程包括:在管材轧制操作的末尾，芯棒被特定的限动装置固定，而管材由提取器装置通过将其沿着轧制线拉动而被从芯棒移走。在管材已经全部通过所述提取器装置之后，芯棒随后被从限动装置释放，通过沿着轧制线挤压辊子而向前传送，并且在管材之后立即通过提取器装置，并最终卸载在提取器自身的下游以遵循为芯棒重用提供的回路。在这些轧机中可以获得相对短的周期时间:每分钟2，5根管材。
[0012]后一种类型的设备的缺点是所述过程包括通过挤压辊子来传送依然很热的芯棒，带有损坏芯棒表面的风险。在这种类型的过程中，轧制步骤中的通常是齿条类型的芯棒限动装置，必须包括在周期内工作并且适合于在移走管材之后释放芯棒自身的释放装置。为了在带有限动芯棒的轧制设备中实现轧制过程，芯棒穿过提取器轧机(extractor mill)需要提取器轧机被制作成带有能迅速打开和关闭的机架以允许每个轧制周期中的轧制好的管材首先通过以及芯棒的随后通过，保证了穿孔毛管、管材、以及芯棒以高速度沿着轧制线移动。如果提取器装置的操作准确性不能保证，可能存在两个相邻辊子的边缘与轧制好的管材的后续纵向标线对不准。
[0013]利用限动芯棒类型的轧制设备的过程在所有的情况下对于在管材离开轧机时能获得的管材质量以及其热状况是有优势的；实际上只是在这种类型的轧机中才可能包括还不带有中间加热的管材的最后直径的校准。
[0014]为了也能保证限动芯棒类型或半浮动芯棒类型的有效的轧制过程，使用在轧制周期中保证芯棒速度稳定性、是强健的并且提供吊起和释放芯棒自身的可能性的芯棒限动装置是重要的，所述可能性不是由链和链轮系统提供的，链和链轮系统在如今是非常普遍的。实际上，在带有半浮动芯棒或限动芯棒的轧制设备的情况下，带有在链轮上缠绕的链并配备有吊起载体的限动装置由于其部件的早起磨损、噪声、以及随着时间链遭受伸长而是没有优势的。为了避免链式系统的这些缺点，周期内吊起和释放的系统在一些已知的可控速度的限动芯棒类型的设备中使用，以实现短周期时间的轧制方法。在所有的情况中，这些系统不以芯棒牵引轴线为中心工作，并且因此增加了与作用在吊起/释放系统上的弯曲载荷有关的问题。
[0015]轧机及其限动芯棒轧制过程在文献W02011/000819中公开，在该文献中，在提取管材之后而芯棒仍然被保持并且内部不再有芯棒的管材通过提取器装置被传送和轧制，芯棒在轧机的下游并相对于轧制线侧向地被从轧制线抽走。
[0016]然而，在上面描述的已知的限动芯棒设备中，制造短的管材是困难的，因为短的管材比多机架轧机的最后一个机架的轴线和提取器的第一个机架的轴线之间的距离短。
[0017]市场需要允许更多的最终产品多样性的轧制设备，也就是，能够以涉及最少数目的设备部件的更换操作轧制不同长度的管材、允许减少管材的轧制周期时间并提高设备的整体生产率、提高最终的管材质量或至少不会降低其质量、设备自身具有更合理的结构从而降低设备的生产和管理成本的轧制设备。
[0018]发明概述
[0019]本发明的主要目的是实现用于管材轧制设备的芯棒传送装置，该管材轧制设备具有利用芯棒操作的连续的多机架的轧机，其制造和操作的性能价格比更高，保证轧制过程
的高生产率。
[0020]本发明的另一个目的是实现用于限动芯棒或半浮动芯棒类型的管材轧制设备的芯棒传送装置，所芯棒传送述装置允许在轧制操作的过程中的芯棒速度的精确控制，并且所述芯棒传送装置以相对于由被轧制的管材施加在芯棒上的牵引居中的方式工作。
[0021]根据本发明的第一方面，通过用于带有芯棒的多机架管材轧机的芯棒传送装置实现了这些目的，该多机架管材轧机限定轧制轴线，该芯棒传送装置包括齿条装置(rackdevice)和用于吊起和用于释放芯棒的柄脚的吊起和释放装置，其中所述齿条装置包括平行于轧制轴线的并排的两个齿条，所述两个齿条中的每一个具有两个各自的齿轮齿和两个各自的末端，所述吊起和释放装置被布置在两个齿条的一个末端处。
[0022]本发明的芯棒传送装置适用于上面描述的现有技术的类型的所有的限动芯棒或半浮动芯棒类型的轧制设备。有利地是，芯棒传送装置特别适用于可控速度的限动芯棒管材的轧制设备，利用其可以进行高生产率的轧制过程，在该过程中在每个轧制周期中使用的芯棒被在线插入穿孔毛管，但是向后通过多机架轧机继续进行，与通常在限动芯棒轧机中进行的那些相反，也就是，在与轧制方向相反的方向上，以其尾部末端从轧机的最后一个机架首先进入。
