CN103596706B - 测量装置、轧机机架和用于检测辊隙的高度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量装置、轧机机架和用于检测在轧机机架中的两个工作辊之间的辊隙的高度的方法。为了即使在工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向水平移动时也确保辊隙传感器的高测量精度，根据本发明提出使辊隙传感器110在轧制方向上或反向于轧制方向移动时跟随工作辊，使得即使在工作辊的新的或移动了的最终位置中也确保对于高测量精度必需的合适的在辊隙传感器与工作辊之间的相对位置。

Description

测量装置、轧机机架和用于检测辊隙的高度的方法

技术领域

本发明涉及一种带有用于直接检测在轧机机架(Walzgerüst)中的两个工作辊(Arbeitswalze)之间的辊隙(Walzspalte)的高度或者说大小的辊隙传感器(Walzspaltgeber)的测量装置。本发明此外涉及附属的轧机机架和相应的方法。

背景技术

从德国专利文件DE 24 04 763 C2中已知一种测量装置，用于检测工作辊对的间隙作为用于保持在工作辊之间的辊隙的高度恒定的调节器的实际值。测量装置包括测量头(Messkopf)，其借助于剪刀式杠杆对(Scherenhebelpaar)(其借助于拉力弹簧来预紧)在辊隙中来取向。测量头经由可摆动的连杆(Gestänge)保持在轧机机架处。测量头包括两个电磁测量系统，其分别检测各自的参考平面与所关联的、作为磁体起作用的轴附件(Wellenansatz)的距离。通过可摆动的连杆(其与测量头的高度相比明显更长地来测定)来保证，工作辊的有规律的竖直运动、例如振动保持实际不影响测量结果，因为利用该测量装置可保持电磁测量系统的每个参考平面与所关联的轴附件的距离恒定。

该现有技术不利的是，可摆动的连杆仅构造成使测量装置或测量头跟随工作辊的竖直运动，以便由此将在工作辊的轴附件与测量头之间的距离保持恒定。没有讨论在工作辊在轧制方向(Walzrichtung)上或与反向于轧制方向的水平运动中的问题。

US专利2,032,584公开了一种用于对于手动运行检测在两个的工作辊之间的辊隙的高度的辊隙传感器。其不联结到轧机机架处并且因此可被使用在工作辊对的任何位置中。

最后，英国专利申请GB 886,238公开了一种用于测量在两个工作辊之间的辊隙的大小的测量装置。测量装置包括两个测量滚子(Messrolle)，其由共同的支架来保持并且为了测量辊隙的大小被带到与工作辊的表面相贴靠。测量滚子经由连杆和压力弹簧对由工作辊的两个纵轴线张开的辊隙平面预紧。预紧代表压力弹簧的工作点。辊隙的大小的每个变化、也就是说工作辊相对于彼此的每个竖直运动导致弹簧力关于工作点的变化。弹簧力的该变化(其代表辊隙的大小的变化)被显示在显示装置上。

根据该英国专利申请的测量装置如所述用于检测工作辊相对于彼此的竖直运动、也就是说在工作辊的水平位置不变的情况下辊隙的大小的变化。工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向的移动导致弹簧的工作点的移动和因此增加的测量不准确性。

发明内容

从该现有技术出发，本发明目的在于将已知的测量装置以及带有该测量装置的已知的轧机机架改进成使得测量装置即使在工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向关于机架平面移动时仍提供良好的可用的测量结果而没有在测量精度中的损失。

该目的通过权利要求1的对象来实现。相应地，测量装置包括：辊隙传感器，其用于在辊隙传感器相对于工作辊的合适的相对位置中检测在轧机机架中的两个工作辊之间的辊隙的高度；初始化装置，其用于检测工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向从起始位置到最终位置中的移动；以及辊隙传感器-移动装置，其用于根据由初始化装置所检测的工作辊的移动在轧制方向上或反向于轧制方向将辊隙传感器移动到适合于检测辊隙的高度的相对于在最终位置中的工作辊的相对位置中。

概念“辊隙传感器”在本发明中指用于直接检测辊隙的高度或大小的辊隙传感器；也就是说辊隙传感器构造成直接被引入辊隙中或者说辊子的辊颈(Walzenzapfen)或者Lynetten座(Lynettensitz)之间。

概念“工作辊的移动”在本发明中应在移动矢量的意义中来理解，也就是说其表示量和方向。

概念“辊隙传感器相对于工作辊的合适的相对位置”尤其表示在辊隙传感器的测量头与工作辊的表面或与其Lynetten座之间的对于尽可能精确地检测单个工作辊的位置或用于检测两个工作辊彼此间的距离的适合的距离。仅正确的或合适的相对位置的维持确保所期望的高的测量精度。

