本发明涉及在轧制长金属制品的领域中使用以在进入和离开轧制机架时引导并支撑所述金属制品的引导装置。
具体地，通过非限制性实例的方式，本发明涉及构造成在轧制过程的最终步骤中，例如在精轧机组和/或中间轧机组中，引导诸如杆、钢筋、棒或金属线的长细金属制品的引导装置。
背景技术：
诸如细的杆、钢筋、棒、金属线或其他类似制品的长金属制品的轧制是已知的，其借助在沿着轧制轴线相继定位的轧制机架中的滚筒、辊或旋转环来逐渐地减小所述金属制品的厚度。
在轧制过程的最后步骤中，已知的是例如使用一个或多个引导装置，每个引导装置均构造成在金属制品进入或离开轧制机架时引导并支撑金属制品至例如精轧机组。
其实例在EP 0.143.523和在DE 1.602.071中示出的这种引导装置需要将金属制品保持在与辊或环之间限定的间隙共线的正确工作位置，尤其是当厚度减小到几毫米的值时。
已知的引导装置一般均包括至少一对引导辊，其安装在支撑体上并且其旋转轴线正交于轧制轴线。
引导辊通常是空转的并且与被轧制的制品始终保持接触，引导辊从该制品通过摩擦接收旋转运动。与被轧制的制品接触的外表面可以是平坦的或有沟槽的。
引导辊已知由一种材料以单件的形式制成，或者是由两种以上的材料制成，在由两种以上的材料制成的情况下，硬且耐磨的第一材料的环与由通常不如第一材料硬且比第一材料轻的第二材料制成的心或毂成一体。
同样已知的是每个引导装置均包括支撑结构，引导辊的支撑体附接至该支撑结构。
支撑结构的功能是支撑该支撑体并且允许引导装置稳定地附接在对应的轧制机架的上游或下游的期望位置且紧挨着该对应的辊或环。
被轧制的制品通常以高速(甚至高达约150m/s)在引导装置内部传送，并且具有可以例如包含在800℃和1100℃之间的温度。
由于上面报导的情况，需要用硬且耐磨的材料(例如具有碳化物基的陶瓷材料)来制造这种引导装置的引导辊，至少是引导辊的与传送中的金属制品接触的部分。
还需要制造支撑体以便其在轧制过程的整个持续期间能够耐上面提到的高温，而不遭受大的或微小的结构改变。出于这种原因，支撑体通常由钢制成，优选是不锈钢。
而且，需要使得支撑结构坚固且耐得住在高速轧制期间产生的机械应力，并且同时，耐得住在正常运行时出现并且还无法预见的冲击力或其他应力。出于这种原因，支撑结构通常由钢制成。
已知的是，每次需要实施维护时，或者是移除在轧制期间已经放置的标尺时，或者是在改变待轧制的长金属制品的截面或类型后更换引导装置时，引导装置被从其在轧制线上的装配位置移除。
已知的引导装置的一个缺点在于它们沉重且针对它们的移除需要机械提升臂和运动臂的辅助，因此确定的是延长了操作时间。这个缺点可以因此导致延长用于维护的停工期，其也对整体生产成本和整体的生产率具有消极影响。
而且，沉重的引导装置可以成为操作者的风险源，因为如果它们被手动地移动，会导致事故和/或工伤，例如对操作者的背肌或腰肌造成伤害。
已知的引导装置的另一缺点在于它们具有的热导率使得在轧制期间积累的热量，尤其是在传送时在最接近制品的部分处，在轧制结束后以相对长的时间排放，甚至高达数十分钟。这相对于车间的停止极大地拖延了操作者可能的干预，其结果是延长了干预时间和维护时间，并且这对生产过程的整体成本具有消极的影响。
而且，如果材料过长时间地经受高温的话，由于相对有限的热导率而导致的热量过度积累会对材料的机械阻力具有消极的影响。
而且，已知的引导装置的另一缺点在于它们制造复杂而且它们需要长久且昂贵的操作来进行生产，这尤其是因为钢的抗力特性(resistancecharacteristic)和物理特性。
在轧制长制品的领域中，还未对这些问题从整体上进行考虑以寻找一种能够平衡不同需求的解决方案。同样还必须考虑在内的是在轧制金属制品的速度日益升高下与高温相关的问题随着技术发展(甚至是最近)而得到验证。而且，与引导件的重量有关的问题，以及因此与事故风险和工伤有关的问题在工作场所安全法规的演变中得到反映。
