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锯切乙字的锯切设备和锯切乙字钢的方法

阅读:563发布:2021-12-01

专利汇可以提供锯切乙字的锯切设备和锯切乙字钢的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一方面,本 发明 提供一种锯切乙字 钢 的锯切设备,包括:用于 轧制 乙字钢(1)的具有乙字形孔型(7)的 轧辊 ;用于放置经过轧制的乙字钢的设置在轧辊的下游的辊道;以及用于将放置在辊道上的乙字钢锯切成段的设置在辊道的侧面的锯切机;其中,辊道的工作平面(3)、乙字钢的腰部(15)、以及乙字钢的一侧腿部形成顶 角 为直角的三角形腔室(5),三角形腔室的短直角边的长度为乙字钢的短腿的长度,并且锯切机设置在三角形腔室的短直角边的一侧。另一方面,本发明还提供一种锯切乙字钢的方法。本发明通过设定乙字钢的放置状态和锯切机的锯切方向,可以避免造成锯口背面的表层金属的撕裂和粘附,防止锯切 飞边 的产生。,下面是锯切乙字的锯切设备和锯切乙字钢的方法专利的具体信息内容。

1.一种锯切乙字的锯切设备,包括:
轧辊,具有乙字形孔型(7),用于轧制乙字钢(1);
辊道,设置在所述轧辊的下游,用于放置经过轧制的所述乙字钢(1);以及锯切机,设置在所述辊道的侧面,用于将放置在所述辊道上的所述乙字钢(1)锯切成段;
其中,所述辊道的工作平面(3)、所述乙字钢的腰部(15)、以及所述乙字钢的一侧腿部形成顶为直角的三角形腔室(5),所述三角形腔室(5)的短直角边的长度为所述乙字钢的短腿(13)的长度,并且
所述锯切机设置在所述三角形腔室(5)的所述短直角边的一侧。
2.根据权利要求1所述的锯切乙字钢的锯切设备,其特征在于,与所述辊道的工作平面(3)和乙字钢的腰部(15)形成三角形腔室(5)的所述乙字钢的一侧腿部为所述乙字钢的短腿(13),并且
所述轧辊的乙字形孔型(7)的短腿内腔(77)朝向下方设置。
3.根据权利要求1所述的锯切乙字钢的锯切设备,其特征在于,与所述辊道的工作平面(3)和乙字钢的腰部(15)形成三角形腔室(5)的所述乙字钢的一侧腿部为所述乙字钢的长腿(11);
所述轧辊的乙字形孔型(7)的长腿内腔(75)朝向下方设置;并且
所述辊道的工作平面(3)上开设有凹槽(9),所述乙字钢的长腿(11)的自由端(111)插入并且支撑在所述凹槽(9)中;其中,所述凹槽(9)的深度(k)为所述乙字钢的长腿(11)与短腿(13)的长度之差。
4.根据权利要求3所述的锯切乙字钢的锯切设备,其特征在于,所述凹槽(9)的宽度为
15mm至100mm。
5.根据权利要求3或4所述的锯切乙字钢的锯切设备,其特征在于,所述锯切机为平移滑座式锯切机;
其中,所述锯切机的锯片(8)的最低点至所述辊道的工作平面(3)的距离(t)大于所述凹槽(9)的深度(k)。
6.根据权利要求5所述的锯切乙字钢的锯切设备,其特征在于,所述锯切机的直径设置为1650mm至1800mm。
7.一种锯切乙字钢的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,使用轧辊轧制乙字钢(1)并且将经过轧辊轧制的乙字钢(1)放置在辊道的工作平面(3)上,其中,所述辊道的工作平面(3)、所述乙字钢的腰部(15)、以及所述乙字钢的一侧腿部形成顶角为直角的三角形腔室(5),所述三角形腔室(5)的短直角边的长度为所述乙字钢的短腿(13)的长度;
步骤2,从所述三角形腔室(3)的所述短直角边的一侧锯切所述乙字钢(1)。
