CN1038954A - 将一个成型的轧制件连续轧制成预定的截面、尺寸精确的、(成品)型材的加工方法和轧棍机列 - Google Patents

Abstract

将一个成型轧制件连续轧制到预定横截面的尺寸精确的(成品)型材加工方法，借助顺次安置的轧辊机架。轧辊机架具有轧辊对；它们的轴线平面是相互垂直安置的，并且它们具有彼此相对安置的孔型凹槽，该孔型决定了待轧制的轧制件的相应横截面轮廓。该轧制件在离开最后的轧辊机架后就进入后边的主轧机架的两个轧辊的接触线区域，并在轧制件横截面的部分周边区域内如此作孔型轧制，全部进入主轧机架的轧制件材料总要充满主轧机架的孔型，并且不会使在这一轧制接触线区域内引起值得注意的轧制件横截面的变形。

Description

本发明涉及一种将成型的轧制件连续轧制成预定截面的、尺寸精确（成品）的型材的加工方法，借助依次连续安置的带有轧辊对的轧辊机架，该轧辊对的两轴线面是互相垂直设置的，并且它们具有彼此相对安置的、确定所通过的轧制型材带的相应横截面的孔型，在一个轧辊机列上实施这一加工方法。

一个从连续轧辊机列轧过的例如直径大约为20-25mm的轧制产品一般具有公差范围为+/-0.5mm。而在轧制尺寸精确的型材截面时，这一公差范围只有0.05甚至更小。此外，由于轧制产品在其长度上所承受的温度是波动的，并且由于另外的影响因素，例如材料质量，在机列的轧辊机架间的拉伸和转动等，就在从最后轧辊机架出来的轧制品上得到一个这样横截面，它的形状和特性对于进一步的轧制是不能予先精确确定的，因此，在基本上超过轧制力的予先张紧作用力下来轧制例如用一个构成位置精确的封闭的轧辊孔型的轧辊对进行轧制时就产生了困难，而这些困难又带来了一系列缺点，因为，在轧辊机列的轧制过程中，轧制出的轧制品的不利特性、首先是横截面形状的不利特性不能再加以改变。此外，困难在于，由于轧辊对构成的自身封闭的轧辊孔型不是通过有规律的调节可以改变的，其结果是，轧辊孔型由于变化的横截面形状或者变化的材料特性例如由于从轧辊机列来的产品的温度的波动而不能完整地填满或者过渡充满。应用具有等级尺寸的轧辊孔型的数个前后安置的轧辊对能够或多或少地满意地消除这种困难。另一困难，亦即，从最后终端机架出来之后在型材周围生成的部分地或多或少较强的不利边缘尖棱至今也是用数个前后安置的轧辊对用已述方法所不能消除及避免的，同样地，这些缺点是由于产品的转动倾向和前后安置的轧辊对的拉伸作用而产生。最后，至今仍未成功的是，在这种轧辊中，对轧制品如此设置成型工序，即，在它的全部长度上具有一个均匀的成品型截面。

本发明的任务在于，改进上述类型的加工方法，避免及消除所述的困难和缺点，并提供实施该加工方法的适宜装置。

本发明对这一任务的解决方案是基于这些技术知识：为使从轧辊机列出来的轧制产品形成一个均匀的横截面形状和接缝，是通过一个尽可能均匀的压缩变形分配，也就是说，较小的宽度增量和均匀的接缝致密以及通过在轧制品的长度和其横截面上施加均匀的轧制温度来实现的。在轧制中，变形是由于轧制件通过孔型而引起的高度降低发生的。由此，就导致长度和宽度增加。在轧制中首先是期望一个长度的增加。而宽度的增加一般是较少期望的现象。横截面在这一过程中要挤压展宽，而其高度很少或者根本不降低，依此，就只获得一个不足的或者没有延长。由于各横截面之间的关系，展宽的截面部分同时出现，并通过出现的拉伸力被延长，而展宽的截面部分只有一个微小的高度降低。展宽的边缘部分要经受一种边棱撕裂的危险。如此出现这样的展宽作用，那么，就要求在下一个轧制孔型中有一个相应较大的高度下降，并由此要较大的轧制力，较大的变形力矩，和为此一个较高的功率消耗。但是，这种展宽不仅要求较大的功率，而且，还必须在每个孔型中实施较大的压缩量，或者必须设置较多数量的前后有效作用的轧制孔型。

