本發(fā)明專利技術公開了一種軋機線圈成型裝置，該裝置包括旋轉的套管軸，該套管軸支撐用于細長材料被軋制之后接收細長材料的細長的路徑中空結構，諸如吐絲機。通過將管道或其它細長的中空結構的層彼此插入，由嵌套的包封層形成細長結構的部分或其整體結構。由嵌套層形成的細長的路徑中空結構可以以任何三維復合彎曲形狀構造，該形狀可以復制已知的吐絲管道的平滑的連續(xù)彎曲的細長材料輸送路徑、或任何其它期望的路徑。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術的實施例涉及軋機線圈成型裝置(通常稱為吐絲機(laying head))，并且更具體地涉及吐絲機中的可替換的吐絲機路徑，諸如吐絲機管道。·
技術介紹
軋機線圈成型吐絲機裝置將移動的軋制的細長材料成型為一系列螺旋狀連續(xù)環(huán)形圈。可以通過將這些圈捆扎成螺旋匝的線圈而在下游進一步處理這些圈。在美國專利第5，312，065號、第6，769，641號和第7，011，264號中總體上描述了已知的吐線機，上述專利的全部內(nèi)容通過弓I用并入本申請中，如同充分包含在本文中。如在這些專利中所描述的，軋機吐絲機系統(tǒng)包括套管軸(qui 11)、管道支承件以及吐絲機管道。套管軸和管道支承件適合于使吐絲機管道旋轉，以使得其可以將細長材料接收到其進入端中。吐絲機管道具有由套管軸的擴口部分圍繞的彎曲的中間部分、以及從套管軸的旋轉軸徑向向外伸出并且與套管軸的旋轉軸大體相切的端部。相結合地，旋轉的套管軸和吐絲機使軋制的材料符合螺旋彎曲形狀。吐絲機管道可以用不同輪廓和/或直徑的吐絲機管道來替換，以重新配置吐絲機而適應不同尺寸的軋制材料或替換磨損的管道。在旋轉的螺旋引導件中實現(xiàn)軋制材料的進一步的螺旋壓型，該引導件包括用于容置圍繞其外圓周的軋制材料的槽。在美國專利第6，769，641號中描述的螺旋引導件具有分段的、扇形的、模塊化邊緣構造，其中圓周槽形成在邊緣扇區(qū)內(nèi)。大體環(huán)形環(huán)或管套(通常還稱為端環(huán)或引導環(huán))具有限制吐絲機管道排出端和螺旋引導件的引導表面，使得徑向上限制細長材料，因為其在現(xiàn)在的完全盤繞的配置中被排出到傳送裝置，用于后續(xù)的捆扎和其它處理。包括一個或更多個卸料槳的樞轉卸料機制可以位于端環(huán)/管套的遠處的套管軸的大致六點鐘位置或底部位置。相對于環(huán)/管套內(nèi)徑表面改變卸料機制的樞轉攻角是有用的以控制細長材料盤繞，例如以補償改變的細長材料可塑性厚度、組成、軋制速度以及橫截面結構。葉絲機管道設計和操作約束如之前注意到的，中空的吐絲機管道結合旋轉的套管軸和管道支承件使軋制的材料符合螺旋彎曲形狀。通常，吐絲機管道由連續(xù)長度的對稱鋼管道或鋼管道系統(tǒng)形成，該鋼管道或鋼管道系統(tǒng)通過施加外部熱和機械力而在成型夾具中彎曲，以符合期望的大體螺旋輪廓。通常選擇鋼管道或管道系統(tǒng)用于構造吐絲機管道，以使得成為期望的最終大體螺旋形狀的可加工性相對容易和具有相對低的材料購買成本。然而，商用的鋼管道或管道系統(tǒng)具有相對低的硬度對于軋機操作、生成力和維護的不期望的限制因素。在吐絲機系統(tǒng)的進入端中接收以高達大約500英尺/秒(150米/秒)的速度前進的細長材料，并且在吐絲機系統(tǒng)的排出端處以一系列連續(xù)線圈環(huán)排出細長材料。以這樣的速度，熱軋制產(chǎn)品對吐絲機管道施加了繁重作用，導致內(nèi)管道表面遭受快速的局部化摩擦磨損和早期故障。此外，隨著吐絲機管道磨損，其將穩(wěn)定的環(huán)模式(pattern)傳送至吐絲機排出端處的環(huán)形線圈接收傳送裝置的能力會惡化。不穩(wěn)定的環(huán)模式擾亂了冷卻均勻性并且還促成盤繞故障，通常稱為“纏輥(cobbling)”。