轧钢机架
技术领域
本发明涉及根据上述权利要求1至15的前序部分所述的能装备在轧钢设备上的轧钢机架。
本发明特别涉及借助轧钢设备对金属带材,尤其是例如不锈钢的特殊钢材的轧制领域,所述轧钢设备通常包括至少一个轧钢机架。更特别地,本发明涉及所述设备的轧钢机架及其运行方法,所述机架被用来轧制任何类型的金属,特别是用来轧制不锈钢。
背景技术
通常,轧钢机架装备有两个竖直叠置的工作轧辊,各工作轧辊分别具有这样的旋转纵轴线,所述旋转轴线平行于金属带材行进平面且位于与带材在所述工作轧辊之间行进方向基本垂直的同一夹固平面内。在轧制过程中,工作轧辊通常被一对支承轧辊相互挤压,所述支承轧辊分别具有各自的纵轴线,所述纵轴线在所述同一夹固平面内(或所述夹固平面附近),且在各纵轴线之间施加轧制压力或力。所述轧制设备包括由四个竖直叠放的轧辊构成的轧钢机架,即被两个直径更大的支承轧辊相互挤压的直径较小的两个工作轧辊,被称为“四辊型”。如果另一支撑轧辊——在下文被称为中间轧辊——被插入由位于待轧制的带材同一侧的工作轧辊和支承轧辊构成的各对轧辊之间,轧钢机架因而由彼此上下竖直地叠放的六个轧辊构成,即:一对工作轧辊紧夹待轧制的带材,由中间轧辊构成的第一对轧辊环绕,而中间轧辊本身被由支承轧辊构成的第二对轧辊环绕。具有所述轧辊设置特征的轧钢或轧制机设备通常被称为“六辊型”或“6阶”。最后,所述六辊型轧制机的轧钢机架可包括工作轧辊的侧支撑件。特别地,各工作轧辊的夹固平面的两侧与侧支承构件接触,所述侧支承构件带有例如侧支撑轧辊,所述侧支撑轧辊本身在侧面被两排并排侧向安装的导轮支撑。包括所述侧向支承构件的六辊轧制机,通常被称为侧向支撑的六辊型轧制机。在任何情况下,轧辊沿着支承线一个在另一个上,或一个与另一个相对地支承,所述支承线基本平行并取向为沿着母线,所述母线的轮廓通常为直线,这取决于施加的力以及轧辊的阻力。
侧向支承的六辊型轧钢机架为本领域技术人员公知,特别地是专利文献US 4,270,377和US 4,531,394的主题。对不同轧辊和导轮进行所述特别设置的理由是基于:工作轧辊的直径可适应轧制金属塑性流动的抗力。实际上,例如装备四辊机架的较大直径的工作轧辊,在减少相同厚度时,会带来与带材较大的接触弧度,且因此与带有较小直径的工作轧辊相比而言将带来更大的滚轧力。对于抗塑性流动较弱的钢材,优选使用四辊轧钢机,所述四辊轧钢机的较粗的工作轧辊有助于轧制操作的稳定性且磨损较慢。但对于某些例如不锈钢或其它的高的弹性极限的钢材,必须选择直径较小的工作轧辊,从而保持合理的滚轧力。正因为所述原因,使用的是具有较小工作轧辊的六辊型轧钢机,且当要求待轧制金属的刚度时,会引起使用直径非常小的工作轧辊,从而在轧制过程中产生屈曲问题。
实际上,所述工作轧辊的直径将使得所述工作轧辊不可能像通常具有较大直径的轧辊那样,可例如借助延长部分,将来自电机减速驱动组件的轧制力矩传输到其端部中的一个,从而直接被驱动。在工作轧辊具有较小直径的情况下,力矩传输因此通过在中间轧辊上的摩擦而得以保证,所述中间轧辊本身被电机减速组件驱动。所述通过摩擦进行的传输,在工作轧辊和中间轧辊之间产生与被传输的力矩成比例的切向力。在轧辊具有非常小的直径的情况下,该切向力引起工作轧辊的纵向屈曲,从而导致被轧制带材的平整度的缺陷。
为了避免所述有害的屈曲,且如专利文献US 4,270,377和US4,531,394所描述,各工作轧辊,至少在工作轧辊所支配的带材入口侧,被侧支撑轧辊支撑,所述侧支撑轧辊本身被两排导轮支撑,侧支撑轧辊和导轮被固定在支撑臂上,所述支撑臂的位置可被调节,以便适应新的或磨损的工作轧辊的不同直径。通常,各工作轧辊由一对侧支撑轧辊沿侧向支撑,所述侧支撑轧辊位于夹固平面的两侧,分别由所述两排导轮支撑。
专利US 4,270,377例如描述了一种轧钢机架,所述轧钢机架包括两个工作轧辊,各工作轧辊一方面由本身被支承轧辊支撑的中间轧辊竖直支撑,且同时,另一方面由本身被两排支撑导轮支撑的两个侧支撑轧辊支撑。在由上述提到的专利公开的实施方式中,工作轧辊不是经由轴承座支撑和保持就位,而是通过两个带导轮的轴向止推轴承被简单地保持。此外,各侧支撑轧辊及其两排导轮被铰接在支承轧辊的轴承座上的支撑臂承载,且具有相对于工作轧辊径向移动的机构。此外,中间轧辊的轴承座还装备了用来保证所述工作轧辊拱起的千斤顶。其还装备了不带内环且带有圆柱辊的特殊轴承,所述轴承允许中间轧辊在轴向移动机构的作用下呈轴向移动,所述轴向移动机构被安装在各中间轧辊的两个轴承座中的一个上。所述轴向移动对应于所述中间轧辊的沿其旋转纵轴线的移动。以已知的方式,中间轧辊的拱起和轴向移动被用来改进被轧制金属带材的平整度。
工作轧辊的非常小的直径要求中间轧辊的直径具有极大的减小值。专利文献US4,270,377例如列举出,用于2.25英寸的工作轧辊的直径为6英寸的中间轧辊。这导致中间轧辊的轴承座具有缩小的尺寸,从而使对轴承的选择更加复杂,所述轴承需要能支撑操作负载,且同时保证相对于中间轧辊的辊颈的滑动。
