CN103128101A - 多维可控模块化的六辊轧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多维可控模块化的六辊轧机，包括牌坊、辊系、轴向锁紧装置、液压弯辊装置、支承辊平衡装置、辊系补偿装置和液压压上微调装置；还包括设置轴向移动锁紧装置和轴向移动装置；液压弯辊装置包括组合弯辊块、用于调节辊系挠曲的弯辊液压缸和固定设置在所述牌坊上的竖直滑轨，中间辊和工作辊安装在组合弯辊块上；轴向移动锁紧装置包括与组合弯辊块固定连接的支架Ⅰ、安装在支架Ⅰ上并用于驱动工作辊轴向移动的移动液压缸Ⅰ和安装在支架Ⅰ上并用于锁定工作辊的锁定液压缸；轴向移动装置包括与组合弯辊块固定连接的支架Ⅱ和安装在支架Ⅱ上并用于驱动中间辊轴向移动的移动液压缸Ⅱ；轴向移动锁紧装置和轴向移动装置分别设置在牌坊的两侧。

Description

多维可控模块化的六辊轧机

技术领域

本发明属于金属的轧制技术领域，具体的涉及一种用于连续冷轧轧钢设备、铝材轧制设备或板带平整设备的多维可控模块化的六辊轧机。

背景技术

随着现代工业的急剧发展，工业、汽车、建筑以及民用家电等领域对冷轧带钢的产品提出了更高更好的质量要求，特别对冷轧带钢的尺寸精度及板形、强度等级提出了更高的要求。

现代生产领域中对高质量的板带材的需求日益迫切，特别是对于宽带高强度板带材的需求也日益显现，而采用传统的电动压下的四辊或六辊轧机不能适应宽带高强度板带材板带材的轧制需求，特别是传统的电动压下的轧机基本上不能在线调整带钢的纵向公差。这类轧机在生产时，首先用电动压下装置调整好辊缝，轧制过程中不能再调节，因而，对轧制过程中出现的原料厚度变化、轧制速度及张力的变化以及轧辊辊形的变化等因素不能实现在线反馈补偿调节，导致生产出的带钢厚度尺寸精度较低，板形较差，达不到高质量产品的要求。虽然目前可逆四辊轧机已由涡轮涡杆式的电动压下装置，发展成为液压压上装置，其性能也不断提高，使用较为普遍，但相对于传统的四辊轧机和六辊轧机的机架结构方式来说，弯辊装置和影响辊形的固定的辊身凸度等基本方案仍然相同。

目前另一种形式的轧机为中间辊弯窜联合控制轧机，如公开号为CN101549354的中国专利公开了一种六辊轧机，该六辊轧机采用工作辊与中间辊弯窜联合控制，达到了较好的板形控制能力和板形调控能力，而且采用小辊径能够适用于生产较薄及小批量生产。但由于该六辊轧机的中间辊的移动装置不具备承受较大轴向载荷的能力，不适合在轧制时在线移动轧辊，更不能承受较大的轴向载荷，且轴向移动装置的稳定性以及同步性较差，对液压控制系统的要求较高，液压系统稍有泄漏就会引起轧辊漂移，从而导致轧机断带伤辊，甚至破坏轧辊；而且由于这类轧机的窜辊无法设置缓冲机构，使得换辊时其操作速度不易过快，否则易引起机械冲击，损伤机械设备；另外，这类六辊轧机的正负弯辊的转向具有一定空行程，不利于控制的稳定性。因此，该六辊轧机也仅能适应于一定中窄等宽度的带材、可控调节手段也仅能满足一般常规要求的轧制需求，不能满足宽厚板带材的轧制，以及不适用于高硬度板带材的轧制和不适用于可控要求很高、控制手段灵活的轧制等要求。

日本专利66307/1981公开了一种中间辊弯窜联合控制的六辊轧机，其工作辊直径较小，但这类轧机其窜动时弯辊力对轧辊轴承的偏心影响较大，不利于轧制控制，同时目前使用的六辊轧机在换辊时上辊需要靠下辊背出，由于受局部尺寸的限制，导致上辊落放在下辊销上的深度较小不易克服轧辊的前进的缓冲力，致使轧辊前进时脱辊、掉辊，影响换辊节奏，不利于生产。

