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用于圆拱形截面金属产品的轻压下的装置

阅读:1035发布:2020-12-26

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1.一种铸造产品的轻压下装置(1),所述铸造产品由金属制成,具有圆拱形截面,具有液体的或部分液体的芯,所述轻压下装置(1)用于减小来自连铸机的所述铸造产品的厚度,同时保持所述圆拱形截面,所述装置包括至少两个轻压下单元(2、3),
其中,所述至少两个轻压下单元(2、3)串联布置,
其中,每个轻压下单元(2、3)设置有一组仅三个彼此成120°布置的辊,
并且其中,一个轻压下单元的三个辊(7、8、9)的组相对于相邻轻压下单元的三个辊(10、11、12)的组偏移预定度。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述预定角度为180°。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,仅提供了两个轻压下单元(2、3),并且第一轻压下单元(2)的三个辊的组相对于第二轻压下单元(3)的三个辊的组偏移180°,所述第二轻压下单元(3)在所述第一轻压下单元(2)之后并且邻近所述第一轻压下单元(2)。
4.根据权利要求1或2所述的装置,其中,设置有三个至八个轻压下单元。
5.根据权利要求1所述的装置,其中,设置有四个轻压下单元(2、3、2’、3’),并且轻压下单元(2、2’)的三个辊的组相对于随后的且相邻的轻压下单元(3、3’)的三个辊的组偏移
180°。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,每个轻压下单元设置有用于调节所述三个辊中的至少两个辊的位置的位置调节装置,所述位置调节装置适于调节所述辊相对于待挤压金属产品的中心的位置,以将垂直于所述三个辊的相应旋转轴的所述三个辊的中心线平面在任何工作位置保持彼此成120°。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,第一轻压下单元(2)包括上辊(7),所述上辊(7)具有优选平的相应旋转轴,并且布置在两个下辊(8、9)上方,所述两个下辊(8、
9)具有相对于所述上辊的所述旋转轴倾斜60°角度的旋转轴,而随后的且相邻的第二轻压下单元(3)包括下辊(10),所述第二轻压下单元(3)的所述下辊(10)具有优选水平的相应旋转轴,并且固定地布置在两个上辊(11、12)下方,所述两个上辊(11、12)具有相对于所述下辊的所述旋转轴倾斜60°角度的旋转轴,或者反之亦然。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,在每个轻压下单元中,所述三个辊中的至少一个辊被机动化。
9.根据权利要求7或8所述的装置,其中,在所述第一轻压下单元(2)中,所述位置调节装置适于调节所有三个辊(7、8、9)的位置,而在所述第二轻压下单元(3)中,所述位置调节装置适于仅调节所述两个上辊(11、12)的位置。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述第一轻压下单元(2)的所述位置调节装置包括第一平移装置和第二平移装置,所述第一平移装置适于沿着垂直于相应旋转轴的所述上辊(7)的中心线平面平移所述上辊(7),所述第二平移装置适于沿着相应的倾斜平面(X、Z)平移所述两个下辊(8、9),两个倾斜平面(X、Z)会聚并且相对于所述上辊(7)的所述中心线平面对称。
11.根据权利要求10所述的装置,其中,所述第一平移装置包括第一汽缸(17),并且所述第二平移装置包括用于每个下辊(8、9)的至少一个第二汽缸(18),所述第二汽缸(18)适于沿着固定导向件线性地移动相应的下辊。
12.根据权利要求9或10所述的装置,其中,所述第二轻压下单元(3)的所述位置调节装置包括:
