CN100349663C - 二维控制辊形的无压痕多辊轧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其包括机架以及上塔形辊系和下塔形辊系，机架是由面板、背板、顶板及底板围合构成框架整体；背板表面设进料口；面板表面设出料口；上塔形辊系的上部以及下塔形辊系的下部分别设上辊座及下辊座；顶板内壁与上辊座之间设压下装置；底板内壁与下辊座之间设调整装置；背衬辊是分段辊；背衬辊的设置方式为交错并列设置；上辊座及下辊座均为沿垂直方向分两层叠设的分体辊座。本发明通过背衬辊间的交错设置保证了轧制件的表面质量，通过将上辊座和下辊座在水平和垂直方向进行分解，使辊座以及工作辊不会发生水平、垂直方向的挠曲变形，使轧机的制造、安装及维护成本大大降低。

Description

二维控制辊形的无压痕多辊轧机

技术领域

本发明涉及一种二维控制辊形的无压痕多辊轧机，特别是一种将相邻的两个背衬辊的辊环进行交错并列设置，能够消除轧制板带材表面轧痕，同时对辊座进行分解，使塔形辊系中的各辊能够在垂直和水平二维方向上得到自然调整，实现辊形挠曲度控制的多辊轧机。

背景技术

在现有的多辊轧机中，背衬辊大部分都是采用由多个辊环以间隔设置方式组合构成的分段辊，而与背衬辊相邻接触的通常是整体为圆柱体的支撑辊或工作辊。由于巨大的轧制力的作用，使背衬辊的辊环挤压在支撑辊或工作辊表面，从而在支撑辊或工作辊表面出现压痕且表面应力集中，从而对轧制件的表面产生轧制压痕，破坏了产品的表面质量，或降低了产品的精度。

另外，对于板形的控制，也一直是业内人士关注的重点问题，随着压下装置和调整装置的作用位置由过去的在工作辊轴颈处改变为作用在辊座顶部的新型轧机的出现，板形控制问题得到了很好的解决，其产成品的横向截面的尺寸精度得到了大幅的提高。这种新型轧机根据其轧制力的作用位置，可称其为中部压下轧机。

在中部压下轧机中，通过中部压下的技术方案能够较好的对工作辊在垂直方向上的母线形状进行控制，但是，在板带材的轧制过程中，由于塔形辊系中还存在着水平方向的分力，这个分力将会造成辊座的水平方向上的挠曲变形，进而使各辊随之产生水平挠曲，影响了轧制件的精度。另外，随着对产成品精度要求的不断提高，对轧机自身的精度要求也在不断的提高，这就给轧机的制造提出了更高的要求。对于多辊轧机的制造来说，辊系中的各种不同作用的辊之间的位置精度对轧机的轧制精度也同样具有较为明显的影响，例如，在12辊轧机中，工作辊、中间支撑辊和背衬辊之间的平行度的好坏，决定了它们彼此之间相互接触的状态，当某两个辊之间不平行时，在轧制力的作用下，很容易发生辊形的变形，而且辊形的变形往往发生在垂直和水平两个方向上。在过去制造的多辊轧机中，塔形辊系中的所有辊的安装位置以及相互间的排列位置关系是固定的，尤其是背衬辊，由于均固定在辊座上，因此，当辊座制造完成后，背衬辊间的相互位置也就固定了，也就是说，背衬辊间的平行精度受到了辊座制造精度的影响。当轧制力的传递分配不能均衡时，其结果往往会导致一些辊的母线形状发生改变，从而导致轧制件精度降低。轧辊越多的轧机，这一问题就越突出，因此，在轧机的生产中，必须保证加工精度，其精度要求通常会超过轧制件的精度，这样就会大大提高了轧机的制造、维护及调整的难度和成本，而且，即使这样，仍然不能从根本上解决这一问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有轧机对轧制件的表面产生轧制压痕，破坏了产品的表面质量以及不能在水平方向有效控制辊形以及对轧机的制造精度所提出的较高要求导致轧机的制造、维护及调整的难度和成本大大提高的现状，而提供一种二维控制辊形的无压痕多辊轧机，该轧机将背衬辊进行交错并列设置，能够有效的消除轧制件表面的轧痕，使轧机的精度得到较大的提高，同时，将辊座进行分体设置，使塔形辊系中各辊之间的位置关系可以通过自然调整而具有较高的精确度，消除辊座以及各辊在水平方向的挠曲变形，可以降低轧机的制造成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种二维控制辊形的无压痕多辊轧机，包括机架以及在机架内分别设置在轧制件上、下两侧且对称的上塔形辊系和下塔形辊系，所述机架是由面板、背板、顶板及底板围合构成的一沿轴向呈隧道形的框架整体；所述背板表面开设有供板带材坯料进入的进料口；所述面板表面开设有供轧制件输出的出料口；所述上塔形辊系中的多个背衬辊的上部以及所述下塔形辊系中的多个背衬辊的下部分别设有上辊座及下辊座；所述顶板内壁与所述上辊座之间分布设有多个用于提供轧制力并控制所述轧制件横截面形状的压下装置；所述底板内壁与所述下辊座之间设有用于承载所述轧制力并控制所述轧制件横截面形状的调整装置；所述背衬辊是由多个辊环以间隔设置方式组合构成的分段辊；所述多个背衬辊的设置方式为使相邻的两个背衬辊上的所述辊环之间的间隙彼此交错并列设置；所述上辊座及下辊座均为沿垂直方向分两层叠设的分体辊座，所述分体辊座中，与所述上塔形辊系或下塔形辊系中背衬轴承辊联接的一层为背衬层，与所述压下装置或支撑装置联接的另一层为控制层；所述背衬层是由多个背衬块沿所述背衬轴承辊的径线方向并排组合构成，且每个所述背衬块均与一个或多个所述背衬轴承辊对应联接，位于外侧的两个所述背衬块分别抵靠在所述面板及背板的内侧表面。