这解释了工作在这个领域的人在制造这种类型的引导件时不考虑对钢的可能替代物的心理障碍，因为上面的问题未考虑到，并且因为至今钢一直被认为是能够满足这种类型的设备的常规功能的所有需求的材料。
与现在在这个领域固化的工作传统相反，并且试图在工艺方面和设备方面寻找由轧制技术的发展所提出的新问题的解决方案，申请人将自身置于寻找对使用在这个领域中使用的标准的、统一的材料的替代解决方案的任务中,以克服由于技术革新和发展而已产生的缺点。
因此本发明的一个目的是使得用于长金属制品的引导装置能够与具有滚筒、辊或环的那类的轧制机架相关联，该引导装置能够被快速且容易地移除来维护或替换，因此其允许在整体上减少停工期、加快生产过程。
本发明的另一目的是使得轻的引导装置易于移动，甚至是在无需使用提升工具和移动工具的情况下由操作者手动地移动。轻的引导装置还可以允许减少操作者为了手动地移动该装置必须付出的体力，这都意味着事故和工伤风险的减少，例如对操作者的背肌或腰肌的伤害。这有利地允许减少因为事故或伤害而造成的操作者旷工，以及满足当前实施中的任何可能的工作安全法规。
本发明还有一个目的是使得引导装置在机械上有抗性且能够将在轧制过程期间积累的热量快速地排出，这样使得在对应的轧制结束时快些经过干预时间。
本发明的另一目的是使得待生产的引导装置相比于在本领域的状态下使用的引导装置，需要更少的时间以及不太复杂和不太昂贵的机械劳动。
申请人已经设计、试验且实施了本发明以克服本领域的状态的劣势并获得了这些和其他的目的和优点。
技术实现要素：
在独立权利要求中阐述本发明并描述其特征，同时从属权利要求描述本发明的其他特征或主要创意的变型。
根据上面的目的，根据本发明的用于轧制长金属制品的引导装置能够在轧制车间中沿着轧制轴线在轧制机架的上游和/或下游安装，并且构造成在进入或离开轧制机架时引导长金属制品。
该引导装置包括至少一对引导辊，其相对于彼此共面，其旋转轴线相对于轧制轴线倾斜(例如，正交)，并且所述至少一对引导辊安装在支撑体上，该支撑体构造成保持引导辊始终与长金属制品接触。
该引导装置还包括支撑结构，其在很大程度上限定引导装置的整体的外部体积，该支撑结构构造成支撑该支撑体并且该支撑体自身附接至该支撑结构。
该支撑结构还具有允许整个引导装置装配至轧制线的轴承部件的功能并且组成在使用期间最远离传送中的金属制品的路径的那部分。
根据本发明的典型的特征，至少支撑结构由一种或多种有色金属材料制成，所述一种或多种有色金属材料具有小于钢的平均重量的一半的特定重量，优选等于或小于3g/cm3，并具有等于或大于钢的平均热导率的两倍的热导率，优选高于140W/mK。
通过这种方式，有利地获得了一种比已知的由不锈钢制成的引导装置整体上轻30％、甚至轻40％的用于轧制长金属制品的引导装置。
这种较轻的引导装置具有对于不为自己设置问题的技术人员而言既不能预见也不可预见的有利结果，即其能够手动地移动，并且轻到在无需机械提升和移动装置的辅助下就能够由操作者移除和操作。
这有助于提升引导装置的移除操作的速度，极大地减少车间实施这种操作所需的停工期，以及减少操作者的疲劳及相关的事故风险，以及允许尊重现行的任何安全规范。
而且，根据本发明制成的支撑体具有的优势是，比钢传递更多的热量，所以更快地冷却，相较于冷却已知装置所需的几十分钟，这个过程仅仅花几分钟。
快速冷却工艺对操作者的干预时机具有积极有利的效果，并且还对与烧伤或擦伤相关的风险具有积极有利的效果，如此允许减少车间的停工期，其结果是增加轧制车间的生产率和设备利用率，并且还允许减少整体的轧制成本。同样从这个角度来看，该解决方案允许更容易地尊重现行的任意安全规范。
根据本发明的一些方案，制成至少支撑结构的一种或多种有色金属材料从包括轻金属合金的组中选择，所述轻金属合金具有铝基或镁基且包含铝、镁、钛、铜、锌、硅中的至少两种元素。