8.根据权利要求7所述的锯切乙字钢的方法,其特征在于,所述步骤1进一步包括:
将所述轧辊的乙字形孔型(7)设置为短腿内腔(77)朝向下方;以及
将轧制好的所述乙字钢(1)按照短腿内腔(77)朝下的方向放置在所述辊道的工作平面(3)上。
9.根据权利要求7所述的锯切乙字钢的方法,其特征在于,所述步骤1进一步包括:
将所述轧辊的乙字形孔型(7)设置为长腿内腔(75)朝向下方;
在所述辊道的工作平面(3)上开设凹槽(9),所述凹槽(9)的深度(k)为所述乙字钢的长腿(11)与短腿(13)的长度之差;
将轧制好的所述乙字钢(1)按照长腿内腔(75)朝下的方向放置在所述辊道的工作平面(3)上;以及
将所述乙字钢的长腿的自由端(111)插入并且支撑在所述凹槽(9)中。
10.根据权利要求9所述的锯切乙字钢的方法,其特征在于,所述锯切机为平移滑座式锯切机;
其中,所述锯切机的锯片(8)的最低点至所述辊道的工作平面(3)的距离(t)大于所述凹槽(9)的深度(k)。

说明书全文

锯切乙字的锯切设备和锯切乙字钢的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及冶金领域,具体地,涉及一种锯切乙字钢的锯切设备和锯切乙字钢的方法。

背景技术

[0002] 乙字钢的生产过程中,经过轧制的乙字钢上冷床进行冷却。冷却后的轧件经矫直后,锯切成所要求的长度。锯切乙字钢时通常会在轧件两端产生锯切飞边。锯切飞边与乙字钢的腰部长度的3/4~4/5紧密贴合或相连,有时还与腿部相连。图1中示出了产生锯切飞边的锯切断面。
[0003] 锯切飞边是锯口背面表层金属受到锯片的强大推,而从本体撕裂形成。由于锯口两侧受力不平衡,锯切飞边从受力大的一侧脱离本体,而受力小的一侧则粘附在本体上。造成锯切飞边粘附本体的原因是锯片与金属剧烈摩擦产生的热量使锯口处金属温度升高,塑性大幅度提高所致。
[0004] 由于锯切飞边与腰部相连的根部的金属韧性强,所以人工用夹钳或铲子清理难度大,效率低。处理锯切飞边的更优的方法应该是尽量杜绝锯切飞边的产生。在现有技术中,虽然通过调节轧件锯口处两侧的高度可将锯切飞边固定控制在锯口的某一端,但无法消除或减轻锯切飞边的产生。因此,现有技术中的处理锯切飞边的状况有待改善。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种锯切乙字钢的锯切设备,以及锯切乙字钢的锯切方法,以在锯切乙字钢的过程中防止锯切飞边的产生。
[0006] 为了实现上述目的,一方面,本发明提供一种锯切乙字钢的锯切设备,包括:用于轧制乙字钢的具有乙字形孔型的轧辊;用于放置经过轧制的乙字钢的设置在轧辊的下游的辊道;以及用于将放置在辊道上的乙字钢锯切成段的设置在辊道的侧面的锯切机;其中,辊道的工作平面、乙字钢的腰部、以及乙字钢的一侧腿部形成顶为直角的三角形腔室,三角形腔室的短直角边的长度为乙字钢的短腿的长度,并且锯切机设置在三角形腔室的短直角边的一侧。
[0007] 优选地,与辊道的工作平面和乙字钢的腰部形成三角形腔室的乙字钢的一侧腿部为乙字钢的短腿,并且轧辊的乙字形孔型的短腿内腔朝向下方设置。
[0008] 优选地,与辊道的工作平面和乙字钢的腰部形成三角形腔室的乙字钢的一侧腿部为乙字钢的长腿;轧辊的乙字形孔型的长腿内腔朝向下方设置;并且辊道的工作平面上开设有凹槽,乙字钢的长腿的自由端插入并且支撑在凹槽中;其中,凹槽的深度为乙字钢的长腿与短腿的长度之差。
[0009] 优选地,凹槽的宽度为15mm至100mm。
[0010] 优选地,锯切机为平移滑座式锯切机;其中,锯切机的锯片的最低点至辊道的工作平面的距离大于凹槽的深度。