为改善上述类型加工方法，要试图一种尽可能出现小展宽的轧制变形。这种展宽的尺寸可通过轧制件温度和轧辊与轧辊件之间的摩擦特性、轧制速度、孔型的形状以及轧辊直径来施加影响。轧制件温度就当前的情况下是由轧辊机列预先确定的，并且是不可影响的。轧辊和轧制件之间的摩擦特性可以通过相应的表面结构设置作有利地改进。同样，轧制速度是由轧辊机列给出的。而孔型形状应该在很大程度上避免展宽作用，和在轧制件宽度上实施一个尽可能均匀的压缩量。在谈及的相关情况中可最先施加影响的是轧辊直径，出于这一原因应该尽可能设置得小些，因为这样，展宽作用小，并且在保持高度减小的同时，减少要通过的轧制孔型数目和变形阻力。此外，还产生较小的轧制力和转动力矩，这样只需设置较小的驱动功率。还有，展宽的趋向维持在较小状态，这就减少了轧辊的磨损，从而能较好地获得所期望的狭窄的公差范围。进而大体上在轧辊孔型中出现有利的变形比例，并且，这一轧制件的表面由于轧辊和轧制件之间的短的接触距离而得以改善。

因此，上面所述任务的解决方案的特征在于，在一个或数个预轧机架中的轧制件在离开最后的预轧机架后就进入后边的主轧机架内的两个轧辊的接触线区域，同时以其横截面部分周边区域如此地进行孔型轧制，即，全部进入轧机机架的轧制件的材料总将该主轧机架的孔型充满，而不会使此时的轧制线接触区发生值得注意的变形;主轧机架轧辊对的转数可以根据最后预轧机架轧辊的转数调节到在轧制产件上施加一个很轻拉力的情况。另外，还可以对预轧机架轧辊的转数在该轧辊与轧制件之间所允许的小的打滑情况下进行调整。一个实施该加工方法轧辊机列按照本发明要求可以至少具有两个依次排列的精轧机架，其中，轧辊对的轧辊是可以用一个基本上超过轧制力的预应力相对定位，同时，在前边安置的精轧机架中至少在两个孔型底部的壁区域内和在后边安置的精轧机架中，并且基本上在两个孔型的全部壁区域内的构成孔型的周边线轮廓的几何形状与预先规定的成品型材横截面的周边线轮廓的几何形状相一致。这一点可以通过如下措施有利地实现，即，前边安置的精轧机架的孔型底部区域的中点间距是微小于或等于在这一区域变形的型材横截面的预先规定的成品的直径。另外，后边安置的精轧机架的轧辊对轧辊至少具有本身已公知的，在孔型凹槽之外侧安置的、在轧制时按次序排列并以预应力相对被压紧的圆周段。这一轧辊对的轧辊可以在依次安置的圆周段的弹性范围内相对预应力彼此作位移可控制的和可定位的调整，而孔型凹槽的边棱按目的要求具有一个倒圆，它在孔型周边线的轮廓上构成一个微微侧向往外指向的对称凸起，同时这一倒圆可以具有一个半圆形状，例如半径为1至2毫米。与预先规定的成品型材横截面的周边线几何形状相一致的该精轧机架或前置精轧机架的孔型凹槽底部的壁区域要如此确定尺寸，即该壁区域要复盖精轧机架的孔型周边线上的对称的突起区域。

也可以在一个轧辊机列中安置所述的精轧机架以代替前、中间、和/或末端机架部分。也存在这样的可能方案、即为轧制一个预先规定的中间型材横截面而在一个轧辊机列的依次安置的轧辊机架内安置这样的精轧机架。一个或数个轧辊对也可以用支承轧辊支承，而驱动则可以直接或通过这些支承轧辊来实现。轧辊对也可以由支承轧辊承载并由它们从径向和/或轴向驱动。还有，预应力也可以由支承轧辊传递到轧辊对上，也可以设置支承轧辊对中的两个轧辊之一的支承轧辊。