[0023]依靠轧制设备的这种结构，因为还可能从轧制设备除去提取器装置或轧机，同时保留使用已知类型的限动芯棒轧制过程的优点，所以可以得到另外的优点。本发明的设备的另外的优点是轧制各种长度的管材的可能性，特别是还有比那些通常生产的管材更短的管材，也就是比在多机架轧机出口处约8-10m更长的管材。从在轧制线的末端不使用提取器轧机衍生出的优点是获得更薄的壁的管材。实际上，当限动芯棒轧机中有提取器轧机时，如通常在现有技术的情况中的，轧制薄的管材，也就是具有高的直径/厚度比的管材的可能性被降低。这是由于提取器轧机通常在内部没有芯棒时，执行能产生3%-5%的管材外部直径减少的进一步的轧制功能的事实，这种操作意味着增厚管壁的1.5%-2.5%。实质上，夕卜部管材直径和外部管材厚度之间的比率能被减少等于4.5%-7.5%的量。这一点通过本发明的轧制设备被避免。
[0024]当芯棒传送装置对执行限动芯棒轧制过程是最优时，其允许充分利用这种类型的轧机的优点。例如，通过使用上面提到的设备，可以减少避免了在芯棒上的轧制阶段和最后的直径减小阶段之间的中间加热的管材的最终直径，所述中间加热在现有技术的限动芯棒轧机中通常在校准器或拉伸缩减器类型的轧机上进行。
[0025]简言之，最优但不排他的本发明的芯棒传送装置的使用是在其中轧制过程要求在特定的轧制周期中使用的芯棒在轧机下游的区域中被装载，随后由芯棒传送器向后插入到多机架轧机中的轧制设备中，其中所述传送器被布置在多机架轧机的下游。必须在所述周期内用该特定的芯棒轧制的穿孔毛管通过将其横向于轧制方向平移而被装载，并且在多机架轧机入口处布置在轧制轴线上。芯棒的插入持续，从多机架轧机的第一机架离开，向后进入穿孔毛管并且最终在芯棒的尾部区域从穿孔毛管的尾部抽出的时刻，芯棒的后部末端被吊起在布置在多机架轧机的入口侧上的芯棒传送器上。为了允许被芯棒传送器吊起，芯棒的后部末端配备了为吊起准备的特殊的柄脚。在这一点，所述轧制周期的芯棒结合所使用的穿孔毛管和所要生产的管材的特点进行定位。接着，穿孔毛管被机动化的送料辊子推进多机架轧机，与此同时芯棒以可控的轧制速度继续向后。
[0026]轧制设备的控制系统(已知类型的)包括在最后一个机架上轧制管材的最后一部分(即尾部或后部)，当芯棒的头部仅仅在机架自身上游时，管壁的厚度在最后一个机架中被轧制，从而避免了用来从芯棒移走所轧制好的管材的后续的提取器轧机的使用。这一点通常被称为芯棒和轧制好的管材之间的汇合点。
[0027]接着，还是在同样的轧制周期中，管材朝着多机架轧机的出口移动，同时芯棒继续其仍然在与轧制方向相反的方向上朝着轧机入口区域的移动。通过芯棒在穿孔毛管内的这种插入运动学，以及通过芯棒和管材之间的相对移动，已经轧制好的管材与处于其内部腔体中的芯棒重叠的时间被减少了。用这种方式，通过与具有比管材的温度更低的温度的芯棒体接触而引起的管材自身的冷却被减少了，从而方便通过外部直径的减少进行的其后续可能的轧制而不必进行中间加热。
[0028]一旦芯棒已经被从管材的内部抽出，管材被停放在多机架轧机的下游的完全不会妨碍轧机的位置，同时在所述轧制周期中使用的芯棒被停放在轧机自身的入口区域的其中芯棒的顶端被布置成全部在轧制机架的外面并且完全不受轧机的妨碍的位置。
[0029]在这一点上，在入口侧上，在刚刚完成的轧制周期中使用的芯棒被从轧制轴线的一侧抽至离线位置以将轧制轴线清理干净。所确定的轧制周期因此结束并且在同时，或之后不久，下一个穿孔毛管被从离线装载到轧制轴线以启动下一个轧制周期，该周期以相同的顺序执行。
[0030]这种在入口区域从轧制线抽取芯棒的操作和在轧制线上的下一个穿孔毛管的插入操作可以用多种方式(例如，通过以相互协调的方式使用两个旋转臂)进行。在多机架轧机的出口侧上，在刚刚完成的轧制周期中轧制的管材处于在通过已知类型的制动工具产生的制动之后达到的固定的位置，并且通过各种系统(例如，通过旋转臂)从轧制轴线抽取到离线位置。同样，例如，通过旋转臂，必须被用于后续周期中的轧制的芯棒被从离线位置插入到轧制轴线上。这两个旋转臂的动作是相互协调的以减少周期时间。
[0031]与所述过程之前的所有周期类似，在该周期中，新的芯棒被向后插入在重新产生已经描述的用于之间的周期的操作的所有阶段的轧机中。
