专利名称：滚子清洁系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及滚子清洁系统，该系统尤其可以用于从加热烘箱的滚子的盖顶(rider)上去除氧化薄片，该烘箱是用于要层压的扁坯或类似产品。
在钢铁工业中，在层压扁平轧材时，用细加工铸造设备和滚子烘箱直接层压的用法已经变得更广泛。
这些设备需要一个用于要层压的扁坯或类似产品的烘箱，它位于连续铸造的正下游，用于将扁坯或类似产品转移到轧机，其被设计成用于将扁坯自身的加热温度优化。
轧机也位于烘箱的下游。将扁坯传递到所述烘箱中的物理传递是通过一系列机械化滚子实现的，从这些机械化滚子衍生出术语“滚子烘箱”。
滚子烘箱还允许当轧机意外停机时扁坯在所述烘箱中移动并暂时停留，而不必中断未完成的连续铸造。
典型的滚子烘箱具有一系列机械化的滚子，例如，一个大约两百个机械化滚子的滚子烘箱延伸大约250延米。
扁坯在滚子烘箱中的运动特殊地是通过一系列机械化滚子实现的。
它们被设计成在其停留在烘箱内部时，优化扁坯的加热处理，同时最小化该系列滚子和扁坯之间的热交换。
为了这个目的，每个滚轮都装配有一系列金属盖顶，这些盖顶位于外表面并适于支承扁坯并使其向前运动。
此外，每个滚子都装配有能够通过控制和调整装置和变频器以任何预先设定的速度转动的电动机减速器，该控制和调整装置及变频器都与电动机减速器相连。
在它们停留在加热滚子烘箱中期间，对于扁坯留在烘箱中的周期来说，扁坯受到热氧化作用，这会形成一个氧化的表层，该表层随时间增长。
滚子烘箱中产生的一个缺点是氧化层会中断，产生薄片，该薄片随后粘附在各个机械化滚子的所述一系列盖顶上。
另一个缺点是这个过程的连续导致一系列盖顶的表面上形成附加层，这会损坏扁坯及其后面的层压处理。
为了限制这些问题，可以通过扁坯在滚子烘箱的各个不同部分中的加热温度最优化而将薄片的形成最小化。
另一个方法是缩短扁坯在滚子烘箱中的时间并降低停留温度，同时最小化烘箱内部的空气泄露情况。
针对氧化薄片问题的解决方案是通过手动的工厂维护操作清洁各个机械化滚子的一系列盖顶。
这个方案的一个缺点是由于这种操作非常复杂和麻烦，并且需要极长的时间周期获得最好的结果，所以它需要大量时间，此外还不能保证重建机械化滚子会提供优良质量的层压扁坯。
另一个解决方案是替换机械化滚子。
这个方案的一个缺点是从经济角度考虑其非常烦琐。
这个方案的另一个缺点是从替换滚子所需的时间角度考虑其非常烦琐。
本发明的一个目的是提供一种用于能够在其运行期间操作的滚子烘箱的滚子清洁系统。
本发明的另一个目的是提供一种用于滚子烘箱的滚子清洁系统，该滚子烘箱有效地并可以不中断地使用滚子烘箱，获得优良质量的扁坯或其他类似的结构部分。
再一个目的是提供一种用于清洁滚子烘箱的滚子的系统和方法，该系统和方法简单经济。
本发明的通常目的是以非常简单、经济且具有特殊功能的方法解决已知技术的缺点。
一个附加目的是提供一种能够从滚子烘箱的滚子上去除氧化薄片的滚子清洁系统。
另一个目的是指示用于清洁滚子烘箱的滚子的方法，该方法是有效并实用的。
鉴于上述目的，根据本发明已经构思出一个滚子清洁系统，具有所附权利要求限定的特征。
本发明的结构和功能特征以及相对于已知技术的优点将根据下面参考附图进行的说明而变得更明显，附图示出了根据本发明的创新原理的滚子清洁系统。
在附图中
图1示出了滚子烘箱的一个滚子的凸起侧视图；图2a、2b和2c是图1中滚子在滚子烘箱中连续停留时间的凸起侧视图；图3a和3b是根据本发明的滚子清洁方法第一优选实施例的滚子在连续时间周期中的凸起侧视图；图4是根据本发明的滚子清洁方法第二优选实施例的凸起侧视图；图5是根据本发明的滚子清洁方法第三优选实施例的凸起侧视图；图6是装配有根据本发明的系统并与连续铸造设备和轧机相连的滚子烘箱的凸起侧视原理图；图7是根据本发明的清洁系统的优选实施例的凸起侧视图。