专利文献US 4,531,394和EP 0937517中公开了如专利文献US4,270,377所描述的轧钢机架的改进。这些文献描述了一种轧钢机架,对于该轧钢机架,各侧支撑轧辊及其两排导轮由铰接在中间轧辊的轴承座上的支撑臂承载。此外,专利EP 0937517还描述了包括中间轧辊的匣盒,其轴承座及其两个侧支撑轧辊分别由两排导轮支撑。在该情况下,通过液压千斤顶的轴向移动系统可允许中间轧辊轴向移动。各中间轧辊包括带圆柱形辊而不带有内环的两个轴承,所述两个轴承被安装在两个轴承座上且轴颈可在其中轴向滑动。最后,第三轴承座包括轴承总成,所述轴承总成被固定在中间轧辊的端部,且同时保证沿轴向受力且将轴向运动传递至中间轧辊。
上述描述的设备类型,以及从WO 2004/052568的描述中衍生的中间轧辊及呈轴壳的侧支撑的安装变型,具有某些缺点,缺点尤其涉及当将侧支撑轧辊及其两排导轮与中间轧辊的轴承座或支承轧辊连接起来的时候。从而尤其导致在将中间轧辊拔出轧钢机架之外时的操作非常复杂,以及通过校正致动表面而进行大修的复杂性。
实际上,根据普遍且被证实的技术,中间轧辊可以与被再度安装的轴承座一起校正,其优点在于可避免无用的拆卸时间。当中间轧辊与其侧支承机构相连时(即:例如包括侧支撑轧辊及其支承导轮的各个侧支承机构,与中间轧辊或所述中间轧辊的支撑件,例如中间轧辊的轴承座相连),不能够再使中间轧辊及其被再度安装的轴承座一起被校正,且因此,每次校正时,必须拆下由中间轧辊及其侧支承机构构成的设备组件。
另一方面,对所述设备的一切处理,特别是当需要对其进行翻转时,需要特殊的工具设备以防止轧辊支撑件与侧支承导轮的偶然且危险的运动。
最终,需要安放与中间轧辊同样多的完整设备,以便保证所述设备的旋转,而不会有设备在轧钢机架上的安装阶段与设备在工厂的维修阶段之间的时间损失。这会导致特别是不同的设备的备用操作零件的仓储成本增加,并增加所述安装阶段和维修阶段之间的旋转时间,尤其是当需要拆卸设备的所有构成零件时是这样。
另一缺点来自上述描述的轧钢机架的运行模式。实际上,根据WO2004/052568描述的第一运行模式,中间轧辊的轴向移动由轴承座的轴向滑动保证,从而产生侧支承机构相对于工作轧辊的相对运动,并产生轴向推力,所述轴向推力一方面会有损于所述工作轧辊的轴向止推轴承,另一方通过在侧支承机构上的摩擦而有损于所述工作轧辊的表面。此外,根据在现有技术,特别是US 4,270,377描述的轧钢机架的第二运行模式,中间轧辊的轴向移动由其轴颈相对于其轴承座且因此,相对于其轴承的轴向滑动获得保证。所述后一运行模式的优点在于,能保持中间轧辊的轴向固定的轴承座且避免侧支承机构的任何运动,在中间轧辊轴向移动的过程中,所述侧支承机构相对于工作轧辊被固定,但是,所述第二运行模式具有很多缺点。
尤其是,选择不带内环,且圆柱辊直接在中间轧辊的辊颈上滚动的轴承,会要求辊颈特别坚硬而难以制作。
另一方面,所述辊颈在服务时,因在圆柱辊的压力下磨损或剥落,而具有极大的损坏风险,从而中间轧辊使用寿命的相应地减少。此外,非常困难的是保证所述轴承具有良好的密封性,从而可造成需使用轧钢流体,例如与润滑剂相容且不会造成轴承腐蚀的矿物油,而其它流体,例如乳剂将更适应轧钢的需要。最终,另一方面,中间轧辊也需在中间轧辊的轴向移动距离上加长,由此增加了中间轧辊的仓储供料成本。另一方面,所述机架有时还需要使用第三轴承座。所述第三轴承座,装备有轴承总成,所述轴承总成能吸收轴向力,但将产生因必须装备更长轧辊以及额外的轴承座与轴承而造成的额外成本。
为了解决所述问题,已经提出轧钢机架的另一构造,其特征尤其在于将侧支撑轧辊及其两排导轮与轧钢机架的立柱连接在一起,而不再与中间轧辊或支承轧辊的轴承座相连。所述构造特别在申请人的专利文献WO01/21334或WO 2004/041456中被描述。根据所述构造,中间轧辊可以容易地从轧钢机架中被拔出,且可以通过传统的方式实现维修,即:无需特殊的工具且不需要拆卸中间轧辊的轴承座。但是,其在轧钢机架的运动学方面还具有某些缺点。
第一缺点在于,当打开轧钢机架且工作轧辊连续竖直运动时,工作轧辊与侧支承机构的两侧支撑轧辊之间的干涉。实际上,工作轧辊和侧支撑轧辊的总体布局,将造成在工作位置,上方的侧支撑轧辊的旋转轴线位于上工作轧辊的旋转轴线上方,且当其与工作轧辊接触时,两个侧支撑轧辊之间的距离,不能允许工作轧辊,即沿上支承轧辊的方向向上通过。表述“上方”是指位于待轧制的带材的行进平面上方的轧钢机架的轧辊或装置,相对的“下方”是指位于待轧制的带材的行进平面下方的轧钢机架的轧辊或元件。上方工作轧辊的任何向上的竖直运动,因此可被两个上方侧支撑轧辊的存在所阻挡,上方侧支撑轧辊不会伴生上工作轧辊的竖直运动的。或者,相反,由于分开过远的侧支撑轧辊可以发生所述竖直运动,但不能保证工作轧辊的侧向稳定性。对于即在支配工作轧辊时位于带材行进平面下方的下方侧支撑轧辊和工作轧辊,情况正相反。
在工作轧辊进行任何竖直运动之前,因此必须使两个侧支撑轧辊已经肯定位于远离工作轧辊处,且具有足够大的间距,从而不会阻挡工作轧辊的竖直移动,并保证所述工作轧辊的侧向稳定性。所述分离或者由操作者实现——但这不够可靠,或者自动实现,但当保证所述自动性的轧钢设备的控制系统出现故障的情况下,这不能被确保。