-对称杠杆机构(20),其对称地连接到所述两个上辊(11、12),所述杠杆相对于所述下锟(10)的中心线平面对称,所述下锟(10)的所述中心线平面正交于所述下辊的所述旋转轴,
-以及所述对称杠杆机构(20)的致动装置,
所述对称杠杆机构(20)被构造成沿着相应的倾斜平面(X’、Z’)平移所述两个上辊(11、
12),两个倾斜平面(X’、Z’)会聚且相对于所述下辊(10)的所述中心线平面对称。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述致动装置是汽缸(21)。
14.根据权利要求9或10所述的装置,其中,所述第二轻压下单元(3)中的所述位置调节装置包括两个致动装置,所述两个致动装置相对于正交于所述下辊的所述旋转轴的所述下辊(10)的中心平面对称地布置,所述致动装置适于沿着相应的倾斜平面(X’、Z’)线性地移动所述上辊(11、12),两个倾斜平面(X’、Z’)会聚且相对于所述下辊(10)的所述中心平面对称。
15.一种用于连续生产圆拱形截面金属产品的设施,包括:
连铸机,所述连铸机设置有至少一个圆拱形截面结晶器(4)和相应的铸造曲线(5);
根据权利要求1所述的轻压下装置(1),所述轻压下装置(1)布置在相应的铸造曲线(5)的端部附近,
从所述轻压下装置(1)排出的所述圆拱形截面金属产品的加工线(6),
其中,所述至少两个轻压下单元的下辊被定位成使得所述铸造曲线的外弧与所述加工线的通过线重合。
16.一种圆拱形截面金属产品的连续生产过程,借助于根据权利要求15所述的设施来进行,所述圆拱形截面金属产品的连续生产过程包括以下步骤:
-通过设置有至少一个圆拱形截面结晶器(4)和相应铸造曲线(5)的连铸机连续地铸造圆拱形截面金属产品;
-执行所述圆拱形截面金属产品的轻压下,同时通过布置在相应铸造曲线(5)的端部附近的所述轻压下装置(1)在整个轻压下操作中保持圆拱形截面;
-借助于所述加工线(6)加工从所述轻压下装置(1)排出的所述圆拱形截面金属产品。

说明书全文

用于圆拱形截面金属产品的轻压下的装置

发明领域

[0001] 本发明涉及一种用于圆拱形截面(round-section)的坯料或坯段的轻压下装置(soft reduction device),该圆拱形截面的坯料或坯段具有液体的或部分液体的芯,来自连铸机,以便以受控方式压缩产品,从而减少液体部分并提高其内部质量

背景技术

[0002] 现有技术中已知用于挤压液体芯铸造产品的各种装置和方法,并且这种操作被称为“轻压下”。
[0003] 这种技术在板材领域特别常见,板材的特点是其宽度大于其厚度。
[0004] 由于产品受到逐渐冷却,产品的表皮在结晶器中开始形成。当产品在矫直单元的牵引下向下游行进时,它受到连续的直接和间接冷却操作,并且这导致表皮厚度的增加,这是由于冷却系统从产品的芯部减去热量而导致的。
[0005] 产品从中间包浇铸到结晶器中,并开始向下游提取区下降,被冷却并被容纳辊容纳。产品表皮的厚度随着产品下降和冷却而增加,直到表皮在所谓的“冶金锥(metallurgical cone)”中自发接合,此时产品实现完全固化
[0006] 用于形成表皮的过程通常受到各种参数的影响,特别是受铸造产品的等级、铸造过程中铸造产品经历的热交换、铸造速度和产品本身的尺寸的影响。
[0007] 为了保持产品的内部质量,有必要使产品完全固化:事实上,随着产品固化,液体部分所占据的体积减小,液体部分最初相对于固体部分占据更大的体积。在铸造曲线的第一部分中,这种体积差异不会对产品产生很大影响,因为固化过程中损失的液体部分的体积被钢静压(ferrostatic pressure)推向下游的更上游的液体所替代。然而,在冶金锥的顶点附近,固体成分和液体成分不再很好地相互区分,从而导致所谓的“糊状区(mushy zone)”。