[0032]通过结合进分别位于轧机的入口区域和出口区域中的两个芯棒传送装置的吊起和释放装置的具体特点，保证了在每个轧制周期中以最优的方式快速、准确、以及相互协调的执行芯棒吊起和释放的操作。[0033]通过使用本发明在限动芯棒或半浮动芯棒轧制设备的芯棒传送装置，由于吊起和释放操作的执行速度保证了轧制设备的高生产率。此外，芯棒/穿孔毛管支撑辊子的垂直致动系统的使用被避免以为通常在已知类型的轧制设备中在轧制轴线X下面具有干扰芯棒/穿孔毛管支撑辊子的妨碍物的齿条的头部留出空间。
[0034]从属权利要求参照本发明的优选实施方式。
[0035]附图简述
[0036]本发明另外的特征和优点根据参考附图通过非限制性的示例示出的根据本发明的管材轧制设备的优选的但不排他的实施方式的详细描述将更加清楚，在附图中:
[0037]图1概略地示出了处于管材轧制过程中的任意周期的规定阶段中的本发明的管材轧制设备的轧制线部分的平面图，
[0038]图2概略地示出了图1中的设备的部件的平面图，
[0039]图3概略地示出了图2中的部件的侧视图，
[0040]图4示出了图2中的部件的细节的放大的侧视图，
[0041]图5示出了图4中的细节的俯视图，
[0042]图6示出了图5中的细节的主视图，
[0043]图7示出了图5中的细节沿着A-A平面的剖视图，
[0044]图8示出了图5中的细节在不同的工作位置下沿着A-A平面的剖视图，
[0045]图9概略地示出了图1中的设备的另一个部件的平面图，
[0046]图9a概略地示出了图9中的部件的变体的平面图，
[0047]图10概略地示出了图9中的部件的侧视图，
[0048]图11示出了图9中的部件的细节的放大的侧视图，
[0049]图12示出了图11中的细节的俯视图，
[0050]图13示出了图12中的细节的主视图，
[0051]图14示出了图12中的细节沿着A-A平面的剖视图，
[0052]图15示出了图12中的细节在不同的工作位置下沿着A-A平面的剖视图，
[0053]图16示出了图2中的部件的放大部分的主视图，
[0054]图17示出了图9中的部件的放大部分的主视图，
[0055]图18概略地示出了图9a中的部件的放大的侧视图，
[0056]图19示出了图18中的细节的俯视图，
[0057]图20示出了图19中的细节的主视图，
[0058]图21示出了图19中的细节沿着A-A平面的剖视图，
[0059]图22示出了图19中的细节在不同的工作位置下沿着A-A平面的剖视图。
[0060]各个图中相同的参考数字对应相同的元件或部件。
[0061]本发明的优选实施方式的详细描述
[0062]附图示出了与本发明一致的、总体上用参考标记R表示的、利用可控速度的芯棒工作的轧制设备的优选实施方式，所述轧制设备可以实现包含本发明的传送装置的连续的、可控速度的、高生产率的芯棒管材轧制过程。轧制设备R限定轧制轴线X和由通常被称为穿孔毛管39的待轧制的材料和轧制好的管材42所要遵循的轧制方向23。设备R通常被分割成入口区域或入口侧20、合适的轧制区域21以及出口区域或出口侧22，用于从轧制轴线X卸载芯棒的芯棒卸载装置2和用于将穿孔毛管装载到轧制轴线X上的穿孔毛管装载装置I位于该入口区域或入口侧20 ;多机架轧机5位于该轧制区域21 ;芯棒装载装置4和从轧制轴线X卸载轧制好的管材的轧制好的管材卸载装置3位于出口区域或出口侧22。
[0063]沿着轧制轴线X的穿孔毛管39的装载装置I被放置在多机架轧机5的入口，并且被有利地但不是唯一地制作成装配在轧制轴线X的侧面的旋转臂的形式。这种穿孔毛管装载装置I在工作时从离开轧制线的侧面位置将穿孔毛管39捡起并将其沿着穿孔毛管和芯棒的支撑辊子所布置的轧制轴线X放置，这在现有技术中是已知的，并未在附图中详细示出。
[0064]来自轧制轴线X的芯棒31的卸载装置2也被布置在多机架轧机5的入口，并且有利地但不是唯一地被制作成装配在轧制轴线X的侧面的旋转臂的形式。芯棒31的卸载装置2被装配在多机架轧机5的入口处与穿孔毛管装载装置I相对于轧制轴线X的一侧相对的侧上。
[0065]装置2在工作时，在每个轧制周期的末尾，从轧制轴线X自身取走轧制管材42使用的芯棒31，并且将其运送到轧制线外的侧面位置。这一位置属于过程中使用的芯棒的再循环装置，该过程包括已知的且未在附图中详细示出的方式的其温度已经由于在轧制周期中从管材接收到的热效应而增加的芯棒的冷却操作，以及在被传送至轧机的出口侧22之前的润滑操作，以在其他的后续轧制周期中使用。
