CN101018623A - 用于影响轧制带材轮廓和平面度的外凸辊 - Google Patents
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Abstract
在具有x3研磨的六辊－结构形式的轧制机架上中间辊(20，21)的大直径差在实践运行中引起磨损增加和支承辊(30，31)上的粗糙表面，其中在较长的使用时间后在支承辊(30，31)上的损伤图形对应于CVC研磨的形状。对于四辊式轧制机架研磨幅度也同样明显大于对于轧制程序所需的幅度，因此在这里也在支承辊上引起不利的磨损图形。为了减小这种误差，按照本发明建议，在六辊轧制机架中的每个中间辊(20，21)的或者在四辊轧制机架中每个工作辊(15，16)的辊身长度(L)由圆柱形辊身段(Z)和凸起弯曲的辊身段(R(x))组成，其中从圆柱形辊身段到弯曲的辊身段的过渡点(A)可以在L/2＜＝x＜L的范围中选择，并且弯曲的轮廓在两个辊(20，21)上分别向着相反一侧在部分轧制物宽度上向着辊身端部方向延伸，该弯曲轮廓通过数学多项式R(x)＝a0+…anxn以n＞＝5描述。
Description
本发明涉及用于加工轧制带材的轧制机架，包括工作辊，它们必要时支承在支承辊或中间辊和支承辊上，其中工作辊和/或支承辊和/或中间辊相互间轴向可以移动。
已知具有可移动的轧辊副的轧机，其中至少一个轧辊副的每个辊配有在向辊身端部的方向上延伸的、弯曲的轮廓，它们在两个辊上分别向着相反的一侧在部分轧制物宽度上延伸，其中弯曲的轮廓在两个辊的整个辊身长度上延伸并且具有一个形状，对于该形状两个辊身轮廓在一个确定的相对轴向位置中互补地补充。
在DE-C-36 24 241中描述了一个轧机，其中工作辊分别具有向着一个辊端部收缩的并且向着另一辊身端部扩展的、弯曲的轮廓并且在轴向上相向地以这种方式可调整地设置，即分别使工作辊或中间辊的收缩端部在轧制物棱边与从属的支承辊端部之间最好指向和固定在各轧制物的一个棱边上。
此外由EP 0 249 801 B1已知用于加工轧制带材的轧机，其中轧辊配有基本在整个辊身长度上延伸的弯曲轮廓。构成在初始状态或未承载状态中的所有辊的轮廓，使有效的辊身直径总和的轴向变化在辊的每个相对变化的轴向位置上相互占据一个偏离恒定曲线的曲线并且遵循与辊中心对称的数学函数。
辊的弯曲轮廓从数学上看一般为三阶多项式。借助于在实践中利用的辊的位移量和弯曲实际值对于CVC辊(CVC＝ContinuouslyVariable Crown-连续调节凸度)通常得到一个正的和负的调整范围。在此如果要求负的CRA值(CRA＝与辊的正常弯曲相等的凸度)常规的CVC磨是有意义的。
过去已经在实践运行中得到关于在六辊-结构形式的轧制机架上以CVC轧辊的x3研磨的辊磨损的负面经验。中间辊的大直径差引起支承辊磨损的增加和支承辊上的粗糙表面，其中在较长的使用时间后支承辊上的损伤图形对应于CVC研磨的形状。对于四辊式轧制机架研磨幅度也同样明显大于对于轧制程序所需的幅度，因此在这里也在支承辊上加入不利的磨损图形。
因为以前借助于在实践中使用的位移量和弯曲实际值不总是需要CVC研磨的负调整范围，并且在考虑到负的弯曲绝大多数只要求正的CVC效果，因此本发明的目的是给出在纯正的范围中的辊研磨形状，通过它避免CVC辊x3研磨的上述缺陷。
上述目的通过权利要求1特征部分所述的特征得以实现，在六辊轧制机架中的每个中间辊的或者在四辊轧制机架中每个工作辊的辊身长度L由圆柱形辊身段Z和凸起弯曲的辊身段R(x)组成，其中从圆柱形辊身段到弯曲的辊身段的过渡点A可以在L/2＜＝x＜L的范围中选择(x从圆柱形辊身端部开始计算)，并且弯曲的轮廓在两个辊上分别向着相反一侧在部分轧制物宽度上向着辊身端部方向延伸，该弯曲轮廓通过数学多项式R(x)＝a0+...anxn以n＞＝5描述。
