CN100563860C - 轧机及轧制设备 - Google Patents

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CN100563860C CNB2008101453215A CN200810145321A CN100563860C CN 100563860 C CN100563860 C CN 100563860C CN B2008101453215 A CNB2008101453215 A CN B2008101453215A CN 200810145321 A CN200810145321 A CN 200810145321A CN 100563860 C CN100563860 C CN 100563860C
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Abstract

本发明提供一种轧机及轧制设备，包括：一对轧制工件的上下工作辊，一对分别支承所述工作辊的上下中间辊，一对分别支承所述中间辊的上下加强辊，以及一个给各个所述工作辊和所述中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置；所述轧机的特征在于，其还包括一在下述条件下驱动所述工作辊的工作辊驱动装置；假定所述工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，所述工作辊直径Dw的使用范围为300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300，同时，所述中间辊直径Di的使用范围为Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300。

Description

轧机及轧制设备
本分案申请是基于申请号为021218765，申请日为2002年2月28日，发明名称为“轧机及轧制设备”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种轧机、轧制设备及轧制方法。
背景技术
JP57-202908A和JP62-275508A公开了一在轧制领域中，尤其在冷轧设备中的六级轧机(下文称为“UC机”)，其中上述UC机包括一个向工作辊和中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置和至少一个沿轧辊轴向方向移动中间辊的移动装置。JP1-154807A公开了另一种轧机。
JP57-202908A描述了如果中间辊直径等于或者大于1.5倍的工作辊直径可限定工作辊和中间辊轧辊弯曲压力机轮廓校正的允许范围。
JP62-275508A公开了一种工作辊，其直径比支承辊直径小0.3倍。
JPA1-154807公开了一种轧机，其工作辊直径比板条宽小0.15倍。它描述了需要一个支承辊用作中间辊或加强辊并防止工作辊横向偏斜。它还描述了中间辊或支承辊的直径要比板条宽大0.25倍，但没提及最大直径。
上述现有技术意在提高控制能力。但是，在提高控制能力的同时却产生一个问题，机器更加复杂和庞大，增加了设备成本，降低了经济寿命。
发明内容
由此，人们希望提供一种小型轧机、轧制设备及驱动工作辊的轧制方法，同时使其性能近似等于或者优于板条凸面的控制特性，这可通过使用具有容许小直径的加强辊来实现。
本发明的目的是提供一种能确保合适板条凸面控制能力的小型轧机和轧制设备。
本发明的特征在于，包括(1)一对轧制工件的上下工作辊，(2)一对分别支承这些工作辊的上下中间辊，(3)一对分别支承这些中间辊的上下加强辊，以及(4)向每个工作辊和中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置。本发明进一步的特征在于，包括一工作辊驱动装置，该装置在下述条件下驱动工作辊，即假定工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，工作辊的直径Dw在300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300的范围内，同时中间辊的直径Di在Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300的范围内。
本发明提供一种轧机，包括：一对轧制工件的上下工作辊，一对分别支承所述工作辊的上下中间辊，一对分别支承所述中间辊的上下加强辊，以及一个给各个所述工作辊和所述中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置；所述轧机的特征在于，其还包括一在下述条件下驱动所述工作辊的工作辊驱动装置；假定所述工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，所述工作辊直径Dw的使用范围为300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300，同时所述中间辊直径Di的使用范围为Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300。
根据本发明的上述轧机，进一步的特征在于，所述工作辊直径Dw的使用范围为300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤350+50×(Wmax-1200)/300。
根据本发明的上述轧机，进一步的特征在于，所述中间辊直径Di的使用范围为Dw≤Di≤425+75×(Wmax-1200)/300。
根据本发明的上述轧机，进一步的特征在于，所述加强辊直径Db的使用范围为1000+100×(Wmax-1200)/300≤Db≤1300+100×(Wmax-1200)/300。
根据本发明的上述轧机，进一步的特征在于，所述加强辊直径Db的使用范围为1000+100×(Wmax-1200)/300≤Db≤1150+100×(Wmax-1200)/300。