[0066]来自轧制轴线X的轧制好的管材42的卸载装置3被放置在多机架轧机5的出口，并且有利地但不是唯一地被制作成安装在轧制轴线X的侧面的旋转臂的形式，其在轧制的末尾取下管材42并将其传送到轧制轴线自身以外的侧面位置，以用于可能的储存或用于其他的处理或操作。来自轧制轴线X的这种卸载装置3被装配在多机架轧机出口，在与图1中的较低部分示出的相对于轧制轴线X的穿孔毛管装载装置I相同的一侧。
[0067]沿着轧制轴线X的芯棒装载装置4被放置在多机架轧机5的出口，并且有利地但不是唯一地被制作成装配在轧制轴线X的侧面的旋转臂的形式。在工作时，装置4从侧面的离线位置提取芯棒31并将其沿着轧制轴线X放置，其中属于出口侧22上的芯棒传送器7的芯棒和管材支撑辊子布置在轧制轴线X处(同样因为属于现有技术而未被详细示出)。芯棒装载装置4被装配在多机架轧机5的出口，在与芯棒卸载装置2相同的一侧上(参照轧制轴线X在图1中的上面部分示出)。
[0068]多机架轧机5被有利地但不是唯一地用作每个机架带有两个或更多个辊子的交替机架类型的轧机，其中所述机架被连续布置以使奇数机架的辊子间隙沿着轧制轴线X对应于偶数机架的凹槽底部，并且反之亦然。在不背离本发明的精神的情况下本发明的轧制设备还可包括其他类型的管材轧机。
[0069]入口侧20上的芯棒传送器6包括带有高度可调节的辊子92的芯棒支撑装置和包含彼此相互平行的两个齿条62’和62’ ’的纵向芯棒致动部件62 (在图1中未示出)。在两个平行的齿条之间配备了刚性连接件62’ ’ ’，以使三个部件62’、62”以及62’ ’ ’构成在芯棒31的夹紧区域的远端之间的和用于两个齿条62’和62”’的确定长度的单一主体，并且因而是一个更结实的主体。每个齿条62’和62”具有平衡布置在轧制轴线X的上面和下面并与其平行的两个各自的齿轮齿51、51’和52、52’。这四个齿轮齿51、51’、52、52’因此相对于与轧制轴线X—致的芯棒31的轴线对称布置，以使作用在芯棒上的与轧制相关的操作产生的轴向载荷在四个齿轮齿上和啮合它们的齿轮55、55’、56、56’上均匀地减轻。部件62的特殊的紧凑结构允许在轧制期间在芯棒上施加非常高的轴向载荷而没有弯曲的风险。
[0070]向部件62施加所需的力并向其传递运动的齿轮55、55’、56、56’被布置在齿轮箱57中，所述齿轮箱57包含配备有带齿的轮子的传动轴的支撑结构，并且其需要啮合相对于轧制轴线X对称布置的两个齿条62’、62”;齿轮55、55’、56、56’的带齿的轮子被有利地装配在齿条自身的上面和下面。有利的是，出于构造上的原因，啮合齿条62’的两个齿轮齿的齿轮55、55’的带齿的轮子在运动学上与啮合齿条62’’的两个齿轮齿52、52’的齿轮56、56’的带齿的轮子分隔开。
[0071]齿轮55、55’、56、56’以已知的方式连接到相应的驱动器58,该驱动器58包括一个或两个减速器，以及对应于齿轮箱中的带齿的轮子的数目的多个电动机。有利的是，离开齿轮箱57的传动轴都指向相同侧。电动机因此都位于相对于轧制轴线23的相同侧。
[0072]两个齿条62’和62”中的每一个在其中没有配备刚性连接件62’ ’ ’的空间中具有两个内部轮子53’、54’和两个外部轮子53、54，而在芯棒保持器头部区域68、69和在系统62的后部区域中，轮子59’、59”只是装配在两个头部68、69的外侧。轮子59’、59”在轨道或导轨47上运行。
[0073]轮子的布置可能与附图中示出的布置不同，也就是，通过将轮子沿着方向X偏移，或者通过同样在连接件62’’’存在的区域中布置内部轮子，例如在局部将其中断。
[0074]轮子的使用的一种选择是通过装配在齿条上并沿着轨道或导轨滑动的滑动转子(sliding runner)构成。
[0075]芯棒传送器6还配备有吊起和释放装置61，借助于该吊起和释放装置61，设置在轧制过程中使用的芯棒的后部区域中的第一柄脚被啮合。吊起和释放装置61是所谓的“吊桥”类型并与芯棒31的后部柄脚一同起作用。图6和7中示出了吊桥的关闭位置，而图8中示出了打开位置。
