[实用新型]用于在轧机线圈成型吐丝系统中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2011年9月26日提交的共同未决美国临时专利申请序列No.61/539,014、61/539,062和61/539,069，2011年9月29日提交的美国临时专利申请序列No.61/540,590、61/540,602、61/540,609、61/540,617和61/540,798，以及2012年6月25日提交的美国专利申请No.13/532,091的优先权，其全部内容通过引用合并到本文中，就仿佛完全在本文中阐述一样。 

技术领域

本实用新型的实施方式涉及轧机线圈成型装置，通常称为吐丝机，具体地涉及具有含非相似材料组合构造的路径或管的轧机线圈成型吐丝机，并且更具体地涉及在吐丝机中诸如吐丝管的可替换的吐丝路径。 

背景技术

轧机线圈成型吐丝装置将移动的被碾轧的细长材料形成为一连串螺旋形的连续循环圈。在下游通过将其捆扎成螺旋匝的线圈而对这些循环圈进行进一步处理。在美国专利No.5,312,065、6,769,641以及7,011,264中一般性地描述了已知的吐丝机，其全部内容通过引用合并到本文中，就仿佛完全在本文中阐述一样。 

如在这些专利中所描述的，轧机吐丝系统包括：套筒（quill）、管支承件以及吐丝管。套筒和管支承件适于旋转吐丝管，使得吐丝管能够接纳细长材料进入其入口端。该吐丝管具有被套筒的喇叭形部包围的弯曲中间部分，并且还具有从套筒的旋转轴向外径向突出的端部分，该端部分通常与套筒的旋转轴相切。旋转套筒和吐丝管相组合使被碾轧材料成为螺旋弯曲形状。可以在不同外形和/或直径中之一方面替换吐丝管，从而重新配置吐 丝机以适应不同尺寸的被碾轧材料或替换磨损的管。 

此外，以旋转的螺旋引导件来完成被碾轧材料的螺旋状压型，该螺旋引导件包括在其外周附近接纳被碾轧材料的槽。在美国专利号6,769,641中所描述的螺旋引导件为周向槽形成在边沿部中的分段扇形组合式边沿构造。 

一般的环形圈或套管(shroud)，通常也称为端部环或引导环，具有螺旋引导件和限定吐丝管排出端的引导面，使得当将处于完全卷绕式构造的细长材料排出到输送机以用于随后的捆扎和其他处理时，该细长材料被径向限定。包括一个或更多个卸料桨（tripper paddle）的旋转的卸料机构可以被定位在远离套筒的端部环/套管的大约六点钟处或者底部位置。改变卸料机构相对于环/套管的内径表面的枢轴攻角可用于控制细长材料的卷绕，例如用以补偿细长材料可塑性厚度、成分、碾轧速度和横截面结构的变化。 

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相组合地使被碾轧材料形成为螺旋弯曲形状。通常，吐丝管由在成型夹具中通过施加外部热或机械力而被弯曲以符合期望的常见螺旋外形的连续长度的对称钢管或钢管材形成。为相对容易加工成期望的最终常见螺旋形状以及相对低的材料购买成本，针对构造吐丝管通常选择钢管或管材。但是商业钢管或钢材具有相对低的硬度，这对于轧机操作、生产和维护不是合乎期望的限制因素。 

在吐丝系统入口端中接纳以高达约500英尺/秒（150m/sec）的速度前进的细长材料，并在排出端以一连串连续线圈环的形式排出。以这样的速度，热的被碾轧产品对吐丝管施加负面作用，引起内部管表面经历快速的局部摩擦磨损和过早破坏。同样地，由于吐丝管磨损，因此它们将稳定的环图案传送到位于吐丝管的排出端处的接纳成圈线圈的输送机的能力减退。不稳定的环图案打乱冷却均匀性，并且还导致通常称为“修补”的卷绕事故。 

多年来，被广泛接受的观点是具有减小的口径尺寸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被碾轧产品，改进了引导并且传送至冷却输送机的环图案更一致，使得能够以更快的速度碾 轧。然而，不幸地，这些优点由于更快的生产速度所引起的显著加速的管磨损而被较大程度地抵消了。此外，口径尺寸减小的管仅可用于小直径产品，因此其必须被替换为更大口径尺寸的管以用于卷绕更大直径的产品。 

需要进行频繁且代价较高的轧机停工以及预防性的检修，来替换过早磨损的吐丝管，和解决与细长材料的修补关联的问题。如果吐丝管变得如此磨损从而其遭受管壁破裂，修补事故会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制造管的轻松性和成本均衡。