CN1093025A - 工作辊的热态外形的控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

为了在带材的轧制中尤其是在带材边缘接触区 域中的工作辊的热态外形更好地与所希望的设计外 形相一致，建议采用其相对于工作辊的位置是可调节 的防护壳，该防护壳在带材边缘区域中能够影响工作 辊的表面温度。

Description

本发明涉及一种在带材、包括不同宽度的带材的轧制中控制工作辊热态外形的方法和装置。
在热轧带材情况下，如果不经调节装置调节，工作辊的凸度随着轧制材料喂入量的增加而持续增大，其程度由热负荷的影响来决定。由于这种本身变化的受热凸起，使得轧辊外形与设计外形的偏差逐渐增大。
人们知道，利用诸如位移装置和/或弯曲装置等合适的调节装置，例如“CVC”位移机构，或利用合适的冷却装置，可以影响要轧制的轧制带材中部的热态外形，使得工作辊的实际外形与设计外形相适应。但是对轧辊与带材边缘的接触区域中的轧辊外形却不能施加足够的影响。同样，在轧制不同宽度的带材或者使工作辊周期性相互相对移动时，带材边缘接触区域中的热态轧辊外形也没有得到任何改善。
本发明的目的是提出一种控制工作辊的热态外形的方法和一种实施该方法的装置，采用该方法或装置可以在带材的轧制中对工作辊的实际外形尤其是带材边缘接触区域施加影响，使之与工作辊的设计外形相适应。
按照本发明的方法，上述目的是由权利要求1的特征来实现的。由这些措施能使轧辊在带材边缘的接触区域中并且特别是在带材接触区域旁边得到保温，从而在被罩住的带材部分中的热凸起被扩展开，使带材边缘接触区域旁边的由于热量迅速排走造成的陡降部分通过保温而大大向外推移。
尤其有利的是，可以在计算机中依据一个计算模型计算出工作辊在带材边缘接触区中的热态外形，或者测量工作辊沿轴向上的热凸起及温度变化，以便测定防护壳的位移位置，当防护壳处于位置时，热凸起得到最佳的补偿，而陡降部分最大程度地向外推移。
如果还应用公知的方法例如周期性移动工作辊或轧制不同宽度的带材，则可望实现对带材边缘接触区域中的热凸起产生更大的影响，例如使热凸起均匀。
冷却介质按控制地或可调节地输送到工作辊中部并且使防护壳相对冷却介质密封，从而使工作辊的热态实际外形更好地与设计外形相一致。
按照本发明的装置，上述目的是由权利要求7的特征来实现的。由于在工作辊的带材边缘接触区域中和在轧辊与轧制材料不接触的区域中形成了不希望有的热凸起，如果应用权利要求7的所述的措施则能保证这些轧辊区域中的温度充分均匀。
通过装在带材入端的加热装置例如感应加热装置与装在带材出端的防护壳的组合，可以实现工作辊外形的最佳调节。
如果实现权利要求8或9的特征，则防护壳能更精确地定位。为了能更换轧辊，防护壳和必要时加热装置应配置传动装置，使防护壳和加热装置能从工作辊移开。
权利要求14至17给出了用于保护壳和必要时也用于加热装置的一些有利的移位装置。如果防护壳不是消极的而是可以加热或冷却，或者具有用于轧辊被罩住区域的加热机构，那么在给定情况下还可以更好地影响工作辊的外形。