参考附图，用10指示滚子清洁系统的整体，在所示的实施例中，根据本发明的滚子清洁系统包括一个控制和调整单元14，该单元优选通过现场总线12(field bus)与相关的控制和激励装置26如PLC相连，各个相关的控制和激励装置通过变频器25(反相器)又与各个滚子21的电机24相连，该变频器控制电机24自身的转动速度。
所述清洁系统10应用于滚子烘箱20，该滚子烘箱装配有一系列由各个电机24驱动旋转的滚子21。
根据本发明的优选实施例，通过控制和调整单元14，滚子清洁系统10能够独立地驱动一系列滚子21的每个机械化滚子，并可以与该系列机械化滚子21的其它机械化滚子无关地随时间改变滚子的转动速度和/或转动方向。
根据本发明的另一个方面，提供一种方法，用于清洁滚子烘箱的滚子，从而消除在包括一系列滚子21的滚子烘箱的至少一个滚子34的一系列盖顶上沉积的氧化薄片，上述系列滚子的一组滚子22用于扁坯40或具有类似钢结构的产品。
每个滚子21的转动都可以通过激励装置相对于该系列滚子21的其它滚子而独立地被驱动。
滚子清洁方法包括下面的步骤a)以一模速和/或方向驱动至少一组滚子22的至少一个滚子34转动，该模速和方向足以使至少一个滚子34刮擦扁坯40从而从至少一个滚子34上去除氧化薄片。
这是通过至少一个滚子34上的扁坯40的机械作用实现的，该机械作用是由一组滚子22中的至少一个滚子34的速度和扁坯40的速度之间的速度差产生的，扁坯以该组滚子22的其它滚子的外围速度前进。
特别地，扁坯40用于将氧化薄片从位于至少一个滚子上的一系列盖顶上分离，就好像它是一种工具一样。
根据本发明的方法，由于对于分离氧化薄片来说，扁坯的前进速度与该滚子的外围速度或与以一个不同的速度被驱动并且必须从其上分离掉在这些滚子的一系列盖顶上沉积的氧化薄片的滚子之间的速度差是重要的，所以可以以一个与模速和/或方向不同的速度驱动一个或多个滚子，甚至驱动成组滚子。
速度差加上盖顶之间存在的摩擦力产生能够使盖顶和扁坯之间发生刮擦的力，从而从上述的盖顶上分离了氧化薄片，直到氧化薄片掉到滚子烘箱20的底部。
参考图3a、3b、4和5，这些附图示出了包括一组滚子22的一系列滚子21，该组滚子22与扁坯40接触，从而使其运动。
所述扁坯40通过该组滚子22传送，并沿朝向轧机60的前进方向F前进。
扁坯40具有一个远离轧机60的尾部41、中心部43和靠近轧机60的头部42。
分别地，尾部41通过一组尾滚子31传送，另一方面，扁坯40的中心部通过一组中心滚子33传送，而头部通过一组头滚子32传送。
在扁坯40运动期间，与扁坯40接触的那组滚子22的滚子显然不相同。
此外，该系列滚子21的每个滚子的转动都可以以不同的转动速度和在顺时针或逆时针方向上被驱动，从而加速或减速扁坯40。
换句话说，滚子清洁系统10应用于装配有一系列机械化滚子21的烘箱20，每个机械化滚子又与相应的电机24相连，该电机用于转动地驱动，且又连接到相关的变频器25，上述变频器由相应的控制和激励装置26驱动。
滚子清洁系统10包括控制和调整单元14，用于通过改变转动速度和/或方向而独立地控制该系列机械化滚子21的每个滚子的转动速度和方向，从而加速一个或多个扁坯40并清洁至少一个滚子34，通过刮擦扁坯40从其上分离氧化薄片。
因此，滚子清洁系统10优选包括一个现场总线12，该现场总线将所述控制和调整单元14与每个控制和激励装置26连接起来。
根据用于清洁滚子烘箱20滚子的方法的第一优选实施例，至少一个滚子34是一组头滚子32的滚子，步骤a)包括-以一个模速和/或方向驱动至少一组滚子(22)中的至少一个滚子(34)转动，该模速和方向使至少一个滚子(34)刮擦扁坯(40)，以从该至少一个滚子(34)上去除氧化薄片。
步骤a)优选以一个转动方向驱动该组头滚子32的至少一个滚子转动，上述转动方向与扁坯40向轧机60前进的前进方向F相对，步骤a)还优选以一个转动速度驱动与扁坯40接触的其它组滚子22转动，该转动速度使扁坯40以比至少一个滚子34的模速低的模速在方向F上前进。
