CN100531949C - 用于连续拉伸金属带的装置和这种装置的工作方法 - Google Patents
用于连续拉伸金属带的装置和这种装置的工作方法 Download PDFInfo
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Abstract
用于连续拉伸金属带(2)的装置，该装置在带输送方向(R)上具有至少三个S-辊子单元(3，4，5，6，7)，每个单元具有至少两个辊子(8，9，10，11，12，13，14，15，16，17)，其中定位辊子(8，9，10，11，12，13，14，15，16，17)，使它们被金属带(2)以大于180°的辊子圆周角(α)缠绕并且至少在带输送方向(R)上的第二S-辊子单元(4)具有两个辊子(10，11)，其直径(D10，D11)大小是不同的。
Description
技术领域
本发明涉及用于连续拉伸金属带的装置，该装置在带输送方向上具有至少三个S-辊子单元，每个单元具有至少两个辊子，其中定位辊子，使它们被金属带以大于180°的辊子圆周角缠绕。本发明还涉及这种装置的工作方法。
背景技术
由EP 0393 301 B2已知用于拉伸金属带的装置以及相应的工作方法。在这里要被拉伸的金属带通过五个前后设置的辊子单元，它们S形地缠绕金属带并且通过相应地驱动辊子单元的辊子在金属带中建立拉应力。在拉伸过程中在金属带中实现塑性延长，它导致带厚和带宽的减小。
在此在第一拉伸区在金属带中建立拉应力，该拉应力一直到接近拉伸极限(σp，0.2)或者甚至超过该极限。在带张力快要接近拉伸极限的情况下与围绕S-辊子单元的辊子的最终弯曲半径相关形成预拉伸区，在其中带宽弹性地减小。在金属带的输送方向上后置的第二拉伸区中产生真正的拉伸。通过拉伸在两个区域中的分布改善金属带在拉伸后的平整度效果。
在按照上述EP 0393 301 B2的解决方案中，在制动辊组与牵引辊组之间施加用于带弹性变形的带牵引。在设置在其间的拉伸辊副中产生用于带塑性变形的带牵引。
由EP 0 936 954 B1已知一种拉伸设备，其中在制动辊组与设置在中央的拉伸辊之间和在这个拉伸辊与后置的牵引辊组之间形成两个拉伸区。
由EP 1 245 301 A2还已知一种设备，其中在制动辊组与被驱动辊组之间以及在这个被驱动辊与牵引辊之间形成两个拉伸区。在这里规定，第一和第二拉伸段或拉伸区的长度分别至少为最大带宽的0.5倍，由此能够改善拉伸过程的平整度效果。
DE 21 18 051 A1公开了一种拉伸矫直设备，其装备有S辊返回保持架，具有拉伸度调整变速器和S辊牵引架。这里直径相同的辊由一个共同的马达驱动。
最后由DE 36 36 707 C2已知用于金属带的拉伸设备，其中通过在方向上交变地围绕小辊子在拉力下弯曲使带拉伸，达到改善平整度的作用。
尽管已知的用于拉伸金属带的装置以及已知的方法已经能够提高金属带的平整度，但是仍然希望有更好的设备和方法，通过它们使金属带可以更有效地经受拉伸过程。
发明内容
因此本发明的目的是，提供上述形式的拉伸装置以及相应的拉伸方法，通过该装置或者通过该方法可以进一步改善拉伸过程。
这个目的通过本发明得以实现，按照装置的特征是，所述拉伸装置至少在带输送方向上的第二S-辊子单元具有两个辊子，其直径大小是不同的，其中第二S辊子单元的沿带的输送方向后置的辊子具有更大的直径，第二S-辊子单元的直径较大的辊子具有至少1.25倍于直径较小的辊子的直径。
优选的是，第二S-辊子单元的直径较大的辊子具有至少1.5倍于直径较小的辊子的直径，最好是两倍。
如同以后还将看到的那样，通过这个措施得到改进的拉伸过程，它使所加工的金属带的平整度得以改进。
按照优选的实施方式，所述装置具有五个S-辊子单元，每个单元具有至少两个辊子。在此在带输送方向上的第四S-辊子单元可具有两个辊子，其直径大小是不同的。此外在这种情况下可以使第四S-辊子单元的在带输送方向上位于后面的辊子具有较小直径。
另一改进方案是，所述第三辊子单元具有两个辊子，它们的直径与第二或第四辊子单元的较大辊子的直径相当。还可以使第一和第五辊子单元分别具有两个辊子，它们的直径与第二或第四辊子单元的较小辊子的直径相当。