第二个缺点在于,在关闭机架和工作轧辊的连续竖直运动时,在工作轧辊和侧支承机构的两个侧支撑轧辊之间存在干涉。工作轧辊和侧支撑轧辊之间的干涉将例如导致在如下情形时侧支撑轧辊的错误定位:当由操作者对轧钢机架进行维修时,(侧支撑轧辊的位置与工作轧辊的位置过于接近)或安装新工作轧辊时,所述工作轧辊直径大于已经被更换的工作轧辊的直径,还或者在轧钢机架的故障或轧辊定位错误时。在任何情况下,当关闭轧钢机架时,在工作轧辊和侧支撑轧辊之间将存在干涉。
最后,第三个缺点在于,当控制系统出现故障时,中间轧辊和侧支撑轧辊之间可能会存在干涉。
发明内容
本发明的目的之一在于提出一种轧钢机架以及轧钢机架的运行方法,从而能解决上述提到的问题。其特别涉及侧向支撑的六辊型轧钢机架,所述轧钢机架包括中间轧辊,所述中间轧辊能例如沿旋转纵轴线被轴向移动,且承受由拱架垫块施加的拱起力,且其允许:
-在对中间轧辊进行轴向移动操作时,避免工作轧辊及其侧支承机构之间的相对轴向运动,且因此避免对工作轧辊的轴向止推轴承的轴向力以及所述轧辊表面的损坏;
-避免工作轧辊、侧支承机构和中间轧辊之间的干涉,打开处于待机位的轧钢机架且关闭处于工作位的轧钢机架的阶段过程中,所述干涉与工作轧辊和侧支撑轧辊的竖直移动相关。
为此,在权利要求1和15的内容中,提出一种轧钢机架以及用于轧钢机架的运行方法。所有从属权利要求同样也介绍了本发明的优点。
从轧制带材的轧钢机架出发,所述轧钢机架包括能夹持所述待轧制的带材的两个工作轧辊,更确切的是位于待轧制的带材行进平面上方的上工作轧辊和位于待轧制的带材行进平面下方的下工作轧辊,上工作轧辊和下工作轧辊具有在基本垂直于轧制带材行进平面的夹固平面内的旋转纵轴线,两个中间轧辊,分别是能与上工作轧辊接触的上中间轧辊和能与下工作轧辊接触的下中间轧辊,以及两个支承轧辊,分别是能与上中间轧辊接触的上支承轧辊和能与下中间轧辊接触的下支承轧辊,上支承轧辊和下支承轧辊能借助中间轧辊将夹固力传递至工作轧辊,换言之,根据六辊型轧钢机架的构造,轧钢机架包括六个竖直叠置的轧辊,其还包括能侧向支撑所述工作轧辊中的一个的至少一个侧支承机构,特别地,第一和第二上方侧支承机构分别位于所述夹固平面的两侧,且能侧向支撑上工作轧辊,而第一和第二下方侧支承机构分别位于所述夹固平面的两侧,且能侧向支撑下工作轧辊,根据本发明的轧钢机架的特征在于,其包括用来使所述中间轧辊拱起的至少一个拱架垫块,所述拱架垫块能相对于轧钢机架的立柱被竖直移动并能支撑所述侧支承机构。
从待轧制的带材的轧钢机架的运行方法出发,所述轧钢机架包括能夹持所述待轧制的带材的两个工作轧辊、两个中间轧辊、两个支承轧辊,或换言之,根据六辊型轧钢机架构造的六个竖直叠置的轧辊,其还包括能侧向支撑所述工作轧辊中的一个的至少一个侧支承机构,根据本发明的轧钢机架的运行方法的特征在于,侧支承机构的可调节的定位可允许:
-首先,在中间轧辊的轴向移动过程中,将侧支承机构相对于由侧支承机构支撑的工作轧辊保持固定,所述中间轧辊能与由所述侧支承机构支撑的所述工作轧辊接触;
-第二,在中间轧辊的竖直运动过程中,将侧支承机构相对于中间轧辊保持固定,所述中间轧辊能与由所述侧支承机构支撑的所述工作轧辊接触;
-且第三,在拆卸所述中间轧辊的过程中,将侧支承机构相对于轧钢机架保持固定。
特别地,轧钢机架包括能保证竖直引导支承轧辊与中间轧辊的至少两个立柱,所述两个立柱并非特别用于直接或间接支撑中间轧辊和/或侧支承机构,而是仅仅用来在基本竖直的平面内(即基本垂直于带材的行进平面)引导支承轧辊和中间轧辊。
此外,根据本发明的轧钢机架的所述拱架垫块特别地包括导向装置,所述导向装置与所述拱架垫块相连,且能支撑和引导所述侧支承机构。特别地,所述轧钢机架的各拱架垫块能够包括所述导向装置,所述导向装置能导向,并用作为用于所述侧支承机构至少一个的支撑件,使得例如拱架垫块支撑包括各所述导向装置的同一个侧支承机构,所述导向装置能引导并支撑例如所述侧支承机构的支撑臂。此外,根据本发明的导向装置能特别允许所述侧支承机构围绕所述导向装置的旋转轴线枢转,或沿由所述导向装置预先确定的路径的滑动。因此,所述侧支承机构特别地,能够围绕与所述拱架垫块连接的所述导向装置的旋转轴线枢转,或沿由导向装置确定的路径滑动。此外,根据本发明的轧钢机架的各拱架垫块能支撑中间轧辊的至少一个轴承座,以及所述轴承座的轴向移动。特别地,其不仅能作为所述轴承座的支撑件,还能用来支撑所述轴承座例如通过滑动而进行的轴向移动。