借助于根据本发明设置的初始化装置(其构造成检测工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向的移动)，可能在工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向从开始位置移动到最终位置中的情况中使辊隙传感器跟随工作辊到最终位置中，使得在最终位置中也确保在辊隙传感器与工作辊之间的合适的相对位置和因此必需地高的测量精度。

根据第一实施例，初始化装置以机械联结部位(Koppelstelle)、探测头(Tastkopf)或光学的、电子的或磁性的传感器的形式来构造，以检测工作辊的支承部(Lagerung)的至少一个这样的元件的位置的变化，该元件在轧制方向上或反向于轧制方向移动时被一起移动。不同于在辊隙传感器刚性地固定在轧机机架处的情况，初始化装置及其与支承部的被一起移动的部件的有效连接的设置使能够最佳地检测工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向的移动。

工作辊的支承部的在轧制方向上或反向于轧制方向被一起移动的部件涉及水平移动HS移动装置的轧制侧的部件、中间板、弯曲盒带(Biegekassette)或装入件(Einbaustueck)，也就是说工作辊在轧机机架中的支承壳体。

在初始化装置以探测头或机械联结部位中的一个的形式来构造、即与支承部的被一起移动的部件直接接触的情况中，辊隙传感器-移动装置优选地以机械连杆的形式来构造，以将工作辊的支承部的被一起移动的部件的移动运动直接同步传递到辊隙传感器上。在该实施例中，对于辊隙传感器相对于工作辊的跟随行驶有利地通常不需要附加的驱动器，因为用于辊隙传感器的移动功(Verschiebearbeit)在该情况中可由用于工作辊的HS移动装置一起来提供。

连杆可关于联结部位铰接地来构造。

备选地，机械联结部位和连杆然而也可共同构造为在工作辊的支承部的被一起移动的部件中的一个与辊隙传感器之间的刚性连接。

备选于经由机械连杆将支承部的被一起移动的部件中的各个的移动运动直接传递到工作辊上，该传递也可无接触地实现，优选地，如果初始化装置以光学的电气的或磁性的传感器的形式来构造并且设置有光学的或电气的传递通道以将初始化装置的测量信号(其代表工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向的移动)传递到用于移动辊隙传感器的控制和驱动装置处，那么就是如此。

本发明的上面所提及的目的此外通过一种带有所要求保护的测量装置的轧机机架来实现。该解决方案的优点基本上相应于上面参照所要求保护的测量装置所提及的优点。

应补充提及的是，除了用于在轧制方向上反向于轧制方向移动工作辊的HS移动装置之外，轧机机架还可具有轴向移动装置用于轴向移动工作辊。根据本发明不设置辊隙传感器在轴向上与工作辊共同的一起移动，因为尤其当Lynetten座具有恒定的直径时，在工作辊的轴向移动中对于辊隙的检测必需的相对位置、也就是说在辊隙传感器与工作辊的表面或其Lynetten座的表面之间的距离不改变。

最后有利的是，辊隙传感器-移动装置具有运行模式，以将辊隙传感器拉回到在辊隙之外且优选地也在轧机机架之外的静止或拉回位置中。

上面所提及的目的最后还通过一种用于测量辊隙的高度的方法来实现。该方法的优点也相应于上面参照测量装置所讨论的优点。

附图说明

本发明总共附有9个图，其中：

图1在横截面中显示了根据本发明的测量装置的实施例；

图2在俯视图中显示了根据本发明的测量装置；

图3显示了带有不同细节的工作辊的支承部；

图4显示了在工作辊轴向移动时根据本发明的测量装置在轧机机架中的布置；

图5显示了带有用于移动辊隙传感器的控制和驱动装置的在横截面中的根据本发明的测量装置；

图6显示了根据现有技术的轧机机架，其中辊隙传感器布置在工作辊的Lynetten座处；

图7a)-e)显示了根据现有技术的对于辊隙传感器和对于其相对于工作辊的布置的不同实施形式；以及

图8a)-c)显示了根据现有技术的对于工作辊关于机架平面的HS移动的不同示例。

具体实施方式

接下来参照所述图1至5来详细说明本发明。然而之前参照图6至8来说明本发明所基于的现有技术。

图6显示了带有两个支撑辊240-1、240-2(在其之间支承有两个工作辊210-1、210-2)的现有技术的轧机机架。在这两个工作辊之间的距离限定了轧件(这里未示出)在轧制方向上被移动穿过的辊隙。在工作辊的Lynetten座212处布置有辊隙传感器110以检测辊隙的高度。当然，因为Lynetten座相对于辊子的直径典型地缩减，必须将由辊隙传感器所检测的在Lynetten座之间的距离减小地折算成辊隙的(由工作辊的较大的直径引起地)减小的高度H。