沿带输送方向在第一辊子单元后面可设置用于测量在金属带中存在的拉力的手段。在带输送方向上的第二S-辊子单元可以配有用于测量通过辊子施加在金属带上的拉力的机构。还可以使在带输送方向上的第四S-辊子单元配有用于测量由辊子施加在金属带上的拉力的手段。
如果在带输送方向上的第四S-辊子单元配有用于测量金属带的输送速度的测量机构，它们与控制或调节装置处于连接，其中该控制或调节装置按照所测得的输送速度控制或调节至少一部分S-辊子单元的驱动装置，则可以实现有利的“速度控制”运行。
按照本发明的拉伸装置的工作方法的特征是，在带输送方向上的第二S-辊子单元中在金属带里面建立拉应力，该拉应力位于金属带材料的拉伸极限的96％至100％之间。优选拉应力位于材料拉伸极限的96％至99.8％之间、即接近100％。
最好在具有五个S-辊子单元的装置中在带输送方向上的第三S-辊子单元中在金属带中建立拉应力，该拉应力位于金属带材料的拉伸极限的100％以上。
此外可以规定，在带输送方向上的第四S-辊子单元中在金属带中建立拉应力，该拉应力位于金属带材料的拉伸极限的96％至100％之间或者接近其以下(可高达拉伸极限的99.8％)。对此也可以选择在带输送方向上的第四S-辊子单元中在金属带中建立拉应力，该拉应力位于金属带材料的拉伸极限的100％以上，此时金属带已经塑性变形。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例。唯一的附图以侧视图非常简化地示出用于拉伸金属带的装置，其中基本只示出正在使用的辊子。
具体实施方式
在附图中所示的用于拉伸的装置1加工金属带2，它可以是薄金属带。金属带可以是由钢、特种钢或由NE金属制成的金属带。典型的带厚可以在0.05至0.5mm之间。
用于拉伸的装置1具有五个前后设置的S-辊子单元3，4，5，6和7。每个S-辊子单元3，4，5，6，7具有至少两个辊子8，9，10，11，12，13，14，15，16和17，其中设置辊子，使金属带2以至少180°的辊子圆周角α缠绕辊子。对于辊子8和11，所述圆周角α例如约为210°。可以驱动辊子，由此可以将带牵引施加到金属带2上。
所述金属带2沿在带输送方向R以输送速度v通过装置1。
带牵引在进入侧从周围的设备拉力水平通过第一S-辊子单元3提高。在S-辊子单元3后面设置用于测量金属带2中的拉力的机构18。必需已知在S-辊子单元3后面的拉力，来确定拉力水平以进一步受控地建立拉力，然后控制或调节拉力水平。
随后的S-辊子单元4具有两个辊子10和11，它们具有明显不同的直径，即直径D10和D11。辊子直径D10可以是约600mm，一般在400mm至800mm之间，而直径D11可以是1200mm，其中一般在1000mm至1400mm之间。在此S-辊子单元4的第一辊子10具有与第一S-辊子单元3的辊子8和9相同的直径。
此外第二S-辊子单元4具有用于测量金属带2中的拉力的机构19(转矩测量)。在辊子10与11之间通过相应地控制未示出的辊子10，11的驱动装置调节的带牵引位于这样的水平，使得从算术角度讲要被拉伸的带不产生边缘纤维塑变。S-辊子单元4的后面辊子11具有明显更大的直径D11，这个辊子11使带牵引建立在拉伸极限的超过96％至接近100％的水平。因为辊子半径是有限的，因此不能排除由于带弯曲产生的边缘纤维拉伸，但是通过设计直径尺寸在可接受的程度能够减小。
在第二S-辊子单元4的辊子11与第三S-辊子单元5的后面辊子12之间具有一个较长的自由带段，在其上可以补偿在带宽上用于拉力增加产生的不均匀应力分布。在这个位置上可以补偿由于微观塑变的不平度引起的应力尖峰，但是在这个位置还不产生真正的拉伸过程。
通过在带输送方向R上紧接着的辊子12使带牵引提高到对于所期望的拉伸率所需的水平上，该辊子具有与辊子11相同的直径D12。因为带牵引的初始水平已经非常高，因此非常好地排除由于在辊子12上妨碍横向收缩引起的负面影响。由此也可以使在辊子12与13之间的拉伸段非常短，因为无需应力补偿。
通过接着的S-辊子单元6存在这种可能性，或者带牵引再下降到拉伸极限的96％至不到100％的水平上并由此不再继续拉伸。也可以选择，在这里适当地使金属带2继续承受拉伸。因为在辊子13与14之间的自由减压长度仍然相对较大，可以消除在应力分布上的不均匀性。