此外,轧钢机架的特别有利的特征在于,致动器能竖直移动所述拱架垫块。实际上,根据本发明的轧钢机架的各拱架垫块特别地能够通过所述致动器的至少一个而被竖直移动。根据特别的构造,例如液压拱架垫块的彼此分开的八个拱架垫块,能支撑上轧辊和下轧辊的轴承座,分别是能支撑上中间轧辊的轴承座的四个上拱架垫块,以及能支撑下中间轧辊的轴承座的四个下拱架垫块。在所述四个上拱架垫块之中,位于中间轧辊一端的两个拱架垫块——其分别位于夹固平面两侧——能被用作所述中间轧辊的轴承座的支撑件,而位于所述中间轧辊另一端的其它两个拱架垫块——其分别位于夹固平面两侧——能被用作所述中间轧辊的另一轴承座的支撑件。类似地,四个下拱架垫块分别能被用作下中间轧辊的轴承座的支撑件,每对两个拱架垫块。有利地,八个拱架垫块可以每组四个,以同步的方式,相对于轧钢机架的立柱竖直移动,特别地,第一组四个同步的上拱架和第二组四个同步的下拱架,分别能以同步化方式通过至少一个致动器,例如机械或液压致动器而竖直移动,所述致动器特别能被设置在上拱架垫块和下拱架垫块之间。因此,有利地,至少一个致动器能使上拱架垫块相对于下拱架垫块竖直移动,所述上拱架垫块和下拱架垫块被设置在带材行进平面的两侧且靠近工作轧辊的同一端部。
根据本发明的轧辊机架的有利的特征,中间轧辊的各轴承座特别包括两个凸起部,所述凸起部被用来以轻微的间隙在设于各拱架垫块内的轴承座的导向槽内轴向滑动。所述凸起部例如分别位于轴承座的侧表面上,从而使轴承座能由位于夹固平面两侧的拱架垫块支撑。有利地,所述凸起部能使轴承座在拱架垫块的所述轴承座导向槽内,沿平行于中间轧辊的旋转纵轴线的方向滑动。特别地,轴向移动机构能通过使所述中间轧辊的轴承座相对于拱架垫块移动,来沿轴向移动所述中间轧辊。因此,根据本发明的轧钢机架的特征在于,中间轧辊的座部装置包括,相对于轧钢机架沿轴向固定的一部分,被称为拱架垫块,以及相对于所述轧钢机架轴向活动的一部分,被称为所述各中间轧辊的轴承座。
各上工作轧辊和下工作轧辊因此可在夹固平面的两侧,由侧支承机构支撑/支承,所述侧支承机构位置可调,但相对于轧钢机架沿轴向固定(术语沿轴向参考了由工作轧辊或中间轧辊的旋转纵轴线所限定的轴向方向)。
有利地,上述描述的结构设置能在中间轧辊的轴向移动过程中,或更确切地,在支撑中间轧辊的轴承座的轴向移动过程中,允许侧支承构件的导向装置相对于工作轧辊保持轴向固定。实际上,各工作轧辊不包括轴承座,但在其各端部被轴向止推轴承沿轴向阻挡,所述止推轴承能在待轧制的带材的轧制过程中,将所述工作轧辊保持在相对于轧钢机架沿轴向不变或固定的位置。拱架垫块——与其所支撑的侧支承机构的导向装置相连——相对于该同一机架被轴向固定。这会导致接近的功能间隙,特别是在工作轧辊端部及其轴向止推轴承之间的间隙,在轧制期间,侧支承机构能保持相对于工作轧辊轴向固定。所述轴向固定不会阻止各个侧支承机构,特别通过在滑动型导向装置中的滑动,或通过围绕旋转型导向装置的中心或旋转轴线的枢转,而相对于工作轧辊径向移动。换言之,侧支承机构能沿与待轧制的带材行进平面基本垂直且与由中间轧辊或工作轧辊的旋转纵轴线限定的轴向方向基本垂直的平面内的方向移动。
有利地,所述相同的结构设置还允许侧支承机构的导向装置,在竖直移动所述中间轧辊的过程中,相对于中间轧辊保持固定,考虑到在拱架垫块竖直移动的过程中,侧支承机构和中间轧辊的轴承座与支撑其的所述拱架垫块一起被同时移动。这会导致,各个侧支承机构能跟随其所支撑的工作轧辊的竖直移动,并同时保留能相对于所述相同的工作轧辊径向移动的能力。
最终,所述相同的结构设置能允许侧支承机构的各导向装置,在将中间轧辊从所述轧钢机架中拆卸下来期间,有利地相对于轧钢机架保持固定。实际上,由连接在拱架垫块上的至少一个所述导向装置支撑的各个侧支承机构,能在将由同一拱架垫块支撑的中间轧辊拔出轧钢机架之外时,相对于轧钢机架沿轴向保持固定。因此,在拔出中间轧辊时,侧支承机构的拆卸将没有用,且根据本发明的轧钢机架的结构设置,能允许在拔出中间轧辊时将所述侧支承机构在轧钢机架的保持就位,而不取决于其能够相对于工作轧辊径向移动的能力。
特别地,根据本发明的轧钢机架包括一个或多个侧支承机构的至少一个移动装置,所述移动装置能移动并定位所述一个或多个侧支承机构。此外,所述移动装置尤其能被直接或间接连接在轧钢机架立柱上的导向装置引导。特别地,所述移动装置包括至少一个推进机构,例如机械或液压移动致动器,所述推进机构由直接或间接连接在轧钢机架的一个或多个立柱上的至少一个导向机构引导,且能相对于侧支承机构所支撑的工作轧辊径向移动侧支承机构。移动致动器能以同步的方式移动侧支承机构的端部,所述端部尤其被用来支撑所述工作轧辊中的一个。所述移动致动器例如是螺钉和螺母装置、或齿轮和蜗杆装置、还或者带楔的装置,其直接地或借助推进力的分布梁而致动侧支承机构。通常,特别地,根据本发明轧钢机架的特征在于,可以同步方式经由螺纹装置致动的两个推进机构,为了定位,能以同步方式分别作用于所述侧支承机构的一端,或根据另一种构造,可以同步方式经由带楔的装置致动的两个推进机构,为了定位,能以同步方式分别作用于所述侧支承机构的一端。在所述两种情况下,推进力的分布梁可以插在侧支承机构以及至少一个推进机构之间。特别地,推进力的分布梁可插入侧支承机构的支撑臂及其一个或多个推进机构之间。
此外,根据本发明的轧钢机架包括用于中间轧辊的至少一个移动机构,其例如可以是所述中间轧辊的机械或液压的移动致动器。特别地,中间轧辊的各个移动致动器能被中间轧辊的导向装置所引导,所述导向装置与轧钢机架的一个或多个立柱直接或间接相连,且能轴向移动所述中间轧辊。中间轧辊的各导向装置能允许中间轧辊的轴承座的竖直移动,该竖直移动与支撑中间轧辊的所述轴承座的拱架垫块的竖直移动一致。