使用这种具有局部凸起的辊身轮廓的凸辊-其最终是CVCplus的下量-导致在位于上下的辊之间的接触应力的均匀分布。这一点例如特别对于具有S形研磨(CVC)的辊是有问题的，因为在此可能导致在辊身部位中的局部应力峰值，它们引起更多的辊磨损并且只能通过位于上面的辊的相应补偿研磨避免。
按照本发明配有凸起弯曲的辊身段的辊以这样大的辊径构成，使得弯曲力基本上抛物线式(x2)地作用于辊隙轮廓。
具有常规的x3-CVC-研磨的辊同样提供主要的抛物线式作用，因此几乎不能产生调整环节，通过它可以调节高阶的平面度误差。这一点尤其也适用于所谓的Z-high轧机架，它们由于小的工作辊径由于结构的原因没有工作辊弯曲地构成。通过按照本发明使用以高阶x5+x6+x7...研磨的中间辊或工作辊可以防止这种缺陷。
通过按照本发明的特征，即从圆柱形辊身段到弯曲辊身段的过渡点A可以变化地选择在L/2＜＝x＜L的范围上调节，可以实现轮廓调整的不同目的。如果过渡点A例如位于x＝L/2，则克服主要的抛物线式(x2)平面度误差，对于从x＝＞L/2的过渡点A可以更多地调节高阶(x4和更高)误差。
为了使按照本发明构成的辊可以发挥其全部作用，除了凸辊以外可以使轧制机架的其余辊具有连续圆柱形的辊身。
下面借助于在附图中所示的实施例详细描述本发明的其它优点和细节。附图中：
图1示出具有按照本发明构成的中间辊的六辊轧机的辊，
图2示出具有按照本发明构成的工作辊的四辊轧机的辊，
图3示出用于六辊轧机的可调节的辊隙轮廓，
图4示出以图3的六辊轧机为基础的调整区，
图5示出用于图3的六辊轧机的具有按照本发明构成的工作辊的辊隙轮廓，
图6示出用于图3的六辊轧机的具有传统的CVC工作辊的辊隙轮廓，
图7示出对于图5的辊隙轮廓在中间辊与支承辊之间的压力分布，
图8示出对于图6的辊隙轮廓在中间辊与支承辊之间的压力分布。
在图1中示出用于加工轧制带材1的具有工作辊10，11、中间辊20，21和支承辊30，31的六辊轧机。工作辊10，11和支承辊30，31在其整个辊身长度上圆柱形地构成并且在所示实施例中不能轴向移动，而中间辊20，21按照本发明在箭头方向22上轴向可移动的设置并且通过局部凸起弯曲的辊身段R(x)构成。在弯曲的辊身段R(x)与保留的圆柱形辊身段Z之间的过渡点A对于在这里所示的中间段20，21正好位于辊身长度L的中心，即x＝L/2(x从圆柱形辊身端部开始计算)，由此使中间辊20，21主要适用于克服抛物线(x2)的平面度误差。
在图2中示出在用于加工轧制带材1的具有工作辊10，11和支承辊30，31的四辊轧机中按照本发明构成的工作辊15，16上的可选择的本发明应用。圆柱形支承辊30，31在这里也轴向不可移动地设置，而由凸辊构成的工作辊15，16能够在箭头方向22上轴向移动。与图1的六辊轧机的工作辊10，11的结构相比明显可以看出，凸辊形式的工作辊15，16结构导致明显更粗的辊。
在图3中以坐标系表示对于具有小工作辊的六辊轧机的可能调节的对于具有凸起弯曲辊身段和传统的CVC中间辊的两个不同中间辊的对于整个移动范围、但是恒定的中间辊弯曲值的辊隙轮廓。在此图在垂直间距中包括辊隙的二次方影响，通过用于正变化的标记25和负变化的标记25’表示。非二次方变化在水平间距中通过正变化的标记26和负变化的标记26’表示。为了表明可以实现的作用水平刻度与垂直刻度相比明显放大地给出。
如同由坐标系可以看到的那样，对于具有从圆柱形辊身段到弯曲辊身段的A＝L/2的过渡点的中间辊20在其在最大移动位置29与最小移动位置29’之间的位移可以看到一个主要的二次方轮廓影响。对于具有A＞L/2的过渡点的中间辊20’在其相应地在两个可能的移动位置29与29’之间位移时可以明显看到在x4范围中的轮廓影响。为了比较而所示的传统CVC中间辊20”的轮廓影响仍然同样在其在可能的界线29与29’之间的位移时为主要的二次方作用。