[0008] 从微观度来看,与液体芯接触的产品表皮外观具有一系列称为枝晶(dendrites)的结晶分支,当表皮即将接合时,枝晶倾向于彼此相交,从而形成上方的液体入口的屏障,防止在由于固化而导致经受液体部分体积减小的区域中填充新的液体,并导致产品内部结构中形成不希望的多孔性。
[0009] 在该固化步骤中产生的另一个问题是宏观偏析:随着产品固化,枝晶延伸并趋向于朝向产品的液体芯带来合金元素(例如、硫等)。这种现象导致沿着产品截面的化学成分的差异。合金元素的这些迁移导致在产品的不同区域之间机械性能、热性能等的不希望的差异,而具有均匀结构和性能的产品则是所希望的。
[0010] 为了消除这些缺点,开发了轻压下处理,该轻压下处理提供了对铸造金属产品(例如板坯或坯料或坯段)的受控挤压,其中铸造金属产品经受减小厚度的作用,同时芯在锭模(ingot-mold)下游的区域中仍然是液体的或部分液体的,因此在连铸机的出口处获得相对于铸造产品较薄的产品。
[0011] 减小液体的或部分液体的芯的厚度的主要优点是获得固化结构的改善以及铸造产品的内部质量的改善。
[0012] 为了有效,轻压下应该随着铸造产品厚度的连续和受控的减小而发生,直到铸造产品在其中包含液体的或部分液体的芯,这可以通过所涉及的铸造产品拉伸的大致锥形的压下轮廓(reduction profile)来获得。
[0013] 最常见的轻压下装置通过成对相对的辊来挤压产品:因此,这里的挤压力以相等的强度和相反的方向施加,从而导致产品厚度的减小及其延伸(称为“凸出”)。
[0014] 这种轻压下处理通常用于连续板坯铸造领域,因为侧面的加宽不会严重影响成品,一旦弯曲侧被方便地修整,成品将准备好用于轧制或其他连续操作。
[0015] 相反,对于具有矩形或方形截面的产品,要更加小心地进行轻压下,因为过度弯曲会导致产品过度变形,这将难以加工。
[0016] 对于圆拱形截面的产品来说,这个问题更加明显,因为保持形状对于加工产品和在市场上销售产品是至关重要的:事实上,通过仅使用两个沿相反方向挤压产品以封闭其液体芯的辊,存在产品截面过度卵形变形的险。在试图校正这种卵形化的过程中,可能会产生另一种变形,这种变形是用被成形以便获得具有较小截面的圆拱形截面的辊引起的。然而,这种需要至少两个道次的进一步变形并不总是减小产品的截面,并且同时保持其完美的圆拱形。事实上,为了进一步界定圆拱形几何形状,下游通常需要进一步的成形道次。
[0017] 该问题的部分解决方案提供了通过直接铸造椭圆形截面产品来消除第一挤压步骤,该椭圆形截面产品在下一轻压下步骤中通过两个平行成形的辊变形为圆拱形。
[0018] 然而,从椭圆形截面到圆拱形截面的变形操作—特别是椭圆形被挤压得越多——导致产品芯内的张力,这可能损害其内部质量。
[0019] 因此,感觉需要为圆拱形截面铸造产品提供一种允许克服上述缺点的轻压下装置。
[0020] 发明概述
[0021] 本发明的目的是提供一种轻压下装置,该轻压下装置用于圆拱形截面铸造金属产品,例如坯料或坯段,其允许液体锥的受控和有效闭合,从而相对于初始铸造产品减小产品的截面,并且同时允许保持大致圆拱形的形状,当产品从所述装置排出时,这对于产品的加工和销售已经是可接受的。
[0022] 有利的是,本发明的轻压下装置被设计用于对由金属制成的铸造产品进行轻压下,该铸造产品具有圆拱形截面,所述圆拱形截面在整个轻压下过程中保持圆拱形截面。因此,术语“圆拱形截面产品”既指具有液体的或部分液体的芯的铸造产品,也指完全固化的轻压下的最终产品。
[0023] 本发明的另一个目的是提供一种能够获得完全固化的圆拱形截面产品的轻压下装置,该产品沿着产品的整个截面具有大致均匀的化学成分,因此具有均匀的性能。
[0024] 本发明的另一个目的是提供一种能够限制由于产品体积冷却收缩而造成的空隙形成的轻压下装置。
[0025] 因此,本发明通过提供一种圆拱形截面金属产品的轻压下装置来实现上述目的,该圆拱形截面金属产品具有液体的或部分液体的芯,该轻压下装置用于减小来自连铸机的所述金属产品的厚度,根据权利要求1,该轻压下装置包括至少两个轻压下单元,[0026] 其中所述至少两个轻压下单元串联布置,