因而随着现代工业的急剧发展对冷轧高质量产品的需求提高，有必要在现有的四辊及普通六辊轧机的基础上研发多维可控模块化的轧机，以满足对板带材轧制板形、尺寸、光洁度等多维综合调控。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多维可控模块化的六辊轧机，该多维可控模块化的六辊轧机能够实现在轧制过程中根据需要进行实时多向调整移动，以达到最佳的平衡状态，提高板边调控能力和板形控制精度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多维可控模块化的六辊轧机，包括牌坊、辊系、安装在所述牌坊操作侧上的轴向锁紧装置、安装在所述牌坊中部窗口上的液压弯辊装置、安装在所述牌坊上的支承辊平衡装置、安装在牌坊顶部的辊系补偿装置和安装在所述牌坊底部的液压压上微调装置，所述辊系包括支承辊、中间辊和工作辊； 

还包括设置在所述牌坊外并用于驱动所述工作辊轴向移动的轴向移动锁紧装置和设置在所述牌坊外并用于驱动所述中间辊轴向移动的轴向移动装置；

所述液压弯辊装置包括分别与所述中间辊和工作辊对应设置的组合弯辊块、用于调节辊系挠曲的弯辊液压缸和固定设置在所述牌坊上的竖直滑轨，所述中间辊和工作辊安装在所述组合弯辊块上；

所述轴向移动锁紧装置包括与所述组合弯辊块固定连接的支架Ⅰ、安装在所述支架Ⅰ上并用于驱动所述工作辊轴向移动的移动液压缸Ⅰ和安装在所述支架Ⅰ上并用于锁定工作辊的锁定液压缸；

所述轴向移动装置包括与所述组合弯辊块固定连接的支架Ⅱ和安装在所述支架Ⅱ上并用于驱动所述中间辊轴向移动的移动液压缸Ⅱ；

所述轴向移动锁紧装置和轴向移动装置分别设置在所述牌坊的两侧。

进一步，所述轴向移动锁紧装置位于所述牌坊的操作侧，所述轴向移动装置位于所述牌坊的传动侧。

进一步，所述轴向移动装置还包括抓取装置，所述抓取装置包括抓取机械手和固定安装在所述支架Ⅱ上并用于控制所述抓取机械手动作的抓取液压缸，所述抓取机械手和所述抓取液压缸之间设有用于推动所述抓取机械手靠近所述中间轴缓冲推力机构。

进一步，所述缓冲推力机构包括用于推动所述抓取机械手靠近所述中间轴的弹簧组。

进一步，所述中间轴的端部设有与所述抓取机械手配合的抓取端头。

进一步，所述组合弯辊块上与所述工作辊和中间辊一一对应设有独立的换辊通道。

进一步，所述移动液压缸Ⅰ的活塞杆与所述工作辊轴线平行，所述锁定液压缸的活塞杆与所述工作辊的轴线垂直。

进一步，所述移动液压缸Ⅱ的轴线与所述中间辊的轴线平行。

本发明的有益效果在于：

本发明的多维可控模块化的六辊轧机通过设置轴向移动锁紧装置和轴向移动装置，在移动液压缸Ⅰ的作用下，能够驱动工作辊在轴向方向移动，在锁定液压缸的作用下，能够锁定工作辊，在移动液压缸Ⅱ的作用下，能够驱动中间辊在轴向方向移动；通过将支架Ⅰ和支架Ⅱ分别与液压弯辊装置的组合弯辊块相连，能够利用弯辊液压缸驱动中间辊和工作辊径向移动，即本发明多维可控模块化的六辊轧机的中间辊和工作辊均可实现轴向移动和径向移动，提高了轧机的综合可控能力和适应能力，实现了小辊径大轧制力轧制宽板带的轧制能力，达到满足高强度宽带材生产的高质量板形的生产目的；