在一个轧辊机列中，该轧辊机列具有一个独立的、前后安置的轧辊机架的第一加工阶段和一个此后安置的由数个组装在一个加工基块上的轧辊机架构成的第二加工阶段，这一预轧孔型和本身构成封闭轧制孔型的轧辊对可以安置在第一加工阶段之后而没有第二加工阶段，或者安置在第一和第二加工阶段之间，也可安置在第二加工阶段之后。

构成预轧辊孔型的轧辊对轧辊和连续输送轧制件的轧辊机列的最后轧辊机架的轧辊的直径比例按照本发明要求可以达到的数值为0.7或更小。构成预轧辊孔型和自身构成封闭轧辊孔型的轧辊对的直径此时可以是大致相等的，同时，可以设置成轧辊盘具有一个大约250毫米直径或更小些。在这样一个轧辊直径的尺寸确定的情况下，构成预轧辊孔型并自身构成封闭孔型的轧辊的两条轴线所处平面间的距离与两个轧辊对的半径之和大约一致时，那么，在两个轧辊孔型间就得到一个这样短的距离，以致于不可能出现影响轧制件的温度改变或转动倾向或者仅在几乎不可测到的范围内出现。

构成预轧孔型的轧辊对可以安置在支承件上，该支承件通过可调节的进给轴而相互连接，并且，支承件是通过由压力介质施加压力的活塞以及可顶置该活塞的可变化不同高度的限位块与上述进给轴的张紧力相反支承的。这一结构允许构成预轧孔型的轧辊对相对于由进给轴施加压紧力（此处它起预应力作用）在进给轴的弹性范围内通过施加给活塞的压力介质的压力的精确计量的变化以最小的位置行程进行精确的调整。在实践中表明，位置行程从0.01毫米到更小都可调节。采用这种准确的调整方案，该预轧孔型就可以在较少的轧制件试验道次内很快地和精确地与相应的给定尺寸相适应，并且，还可以在轧制件运行中在轧制压力下作后调整。本发明装置的另外结构设置和应用方案在从属权利要求中作了描述。

在实施本发明的加工方法并同样应用本发明的轧辊机列的情况下，在预轧和紧跟其后安置的主机架中的轧制件的型材横截面的变形具有的特征是，它们记录了在一个拉模的孔型中轧制件的变形过程。这样实施的结果，有时与在拉伸棒材时所能够达到的结果相符，即除了一个令人惊叹的大到10至15%的大轧制量之外，同时还产生一个轧制件，其成品型面不仅在圆形截面而且在方形截面下都只有一个微小的与预先规定的额定尺寸的偏差，特别是这种横截面稳定性在整个棒长度上都保持不变。

本发明将借助在附图中描述的实施例进行详细阐述。在附图中表明：

图1    本装置总体设置的侧视简图

图2    图1的俯视图

图3    图2中部分单元的放大图

图4    图3的侧视图

图5    图3另一侧面的部分放大图

图6    图5的俯视图

图7    图5的一个侧视图和

图8    图4中沿直线C-C的部分截面图。

如从图1和2中可以看出的，在由箭头W所指示的轧制品运动线方向上，前后相邻地安置了构成一个敞开的粗轧孔型的垂直轧辊对1和构成自身封闭的轧制孔型的水平轧辊对2。用一个距离D表示轧辊对1和2的两个相对公共轴线平面的间距，它稍大于这两个轧辊对1和2的半径M₁和M₂之和。该装置位于一个未描绘的连续轧辊机列的最后支架4的用3标记的垂直轧辊对之后，由该连续轧辊机列出来的成形的轧制品沿W表示的轧制品运动线的方向进入本装置。水平轧辊对2安置在一个不属于本发明的压紧的轧辊机架5上，它将这一水平轧辊对2的轧辊用一个所希望的基本上超过轧辊力的预夹紧力相对压紧。该水平轧辊对2的驱动是由一个电机6通过一个中间传动装置7和万向连轴节8来实现的。而垂直轧辊对1将用一个电机9通过一个万向连轴节10和一个以后还要详细说明的锥齿轮传动装置11并借助带齿三角皮带12来驱动。

