专利名称：：用于连续轧制以高于下游轧制机架的咬入速度的速度从上游轧制机架送出的轧件的方法
技术领域：
：本发明总的涉及生产诸如棒材、线材之类的热轧长材轧件的轧机，且特别是涉及用于在相继的上游和下游轧制机架中连续轧制轧件的方法，其中以高于下游轧制机架的咬入速度的速度从上游轧制机架送出轧件。
背景技术：
：在典型的轧机设备中，要在炉子中将坯料加热到一升高的轧制温度。然后使加热的坯料接连经过轧机的粗轧区、中轧区和精轧区的连续轧制，且每个轧制区都包括多个轧制机架。对于大规格产品而言，整个轧机通常能以或接近于炉子的最大工作能力运转。但是，当轧制计划需要较小规格的产品时，精轧区的能力往往降低到比炉子以及粗轧区和中轧区的工作能力低许多。在这些情况下，可使粗轧区和中轧区降速，以与精轧区的工作能力相匹配，但这是有限度的，超过此限度时就会变为不现实了。这是因为，可接受的轧制规程要求将加热的坯料要以最低咬入速度引入粗轧区的第一机架中，更低咬入速度会引起轧辊表面龟裂。在其他情况下，例如，在轧制高速工具钢或镍基合金钢时，要求有较高的咬入速度，以避免坯料的过度冷却，而同时又要求较低的精轧速度，以避免过高的热量生成，这种热量生成会引起轧件的芯部熔化和表面开裂。这些问题可以通过在相继的上游和下游轧制机架中连续轧制轧件来避免，所述上游和下游轧制机架例如为中轧区的最后一个机架和精轧区的第一机架，且从上游机架送出的轧件的速度要高于下游机架的咬入速度，由于该速度差所造成的过多的轧件暂时储存在两个轧制机架之间。在Hein的第3,486,359号美国专利中揭示了为达到这一目的而作的一种现有技术的尝试，其中有一吐丝头将从中轧区送出的热轧轧件暂时储存在一储存巻筒上。然后再将储存的轧件以一降低的速度从储存巻筒上退绕，以在轧机的精轧区中连续轧制。然而，Hein的方法存在许多的缺陷。例如，轧件在被巻绕到储存巻筒之前未先减速。这一点与无法对线圈如何沿巻筒表面分布加以控制相关连起来就会导致线圈相互重叠，从而这又会使退绕过程陷于混乱。在Shored的已公开的美国专利第US2004-0250590A1中揭示了一种不同的系统，该系统用于减速并暂时储存以第一速度V,沿着输入轴线纵向移动的热轧轧件。该Shore系统包括连续旋转的吐丝组件，该吐丝组件具有与输入轴线对准以接收轧件的入口端。该吐丝组件具有引向输出端的弯曲的中间段，输出端与输入轴线径向间隔开并指向为沿着横向于输入轴线的出口方向传送轧件。吐丝组件的弯曲形状及其输出端的指向使送出的产品形成螺旋线。该螺旋线被接收和暂时储存在与输入轴线同轴的圆柱形的巻筒上。该巻筒绕输入轴线以与吐丝组件的旋转方向相反的方向，并以选择成以速度V3来退绕储存的螺旋线的速度连续地旋转。退绕下来的产品通过捕捉器引导离开巻筒，该捕捉器可沿平行于输入轴线的方向移动。在轧制完全的坯料所需的时间"T"中，等于TXV2的轧件长度"L"被暂时储存在巻筒上。在Shore系统中，轧件在沉积于巻筒上之前减速并形成有序的螺旋线。轧件可减速可降低所要求的巻筒储存能力，而有序的螺旋线则可保证平稳且没有妨碍地从巻筒上退绕轧件。Shore系统的基本要求是精确地预计轧件的前端到达连续旋转的吐丝组件的输出端的时间，并使旋转吐丝组件参照静止不动的捕捉器精确地同步，从而保证从前者向后者平稳地传送轧件的前端。本发明的目的是提供一种操作Shore系统的替代方法，其中吐丝组件在将轧件从前端传送到捕捉器的过程中是静止不动的。