[0011] 优选地,锯切机的直径设置为1650mm至1800mm。
[0012] 另一方面,本发明还提供一种锯切乙字钢的方法,包括以下步骤:步骤1,使用轧辊轧制乙字钢并且将经过轧辊轧制的乙字钢放置在辊道的工作平面上,其中,辊道的工作平面、乙字钢的腰部、以及乙字钢的一侧腿部形成顶角为直角的三角形腔室,三角形腔室的短直角边的长度为乙字钢的短腿的长度;步骤2,从三角形腔室的短直角边的一侧锯切乙字钢。
[0013] 优选地,步骤1进一步包括:将轧辊的乙字形孔型设置为短腿内腔朝向下方;以及将轧制好的乙字钢按照短腿内腔朝下的方向放置在辊道的工作平面(3)上。
[0014] 优选地,步骤1进一步包括:将轧辊的乙字形孔型设置为长腿内腔朝向下方;在辊道的工作平面上开设凹槽,凹槽的深度为乙字钢的长腿与短腿的长度之差;将轧制好的乙字钢按照长腿内腔朝下的方向放置在辊道的工作平面上;以及将乙字钢的长腿的自由端插入并且支撑在凹槽中。
[0015] 优选地,锯切机为平移滑座式锯切机;其中,锯切机的锯片的最低点至辊道的工作平面的距离大于凹槽的深度。
[0016] 本发明的有益效果在于,通过设定乙字钢的放置状态和锯切机的锯切方向,使得锯片齿端与轧件之间的接触弧长优化至可预测的最小状态,锯片在锯切过程中受到的摩擦阻力因之降低。藉此,可以避免造成锯口背面的表层金属的撕裂和粘附,有效防止锯切飞边的产生。进而,可以免去清理锯切飞边的工序,降低了生产成本,提高了生产效率。
[0017] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明
[0018] 附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0019] 图1是现有技术中产生锯切飞边的锯切断面;
[0020] 图2是根据本发明的一个实施例的乙字钢锯切设备的操作原理示意图;
[0021] 图3a至图3b是两种短腿内腔朝向下方设置的轧辊的孔型配置方式示意图;
[0022] 图4是根据本发明的另一个实施例的乙字钢锯切设备的操作原理示意图;
[0023] 图5是锯片与乙字钢的接触关系示意图;
[0024] 图6显示乙字钢在辊道的工作平面上的四种可能的布置方式;
[0025] 图7a至图7d是图6中所示的四种乙字钢的布置方式下,每种布置方式的锯片与乙字钢的夹角分析曲线;
[0026] 图8是锯片齿端与乙字钢的最大接触弧长的示意图;
[0027] 图9a至图9d是图6中所示的四种乙字钢的布置方式下,锯切后产生的锯切断面的效果示意图;
[0028] 图10是根据本发明的一个实施例锯切乙字钢的方法的流程图
[0029] 图11是根据本发明的另一个实施例锯切乙字钢的方法的流程图。
[0030] 附图标记说明
[0031] 1 乙字钢 11 乙字钢的长腿 111 乙字钢的长腿的自由端[0032] 13 乙字钢的短腿 15 乙字钢的腰部
[0033] 3 辊道的工作平面 5 三角形腔室 6 锯切飞边
[0034] 7 轧辊的乙字形孔型 71 乙字形孔型的长腿部位
[0035] 73 乙字形孔型的短腿部位 75 长腿内腔 77 短腿内腔
[0036] 8 锯片 9 凹槽
[0037] t 锯片的最低点至辊道的工作平面的距离 k 凹槽的深度

具体实施方式