与现有的六辊轧机相比，本发明的多维可控模块化的六辊轧机具有如下优点：

1）提高了冷轧带钢产品的轧制控制尺寸精度，以及增强了板形控制能力、轧制宽度、轧制硬度控制能力；由于采用了工作辊轴向移动锁定装置以及用于中间辊的在线轴向移动装置，不仅大大提高了轧辊载荷的分布的均匀性，而且提高了轧辊的多向可调的控制性，并提高了辊缝以及在线边垂度的控制能力，使得本发明的六辊轧机具有多向调节措施，能够满足高性能轧制产品的生产要求；

2）提高了生产过程中的多向可控的自动化程度：由于辊系补偿装置、支承辊平衡装置、轴向锁紧装置、轴向移动锁紧装置及轴向移动装置均采用液压控制，同时液压弯辊装置以及轴向移动装置能与轧辊同步径向或轴向移动，保证载荷分布的均匀性和调节手段的灵活性，实现了全自动控制模式，运行平稳、控制精度高，从而提高了控制水平；

3）提高了轧机辊形、辊缝及边部综合控制能力：由于本发明的六辊轧机的轴向移动装置以及轴向移动锁紧装置不仅可以控制轧辊在矫辊等非轧制状态下进行移动，同时也可以在轧制状态下根据不同带钢宽覆或辊形需要进行移动，以提高轧机对不同轧制产品的适应能力，并有效的增强了轧制板形控制能力；

4）液压弯辊装置对不同带宽的轧制控制适应能力强、稳定性高且精度可控：由于液压弯辊装置采用分体式结构，实现了轧辊的任意移动及升降都在组合弯辊块的均匀受力区内，使得施加给轧辊的弯辊力不因轧辊的位置变化而变化，因而弯辊控制力对轧辊轴承的作用位置保持不变，因而弯辊力改善辊曲影响明显，从而提高了弯辊控制的稳定性，并提高了轴承的使用寿命；

5）换辊快速、灵活、稳定可靠：由于各辊均采用独立的换辊轨道，且各换辊轨道均设置在组合弯辊块上并随轧辊状态同步移动，使得各辊的更换均能独立的进行，从而提高了换辊的灵活性，且操作方便；

6）轧制可控灵活，调节手段大：由于采用各功能模块多向可动，根据需求时调节，具有操着灵活、控制幅度大和调节手段灵活的优点，能适用不同工况下的控制要求；

综上，本发明的多维可控模块化的六辊轧机能够有效提高冷轧带钢产品的尺寸精度，以及增强冷轧带钢的板形控制能力，并提高了生产过程中的自动化程度及多向控制手段，轧制控制稳定、灵活且精度高，并提高了轴承的使用寿命；换辊时具有快速、独立、灵活、稳定可靠和操作方便的优点。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明多维可控模块化的六辊轧机实施例的结构示意图；

图2为图1的仰视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图3的B详图；

图5为图3的C详图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，为本发明多维可控模块化的六辊轧机实施例的结构示意图；图2为图1的仰视图；图3为图2的A-A剖视图。

本实施例的多维可控模块化的六辊轧机，包括牌坊9、辊系、安装在所述牌坊9操作侧上并与所述支承辊2相连的轴向锁紧装置3、安装在所述牌坊9中部窗口上的液压弯辊装置7、安装在所述牌坊9上并与支承辊2相连的支承辊平衡装置4、安装在牌坊9顶部的辊系补偿装置1和安装在所述牌坊9底部的液压压上微调装置8，所述辊系包括支承辊2、中间辊5和工作辊6，辊系补偿装置1与位于牌坊9顶部的支承辊2相连，位于牌坊9底部的支承辊2直接落放在液压压上微调装置8的顶部。本实施例的多维可控模块化的六辊轧机还包括设置在牌坊9外并用于驱动工作辊轴向移动的轴向移动锁紧装置10和设置在牌坊9外并用于驱动中间辊轴向移动的轴向移动装置11。

