专利名称：冷却压边机压模的装置和该装置的运行方法
技术领域：
本发明涉及一种缩小轧材宽度的压边机压模的冷却装置，尤其是对在宽带钢粗热轧机上的板坯的宽度，此时设有在两侧朝向板坯边缘配置的、装有彼此上下排列的压模、并能相对移动的压模座，本发明还涉及运行该冷却装置的方法。
在宽带钢粗热轧机中缩小板坯宽度的压边机其压模承受非常高的机械负荷和热负荷。因为进入压边机的热板坯具有约1250℃的高温，且压模在压制时与板坯承受直接的热接触，以外，还受到高温板坯发出的辐射热作用，所以必须对压模加以冷却，以达到在运转中有可取的模具耐用度。
根据德国公开说明书DE-OS2531591，因而提出一种公知的、改变从板坯浇铸设备导出热板坯截面的装置，该装置是通过一种介质在内部循环来达到压模的冷却，这就要使压模的工作侧处在或接近于最高容许温度，以使板坯消耗最少的热量，从而避免压模的超常磨损。
本发明所基于的认识是，从压模与热板坯接触的前棱到压模料区的热流发生太慢，在料区出于强度的考虑设有冷却剂通道，因而通过冷却剂的内部循环并不能从压模上排出足够的热能，致使压模温度不稳定，在一定运行时间后远远高出容许的最高温度。压模内冷却剂管道设置与待冷却压制面间隔很小只会导致压模压制面的修整受到更大的限制，从而使其使用寿命降低到在经济上不可取的程度。此外，在造价方面它也是不可取的，对压模的压制面用这样昂贵的材料一例如通过堆焊-进行涂覆，这些压制面经受极高的工作温度。这种昂贵的金属合金也使压制面的修整要求很大的技术费用。
本发明的任务是，设置一种压边机压模的冷却装置，通过该装置可以使压模温度可靠而持久地冷却到低于容许的最高材料温度，此时可以采用一般耐温度变化、允许对高负荷压模压制面进行多次修整的材料。对于压模来说应能使用便宜的材料，同时仍能提高模具的耐用度。解决这一任务的措施对专业人员来说是意外简单的，此时使压边机具有至少一个朝向各压模前棱区的冷却剂喷嘴，其中借助该喷嘴特别有利于本发明的发展，使每个压模前棱区从外侧由冷却剂持续地喷淋冷却。不同于一般预测的是，经过短暂运行时间后却形成一个几乎固定的温度变化，在压制面温度明显低于材料容许温度，而向压模的内部则温度降到更低。冷却剂喷嘴设置成一种带有预定散射角的扁喷嘴被证明效果特别好，从而使压模的整个前棱都可以用冷却剂进行均匀的喷淋。
本发明另一个有利的结构设置是，将多个扁喷嘴合并成一个喷嘴座，该喷嘴座设在板坯中心的上方和下方，适当地置于夹紧板坯的两个压紧辊之间。这样通过利用最狭窄的空间位置就有助于冷却剂的供给和分配。如果按本发明的另一个结构设置，使喷嘴座作为一个组合部件，借助于一个快速连接件可与至少一个冷却剂供应管路相连接，这样就可以使喷嘴的维修大大合理化。喷嘴的各种故障可以在另外的维修场所排除，因为损坏的喷嘴座可以整个地由新的或修复的喷嘴座来替代。
本发明的进一步发展是根据板坯宽度尺寸及压模与板坯中心的距离使扁喷嘴的轴线以不同的角度对准压模前棱，每个喷嘴设置成均可单独断开或接通。扁喷嘴可以固定在喷嘴座上，使得每个喷嘴在压边机的压模上对应确定的工作位置，并且当压模-例如因板坯宽度的改变-调整到一个新的工作位置上时，喷嘴就可以断开，并接通对应于压模新工作位置新设置的喷嘴。总起来看，从而使喷嘴与压模的各工作位置对应调整就大大简化。有利的是，将喷嘴座以分段方式设有多组喷嘴，每组喷嘴与一个单独的冷却剂管路相连接，并且每组喷嘴都设置成可以断开或接通。每组喷嘴对应压模不同工作位置的配置有利于提高并均匀这些扁喷嘴的喷淋冷却效果。
喷嘴座上整组喷嘴能够断开或者接通的特性使得各压模的前棱区在脱开板坯边缘的过程中从外侧经板坯受到冷却剂喷淋冷却的作用。这种情况下控制喷嘴宜与控制压模相耦合。冷却剂要尽可能地保持不与板坯，特别是板坯边缘接近，使得由压模带入板坯的变形能足以补偿板坯因热辐射形成的热损失。本发明另一个结构设置是，除从外部对压模作喷淋冷却外，还对该压模附加一个内部冷却。这种情况要求压模内的冷却剂通道设置成远离模具前棱，以保证压模的压制面能经受多次整修。