本发明还提供一种轧机，包括：一对轧制工件的上下工作辊，一对分别支承所述工作辊的上下中间辊，一对分别支承所述中间辊的上下加强辊，以及一在轴向方向移动所述中间辊的移动装置，一给各个所述工作辊和所述中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置；所述轧机的特征在于，还包括一在下述条件下驱动所述工作辊的工作辊驱动装置；假定所述工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，所述工作辊直径Dw，所述中间辊直径Di和所述加强辊直径Db的和的范围为Dw+Di+Db≤1925+225×(Wmax-1200)/300，Dw、Di、Db中的每一个从下面的范围选择：DwMin≤Dw≤DwMax，DiMin≤Di≤DiMax以及DbMin≤Db≤DbMax，，其中DwMax＝375+50×(Wmax-1200)/300，DwMin＝300+50×(Wmax-1200)/300，DbMax＝1300+100×(Wmax-1200)/300，DbMin＝1000+100×(Wmax-1200)/300，DiMax＝450+75×(Wmax-1200)/300，以及DiMin＝MAX(Dw)，其中MAX(Dw)是可使用的工作辊直径Dw在DwMin≤Dw≤DwMax范围中的最大直径。
本发明还提供一种冷轧机，它包括：一对轧制工件的上下工作辊，一对分别支承所述工作辊的上下中间辊，一对分别支承所述中间辊的上下加强辊，以及一在轴向方向移动所述中间辊的移动装置，一给各个所述工作辊和所述中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置；所述轧机的特征在于，其还包括一在下述条件下驱动所述工作辊的工作辊驱动装置；假定所述工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，所述工作辊直径Dw的使用范围为300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw，所述中间辊直径Di的使用范围为Dw≤Di，同时，所述工作辊直径Dw，所述中间辊直径Di和所述加强辊直径Db的和的范围为Dw+Di+Db≤1925+225×(Wmax-1200)/300。
本发明还提供一串列式轧机，它包括至少一个轧机，该轧机进一步包括：一对轧制工件的上下工作辊，一对分别支承所述工作辊的上下中间辊，一对分别支承所述中间辊的上下加强辊，以及一给各个所述工作辊和所述中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置；所述轧机的特征在于，还包括一在下述条件下驱动所述工作辊的工作辊驱动装置；假定所述工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，所述工作辊直径Dw的使用范围为300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300，同时，所述中间辊直径Di的使用范围为w≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300。
本发明还提供一逆轧设备，它包括：一对轧制工件的上下工作辊，一对分别支承所述工作辊的上下中间辊，一对分别支承所述中间辊的上下加强辊，以及一给各个所述工作辊和所述中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置；所述逆轧设备的特征在于，还包括一在下述条件下反向驱动所述工作辊的工作辊驱动装置；假定所述工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，所述工作辊直径Dw的使用范围为300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300，同时，所述中间辊直径Di的使用范围为Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300。
附图说明
图1为表示本发明一实施例中板条宽与每个辊直径间关系的图；
图2为表示本发明另一实施例中板条宽与加强辊直径间关系的图；
图3为表示本发明又一个实施例中板条宽与辊直径间总和关系的图；
图4为本发明再一个实施例中六级轧机的横剖面示意图；
图5为本发明再一个实施例中六级轧机的纵剖面示意图；
图6为本发明再一个实施例中六级轧机的顶面示意图；
图7为表示工作辊直径和轧制线性压力间关系的图；
图8为表示板条宽为1200mm的二次方量边界(magin)特性的图；
图9为表示板条宽为1200mm的四次方量边界特性的曲线图；
图10为表示板条宽为1200mm的二次方比特性的曲线图；
图11为表示板条宽为1200mm的四次方比特性的曲线图；
图12为表示板条宽为1200mm的二次方量边界特性的曲线图；
图13为表示板条宽为1200mm的二次方量边界特性的曲线图；
图14为表示板条宽为1200mm的二次方量边界特性的曲线图；
图15为表示板条宽为1200mm的二次方量边界特性的曲线图；
图16为表示板条宽为1200mm的二次方量边界特性的曲线图；
图17为表示板条宽为1200mm的二次方量边界特性的曲线图；
图18为表示板条宽为1200mm的四次方量边界特性的曲线图；
图19为表示板条宽为1200mm的四次方量边界特性的曲线图；
图20为表示板条宽为1200mm的二次方比特性的曲线图；
图21为表示板条宽为1200mm的二次方比特性的曲线图；
图22为表示板条宽为1200mm的加强辊直径及二次和四次方量边界特性的曲线图；
图23为表示板条宽为1200mm的加强辊直径及二次和四次方量边界特性的曲线图；
图24为表示板条宽为1500mm的二次方量边界特性的曲线图；
图25为表示板条宽为1500mm的二次方量边界特性的曲线图；
图26为表示板条宽为1500mm的二次方量边界特性的曲线图；
图27为表示板条宽为1500mm的二次方量边界特性的曲线图；
图28为表示板条宽为1500mm的二次方量边界特性的曲线图；
图29为表示板条宽为1500mm的二次方量边界特性的曲线图；
图30为表示板条宽为1500mm的二次方量边界特性的曲线图；
图31为表示板条宽为1500mm的二次方量边界特性的曲线图；
图32为表示描述板条凸面数据和工作辊弯曲机影响函数的图；
图33为表示板条宽为1500mm的四次方量边界特性的曲线图；
图34为表示板条宽为1500mm的四次方量边界特性的曲线图；
图35为表示板条宽为1500mm的二次方比特性的曲线图；
图36为表示板条宽为1500mm的加强辊直径及二次和四次方量边界特性的曲线图；
图37为表示板条宽为1500mm的加强辊直径及二次和四次方量边界特性的曲线图；
图38为表示一种冷连轧设备的图；
图39为表示一种可逆冷轧设备的图；以及
图40为描述板条凸面的示意图。
具体实施方式
(实施例)
以下参照附图描述根据本发明的实施例：