液压弯辊装置7包括分别与中间辊5和工作辊6对应设置的组合弯辊块7a、用于调节辊系挠曲的弯辊液压缸和固定设置在牌坊9上的竖直滑轨，中间辊5和工作辊6安装在组合弯辊块7a上。竖直滑轨包括固定安装在所述牌坊9上的固定块和与固定块配合的移动块，竖直滑轨设置在所述固定块与移动块之间。

轴向移动锁紧装置10包括与组合弯辊块固定连接的支架Ⅰ10a、安装在支架Ⅰ10a上并用于驱动工作辊6轴向移动的移动液压缸Ⅰ10b和安装在支架Ⅰ10a上并用于锁定工作辊6的锁定液压缸10c，工作辊6上设有与锁定液压缸10c配合的锁定结构。本实施例移动液压缸Ⅰ10b的活塞杆与工作辊6轴线平行，锁定液压缸10c的活塞杆与工作辊6的轴线垂直，满足使用要求。

轴向移动装置11包括与组合弯辊块7a固定连接的支架Ⅱ11a和安装在支架Ⅱ11a上并用于驱动中间辊5轴向移动的移动液压缸Ⅱ11b，移动液压缸Ⅱ11b的轴线与中间辊5的轴线平行。

轴向移动锁紧装置10和轴向移动装置11分别设置在所述牌坊9的两侧。本实施例的轴向移动锁紧装置10位于牌坊9的操作侧，且轴向移动锁紧装置10与设置在牌坊9操作侧的液压弯辊装置7相连。本实施例的轴向移动装置11位于牌坊9的传动侧，且轴向移动装置11与设置在牌坊9传动侧的液压弯辊装置7相连，采用该结构的多维可控模块化的六辊轧机，一方面能够防止轴向移动锁紧装置10和轴向移动装置11之间的安装位置相互干涉，并实现结构设计紧凑，另一方面通过将轴向移动锁紧装置10和轴向移动装置11分别设置在牌坊9的两侧，使轴向移动锁紧装置10和轴向移动装置11分别与不同的液压弯辊装置7相连，即轴向移动锁紧装置10和轴向移动装置11能够独立控制，相互之间不干涉。

进一步，轴向移动装置11还包括抓取装置，抓取装置包括抓取机械手12和固定安装在支架Ⅱ11a上并用于控制抓取机械手动作的抓取液压缸13，抓取机械手12和抓取液压缸13之间设有用于推动抓取机械手12靠近中间轴5的缓冲推力机构14。本实施例的缓冲推力机构14包括用于推动抓取机械手12靠近中间轴5的弹簧组，本实施例的中间轴5的端部设有与抓取机械手12配合的抓取端头。使用时，缓冲推力机构14推动抓取机械手12抵靠在中间辊抓取端头上，启动抓取液压缸13，驱动抓取机械手12紧紧抓住抓取端头，并保持抓取液压缸13的液压力，即此时抓取机械手12、缓冲推力机构14和抓取液压缸13形成一个刚性的整体，然后利用移动液压缸Ⅱ11b驱动中间辊5轴向移动，移动液压缸Ⅱ11b安装在抓取液压缸13和支架Ⅱ11a之间。通过设置抓取装置，能够具有更大的抓取力，满足轧辊在线控制的要求。

进一步，组合弯辊块上与工作辊6和中间辊5一一对应设有独立的换辊通道。换辊快速、灵活、稳定可靠：由于各辊均采用独立的换辊轨道，且各轨道均设置在组合弯辊块上并随轧辊状态同步移动，使得各辊的更换均能独立的进行，从而提高了换辊的灵活性，且操作方便。

具体的，本实施例的液压压上微调装置8包括压上液压缸和传感器组件，主要用于在线控制带钢的纵向及横向公差，在轧制过程中对原料的厚度变化、张力的变化和轧制速度的变化等进行在线控制，使轧后的带钢的纵向及横向公差在目标控制范围内；