由上述技术方案可知，本发明通过背衬辊间的交错设置使与背衬辊接触的中间辊或工作辊表面不会出现因轧制力作用而产生的压痕从而保证了轧制件的表面质量，同时，通过将上辊座和下辊座在水平和垂直方向进行分解，使辊座以及工作辊不会受到轧制力的作用而发生水平、垂直方向的挠曲变形，同时也使塔形辊系中的各辊之间获得精确的位置关系，使轧机的制造、安装及维护成本大大降低。

以下通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的立体结构示意图；

图2为图1所示实施例中背衬辊在轧机中的匹配组合方式示意图；

图3为图1所示实施例中衬辊单元体的立体结构示意图；

图4为由图3所示衬辊单元体组成的背衬辊的结构示意图；

图5为本发明的第二个具体实施例的轴向结构示意图；

图6为图5所示实施例中背衬块的另一种联接方式示意图；

图7为本发明的第三个具体实施例的立体结构示意图；

图8为图7所示实施例的正面结构示意图；

图9为本发明的调整装置的一种设置方式示意图；

图10为本发明的第四个具体实施例的部分结构示意图；

图11为本发明的第五个具体实施例的部分结构示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明的第一实施例的立体结构示意图，本实施例为一12辊轧机，其包括机架1以及在机架1内分别设置在轧制件上、下两侧且对称的上塔形辊系和下塔形辊系。上塔形辊系的上方设有上辊座；下塔形辊系的下方设有下辊座。机架1是由面板11、背板12、顶板13及底板14围合构成的一沿轴向呈隧道形的框架整体。背板12表面开设有供板带材坯料102进入的进料口121。面板11表面开设有供轧制件101输出的出料口111。上辊座与顶板13内侧之间分布设有两个用于提供轧制力并控制所述轧制件横截面形状的压下装置5(图中只示出一个压下装置)；下辊座与底板14之间设有用于承载所述轧制力并控制所述轧制件101横截面形状的调整装置6。

本实施例中，上、下塔形辊系中分别设置的三个背衬辊是由多个辊环92以间隔设置方式组合构成的分段辊，如图2所示。三个背衬辊并排固定连接设置，其设置方式为使相邻的两个背衬辊上的辊环92之间的间隙93彼此交错并列设置，具体为，在中间背衬辊的两个端部上采用较长的辊环92，使其与中部的较短的辊环92之间的间隙93与相邻的两个背衬辊上的间隙93错开，从而造成三个背衬辊中，相邻的两个背衬辊上的间隙93彼此交错设置。这样交错设置，可以使一个辊环92的边缘对塔形辊系中其他辊的表面所造成的压痕由其他背衬辊的辊环92通过挤压进行复位调整，从而使轧制件的表面更加美观。每一个背衬辊的结构是由多个衬辊单元体通过轴承首尾串接而构成，图3所示为衬辊单元体的立体结构示意图，图中，衬辊单元体9包括芯轴91以及环周设置在该芯轴91外侧表面圆柱形的辊环92。辊环92的两个端面均沿该辊环92的轴线向内开设有环绕芯轴91的环形凹陷槽93，使辊环92的轴向剖面呈一“工”字形。图4所示为采用衬辊单元体组成背衬辊的结构示意图，图中，四个衬辊单元体通过轴承10首尾串接组成一个背衬辊首尾串接的两个相邻的衬辊单元体的芯轴91端部同时套设在一个轴承10的内环中，轴承10的两个端部分别陷入两个相邻的衬辊单元体的上的环形凹陷槽93中，这样可以在不减小轴承10的尺寸下，获得尽可能大的辊环92的表面积，使轧机中背衬辊与其他接触的辊的接触面积足够大，为轧制过程提供良好的背衬支撑，这对于大型板带材轧机的作用更加明显。辊环92的两个端部的外侧边缘设有环形倒角94。环形倒角94的设置可以有效的防止在轧制过程中，由于巨大的轧制力造成辊环92的两个端部向内偏斜的现象。