首先，将说明本发明一实施例中六级轧机(UC机)的通用结构。图4为该实施例的六级轧机的侧视图。图5和图6为沿图4中箭头II和I方向的剖面图。
如图4至6所示，该六级轧机包括一对与工件1直接接触而轧制工件的上下工作辊2，一对支承每个工作辊2的上下中间辊3，以及一对支承每个中间辊3的上下加强辊4。一轴承套8和轴承套9安装在工作辊2和中间辊3的每个辊端。如图5所示，安装了工作辊弯曲装置10和11，其中每个辊在垂直施加到轴承套8和轴承套9的力的作用下弯曲。它们通过加强辊4的轴承套6由套5支承。
一液压升降装置7作为升降装置安装在套5的底部，下加强辊4的轴承套6靠此升降装置在垂直方向上移动，由此升降工件1。
在下述说明中，将朝增加工作辊2的间隙的方向弯曲的液压缸10a和11a称为增加弯曲装置，而特别将朝相反方向弯曲的液压缸10b和11b称为减小弯曲装置。
一对上下中间辊3装备有辊移动装置，这样它们能在轴向方向上移动。参照图6说明该移动装置的一个例子。图6表示(1)一移动支承元件12，用以支承中间辊3的轴承套9，(2)一与之连接的移动动力头13，以及(3)一移动装配/拆卸装置，该装置包括一自由连接中间辊轴承套9之一的弯脚14和安装在该移动动力头13上的连接缸15。此外，一固定在套5上的移动缸16与移动头13相连。这种结构允许移动装配/拆卸装置固定在安装状态以操纵移动缸16，借此中间辊3和移动支承元件12能在辊轴向方向上移动到期望的位置。特别地，一中间辊弯曲装置11设在移动支承元件12上。这样即使工作辊2被移动，弯曲力的作用点也不会改变，这种构造确保一更大的移动冲程。
在本实施例中，中间辊3的辊端装备有一大约为1000R的倒角3a，它一般为锥形，如图4所示。特别地，倒角3a起始点与板条边缘1之间的距离将在下文称作“UCδ”。当此倒角3a的起始点位于板条边缘外部时，所述UCδ为正值，若位于板条边缘内部，UCδ为负值。
为了提供一小型轧机同时保持性能等于或者优于上述六级轧机中现有技术轧机的性能，本发明着重说明辊直径的组合。现有技术中还没有考虑到辊直径组合的广度和轮廓控制特性的极限。这是因为还没有适当考虑到这一轮廓控制和缩减尺寸两个方面。当根据轮廓模拟程序尝试作这样的研究时，基于不同条件的辊直径组合的数值变得如此复杂使得研究相当困难。在这些情况下，重点对这些情形下出自各种条件的重要影响因素进行研究取得本发明，并基于各种条件获得了新的信息和发现。
在下述说明中假定板条凸面轮廓通过矫平调节或类似调节而左右对称，轧制前在入口侧穿过板条宽的板条的厚度不变。同时假定板条心为原点，以按照板条宽标准化的标准坐标为x(＝-1.0至+1.0)，利用这个变量轧制后出口侧板条厚的分布函数可表示为h(x)。在这一情形中，表示轧制后板条凸面轮廓的板条凸面函数C(x)可被定义为
C(x)＝h(x)-h(0)    (1)
也就是说，在下述说明中，板条凸面被定义为在和板条宽中心有关的板条厚h(0)与和随板条宽x变化的板条厚h(x)之间的偏差。这样，当板条宽x上某一点的板条厚大于板条心的厚度时，在那一点的板条凸面函数C(x)就为负值。尤其是当工作辊或中间辊弯曲力(Fw和Fi)没有作用时，板条凸面称为参考板条凸面，此时的板条凸面函数为Cb(x)。在这一参考板条凸面函数Cb(x)中假定轧制左右对称，那么它可用x的偶函数表达。众所周知，这样一种函数可简单近似为二次方表达式和四次方表达式的和，如下述方程(2)所示：
Cb(x)＝Ab2×X2+Ab4×X4    (2)
这里的Ab2和Ab4分别表示二次方和四次方表达式的系数，它们由轧制条件决定，如辊直径，板条厚度，轧制负荷及其它。在下述说明中，这些二次方和四次方表达式的系数被称为参考板条凸面的二次方和四次方分量。因为在板条边缘部分X特定地等于±1.0，这些系数表示了在板条边缘二次方和四次方分量的最大板条凸面值(μ)。此外，当板条凸面不被轧辊弯曲压力机控制时，出口侧在接近板条边缘处的板条厚一般较小(凸面形式)；因此，表达式(2)中的系数Ab2和Ab4为负值。
相反，假定UC机中工作辊和中间辊的弯曲力(Fw，Fi)对板条凸面的影响函数分别为Cw(x)和Ci(x)。辊弯曲力对板条凸面的作用被认为近似与每个辊的弯曲力成比例。此外，每个辊弯曲力对板条凸面的作用被认为近似等于二次方和四次方表达式的和，类似于基准板条凸面的情况。
假定近似由每个辊直径决定的工作辊和中间辊的最大弯曲力分别为Fwmax和Fimax。由它们归一化了的弯曲力表示为ηw(＝Fw/Fwmax)和ηi(＝Fi/Fimax)。每个轧辊弯曲压力机的影响函数Cw(x)和Ci(x)被认为如下：
Cw(x)＝ηw×(Aw2×X2+Aw4×X4)    (3)
Ci(x)＝ηi×(Ai2×X2+Ai4×X4)    (4)
这里，二次方和四次方表达式的系数Aw2和Aw4是由轧制条件决定的常数，类似于方程(2)的情况。在下述说明中，它们将被称为每个轧辊弯曲压力机的二次方和四次方分量。每个归一化了的轧辊弯曲力在接近板条边缘(凹面形状)的点出口端板条厚增加方向是正值，这一方向在下述说明中被称为增加方向(增加弯曲机)。相反方向将被称为减小方向(减小弯曲机)。在减小弯曲机情况下，ηw和ηi表示为负值。更精确地说，(3)和(4)中的系数在增加和减小方向有区别，但区别相当小。此外，下面的说明将研究主要在增加方向上的控制特性；因此，以下将利用这个方向的系数值。
从上述说明看来，当最大增加弯曲力ηw＝ηi＝+1.0被相互独立地操纵时，方程(3)和(4)的系数表示了板条边缘x＝±1.0的二次方和四次方分量的板条凸面量。由此，方程(3)和(4)的系数Aw2、Aw4和Ai2一般为正值，但Ai4和Aw2可正可负，取决于计算情况。
此外，近似由每个辊直径决定的最大弯曲力Fmax可由辊颈的许用应力σ调节，并与给定的辊直径D的平方近似成比例。辊颈直径d与辊直径D近似成比例，例如，d＝0.6×D(或大约)。相反，当作用在辊颈上的弯矩为M时，辊颈的弯曲应力为σ∝M/d3∝M/D3。此外，当最大弯曲力Fmax的作用点与辊颈之间的距离为“L”时，“L”与辊直径D近似成比例。因此，弯矩M为σ∞Fmax/D2。最大弯曲力Fmax与辊直径D间的关系为与σ∝Fmax/D2近似成比例。根据设计经验值在锻钢轧辊的情况下，所述比例常数近似为0.5。在下述说明中，为了简单化，对工作辊和中间辊作下述假定。
Fmax＝0.5×D2/1000    (5)
这里的D(mm)表示工作辊和中间辊的直径。在这种情况下，方程(5)的最大弯曲力Fmax(ton)与单个辊的值相应。