冷却介质被输送到工作辊中部，以便对工作辊上的热凸起施加影响，但为了防止冷却介质进到带材边缘接触区域，建议设置密封件和必要时设置压力空气喷嘴。现已证明以下措施是有效的，即用矩形防护壳取代其它形状的防护壳，以便能更好地影响工作辊的被罩住的区域和未被罩住的区域之间的过渡区域，从而能更好地影响热量的均衡。
下面对照附图详细描述本发明的一个实施例。
附图中，
图1是在不同的操作条件下工作辊的热态外形图，
图2是一个带有防护壳的工作辊的侧视图，
图3是配置于一个未示出的工作辊上的防护壳前视图。
由图1中可见，在带材1的上方绘制了在四种不同的操作条件下工作辊2，2′，2″，2
Figure 931147565_IMG2
的由热决定的外形或轮廓。操作条件a）中示出的是具有通常外形的工作辊2′。在带材边缘3的区域中已经可以看到此处的热态凸起已有一个很强的下降段，从而在轧制中会在带材边缘区域形成很大的平直度误差和断面形状误差。
在操作条件b）情况下，工作辊2在带材边缘接触区域或由防护壳罩住，相对于通常的热凸起而言，此处凸起的受热变化外形已经相当程度地外移了。由此调整的平直度误差和断面误差相应变小。
在操作条件c）下，除了采用防护壳外，还周期性地沿轴向移动工作辊2″。由图可见，此处有一个近乎在整个带材宽度上相同的热凸起。
在操作条件d）下，带材边缘接触区域由防护壳大面积地罩住，此时形成一部分比工作辊中部更强的热态凸起。热凸起只到带材边缘接触区域外部时才开始强烈下降。在例如操作条件b）和d）之间，防护壳的最佳位移位置可以依据计算模型计算出来。
从图2中可以看到带材1，工作辊2和一个支撑辊4的一部分。在轧制带材的入端和出端示出了防护壳5，6，此外还可看见冷却装置7，8，该冷却装置将冷却介质输送到工作辊2的中部。为防护壳5，6配置的传动机构9，10用于使防护壳5，6脱离开工作辊2，以便能够进行可能需要的维修或更换轧辊。通常的导卫板11，12防止冷却介质进到轧制带材上。
图3示出了轴承座13，14，导杆15，16可转动地支承在其中。从图中所示的中部看，导杆15，16一端具有右旋螺纹15′，16′，另一端有左旋螺纹15″，16″。在螺纹15′，16′区域中的防护壳5′和螺纹15″，16″区域中的防护壳5″经螺母17′，18′;17″，18″装在导杆15，16上而受其导向。导杆通过链条19而同步转动，并由马达20提供给导向的螺纹杆15，16的转动的驱动力。由于螺纹17′，17″和18′，18″具有旋向不同的螺距，按照马达20转动方向的不同，可以使防护壳5′，5″或者相互靠拢，或者相互移开。未示出的传动机构10例如作用在轴承座13，14上，并使它们保持住，由此能够将防护壳5′，5″移向工作辊2，或者从工作辊2上移开。
标号表
1    带材
2    工作辊
3    带材边缘
4    支撑辊
5    防护壳
6    防护壳
7    冷却装置
8    冷却装置
9    传动机构
10    传动机构
11    导卫板
12    导卫板
13    轴承座
14    轴承座
15    导杆
16    导杆
17    螺母
18    螺母
19    链条
20    马达