[0038] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0039] 一方面,本发明提供一种可避免产生锯切飞边的锯切乙字钢的锯切设备。图2是根据本发明的一个实施例的乙字钢锯切设备的操作原理示意图。根据该实施例,乙字钢锯切设备包括用于轧制乙字钢1的轧辊。轧辊的孔型呈乙字形,图3a和图3b示出两种具体的轧辊的孔型的配置方式。如图3a和图3b中所示,乙字形孔型7具有长腿部位71和短腿部位73,相应地形成长腿内腔75和短腿内腔77。根据本实施例,短腿内腔77朝向下方设置。在轧辊的下游,即乙字形孔型7的出口处,设置有承托运输轧件的辊道。经过轧制的乙字钢1直接被放置在辊道的工作平面3上,其放置的方向与在轧辊中的方向完全一致。
[0040] 如图2中所示,乙字钢1放置在辊道的工作平面3上后,与辊道的工作平面3形成两个接触部位。其中,辊道的工作平面3、乙字钢的腰部15、和乙字钢1的短腿13形成三角形腔室5。该三角形腔室5的顶角为乙字钢1的腰部15和短腿13之间形成的90°的夹角。
[0041] 根据本发明的实施例,锯切设备还包括锯切机。该锯切机设置在辊道的侧面,将乙字钢1沿横向锯切成所要求的长度。锯切机的锯片8的半径是R,锯片最低点至辊道的工作平面的距离为t。根据本发明的实施例,锯切机设置在乙字钢1的短腿13的一侧。即,锯切机从乙字钢1的短腿13开始实施锯切。
[0042] 图4是根据本发明的另一个实施例的乙字钢锯切设备的操作原理示意图。根据该实施例,乙字钢锯切设备包括用于轧制乙字钢1的具有乙字形孔型7的轧辊。在本实施例中,长腿内腔75朝向下方设置。经过轧制的乙字钢1放置在辊道的工作平面3上后,辊道的工作平面3、乙字钢的腰部15、和乙字钢1的长腿11形成三角形腔室5。其中,该三角形腔室5的顶角为乙字钢1的腰部15和长腿15之间形成的90°的夹角。
[0043] 继续参考图4,为了实现该三角形腔室5的短直角边保持短腿13的长度,根据本发明的实施例,在辊道的工作平面3上开设凹槽9。凹槽9的深度k设置为乙字钢的长腿11和短腿13的长度之差。乙字钢的长腿11的自由端111插入并且支撑在凹槽9中,从而保持三角形腔室5的短直角边的长度为乙字钢的短腿13的长度。根据本发明的优选实施例,凹槽9的宽度为15mm至100mm。该宽度可以保证将乙字钢的长腿11的自由端111容纳在其中,保持乙字钢1在辊道的工作平面3上的放置角度,并且防止长腿11的自由端111发生大范围的滑动。
[0044] 锯切机设置在乙字钢1的长腿11的一侧,即,从乙字钢1的长腿11的一侧开始实施锯切。根据本发明的实施例,锯切机为平移滑座式锯切机,其锯片8的直径为1650mm至1800mm,以在整个锯切过程中,锯片8的直径足以锯切到乙字钢1的各个部位。以锯切310乙字钢为例。310乙字钢的长腿11的长度为186mm,短腿的长度为125mm,腰部15的长度为
310mm。长腿11和短腿13之间的长度之差为61mm。锯片8的最低点至辊道的工作平面3的距离t设置为100mm,凹槽9的深度k为59mm至61mm。也就是说,锯片8的最低点至辊道的工作平面3的距离t设置为大于凹槽9的深度k。
[0045] 本发明提供的上述锯切设备的构造原理如下所述。
[0046] 锯片8在锯切乙字钢1的过程中,受到的摩擦阻力主要是锯片齿端切削乙字钢1时形成。锯片齿端与轧件的接触弧长决定了摩擦阻力的大小,接触弧长越长,摩擦阻力越大,锯切时产生飞边的可能性越大。由于乙字钢1横截面的形状为曲线形,因此锯片8在行进过程中的锯切高度不断变化,使得锯片8与乙字钢1之间的夹角也在不断地发生变化。
[0047] 图5是锯片8与乙字钢1的接触关系示意图,其中,锯片切线角随锯切高度变化的关系如下:
[0048] cosa=h/x;
[0049] X=h/cosa;
[0050] ∠b=[180-(90-∠a)]/2;