液压弯辊装置7主要包括组合弯辊块、弯辊液压缸和控制元件，主要用于控制带钢的板形及横向公差，通过在轧辊两端施加弯辊力来调整轧辊的凸度，以改善轧制带钢的板形；

支承辊平衡装置4包括平衡块、液压缸和控制元件，主要用于平衡上支承辊；

轴向移动锁定装置10包括支架Ⅰ、移动液压缸Ⅰ、锁定液压缸和检测控制元件，主要用于控制辊缝凸度和轧辊的锁紧；

轴向移动装置11包括支架Ⅱ、移动液压缸Ⅱ和检测控制元件，主要用于控制轧制带钢宽度变化引起的带钢边部凸度以及在线控制边垂度；

辊系补偿装置1由机械阶梯块、斜楔块、补偿液压缸和传感器组件，主要用于在轧辊修磨后以补偿轧制高度，控制轧机轧制的基准；

轴向锁紧装置3主要用于支承辊2的轴向定位，以保持轧辊正常的工作状态。

本实施例的多维可控模块化的六辊轧机通过设置轴向移动锁紧装置10和轴向移动装置11，在移动液压缸Ⅰ10b的作用下，能够驱动工作辊6在轴向方向移动，在锁定液压缸10c的作用下，能够锁定工作辊，在移动液压缸Ⅱ11b的作用下，能够驱动中间辊5在轴向方向移动；通过将支架Ⅰ 10a和支架Ⅱ11a分别与液压弯辊装置7的组合弯辊块7a相连，能够利用弯辊液压缸驱动中间辊5和工作辊6径向移动，即本实施例多维可控模块化的六辊轧机的中间辊5和工作辊6均可实现轴向移动和径向移动，提高了轧机的综合可控能力和适应能力，实现了小辊径大轧制力轧制宽板带的轧制能力，达到满足高强度宽带材生产的高质量板形的生产目的；

与现有的六辊轧机相比，本实施例的多维可控模块化的六辊轧机具有如下优点：

1）提高了冷轧带钢产品的轧制控制尺寸精度，以及增强了板形控制能力、轧制宽度、轧制硬度控制能力；由于采用了工作辊6轴向移动锁定装置10以及中间辊5在线轴向移动装置11，不仅大大提高了轧辊载荷的分布的均匀性，而且提高了轧辊的多向可调的控制性，并提高了辊缝以及在线边垂度的控制能力，使得本实施例的六辊轧机具有多向调节措施，能够满足高性能轧制产品的生产要求；

2）提高了生产过程中的多向可控的自动化程度：由于辊系补偿装置1、支承辊平衡装置4、轴向锁紧装置3、轴向移动锁紧装置10及轴向移动装置11均采用液压控制，同时液压弯辊装置7以及轴向移动装置11能与轧辊同步径向或轴向移动，保证载荷分布的均匀性和调节手段的灵活性，实现了全自动控制模式，运行平稳、控制精度高，从而提高了控制水平；

3）提高了轧机辊形、辊缝及边部综合控制能力：由于本实施例的六辊轧机的轴向移动装置11以及轴向移动锁紧装置10不仅可以对轧辊在矫辊等非轧制状态下进行移动，同时也可以在轧制状态下根据不同带钢宽覆或辊形需要进行移动，以提高轧机对不同轧制产品的适应能力，并有效的增强了轧制板形控制能力；

4）液压弯辊装置7对不同带宽的轧制控制适应能力强、稳定性高且精度可控：由于液压弯辊装置7采用分体式结构，实现了轧辊的任意移动及升降都在组合弯辊块的均匀受力区内，使得施加给轧辊的弯辊力不因轧辊的位置变化而变化，因而弯辊控制力对轧辊轴承的作用位置保持不变，因而弯辊力改善辊曲影响明显，从而提高了弯辊控制的稳定性，并提高了轴承的使用寿命；

5）换辊快速、灵活、稳定可靠：由于各辊均采用独立的换辊轨道，且各换辊轨道均设置在组合弯辊块上并随轧辊状态同步移动，使得各辊的更换均能独立的进行，从而提高了换辊的灵活性，且操作方便；