[0076]装置61包括:两个头部68、69，这两个头部68、69分离并分别整体地固定于齿条62’的前部末端和齿条62’ ’的前部末端；杠杆67，该杠杆67铰接到第一头部68，构成所谓的吊桥，所述吊桥与布置在第二头部69中的凹部中的另一个末端啮合，并且与芯棒的后部柄脚的上面部分啮合，这样一种杠杆67被塑造成在其中间部分带有与芯棒的后部柄脚的形状互补的倒置的U形凹槽67’’。还可能将装置61的元件布置成使杠杆67的支点并入具有同样功能的头部69，并且相对于前面的变体相反的旋转方向。
[0077]吊起和释放装置61还包括在每个轧制周期控制杠杆67的快速打开和关闭的控制装置63。控制装置63又被可移动的凸轮65、或被等同的驱动装置控制。控制装置63被安装在头部68上并且包括:包含铰接在头部68自身之上的杠杆67的支撑销45、各自的支架、用于旋转运动的90°转换的圆锥形齿轮的运动链。此外还配备了传动轴和控制杠杆63’(最好带轮子)、必要的传动轴支架、双稳态系统89 (最好是带弹簧的可延伸的杆式的)，以使控制杠杆63’保持在对应锁住芯棒和未锁住芯棒的两个位置的两个交替的下降和上升位置。杠杆67以逆时针旋转的方式从吊起位置传送到释放位置，如在附图6到8中示出的。然而，从释放到吊起的通路以顺时针旋转的方式产生。
[0078]关闭位置中的杠杆67的锁住装置64由各个可移动的凸轮装置66、或其他等效的致动装置有利地提供和控制。在杠杆67的较低位置中的锁住装置64被并入到头部69上。锁住装置64包含在运动链中，所述运动链包括与头部69成一体的杠杆67的锁住销46、各自的支架、用于运动的90°转换的圆锥形齿轮、传动轴和控制杠杆64’(最好带轮子)、必须的传动轴支架。锁住销46与在杠杆67上制作的适当成形的凹部67’啮合。控制件64最好是以旋转的方式作用于销46，以使销46从脱离各个成形的凹部67’的释放位置转到与成形的凹部67’干扰的位置。该锁住装置64还包括双稳态系统89’的使用，但是与并入到头部68中的系统89相似，适用于使控制杠杆64’保持在对应于降低的吊桥67的锁住和吊桥67的释放的两个交替的位置，以允许其旋转至打开位置。
[0079]放置在沿着轧制线的预先确定的并且相对于齿条62’、62”的滑动方向固定的位置的两个凸轮65、66或致动装置能在吊起和释放装置61到达它们时，引起对应于各个控制杠杆63’和64’的角度位移的竖直方向上的运动。
[0080]至少两个凸轮65和66或致动装置被装配在所设计的芯棒31的后部柄脚的吊起和释放所在的每一个点处。如果轧制设备R还包括紧急轧刀(guillotine) 9，则另外的装置65、66可能被提供用于在紧急位置释放芯棒。
[0081]芯棒传送装置6的这种有利的结构允许由辊子构成的芯棒支撑装置的简化，辊子的轴线可以在竖直方向上移动，该结构中的一种用数字92表示并在在附图中概略地示出。实际上，在吊起装置61的运动期间，因为辊子可以通过设置在两个头部68和69之间的空间，所以不需要将辊子92降低到与头部68和69的阻碍物的高度相等的空间中。
[0082]在第一个实施方式中的出口侧22上的芯棒传送器7包括:包含高度可调节的辊子的芯棒支撑装置和芯棒纵向致动系统(是已知类型，在图1中未示出)。传送器7还包括齿条72和与上面描述的那一个相似的吊桥吊起和释放装置71 (在图9到15中更加详细的示出)。齿条72引入了两个齿轮齿78、78’，这两个齿轮齿相互平衡并被布置在轧制轴线X的上面和下面。齿条配备了轮子84、84’以便于轴向滑动。用于齿条72的轮子的使用的一种选择由与齿条72成一体并沿着轨道或导轨滑动的滑动转子构成。
[0083]布置在芯棒31自身的头部末端附近的芯棒的第二柄脚或前柄脚由装置71啮合。装置71的吊起位置在图13和14这两个图中示出，而该装置的芯棒的释放位置在图15中示出。
[0084]装置71还包括固定到轧机的出口侧的齿条72的前部末端的头部76、铰接到头部76的杠杆77或被适当地称为吊桥。头部76还包括在轨道48上运行的轮子79的提供。吊起和释放装置71适于仅仅在柄脚的上面部分而不是在其下面部分啮合芯棒，作为配备了与芯棒31的前部柄脚上的凹槽互补的倒置的U形凹槽77’的杠杆77。通过关于销87的轴线逆时针旋转(考虑到附图中示出的表示)，装置71可以从芯棒31的吊起位置传送到芯棒31的释放位置。然而，从芯棒31的释放到芯棒31的吊起的通路以顺时针旋转产生。