[0027] 其中,每个轻压下单元设置有一组仅三个彼此成120°布置的辊,
[0028] 并且其中,一个轻压下单元的三个辊的组相对于相邻轻压下单元的三个辊的组偏移预定角度。
[0029] 每个轻压下单元的三个辊通过相互成120°角来作用,使得施加在产品上的径向挤压力所产生的矢量等于零,从而干涉前进的金属产品,以减小其截面,从而封闭液体芯。
[0030] 通过从三个等距方向提供相等强度的挤压力,液体芯的闭合更有效,因为相对于仅具有两个挤压辊的解决方案,变形不太突然。事实上,通过在每个轻压下单元中仅使用三个辊,圆拱形截面产品的外表面以最佳方式卷绕。这种卷绕导致挤压力朝着产品的芯良好地传播,因为考虑到辊之间的邻近,产品没有太多空间向外变形。因此,材料将趋向于主要向产品的中心移动,填充由液体芯占据的区域,液体芯进而又被迫缩回,或者在糊状区的情况下,液体芯固化。
[0031] 这种操作导致表皮的强制内部结合,并因此导致通过枝晶的相互渗透和固化而获得的轻触点(kissing point)的闭合。因此,也避免了由于产品体积因冷却而收缩而产生空隙,因为内部空间被由轻压下辊致动的变形所推动的固化材料强制填充。
[0032] 有利的是,为了更好地保持圆拱形形状,几个轻压下单元串联布置,径向挤压力在其上被分开,因此在第一个单元之后,径向挤压力在较小程度上由单元的辊施加。
[0033] 有利的是,根据本发明,轻压下单元的数量可以变化。特别地,可以提供三个至八个串联布置的轻压下单元,优选四个串联布置的轻压下单元。已经注意到,提供多于八个的多个轻压下单元会导致温度分散,这不允许材料的最佳处理。
[0034] 为了最大限度地保持圆拱形形状,辊的布置有利地在一个轻压下单元和下一个轻压下单元之间偏移,使得产品的挤压区域从一个单元到另一个单元不同,因此圆拱形形状被更好地保持。
[0035] 在第一有利变型中,提供了两个串联布置的轻压下单元,其具有三个偏移辊(即彼此旋转180°)的组。这种布置导致在轻压下装置的入口和出口之间具有六个辊,在沿着铸造圆拱形产品的进给方向的前视图中,这些辊相对于铸造圆形拱产品的中心径向布置,彼此成60°角。
[0036] 本发明的其他变型可以提供对轻压下单元的辊的组的进一步偏移。例如,可以提供带有三个辊的三个轻压下单元,因此总共有九个辊,其布置成在沿着铸造圆拱形产品的进给方向的前视图中,在一个辊和下一个辊之间获得30°的偏移。而另一个示例提供了具有三个辊的五个轻压下单元,因此总共具有十五个辊,其布置成在沿着铸造圆拱形产品的进给方向的前视图中,在一个辊和下一个辊之间获得15°的偏移,等等。形成该装置的轻压下单元越多,闭合液体锥所需的辊的径向挤压力的贡献就越小,因为它们中的每一个都有助于部分地压下(reduction),从而限制了仅用两个辊的现有技术的解决方案所产生的过度变形效果。
[0037] 在另一个有利的变型中,由于在沿着许多入射轴同时偏移辊的同时提供增加数量的串联轻压下单元可能是复杂和昂贵的,因此替代地提供了多个轻压下单元的布置,优选四个或六个或最多八个,其串联布置并且具有与相邻组彼此偏移180°的三个辊的组。这种布置导致在轻压下装置的入口和出口之间具有十二个或十八个或二十四个辊,在沿着铸造圆拱形产品的进给方向的前视图中,这些辊相对于铸造圆拱形产品的中心径向布置,彼此成60°角。因此,通过用 或 类型的顺序交替辊的轴线,仅设计和构造两种单独类型的轻压下单元就足够了。
[0038] 有利的是,在一个优选的变型中,除了封闭液体芯之外,本发明的装置的轻压下单元还能够通过执行类似于连铸机中常用的提取和矫直单元的功能的功能来从铸造线上提取产品。在该变型中,每个轻压下单元的辊中的至少一个是机动化的。这种解决方案允许避免在轻压下装置的上游安装提取单元,该提取单元应当抓住或抓紧产品的内弧和外弧,并在第一轻压下单元中将产品向下游拖动,并且同时将其拉直。
[0039] 本发明的另一个优点是可以提供用于调节辊位置的位置调节装置,使得相同的轻压下单元可以加工具有不同直径的产品。例如,辊可以通过液压致动器、杠杆或缩放机构(pantograph mechanisms)或其他方式相互靠近或远离地移动。
