CN1139441C - 轧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种轧机，特别是热轧扁钢轧机，带有成对的工作轧辊，必要时轧辊直接支承或通过中间轧辊支承在同样是成对的支承轧辊上，在此每对轧辊中至少有一个是可以轴向移动的。为了能够对于由于热弯曲和在负荷下产生的轧辊弯曲以及由此出现的轧辊间隙变化实现尽可能的影响和补偿，并由此产生这种轧机最好的轮廓和平整性控制，按照本发明建议，至少可移动的轧辊对中的每个轧辊(1，2)由空心辊构成，空心辊的空腔(4，5)针对轧辊纵轴(6)旋转对称的并且针对假想的、横切辊身中心轧辊纵轴(6)的横平面(7)非对称的构成，具有相同构成空腔(4，5)的可移动轧辊对的两个轧辊(1，2)相互转过180°而安装。

Description

轧机

技术领域

本发明涉及到一种轧机，特别是热轧扁钢轧机，轧机带有成对的工作轧辊，必要时轧辊直接支承或通过中间轧辊支承在同样是成对的支承轧辊上，在此，至少一个轧辊对中的轧辊是可以轴向移动的。

背景技术

例如一种同类轧机由欧洲专利文献0 049 798为公众所知。这种公知轧机的轧辊对中的轧辊具有弯曲的轮廓，这种轮廓沿着两个轧辊的整个辊身长度延伸并具有这样的结构，在这种结构中两个辊身轮廓仅以一定的这种轧辊的相关轴向位置而互补。按照这篇文献技术状况的优选实施例轧辊对的两个轧辊以相同的S形磨削并且在其安装位置相互转过180°而设置。

用这种轧机在热轧带材轧制时应该能够防止在被轧制品整个宽度上出现厚度差，这种厚度差为平整带材以给定的带材截面生产带来困难。这种厚度差一方面由于轧辊在轧辊负荷下在整个长度上产生弯曲而产生，另一方面通过轧辊在与热轧带材接触时轧辊膨胀而产生，这种膨胀表现为渐增的凸度(热隆起)。在这两种情况下轧辊间隙截面改变，并且按照单位时间通过恒定体积的规律在整个轧制品宽度上出现不同的带材延伸，这表现为带材的皱纹或马刀形。

这个问题的同类解决方案借助于弯曲的轧辊。通过轧辊的反向轴向移动在相应的辊身磨削情况下能够调整不同的轧辊间隙截面并由此也互补辊身的变化。例如实现S形轧辊轮廓磨削并在现有技术状况下将相对设置的轧辊转过180°安装位置通过轧辊的轴向反向移动不仅可以实现等距轧辊间隙截面而且也可以实现凸起或凹入的轧辊间隙截面。

采用这种公知的解决方法相对于目前通常采用的弯曲工作轧辊可以实现明显的优点，工作轧辊的弯曲半径这样来决定，位于轧辊力下的轧辊的弯曲通过这种凸起的弯曲而互补，使得以理想的情况生产平整的板材。这种解决方法的缺点是，磨削出来的弯曲只适应于一定的轧制力和轧制宽度；如果轧制力或轧制宽度改变，就必须得更换成另一弧度磨削的轧辊。轧辊的热弯曲不能与这种弯曲有影响。

带有S形轮廓轧辊的上述解决方法尽管可以实现一定的在负荷和温度影响下产生的辊身变化的补偿，但是存在这样的缺点，由于热影响和磨损变化的、带有弯曲磨削的辊身是很难制造的，因为对于轧辊中心的不对称弯曲在轧辊基本上对称弯曲和对称带材情况下包括热膨胀会引起不对称的磨损，这种磨损不能够通过轧辊的移动来补偿。

发明内容

本发明的任务在于，建议一种带有圆柱形或对称形光面轧辊的热轧扁钢轧机，这种轧辊能够对于由于热弯曲和在负荷下产生的轧辊弯曲以及由此出现的轧辊间隙变化实现尽可能的影响和补偿，并由此产生这种轧机最好的轮廓和平整性控制。