有利地,所述轧钢机架的特征在于为了允许中间轧辊的轴向移动,中间轧辊的辊颈相对于其轴承的轴向运动,且要求辊颈必须由极高强度的材料制成的表面构成,本发明通过设在液压拱架垫块内的轴承座导向槽的滑动,使中间轧辊的轴承座能够轴向移动,并因此避免了轴颈相对于其轴承的移动,并相反,允许轴颈相对于其轴承固定。至此,可以使用具有强荷载能力的标准轴承,例如以TQO构造安装的带有四排导轮的轴承。有利地,轴颈相对于其轴承的固定,可允许在即本身密封,或以密封方式被组装/安装在其轴承座内的一系列密封的轴承之中进行选择其轴承。特别地,因此根据本发明的轧钢机架的特征在于,所述各中间轧辊在其各个端部包括轴颈,所述轴颈能装备在具有较高的径向和轴向荷载能力的轴承上,所述轴承能被安装在所述中间轧辊的各个轴承座上。
此外,特别地,根据本发明的轧钢机架的特征在于,所述侧支承机构包括侧支撑轧辊及其支承导轮。此外,尤其有利地,根据本发明的所述侧支承机构尤其可包括能支撑所述侧支撑轧辊及其导轮的至少一个支撑臂,所述支撑臂特别可以被用作导轨或拆卸导轨的支撑件,装备在中间轧辊的轴承座上的拆卸滑轮或滑轨可以在所述导轨或支撑件上滚动。因此,各个侧支承机构可包括能用于中间轧辊拆卸的拆卸导轨。特别地,位于夹固平面两侧且支撑同一工作轧辊的所述侧支承机构,分别包括所述拆卸导轨,从而允许拆下能与所述工作轧辊接触的中间轧辊,即,尤其通过在所述导轨上或导轨中,滑动或滚动装备在所述中间轧辊的轴承座上的滑轨或滑轮,从而将其拔出机架之外。
另一方面,根据本发明的轧钢机架特别能够包括至少一个油料分配机构,所述油料分配机构能被安装在侧支承机构的至少一个支撑臂上,从而尤其允许从喷管供应流体,所述流体能够润滑带材和/或工作轧辊,甚至用于轧制的其它轧辊。有利地,考虑到侧支承机构与拱架垫块而不是中间轧辊的轴承座相连,且能够保持在拔出/拆卸和重新安装中间轧辊的过程中被保持在轧钢机架内,不需要如同EP 0937517中所述,使用轧辊和侧支承机构导轮的润滑油供料管的自动联接系统。根据本发明,油料分配机构可以被安装在侧支承机构的支撑臂上,且由可连接在轧钢机架上所固定的供应点上且允许侧支承机构相对于工作轧辊径向可调节运动的软管供应。
根据一种变型,根据本发明的轧钢机架的特征特别在于,可通过介于侧支承机构一端与所述推进机构中的一个的一端之间的千斤顶而定位垫块,所述垫块能被遮住。特别地,两个垫块可以同步的方式被各自定位在推进机构和侧支承机构之间。有利地,其能允许通过对所述垫块的遮盖而快速拆卸中间轧辊,所述遮盖将使侧支承机构快速远离其能支撑的工作轧辊。
最后,根据本发明的轧钢机架的一种特别的构造,轧钢机架包括支撑上中间轧辊和下中间轧辊的八个分开的液压拱架垫块,分别是支撑上中间轧辊的两个轴承座的四个上拱架垫块,以及支撑下中间轧辊的两个轴承座的四个下拱架垫块,所述拱架垫块能与设在各对上拱架垫块和下拱架垫块之间的机械或液压致动器协作,并保证所述拱架垫块相对于轧钢机架的立柱每组四个的竖直移动,即第一组四个同步的上拱架垫块与第二组四个同步的下拱架垫块,此外,所述八个拱架垫块包括轴承座的导向槽,分别位于轴承座两侧表面上的两个凸起部中的一个可在所述导向槽内沿轴向滑行或滑动,所述凸起部使所述轴承座能在分别设于八个液压拱架垫块内的轴承座导向槽内,以稍微的间隙沿轴向滑动,以及上工作轧辊和下工作轧辊各侧支承机构的两个导向装置,其分别是连接于第一拱架垫块的第一导向装置,以及连接于第二拱架垫块的第二导向装置,第一和第二拱架垫块支撑同一侧支承机构。
附图说明
最后,为了更好地理解本发明,借助以下附图提出实施方式以及应用的示例:
图1,根据现有技术的被侧向支撑的六辊型轧钢机架的实施示例;
图2,根据现有技术的与中间轧辊的轴向固定的轴承座相连的侧支承机构的实施示例;
图3,根据现有技术与中间轧辊的轴向活动的轴承座相连的侧支承机构的实施示例;
图4,根据现有技术与轧钢机架的立柱相连的侧支承机构的实施示例;
图5,根据本发明的轧钢机架的实施示例;
图6,根据本发明的侧支承机构的移动装置的第一实施示例;
图7,根据本发明的侧支承机构的移动装置的第二实施示例;
图8,根据本发明的用作为中间轧辊的拆卸导轨的侧支承机构的用途的示例。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的被侧向支撑的六辊型轧钢机架的实施示例。通常,六辊型轧钢机架包括两个直径较小的工作轧辊1u、1d,分别是位于待轧制的带材的行进平面D上方的上工作轧辊1u,以及位于待轧制的带材的行进平面D下方的下工作轧辊1d。所述待轧制的带材在两个工作轧辊lu、ld之间行进,所述工作轧辊被一对中间轧辊2u、2d竖直支撑,且特别地通过摩擦驱动,所述中间轧辊本身被抵靠在该对中间轧辊2u、2d上的一对支承轧辊3u、3d竖直支撑。工作轧辊1u、1d在基本垂直于通常被称为夹固平面P的带材行进平面的平面内具有旋转纵轴线。在侧向支撑的情况下,各工作轧辊不仅一方面被两个中间轧辊2u、2d竖直支撑,即分别是本身被两个支承轧辊3u、3d,即分别是上支承轧辊3u和下支承轧辊3d,竖直支撑的上中间轧辊2u和下中间轧辊2d,以及另一方面,各工作轧辊1u、1d被侧支承机构侧向支撑,所述侧支承机构尤其分别包括由两排并排安装的支承导轮5支撑的侧支撑轧辊4u、4d。因此,对称设置在工作轧辊两侧的两个侧支撑轧辊能侧向支撑所述工作轧辊。此外,各排支承导轮5由多个导轮构成,所述导轮沿公共轴线被并排设在两排导轮共用的支撑臂上。