在一些形式的实施例中，上面提到的一种或多种金属材料具有高于至少300MPa的机械牵引阻力。
在引导装置的一些形式的实施例中，支撑结构和支撑体都由从上面的组中选择的相同的有色金属材料制成。
根据本发明的变型，至少支撑结构由铝-镁-硅合金6082或铝-锌合金7075制成。
在一些形式的实施例中，支撑结构由第一有色金属材料制成，支撑体由第二有色金属材料制成，并且设置了第一金属材料具有比第二金属材料的机械阻力高的机械阻力，并且第二金属材料具有比第一金属材料的热导率高的热导率。
在一些形式的实施例中，第一金属材料是铝-锌7075合金，且第二金属材料是铝-镁-硅6082合金。
附图说明
通过下面对一种形式的实施例的说明，本发明的这些和其他特征将变得显而易见，所述实施例参照附图1作为非限制性实例给出，附图1示出了根据本发明制成的用于轧制长金属制品的引导装置的三维视图。
具体实施方式
现在我们将详细参照本发明的多种形式的实施例，附图中示出了其一个或多个实例。每个实例均通过本发明的图解来提供，并且不应当理解为对本发明的限制。例如，就作为一种形式的实施例的一部分的程度而言所示出或描述的特征，能够在其他形式的实施例上采用或与其联用，以产生另一种形式的实施例。应当理解，本发明应当包括所有这些修改和变型。
附图1被用以描述在轧制长金属制品(诸如以细的杆、钢筋、棒、金属线或其他类似制品为例)中使用的引导装置10的多种形式的实施例。
在本说明书中，为了清楚并简化说明，我们将通过实例参照在轧制机架(图中未示出)中沿着轧制轴线Z轧制的杆11。
参照图1，在可能的多种形式的实施例中，引导装置10包括一对引导辊12，该对引导辊12相对于彼此共面并且空转地安装在各自的旋转轴线X1、X2上。
引导辊12的旋转轴线X1、X2彼此平行并且位于轧制轴线Z的相反侧，旋转轴线X1、X2相对于轧制轴线Z倾斜，例如正交。
在一些形式的实施例中，引导装置10还能够包括两个以上的支撑杆14，在每个支撑杆14上安装有引导辊12之一。
支撑杆14整体上限定有被构造成支撑引导辊12的支撑体13。
应当理解，这种形式的实施例此后仅仅通过支撑体13的可能方案的实例来描述，并且不意在将支撑体13限定为特定的构造。实际上，不排除支撑体13能够根据其他构造来制成，而同时保持相同的支撑引导辊12的功能。例如，可以设置支撑体13以单件制成，与叉形一致并且适当地成形，并且其包括在其上安装有引导辊12的、取代支撑杆14的两个臂。
支撑体13可以构造成在轧制期间保持引导辊12与杆11始终接触。
例如，能够选择支撑杆14的定位以使得引导辊12的轴间为诸如使引导辊12的外表面相隔达等于或小于杆11的横向尺寸的值。
通过这种方式，引导辊12都始终与穿过它们之间的杆11接触，但不会在杆11自身上施加任何进一步的轧制。杆11在引导辊12之间的穿过通过在引导辊12的外表面上的摩擦而赋予引导辊12围绕各自的旋转轴线X1和X2的转动。
使用当前开发的工艺技术和装配技术，杆11穿过引导辊12一般以大约100m/s、甚至高达150m/s的高速并且通常以介于约800℃和1100℃之间的温度发生。
在一些形式的实施例中，为了抵抗所经受的高应力，各引导辊12，至少在其外部上，可以由陶瓷材料制成，该陶瓷材料例如含有碳化物、氮化物、碳氮化物或硬质氧化物。
在可能的方案中，该外部可以由集成有中央心的、由例如钢或铝合金的较坚硬材料制成的环来限定。
引导装置10还包括支撑结构15，支撑体13附接至该支撑结构15，该支撑结构15构造成支撑上述支撑体13并且在很大程度上限定引导装置的整体外部体积。
支撑结构15还具有允许引导装置10在沿着轧制轴线Z的期望位置装配到轧制线的轴承部件的功能。
在一些形式的实施例中，支撑体13可以例如由钢、不锈钢制成。