[0040] 此外,辊的移动可以沿着导向件、滑或类似元件线性进行,或者通过曲线移动或线性和曲线移动的组合来进行。
[0041] 轻压下辊在与铸造产品的外表面接触的拉伸过程中也可以具有各种形状:例如,它们可以具有平板形状,或者以对于待加工产品的直径足够的角度成形和接合。
[0042] 本解决方案的另一个特征是使铸造产品的外弧与铸造曲线下游的线的通过线(pass-line)重合的可能性。事实上,由于将安装本发明的轻压下单元的铸造线将铸造各种直径的产品,因此需要通过使它们适应每个铸造产品的几何形状来改变铸造曲线的某些几何形状,特别是容纳辊和冷却装置的布置。通常,设计铸造线的半径集合是根据产品的外弧计算的;然后,计算对应于待铸造产品范围的最小和最大内弧的最小和最大范围。
[0043] 如果外弧半径发生变化,对于每种产品将会出现铸造线和下游效用单元(如冷却板、辊道等)对齐的问题。相反,通过使外弧与例如对应于冷却板的通过线重合,这样的问题不存在,因为铸造曲线和冷却板总是对齐的。这一优点导致这些轻压下单元也可安装在现有的铸造线上,因为其延伸部分严格竖直,并且其确保铸造产品和下游效用设备之间的连续对齐。
[0044] 从属权利要求描述了本发明的优选的实施方式。
[0045] 附图简述
[0046] 借助于附图,依据通过非限制性示例公开的轻压下装置的优选但非排他的实施方式的详细描述,本发明的进一步的特征和优点将更明显,在附图中:
[0047] 图1描绘了包括根据本发明的轻压下装置的铸造线的示意图;
[0048] 图2描绘了本发明的装置的轻压下单元的第一实施方式的侧视图;
[0049] 图3描绘了本发明的装置的轻压下单元的第二实施方式的侧视图;
[0050] 图4描绘了处于第一操作位置中的图2的部分的侧视图;
[0051] 图5描绘了处于第二操作位置中的图4的部分的侧视图;
[0052] 图6描绘了处于第三操作位置中的图4的部分的侧视图;
[0053] 图7描绘了处于第一操作位置中的图3的部分的侧视图;
[0054] 图8描绘了处于第二操作位置中的图7的部分的侧视图;
[0055] 图9描绘了处于第三操作位置中的图7的部分的侧视图;
[0056] 图10描绘了在优选变型中的轻压下单元的辊的示意前视图。
[0057] 在附图中的相同的参考数字表示相同的元件或部件。
[0058] 本发明的优选实施方式的详细描述
[0059] 参考附图,描述了根据本发明的轻压下装置的优选实施方式,其整体用1表示。
[0060] 这种轻压下装置被设计成对具有液体的或部分液体的芯的圆拱形截面金属产品进行轻压下,即用于减小来自连铸机的圆拱形截面铸造金属产品的厚度。因此,该装置的每个轻压下单元大致不同于具有可调辊的导向单元,该导向单元在金属产品前进过程中简单地伴随金属产品引导铸造产品,而不减小其厚度,并且需注意的是,不获得液体锥的受控且有效的闭合。此外,如本领域技术人员所知,不仅从功能角度来看而且从结构角度来看,轻压下装置和轻压下单元分别与轧制装置(rolling device)和轧制单元有很好的区别。事实上,不同于轻压下装置或单元,轧制装置或单元被设计成减小完全凝固的金属产品(因此没有液体芯)的厚度。轧制装置或单元设置有支承辊(backup rolls),而轻压下装置或单元没有。支撑辊存在于轧制装置或单元中,为工作中的辊提供坚固的支撑,从而有助于确保整个轧机的适当性能。此外,考虑到完全固化的产品和铸造产品之间在一致性上(in consistency)的差异,在轧制装置中作用在金属产品上的力不同于在轻压下装置中作用在金属产品上的力。轻压下装置和轧制装置之间的一些结构差异也反映在它们的成本上,后者的成本至少是轻压下装置的两倍。
[0061] 图1显示了用于连续生产圆拱形截面金属产品的设施的一部分,包括:
[0062] -设置有至少一个圆拱形截面结晶器4和相应铸造曲线5的连铸机;
[0063] -布置在相应铸造曲线5的端部附近的轻压下装置1,
