CN101511498B - 用来制造轧带或者板材的轧机机架 - Google Patents

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Abstract

对于利用工作辊来制造轧带或者板材的轧机机架，该工作辊支撑在支撑辊上或者支撑在中间辊和支撑辊上，其中这些辊中的至少一个具有在整个有效辊身长度上分布的、可以通过非线性函数表达的辊身轮廓(7)，并且该至少一个辊的辊身轮廓在其纵向延伸的边缘区域中的至少一个内具有倒角，并且在该边缘区域中形成修正的辊身轮廓，沿着两个相邻的辊的接触线的负荷分布中的不均匀性及尤其在带边缘区域内的负荷分布中的不均匀性应被最小化。为此目的提出，修正的辊身轮廓通过从由非线性函数所表达的轮廓函数中减去任意的非线性数学倒角函数而得出，其中，辊身轮廓的斜率t和修正的辊身轮廓的斜率t在从辊身轮廓到修正的辊身轮廓的过渡点P上是相同的。

Description

用来制造轧带或者板材的轧机机架
技术领域
本发明涉及一种利用工作辊制造轧带或者板材的轧机机架，该工作辊支撑在支撑辊上或者支撑在中间辊和支撑辊上，其中，这些辊中的至少一个具有在整个有效辊身长度上分布的、可以通过非线性函数表达的辊身轮廓，及该至少一个辊的辊身轮廓在其纵向延伸的边缘区域中的至少一个中具有倒角，并且在这个边缘区域中形成修正的辊身轮廓。
背景技术
在四辊式轧机机架或者六辊式轧机机架中，如下所述属于可行的实践，即，至少这两个工作辊或者这两个中间辊配置有特殊的辊身轮廓，但是支撑辊个别的时候也是如此，并且为工作辊或者支撑辊设置轴向作用的移位装置，从而可以依赖于实时轧带轮廓来调整轧辊间隙轮廓。
例如由AT 410765B已公知了这种类型的轧机机架。这种在本专业领域内以SmartCrown
Figure G2007800218283D00011
的名称而被公知的辊的轧辊辊身轮廓在数学上可以通过修改过的正弦函数来表达。在此通过合适地选择轮廓参数，可以得到余弦形状的空轧辊间隙(Leerwalzspalt)，通过辊在其幅度内的轴向推移可以有针对性地对所述空轧辊间隙产生影响。但是，轧机机架的这些辊也可以具有各种各样的其它辊身轮廓，这些其它辊身轮廓例如以圆柱形的、鼓起状的、凹-凸弯曲地分布的轮廓曲线或者其它弯曲的轮廓曲线见长。
当在四辊式或者六辊式轧机机架中使用具有由AT 410765B所公知的辊身轮廓的工作辊或中间辊及使用呈圆柱形成型的支撑辊时，如在正常情况下常见地，不可避免的是，即，在运行的轧制工作中，在支撑辊与直接相邻的辊之间发生不均匀的负荷分布。因为将要借助轮廓化的辊覆盖的鼓形区域总是由轧制过程的要求(例如由轧制物的不同过程参数、尺寸和变形技术特性)来确定，因此轮廓化的辊的推移行程是唯一的影响量，通过该影响量可影响负荷分布非均匀性的显著程度。这种措施受到轧制物制造商的需要的影响，即，在始终较窄的公差范围内制造带材和板材。
此外，在与相邻的其它辊共同作用下，尤其在支撑辊的边缘区域内产生很高的边沿压力。为了避免在工作辊与支撑辊之间或者在工作辊和中间辊之间或者中间辊与支撑辊之间的不容许的高边沿压力，则辊的辊身端部通常被倒角，并且因此在该边缘区域内具有自由位置。在EP 0258482A1或者EP 1228818A2中已经公知这种类型的自由位置。当轮廓化的轧辊辊身在边缘区域中具有朝向边缘增加的辊身半径时，所述这些自由位置由圆柱形的辊身端部形成，这如在EP 0258482A1中所示出的那样，或者在具有圆柱形轧辊辊身轮廓的辊中可以由圆锥形状的边缘区域来形成，如在例如在EP 1228818A2中所表示和描述的那样。不管怎样，在这些已知的自由位置上，只发生临界压力从辊身端部(边沿)到在保持不变的辊身轮廓与倒角的轮廓之间的过渡区域的转移，这是因为在倒角的构造方案中，再次出现轧辊辊身轮廓曲线的拐点。
例如由WO 02/09896A1和WO 2005/058517A1公知一种在四辊式机架的工作辊处或者六辊式机架的中间辊处的辊身轮廓的二级反磨(Rückschliff)。由中心的辊身轮廓出发，沿着通向辊身端部的方向，在使用圆弧函数的情况下实现第一反磨，其中，在中心辊身轮廓到反磨轮廓的过渡区域中，出现完全相同的问题，如之前在较早的现有技术中所实施的那样。第二反磨紧接着第一反磨，该第二反磨一直延伸到辊的辊身端部并且实现圆柱形辊身轮廓。
发明内容
因此，本发明的目的是，避免现有技术的之前所描述的缺点并且提出一种轧机机架，在该轧机机架中，可以使沿着支撑辊与其相邻辊的接触线的负荷分布中的不均匀性最小化，尤其是减小负荷分布曲线中的局部负荷峰值，特别是减小在边沿区域内的局部负荷峰值，并且因此延长了辊的使用寿命和所必需的重磨间隔。
这个目的在开头所描述的类型的轧机机架中以如下方式来实现，即修正的辊身轮廓通过从由非线性函数所表达的轮廓函数中减去任意非线性数学倒角函数而得出，其中，辊身轮廓的斜率和修正的辊身轮廓的斜率在从辊身轮廓到修正的辊身轮廓的过渡点上是相同的。由此，在相邻辊的、相互对置的辊身轮廓处的自由位置沿着限定的倒角长度得到。
如果倒角函数由圆函数来形成，那么就在负荷分布的最小化和均匀化方面获得非常好的结果。在此，如下所述是很重要的，即，辊身轮廓的斜率和修正的辊身轮廓的斜率在从辊身轮廓到修正的辊身轮廓的过渡点上是相等的。如果倒角函数由正弦函数或者二次函数(例如抛物线函数)形成，则同样获得类似的很好结果。
适当的是，在四辊式轧机机架中的支撑辊和在六辊式轧机机架中的支撑辊或者中间辊配置有修正的辊身轮廓。
附图说明
由对非限制性的实施例的下列描述可以得出本发明的其它优点和特征，其中对附图进行参引，在下列附图中：