多年來，已經(jīng)普遍認可具有縮小的孔尺寸的吐絲機管道提供了許多顯著優(yōu)勢。通過徑向上將熱軋制產(chǎn)品限制在較小的空間內(nèi)，改進了引導并且傳送至冷卻傳送裝置的環(huán)模式更一致，使得能夠以較高的速度軋制。然而，不幸地，由于產(chǎn)品的較高速度而導致的顯著加速的管道磨損，在很大程度上抵消了這些優(yōu)點。此外，縮小的孔尺寸的管道只可以與小直徑的產(chǎn)品一起使用，所以必須替換更大孔尺寸的管道來盤繞較大直徑的產(chǎn)品。需要頻繁且高成本的軋機關閉和預防性維護，來替換早期磨損的吐絲機管道并解決與細長材料纏輥相關聯(lián)的問題。如果吐絲機管道變得磨損以使得其遭受管道壁破裂，則纏輥故障可以影響吐絲機上游的細長材料的饋送。從耐磨的角度看，期望由相對硬的低表面摩擦鋼形成吐絲機管道的內(nèi)損耗表面，并且還期望進一步執(zhí)行表面硬化和熱處理，但是這樣的磨損處理步驟必須與管道制造的容易性和成本平衡。因此，在過去，本領域技術人員認為需要通過采用較大孔的吐絲機管道并以低于軋機的額定設計速度的減小的速度進行軋制而損及吐絲機管道的設計和性能。已經(jīng)實現(xiàn)了大于期望的吐絲機管道內(nèi)徑和減小的軋制速度的組合，以便在安排的維護“停工期”安排預防性維護管道替換。根據(jù)直徑、速度和產(chǎn)品組分，傳統(tǒng)的和當前的吐絲機管道在處理了大致3000噸或更少的細長材料的量之后必須用標準碳鋼管道來替換。為了更大的總處理噸數(shù)，本領域技術人員反復嘗試增加吐絲機管道的有用壽命，以使得在替換之前可以處理更多細長材料。例如，如在美國專利第4，074，553號和第5，839，684號中所公開的，已經(jīng)提出了給吐絲機管道裝襯耐磨插入環(huán)，所述插入環(huán)被插入到外部吐絲機管道殼體中。吐絲機管道殼體的彎曲部分內(nèi)的鄰接的環(huán)具有間斷的間隙，對于在吐絲機管道內(nèi)正輸送的細長材料的平滑前進而言，該間隙不是期望的。美國專利第6，098，909號公開了不同的方法，其中消除了吐絲機管道，以有利于引導路徑通過圓錐外部殼體包圍的圓錐插入物外表面中的螺旋凹槽來限定，其中插入物可在外部殼體內(nèi)旋轉以逐漸轉移外部殼體的內(nèi)表面上的磨損模式。不應認為，螺旋凹槽圓錐插入物的方法容易與目前結合有吐絲機管道結構的所有的現(xiàn)有套管軸吐絲機兼容。還嘗試了對內(nèi)部吐絲機管道表面進行滲碳以便增加硬度和耐磨性。然而，滲碳處理需要從升高的處理溫度的劇烈淬火，這會使管道的曲率扭曲。還發(fā)現(xiàn)滲碳層是相對易碎的，并且由于暴露于熱軋制產(chǎn)品而在升高的溫度下回火。本專利申請的所有者還公開了通過使其經(jīng)受熱化學處理將硼化層涂敷到吐絲機管道磨損表面，在熱化學處理中硼原子擴散進入管道內(nèi)部以增加其硬度。參見2011年9月2日向美國受理局提交的題為“Boronized Laying Pipe”的序列號為PCT/US2011/050314的專利合作條約申請。本專利申請的所有者還公開了一種具有內(nèi)部和外部摩擦密封接合的同心層的吐絲機管道，其中由于離心力、局部化熱膨脹的差異和層間的熱循環(huán)，在吐絲機操作期間內(nèi)層相對于外層軸向前進。因此，吐絲機管道內(nèi)部的磨損部分沿管道內(nèi)部前進，使得“新鮮的”未磨損的表面連續(xù)地補充磨損部分。參見2011年9月2日向美國受理局提交的題為“Regenerative Laying Pipe”的序列號為PCT/US2011/050283的專利合作條約申請。
技術實現(xiàn)思路