[0064] -和圆拱形截面金属产品的加工线,其布置在轻压下装置1下游。
[0065] 轻压下装置1包括至少两个轻压下单元2、3,该至少两个轻压下单元2、3沿着金属产品的进给方向串联布置。
[0066] 有利的是,每个轻压下单元2、3设置有一组仅三个彼此成120°布置的辊,并且一个轻压下单元的三个辊的组相对于下一个轻压下单元的三个辊的组偏移预定角度。
[0067] 在图1的变型中,提供了四个轻压下单元2、3、2’、3’,并且轻压下单元的三个辊的组相对于下一个且相邻的轻压下单元的三个辊的组偏移180°。因此,由数字2、2’表示的轻压下单元具有三个辊的相等角度布置,相对于由数字3、3’表示的轻压下单元的三个辊的相等角度布置偏移180°。
[0068] 在图1的示例中,本发明的装置的至少第一轻压下单元沿着铸造曲线5的端部部分定位,并且还用作提取和矫直单元。
[0069] 在另一个示例(未示出)中,所有的轻压下单元沿着设施的完全直线延伸部(即完全在铸造曲线5之后)彼此平行布置。这里,在本发明的装置上游提供了特定的提取和矫直单元。
[0070] 在本发明的另一变型中,取而代之的是仅提供两个轻压下单元,并且第一轻压下单元的三个辊的组相对于第二轻压下单元的三个辊的组偏移180°,其中第二轻压下单元是随后的并且相邻于第一轻压下单元。
[0071] 其他变型可以包括例如使用四个、六个或八个轻压下单元,其中轻压下单元的三个辊的组相对于随后的且相邻的轻压下单元的三个辊的组偏移180°。
[0072] 在所有这些变型中,辊单元之间的角度布置导致在轻压下装置的入口和出口之间具有多个辊,在沿着金属产品的进给方向的前视图中,这些辊相对于产品本身的中心径向布置,例如彼此成60°角,如图10所示。
[0073] 形成该装置的轻压下单元越多,每个轻压下单元应该确保闭合液体锥的径向挤压力的贡献就越小,因为每个轻压下单元都有助于金属产品厚度的部分减小。
[0074] 本发明的另一个优点是可以调节每个轻压下单元的辊的位置,以使该装置适应各种直径的金属产品的加工。
[0075] 有利的是,每个轻压下单元可以设置有用于调节三个辊中的至少两个辊的位置的调节装置,该调节装置被配置成调节辊相对于待挤压金属产品中心的位置,即相对于待挤压金属产品的前进轴线的位置,同时将垂直于所述三个辊的相应旋转轴的三个辊的中心线平面在任何工作位置保持彼此成120°。因此,在金属产品在由三个辊限定的区域中通过的过程中,三个辊总是施加彼此成120°的指向金属产品的中心的相等的径向挤压力,并且所述径向挤压力的作为结果的矢量等于零。
[0076] 在图2和3所示的优选实施方式中,轻压下单元2和/或2’包括上辊7,上辊7具有水平旋转轴,并布置在具有相对于水平方向倾斜的旋转轴的两个下辊8、9上方,而随后的且相邻的第二轻压下单元3和/或3’包括下辊10,下辊10具有水平旋转轴,并固定地布置在具有相对于水平方向倾斜的旋转轴的两个上辊11、12下方,反之亦然。考虑到辊的中心线平面的布置,图3中的轻压下单元的辊的构型可以被定义为Y形构型,以及图2中的轻压下单元的辊的构型可以被定义为倒置的Y形构型或者 (拉姆达)构型,所述中心线平面与相应的旋转轴正交。为了改善提取和矫直功能,优选沿产品的进给方向提供具有 (拉姆达)构型(如图2所示)的轻压下单元作为第一轻压下单元。
[0077] 然而,轻压下单元2和/或2’的辊7和轻压下单元3和/或3’的辊10没有必要具有水平旋转轴。这种辊7、10实际上可以具有相对于水平方向倾斜非零角度的旋转轴。
[0078] 优选地,在每个轻压下单元中所述三个辊中的至少一个辊是机动化的。在优选的变型中,只有具有水平旋转轴的辊7、10被机动化。例如,在图2中,上辊7连接到轴13,可选地连接到可由达14驱动的延伸部,而图3中的下辊10连接到轴15,可选地连接到可由马达16驱动的延伸部。
[0079] 在其他变型中,只有两个辊或所有三个辊是机动化的。至少一个辊的这种机动化允许避免使用轻压下装置上游的提取单元来从铸造曲线提取产品。