本实施例的上辊座及下辊座均为沿垂直方向分两层叠设的分体辊座，其中，与上塔形辊系或下塔形辊系中三个背衬辊2联接的分层为背衬层，与压下装置5或调整装置6叠设联接的分层为控制层32。背衬层是由三个轴线与背衬辊2的轴线同方向的背衬块31并列组合构成，且每个背衬块31均与一个背衬辊2对应联接，位于外侧的两个背衬块31分别抵靠在面板11及背板12的内侧表面。在面板和背板的外侧表面分别开设有自上而下的槽7，槽7的开设不仅可以大大节省轧机1的制造材料成本，而且还有助于提高机架在水平方向上的刚性。本实施例的上、下辊座均由两大部分构成，其中由相互分离且并列设置的背衬块31组成背衬层。当轧机工作时，垂直方向的轧制力由压下装置5和调整装置6承载，并控制工作辊的在处置方向上的挠曲变形，水平方向的轧制分力通过外侧的两个背衬块31承载在机架上，使背衬块31以及整体辊座和塔形辊系不会发生水平方向的挠曲变形，达到辊形挠曲度的二维控制。

图5所示为本发明的第二个具体实施例的轴向结构图，该实施例为二十辊轧机，其在结构上与第一个实施例的第一个不同之处在于压下装置5的设置方式采取两排设置方式。在轧机的实际制造、使用中，压下装置5可以根据具体要求设置成单排、多排的形式，通常，在塔形辊系的辊的数量越多，也就是背衬辊2的数量越多、背衬辊2的直径越大、上下辊座的体积越大等状态下，都可以将压下装置5设置为多排，例如三排、四排或更多排。本实施例与上述第一个实施例的第二个不同之处在于三个背衬块31中，位于中间的背衬块31与位于塔形辊系中部的两个背衬辊2联接。本实施例中，背衬块31与背衬辊2的联接方式还可以采取如图6所示方式(图中仅示出上辊座及上塔形辊系的结构，下辊座及下塔形辊系的结构与之相同)。在图6中，背衬块31为两个，并分别与两个背衬辊2联接。当轧机工作时，水平方向的轧制分力使两个背衬块31产生向两侧移动的趋势，使机架承载了水平方向的轧制分力，从而使整体辊座和塔形辊系不会发生水平方向的挠曲变形。

图7所示为本发明的第三个具体实施例的立体结构示意图，为简化起见，图中机架1的内部仅示出了上塔形辊系、上辊座以及压下装置5，下塔形辊系及下辊座的结构与之对称相同。本实施例也是12辊轧机，其与上述第一个实施例的不同之处主要在于由三个背衬块31所构成的背衬层与控制层32之间设有衬垫板81，该衬垫板81面积的大小可以根据具体需要设置；在外侧的两个背衬块31与机架1的面板11和背板12之间夹设有垂直衬板83。衬垫板81、以及垂直衬板83的设置，不仅可以对背衬块31、控制层32以及面板11和背板12起到良好的表面保护作用，而且还可以调整三个背衬块31之间的平行度，甚至可以使背衬块31之间以及与控制层32、机架1之间达到较高的安装精度而无需在制造背衬块31时，对其提出更高的制造精度要求。衬垫板81以及垂直衬板83本身还可以采取由多个分垫板拼合组成，使背衬块31形成多段梁结构，这样在轧制过程中可以有效的控制背衬块31的挠曲度，从而使塔形辊系中的各辊在垂直和水平方向上的挠曲变形得到良好的控制；其次，本实施例中的机架1的顶板也与上述第一个实施例不同，采取将顶板、面板11、背板12镂空的方式，保留了与压下装置5联接的部分，从而形成一个顶梁131，在机架1具有足够的刚性的前提下，特别是对于轧制力较小的轧机来说，适当的减少机架上较少受力或不受力的结构用料，对降低轧机制造成本是有利的，这样做可以节省机架1制造的材料成本；最后，本实施例的压下装置5的设置数量与第一个实施例也不同，如图8所示，该图8为本实施例的正面结构示意图，为了简明，机架只保留了顶梁131部分和底板14部分。从图8中可以看到，本实施例的压下装置5为四个，并均匀分布设置在上塔形辊系的控制层32与顶梁131之间，四个压下装置5所构成压下宽度小于控制层32的轴向长度。本实施例的调整装置6为两个设置在底板14中部且相互间具有一定间隔的垫块，间隔的长度可以根据对轧制件板形控制的要求灵活设定。另外，调整装置6也可以采用液压缸，如图9所示，九个液压缸6均匀分布设置在底板14上，它们之间的间隔也可以根据对轧制件板形控制的要求灵活设定。