所述至少一个的滚子34具有一个速度差，从而刮擦该至少一个滚子34相对于扁坯40的外表面，因此从该至少一个滚子34的外表面上分离氧化薄片，特别是从具有该扁坯40的至少一个滚子34的一系列盖顶的接触表面上去除氧化薄片。
在这种情况下，可以由控制和调整单元14的操作建立的参数是-扁坯的减速百分率。允许的范围从30％到100％(100％＝清洁系统没有运行时扁坯的额定速度)；-将被清洁的电动滚子相对于扁坯的运动速度的反向加速百分率。允许的区域从0％到130％(反向转动)；-机械化滚子吸收的电流极限(以安培计量)。允许的范围必须限制在最大为下面二者之间最小值的90％，该二者即变频器提供的最大电流和电动滚子吸收的最大电流；-烘箱内使用的范围，即所述方法将要应用于其上的滚子的量；-机械化滚子的清洁时间。该用于清洁的时间周期可以由操作者建立从0秒到机械化滚子的机械公差极限，这取决于单一的装置并在运行文件中进行说明。
根据用于清洁滚子烘箱20滚子的方法的第二优选实施例，至少一个滚子34是该组头滚子32，步骤a)优选包括-b)以一个转动速度驱动该组头滚子32转动，该转动速度使扁坯40在F方向上前进；-c)以一个比该组头滚子32的模速低的模速和相同的转动方向驱动该组尾滚子31和该组中心滚子33转动；清洁方法的步骤c)优选包括-以相同模速和转动方向的转动速度驱动该组中心滚子33和该组尾滚子31转动。
可以有利地在其前进方向F上尽力牵引扁坯40的头部分42，从而防止扁坯40转向，也避免对氧化薄片部分上的扁坯40的牵引作用到与扁坯40接触的该系列滚子22的该系列盖顶上。
在这种情况下，可以由控制和调节单元14的操作者建立的参数是-啮合在扁坯的头部下方的机械化滚子的百分率，该扁坯头部的速度设定点可以改变；-运行中的机械化头滚子的最小数量；-相对于扁坯的额定运动速度的加速百分率。允许的范围从100％到+130％之间变化(100％＝扁坯的额定速度)；-机械化滚子吸收的电流极限(以安培计量)。允许的范围必须限制在最大为下面二者之间最小值的90％，该二者即变频器提供的最大电流和电动滚子吸收的最大电流；-选择的将要应用该系统的铸件扁坯的数目；-铸造阶段扁坯运行的启动；-振动阶段扁坯运行的启动；-铸造阶段第一扁坯运行的启动；-铸造阶段最后一个扁坯运行的启动；-烘箱内使用的范围，即将要应用所述方法的滚子的数量。
清洁方法的步骤c)优选包括-以一个比该组头滚子32的转动速度低的模转动速度驱动该组中心滚子33转动；-以一个比该组中心滚子33的转动速度低的模转动速度驱动该组尾滚子31转动。
-这样，当相对于该组中心滚子33转动速度的速度差比摩擦力高时，该组中心滚子具有一个与滚子外表面相切的元件，清洁滚子22就在头部和尾部实现，从而在该组尾滚子31和该组头滚子32分别相对于扁坯40的各个滚子之间刮擦，结果通过刮擦从滚子表面上分离氧化薄片，特别是从具有四开板40的一系列盖顶的外接触表面上分离。
在这种情况下，可以由控制和调整单元14的操作者建立的参数是-啮合在扁坯头部下方的机械化滚子的百分率，扁坯头部的速度设定点可以改变；-运行中的机械化头滚子的最小数量；-相对于扁坯的额定运动速度的加速百分率。允许范围从100％到+130％之间变化(100％＝扁坯的额定前进速度)；-啮合在扁坯尾部下方的机械化滚子的百分率，扁坯尾部的速度设定点可以改变；-运行中的机械化尾滚子的最小数量；-相对于扁坯的运动速度的减速百分率。允许的范围从70％到+100％之间变化(100％＝扁坯的额定速度)；-机械化滚子吸收的电流极限(以安培计量)。允许的范围必须限制在其最大值为下面二者之间最小值的90％，该二者即变频器提供的最大电流和电动滚子吸收的最大电流；-仅仅应用于头机械化滚子或仅仅应用于尾机械化滚子的可能性；-应该应用该系统的铸件扁坯的数目的选择；-铸造阶段扁坯运行的启动；-振动阶段扁坯运行的启动；-铸造阶段第一扁坯运行的启动；-铸造阶段最后一个扁坯运行的启动；-烘箱内使用的范围，即将要应用所述方法的滚子的数量。