以下将说明获取所述轮廓特性模拟方程中二次方和四次方表达式系数的方法。在一般的板条凸面轮廓中，有一所谓的“边缘下降”区域，在板条边缘附近的板条厚度会突然地减小，如图40所示。在这个区域中，由最大四次方表达式(2)至(4)表示的最大四次方表达式的近似值含有一个大的误差，这就导致了一个问题。因此，除了所述边缘下降区域的区域内使用板条凸面数据确定方程(2)至(4)的系数。在此研究中所用的板条凸面范围大约等于整个板条宽的90％。因此，方程(2)至(4)中板条边缘的二次方和四次方分量等于基于使用所述整个板条宽的大约90％的范围的板条凸面数据确定的系数的外推数。不过，人们已经充分证实了可以毫无疑问地用这代表板条凸面特性。当获取了方程(1)中基准板条凸面函数的系数时，例如，用近似范围的板条凸面轮廓数据，利用其中每个工作辊和中间辊的弯曲力被定为0的板条凸面近似范围的数据，根据已知方法以确保方程(2)最佳应用的方式可确定系数。例如，当获取了方程(3)中工作辊弯曲压力机的系数时，ηw＝+1.0时的板条凸面差值可用ηw＝0时的板条凸面为参考计算出来。结果应为所述近似范围的最佳近似值，因而可以确定系数。
根据上述具体化了的模拟方程(2)至(4)，控制之后板条凸面C(x)的近似重叠区有可能跨越一个很大的范围，能表示如下：
C(X)＝Cb(X)+Cw(X)+Ci(X)
＝(Ab2+ηw×Aw2+ηi×Ai2)X2+(Ab4+ηw×Aw4+ηi×Ai4)X4    (6)
考虑到方程(6)右手侧每个二次方和四次方表达式的系数，假定归一化弯曲力ηw＝ηi＝1.0，可获得下述方程：
MAR(A2)＝Ab2+Aw2+Ai2    (7)
MAR(A4)＝Ab4+Aw4+Ai4    (8)
考虑到给工作辊和中间辊施加最大增加弯曲力时，轧机系统板条凸面轮廓控制函数的二次方和四次方分量，可以说上述MAR(A2)和MAR(A4)代表了控制的限度。因此，当所述值是负值时，关于每个控制分量的控制能力是不充分的。在下述说明中，所述参数MAR(A2)和MAR(A4)被称为二次方和四次方分量的极限。此外，为提供一种小型轧机，如上所述，选择对各种辊直径的最佳组合条件是相当重要的。为实现这点，将研究在各种轧制条件下所述二次方和四次方分量的极限特性，并将阐明有关优选辊直径组合的条件。
表1表示了用来检测所述二次方和四次方分量极限特性的板条凸面模拟条件。
表1
Figure C20081014532100141
如上所述，假定所用的最大板条宽为1200和1500mm，相应的轧机的轧辊体长度为1400和1600mm。因为在板条较宽时轮廓控制一般较困难所以在我们的研究中使用最大板条宽，因而应优先检测这种情况下的特性。对应于所述两种最大板条宽，采用两种板条厚条件执行模拟。在板条厚条件(A)下，假定出口端的板条厚较大且轧制负荷较小。相反，在板条厚条件(B)下，假定出口侧的板条厚较板条厚条件(A)下的小且轧制负荷较板条厚条件(A)下的大。图7表示了在每一板条厚条件下工作辊直径与轧制负荷间的关系。从图7中可清晰地看出，入口侧和出口侧的板条厚条件是不变的，因此轧制负荷随着工作辊直径的变化而改变。这是因为在对比研究中入口侧和出口侧使用相同的板条厚条件，即使工作辊直径变化了。此外，对每一轧辊直径将在宽范围内利用组合条件进行研究。这些条件将在对计算结果的说明中一个一个地阐明。中间辊的移动位置在正方向上经常被设定为大约UCδ＝0或者几十毫米。在本发明人的模拟研究中，一律令UCδ＝0。对每一辊都使用直辊，初始没有板条凸面。当最大板条宽为1200mm和1500mm时，表1所示条件将被称为4-宽度和5-宽度机的等效条件。板条厚条件(A)和(B)将被称为软材料和硬材料条件。所述条件是以一普通的冷逆轧设备和连轧设备轧机中所谓的压延轧设备的假定为基础的。
以下将说明模拟结果。
图8表示了当加强辊直径Db＝1300mm时，在软材料和5-宽度机的等效条件下计算出的二次方量边界的一个例子。图8中横轴表示工作辊直径，纵轴表示中间辊直径。连接二次方量边界相等的点所获得的等高线如图所示，相对于2.5μ的高程差而论。在下述说明中，此图将被称为二次方量边界特性曲线图。该图容易地表示在二次方量边界取最大值处，存在工作辊与中间辊直径的组合。本发明人是第一个通过无数次模拟实验发现该特性的人。
所述二次方量边界特性曲线图中相同等高线上的点，例如，图中P1至P4所示辊直径的组合点具有大致相同的二次方量边界。因此，为了在保持相同二次方量边界特性的前提下提供一小型轧机，P3所示辊直径的组合可以说是一优选组合。有了以上说明的基本观点，下面说明如何确定辊直径的优选组合范围：
图8中的辊组合区域被通过等高线组大约中心的水平线X和垂直线Y划分为四个部分。在本例中，该区域被穿过中间辊直径为450mm的点和工作辊直径为375mm的点的直线所划分。这样形成的四个区域被称为第一至第四区域，如图所示。具有大致相同二次方量边界的辊直径组合点在四个区域中都有。其中，第三区域是优选的。也就是说，第三区域是可以以最小构型形成轧机的地方。
当二次方量边界特性曲线图被两条几乎通过二次方量边界等高线组中心的直线划分为四个区域后，第三区域中的辊组合区域对于轧机小型化可以说是很可取的。反之，如果构造所述第三区域的辊直径组合，就有可能在与其它区域中辊组合大致相同的位置上得到二次方量边界，且从上可看出，这对于轧机小型化是优选的。前面所陈述是基于二次方量边界特性曲线来考虑的。
以下说明四次方量边界特性曲线。图9基于与图8相同的条件。工作辊直径被作为参数，横轴表示中间辊直径，纵轴表示四次方量边界。该图表示了在中间辊直径大约为450mm或更大时，四次方量边界值几乎没有什么变化，与工作辊直径无关。四次方量边界特性曲线表明即便中间辊直径为450mm或更大时，四次方量边界值也不会增加；相反，轧机的小型化会被中断。此外，所述中间辊直径在所述第三区域里找到了一大致匹配的最大直径。这表示，就四次方量边界特性曲线而言，由二次方量边界特性曲线确定中间辊的最大直径是合适且充分的。也就是说，考虑到四次方量边界特性曲线时，上述第三区域是优选的。该图进一步表明四次方量边界随工作辊直径和中间辊直径变小，而变大。因此，考虑到四次方量边界值，工作辊直径和中间辊直径减小了的第三区域比其它区域更有利。相对于二次方分量，该四次方分量具有显示接近板条边缘处较强作用的特性。换句话说，采用第三区域里的辊直径组合范围对于确保边缘下降和热凸面控制更有效。