图7a)至7e)显示了对于在现有技术中已知的辊隙传感器110的不同实施形式。所有这些辊隙传感器具有以连杆的形式的机械装置(Mechanik)114，用于将测量头112关于工作辊210的Lynetten座合适地定位。典型地，机械装置或连杆借助于弹簧来预紧，使得即使在工作辊210竖直移动时以该方式相应总是确保在测量头与工作辊的Lynetten座或表面之间的预定的距离或确保测量头贴靠在Lynetten座处或工作辊处。

图8a)、b)和c)分别显示了对于工作辊210相对于机架平面200-10的移动V的不同示例。机架平面分别由上和下支撑辊240-1、240-2的纵轴线张开。如图8a)、b)和c)所示，工作辊210和因此辊隙不仅可在轧制方向上而且可反向于轧制方向关于机架平面210来移动。移动的量、也就是说位移(Versatz)在图中以附图标记V表示。该位移关于机架平面200-10的方向通过相应的符号+或-来标明。轧制方向在图8中相应通过水平的箭头来标明。

下面是本发明的说明：

图1显示了根据本发明的测量装置100，其布置在轧机机架的在上工作辊210-1与下工作辊210-2之间的辊隙中。测量装置200包括用于检测在这两个工作辊之间的辊隙的高度的辊隙传感器110。测量装置100此外包括用于检测工作辊210在轧制方向上或反向于轧制方向从起始位置到最终位置中的移动的初始化装置120。轧制方向在图1中以双箭头来标明。

辊隙传感器110根据图1包括测量头112，其布置在相对于工作辊210-1、210-2的周缘或相对于工作辊的Lynetten座的周缘合适的相对位置中。测量头112经由连杆114联接到显示装置116(其显示工作间隙的高度)处。初始化装置120至少以其一半与下工作辊210-2的装入件224相连接。初始化装置120在图1中所示的实施例中经由辊隙传感器-移动装置130直接作用于辊隙传感器110。辊隙传感器-移动装置130在图1中所示的实施例中包括连杆，其可移动地支承在滑套(Schiebehuelse)中。通过装入件224经由初始化装置120和辊隙传感器-移动装置130直接联结到辊隙传感器110处，有利地将装入件224和因此工作辊210在轧制方向上或反向于轧制方向的移动直接同步地传递到辊隙传感器110上。以该方式有利地保证，即使在工作辊在轧制方向上或反向于轧制方向移动时也保持测量头112与工作辊210的表面或Lynetten座(在图1中未示出)的相对位置和因此所期望的测量精度。

图2显示了对由图1已知的组件的俯视图。可识别出辊隙传感器110布置在工作辊210-1的左边的和右边的Lynetten座212处。辊隙传感器110经由辊隙移动装置130与初始化装置120(其在其方面直接接触工作辊210的装入件224)相连接。辊隙传感器-移动装置130具有在轧制方向上或反向于轧制方向的自由度，在移动套(Verschiebehuelse)115平行于轧制方向400的布置处可识别。

图3详细地显示了工作辊210的支承部的各个元件。支承部用于桥接在机架的支座(Staender)与工作辊210的辊颈215之间的距离。在此之间的距离通过例如以楔调节部(Keilanstellung)的形式的水平移动HS移动装置来填充。在图3中所示的实施例中，HS移动装置具有与轧机机架200的支座固定地连接的第一楔和在第一楔子上滑动的第二楔221。在工作辊的辊颈的方向上，中间板220、弯曲盒带223和/或装入件224典型地联接到楔221处。

支承部的所有所提及的部件、也就是说活动的楔221、中间板220、弯曲盒带223和装入件224每个自身可作为对于初始化装置120的参考点用于检测工作辊的移动，因为在该情况中支承部的所述单件在轧制方向上或反向于轧制方向被一起移动。

在图4中可识别出，只要轴向的移动对辊隙传感器110与工作辊的辊颈或Lynetten座的相对位置没有影响，即使在工作辊210轴向移动500时辊隙传感器110也不必在轴向上被一起移动，从而保持对于所期望的测量精度必需的辊隙传感器相对于Lynetten座的相对位置。