S-辊子单元6仍然以大直径辊子14和随后的小辊子15构成，其中这个辊子单元6与在拉伸辊子副12，13前面的S-辊子单元4成镜像。
为了测量带牵引，在S-辊子单元6中也具有用于测量拉力的机构20。在第四S-辊子单元6的大直径辊子14的后面调节带牵引水平，其中在移动到后面的小辊子15上时阻止金属带2的塑变。该小辊子15将带牵引水平调节到对于随后带牵引测量所需的水平上。通过用于测量拉力的机构23实现带牵引测量。
最后的第五S-辊子单元7仍然成镜像地对应于第一S-辊子单元3并且具有辊子16，17，它们具有与辊子10或15同样的小辊子直径。这个S-辊子单元7使带牵引下降到对于接着的设备部分所期望或所需的水平上。
在第四S-辊子单元6上设置测量机构21，它们测量金属带2的输送速度v。该测量机构21将测量值传递到控制或调节装置22，该装置作用于S-辊子单元3，4，5，6，7的驱动装置，使得实现所期望的速度，这一点只非常简化地示出。在辊子14上现在测量输送速度或带速，该辊子也通过串联的速度调节的辊子或牵引辊的主驱动装置担当“速度控制”。
在拉伸辊子副12，13前面的带牵引保持在拉伸极限的96％至接近100％的水平上；在拉伸辊子副12，13中施加用于达到所调节的拉伸率所需的剩余的带牵引分量。在拉伸辊子副12，13后面带牵引或者再降低到拉伸极限的96％至接近100％或者为了达到全部的其余拉伸率提高带牵引。
在拉伸辊子副12，13前面的S-辊子单元4的后一个辊子11(制动辊道)和后面的S-辊子单元6的第一辊子14(牵引辊道)具有与S-辊子单元5的两个辊子12，13相同的直径。这个直径远大于其余辊子8，9，10，15，16和17的直径，它们都具有相同的直径。
通过在辊子上的带牵引测量和转矩测量调节在S-辊子单元5(拉伸辊子单元)前面的S-辊子单元4和在其后面的S-辊子单元6中的带牵引，使得安置在S-辊子单元4或6中的两个辊子10或15中的较小辊子上从算术角度不产生边缘纤维塑变。
在实施例中金属带2在两个辊子10与11之间具有材料拉伸极限的约55至70％的应力。如上所述，在辊子11与12之间存在拉伸极限的96％至接近100％的拉应力；这个范围是预拉伸区。第一主拉伸区位于辊子12与13之间。第二主拉伸区是辊子13与14之间的部分，该处拉应力大多仍然位于拉伸极限的96％至接近100％。在辊子14与15之间拉应力仍然成镜像地位于材料拉伸极限的约55至70％。
附图标记清单
1 用于拉伸的装置
2 金属带
3 S-辊子单元
4 S-辊子单元
5 S-辊子单元
6 S-辊子单元
7 S-辊子单元
8 辊子
9 辊子
10 辊子
11 辊子
12 辊子
13 辊子
14 辊子
15 辊子
16 辊子
17 辊子
18 用于测量拉力的机构
19 用于测量拉力的机构
20 用于测量拉力的机构
21 测量机构
22 控制或调节装置
23 用于测量拉力的机构
R 带输送方向
α 辊子圆周速度
D8 辊子8的直径
D9 辊子9的直径
D10 辊子10的直径
D11 辊子11的直径
D12 辊子12的直径
D13 辊子13的直径
D14 辊子14的直径
D15 辊子15的直径
D16 辊子16的直径
D17 辊子17的直径
v 输送速度
Claims (16)
1.用于连续拉伸金属带(2)的装置(1)，该装置在带输送方向(R)上具有至少三个S-辊子单元(3，4，5，6，7)，每个单元具有至少两个辊子(8，9，10，11，12，13，14，15，16，17)，其中对辊子(8，9，10，11，12，13，14，15，16，17)进行定位，使它们被金属带(2)以大于180°的辊子圆周角(α)缠绕，其特征在于，至少在带输送方向(R)上的第二S-辊子单元(4)具有两个辊子(10，11)，其直径(D10，D11)大小是不同的，第二S-辊子单元(4)上的在带输送方向(R)上位于后面的辊子(11)具有更大的直径(D11)，第二S-辊子单元(4)的直径较大的辊子(11)的直径是直径较小的辊子(10)的至少1.25倍。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第二S-辊子单元(4)的直径较大的辊子(11)的直径是直径较小的辊子(10)的至少1.5倍。