[0080] 在图2所示的轻压下单元2中,位置调节装置适于调节所有三个辊7、8、9的位置;而在图3所示的轻压下单元3中,位置调节装置仅适于调节两个上辊11、12的位置。
[0081] 轻压下单元2中的调节装置包括:
[0082] -第一平移装置,其适于沿着正交于上辊7旋转轴的中心线平面平移上辊7,例如在辊7的旋转轴是水平的且轻压下单元2布置成使其纵向轴W竖直的情况下,适于竖直平移,[0083] -以及第二平移装置,其适于沿着相应的倾斜平面X、Z平移彼此成120°并相对于上辊7成120°布置的两个下辊8、9。两个倾斜平面X、Z会聚并相对于上辊7的中心线平面对称。在优选的变型中,倾斜平面X、Z相对于水平面形成30°的角度。
[0084] 下辊8、9具有正交于相应旋转轴的中心线平面,该中心线平面相对于平面X、Z倾斜非零角度,并且与上辊7的中心线平面成120°布置,因此在上辊具有水平旋转轴的情况下,上辊7的中心线平面与竖直平面重合。
[0085] 当辊7具有水平旋转轴并且轻压下单元2布置成使其纵向轴W竖直时,所述第一平移装置包括例如具有竖直轴线的第一汽缸17,以及所述第二平移装置包括用于每个下辊8、9的至少一个第二汽缸18,该第二汽缸18适于沿着相应的固定导向件19或固定滑块线性移动相应的下辊,该固定导向件根据相应的平面X、Z倾斜。在一个变型中,例如,为每个下辊8、
9设置两个汽缸18。
[0086] 图4至图6示出了三个辊7、8、9所占据的三个位置,以适应要在其上进行轻压下的金属产品的直径。
[0087] 可以提供用于检测辊7、8、9彼此之间的角度位置的传感器,和/或用于同步第一汽缸17的致动和第二汽缸18的致动的同步装置。
[0088] 在优选变型中,轻压下单元3(图3)中的调节装置包括:
[0089] -对称杠杆机构20,其以镜像方式连接到两个上辊11、12,杠杆相对于与下辊10自身的旋转轴正交的下辊10的中心线平面V对称,
[0090] -以及所述对称杠杆机构20的致动装置。
[0091] 当辊10具有水平旋转轴时,中心线平面V是竖直平面。
[0092] 例如,所述致动装置是汽缸21,例如液压汽缸,当辊10具有水平旋转轴并且轻压下单元3布置成使其纵向轴竖直时,汽缸21具有竖直轴线。
[0093] 图7至图9示出了上辊11、12所占据的三个位置,以适应要在其上进行轻压下的金属产品的直径,下辊10处于固定位置。
[0094] 对称杠杆机构20可以包括,例如:
[0095] -可移动元件或压力元件30,其沿着汽缸21作用于其上的平面V滑动;
[0096] -两个第一杠杆23,两个第一杠杆23相对于平面V对称,通过相应的销22铰接在压力元件30的第一端处;
[0097] -两个接头25,两个接头25相对于平面V对称,例如大致为三角形板的形状,具有通过相应销24铰接到相应第一杠杆23的第二端的第一顶点,以及通过相应固定销26铰接到轻压下单元结构的第二顶点;
[0098] -两个第二杠杆27,两个第二杠杆27相对于平面V对称,其在其第一端处通过相应的销28铰接到相应接头25的第三顶点,并且在其第二端处通过相应的销31铰接到相应的辊保持器装置29。
[0099] 因此,每个接头25将第一杠杆23连接到相应的第二杠杆27。
[0100] 每个辊保持器装置29支撑轻压下单元3的两个上辊11、12中的一个,这两个上辊11、12彼此成120°且相对于下辊10成120°布置,并且构造成沿着相应的倾斜平面X’、Z’滑动。两个倾斜平面X’、Z’是会聚的,并且相对于平面V对称。
[0101] 当辊保持器装置29滑动时,它沿着相关的固定导向件或固定滑块线性移动相应的上辊11、12,固定导向件或固定滑块根据相应的平面X’、Z’倾斜。
[0102] 在优选的变型中,平面X’、Z’相对于平面V形成30°的角度。
[0103] 上辊11、12具有中心线平面,该中心线平面正交于相应的旋转轴,相对于平面X’、Z’倾斜非零角度,并且与固定下辊10的中心线平面成120°布置,在辊10具有水平旋转轴的情况下,下辊10的中心线平面与竖直平面V重合。