从图3和4以及用5和6可以看出，垂直轧辊对1各安置在一个支承件13以及14中。两个支承件以V形槽15a可移动地安置在一个承载平板15上，并在上边可用夹紧装置16固定。承载平板15立置在一个承载箱17上，而箱体17与水平轧辊5一起被一个基板18承载，基板18本身可在箭头A方向上从一个公共底板19上被拉出。基板18可用夹紧装置20与底板19（图1和4）相对固定。在将载有立置的水平轧辊机架5和带垂直轧辊对1的支承件13、14的基板18推出来的情况下，万向连轴节10就从锥齿轮传动装置11上卸开，而此时将驱动力传递到水平轧辊机架5上的万向连轴节8就从中间传动装置7上卸开，并由基板18的附加件18a所承载，而且与其和其上边安置的总体都可以从轧制线中卸走;同样，还有这一由基板18承载的锥齿轮传动装置11。

从图5和6中可以看出，通过垂直轧辊对1的两个轧辊支承件13、14在该轧辊的上方和下方导入一对光杠21及22。在光杠21、22对应的超长的螺纹端部上拧装了带齿三角皮带轮23，24，而在另一端部上固定地安置了棘轮25，它们可以借助闭锁杆26停止转动而与支承件13及14相对固定。围绕皮带轮23、24（参见图7）置入一个带齿三角皮带27。带齿三角皮带轮23装备一个四角调整件28。而带齿三角皮带轮23和24安置在支承板29上，该支承板与隔板30一起构成一个支承壳体，它靠置在支承件14上并可以紧压其上。在这个支承壳体上向外突出地附加安置一个铰链式销钉31，它与一个操纵杆32相连接，而该杆32具有一个螺纹销件32a，其又可纵向移动地导入一个环件33中，而环件33通过一个夹持平板34与承载平板15固定连接。在环件33的两边并在螺纹销件上拧装上调节螺母35。在支承件13、14的彼此相对的侧面13a和14a中，总在垂直轧辊对1的上方和下方，相互对置地在对应的扩孔中安置了一个压力介质作用的钵体活塞36和一个可更换的限位块37。

在垂直轧辊对1的向下指向的轴延伸件1a上置有带齿三角皮带轮16（参见图8和图2），它由已经提及的带齿三角皮带12以及一个回转圈套所围绕。这个带齿三角皮带12围绕着一个在锥齿轮传动装置11上安置的驱动齿轮38和一个张紧滚轮39回转运行。该张紧滚轮的轴39a（图3）是可移动地和可固定地安置在支承箱17中的一个弹性支承的导向装置14上。

这两个支承件13、14可以在它们安置到支承板15上以后，通过调整四角件28的转动经带齿三角皮带轮23将这一转动由带齿三角皮带轮27传递给全部4个带齿三角皮带轮23，24上，然后就在进给轴21，22上施加一个相应的拉伸，从而在V形槽15a中作纵向的相对位移运动，同时在一个支承件14中的钵体活塞36就支撑到在另一支承件14中的限位块27上。为此，要按照两个垂直轧辊1之间的待调节的孔型K的尺寸来确定这一可选择的限位件27的相应高度。依据孔型K的这种粗调节，就可进行它的精调节。这一点可通过施加一个液压作用力到钵体活塞36的侧背来实现，而压力大小与所需压力的大致一半相符，该所需压力指的是使进给轴21，22在它的弹性范围内张紧至允许的数值上。按照这种对孔型K的精调节，两个支承件13，14就借助操纵杆32和调节螺母35被调整到在共同与轧制品运动线W相垂直的方向上彼此相对张紧的状态，以致于该孔型K被定于轧制品运动线W的中心。然后，被操纵杆32用调整螺母35与环件33作相对固定，接着，两个支承件13，14之一，此处为支承件13借助夹紧件16固定在承载板15上。另一个支承件14必须横向可运动地置于承载板15上，因为，孔型K的精调整是如此实现的，即，通过调整好的施加于钵体活塞36的背侧的克服进给轴21，22的张紧压力并在其弹性范围内的小的压力增量，就使所希望的孔径K宽度的改变以对于实施该加工方法所必需的最小的开启宽度节段为mm量级来实现，而这一点就要求支承件14有一个相应的横向移位性。