[0085]值得注意的是，如能从表示轧制方向的箭头23的布置中可以参考到的，图9和10中不出的两个视图被布置成相对于上面描述的部件62的图2和3相反的方向。
[0086]还可能在相对于轧制轴线X的相对的一侧上布置头部76，并且在这种情况下通过在与上面表示的相反的方向上旋转杠杆实现相同的功能。
[0087]装置71还包括杠杆77的打开和关闭控制装置73，其中杠杆77的打开和关闭控制装置73被并入到与齿条成一体的头部76中，并且由可移动的凸轮75控制、或由等效的致动装置控制。[0088]控制装置73包含在运动链中，所述运动链包括带各自支架的支撑销、用于运动的90°转换的圆锥形齿轮、传动轴和控制杠杆73’(最好带轮子)、双稳态系统88 (最好是带弹簧的可延伸的杆式的)，以使控制杠杆73’保持在对应于吊桥77关闭和吊桥77打开的两个交替的位置。
[0089]可移动的凸轮75适于啮合相对于齿条72的滑动方向固定的控制杠杆73’，并且当吊起和释放装置71到达其位置时，能够引起各个控制杠杆73’在竖直方向上的角度位移。至少两个可移动的凸轮75被配备在轧制设备中并装配在芯棒31的前部柄脚的吊起和释放点处。
[0090]出口区域的芯棒传送装置I的另一个变体在图9a和图18到22中示出。和上面描述的变体相同的部件用相同的数字表示。
[0091]在这个变体中，在此由数字71，表示并包含杠杆97的芯棒吊起和释放装置71成形为当杠杆处于降低位置时允许管材的限制壁(containmentWall)90’、90”呈现给所使用的传送器7的侧面，以便抑制横向于轧制轴线X的管材的可能偏斜。壁90’、90”在其长度的方向上中断(如图9a中示出的)，以允许管材卸载和芯棒装载装置通过。在这种情况下，齿条72的轴线Xl可在相对于轧制轴线X的升高位置垂直地放置。
[0092]下面示出的对装置71的引用也可以被应用到变体71’。
[0093]齿条72和芯棒吊起和释放装置71的速度控制系统包括机动齿轮箱81。齿轮箱81包括配备有两个带齿的轮子83、83’的传动轴的支撑结构，所述带齿的轮子83、83’被有利地安装在齿条72的齿轮齿78、78’的上面和下面，齿轮齿78、78’通过带齿的轮子83、83’可以用来传送需要的力和运动。驱动器80还包括一个或多个减速器，以及对应于齿轮箱中的带齿的轮子数目的多个电动机。有利的是，电动机和从齿轮箱81离开的传动轴全都被布置在相对于轧制轴线的同一侧上。入口侧20和出口侧21的并入各个传送器6和7中的吊起和释放装置61和71以相互协调的方式被控制以使在给定轧制周期中、在头部和尾部进行的芯棒的吊起和释放操作能在每个周期中周期地和快速地执行。
[0094]在轧机5中有配备有芯棒支撑机架8，芯棒支撑机架8的作用是将芯棒31保持在中间以防止在没有管材时，芯棒自身沿着与轧制方向23相反的方向运动，穿过轧制机架12和可能的回圆机架(rounding stand)10 ;并且防止引起棍子和/或芯棒损坏的与管材的碰撞。芯棒支撑机架8是包含可调整的辊子的现有技术的装置，所述辊子可以接近芯棒的大小并且可以快速打开以允许穿孔毛管穿入轧制阶段。
[0095]轧制设备R有利地但不是必须地包括能进一步提高轧制过程和可以全部一起提供或可以被分别插入的一些装置。适用于在紧急情况下启动的用于从管材中提取芯棒的也被简短地称为紧急轧刀的轧刀停止装置9沿着轧制轴线X被配备在入口侧20上。紧急轧刀9包括可缩回的U形静止平面，该U形静止平面在非干扰位置和与穿孔毛管的尾部部分的干扰位置之间可移动。如果轧制被中断，而穿孔毛管或正在被轧制的管材仍然插入在芯棒上，该平面被用来对比穿孔毛管或管材的运动。紧急轧刀9可以被放置在入口侧20的各个点中，在所有的情况下总是在轧制轴线X上。一种优选的解决方案是:将紧急轧刀9布置在入口侧20上，在当芯棒处于全部缩回的位置并在紧急提取位置被吊起到吊起和释放装置61时芯棒的顶端和当芯棒放置在入口区域20的线上时穿孔毛管的后部边缘之间留有空隙。[0096]可以提供布置在轧制厚度的最后的轧制机架12的下游的回圆机架10。回圆机架10的目的是在芯棒和管材的内部直径之间产生接近一致的间隙，并且还可以被用作在轧制周期的最后阶段制动管材的有效装置。当轧制好的管材的尾部离开减小厚度的最后的机架时，管材自身可以利用回圆机架制动；这种操作允许减小周期时间和减小在轧制的末尾制动管材自身所需的距离。可选择地，还可以提供沿着轧制轴线X顺序布置的多个回圆机架10。
