[实用新型]保持和输送细长材料的装置和轧机线圈成型吐丝系统

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请按照35U.S.C.§119(e)要求于2011年9月26日提交的共同未决美国临时申请序列No.61/539,014、No.61/539,062和No.61/539,069，以及于2011年9月29日提交的美国临时申请序列No.61/540,590、No.61/540,602、No.61/540,609、No.61/540,617和No.61/540,798的优先权，所述申请全部通过参引合并到本文中，就如同完全记载在本文中一样。 

技术领域

本实用新型的实施方式涉及通常称为吐丝机（laying head）的轧机线圈成型装置，并且更具体地涉及吐丝机中的可替换吐丝机路径，例如吐丝管。 

背景技术

现有技术的描述

轧机线圈成型吐丝装置将移动的经轧制的细长材料形成为一连串螺旋连续环形圈。可在下游通过将这些环形圈捆扎成螺旋匝线圈而对这些环进行进一步处理。已知的吐丝机在美国专利No.5,312,065、6,769,641以及7,011,264中总体描述，所述专利全部通过参引合并到本文中，就如同完全包含在本文中一样。 

如在这些专利中所描述的，轧机吐丝系统包括：套筒、管支承件以及吐丝管。套筒和管支承件适于使吐丝管旋转，使得吐丝管能够接纳细长材 料进入其入口端。该吐丝管具有由套筒的喇叭形部分包围的弯曲中间部分，并且还具有从套筒的旋转轴线沿径向向外伸出并且大致与套筒的旋转轴线相切的端部部分。结合地，旋转套筒和吐丝机使经轧制材料一致形成为螺旋弯曲形状。可以使用具有不同轮廓和/或直径的吐丝管来取代吐丝管，以便改装吐丝机以适应不同尺寸的经轧制材料或者替换磨损的管。 

此外，经轧制材料的螺旋状成型是在旋转螺旋引导件中完成的，螺旋引导件包括用于围绕经轧制材料的外周容纳经轧制材料的槽。在美国专利No.6,769,641中所描述的螺旋引导件为具有形成在边沿部段中的周向槽的分段的、扇形的、模块边沿构造。 

大致环形的环或套管（通常也称为端环或引导环）具有限定吐丝管排出端和螺旋引导件的引导面，使得细长材料在其以完全卷绕式构型的形式被排出到用于随后的捆扎和其它处理的传送机时受到径向限定。包括一个或更多个倾卸板的枢转倾卸机构可以被定位在套筒远端的端部环/套管的大约六点钟处的位置或者底部位置。改变倾卸机构的相对于环/套管的内径表面的枢转攻角有利于控制细长材料的卷绕，例如用以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

如之前提及的，中空吐丝管与旋转套筒和管支承件组合，使经轧制材料一致地形成为螺旋弯曲形状。通常，吐丝管由在成形夹具中通过施加外部热或机械力而被弯曲以形成期望的大致螺旋形轮廓的连续长度的对称钢管或钢管材形成。通常选择钢管或管材用于构造吐丝管以相对较容易地加工成期望的最终大致螺旋形形状以及相对较低的材料购买成本。但是商用钢管或管材具有相对低的硬度，这对于轧机操作、生产和维护而言是不期望的限制因素。 

以最高达500英尺/秒（150m/s）的速度行进的细长材料被接纳在吐丝系统入口端中，并在排出端处呈一连串连续线圈环的形式而被排出。以这样的速度，经热轧制的产品在吐丝管上施加负面作用，使内部管表面经历快速的局部摩擦磨损和过早失效。另外，当吐丝管磨损时，它们将稳定的环形式样传送到位于吐丝机的排出端处的环形线圈接纳传送机的能力减退。不稳定的环形式样扰乱冷却均匀性，并且还加剧通常称为“弯斜（cobbling）”的卷绕问题。 

多年来，广泛接受的是：具有减小的孔径的吐丝管提供许多显著优点。通过在较小的空间内在径向上压缩热轧制产品，提高了引导性并且传送至冷却传送机的环形式样更一致，使得能够以更快的速度轧制。然而，不幸地，这些优点在很大程度上被由于产品的较高速度所引起的显著加速的管磨损所抵消。另外，孔径减小的管仅可以用于小直径的产品，因此其必须被替换为较大孔径的管以用于卷绕较大直径的产品。 

需要频繁且费用高的轧机停机以及预防性维护以替换过早磨损的吐丝管以及解决与细长材料的弯斜相关联的问题。在吐丝管变得磨损而使其经受管壁破裂的情况下，重轧事故可能影响吐丝机上游的细长材料给送。从耐磨性的观点出发，期望由相对硬的低表面摩擦的钢形成吐丝管内部耐磨表面，并且还期望执行另外的表面硬化和热处理，但是这样的耐磨处理步骤必须与制造管的容易性和成本相平衡。