这一与已描述的孔型K的调节等级相联系的两个支承件13、14或之一的调节运动和在其上支承的垂直轧辊1以及在轴延伸件1a上安置的带齿三角皮带轮16的调节运动就在垂直轧辊1的驱动侧通过带齿三角皮带12以及相关的张紧轮39而得以相应补偿。

除了已经描述的可能方案以外，即将水平轧辊机架5连同由支承件13，14和垂直轧辊1以及它们的驱动传动装置11，38，39，1b和12组成的垂直轧辊装置共同随底板19的基板18拉出外，也可以只将由承载板15，支承板13，14与垂直轧辊1，带齿三角皮带轮1b和张紧轮39组成的垂直轧辊装置随承载板15向上拆卸开。而带齿三角皮带的驱动小齿轮38仍与带齿三角皮带保留在承载箱17中。此时，该承载板起到了一种可更换平板的作用，由此就可以用一个预先制好的第二套这类部件去更换第一套部件。

Claims (32)

1、将一个成型轧制件连续轧制到预先规定的、尺寸精确的(成品)型材横截面的加工方法，借助带轧辊对的依次安置的轧辊机架，轧辊对轴线的平面相互垂直安置，它们具有彼此对置的，确定相应的轧制件的横截型面的孔型凹槽，其特征在于，

在一个或多个预轧机架中的轧制件在离开最后的预轧机架后就进入后边的主轧机架的两个轧辊接触线区域，并在其横截面的部分(局部)周边范围内如此作孔型轧制，即，全部进入主轧机架的轧制件材料总要充满该主轧机架的孔型，并且不会使在这一轧制接触线区域内引起值得注意的轧制件横截型面的变形。

2、按照权利要求1的加工方法，其特征在于，主轧机架的轧辊转速依据最后预轧机架的轧辊转数在轧制件上施加一个很小的拉伸力作用下进行调整。

3、按照权利要求1和/或2的加工方法，其特征在于，预轧机架轧辊的转速在允许该轧辊和轧制件之间有一个轻微打滑的情况下进行调整。

4、实施权利要求1至2中之一和数个的加工方法的装置，其特征在于，

至少置有两个依次排列的精轧机架，其中的轧辊对的轧辊是用一个基本上超过轧制力的预应力相对定位，同时，在前面安置的精轧机架中并基本上在两个孔型凹槽底部的全部壁区域内以及在后面安置的精轧机架中并基本上在两个孔型凹槽的全部壁区域内的构成孔型周边形轮廓的几何形状与预先规定的成品型材横截面的周边线轮廓的几何形状相一致。

5、按照权利要求4的轧辊机列，其特征在于，前置的精轧机架孔型的底部区域的中心距离稍小于或等于在这一区域内成形的型材横截面的预先规定的成品直径。

6、按照权利要求4和/或5之一的轧辊机列，其特征在于，后置的精轧机架轧辊对的轧辊至少具有已公知的，在孔型凹槽外部侧安置的、在轧制时按次顺排列的、并用预应力相对压紧的圆周段。

7、按照权利要求6的轧辊机列，其特征在于，该轧辊对的轧辊是可以在依次安置的圆周段的弹性范围内相对预应力而彼此作行程控制的和可位置的调整。

8、按照权利要求6的轧辊机列，其特征在于，该孔型凹槽的边棱具有一个倒圆，它在孔型周边的轮廓上构成一个微微侧向往外指向的对称凸起。

9、按照权利要求7的轧辊机列，其特征在于，该倒圆具有一个半圆形状。

10、按照权利要求8的轧辊机列，用于轧制具有直径为10至20mm的圆形横截面的成形轧制件，其特征在于，该倒圆半径为1至2mm。

11、按照权利要求6至10中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，与规定的成品型材截面的周边线几何形状相一致的精轧机架或前置的精轧机架的孔型凹槽底部的壁区域为后置的精轧机架的孔型周边线的对称凸起区域所复盖。

12、按照权利要求4至11中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，安置依次排列的精轧机架以代替轧辊机列中的前轧，中间轧和/或末端机架部分。

13、按照权利要求4至12中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，为了轧制一个预先规定的中间型材截面，在轧辊机列的安次顺排列的轧辊机架内安置了精轧机架。