图2描述了根据现有技术的六辊型轧钢机架的侧支承机构7,所述侧支承机构7与中间轧辊2的轴承座21相连。所述轴承座21相对于轧钢机架的立柱6保持轴向固定。中间轧辊2,特别是如图2所示的上中间轧辊,在其各端部被所述轴承座21中的一个支撑,所述轴承座相对于轧钢机架的立柱6保持轴向固定,但能够在所述立柱之间竖直移动。中间轧辊2在其轴承座内的旋转导向由轴承22确保,特别地,所述轴承22包括外环221以及圆柱辊222。在中间轧辊2的轴向移动过程中,所述中间轧辊的辊颈23能在圆柱辊222上沿轴向滑动。
两个侧支承机构7,在此仅示出一个,分布在加固平面P的两侧,特别地,所述加固平面可包括工作轧辊1的旋转纵轴线,从而能侧向支撑与其接触的工作轧辊1。各个侧支承机构7特别包括支撑臂71,所述支撑臂能承载侧支撑轧辊4及其支撑导轮5二者。因此,两个侧支撑轧辊4,其中仅示出一个,分布在加固平面P的两侧。各对侧支撑轧辊4能侧向支撑所述工作轧辊1中的一个。各侧支撑轧辊本身由两排导轮5支撑。此外,侧支承机构7还能围绕连接于轴承座21的导向机构72枢转。
如图2所示的轧钢机架的结构设置显示,不能够进行中间轧辊2的拔出和维修操作,而借助特殊的工具不妨碍侧支承机构7围绕其导向机构72的枢转。其还显示,不能够在不拆下轴承座21及其支撑的两个侧支承机构7来校正两次轧钢运动之间的中间轧辊2的主动表面。
此外,正如轴承座21相对于轧钢机架的立柱6保持沿轴向固定,侧支承机构7同样也相对于轧辊机架的所述立柱6以及因此工作轧辊1保持固定。中间轧辊2的轴向移动因此由其辊颈23相对于轴承座21以及轴承22的轴向滑动确保。为此,中间轧辊2的辊颈23应延长一个对应于中间轧辊2的轴向移动距离的长度。
图3描述了根据现有技术的六辊型轧钢机架的侧支承机构7的实施示例,所述侧支承机构7与中间轧辊2的轴承座21相连。与图2所描述的轧钢机架不同的是,所述轴承座21相对于轧钢机架的立柱6保持轴向活动。实际上,所述轴承21可相对于轧钢机架的立柱6保持轴向和竖直移动,并能够同时支撑中间轧辊2及其所支撑的侧支承机构7。
特别地,中间轧辊2,尤其如图3所示的上中间轧辊在其各端部能被所述轴承座21支撑,所述轴承座可相对于轧钢机架的立柱6轴向移动且能够在所述相同的立柱6之间竖直移动。由外环221、内环224以及导轮222构成的轴承22能在其轴承座内引导中间轧辊的旋转。在中间轧辊2的轴向移动过程中,中间轧辊的轴承座21能与所述中间轧辊一起以同步方式移动,此时所述中间轧辊的辊颈23能相对于轴承22保持固定。
工作轧辊1被侧向支撑在两个侧支撑轧辊4上,仅示出侧支撑轧辊4的其中之一。各个侧支撑轧辊由两排导轮5支撑。侧支承机构7特别地包括支撑臂71,所述支撑臂能承载侧支撑轧辊4和导轮5二者。所述侧支承机构7还能围绕导向机构72旋转,所述导向机构与轴承座21相连且在其轴向移动中伴随轴承座21。
根据图3所示的结构设置,轴承座21相对于轧钢机架的立柱6保持轴向活动,且同步地伴随中间轧辊的轴向移动。因此,侧支承机构7能相对于工作轧辊1移动,所述工作轧辊本身在轴向止推轴承(未示出)之间保持轴向固定,所述轴向止推轴承本身在轧钢过程中相对于轧钢机架的立柱6保持轴向固定。
图4示出根据现有技术的轧钢机架的侧支承机构7的实施示例,所述侧支承机构7与轧钢机架的立柱6相连。轧钢机架配有两个工作轧辊1,各个工作轧辊一方面被两中间轧辊2竖直支撑,且另一方面被两个侧支撑轧辊4侧向支承,所述两个侧支撑轧辊4被并排安装的两排支承导轮5支撑。特别地,所述各中间轧辊2本身由竖直的支承轧辊3支撑。在机械或液压致动器(未示出)的作用下,能承载侧支撑轧辊4及其导轮5二者的支撑臂71,能在与轧钢机架的立柱6相连的导向装置72内滑动。当工作轧辊1竖直运动时,例如上工作轧辊在上支撑轧辊的方向竖直运动时,在工作轧辊1与两个侧支撑轧辊4中的至少一个之间会发生干涉8。换言之,当所述工作轧辊1竖直移动时,工作轧辊1能例如通过与侧支撑轧辊4接触而与之相干涉。