发明内容根据本发明，在相继的上游和下游轧制机架中轧制轧件，其中从上游轧制机架以高于下游轧制机架的咬入速度V3的速度V,送出轧件。沿一传送轴线将从上游轧制机架送出的轧件引导到设置在轧制机架之间的储存器。该储存器具有弯曲的吐丝组件，该吐丝组件设有入口端和出口端，该入口端与传送轴线对准以接收轧件，该出口端与传送轴线径向间隔开，以沿着横向传送轧件。在第一时段中，维持吐丝组件静止不动，且其出口端与引向下游轧制机架的捕捉器对准，从而经由捕捉器以下游轧制机架的咬入速度V3传送轧件以在下游轧制机架中进行轧制，同时继续从上游轧制机架传送由于V!—V3的速度差而产生的过多的轧件。将过多的轧件暂时储存在设置在储存器与轧制机架之一之间的打环装置中。在第二时段中，将吐丝组件绕轴线旋转加速至一工作速度，在该工作速度下，其出口端具有等于V,—V3的速度V2，从而将从其出口端送出的轧件减速到速度V3。在第三时段中，继续以工作速度旋转吐丝组件，吐丝组件的弯曲形状及其输出端的指向设置成使从出口传送出的超过在所述下游轧制机架中轧制的轧件的轧件形成为螺旋线。在可绕传送轴线旋转的圆柱形巻筒上沉积和储存螺旋线，并且沿与吐丝组件的旋转方向相反的方向旋转巻筒，从而经由捕捉器将螺旋线以速度V3退绕到下游轧制机架。较佳的是，分别通过上游和下游从动夹送辊单元来控制进入储存器和从储存器送出的轧件的速度。根据本发明的一个方面，打环装置设置在下游夹送辊单元与下游轧制机架之间。在第一时段中，操作上游和下游夹送辊单元以将轧件的速度维持在v,。在第二时段中，操作下游夹送辊单元，以与弯曲的导向器的加速速率相反的速率将轧件从V,减速到V3。根据本发明的另一方面，打环装置设置在上游夹送辊单元与上游轧制机架之间。在第一时段中，以速度V3操作上游夹送辊单元并以速度V3操作下游夹送辊单元。在第二时段中操作上游夹送辊单元，以与弯曲的导向器加速到V2的加速速率相同的速率将轧件从v3加速到V,。现将参照附图更详细地描述本发明的这些和其它特征以及伴随的优点，在这些附图中图1是示出根据本发明的一个方面的轧机布置的示意说明图2是该图1所示储存器的立体图3是储存器的平面图4是从储存器一部分的放大平面图5是沿着图4的现5—5的剖视图6是控制图7是示出储存器部件的相对运动的图；以及图8是类似于图1但示出本发明的另一方面的图。具体实施例方式先参见图1，储存器10设置成接收从上游轧制机架RS,沿着传送轴线"A"而传送过来的热轧线材，并沿着横向于轴线A的路径"B"将该轧件传送到下游机架。附加地参见图2至5,可以看到，储存器10包括支承在轴承之间以绕轴线A旋转的驱动轴14。驱动轴的一端与齿轮箱16的输出轴20联接，而该齿轮箱又由电动机18来驱动。如图4中最清楚地可见，驱动轴14的另一端构造和布置成支承弯曲的吐丝组件LA，该吐丝组件LA包括吐丝管22和螺旋导槽延伸段24。吐丝管具有与轴线A对准以接收热轧轧件的入口端22a、以及引向与螺旋导槽的入口端24a连通的出口端22b的弯曲的中间段。导槽的出口端24b与轴线A沿径向间隔开，并指向成可使轧件向出口方向沿着路径B传送。尽管没有示出，但本领域的技术人员可以理解，可以采用一系列的轧辊来替代吐丝管22和/或螺旋导槽24而限定弯曲的吐丝组件LA的路径。如图3和4中最清楚地可见，圆柱形的巻筒DR装载在驱动轴14上并可在其上自由旋转。巻筒的一端与弯曲的吐丝组件LA的出口端部分重叠。在巻筒的另一端上的从动链轮28通过驱动链30机械地联接到第二电动机32的输出轴上的驱动链轮36。螺旋导槽延伸段24与吐丝管22—起转动，并与巻筒表面26共同作用，以形成由吐丝管限定的导向通道的延伸段。该延伸段足以确保送出的轧件形成螺旋形的线圈。捕捉器"CA"布置成接收从导槽24的输出端24b送出的轧件并将沿着路径B引导轧件。