但是，当中间辊直径远远小于工作辊直径时，又产生一个不同的问题。人们一般认为中间辊弯曲压力机控制板条凸面轮廓的二次方分量，工作辊弯曲压力机控制板条凸面的高阶分量。这被用来限定每个轧辊弯曲压力机对板条凸面的作用以及便于实际的控制。为达到这个目的，中间辊弯曲压力机的二次方分量的控制值优选大致等于或大于工作辊弯曲压力机的二次方分量的控制值。由此，当考虑到工作辊弯曲压力机二次方分量控制值和中间辊弯曲压力机二次方分量控制值的比(＝Aw2/Ai2)时，该值优选不超过1.0到一较大的程度。为研究这一点，图10表示了在与图8相同条件下的所述二次方分量控制值的比(以下称为“二次方比”)的特性曲线。在图10中，横轴表示工作辊直径，纵轴表示中间辊直径。二次方比相同的等高线用高程差来表示为0.2间距。但是，辊直径的组合范围大致对应于图8所示第三区域，图中的直线L表示工作辊直径等于中间辊直径的点。在下述说明中，该图将被称为二次方比特性曲线图。该图表明直线L上工作辊直径为375mm或更小时，所述二次方比大约为1.2或更小。由此，为便于实际的控制，中间辊直径优选等于或大于工作辊直径。从所述说明来看，中间辊直径的加工范围应该等于或大于工作辊直径。图8所示直线L表示了所述中间辊直径等于工作辊直径的点。由此，优选的辊直径组合范围应位于所述第三区域内，并在直线L的上端。
当考虑到轧机的操作稳定性时，优选采用工作辊驱动类型。相反，如果工作辊直径减小了，驱动系统强度所要求的轧制力矩不能直接传送给工作辊。在这种情况下，中间辊被驱动。由此，根据中间辊和工作辊间摩擦所产生的切向力给工作辊施加所需要的轧制力矩。出现在所述工作辊的切向力使工作辊向水平方向弯曲。这意味着如轧制力矩变化的外界干扰将产生水平方向的偏移，。这又将反过来影响操作稳定性和轮廓。为减小这种不利影响，经常在工作辊上安装一种调偏机构或支持辊，如日本专利申请特许公开NO.Hei5-50109(US5406818)中公开的那样。但是，这又产生了结构更复杂，生产成本更高的问题。当这样一种轧机被用在逆向重复进行轧制操作的所谓逆轧设备上时，调偏位置必须随着轧制方向而改变。这降低了轧制设备的产量，使轧制操作变得困难，因为压下位置必须随着调偏位置的变化重新调节。
所述工作辊驱动的极限通常由驱动轴的疲劳强度确定。轧制较厚的板条时，所需要的轧制力矩也通常较大。例如，假定用可溶性的轧制润滑油轧制低碳钢。同时假定工作辊直径为300mm，板条宽为1200mm，板条入口端的厚度为4mm以及压下百分率为50％。这种情况下的轧制力矩大约为每辊9.5t.m。在轴疲劳强度下可允许的用于驱动所述工作辊的力矩大约为10t.m。这种情况下为限制工作辊驱动，最小工作辊直径优选为300mm或更大。
以下研究当加强辊直径，软或硬材料轧制及最大工作板条宽改变后，看一下所述特性是否仍能保持。图11至13表示软材料的轧制操作。图14至17表示硬材料的轧制操作。每幅图表示当使用一4-宽度机等效条件时二次方量边界特性。但是，每幅图都给出了一加强辊直径Db。图中第三区域的阴影部分与图8中的阴影部分为同一区域。这些图表明，随着软硬材料加强辊直径的减小，
1)二次方量边界值减小。
2)二次方量边界的最大值点区域向工作辊和中间辊的大直径侧的组合区域移动。如果加强辊直径不超过1000mm，这没有很大的变化。但若采用硬材料且Db＝850mm时，所述最大点区域将更大程度地移动到大直径侧。
这表明若加强辊直径不超过1000mm，在图中阴影部分得到的二次方量边界值大致包括，如在其它区域获得的一样的值。由此，如果所述加强辊直径是容许的，可以说所述第三区域阴影部分的辊直径组合范围大致具有和其它区域的二次方量边界值一样的值，且对于轧机的小型化是适宜的。
相反，如图17所示如果采用硬材料且Db＝850mm时，第一区域中得到的边界，例如，不能说被所述阴影区域覆盖。在这种情况下，三者间的组合是不充分的且不适宜轧机的小型化。因此，从二次方量边界特性来看，加强辊直径优选不小于1000mm。以后我们将说明包括加强辊直径组合在内的轧机小型化的研究。
前述说明已经涉及二次方量边界特性。以下将说明四次方量边界特性：在图18和19中，横轴表示软硬材料的四次方量边界特性，纵轴表示工作轴直径，这里中间辊直径Di作为一参数给出。图中实线和虚线对应于Db＝1300和1000mm的情况。从这些图清晰看出，当工作辊直径和中间辊直径较小时，四次方量边界较大。此外，即使中间辊直径已超过450mm，四次方量边界几乎没有什么变化。致少当加强辊直径为1000mm或更大时，可以看出这些特性没有什么大的不同。因此，从这些特性曲线来看，中间辊直径优选不超过450mm。
图20和21表示当加强辊直径为1000mm时，软材料和硬材料的二次方比特性曲线。当和图10和20中软材料情况下的曲线进行比较，两者显示了几乎相同的特性。这表明二次方比特性不受加强辊直径的影响。相反，比较图20和21可清晰看出硬材料情况下的二次方比较小。这表明仅对软材料情况下的二次方比进行研究就足够了。图21表明当工作辊直径不超过375mm时，在中间辊直径等于工作辊直径的直线L上及其以上区域，二次方比大约为1.2或更小。这样，由于上述相同原因，中间辊直径等于或大于工作辊直径的区域是可选用的组合范围。
但在实际的轧机中，常常允许每个辊最小和最大直径的加工范围大约为10％到15％。由此，如果最大可用工作辊直径为300到375mm，则最小中间辊直径要近似等于或大于最大可用工作辊直径。
前述说明可概括如下：当加强辊直径等于或大于1000mm时，假定工作辊直径和中间辊直径间的组合区域为第三区域。对根据已定的加强辊直径得到的二次方量边界可以得到与在这些区域得到的大致相同的特性。但对四次方量边界能确保得到，比那些领域中得到的特性曲线更好。进而可以提供一部小型的轧机。由于在轧制操作中采用工作辊驱动以确保其稳定性，工作辊直径应等于或大于300mm。为便于轧辊弯曲压力机的控制，中间辊直径应等于或大于工作辊直径。由上述说明，可明显看出，当加强辊直径为1000或更大时，二次方量边界特性曲线图中阴影部分表示更能提供一小型轧机的范围。此外，最小中间辊直径大致等于或大于在300到375mm范围内的最大可用工作辊直径是更可取的。这限定了工作辊和中间辊弯曲压力机对待定的板条凸面的影响程度，便于实际控制。例如，当最大可用工作辊直径为375mm时，最小中间辊直径优选为375mm或更大。
为保证进一步的小型化，应减小加强辊的直径。以下描述对它的限定。
图22和23表示了工作辊直径为350mm时的二次方量边界和四次方量边界，横轴表示加强辊直径，中间辊直径用作参数。图22表示软材料的特性，图23表示硬材料的特性。从图中可见，如果加强辊直径变小，二次方量边界减小，但四次方量边界增大。此外，即使加强辊直径为1300mm或更大，二次方量边界和四次方量边界应未表现出较大的变化。由此，为提供一小型轧机，加强辊直径不应超过1300mm。相反，在图23给出的硬材料情况下，当加强辊直径为800mm且中间辊直径不超过350mm时，二次方量边界几乎为零或者负值。这表示二次方分量控制是不充分的。这一二次方量边界值根据中间辊直径的组合而变。若加强辊直径为900mm或更大时，任一四次方量边界值为正。因此，由四次方量边界特性曲线来看，加强辊直径可为900mm或更大。但由二次方量边界特性曲线来看，如上所述，加强辊直径优选为1000mm或更大。这样加强辊直径应为1000mm或更大。