图5示出根据本发明的轧钢机架的实施示例。特别地,轧钢机架包括能紧夹所述待轧制的带材的两个工作轧辊1,更确切的是位于待轧制的带材行进平面D上方的上工作轧辊和位于待轧制的带材行进平面D下方的下工作轧辊,上下工作轧辊1在基本垂直于待轧制带材的行进平面D的夹固平面P内具有其旋转纵轴线,两个中间轧辊2,分别是能与上工作轧辊接触的上中间轧辊和能与下工作轧辊接触的下中间轧辊,以及两个支承轧辊3,分别是能与上中间轧辊接触的上支承轧辊和能与下中间轧辊接触的下支承轧辊,上支承轧辊和下支承轧辊能借助中间轧辊将夹固力传递至工作轧辊1,换言之,根据六辊型轧钢机架的构造,轧钢机架包括六个竖直叠置的轧辊,其还包括能侧向支撑所述工作轧辊1中的一个的至少一个侧支承机构7,特别地,第一和第二上方侧支承机构分别位于所述夹固平面的两侧,且能侧向支撑上工作轧辊1,而第一和第二下方侧支承机构分别位于所述夹固平面的两侧,且能侧向支撑下工作轧辊1,根据本发明的轧钢机架的特征在于,其包括用来使所述中间轧辊2拱起的至少一个拱架垫块9,所述拱架垫块9能相对于轧钢机架的立柱6而竖直移动,并支撑所述侧支承机构7。特别地,所述拱架垫块9还能有利地支撑中间轧辊2的至少一个轴承座21的轴向移动,并且能够用来使所述中间轧辊2中的至少一个拱起。特别地,其不仅能作为所述轴承座的支撑件,还能用来支撑所述轴承座例如通过滑动进行的轴向移动,且被用作至少一个所述中间轧辊2的拱架。因此,根据本发明的轧辊机架特别地包括至少一个拱架垫块9,所述拱架垫块能相对于轧钢机架的立柱7竖直移动,并被用作为所述侧支承机构7在中间轧辊2的至少一个轴承座21的支撑件,且允许所述轴承座21相对于轧钢机架的立柱6,以及因此其支撑的中间轧辊2轴向移动。
图5所描述的结构设置能允许侧支承机构7在中间轧辊轴向移动过程中相对于工作轧辊保持轴向固定,以便在所述中间轧辊的竖直移动过程中相对于中间轧辊保持固定,在将中间轧辊拆离所述机架之外的过程中保持相对于轧钢机架固定,且在任何情况下,根据本发明的所述结构设置都能允许侧支承机构相对于工作轧辊保持可径向调节。
特别地,各个所述侧支承机构7包括能承载侧支撑轧辊4和支承导轮5二者的支撑臂71。侧支承机构特别地可通过所述侧支撑轧辊4侧向支撑所述工作轧辊1。所述各侧支撑轧辊能与所述工作轧辊侧向接触,从而将工作轧辊1保持在基本恒定的侧向位置或根据指定位置。实际上,所述工作轧辊1中的一个的各个侧边,通过抵靠其母线中的一个,可被因此分布在所述加固平面P两侧的所述侧支撑轧辊中的一个支撑。此外,特别地,所述侧支撑轧辊4还本身被并排安装的两排所述导轮5支撑。
特别地,中间轧辊2在其各端能被所述轴承座21各自支撑,所述轴承座相对于轧钢机架的立柱6保持轴向活动,轴承座的所述活动性例如来自所述轴承座21的部分在拱架垫块9的为此设置的部分内的滑动。
特别地,各个侧支承机构能围绕导向装置72,或更确切地围绕与所述拱架垫块9中的一个相连的导向装置72的旋转轴线枢转,还或者可以沿由所述导向机构72限定的方向或路径滑动。特别地,还例如包括推进机构73的侧支承机构的移动装置,能使所述侧支承机构围绕所述导向装置72的枢转,特别是围绕其旋转轴线枢转。特别地,所述侧支承机构的支撑臂71能围绕所述导向装置72枢转,尤其在所述推进机构73的作用下是这样,所述推进机构能承受轧制过程中工作轧辊1中夹紧的径向力。为了确保通过限制支撑臂71屈曲的风险而良好的承受所述径向力,带有高惯性的力的分布梁731被插入所述推进机构73和所述支撑臂71之间,从而将推进机构73的反力分配在支撑臂71的全部长度上。以下图6和图7示出所述力分布梁731的安装示例。
所述移动装置的各个推进机构73特别可被至少一个螺纹或楔致动器74致动,所述致动器尤其能同步方式致动至少两个推进机构73,各个推进机构分别位于侧支承机构的纵向端,所述纵向端尤其指的是沿带材宽度的侧支承机构7的两端的每一个。特别地,千斤顶75能作用于——即施加力于——拱架垫块9与由所述拱架垫块的导向装置支撑的侧支承机构7的铰接点76之间,从而保证所述侧支承机构围绕与拱架垫块9相连的所述导向装置72的旋转轴线枢转。有利地,当推进机构73处于后退位置时,所述枢转能允许定位所述侧支承机构。特别地,侧支承机构7的支撑臂71包括所述铰接点76。在该情况下,所述千斤顶75例如是与所述拱架垫块中的一个相连的液压千斤顶,且能够使包括所述铰接点76的所述支撑臂71围绕导向装置72的所述旋转轴线枢转。
另一方面,特别地,各拱架垫块9能被致动器92竖直移动,所述致动器特别地被设在包括上拱架垫块和下拱架垫块的一对拱架垫块的拱架垫块9之间,所述上和下拱架垫块分布在待轧制的带材的行进平面的两侧,靠近工作轧辊1的同一端。因此,特别地,根据本发明的轧钢机架包括能保证所述拱架垫块9相对于轧钢机架的立柱6竖直移动的液压致动器92。特别地,四个液压致动器92可以被设在第一组四个上拱架垫块和第二组四个下拱架垫块之间,所述各致动器能竖直移动包括上拱架垫块和下拱架垫块的一对拱架垫块9的拱架垫块。为此,液压致动器92可以被设在各对拱架垫块9的拱架垫块之间,从而使四个一组的拱架垫块9相对于轧钢机架的立柱6同步地竖直移动,尤其所述第一组四个上拱架垫块可被其液压致动器以同步方式移动,且所述第二组四个下拱架垫块可被其液压致动器以同步方式移动。特别地,拱架垫块9可在与轧钢机架的立柱6相连的拱架垫块支撑件91上竖直移动。