不同于图1，图5显示了对于根据本发明的测量装置的实施例，在其中辊隙传感器-移动装置130还具有控制和驱动装置132，其构造成使辊隙传感器110主动地在轧制方向上或反向于轧制方向运动。如果不存在在装入件224与辊隙传感器110之间的直接的机械联结，那么尤其需要该控制和驱动装置132。如果初始化装置120由两个机械分离的联结半部(Kupplungshaelfte)(其中的一个例如联接在装入件224处而另一个联接在辊隙传感器-移动装置130的连杆处)构成，这例如可以是该情况。备选地，如果辊隙传感器-移动装置130在初始化装置与辊隙传感器110之间不设置机械装置或连杆而是取而代之设置光学的或电气的传递通道用于将初始化装置的代表工作辊的移动的测量信号传递到控制和驱动装置处，那么控制和驱动装置132可以是必需的。在两个情况中，控制和驱动装置132用于使辊隙传感器110主动跟踪到工作辊的移动的(最终)位置处。此外，带有控制和驱动装置132的辊隙传感器-移动装置130可具有运行模式用于将辊隙传感器110拉回到在辊隙且优选地也在轧机机架之外的静止或拉回位置中。辊隙传感器跟随到工作辊处可相对于工作辊210的移动同时地、也就是说同步地或时间延迟地实现。

附图标记清单

100 测量装置

110 辊隙传感器

112 测量头

114 机械装置

120 初始化装置

130 辊隙传感器-移动装置

132 控制和驱动装置

200 轧机机架

210-1 上工作辊

210-2 下工作辊

212 Lynetten座

215 辊颈

220 工作辊的支承部

221 HS移动装置的轧制侧的部件

222 中间板

223 弯曲盒带

224 工作辊的装入件(=支承壳体)

240-1 支撑辊

240-2 支撑辊

300 轧件

400 轧制方向=HS移动方向

500 轴向的移动方向

H 辊隙高度

+V 相对于机架平面的正位移

- V 相对于机架平面的负位移。

Claims (16)

1.一种测量装置(100)，其带有：

辊隙传感器(110)，其用于在所述辊隙传感器(110)相对于工作辊的合适的相对位置中检测在轧机机架(200)中的两个工作辊(210-1, 210-2)之间的辊隙的高度(H)；

初始化装置(120)，其用于检测所述工作辊在轧制方向上或反向于所述轧制方向从起始位置到最终位置中的移动；以及

辊隙传感器-移动装置(130)，其用于根据由所述初始化装置(120)所检测的所述工作辊的移动在轧制方向上或反向于所述轧制方向将所述辊隙传感器(110)移动到适合于检测辊隙的高度的相对于在所述最终位置中的所述工作辊的相对位置中。

2.根据权利要求1所述的测量装置(100)，其特征在于，所述初始化装置(120)以机械联结部位、探测头或光学的、电子的或磁性的传感器的形式来构造，以检测所述工作辊的支承部(220)的至少一个这样的元件的位置的变化，所述元件在所述工作辊(210-1, 210-2)在轧制方向上或反向于所述轧制方向移动时被一起移动且其移动因此代表所述工作辊的移动。

3.根据权利要求2所述的测量装置(100)，其特征在于，所述支承部(220)的在所述工作辊在轧制方向上或反向于所述轧制方向移动时被一起移动的元件涉及水平移动-移动装置的轧制侧的部件(221)、在所述轧机机架中所述工作辊的装入件(224)、中间板(222)或弯曲盒带(223)。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的测量装置(100)，其特征在于，在所述初始化装置以所述探测头或所述机械联结部位的形式来构造的情况中，所述辊隙传感器-移动装置(130)以机械连杆的形式来构造，以将所述工作辊(210-1, 210-2)的支承部(220)的被一起移动的部件的移动运动直接同步传递到所述辊隙传感器(110)上。

5.根据权利要求4所述的测量装置(110)，其特征在于，所述机械联结部位和所述连杆共同构造为在所述工作辊的支承部的被一起移动的部件与所述辊隙传感器之间的刚性连接。