对本发明借助于一个适用于压边机压模冷却装置的实施例作进一步阐述，其中
图1表示设在板坯中心的上下方、对着压模的冷却喷嘴配置，图2表示在压边机压紧辊之间设有多个冷却喷嘴的喷嘴座配置侧视图，
图3表示带有扁喷嘴的喷嘴座放大图，图4表示按图3的喷嘴座的部分断面图，图1示有一个带压边机架的压边机1，压边机架由两个上机架梁2和两个下机架梁3以及两个连接这些机架梁的横梁4、5构成，其中下机架梁3安装在基础6上。压边机还具有两个曲轴箱7，曲轴箱中设有未详示出的偏心轮传动装置用于压模座8和压模9的移动。待压制的板坯10处在压边机1的压模9之间。板坯10在未详示的辊道上通过压边机移动。在压模9区内，板坯的上方和下方各设有两个压紧辊11(图2)。处在曲轴箱7内的压模8和压模9的偏心轮传动装置由一个联节轴12驱动，该轴经过一个传动箱13与一个驱动马达14连接。曲轴箱7在压边机架中的位置借助于轧辊调整装置15调整，因而是根据板坯宽度调整压模的位置。借助于压边机的驱动装置，即驱动马达14、传动箱13、联节轴12以及曲轴箱7中的偏心轮传动装置，使压模座8和压模9以箭头16的方向朝向板坯水平地移动，从而使板坯宽度缩小到规定的尺寸。由于板坯温度约为1250℃，而压模在压制期间作用在板坯边缘上则承受很高的机械负荷和热负荷。因此本发明提出，为了冷却压模压边机可以设置多个朝向各压模9前棱17的冷却剂喷嘴18。冷却剂喷嘴18设置成带有一个预定散射角19的扁喷嘴，并且多个扁喷嘴18、18′、18″、18′″可以合并成一个喷嘴座20，该喷嘴座是配置在板坯中心21的上、下方。
图1中示有板坯处在一个特别的压制位置，这时扁喷嘴18在板坯10的上方和下方均朝向模具的前棱17。如果要逐个压制缩小更宽或更窄的板坯，则将各扁喷嘴18在喷嘴座20上断开，而使例如其轴线现在对准板坯宽度的扁喷嘴18′接通。喷嘴座上的喷嘴由一个容器22供应最好是水的冷却剂，冷却剂借助一个泵23输送。喷嘴座上的扁喷嘴的接通和断开借助于一个可控制的阀24完成，这些阀分别装在各扁喷嘴的供应管路25上。
图2表示压紧辊11之间、板坯10的上方和下方的喷嘴座20配置。可以看出喷嘴座20是设置成一个组合部件带有成整体组合在该部件内的扁喷嘴，其中喷嘴座借助于快速连接件26连接到供水管路25上。
图3和图4表示喷嘴座20和配置在喷嘴座上的扁喷嘴18，根据图示喷嘴座以分段结构装有多组喷嘴18、18′、18″、18′″，并且每组喷嘴都与单独的连接孔27、27′、27″、27′″，相接。如前所述每组喷嘴均可单独断开和接通。例如喷嘴组18与喷嘴座上的连接孔27以及连接头28和其连接管相连(图4)。喷嘴组18′″则与喷嘴座上的连接孔27′″以及连接头28′″和其连接管相连。连接管28和28′″可分别经一个法兰29与供水管路25快速接合或断开，使得喷嘴座20作为一个组合部件可以迅速地用一个新喷嘴座替换。图4中示意性示各喷嘴给定的散射角19以及与扁喷嘴轴线30呈各不相同的夹角α1和α2，这些夹角是根据板坯宽度和压模距板坯中心的距离设定的。
压边机在运行中如果每个压模的前棱区受到从外侧用冷却剂，最好是水的连续喷淋冷却，则可使压模有最佳的冷却。在短时运行后便可形成一个热稳定状态，使得压模前棱温度保持低于容许的材料最高温度。模具内部温度降低更多。如果在从外侧作用的喷淋冷却之外再给压模附加一个内部冷却的话，例如通过在压模内与其前棱17以一定间隔附加设配一些冷却剂通道(未详示出)，并使这些通道与冷却剂供给装置连接，则会达到更好一些的压模冷却效果。但这在工艺上要求较大的花费。在这些情况下可以使用耐温度变化的材料制造压模，使其制造在经济上是有利的，而其压制面则能以所期望的低耗费多次地整修。如果压模仅在板坯压制过程中而不在处理两个待加工板坯之间的间歇时间中受到喷淋冷却，或者如果每个压模的前棱区在脱开板坯边缘的移动阶段从外侧经板坯受到冷却剂呈喷淋冷却的作用，则也会取得的满意的压模冷却结果。但此时必须使用耐高温材料，其中喷淋冷却的冷却程度同样也要按压模耐高温材料的最高容许温度来调整。