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，第二S-辊子单元(4)的直径较大的辊子(11)的直径是直径较小的辊子(10)的两倍。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置具有五个S-辊子单元(3，4，5，6，7)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在带输送方向(R)上的第四S-辊子单元(6)具有两个辊子(14，15)，其直径(D14，D15)大小是不同的。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，第四S-辊子单元(6)的在带输送方向(R)上位于后面的辊子(15)具有较小直径(D15)。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，第三S-辊子单元(5)具有两个辊子(12，13)，它们的直径(D12，D13)与第二或第四S-辊子单元(4，6)的较大辊子(11，14)的直径(D11，D14)相当。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，第一和第五S-辊子单元(3，7)分别具有两个辊子(8，9，16，17)，它们的直径(D8，D9，D16，D17)与第二或第四S-辊子单元(4，6)的较小辊子(10，15)的直径(D10，D15)相当。
9.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在带输送方向(R)上在第一S-辊子单元(3)后面设置用于测量在金属带(2)中存在的拉力的机构(18)。
10.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在带输送方向(R)的第二S-辊子单元(4)配有用于测量通过辊子(10，11)施加在金属带(2)上的拉力的机构(19)。
11.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在带输送方向(R)的第四S-辊子单元(6)配有用于测量通过辊子(14，15)施加在金属带(2)上的拉力的机构(20)。
12.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在带输送方向(R)上的第四S-辊子单元(6)配有用于测量金属带(2)输送速度(v)的测量机构(21)，它们与控制或调节装置(22)连接，其中该控制或调节装置(22)按照所测得的输送速度(v)控制或调节至少一部分S-辊子单元(3，4，5，6，7)的驱动装置。
13.如权利要求1至12中任一项所述的、连续拉伸金属带(2)的装置的工作方法，其特征在于，在经过带输送方向(R)上的第二S-辊子单元(4)后在金属带(2)里面建立拉应力，该拉应力位于金属带(2)材料的拉伸极限的96％至100％之间。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在具有五个S-辊子单元(3，4，5，6，7)的装置中在带输送方向(R)上的第三S-辊子单元(5)中在金属带(2)里面建立拉应力，该拉应力位于金属带(2)材料的拉伸极限的100％以上。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在带输送方向(R)上的第四S-辊子单元(6)中在金属带(2)里面建立拉应力，该拉应力位于金属带(2)材料的拉伸极限的55％至70％之间。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在带输送方向(R)上的第四S-辊子单元(6)中在金属带(2)里面建立拉应力，该拉应力位于金属带(2)材料的拉伸极限的100％以上。
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