Claims (28)

1、在轧制可能具有不同宽度的带材时用于控制工作辊的热态外形的方法，其特征是，确定轧制带材(1)的边缘(3)在工作辊(2)上的位置，测定出热隔离防护壳(5，6)的位移位置，该防护壳(5，6)能罩住带材边缘(3)中的轧辊部分长度，由此能影响轧辊(2)中的温度变化，移动防护壳(5，6)，使之有选择地罩住轧辊(2)在带材边缘接触区域中的纵向区域以及轧辊(2)在轧制中不与轧制材料(1)接触的纵向区域。
2、按照权利要求1的方法，其特征是，依据一个计算模型计算沿工作辊（2）的轴向的热凸起，以便测定防护壳（5，6）的位移位置，并且这样移动防护壳（5，6），使之能克服在工作辊（2）的带材边缘接触区域中形成的、工作辊（2）设计外形的受热偏差。
3、按照权利要求1的方法，其特征是，测定沿工作辊轴向的热凸起及轧辊温度，以便测定防护壳（5，6）的移位位置，并且这样移动防护壳（5，6），使之克服在带材边缘接触区域中测得的工作辊设计外形的受热偏差。
4、按照权利要求1至3中至少之一的方法，其特征是，可以在工作辊（2）的沿轴向位于防护壳（5′，5″;6′6″）之间的区域上施加冷却介质，根据在防护壳（5′，5″;6′6″）之间区域计算出的热凸起确定冷却介质的分布和必要时冷却介质的温度分布，并且将冷却介质施加到工作辊上克服热凸起，以便使之与工作辊（2）的设计外形相符。
5、按照权利要求4的方法，其特征是，工作辊（2）由防护壳（5，6）罩住的区域相对于施加冷却介质的区域可以针对冷却介质进行密封。
6、按照权利要求1至5中至少之一的方法，其特征是，可以调节防护壳（5，6）的温度和必要时其轴向温度分布。
7、实施按照权利要求1至6中至少之一所述方法的装置，其特征是，至少有一对热防护壳（5，5′;6，6′）在径向上部分地罩住工作辊（2）的纵向区域，至少有一个使防护壳（5，6）沿工作辊轴向移动的位移装置，和一个至少依赖轧制带材边缘（3）来对防护壳（5，6）定位的控制装置。
8、按照权利要求7的装置，其特征是，控制装置有一个计算热凸起的计算机。
9、按照权利要求7的装置，其特征是，控制装置有一个测定热凸起的测量辊或温度传感器。
10、按照权利要求7至9中至少之一的装置，其特征是，设有传动机构（9，10），借此可以使防护壳（5，6）移向工作辊（2）或从工作辊上移开。
11、按照权利要求7至10中至少之一的装置，其特征是，不仅在工作辊（2）的带材入端而且在出端处设有一对防护壳（5，5′;6，6′）。
12、按照权利要求7至10中至少之一的装置，其特征是，在工作辊（2）的带材出端设有一对防护壳（6，6′），而在带材入端处设有使带材边缘接触区域（3）过载的加热装置。
13、按照权利要求12的装置，其特征是，至少有一个使加热装置沿工作辊轴向移动的位移装置和一个控制装置，该控制装置最好作为至少依赖轧制带材边缘（3）对加热装置定位以及对防护壳定位的控制装置的一部分。
14、按照权利要求7至13中至少之一的装置，其特征是，用于防护壳（5，5′;6，6′）和必要时加热装置的位移装置各由两个平行于工作辊（2）设置的、形式为螺纹杆的导杆（15，16）组成，配有螺母（17，18）的防护壳（5，6）装在导杆之间，螺纹杆（15，16）两端具有相互反向的螺纹，两个螺纹杆（15，16）有一个起同步作用的传动装置（链条19）并设有一个驱动螺纹杆（15，16）的马达（20）。
15、按照权利要求7至13中至少之一的装置，其特征是，防护壳（5，6）和必要时加热装置装在两个平行设置的导向梁上，并且可以借助于一个设置在中间的其螺纹具有反向螺旋的螺矩的螺纹杆来传动。
16、按照权利要求7至13中至少之一的装置，其特征是，从轧制带材的中部看，工作辊（2）的每侧都设置了用于防护壳（5，6）和必要时加热装置的单独的导杆和/或传动机构。
17、按照权利要求7至13中至少之一的装置，其特征是，用于防护壳（5，6）和必要时用于加热装置的位移装置对于每个防护壳至少各包括一个液力缸。
18、按照权利要求7至17中至少之一的装置，其特征是，防护壳（5，6）具有用于工作辊和/或防护壳（5，6）本身的调温装置。
19、按照权利要求7至18中至少之一的装置，其特征是，在防护壳（5，6）之间的区域中，设置有对准工作辊的并且可调节其有效宽度和强度的冷却装置（7，8）。
20、按照权利要求19的装置，其特征是，防护壳（5，6）配备有密封装置。
21、按照权利要求7至20中至少之一的装置，其特征是，防护壳（5，6）有一个空气压力接头和出气喷嘴，以便能向防护壳罩住的区域进行干燥吹风。
22、按照权利要求18的装置，其特征是，在防护壳（5，6）中设有感应加热装置，作为工作辊（2）的调温装置。
23、按照权利要求18的装置，其特征是，设有作为调温装置的喷水嘴，由这些喷水嘴可以将调温水施加到由防护壳（5，6）罩住的工作辊的纵向区域上。
24、按照权利要求7至23中至少之一的装置，其特征是，沿着轧制方向或逆着轧制方向看的防护壳（5，6）是矩形的。
25、按照权利要求7至23中至少之一的装置，其特征是，沿着轧制方向或逆着轧制方向看的防护壳（5，6）是梯形的或三角形的，或者是圆形的。
26、按照权利要求12的装置，其特征是，加热装置沿轴向定位并且能按区域活动。
27、按照权利要求26的装置，其特征是，至少设置了一个控制装置，借助该控制装置，加热装置至少能按轧制带材边缘的位置活动。
28、按照权利要求27的装置，其特征是，控制装置是用于定位防护壳（6，6′）的控制装置的一部分。
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