6.根据权利要求2或3中任一项所述的测量装置(100)，其特征在于，在所述初始化装置以光学的、电气的或磁性的所述传感器的形式来构造的情况中，所述辊隙传感器-移动装置(130)具有：用于在轧制方向上或反向于所述轧制方向移动所述辊隙传感器(110)的控制和驱动装置(132)；用于将代表所述工作辊的移动的所述初始化装置的测量信号传递到所述控制和驱动装置(132)处的光学的或电气的传递通道，所述控制和驱动装置(132)构造成在对所述测量信号的响应中将所述辊隙传感器移动到适合于检测辊隙的高度的相对于在所述最终位置中的所述工作辊的相对位置中。

7.一种轧机机架(200)，其具有：

两个工作辊(210-1,210-2)，其张开辊隙以轧制金属带；和

水平移动-移动装置(230)，其用于将所述工作辊在轧制方向上或反向于所述轧制方向从起始位置移动到最终位置中；

其特征在于：

辊隙传感器(110)，其用于在所述辊隙传感器相对于所述工作辊的相对位置合适时检测在两个所述工作辊(210-1, 210-2)之间的辊隙的高度(H)；

初始化装置(120)，其用于检测所述工作辊在轧制方向上或反向于所述轧制方向从所述起始位置到所述最终位置中的移动；以及

辊隙传感器-移动装置(130)，其用于根据由所述初始化装置(120)所检测的所述工作辊的移动在轧制方向上或反向于所述轧制方向将所述辊隙传感器(110)移动到适合于检测辊隙的高度的相对于在所述最终位置中的所述工作辊的相对位置中。

8.根据权利要求7所述的轧机机架(200)，其特征在于，所述初始化装置(120)以机械联结部位、探测头或光学的、电子的或磁性的传感器的形式来构造，以检测所述工作辊的支承部(220)的至少一个这样的元件的位置的变化，所述元件在所述工作辊(210-1, 210-2)在轧制方向上或反向于所述轧制方向移动时被一起移动且因此代表所述工作辊的移动。

9.根据权利要求8所述的轧机机架(200)，其特征在于，所述支承部(220)的在所述工作辊在轧制方向上或反向于所述轧制方向移动时被一起移动的元件涉及所述水平移动-移动装置的轧制侧的部件(221)、在所述轧机机架中所述工作辊的装入件(224)、中间板(222)或弯曲盒带(223)。

10.根据权利要求8或9所述的轧机机架(200)，其特征在于，在所述初始化装置以所述探测头的形式或以所述机械联结部位的形式来构造的情况中，所述辊隙传感器-移动装置(130)以机械连杆的形式来构造，以将所述工作辊的支承部(220)的被一起移动的部件的移动运动直接同步传递到所述辊隙传感器上。

11.根据权利要求10所述的轧机机架(200)，其特征在于，所述机械联结部位和所述连杆共同构造为在所述工作辊的支承部的被一起移动的部件与所述辊隙传感器之间的刚性连接。

12.根据权利要求8或9所述的轧机机架(200)，其特征在于，在所述初始化装置以光学的、电气的或磁性的所述传感器的形式来构造的情况中，所述辊隙传感器-移动装置(130)具有：用于在轧制方向上或反向于所述轧制方向移动所述辊隙传感器(110)的控制和驱动装置(132)；用于将代表所述工作辊的移动的所述初始化装置的测量信号传递到所述控制和驱动装置(132)处的光学的或电气的传递通道，所述控制和驱动装置(132)构造成在对所述测量信号的响应中将所述辊隙传感器移动到适合于检测辊隙的高度的相对于在所述最终位置中的所述工作辊的相对位置中。

13.根据权利要求7至9中任一项所述的轧机机架，其特征在于，所述辊隙传感器-移动装置具有一运行模式，以将所述辊隙传感器拉回到在所述辊隙和/或所述轧机机架之外的拉回位置中。

14.根据权利要求7至9中任一项所述的轧机机架，其特征在于，所述轧机机架具有轴向移动装置，以使所述工作辊轴向移动。

15.一种用于测量在轧机机架(200)中的两个工作辊之间的辊隙的高度(H)的方法，其带有以下步骤：

将所述工作辊(210-1, 210-2)定位在起始位置中；

将辊隙传感器(110)定位在适合于检测辊隙的高度的相对于在所述起始位置中的所述工作辊的相对位置中；

检测所述工作辊在轧制方向上或反向于所述轧制方向从所述起始位置到最终位置中的移动；并且根据所述工作辊的所检测的移动使所述辊隙传感器在轧制方向上或反向于所述轧制方向行驶到适合于检测辊隙的高度的相对于在所述最终位置中的所述工作辊的相对位置中。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述辊隙传感器的行驶相对于所述工作辊的移动同时/同步地或时间延迟地实现。