14、按照权利要求4至13中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，一个或数个轧辊对是用支承轧辊支承的。

15、按照权利要求14的轧辊机列，其特征在于，直接地或通过支承轧辊对轧辊对实行驱动。

16、按照权利要求14和/或15的轧辊机列，其特征在于，轧辊对由支承轧辊支承，并由其作径向和/或轴向引导。

17、按照权利要求14至16中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，该预应力从支承轧辊传递到轧辊对上。

18、按照权利要求14至17中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，置有两个将轧辊对的相应轧辊支承住的支承轧辊。

19、按照权利要求14至18中一个或几个权利要求的轧辊机列，置于一个具有独立的、连续安置的轧辊机架构成的第一加工阶段和一个此后安置的由数个组装在一个加工基块上的轧辊机架构成的第二加工阶段的轧辊机列中，其特征在于，构成预轧孔型的和自身构成封闭孔型的轧辊对安置在第一加工阶段之后而没有第二加工阶段，或者安置在第一和第二加工阶段之间，或者安置在第二加工阶段之后。

20、按照权利要求14至19中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，构成预轧孔型的轧辊对（1）的轧辊和连续输送轧制件的轧辊机列的最后轧制机架（4）的轧辊（3）之间的直径比例大约为0.7和更小。

21、按照权利要求14至20中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，构成预轧孔型的轧辊对（1，2）的轧辊和构成自身封闭孔型的轧辊对（1，2）的轧辊的直径是大致相等的。

22、按照权利要求14至21中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，轧辊对（1，2）的直径大约是250mm和更小。

23、按照权利要求5至14中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，构成预轧孔型的轧辊对（1，2）的相应两轴线的共同平面和构成自身封闭孔型的轧辊对（1，2）的相应两轴线的共同平面之间的距离大致与两个轧辊对（1，2）的半径之和相一致。

24、按照权利要求5至15中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，构成一个预轧孔型的轧辊对（1）安置在支承件（13，14）上，它们是通过可调节的进给轴（21，22）而彼此连接，并且，它们是通过压力介质施压的活塞（36）以及可顶置该活塞的可变化不同高度的限位块与上述进给轴的张紧力相反支承的。

25、按照权利要求16的轧辊机列，其特征在于，该进给轴（21，22）具有螺纹端部，其上导入带齿三角皮带轮（23，24），围绕该皮带轮置入一个共同的带齿三角皮带（27），同时齿轮（23，24）之一的齿轮（23）是可旋转驱动的。

26、按照权利要求16和/或17的轧辊机列，其特征在于，用压力介质施加作用的活塞（36）是设置成在支承件（14）的侧壁上的扩孔中安装的钵体活塞。

27、按照权利要求16至18中一个或几个权利要求的轧辊机列，具有一个张紧的、并安置有构成自身封闭孔型的轧辊对的水平轧辊机架，其特征在于，带有一个构成预轧孔型的垂直轧辊对（1）的支承件（13，14）和水平机架（5）是可拆卸的并从它的驱动装置（9，10和6，7）上可分离地安置到一个共同承载件（承载箱和基板17，18）上，该承载件是在一个底板（19）上可移动并可固定的。

28、按照权利要求19的轧辊机列，其特征在于，带有垂直轧辊对（1）的支承件（13，14）是可移动和可固定地安置在一个承载板（15）上的，而承载板（15）是可从承载箱（17）上取下的。

29、按照权利要求16至20中一个或几个权利要求的轧辊机列，其特征在于，该垂直轧辊对（1）的轧辊在向下指向的轴延伸件（1a）上置有带齿三角皮带轮（1b），围绕它采用一种转向迁回安置，敷设另一个围绕传动齿轮（38）和一个张紧轮（39）的带齿三角皮带（12）。

30、按照权利要求21的轧辊机列，其特征在于，该传动齿轮（38）安置在一个与驱动电机（9）联接的锥齿传动装置（11）的驱动件上，同时，该锥齿传动装置的轴线和传动齿轮（38）的轴线处于这两个带齿三角皮带轮的共同轴线平面上或者与这个轴线平面几乎平行的平面中。

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