由电动机38驱动的上游夹送辊单元PR,控制进入储存器10的轧件的速度，而由电动机42驱动的下游夹送辊单元PR2则控制从储存器送出的轧件的速度。捕捉器CA和下游夹送辊单元PR2装在可沿平行于轴线A的轨道46移动的平移小车44上。平移小车44与由电动机50驱动的丝杆48螺纹啮合。捕捉器CA和相关联的下游夹送辊单元PR2布置成将从导槽24的出口端24b传送出的轧件引导至枢转的传送导槽52。导槽设置成可枢转，以可适应平移小车44沿着轨道46的运动。控制电动机50来维持捕捉器CA与从暂时储存在巻筒DR上的螺旋线上退绕下的轧件对准。因此，在退绕过程的初始阶段，电动机50运转以使平移小车44横向移动而远离导槽24，并且在退绕过程的最后阶段，电动机50反转以使平移小车横向移回向导槽。在图l所示的布置中，枢转的传送导槽52引向打环装置54，该打环装置设置在下游夹送辊PR2与下游轧制机架RS2之间。较小的打环装置56也可以沿着轴线A设置在上游夹送辊PA与上游轧制机架RS,之间。热金属探测器58探测轧件前端从上游轧制机架RS,的送出，速度计60测量轧件的速度。编码器62、64提供表示螺旋导槽24的输出端24b的旋转位置以及装载捕捉器CA和下游夹送辊PR2的平移小车44的位置。第二速度计66测量进入下游轧制机架RS2的轧件速度，热金属探测器68探测轧件前端从轧制机架RS2的送出。如图6所示，控制器70从速度计60和66、热金属探测器58和68以及编码器62和64接收信号，并工作以控制电动机18、32、38、42及50的速度。在采用图1的轧制布置的一个示例性轧制序列中，热轧线材以速度V!送出上游轧制机架RS,。下游轧制机架RS2以较慢的咬入速度V2工作。在第一时段中，弯曲的吐丝组件LA是静止不动的，而导槽24的输出端24b与同样静止不动的捕捉器CA对准，如图4所示。编码器62向控制器70提供表示导槽输出端24b的角度位置的控制信号。同样，编码器64提供表示平移小车44和捕捉器CA沿着轨道46的位置的控制信号。控制器采用这些控制信号来操作电动机18和50，以实现前述的静止不动的对准。夹送辊单元PR,和PR2各以速度V,工作，并且，由于等于Vi—V3的速度差V2所产生的过多的轧件暂时储存在打环装置54中。巻筒DR沿着如图7所示的逆时针方向以表面速度V3连续地旋转。在轧件前端已送出下一轧制机架RS2之后，在第二时段内，同时发生下列事件(a)吐丝组件LA旋转加速至速度V2，使送出导槽24的输出端24a的轧件减速至等于下游轧制机架RS2的咬入速度的降低的速度V3;(b)夹送辊单元PR2以与吐丝组件LA的加速速率相反的速率从速度V!减速到速度V3，且由于V!与V3之间的速度差而产生的过多的轧件在巻筒DR上储存为螺旋线；以及(c)对电动机50供电以沿着轨道46移动装载夹送辊单元PR2和捕捉器CA的平移小车44，藉此维持捕捉器与退绕的螺旋线对准。在第三时段中，在吐丝组件的加速和夹送辊单元PR2的减速完成之后，在对线材的整个长度进行处理时，该系统保持平衡，各部件如下所述地工作PR!以V,PR2以V3LA以V2DR以V3CA(移动)在图8所示的布置中，打环装置54和56的位置颠倒，要求一稍有不同的工作方法。更具体地说，在第一时段中，弯曲的吐丝组件LA同样是静止不动的，且导槽24的输出端24b与静止不动的捕捉器CA对准。夹送辊单元PR,以速度V3工作，而夹送辊单元PR2以V3工作。由于V,—V3的速度差而产生的过多的轧件同样暂时储存在打环装置54中。在第二时段中，夹送辊单元PRJ人V3加速到VP吐丝头组件以相同的速率旋转加速到V2，并且同样起动电动机50以维持捕捉器CA和夹送辊单元PR2与从巻筒DR上退绕的轧件对准。