图6示出根据本发明的侧支承机构的移动装置的第一实施示例,其尤其包括两个推进机构73。特别地,侧支承机构的支撑臂71能被两个推进机构73推进。所述推进机构能在轧钢机架的立柱6和/或与所述立柱相连的拱架垫块的支撑件上以同步方式被引导。特别地,所述推进机构可分别被螺钉741致动,所述螺钉在旋转方面被固定,且能在齿轮和蜗杆的机构或斜交锥齿轮机构742的作用下,以可逆方式轴向移动所述推进机构73。特别地,斜交锥齿轮机构742被机动装置743致动。能被千斤顶745遮盖并致动的楔形垫744,特别地允许将支撑臂71从侧支承机构快速脱开。特别地,各个所述楔形垫可在所述推进机构与所述支撑臂71之间定位。有利地,特别地,具有高惯性的力分布梁731可插入推进机构73和支撑臂71之间,从而将推进力分配在所述支撑臂71的全部长度上。
图7示出根据本发明的侧支承机构的移动装置的第二实施示例,其尤其包括两个推进机构73,所述两个推进机构尤其能通过推力移动侧支承机构的支撑臂71。特别地,各个所述推进机构73能在立柱6和/或拱架垫块的支撑件上被引导,所述推进机构特别地可被两个楔箱746以同步方式引导。特别地,在可由千斤顶748致动的楔形坡道747的作用下,所述推进机构73尤其能沿轴向移动。有利地,可接合至平行于楔形斜面的槽内的销749,特别允许推进机构73的向后返程并保证所述推进机构的移动返回。与图6所示的结构设置相似的是,特别地,能被千斤顶745遮盖并致动的楔形垫744,特别地允许将支撑臂71从侧支承机构中快速脱开。特别地,各个所述楔形垫可通过所述千斤顶745在所述推进机构与所述支撑臂71之间被定位。有利地,特别地,具有高惯性的力分布梁731可插入推进机构73和支撑臂71之间,从而将推进力分配在所述支撑臂71的全部长度上。
图8示出根据本发明的侧支承机构7作为中间轧辊2的拆卸导轨的使用示例。上拱架垫块9u和下拱架垫块9d在拆卸位置可通过在拱架垫块支撑件91上的移动而被分开,所述拱架垫块支撑件91与轧钢机架的立柱6相连。特别地,各所述侧支承机构的各支撑臂71能围绕支撑其的导向装置72的旋转轴线枢转,从而保证上轴承座21u和下轴承座21d能自由通过,所述上轴承座和下轴承座分别承载上中间轧辊2u和下中间轧辊2d。
另一方面,特别地,上侧支承机构的上支撑臂71u包括滑动或滑行表面711u,所述滑动表面能与滑动轮或滑轨(未示出)协作,该滑动轮或滑轨能装备在上轴承座21u的耳柄211u上。因此,在拆卸位置,可通过在侧支承机构的上支撑臂71u上轴向移动所述轴承座,使其到达轧钢机架外部的拆卸滑架(未示出),来完成由所述上轴承座21u承载的上中间轧辊2u的拔出,所述上轴承座21u能通过所述滑轨或所述滑轮在所述表面711u上分别的滑动或滑行而轴向移动。
类似地,下方侧支承机构的各下支撑臂71d包括滑动或滚动表面711d,该表面允许下轴承座21d分别借助可装备在所述下轴承座21d的表面211d上的滑轨或滑轮(未示出),经由滑动或滑行而轴向移动,所述滑轨或滑轮被用来与滑动或滚动表面711d协作,从而允许下中间轧辊2d及其下轴承座21d拔出轧钢机架之外,直到拆卸滑架为止。
总之,根据本发明的轧钢机架以及轧钢机架的运行方法与现有的轧钢机架及其运行方法相比,具有多个优点:
-在中间轧辊轴向移动过程中,侧支承机构相对于工作轧辊保持轴向固定,从而显著减少了由所述中间轧辊的移动而在工作轧辊的轴向止推轴承上产生的轴向力以及在工作轧辊上的侧支撑轧辊上产生的摩擦;
-侧支承机构在中间轧辊竖直移动过程中相对于中间轧辊保持固定,从而避免了在轧钢机架打开和关闭的过程中,由工作轧辊和侧支承机构之间的干涉产生的设备磨损;
-在将中间轧辊拔出所述机架之外的过程中,侧支承机构相对于轧钢机架保持固定,从而允许例如在传统的6阶或4阶机架中进行对中间轧辊的维修,而无需使用特殊的工具或无需拆卸轴承座;
-在拔出和重新安装所述轧辊的过程中,由于使用了无需润滑回路的密封轴承,因而无需使用中间轧辊的轴承润滑回路的快速或自动连接机构;
-对于中间轧辊,还允许使用强荷载能力的标准轴承,其比不带内环的特殊轴承成本更低且强度更高;
-对于中间轧辊,其允许使用密封轴承,从而允许使用不取决于轴承润滑剂的需要而选择的轧钢流体;
-不存在有关表面材料和轴颈几何形状的限制,从而允许中间轧辊的轴颈相对于其轴承的轴向移动。实际上,其不再需要使用长度较长且特别坚硬的中间轧辊轴颈,所述轴颈以前被用来轴向移动中间轧辊;
-其保证处于载荷下的中间轧辊的轴向移动,且轴承相对于轴颈不再滑动;
-无需使用侧支撑轧辊及支撑其的导轮的润滑回路的快速或自动连接机构,这是因为当拔出或重新安装中间轧辊时,支撑其的支撑臂保持在轧钢机架内;
-在拔出和重新安装中间轧辊的过程中,当润滑剂流体的喷管被固定在侧支承机构上时,无需使用被轧制带材和轧辊表面的润滑回路和冷却回路的快速或自动连接机构,
-其保证侧支承机构相对于工作轧辊的轴向止推轴承轴向固定,并同时保留所述侧支承机构相对于所述工作轧辊的径向运动的能力;
-其保证侧支承机构与中间轧辊的轴承座相连,从而使侧支承机构和中间轧辊以同步的方式竖直移动,并保留侧支承机构相对于工作轧辊径向运动的能力;
-其保证了侧支承机构相对于轧钢机架的轴向固定,并保留了所述侧支承机构相对于工作轧辊的径向运动的能力,且还保持其与中间轧辊的支撑装置同步的竖直运动;
-其允许简化对轧辊,特别是中间轧辊和上下工作轧辊整体进行更换的操作。