上述说明基于4-宽度机等效条件的，在这种轧机中最大板条宽为1200mm。以下将说明5-宽度机等效条件的情况，在这种轧机中最大板条宽为1500mm：图24至31表示了5-宽度机等效条件下的二次方量边界特性曲线。图24至27表示软材料的情况，图28至31表示硬材料的情况。在每幅图中给出了加强辊直径。从这些图中可明显看出，在这一情况下除了二次方量边界特性曲线的最大区域移向工作辊和中间辊大直径侧的程度比4-宽度机等效条件下大外，特性曲线没有什么大的区别。这种情况下阴影部分表示Di≥Dw的第三区域，其中中间辊直径范围自350mm上升至525mm并包括525mm，工作辊直径范围自350mm上升至425mm并包括425mm。所述第三区域由同4-宽度机等效条件下相同的方式确定。换句话说，区域分割线Dw＝425mm和Di ＝525mm包括了穿过二次方量边界等高线组接近中心的点。但当加强辊直径为1000mm时，就不位于所述中心。在这种情况下，加强辊直径是不够的。
工作辊的最小直径根据轮廓控制特性曲线确定。当板条较宽且工作辊直径小时，工作辊弯曲压力机的二次方分量可以为负值。举一个例子，图32表示了工作辊弯曲压力机的影响系数函数。基于工作辊直径为325mm，中间辊和加强辊直径分别为500和1150mm的条件，对硬材料进行计算。这种情况下工作辊弯曲压力机的二次方和四次方分量分别为Aw2＝-10.21μ和Aw4＝136.42μ。图32表示当得到二次方和四次方分量时板条凸面数据，及由基于所述实线系数计算得到的曲线。在这幅图中，标度不易识别，但在板条中心的影响系数函数值为负值。换句话说，可以说，若工作辊弯曲力向增加方向增加，对板条中心的作用将产生一凸形面。在这种情况下，将产生复合延长的板条凸面，使轮廓控制变得困难。由此，对于5-宽度机等效条件，考虑到上述实际情况工作辊直径应为350mm或更大。
图33和34表示了四次方量边界特性曲线，其中横轴表示中间辊直径，工作辊直径为一参数。图33表示软材料的情况，而图34表示硬材料的情况。该图表示即使中间辊直径接近525mm或更大，在5-宽度机等效条件下四次方量边界几乎没有什么变化。在这一意义上，可以说没有必要再增加直径。相反，减小直径对于增加四次方量边界更有效。
此外，图35表示了加强辊直径为1150mm且采用软材料条件下二次方比特性曲线的一个例子。根据该图，若直线L上工作辊直径不超过425mm，所述二次方比大约为1.1或更小。因此，为易于实际控制，中间辊直径的加工范围应等于或大于工作辊直径，类似于4-宽度机等效条件。但优选的是，最小的中间辊直径大约等于或大于所述工作辊直径范围(＝350到425mm)内的最大工作辊直径，类似于4-宽度机等效条件。
由上述说明清晰可见，在5-宽度机等效条件下，当确定了可允许的加强辊直径时，工作辊和中间辊直径组合区域位于第三区域内。这给出了与其它区域相同的二次方量边界和与其它区域相同或比之更好的四次方量边界。它也提供了一种小型轧机。也就是说，当加强辊直径为1150mm或更大时，可以说示于图24至31中二次方量边界特性曲线中的阴影部分对轧机的小型化最优选。
为小型化轧机，减小加强辊直径是充分的。以下将对其进行说明。图36和37表示了工作辊直径为400mm时的二次方和四次方量边界，横轴表示加强辊直径，中间辊直径用作一参数。图36表示软材料的情况，图37表示硬材料的情况。两图表明若加强辊直径减小，二次方量边界也将减小，但四次方量边界反而增加。两特性曲线和4-宽度机等效条件下的曲线相同。此外，即使加强辊直径为1400mm或更大时，二次方和四次方量边界没有任何大的变化。因此，为提供一小型轧机，加强辊直径应为1400mm或更小。在图37中的硬材料情况下，当加强辊直径为1000mm且中间辊直径为350mm时，二次方量边界为负值。这意味着二次方分量控制是不充分的。该二次方量边界值随中间辊直径组合的不同而不同。如果加强辊直径为1100mm或更大，任意一个二次方量边界都为正。因此，加强辊直径应为1100mm或更大。
以下对上述说明进行概括。当最大工作板条宽为1200mm时，可用的辊直径组合条件如下：
1)工作辊直径Dw应为300mm至375mm，包括375mm。
在所述范围(1)内确定的最大可用工作辊直径为MAX(Dw)：
2)中间辊直径Di应为450mm或更小，应满足Di≥MAX(Dw)
3)加强辊直径Db应为1000mm至1300mm，包括1300mm。
在最大工作板条宽为1500mm时：
4)工作辊直径Dw应为350mm至425mm，包括425mm。
在所述范围(4)内确定的最大可用工作辊直径为MAX(Dw)：
5)中间辊直径Di应为525mm或更小，应满足Di≥MAX(Dw)
6)加强辊直径Db应为1100mm至1400mm，包括1400mm。
因而，上述范围是优选的。
上述关系将使用下面参考符号以方程表示。
Wmax：最大可用板条宽(mm)
DwMax(DwMin)：最大可用板条宽为Wmax时的最大(最小)工作辊直径(mm)。
DiMax(DiMin)：最大可用板条宽为Wmax时的最大(最小)中间辊直径(mm)。
DbMax(DbMin)：最大可用板条宽为Wmax时的最大(最小)加强辊直径(mm)。
然后，根据条件1)和4)，最大可用板条宽Wmax作为变量，最小和最大工作辊直径可表示如下：
DwMax＝375+50×(Wmax-1200)/300    (9)
DwMin＝300+50×(Wmax-1200)/300    (10)
同样，根据条件3)和6)，最大和最小加强辊直径可表示如下：
DbMax＝1300+100×(Wmax-1200)/300    (11)
DbMin＝1000+100×(Wmax-1200)/300    (12)
根据条件2)和4)，最大和最小中间辊直径可表示如下：
DiMax＝450+75×(Wmax-1200)/300    (13)
DiMin＝MAX(Dw)                    (14)
这里的MAX(Dw)是在方程(9)和(10)的范围内确定的最大可用工作辊直径。