6）轧制可控灵活，调节手段大：由于采用各功能模块多向可动，根据需求时调节，具有操着灵活、控制幅度大和调节手段灵活的优点，能适用不同工况下的控制要求；

综上，本实施例的多维可控模块化的六辊轧机能够有效提高冷轧带钢产品的尺寸精度，以及增强冷轧带钢的板形控制能力，并提高了生产过程中的自动化程度及多向控制手段，轧制控制稳定、灵活且精度高，并提高了轴承的使用寿命；换辊时具有快速、独立、灵活、稳定可靠和操作方便的优点。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种多维可控模块化的六辊轧机，包括牌坊（9）、辊系、安装在所述牌坊（9）操作侧上的轴向锁紧装置（3）、安装在所述牌坊（9）中部窗口上的液压弯辊装置（7）、安装在所述牌坊（9）上的支承辊平衡装置（4）、安装在牌坊（9）顶部的辊系补偿装置（1）和安装在所述牌坊（9）底部的液压压上微调装置（8），所述辊系包括支承辊（2）、中间辊（5）和工作辊（6），其特征在于：

还包括设置在所述牌坊（9）外并用于驱动所述工作辊轴向移动的轴向移动锁紧装置（10）和设置在所述牌坊（9）外并用于驱动所述中间辊轴向移动的轴向移动装置（11）；

所述液压弯辊装置（7）包括分别与所述中间辊（5）和工作辊（6）对应设置的组合弯辊块（7a）、用于调节辊系挠曲的弯辊液压缸和固定设置在所述牌坊（9）上的竖直滑轨，所述中间辊（5）和工作辊（6）安装在所述组合弯辊块（7a）上；

所述轴向移动锁紧装置（10）包括与所述组合弯辊块固定连接的支架Ⅰ（10a）、安装在所述支架Ⅰ（10a）上并用于驱动所述工作辊（6）轴向移动的移动液压缸Ⅰ（10b）和安装在所述支架Ⅰ（10a）上并用于锁定工作辊（6）的锁定液压缸（10c）；

所述轴向移动装置（11）包括与所述组合弯辊块（7a）固定连接的支架Ⅱ（11a）和安装在所述支架Ⅱ（11a）上并用于驱动所述中间辊（5）轴向移动的移动液压缸Ⅱ（11b）；

所述轴向移动锁紧装置（10）和轴向移动装置（11）分别设置在所述牌坊（9）的两侧。

2.根据权利要求1所述的多维可控模块化的六辊轧机，其特征在于：所述轴向移动锁紧装置（10）位于所述牌坊（9）的操作侧，所述轴向移动装置（11）位于所述牌坊（9）的传动侧。

3.根据权利要求1或2所述的多维可控模块化的六辊轧机，其特征在于：所述轴向移动装置（11）还包括抓取装置，所述抓取装置包括抓取机械手（12）和固定安装在所述支架Ⅱ（11a）上并用于控制所述抓取机械手动作的抓取液压缸（13），所述抓取机械手（12）和所述抓取液压缸（13）之间设有用于推动所述抓取机械手（12）靠近所述中间轴（5）缓冲推力机构（14）。

4.根据权利要求3所述的多维可控模块化的六辊轧机，其特征在于：所述缓冲推力机构（14）包括用于推动所述抓取机械手（12）靠近所述中间轴（5）的弹簧组。

5.根据权利要求3所述的多维可控模块化的六辊轧机，其特征在于：所述中间轴（5）的端部设有与所述抓取机械手（12）配合的抓取端头。

6.根据权利要求1或2所述的多维可控模块化的六辊轧机，其特征在于：所述组合弯辊块（7a）上与所述工作辊（6）和中间辊（5）一一对应设有独立的换辊通道。

7.根据权利要求1所述的多维可控模块化的六辊轧机，其特征在于：所述移动液压缸Ⅰ（10b）的活塞杆与所述工作辊（6）轴线平行，所述锁定液压缸（10c）的活塞杆与所述工作辊（6）的轴线垂直。

8.根据权利要求7所述的多维可控模块化的六辊轧机，其特征在于：所述移动液压缸Ⅱ（11b）的轴线与所述中间辊（5）的轴线平行。

Images