在图4中以对应于图3的坐标系表示按照本发明的中间辊20和传统的CVC中间辊20”的可能的辊隙轮廓，它们表示，除了中间辊位移外现在中间辊弯曲也是可变的。以图3的六辊轧机为基础给出按照本发明的中间辊20的调整区23和CVC中间辊20”的调整区24。CVC中间辊20”的调整区24明确表示，对于坐标系零点(矩形轮廓)总是产生剩余误差x4。
在图5中示例地示出用于图3的六辊轧机的具有按照本发明构成的中间辊的可实现的辊隙轮廓3，如果对于中间辊弯曲和中间辊位移调节最佳值的话。示出辊隙轮廓3在整个辊身长度L上的曲线以及带宽2的位置。通过这个附图可以明显看出，仅仅在带棱边5处辊隙轮廓3偏离直线的水平曲线。
由图6可以看出在以图3的相同六辊轧机架为基础使用传统构成的CVC中间辊时在辊缝轮廓中保留偏离直线水平曲线的x4剩余误差，如同在图4中已经示出的那样。
对于具有图5的辊缝轮廓3水平曲线的凸辊的良好结果还得到在中间辊与支承辊之间的更磨损有利的应力分布4，在图7中示出。
通过比较图8的CVC辊与图6的辊缝轮廓3的在中间辊与支承辊之间的压力分布4，明显看出，在使用凸辊时得到更均匀的应力分布并因此相应提高凸辊的辊使用寿命。
附图标记清单
1轧制带材
2轧制带材宽度
3轧辊隙轮廓
4压力分布
5带棱边
10，11圆柱形工作辊
12工作辊的位移方向
15，16按照本发明的工作辊
20，20’，21中间辊
20”CVC中间辊
22中间辊的位移方向
23，24调整区
25，25’二次方分量
26，26’非二次方分量
27中间辊位移
28中间辊弯曲
29最大位移位置
29’最小位移位置
30，31支承辊
A弯曲的与圆柱形的辊身段之间的过渡点
L辊身长度
R(x)凸起的辊身段
x从圆柱形辊身端部开始用于确定过渡点A位置的移动方向
Z圆柱形辊身段
Claims (5)
1.用于加工轧制带材(1)的轧制机架，包括工作辊(10，11，15，16)，它们必要时支承在支承辊(30，31)或中间辊(20，21)和支承辊(30，31)上，其中工作辊(10，11，15，16)和/或支承辊(30，31)和/或中间辊(20，21)相对轴向可以移动，其特征在于，在六辊轧制机架中的每个中间辊(20，21)的或者在四辊轧制机架中每个工作辊(15，16)的辊身长度(L)由圆柱形辊身段(Z)和凸起弯曲的辊身段(R(x))组成，其中从圆柱形辊身段到弯曲的辊身段的过渡点(A)可以在L/2＜＝x＜L的范围中选择，并且弯曲的轮廓在两个辊(15，16，20，21)上分别向着相反侧在部分轧制物宽度上向着辊身端部方向延伸，该弯曲轮廓通过数学多项式R(x)＝a0+...anxn以n＞＝5描述。
2.如权利要求1所述的轧制机架，其特征在于，所述轧制机架配有凸起弯曲的辊身段(R(x))，称为凸辊的辊(15，16，20，21)的辊径大小使得弯曲力基本上抛物线式(x2)地起作用。
3.如权利要求1、2或所述的轧制机架，其特征在于，为了调节和避免主要的抛物线式(x2)的平面度误差使过渡点(A)固定在x＝L/2的值上。
4.如权利要求1，2或3所述的轧制机架，其特征在于，为了调节和避免高阶(x4和更高)误差使过渡点(A)固定在x＝＞L/2的值上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的轧制机架，其特征在于，除了配有凸起弯曲的辊身段(R(x))的辊(15，16，20，21)以外轧制机架的其余辊通过连续圆柱形的辊身(Z)构成。
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