图10所示为本发明的第四个具体实施例的部分结构示意图，该实施例与上述第三个实施例的不同点在于压下装置5以及衬垫板81的组合方式不同。图中，六个压下装置5并排设置在控制层32与顶板13之间，并且压下装置5所形成排列长度与控制层32的轴向长度相等，这样，当工作辊的长度小于控制层32的轴向长度时，轧制力施加的宽度范围超过了整个工作辊的工作宽度范围，当工作辊的长度等于控制层32的轴向长度时，轧制力施加的宽度范围恰好覆盖了整个工作辊的工作宽度范围。轧制力对工作辊施加的不同宽度范围，可以对工作辊的母线形状进行不同的控制，再结合轧制材料的特性、轧制件的宽度以及轧制厚度等参数，就可以精确的对板带材轧制件的横截面形状(也称之为板形)进行有效的控制。本实施例中，压下装置5采用手动压下调整方式，通过旋转螺杆51可以调整压块52对控制层32的压力，通过分别对每一个压下装置5进行调整，可以灵活调整各处的轧制力，从而有效进行板形控制。本实施例中，衬垫板81与上述第三个实施例的不同点在于是由多个衬垫板81采取分布组合方式。

图11为本发明的第五个具体实施例的部分结构示意图，该实施例与上述第四个实施例的不同点在于压下装置5，本实施例中，压下装置5采用电动方式，电动传动装置53通过对压块52的作用，实现对控制层32的施压，另外，本实施例采用两个压下装置5，并且设置在控制层32的轴向长度范围内，彼此之间的距离可以根据轧制板形控制要求设置的长些或短些，本实施例可以主要针对宽度较窄的板带材的轧制而设定。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1、一种二维控制辊形的无压痕多辊轧机，包括机架以及在机架内分别设置在轧制件上、下两侧且对称的上塔形辊系和下塔形辊系，所述机架是由面板、背板、顶板及底板围合构成的一沿轴向呈隧道形的框架整体；所述背板表面开设有供板带材坯料进入的进料口；所述面板表面开设有供轧制件输出的出料口；所述上塔形辊系中的多个背衬辊的上部以及所述下塔形辊系中的多个背衬辊的下部分别设有上辊座及下辊座；所述顶板内壁与所述上辊座之间分布设有多个用于提供轧制力并控制所述轧制件横截面形状的压下装置；所述底板内壁与所述下辊座之间设有用于承载所述轧制力并控制所述轧制件横截面形状的调整装置；所述背衬辊是由多个辊环以间隔设置方式组合构成的分段辊；所述多个背衬辊的设置方式为使相邻的两个背衬辊上的所述辊环之间的间隙彼此交错并列设置；其特征在于，所述上辊座及下辊座均为沿垂直方向分两层叠设的分体辊座，所述分体辊座中，与所述上塔形辊系或下塔形辊系中背衬轴承辊联接的一层为背衬层，与所述压下装置或支撑装置联接的另一层为控制层；所述背衬层是由多个背衬块沿所述背衬轴承辊的径线方向并排组合构成，且每个所述背衬块均与一个或多个所述背衬轴承辊对应联接，位于外侧的两个所述背衬块分别抵靠在所述面板及背板的内侧表面。

2、根据权利要求1所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述背衬辊是由多个衬辊单元体通过轴承首尾串接构成；所述衬辊单元体包括芯轴以及所述辊环，该辊环为圆柱形且环周设置在所述芯轴外侧表面，所述辊环的两个端面均沿所述辊环的轴线向内开设有环绕所述芯轴的环形凹陷槽，使所述辊环的轴向剖面呈一“工”字形；首尾串接的两个相邻的所述衬辊单元体的端部同时套设在一个轴承的内环中，该轴承通过轴承座安装在所述分体辊座上。

3、根据权利要求2所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述辊环的两个端部的外侧边缘设有环形倒角。

4、根据权利要求1、2或3所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述面板和/或背板的外侧表面自上而下开设有槽。

5、根据权利要求4所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述压下装置为液压缸或电动加压装置或手动加压装置；所述压下装置以单排的方式或以多排的方式均匀分布设置。

6、根据权利要求4所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述调整装置为液压缸或垫块，该调整装置的数量为多个；所述多个调整装置均匀分布设置。

7、根据权利要求4所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述背衬层与所述控制层之间还设有衬垫板。

8、根据权利要求7所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述衬垫板由多个分垫板拼合组成。

9、根据权利要求4所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述背衬块之间夹设有间隔衬板。

10、根据权利要求4所述的二维控制辊形的无压痕多辊轧机，其特征在于所述背衬块与所述面板和/或背板之间夹设有垂直衬板。

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