因此，本專利技術的實施例包括一種用于在吐絲機中保持和輸送細長材料的軋機吐絲機細長結構，使得可以選擇性地盤繞細長材料。吐絲機路徑結構可以執(zhí)行傳統(tǒng)的吐絲機管道的功能。在本專利技術的多個方面中，通過將管道或其它細長的中空結構的層彼此插入，由嵌套的包封層形成吐絲機路徑結構的部分或其整體的結構。在示例性的實施例中，吐絲機路徑結構具有包括至少兩個層的細長的中空路徑結構；包括在其中限定用于輸送細長材料的內(nèi)表面的內(nèi)層以及用于保持內(nèi)層的保持層。由嵌套層形成的吐絲機路徑結構可以構造成任何三維復合彎曲形狀，其可以復制已知的吐絲管道的平滑的連續(xù)彎曲的細長材料輸送路徑、或任何其它期望的路徑。例如用于輸送細長材料的吐絲機細長結構可以由相同或非相似材料的兩個或更多個層的管道或管道系統(tǒng)構造。管道層可以由同質材料構成，或不同的材料可以聯(lián)合被接合以形成層。制造的分層結構有利于復合分段內(nèi)的區(qū)域的形成，諸如包括例如與細長材料直接接觸的分段中的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種用于在軋機線圈成型裝置中保持和輸送細長材料的裝置，包括：具有至少兩個層的細長的中空路徑結構，所述至少兩個層包括：內(nèi)層，在其中限定了用于輸送細長材料的內(nèi)表面；以及用于保持所述內(nèi)層的保持層。
【技術特征摘要】
2011.09.26 US 61/539,069;2011.09.26 US 61/539,0141.一種用于在軋機線圈成型裝置中保持和輸送細長材料的裝置，包括具有至少兩個層的細長的中空路徑結構，所述至少兩個層包括內(nèi)層，在其中限定了用于輸送細長材料的內(nèi)表面；以及用于保持所述內(nèi)層的保持層。2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，所述層選自由相似的材料和非相似的材料構成的組。3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，所述內(nèi)層包括含鐵材料和非鐵材料的橫向接合分段。4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，在具有較高磨損率的分段中包括非鐵材料。5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，包括夾在所述內(nèi)層與所述保持層之間的灌漿層。6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，所述內(nèi)層和所述保持層彼此以圓周摩擦方式相接觸， 其中在所述細長的路徑結構的反復加熱和冷卻循環(huán)期間所述內(nèi)層關于保持層軸向前進。7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，所述內(nèi)層具有硬化的內(nèi)表面。8.根據(jù)權利要求1所述的裝置，所述內(nèi)表面具有選自下組的區(qū)域所述組由耐磨區(qū)域、 伸出材料支架、材料輸送引導結構和摩擦減小區(qū)域構成。9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，所述內(nèi)層包括選自下組的非鐵材料所述組由基于鎳的合金、基于鈷的合金和基于鈦的合金、不銹鋼、碳化鎢、陶瓷、超級合金和沉積在所述內(nèi)表面上的所述非鐵材料的納米層構成。10.一種軋機線圈成型裝置包括從動旋轉套管軸；以及具有至少兩個層的...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：基思·菲奧魯奇，
申請(專利權)人：西門子工業(yè)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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