图1示出依据现有技术的、具有轮廓化工作辊及圆柱形支撑辊的四辊式轧机机架的示意图，
图2示出在依据图1的四辊式轧机机架中，工作辊与支撑辊之间的典型负荷分布，
图3示出具有轮廓化工作辊及互补支撑辊的四辊式轧机机架的示意图。
图4示出在具有依据图3的辊构成方案的四辊式轧机机架中，工作辊与支撑辊之间的典型负荷分布，
图5示出依据本发明的、具有轮廓化支撑辊及互补中间辊的六辊式轧机机架的示意图；
图6示出依据本发明的、具有轮廓化工作辊及互补支撑辊的四辊式轧机机架的示意图，在该轧机机架中，辊身轮廓不再完全互补；
图7示出与依据现有技术的辊身轮廓相比，在考虑圆形倒角函数情况下，上部支撑辊的根据本发明的轮廓；
图8示出具有正的辊鼓形及根据本发明的倒角的、轮廓化的辊；
图9示出具有负的辊鼓形及根据本发明的倒角的、轮廓化的辊；
图10示出可行的、根据本发明倒角函数的图示。
具体实施方式
在图1至4中，在四辊式轧机机架的示例中，将依据现有技术的轧辊辊身轮廓的位于支撑辊与工作辊之间的负荷分布与依据本发明的轧辊辊身轮廓的位于支撑辊与工作辊之间的负荷分布相对照。
图1以示意图示出了以工作辊1和支撑辊2来轧制金属带B，尤其是钢带的四辊式轧机机架中的辊布置。可轴向推移的工作辊1分别具有可以通过凹-凸分布的函数来表达的辊身轮廓3。工作辊1由支撑辊2支撑，该支撑辊2具有圆柱形的辊身轮廓4并且对作用在工作辊上的轧制力进行支撑。对于这种轧辊辊身构造方案的情况，在图2中示出了位于上部工作辊1与上部支撑辊2之间的负荷分布，其中，在这些辊之间的比力被施加在辊身长度上，一方面在边沿区域内出现了负荷峰值，另一方面，最大和最小值相应于凸-凹轮廓曲线地出现。负荷分布曲线示出了对于工作辊的彼此最大相对轴向推移(推移行程)的四个所选出的数值，依据现有技术的倒角函数已经被作为该负荷分布曲线的基础。
图3以示意图示出了具有工作辊1和支撑辊2的四辊式轧机机架中的辊布置。可轴向推移的工作辊1又分别具有可由非线性函数来表达的辊身轮廓3，其中，这些辊身轮廓在工作辊的确定的相对轴向位置处互补地补充。两个支撑辊2同样具有进行补充的互补的辊身轮廓4，这些辊身轮廓4同样由非线性的函数来形成，其中相邻的、共同作用的工作辊1和支撑辊2的辊身轮廓在非加载状态下完全互补。对于轧辊辊身结构的这种情况，在上部工作辊1与上部支撑辊2之间的负荷分布在图4中示出，其中根据本发明的修改的、边沿区域的辊身轮廓已被作为所示出的负荷分布的基础。边沿区域的负荷峰值依赖于轴向推移地以不同强度出现。但是总的来讲，在根据本发明的实施方案中在轧辊辊身曲线上总体上表现出基本均匀化的负荷分布。
图5以示意性布置示出了具有工作辊1、中间辊5和支撑辊2的六辊式轧机机架中的辊布置，其中，工作辊通过中间辊支撑在支撑辊上。工作辊1配置有圆柱形的辊身轮廓3。但是，根据另一种可能的构造方案，工作辊的辊身轮廓也可以在邻接的中间辊的辊身轮廓上定向。中间辊5具有通过非线性函数来表达的辊身轮廓6。同样地，支撑辊2具有通过正弦函数来表达的辊身轮廓4。支撑辊2的辊身轮廓4与中间辊5的辊身轮廓在没有加载的状态下在轴向可移位的中间辊5的未推移的轴向位置上完全地进行补充。
图6以示意图示出了四辊式轧机机架中的工作辊1和支撑辊2，其中该实施例的辊身轮廓3、4的基本结构依照根据图3的实施方式。不过，轮廓曲线发生改变，因此，在没有加载的状态下，仅更多地出现支撑辊2的辊身轮廓与直接邻接的工作辊1的辊身轮廓的部分互补或者没有互补。
在设置为辊身轮廓没有互补的情况下，辊身轮廓也可以如此地选择，使得被轮廓化的辊具有正或者负的鼓形。
根据未示出的实施方式，同样地在与图5相类似的六辊式轧机机架中可行的是，如此地选择支撑辊和中间辊的轮廓曲线，使得在没有加载的状态下，只是更多地出现这样的情况，即在没有加载的状态下，支撑辊的辊身轮廓与直接邻接的中间辊的辊身轮廓部分地互补。
总之，即使对于在图5和6中所示的、并对此补充性地描述的辊身轮廓，也可以应用根据本发明倒角函数来制造被修正的辊身轮廓。
在图7中，在辊身长度上示出了支撑辊或者中间辊或者工作辊的轧辊辊身轮廓7的曲线。用虚线8、9来示出由现有技术中所公知的、辊在其端部区域中进行倒角的可能性，以便避免很高的边沿压力。相应于虚线8的倒角在辊上产生了圆柱形的端部区域，而相应于虚线9的倒角在辊上产生了锥形端部区域，其中，在这两种情况下，在辊身长度上的轮廓曲线中产生拐点10，该拐点10形成了辊上的环绕边沿。通过使倒角逐渐接近辊身轮廓来改善负荷状况，因此在两侧上产生了修正的辊身轮廓，该修正的辊身轮廓通过虚线11和12来标明。在辊身轮廓到修正的辊身轮廓的过渡点P中，两个曲线具有相同的斜率，如切线t。
图8例如示出了由非线性函数所表达的、在四辊式轧机机架中的支撑辊上的或者在六辊式轧机机架中的中间辊或者支撑辊上的轧辊辊身轮廓7的、在辊身长度上所示出的鼓形曲线。以虚线13示出不依赖于轧辊辊身轮廓7的曲线的倒角函数曲线。修正辊身轮廓11、12的曲线以虚线来标明。在辊轮廓7到修正辊身轮廓11、12的过渡点P上，两个曲线具有相同的斜率。
图9示出了对于轧辊辊身轮廓的类似情况，该轧辊辊身轮廓表现出辊的负轧辊鼓形。
图10以圆函数为例示出了倒角函数13的曲线。在倒角开始位置xs外部的每个点x上，即在倒角长度Lc的间隔内，对于圆形倒角函数的情况，将要被减去的量ΔR可以借助下面的公式来计算
ΔR = R C - R C 2 - ( x - x s ) 2
其中：
x表示在轧辊轴向方向上的坐标
xs表示倒角开始位置
Lc表示倒角长度
Rc表示倒角半径
Ac表示关于轧辊半径的倒角幅度。

