本发明专利技术涉及一种轧机卷形成设备。该轧机卷形成设备包括：旋转套筒，其支承细长路径中空结构，例如吐丝管，该细长路径中空结构用于在细长材料被轧制后接纳细长材料。细长结构的一部分或整个细长结构由模块化的选择性可替换部件构成。制造的模块化结构便于形成部件内的区域，例如包括作为示例的耐磨损区域、材料输送引导结构以及摩擦减小区域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施例涉及轧机卷形成设备(通常称为吐丝机)，并且尤其涉及吐丝机中可替换的吐丝路径，诸如吐丝管。2.现有技术的说明轧机卷形成吐丝设备将移动的轧制细长材料形成为一连串螺旋连续环形圈。通过将这些圈捆扎成螺旋匝的卷而在下游对它们进行进一步处理。在美国专利5，312，065、6，769，641以及7011，264中大致描述了已知的吐丝机，其全部内容通过引用合并到本文中，就如同完全包含在本文中一样。如在这些专利中所描述的，轧机吐丝机系统包括套筒、管支承以及吐丝管。套筒和管支承用于旋转吐丝管，使得吐丝管能够接纳细长材料进入其进料端。吐丝管具有由套筒的扩展部包围的弯曲中间部，以及从套筒的旋转轴向外径向突出的端部，并且该端部通常偏离套筒的旋转轴。旋转套筒和吐丝管相结合，使得轧制材料形成为螺旋弯曲形状。可以利用不同外形和/或直径之一代替吐丝管，以便重构吐丝机以适应不同尺寸的轧制材料或者替换磨损的管。此外，在旋转的螺旋引导中完成轧制材料的螺旋外形，其中螺旋引导包括其外周用于容纳轧制材料的槽。在美国专利6，769，641中所描述的螺旋引导为分段的、扇形模块化边缘构造，在其边缘扇形中形成有周向槽。一般的环形圈或套管(通常也称为端环或引导环)具有用于限制螺旋引导和吐丝管出料端的引导面，使得当将细长材料以完全卷绕的构造向用于随后的困扎和其它处理的输送机排出时，径向限定该细长材料。包括一个或更多个倾卸操作杆的枢转倾卸机构可以被定位在套筒远端的端环/套管的大约六点钟处或者底部位置。相对于环/套管的内径表面改变倾卸机构的枢轴攻角有利于控制细长材料的卷绕，例如有利于补偿细长材料塑性厚度、成分、轧制速度以及横截面结构的变化。吐丝管设计和操作限制如前所述，中空的吐丝管与旋转套筒和管支承相结合，使得轧制材料形成为螺旋弯曲形状。通常，吐丝管由连续长度的对称钢管或钢管型材构成，该钢管或钢管型材通过施加外部热或机械力而在成形夹具中弯曲从而形成期望的常规螺旋外形。为了相对容易地加工成最终期望的常规螺旋形状和相对低的材料购买成本，通常选择钢管或管材来构建吐丝管。然而，商品钢管或钢材具有相对低的硬度，这对于轧机操作、生产和维护是不期望的限制因素。在吐丝机系统的进料端中接纳以高达500英尺/秒(150米/秒)的速度前进的细长材料，并在出料端处以一连串连续卷绕环的形式排出该细长材料。以这样的速度，热的轧制品对吐丝管施加惩罚效应，导致内部管表面经历快速的局部摩擦磨损和过早损坏。此外，由于吐丝管磨损，它们将稳定的圈图案传送到位于吐丝管的出料端处的闭环卷接纳机的能力退化。不稳定的圈图案打乱冷却均匀性，并且还造成通常称为“修补(cobbing)”的卷绕事故。多年来，已广泛接受具有减小的内径的吐丝管提供许多显著优点。通过在更小的空间内径向压缩热的轧制品，改进了导向并且传送至冷却输送机的圈图案更一致，使得能够以更快的速度轧制。然而，不幸地，这些优点很大程度上被因产品的较快速度所导致地显著加速的管磨损而抵消。此外，内径减小的管仅可以使用小直径的产品，因此为了卷绕更大直径的产品，必须将内径减小的管替换为更大内径的管。为了替换过早磨损的吐丝管并解决与细长材料的修补有关的问题，需要频繁的且损失惨重的轧机停工以及定期检修。如果吐丝管变得磨损严重以至于发生管壁破裂，则修补事故可能影响吐丝机上游的细长材料馈送。从耐磨性的观点出发，期望由相对硬的低表面摩擦钢形成吐丝管的内部磨损表面，并且还期望执行另外的表面硬化和热处理，但是这样的磨损处理步骤必须与管制造的便利和成本均衡。因此，过去，本领域的技术人员认为必须通过采用较大孔的吐丝管并且以降低到轧机的额定设计速度之下的减小的速度进行轧制来折衷吐丝管设计和性能。已经实施大于期望的吐丝管内径及降低的轧制速度的组合，以便在排定的维修“停工期”期间安排定期维修管替换。依据直径、速度和产品成分，常规的以及当前的吐丝管必须在利用标准碳钢管处理大约3，000吨或更少的细长材料量之后被替换。本领域的技术人员反复尝试增加吐丝管的使用寿命以用于更大的总处理吨数，使得吐丝管在被替换之前可以处理更多细长材料。例如，如在美国专利4，074，553和5，839，684中所公开的，已经提出利用插入到外部吐丝管壳体中的耐磨损插入环来排列吐丝管。吐丝管壳体的弯曲部内的邻接环具有不连续的间隙，这些间隙对于吐丝管内正输送的细长材料的平滑前进是不期望的。美国专利6，098，909公开了不同的方法除去吐丝管，有利于由锥形外壳包围的锥形插入物的外表面内的螺旋槽限定引导槽，利用在外部壳体内可旋转的插入物逐渐移动外部壳体的内表面上的磨损图案。认为螺旋槽锥形插入物方法不容易与所有存在的、目前包含吐丝管结构的套筒吐丝兼容。