根据上述参考附图所作的说明，可以明白根据本发明的滚子清洁系统具有特殊的作用和优点。因此可以实现在说明书前言部分提到的目的。
本发明滚子清洁系统的形式以及材料显然可以与附图中纯粹用于说明和非限制目的所示出的不同。
因此，本发明的保护范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种用于烘箱(20)的滚子清洁系统(10)，该烘箱(20)装配有一系列机械化滚子(21)，每个滚子都与用于转动驱动的相关电动机减速器(24)相连，以及与由相应的控制和激励装置(26)驱动的相关变频器(25)相连，所述滚子清洁系统(10)包括控制和调整单元(14)，该调整和控制单元用于独立地控制该系列机械化滚子(21)中的每个滚子的转动速度和转动方向，以使一个或多个扁坯(40)前进，并用于通过以滚子的变化的转动速度和/或转动方向使滚子刮擦扁坯(40)而从滚子上分离氧化薄片，从而清洁至少一个滚子(34)。
2.根据权利要求1的滚子清洁系统(10)，特征在于其包括现场总线(12)，该现场总线将所述控制和调整单元(14)与每个控制和激励装置(26)连接起来。
3.一种滚子烘箱的滚子清洁方法，该滚子烘箱包括一系列滚子(21)，该系列滚子的一组滚子(22)与扁坯(40)或类似的钢结构相连，每个滚子(21)的转动都可以通过激励装置独立于该系列滚子(21)的其它滚子被驱动，其特征在于所述滚子清洁方法包括下面的步骤-a)以一个模速和/或方向驱动至少一组滚子(22)中的至少一个滚子(34)转动，该模速和/或方向使至少一个滚子(34)刮擦扁坯(40)，从而从至少一个滚子(34)上去除氧化薄片。
4.根据权利要求3的滚子清洁方法，特征在于步骤a)包括下面的步骤-以与扁坯(40)朝着轧机(60)前进的方向相对的转动方向驱动该组头滚子(32)中的至少一个滚子转动；-以一转动速度驱动与扁坯(40)接触的该组滚子(22)的其它滚子转动，该转动速度使扁坯(40)以一个低于所述至少一个滚子(34)的模速的模速在方向(F)上前进。
5.根据权利要求3的滚子清洁方法，特征在于所述系列滚子(21)包括一组与所述扃坯(40)接触的滚子(22)，该组滚子又包括一组头滚子(32)、一组尾滚子(31)和一组中心滚子(33)，其中所述步骤a)包括下面的步骤-b)以一个转动速度驱动该组头滚子(32)转动，该转动速度使扁坯(40)在方向(F)上前进；-c)以一个低于该组头滚子(32)的模速的模速和相同的转动方向驱动该组尾滚子(31)和该组中心滚子(33)转动。
6.根据权利要求5的滚子清洁方法，特征在于该清洁方法的步骤c)包括-以相同模速和转动方向的速度驱动该组中心滚子(33)和该组尾滚子(31)转动。
7.根据权利要求5的滚子清洁方法，特征在于该清洁方法的步骤c)包括-以一个低于该组头滚子(32)的模速的模速驱动该组中心滚子(33)；-以一个低于该组中心滚子(33)的模速的模速驱动该组尾滚子(31)。
全文摘要
一种用于烘箱(20)的滚子清洁系统(10)，该烘箱(20)装配有一系列机械化滚子(21)，每个滚子都与用于转动驱动的相关电动机减速器(24)相连，以及与由相应的控制和激励装置(26)驱动的相关变频器(25)相连，所述滚子清洁系统(10)包括控制和调整单元(14)，该调整和控制单元用于独立地控制该系列机械化滚子(21)中的每个滚子的转动速度和转动方向，以使一个或多个扁坯(40)前进，并用于通过以滚子的变化的转动速度和/或转动方向使滚子刮擦扁坯(40)而从滚子上分离氧化薄片，从而清洁至少一个滚子(34)。
文档编号F27B9/22GK1894552SQ200480037745
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月14日 优先权日2003年12月18日
发明者E·菲利皮, G·帕斯托里尼 申请人:国际技术公司及国际技术公开有限公司