[0051] tgb=r/x=rcosa/h;
[0052] tg(45°+a/2)=rcosa/h;
[0053] ∠a=2arctg((-R±(2rh-h2)1/2)/(r-h))。
[0054] 图6示出乙字钢1在辊道的工作平面3上的四种可能的布置方式。当锯切角设置在纸面的左侧时,以(a)的布置方式为例,锯片8与乙字钢1的夹角∠c的大小分别是:长腿11的∠c=∠a-30°,腰部15的∠c=∠a+60°,短腿13的∠c=∠a-30°。同理可推算出在(b)、(c)、(d)状态下锯片8与乙字钢1的夹角∠c。锯片8的行程间距以10mm为单位时,(a)、(b)、(c)、(d)四种乙字钢的布置方式下锯片8与乙字钢1的夹角(以下称为锯切角)分析曲线示出于图7a至图7d中。
[0055] 锯切角的大小决定了锯片齿端与乙字钢1的接触弧长。锯切角越偏离90°,则锯片8与锯切部位的接触弧长越长。从图7a至图7d中可以看出:
[0056] (a)放置状态下,长腿11和短腿13的锯切角度在25°左右变化,而腰部15的锯切角在115°左右变化。该状态下长腿11和短腿13的锯切角与90°偏离65°,而腰部15的锯切角与90°偏离仅25°;
[0057] (b)放置状态下,长腿11和短腿13的锯切角度在30°左右变化,而腰部15的锯切角在128°左右变化。长腿11和短腿13的锯切角与90°偏离60°,而腰部15的锯切角与90°偏离38°;
[0058] (c)放置状态下,长腿11和短腿13的锯切角度在70°左右变化,而腰部15的锯切角在14°左右变化。长腿11和短腿13的锯切角与90°偏离20°,而腰部15的锯切角与90°偏离达76°;
[0059] (d)放置状态下,长腿11和短腿13的锯切角度在87°左右变化,而腰部15的锯切角在7°左右变化。长腿11和短腿13的锯切角与90°偏离3°,而腰部15的锯切角与90°偏离达83°。
[0060] 从以上分析可以看出,(a)、(b)两种放置状态下长腿11和短腿13的锯切角偏离90°较大,而腰部15的锯切角靠近90°。相反,(c)、(d)两种放置状态下长腿11和短腿
13的锯切角则靠近90°,腰部15的锯切角则偏离90°较远。
[0061] 锯切时,锯片齿端与乙字钢1的接触弧长越长,产生锯切飞边的可能性越大。接触弧长除了与锯切角相关外,还与同一锯切面本身截面长度有关,相同锯切角度下锯切面截面越长接触弧越长。310乙字钢1的长腿11、短腿13和腰部15的三个锯切面的长度分别为310mm、186mm、125mm,因此,从保证整个端面锯切质量的角度考虑,应优先考虑不利于腰部15产生飞边的放置状态,即(a)、(b)两种放置状态。
[0062] (a)、(b)两种方案因放置的方向方式不同,导致长腿11、短腿13及腰部15的锯切角不一样。在两种放置状态下,锯片8与乙字钢1的长腿11、短腿13及腰部15的最大接触弧长对应的圆心角参见图8及表1。
[0063] 表1最大接触弧长对应圆心角表
[0064]
[0065] 从表1可以看出,(a)(b)两种放置状态下,锯片8与腰部15的接触弧长大致相同,但与长腿11和短腿13的接触弧长有明显的区别。(a)放置状态下的锯片8与长腿11和短腿13的接触弧长大于(b)放置状态下的锯片8与长腿11和短腿13的接触弧长,分别大37%和51%。显然,选用(b)放置状态最利于减轻或消除锯切飞边。
[0066] 在现有技术中,基本都采用(d)放置状态,从短腿侧实施锯切。这是导致产生大量飞边的原因。为了说明几种放置状态的锯切效果的差异,可进行如下的试验。