还尝试了碳化内部吐丝管表面，以增加硬度和耐磨性。然而，碳化过程需要从上升的处理温度进行强烈的淬火，这会歪曲管的曲率。还发现该碳化层在由于暴露于热的轧制品而导致的上升温度处相对易碎且韧度降低。本专利申请的所有者也公开了通过对硼化层和吐丝管磨损表面进行热化学处理而将硼化层应用于吐丝管磨损表面，在该热化学处理中，硼原子扩散到管内部以增加其硬度。参见2011年9月2日递交至美国接收局的、申请号为PCT/US2011/050314、标题为“Boronized Laying Pipe”的专利合作条约申请。本专利申请的所有者还公开了具有内部和外部紧摩擦接合的共心层的吐丝管，在该共心层中，由于离心力、局部热膨胀的差异以及层之间的热循环，在吐丝机操作期间内层相对于外层轴向前进。因此，吐丝管内部的磨损部沿着管内部前进，使得“新的”未磨损的表面不断补充磨损部。参见2011年9月2日递交至美国接收局的、申请号为PCT/US2011/050283、标题为 “Regenerative Laying Pipe” 的专利合作条约申请。
技术实现思路
因此，本专利技术的实施例包括轧机吐丝细长结构，其用于在吐丝机中保持并输送细长材料，使得可以选择性地卷绕细长材料。该吐丝路径结构可以执行常规吐丝管的功能。在本专利技术的各方面中，吐丝路径结构的一部分或该结构整体具有模块化构造，以便选择性地替换磨损部分。可替换的分段(section)的模块化部件包括替换部件，在所述替换部件中限定细长材料输送路径；以及耦合结构，用于选择性地将所述替换部件的材料输送路径与卷形成设备的细长路径中空结构中的相应匹配输送路径耦合和对准。模块化吐丝路径部件可以被构造为任何三维复合曲线形状，其可以复制已知吐丝管的平滑、连续弯曲的细长材料输送路径，或者任何其它期望路径。这样的模块化吐丝部件制造过程便于构造利用弯曲的对称壁管、管材或其它导管不容易制造的不对称结构。制造的模块化结构便于在部件分段内形成区域，诸如包括在与细长材料直接接触的分段中的耐磨损区域或摩擦减小区域的例子。另一示例性实施例包括轧机卷形成吐丝机系统，该系统包括驱动旋转套筒和细长路径中空结构，该细长路径中空结构中具有细长材料输送路径。模块化的可替换段耦合至细长路径中空结构，所述模块化的可替换段具有替换部件，在所述替换部件中限定细长材料输送路径的至少一部分；以及耦合结构，用于选择性地将由所述替换部件限定的部分材料输送路径与由所述细长路径中空结构限定的材料输送路径的邻接部分耦本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模块化的可替换段设备，用于轧机卷形成设备的细长路径中空结构，所述模块化的可替换段设备包括：替换部件，在所述替换部件中限定细长材料输送路径；以及耦合结构，用于选择性地将所述替换部件的材料输送路径与卷形成设备的细长路径中空结构中的相应匹配输送路径耦合并对准。
【技术特征摘要】
2011.09.26 US 61/539,069;2011.09.26 US 61/539,0621.一种模块化的可替换段设备，用于轧机卷形成设备的细长路径中空结构，所述模块化的可替换段设备包括替换部件，在所述替换部件中限定细长材料输送路径；以及耦合结构，用于选择性地将所述替换部件的材料输送路径与卷形成设备的细长路径中空结构中的相应匹配输送路径耦合并对准。2.根据权利要求1所述的设备，其具有不对称的外形。3.根据权利要求2所述的设备，所述不对称外形从由横截面、关于细长轴线的螺旋和替换部件的细长材料输送路径内表面构成的组中选择。4.根据权利要求1所述的设备，所述替换部件具有从由耐磨损区域、突出材料抵消、材料输送弓I导结构和摩擦减小区域构成的组中选择的区域。5.根据权利要求1所述的设备，还包括多个模块化的可替换段，所述模块化的可替换段用于组装为卷形成设备的细长路径中空结构。6.根据权利要求1所述的设备，所述耦合结构还包括在其中保持所述替换部件的外部支架。7.根据权利要求1所述的设备，所述耦合结构还包括耦合至所述替换部件的互锁部件，所述互锁部件用于与卷形成设备中的细长路径中空结构匹配啮合。8.根据权利要求7所述的设备，所述互锁部件从由花键端、键式端、通过夹具耦合的凸缘轴环和通过紧固件耦合的凸缘轴环构成的组中选择。9.根据权利要求1所述的设备,所述替换部件的输送路径限定包括非铁材料的内表面，所述非铁材料从由镍基合金、钴基合金、钛基合金、不锈钢、碳化钨、陶瓷、超合金和沉积在所述内表面上的所述非铁材料的纳米层构成的组中选择。10.根据权利要求1所述的设备，还包括管状替换部件。11.根据权利要求1所述的设备，所述耦合结构用于选择性地耦合所述细长路径中空结构的接入室内的所述替换部件。12.—种轧机卷形成吐丝机系统，包括驱动旋转套筒；细长路径中空结构，在所述细长路径中空结构中具有细长材料输...
【专利技术属性】
技术研发人员：基思·菲奥鲁奇，
申请(专利权)人：西门子工业公司，
类型：发明
国别省市：
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