图1和2中的实线用图表形式表示了所述关系，其中横轴表示最大工作板条宽，纵轴表示最大和最小辊直径。图中的直线A表示方程(10)中最小工作(中间)辊直径，直线B表示方程(9)中最大工作辊直径，直线C表示方程(13)中最大中间辊直径，直线D和E表示方程(12)和(11)中最小和最大加强辊直径。这样，在确定了最大工作板条宽后，工作辊直径的加工范围确定在图1中直线A及其上部上和直线B及其下部上。中间辊直径的加工范围应等于或大于由方程(14)决定的最小辊直径并在直线C及其下部上。加强辊直径的加工范围在直线D及其上部上和直线E及其下部上。若采用这样一种辊直径组合范围，二次方量边界特性曲线同由选定的加强辊直径而得到的曲线相同，且四次方量边界特性相等或更大。进而如前述说明可提供一小型轧机。确定可用辊直径范围以保证其在上述特定范围内也是很重要的。这确保了所述特性曲线保持在每个辊直径的可用组合范围内，并提供了一小型轧机。
以下将说明轧机小型化的方法。如上所述，在实际轧机中每个辊直径允许的可用范围为大约10％至15％。在下述说明中将假定允许范围为15％。由此，当4-宽度机和5-宽度机等效条件下的最小工作辊直径为300和350mm时，最大可用辊直径为300×1.15到350mm和350×1.15到400mm。这里的数字适当取整给出。图1中的虚线B′表示经过所述两点的直线。假定这时的最大可用工作辊直径为DwMAX，这可用以下方程表示：
DwMAX＝375+50×(Wmax-1200)/300    (15)
相对于条件1)和4)下的最大工作辊直径，如果以条件2)和5)将一直保持的方式选择最大可用中间辊直径DiMAX，那么在4-宽度机和5-宽度机等效条件下可分别得到375×1.15到425mm和425×-1.15到500mm。经过所述两点的直线C′由虚线表示在图1中。
所述直线可用以下方程表示：
DiMAX＝450+75×(Wmax-1200)/300    (16)
以同样方式，条件3)和6)使用最小辊直径下的，给出最大可用加强辊直径DbMAX分别为1000×1.15到1150mm和1100×1.15到1250mm。图2中的虚线E′表示了经过所述两点的直线。同样，所述说明能用以下方程表示：
DbMax＝1300+100×(Wmax-1200)/300    (17)
假定最大可用辊直径是由所述虚线表示的辊直径，那么就有可能提供一小型轧机，如上所明显表示的那样。因此，在这一情形中对工作辊直径，可用辊直径组合范围在直线A及其上部上和直线B′及其下部上，对中间辊直径，可用辊直径组合范围应在直线B及其上部上和直线C′及其下部上。对于加强辊直径，组合范围应在直线D及其上部上和直线E′及其下部上。这样，当可用辊范围为15％时，可以提供一接近最小极限的小型化了的轧机规格。
上述说明涉及了通过减小单个辊直径来小型化轧机的方法。进而，当可用辊直径减小时，轧机机架也减小，这是自然的。这可减少轧机机架的生产成本。此外，若轧机机架的长度缩短，厂房的高度也能减小。也就是说，轧机机架运输和安装一般所需要的高度如同厂房高度一样是所需的最小高度。相反，若轧机机架缩短，所述需要高度也能减少。这也可减少厂房成本。自然地，运输费用也能削减。再者，负载变化和机架振动也减小。
由上述论述明显看出，缩短轧机机架实质上削减了整个工厂工程费用。同时明显的，这一轧机机架的长度与辊直径总和几乎成比例。因此，所述辊直径总和用作表现轧机小型化的有效指标(以下称为“小型化指标”)。
当根据方程(15)至(17)将这些数加在一起并计及上所述小型化指标S时，我们得到
S＝1925+225×(Wmax-1200)/300    (18)
明显的，所述方程(18)的小型化指标S表示了在单辊可用范围为25％时小型化到接近最小极限的轧机。因此，小型化指标S作为表示轧机小型化的标度优选等于或小于方程(18)的值。图3中的直线S表示了所述方程(13)。但在这种情况下，单个辊直径应在方程(9)到(14)决定的范围内选取。因此，最大工作辊直径和最大中间辊直径的和应等于方程(9)和(13)的和。以同样方式，它在图3中由实线3+C表示。若想实现进一步的小型化，将方程(15)和(16)加在一起就足够了。这在图3中由虚线B′+C′表示。这种方法使得有可能提供一轧机，同时保持小型化指标最小，二次方和四次方量边界特性曲线可保持在几近等于或优于由选取的加强辊直径而获得的特性的水平上。但应注意的是，所述小型化指标S应等于或大于由方程(10)，(12)和(14)决定的最小中间辊直径的和，这是自然的。
此外，比如要将现有的4级轧机改进成6级轧机时，所述小型化指标S相当重要。换句话说，为减少改进费用，利用现有的轧机机架是很有效的。为此，现有轧机的小型化指标S必须几近等于或小于改进后的6级轧机的小型化指标S。根据本发明，6级轧机的小型化指标S可保持最小，二次方和四次方量边界特性能保持在几近等于或优于由选取的加强辊直径而获得的特性的水平上。因此，可以说本发明对所述改进尤其可取。
前述说明涉及了所有用的辊都是没有凸面的直辊的情况。在这种情况下，尤其在5-宽度机等效条件下，确定加强辊直径的最小值以确保二次方量边界不为负。为增加该二次方量边界，除了采用轧辊弯曲压力机外还可以考虑其它的方法。例如，方法之一是提供一具有近似二次方曲线凸面轮廓的加强辊，其中辊由中心向边缘逐渐缩减。由上述说明可明显看出，这种方法减小了基准板条凸面的二次方分量，因而增加了二次方量边界，最终进一步减小了加强辊。当除了加强辊以外的其它辊采用所述辊凸面时，自然可以得到相同的效果。但采用凸面辊时，辊磨光操作变得困难。此外，采用小直径加强辊时，板条凸面由轧制负荷的变化而产生的变化也自然增加，在这个意义上减小了轧制的稳定性。这也伴随着辊颈疲劳强度和轴承使用寿命的恶化。即使当采用凸面辊时，可以说最小加强辊直径具有它自身的极限。
但如上所述，若根据所述方法或类似方法使小型化指标S降低且改进费用减少，尤其对于改进是有意义的。此外，通过在主要用于轧制多数软性材料的轧制设备和可逆轧制设备中增加轧制道次的数目如果可以减小每道次的轧制负荷，那么可以考虑加强辊直径的最小值就可采用等于或小于方程(12)的值。特别地，在采用软性材料和直辊的4-宽度机等效条件下，基于图13中的二次方量边界特性曲线和图23中的加强辊直径及二次方量边界特性曲线，毫无疑问可以采用900mm的加强辊直径，这从前面的描述清楚看出。在这一情况下，随时都有可能生产一位于小直径侧的轧机，只要最大可用工作辊直径和最大可用中间辊直径保持在位于图3中的直线B+C及其下部上，或优选地在与最大可用板条宽相适应的B′+C′及其下部上，同时轧机小型化指标S保持在等于或小于方程(18)的值。这种方法提供了一种更小型化的轧机。