如果设有至少一个冷却剂喷嘴在一个能够摆入压模的前棱区的导板上或者以其他方式使冷却剂射束可控制成跟随压模前棱而移动，则这种装置应属于本发明的范围。
权利要求
1.一种缩小轧材宽度的压边机压模的冷却装置，尤其是对在宽带钢粗热轧机上的板坯宽度，此时设有在两侧朝向板坯边缘配置的、装有彼此上下排列的压模、并能相对移动的压模座，其特征是，压边机(1)具有至少一个朝向各压模(9)的前棱(17)区的冷却剂喷嘴(18)。
2.根据权利要求1所述的压模冷却装置，其特征是，冷却剂喷嘴(18)设置成带有预定散射角(19)的扁喷嘴。
3.根据权利要求1或2所述的压模冷却装置，其特征是，多个扁喷嘴(18)合并成一个喷嘴座(20)，该喷嘴座设在板坯中心(21)的上方和下方。
4.根据权利要求1、2或3所述的压模冷却装置，其特征是，喷嘴座(20)设置在两个压紧板坯的压紧辊(21)之间。
5.根据权利要求1至4其中至少一项所述的压模冷却装置，其特征是，扁喷嘴(18)的轴线(30)按照板坯宽度和压模(9)距板坯中心(21)的距离以不同的角度(α1、α2)对准压模(9)的前棱(17)，并且各个喷嘴(18)可以通过阀(24)断开成接通。
6.根据权利要求1至5其中至少一项所述的压模冷却装置，其特征是，喷嘴座(20)以分段方式设有多组喷嘴(18、18′、18″、18′″)，每组喷嘴与一个单独的冷却剂管路(27，28)相连接并且每组喷嘴都设置成借助于阀(24)可以断开或接通。
7.根据权利要求1至6其中至少一项所述的压模冷却装置，其特征是，喷嘴座(20)作为一个组合部件借助一个快速连接件(26)可以与至少一个冷却剂供应管路(25)连接。
8.根据权利要求1至2其中至少一项所述的压模冷却装置，其特征是，设有至少一个冷却剂喷嘴(18)在一个能够摆入压模(9)的前棱(17)区的导板上。
9.根据权利要求1至8其中至少一项所述的压模冷却装置，其特征是，在压模内与其前棱以一定间隔附加配置一些冷却剂通道。
10.根据权利要求1至9所述板坯压边机的压模冷却装置运行方法，其特征是，每个压模的前棱区从外侧受到冷却剂的持续喷淋冷却。
11.根据权利要求1至9所述板坯压边机的压模冷却装置运行方法，其特征是，每个压模的前棱区在脱开板坯边缘的移动阶段从外侧经板坯受到冷却剂呈喷淋冷却的作用。
12.根据权利要求1至9所述板坯压边机的压模冷却装置运行方法，其特征是，每个压模的前棱区在板坯压制间歇时间里不受到喷淋冷却作用。
13.根据权利要求10至12其中至少一项所述的运行方法，其特征是，在外侧作用对压模喷淋冷却之外再附加给压模一个内部冷却。
14.根据权利要求10至13其中至少一项所述的运行方法，其特征是，冷却剂以流体冷却剂射束按预定的散射角从至少一侧导向压模前棱。
15.根据权利要求10至14其中至少一项所述的运行方法，其特征是，冷却剂射束呈一个束状可以按照板坯宽度以及压模到板坯边缘的位置分别单独地接通或断开。
16.根据权利要求10至15其中至少一项所述的运行方法，其特征是，冷却剂射束和/或压模内部冷却其冷却程度按照压模材料的最高容许温度来调整。
17.根据权利要求10至16其中至少一项所述的运行方法，其特征是，冷却剂射束可控制成跟随压模前棱而移动。
全文摘要
本发明研究一种缩小轧材宽度的压边机压模冷却装置，尤其是对在宽带钢粗热轧机上的板坯宽度，此时设有在两侧朝向板坯边缘配置的、装有彼此上下排列的压模、并能相对移动的压模座。本发明提出，使压边机具有至少一个朝向各压模前棱区的冷却剂喷嘴，这时该装置最好这样运行，使每个压模的前棱区受到一种冷却剂连续地喷淋冷却。
文档编号B21K29/00GK1062859SQ9111184
公开日1992年7月22日 申请日期1991年12月24日 优先权日1990年12月24日
发明者G·海策 申请人:Sms舒路曼-斯玛公司