[0067] 在(a)、(b)、(c)、(d)四种不同放置状态下,从纸面的左侧至右侧分别锯切10支试验用乙字钢。图9a至9d分别为(a)、(b)、(c)、(d)四种放置状态下产生锯切飞边6的锯切断面。试验结果显示,(a)状态下10支试验钢中有3支锯切飞边完全消除,另7支在长腿11的自由端111、短腿13与腰部15的连接处有5mm左右长的锯切飞边粘附;(b)放置状态下10支试验钢的锯切飞边完全消除,效果最好;(c)、(d)放置状态下10支试验钢在腰部均出现锯切飞边,其中(c)放置状态下锯切飞边在腰部的粘附长度短于(d)放置状态下锯切飞边的粘附长度。(d)放置状态下有4支试验钢粘附严重,整个腰部及长腿与腰部的转角处均有飞边存在。
[0068] 综上,采用(b)放置状态从纸面左侧实施锯切的方式,对于消除锯切飞边而言效果最好。本发明提供的上述锯切设备可实现该方案。并且,根据本发明的另一方面,还提供一种锯切乙字钢的方法,以实现将乙字钢1以(b)放置状态放置在辊道的工作平面3上并进行锯切。
[0069] 根据本发明的一个实施例,参考图10,锯切乙字钢的步骤如下。首先,如图3a和图3b所示,将所述轧辊的乙字形孔型7设置为短腿内腔77朝向下方。其次,如图2所示,将轧制好的乙字钢1按照短腿内腔77朝下的方向放置在辊道的工作平面3上。这样,乙字钢1在辊道的工作平面3上与辊道的工作平面3形成两个接触部位。其中,辊道的工作平面3、乙字钢的腰部15及乙字钢1的短腿13形成三角形腔室5。该三角形腔室5的顶角为乙字钢1的腰部15和短腿13之间形成的90°的夹角。再次,将锯切机设置在乙字钢1的短腿13的一侧。这样,锯切机可以从乙字钢1的短腿13开始实施锯切。也就是实现了在上述(b)放置状态下对乙字钢1进行锯切。
[0070] 根据本发明的另一个实施例,参考图11,锯切乙字钢的步骤如下。首先,将轧辊的乙字形孔型7设置为长腿内腔75朝向下方。其次,如图4所示,在辊道的工作平面3上开设凹槽9,凹槽9的深度k为乙字钢的长腿11与短腿13的长度之差。以310乙字钢为例,其长腿11的长度为186mm,短腿的长度为125mm,腰部15的长度为310mm。凹槽9的深度k可以设置为59mm至61mm。凹槽的宽度优选为15mm至100mm。再次,将轧制好的乙字钢1按照长腿内腔75朝下的方向放置在辊道的工作平面3上。然后,将乙字钢的长腿的自由端111插入并且支撑在凹槽9中。这样,辊道的工作平面3、乙字钢的腰部15及乙字钢1的长腿11形成三角形腔室5。并且,能够保持三角形腔室5的短直角边的长度为乙字钢的短腿
13的长度。如此,相当于将乙字钢1的放置状态以及锯切角进行了修正,将从长腿侧实施锯切的角度修正为从短腿侧实施锯切的角度。之后,从乙字钢1的长腿11的一侧开始实施锯切。同样地,实现了在上述(b)放置状态下对乙字钢1进行锯切。根据本发明的优选实施例,锯切机可以选择平移滑座式锯切机,其锯片8的直径为1650mm至1800mm。锯片8的最低点至辊道的工作平面3的距离t设置为大于凹槽的深度k,例如,设置为100mm。
[0071] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如,凹槽的深度设置可以略作调整。
[0072] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0073] 此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
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