图38表示所述轧机用于分批串列式轧制设备的情况。这种轧机的工件1放置在开卷机17上并开卷。接着通过位于输入侧的夹紧辊18它被供应给安装好的轧机M1至M4，以连续的方式轧制；辊轧后的工件1通过位于输出侧的夹紧辊19由卷取机20卷起来。在这一轧机中，由安装好的轧机完成有限数量的轧制操作。因此，重扎是尤其需要的。在这一情形中，在初阶段重扎制是由轧机提供的。通常，在末阶段尤其在最末阶段，轧机完成主要用于凸面控制的较小的重轧。可以说轧机的轧制力矩在初阶段比末阶段大。在分批串列式轧制设备中，每次使用一新的轧制卷时，板条插入每个辊中且不停地供应板条。这样当工作辊直径减小且输入侧的板条厚为大约3到4mm时，若轧制不采用一较重的压力工件就不能被插入到辊中。为传送这一大的力矩及解除所述插入限制，应增加工作辊直径。作为前述论述的结果，在串列式轧制设备中，尤其在分批轧制设备中，确保初阶段轧机的辊直径大于后阶段轧机的辊直径可能是有效的，如要求的那样。这样，比如在四-宽度机等效条件下，图38中初阶段轧机M1至M2的可用工作辊直径范围可考虑为340至375mm，后阶段轧机M3至M4的可用工作辊直径范围可考虑为325至350mm。比如如果采用这种方法且初阶段的工作辊直径减小到最低标准340mm以下，该辊就能用在后阶段的轧机中。这样，可一直使用它直到达到后阶段轧机的最小辊直径。换句话说，这相当于实际扩大了工作辊直径的可用范围，确保了工作辊的有效性。进而，使初阶段和末阶段的最大工作辊直径与最大中间辊直径的和相等。这意味着末阶段的中间辊直径要大于初阶段的中间辊直径。这样，即使末阶段的中间辊直径已到达可允许的最小直径，该辊可以用在初阶段的轧机中。相应地这也确保了中间辊的有效使用。此外很明显，末阶段中间辊直径的增加意味着末阶段二次方比的减小。如上所述，这可确保末阶段轧机对凸面的可靠控制。这样，采用本发明的轧机可对串列式轧制设备进行有效的小型化。
图39表示本发明轧机用于逆冷轧设备的情况。一轧制卷1最初放置在开卷机21上，接着通过夹紧辊22或类似物供应给轧机M1。然后将轧机M1辊轧后的工件1卷绕在安装于输出端的卷取机23上。当工件后部已经辊压或快要辊压完时，由安装于输入侧的卷取机24卷绕工件，同时进行相反方向辊压。在该情形中在卷绕在输出端卷取机23上的工件1被完全展开前，辊压中止，又立刻开始下一次反向辊压。在这种逆轧设备中，只要允许减少产量就可以增加轧制道次的数目。这使得可能设计一工艺过程，其中每道次的轧制负荷和轧制力矩可通过道次数目的增加而减小。相反若所述步骤是可能的，如上所述，就能用在小直径侧的加强辊直径。换句话说，最大可用工作辊直径和最大可用中间辊直径的和位于图3中的直线B+C及其下部上，或更可取地在与最大可用板条宽相适应的B′+C′及其下部上，并且使轧机小型化指标S等于或小于方程(18)的值。在这些条件下总有可能提供一加强辊用在小直径侧的轧机。这样，该方法就提供了一非常小型的逆轧设备。
前述说明涉及了采用的所有辊都是没有凸面的直辊的情形。但本发明可用在缩减的局部凸面接近可移动工作辊边缘的6级轧机中。所述轧机的局部凸面控制板条边缘附近的边缘下降。相反，沿工件板条宽的板条凸面是工作辊和中间辊弯曲压力机提供的，其操作和效果与本发明的几乎相同。此外，根据本发明的6级轧机可以在紧靠该轧机的一端可移动工作辊较厚的方式装备有一局部凸面。这样就能控制板条边缘附近的热凸面。所述的所有轧机都用于控制接近板条边缘处的板条凸面。在控制这一局部板条凸面时，优选采用更小的工作辊直径。这是因为工作辊直径的减小要求工作辊弯曲压力机施加一大的四次方控制分量，以确保对接近板条边缘的可靠控制。因此，从前述说明可清楚看出，本发明通过辊直径的适当组合有效减小了工作辊直径。可以说该方法对于控制边缘下降和热凸面是非常有效的。若这一轧机被用作在所述工作辊顶端具有一局部轧辊凸面的轧机，无疑可以进一步改进板条边缘控制效果。
本发明的实质体现在工作辊弯曲压力机和中间辊弯曲压力机的特性曲线中。因此，本发明不适用于没有所述控制装置的轧机，即使它是6级轧机。这一轧机包括无中间辊弯曲压力机但与中间辊交叉的轧机。在这一轧机中，二次方量边界特性曲线由中间辊的横交角决定，与中间辊直径无关。因此，没有本发明所阐明的使用工作辊和中间辊直径组合时产生的最大特性曲线。但本发明可用在安装有工作辊弯曲压力机和中间辊弯曲压力机的所述轧机中。
本发明提供了一个可确保适当的板条凸面控制能力的小型化轧机和轧制设备。

Claims (2)

1.一种轧机，包括：
一对轧制工件的上下工作辊，
一对分别支承所述工作辊的上下中间辊，
一对分别支承所述中间辊的上下加强辊，以及
一在轴向方向移动所述中间辊的移动装置，
一给各个所述工作辊和所述中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置；
所述轧机的特征在于，还包括一在下述条件下驱动所述工作辊的工作辊驱动装置；
假定所述工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，
所述工作辊直径Dw，所述中间辊直径Di和所述加强辊直径Db的和的范围为Dw+Di+Db≤1925+225×(Wmax-1200)/300
Dw、Di、Db中的每一个从下面的范围选择：
DwMin≤Dw≤DwMax，DiMin≤Di≤DiMax以及DbMin≤Db≤DbMax，
其中DwMax＝375+50×(Wmax-1200)/300，
DwMin＝300+50×(Wmax-1200)/300，
DbMax＝1300+100×(Wmax-1200)/300，
DbMin＝1000+100×(Wmax-1200)/300，
DiMax＝450+75×(Wmax-1200)/300，以及
DiMin＝MAX(Dw)，其中MAX(Dw)是可使用的工作辊直径Dw在DwMin≤Dw≤DwMax范围中的最大直径。
2.一种冷轧机，它包括：
一对轧制工件的上下工作辊，
一对分别支承所述工作辊的上下中间辊，
一对分别支承所述中间辊的上下加强辊，以及
一在轴向方向移动所述中间辊的移动装置，
一给各个所述工作辊和所述中间辊施加弯曲力的轧辊弯曲装置；
所述轧机的特征在于，其还包括一在下述条件下驱动所述工作辊的工作辊驱动装置；
假定所述工件的最大工作板条宽为Wmax(mm)，
所述工作辊直径Dw的使用范围为
300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw，
所述中间辊直径Di的使用范围为Dw≤Di，同时
所述工作辊直径Dw，所述中间辊直径Di和所述加强辊直径Db的和的范围为
Dw+Di+Db≤1925+225×(Wmax-1200)/300。
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