[0097]把穿孔毛管送入轧机的送料装置11也可以被配备在轧制设备R中。出于简化的目的，送料装置11仅仅在图4中示出，最好包括一个或多个均衡的辊子序列，其中的至少一个是机动化的，在穿孔毛管已经被装载到轧制轴线X上之后，这些辊子序列从相对于穿孔毛管没有任何干扰的直径方向的位置移动到与穿孔毛管接触的一个位置。这样的送料装置11允许以受控的速度和位置状态将穿孔毛管送到多机架轧机5。
[0098]此外，送料装置11可以有利地但不是必须地被用来在将芯棒向后插入穿孔毛管的步骤期间，保持穿孔毛管在适当位置。
[0099]根据上面描述的本发明的轧制设备R能以最优的方式实现特别有利的高产量的管材轧制过程。这种类型的轧制过程的阶段在下面被详细描述。按照惯例，除非另外指出，否则各种元件的“前面”和“后面”的表示是参考轧制方向23，S卩，前面是指箭头23的头部，后面是指ftr头23的尾部。
[0100]图1中的轧制设备R被示出为将其部件放置在任意轧制过程周期中的管材的特定的轧制阶段。为了统一描述，“n”将表示所描述的周期，在这里“n”是指代一般的全速率轧制周期的序数。
[0101]在周期“n”的开始，芯棒31在出口侧22被侧向于轧制轴线X放置，并准备通过驱动在侧面方向中的旋转臂4而被插入到轧制轴线X上。在出口侧22上的芯棒的吊起装置71在吊起位置Pl中沿着轧制轴线布置在芯棒31的头部高度上。
[0102]穿孔毛管39通过以相对于轴线X成横向的平移驱动旋转臂I而被布置在轧制轴线X上，同时穿孔毛管39的前面顶端在送料装置11处。
[0103]吊起装置61在箭头23的方向上朝着穿孔毛管39的后部末端移动以呈现芯棒31的吊起位置。这种操作也在同一时间并且以协调的方式，在出口侧22上进行，在那里芯棒31利用旋转臂4的旋转而沿着轧制轴线X装载，并且芯棒31的前部柄脚被吊起装置71夹紧，这开始了在与轧制方向23相反的方向上整体推动芯棒的平移运动。
[0104]随后，由吊起装置71推动的芯棒31在与轧制方向相反的方向上被向后传送，首先在多机架轧机5的内部，在这种操作中由芯棒支撑机架8引导并且随后同样在穿孔毛管39的轴向开孔内部，直到芯棒31的后部区域从穿孔毛管39的后部末端离开并被放置在吊起装置61上。当芯棒31已经到达该位置时，吊起装置71释放芯棒31的前部柄脚。在同一时间，吊起装置61以协调的方式夹紧芯棒31的后部柄脚。穿孔毛管39因此借助于将其在多机架轧机5内部拖动以进行图1中示出的轧制阶段的送料装置11而被其前部末端夹紧。
[0105]多机架轧机5内部的穿孔毛管39的轧制以芯棒31由吊起装置61拖动并且在处于相对于箭头23相反和后退的箭头L3的方向上的运动中产生。芯棒31的运动与管材42的运动相互协调，管材42的运动由箭头L4表示，通过轧机5的轧制机架12的辊子产生。在箭头L3的方向上的芯棒31的运动速度被设计成使芯棒31的前部末端位于管材42的后部末端，当管材的后部末端从最后的轧制机架12 (S卩，图1中用参考数字12表示的机架中在最右侧的机架)离开时被完全轧制，其此处定义“汇合点”。利用这种方式，芯棒31被从通过汇合点之后被完全轧制的管材42的空腔中完全地抽出。
[0106]现在从芯棒31释放的吊起装置71已经在此期间以与轧制方向23 —致的箭头L5表示的运动进行移动，直到吊起位置P1，在那里在后续的轧制周期“n+1”中使用的另一个芯棒(未示出)被吊起。
[0107]如在图1中示出的，管材42除了通过轧制机架12的辊子被轧制之外，还可以被传送通过一个或多个回圆机架10。这种操作是可选的并且对提高制成的管材的形状有帮助。
[0108]在轧制的该最后步骤中，已经离开管材42的内部的芯棒31被制动以将其布置在轧制轴线X的完全离开多机架轧机5的位置上，以在启动后续的轧制周期“n+1”之前，利用旋转臂2的旋转在侧面方向上将其从轧制线清空。
[0109]芯棒31的后部柄脚，当其处于释放位置P3时，以协调的方式从吊起装置61的挂载中释放，以允许通过旋转臂2在侧面方向上的旋转而清空轧制轴线X。