支撑结构15由这样的一种或多种有色金属材料制成：该有色金属材料具有低于钢的平均重量的一半的特定重量，优选等于或小于3g/cm3；并且具有等于或高于钢的平均热导率两倍的热导率，优选高于140W/mK。
在用以制成支撑结构15的有色金属材料之中，例如能够包括如下的轻金属合金：该轻金属合金具有铝基或镁基并包含铝、镁、钛、铜、锌或硅中的至少两种元素。
可能的解决方案提供使用6000系列的铝合金，即，属于命名为6082的、还以商品名“Anticorodal 100”为人所知的铝-镁-硅合金。
这种合金具有：约2.7g/cm3的特定重量，即，约不锈钢的平均重量的三分之一；约165W/mK的热导率，即比不锈钢的平均热导率高约6至15倍；以及约300MPa的典型牵引阻力。
替代的解决方案能够提供：支撑结构15由7000系列的铝合金制成，即属于命名为7075的、还以商品名“Ergal 55”为人所知的铝-锌合金。
这种合金具有：约2.8g/cm3的特定重量，即，约不锈钢的平均重量的三分之一；约155W/mK的热导率，即比不锈钢的平均热导率高约5至10倍；以及约500MPa的典型牵引阻力。
在一些形式的实施例中，支撑结构15使用上面提及的两种铝合金制成。
在变型的解决方案中，可以提供支撑体13由铝合金6082和铝合金7075中的一种或两种制成。
当支撑体13不由钢制成时，支撑体13可以由与支撑结构15相同的有色金属材料制成。
还可以提供支撑结构15由以铝合金7075为例的第一有色金属材料制成，并且支撑体13由以铝合金6082为例的第二有色金属材料制成，反之亦然。
从上面来看清楚的是，使用以铝基为例的轻有色合金，可以有利地限制支撑结构15的重量并且可能有利地限制支撑体13的重量。引导装置10的这些部件的重量的减少(在给定相同尺寸的情况下，所述重量的减少能够甚至达到这些部件由钢制成时将具有的重量的三分之二)，允许引导装置10的重量整体上减少超过30％，甚至高达40％以上。
这在优选的解决方案中允许保持引导装置10的整体重量低于20kg，根据一些规范，这在无需诸如起重机、吊车、起重机架或其他类似机械设备的机械提升和移动装置或臂的辅助下，构成了由操作者手动操作所允许的最大重量限制。
上面提到的有色金属材料的热导率，尤其是铝合金的热导率是这样的，使得支撑结构15的冷却以及还可能支撑体13的冷却，以比所述部件由钢制成时将具有的速度高得多的速度发生。
因此，这允许引导装置10相当快地冷却，并因此如果需要，允许操作者对引导装置10自身进行干预，例如更换引导装置10，或拆卸引导装置10用于维修，以更快速地且刚好在轧制暂停之前干预。
而且，使用上面提到的铝合金取代不锈钢，允许了减少支撑结构15的生产成本和生产时间，并且还可能减少支撑体13的生产成本和生产时间，这是因为这些合金相对于不锈钢所需的劳动允许采用不太复杂且不太昂贵的劳动。
在参照附图通过举例的方式描述的一些形式的实施例中，支撑体13可以通过枢转件16附接至支撑结构15，每个支撑杆14构造成围绕着枢转件16旋转。
这种旋转可以意在允许引导辊12进一步相互远离或靠近地移动，以便补偿杆11尺寸上的可能的不均匀性或不连续性。
图1被用以描述引导装置10的多种形式的实施例，其中，以预压缩弹簧17为例的弹性回复构件设置成允许支撑杆14旋转，并且同时使得支撑杆14朝向预设静止位置伸展，在该预设静止位置中，引导辊12处于期望的相对距离。
清楚的是，可以对至此描述的用于轧制长金属制品的引导装置10进行修改和/或添加零件，而不偏离本发明的领域和范围。
例如，在可能的多种形式的实施例中，引导装置10可以包括一对或多对引导辊12，它们沿着轧制轴线Z相继安装在附接至支撑结构15的相应的支撑体13上。
同样清楚的是，尽管本发明已经参照一些特定实例进行了描述，但本领域技术人员应当能够确定地实现很多其他等同形式的引导装置，其具有如权利要求中列举的特征并因此全部在由此限定的保护领域内。