Claims (5)

1.利用工作辊来制造轧带或者板材的轧机机架，所述工作辊支撑在支撑辊上或支撑在中间辊和支撑辊上，其中，这些辊中的至少一个辊具有在整个有效辊身长度上分布的、能通过非线性函数表达的辊身轮廓，并且所述至少一个辊的所述辊身轮廓在其纵向延伸的边缘区域中的至少一个内具有倒角，并且在所述这些边缘区域中形成修正的辊身轮廓，其特征在于，所述修正的辊身轮廓通过从由非线性函数所表达的轮廓函数中减去任意非线性数学倒角函数而得出，其中，所述辊身轮廓的斜率与所述修正的辊身轮廓的斜率在从所述辊身轮廓到所述修正的辊身轮廓的过渡点上是相同的。
2.根据权利要求1所述的轧机机架，其特征在于，所述倒角函数是圆函数。
3.根据权利要求1所述的轧机机架，其特征在于，所述倒角函数是正弦函数。
4.根据权利要求1所述的轧机机架，其特征在于，所述倒角函数是二次函数。
5.根据权利要求1所述的轧机机架，其特征在于，在四辊式轧机机架中的支撑辊和在六辊式轧机机架中的支撑辊和/或中间辊被配置有修正的辊身轮廓。
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