在第三时段中，系统的工作与上面针对图1布置所述的相同。在下表中对这两种工作模式进行一个总结。<table>Complextableseetheoriginaldocumentpagex</column></row><table>鉴于上述内容，可以看到，通过在储存器10的上游或下游采用打环装置54来暂时储存由于V,和V3之间的速度差而产生的过多的轧件，吐丝组件LA可保持静止不动且导槽24的输出端24a与静止不动的捕捉器CA对准，直至轧件前端穿过并被下游轧制机架RS2接受为止。我们要求如下的权利权利要求1.一种在相继的上游和下游轧制机架中连续轧制轧件的方法，其中从所述上游轧制机架以高于所述下游轧制机架的咬入速度V3的速度V1送出轧件，所述方法包括沿一轴线将从所述上游轧制机架送出的轧件引导到设置在所述轧制机架之间的储存器，所述储存器具有弯曲的吐丝组件，所述吐丝组件设有入口端和出口端，所述入口端与所述轴线对准以接收轧件，所述出口端与所述轴线径向间隔开，以沿着横向于所述轴线的出口方向传送轧件；在第一时段中，维持所述吐丝组件静止不动，且其出口端与引向所述下游轧制机架的导向器对准，从而经由所述导向器以所述下游轧制机架的咬入速度V3传送轧件以在所述下游轧制机架中进行轧制，同时继续从所述上游轧制机架传送由于V1-V3的速度差而产生的过多的轧件；将所述过多的轧件暂时储存在设置在所述储存器与所述轧制机架之一之间的打环装置中；在第二时段中，将所述吐丝组件绕所述轴线旋转加速至一工作速度，在该工作速度下，所述出口端具有等于V1-V3的速度V2，从而将从所述出口端送出的轧件减速到所述速度V3；在第三时段中，继续以所述工作速度旋转所述吐丝组件，所述吐丝组件的弯曲形状和所述输出端的指向设置成使从所述出口端传送出的、超过在所述下游轧制机架中轧制的轧件的轧件形成为螺旋线；在可绕所述轴线旋转的圆柱形卷筒上沉积和储存所述螺旋线；以及沿与所述吐丝组件的旋转方向相反的方向旋转所述卷筒，从而经由所述导向器将所述螺旋线以速度V3退绕到所述下游轧制机架。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括分别用上游和下游从动夹送辊单元来控制进入所述储存器和从所述储存器送出的轧件的速度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述打环装置设置在所述下游夹送辊单元与所述下游轧制机架之间，在所述第一时段中操作所述上游和下游夹送辊单元以将所述轧件的速度维持在Vp而在所述第二时段中操作所述下游夹送辊单元，以与所述弯曲的导向器的加速速率相反的速率将所述轧件从V,减速到V3。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述打环装置设置在所述上游夹送辊单元与所述上游轧制机架之间，在所述第一时段中以速度V3操作所述上游夹送辊单元并以速度V3操作所述下游夹送辊单元，而在所述第二时段中加速所述上游夹送辊单元，以与所述弯曲的导向器的加速速率相同的速率将所述轧件从v3加速到V1.全文摘要本发明揭示了一种用于连续轧制轧件的方法，其中从上游轧制机架RS1以高于下游轧制机架RS2的咬入速度V3的速度V1送出轧件。由于V1和V3之间的速度差而产生的过多的轧件暂时储存在轧制机架之间。文档编号B21C49/00GK101203336SQ200680022375公开日2008年6月18日申请日期2006年6月26日优先权日2006年3月14日发明者M·E·戈捷,T·M·肖尔申请人:摩根建设公司