[0104] 参照图3和图7至图9,下面描述上述机构20的移动顺序。
[0105] 控制移动并调节上辊11、12的挤压的汽缸21挤压压力元件30,压力元件30沿着平面V向下滑动。
[0106] 如图7至图8的过程所示,与压力元件30成一体的销22向下滑动,从而降低第一杠杆23,第一杠杆23的第二端同时向外变宽(参见图8中销24的位置)。
[0107] 第一杠杆23的这种移动导致接头25围绕固定销26旋转,这导致销28的向下推动,从而导致第二杠杆27的向下推动。在图8中的构型中,销28与第一杠杆23的相应销24以及相应辊保持器装置29的销31对齐。
[0108] 销28的向下移动导致辊保持器装置29的向下移动。特别地,销28与销24和销31的对齐允许线性力的传递,该线性力导致辊保持器装置29在相应的滑块或固定导向件上滑动,从而沿着倾斜平面X’、Z’线性向下移动辊11、12。
[0109] 如图8至图9的过程所示,汽缸21的最大压力导致接头25围绕固定销26进一步旋转,并且同时使带有相关辊11、12的辊保持器装置29沿着滑块或固定导向件32(图3)最大程度地下降。
[0110] 可以提供用于检测辊10、11、12彼此之间的角度位置的传感器。
[0111] 在可选的变型(未示出)中,轻压下单元3(图3)中的调节装置可以替代地包括两个致动装置,例如两个汽缸,其相对于平面V对称布置,并且适于使辊保持器装置29在相应的滑块或固定导向件上滑动,从而沿着倾斜平面X’、Z’线性向下移动上辊11、12。在该变型中,可以提供用于检测辊10、11、12彼此之间的角度位置的传感器,和/或用于同步两个致动装置的致动的同步装置。
[0112] 本发明的另一个优点在于,辊位置的上述调节装置可用于使铸造金属产品的外弧与铸造曲线下游的加工线的通过线重合。
[0113] 有利地,至少两个轻压下单元2、3的下辊8、9和10被定位成使得上游的铸造曲线5的外弧与下游的加工线6的通过线重合(图1)。
[0114] 特别地,轻压下单元3、3’(即具有Y形的轻压下辊构型的那些轻压下单元)的固定下辊10被布置成使得用于前进的金属产品的其静止表面与加工线6的通过线重合;而轻压下单元2、2’(即具有倒置Y形或 形的轻压下辊构型的轻压下单元)的两个下辊8、9的位置可以通过前述调节装置来调节,使得前进的金属产品的外弧与加工线6的通过线重合。
[0115] 下辊8、9的位置的调节可以例如由于设施的自动化而执行,该设施通过沿着铸造线安装和安装在轻压下装置本身上的测量装置可以测量铸造截面并计算设置所述下辊的正确高度,以便使通过线与产品的外弧重合,从而实现对于为所加工产品类型设置的热模型(thermal model)足够的压下处理(reduction treatment)。形成轻压下装置的各个单元的挤压压力也可以通过自动化来设定,从而实现所谓的动态轻压下。因此,产品的液体芯肯定会以最佳方式被挤压,同时保持其最终形状尽可能接近圆拱形形状。
[0116] 因此,根据本发明的圆拱形截面金属产品的连续生产过程包括:
[0117] -通过设置有至少一个圆拱形截面结晶器4和相应铸造曲线5的连铸机连续地铸造圆拱形截面金属产品;
[0118] -执行所述圆拱形截面金属产品的轻压下,同时通过布置在相应铸造曲线5的端部附近的轻压下装置1在整个轻压下操作中保持圆拱形截面;
[0119] -通过加工线6加工从所述轻压下装置1排出的圆拱形截面金属产品。
[0120] 有利的是,在轻压下过程中,可以提供对轻压下单元的三个辊中的至少两个辊相对于待挤压金属产品中心的位置的调节,以便在任何工作位置将垂直于所述三个辊的相应旋转轴的三个辊的中心线平面彼此保持在彼此成120°,使轻压下单元适应在由相应三个辊限定的区域中通过的金属产品的直径。因此,所述三个辊施加彼此成120°的指向金属产品的中心的相等的径向压力,并且所述径向挤压力的作为结果的矢量等于零。
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