[0110]后续的穿孔毛管的轧制周期“n+1”因此可以按与上面描述的前面的周期“n”同样的操作并且使用下一根芯棒启动。
【权利要求】
1.一种用于带有芯棒的多机架管材轧机的芯棒传送装置(6),所述多机架管材轧机限定轧制轴线(X)，所述传送装置包括齿条装置(62)和用于吊起和释放所述芯棒(31)的柄脚的吊起和释放装置(61)，其中所述齿条装置(62)包括平行于所述轧制轴线(X)的并排的两个齿条(62’，62”),所述两个齿条中的每一个具有两个各自的齿轮齿((51,51’)，(52,52’))，所述吊起和释放装置(61)被布置在所述两个齿条的一个末端处。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述吊起和释放装置(61)包括两个头部(68，69)，每个头部被布置在一个各自的齿条(62’，62”)的一个末端处。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述两个齿条(62’，62”)由连接元件(62’’’)沿着其长度的部分连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其中每个齿条的两个各自的齿轮齿对称地布置成一个在所述轧制轴线(X)上面且一个在所述轧制轴线(X)下面。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述吊起和释放装置(61)包括适合于利用在所述芯棒(31)的柄脚的吊起位置和释放位置之间的角度摆动移动的杠杆(67)，所述角度摆动在横向于所述轧制轴线(X)的平面上进行。
6.根据权利要求5所述的装置，包括凸轮装置(65)，并且其中所述吊起和释放装置(61)包括由所述凸轮装置(65 )驱动的机构(63 )。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述吊起和释放装置(61)包括用来在所述芯棒的吊起位置上阻挡所述杠杆(67)的阻挡装置。
8.一种用于具有定义长度的管材的轧制设备(R)，包括:` 轧机(5)，其限定轧制轴线(X)，所述轧机(5)结合有适于进行穿孔毛管(39)的轧制以将其变换成轧制好的管材的多个轧制机架(12)， 至少一个芯棒(31)，其具有前部末端和后部末端，所述至少一个芯棒(31)适于在所述轧制过程中与所述轧机(5)配合， 所述轧制设备(R)包括，在所述轧机(5)的上游: 用于沿着所述轧制轴线(X)装载所述穿孔毛管(39)的第一装载装置(1)， 用于从所述轧制轴线(X)卸载所述至少一个芯棒(31)的第一卸载装置(2)， 根据从权利要求1到权利要求7中的一项所述的第一传送装置(6)， 所述轧制设备(R)包括，在所述轧机(5)的下游: 适合于从所述轧制轴线(X)卸载轧制好的管材的第二卸载装置(3)， 适合于沿着所述轧制轴线(X)装载所述至少一个芯棒(31)的第二装载装置(4)，第二传送装置(7)，其包括用于吊起和用于释放所述至少一个芯棒(31)的前部末端的第二吊起和释放装置(71，71’)。
9.根据权利要求8所述的轧制设备，其中设置了所述轧制设备(R)的控制装置以便在每个轧制周期在所述至少一个芯棒(31)的前部末端和后部末端的吊起和释放操作中协调所述第一传送装置(6)和所述第二传送装置(J)。
10.根据权利要求9所述的轧制设备，其中所述至少一个芯棒(31)的前部末端和后部末端分别配备有前部柄脚和后部柄脚，用于借助于所述第一传送装置和所述第二传送装置进行吊起和释放操作。
11.根据权利要求10所述的轧制设备，其中所述轧机(5)包括芯棒支撑机架(8)。
12.根据权利要求11所述的轧制设备，其中所述穿孔棒材(39)的送料装置(11)被配备在所述轧机(5)中。
13.根据权利要求12所述的轧制设备，其中设置了布置在所述轧机(5)的最后的轧制机架的下游的至少一个回圆机架(`IO )。
【文档编号】B21B25/02GK103517772SQ201280017201
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2011年4月7日
【发明者】埃托雷·赛努斯基, 克劳迪奥·玛丽亚·斯卡尔马纳 申请人:丹尼尔和科菲森梅克尼齐有限公司