为了解决这个任务，按照本发明，建议一种带有成对工作轧辊的轧机，轧辊直接或通过中间轧辊支承在同样是成对的支承轧辊上，在此，至少一个轧辊对中的轧辊是可以轴向相对移动的，其中，至少可移动的轧辊对中的每个轧辊由空心辊构成，空心辊的空腔相对轧辊纵轴旋转对称地并且相对假想的、横切辊身中心轧辊纵轴的横平面非对称地构成，具有相同结构的空腔的可移动轧辊对的两个轧辊相互转过180°设置，其特征为，轧辊是由单侧敞开的中空圆柱体构成，在其封闭的端部分别同心地形成或设置轧辊轴颈，而在其对面的敞开端另一轧辊轴颈这样同心的设置，使得每个轧辊的轧辊内表面与轧辊轴颈外表面之间保留对于轧辊端部敞开的间隙，在此这个轧辊轴颈与各轧辊之间的连接在轧辊内部通过支承轴承来实现，支承轴承位于轧辊轴颈与轧辊内表面之间的空间中并且在支承轴承与轧辊封闭的端之间构成空腔。

空心辊与热轧扁钢轧机有关早已为公众所知，并且例如在德国专利文献533 685中被阐述。在那里可以看到，在板材热轧中当与被轧制品接触并产生摩擦热时在辊身中间比在辊身边缘出现更强烈的加热，这种加热导致在轧辊上热分布的不均匀性。由此出现轧辊的不均匀膨胀或收缩，这种膨胀或收缩相应的改变轧辊表面。为了防止这一点产生，上述专利建议，圆柱形轧辊具有弯曲状的空腔截面，其中空腔的中间直径大于空腔的边缘直径，在此空腔截面的曲线优选由圆弧构成，其中心是轧辊中心线与相应的轧辊轴中垂线的交点。

在更早的德国专利文献200 734中同样阐述了一种具有圆柱形工作面的热轧扁钢轧机空心辊，它通过对称于轧辊中心延伸的凹腔来抵消轧辊的热弯曲。

在两个公知的解决方法中都没有考虑对轧制力变化而产生的弯曲进行补偿。但是按照本发明建议的轧辊能够以简单的方法如同辊身热变形一样解决这种弯曲。本发明建议抛弃公知的对称空腔结构，至少沿着每个轧辊有效辊身长度的一部分延伸的按照本发明的轧辊空腔对于轧辊是不对称的并且相对轧辊对的另一个轧辊镜象式安置，同时规定轧辊的相对相互移动。当负荷下的轧辊弯曲时，轧辊不对称空腔以其特殊的安装位置导致辊身整个长度的不对称弯曲线，弯曲线在相应的空腔结构中S形延伸。与同类技术状况所提建议相近似，在有效辊身上调整的点对称弯曲可以在轧辊移动时相互如此利用，使轧辊间隙截面任意改变并在平整、凸起和凹入之间调整轧辊间隙截面。但是在此选择有关辊身中心的不对称空腔截面不克服工作轧辊的磨损，如同在同类构成的技术状况时的情况一样，因为轧辊的外层是圆柱形磨削的。

按照本发明的有利结构，轧辊是由单侧敞开的空心圆柱体构成的，在其封闭端分别同心的形成或设置轧辊轴颈，而在与之相对的敞开端上，这样同心的设置另一轧辊轴颈，使得每个轧辊的轧辊内表面与轧辊轴颈外表面之间保留对于轧辊端部敞开的间隙，在此这个轧辊轴颈与各轧辊之间的连接在轧辊内部通过支承轴承来实现，支承轴承位于轧辊轴颈与轧辊内表面之间的空间中并且在支承轴承与轧辊封闭端之间构成空腔。在此不对称的轧辊支承通过支承轴承将一侧的空腔与另一侧的间隙连接起来导致负荷下所期望的轧辊弯曲。这种轧辊的制造是简单而满足功能的。

按照本发明的轧辊的空腔轮廓边界可以通过直线的多边形来实现，但是按照本发明有效的方法是采用弯曲的轮廓，通过弯曲的轮廓轧辊在其全长上被分成不同厚度的轧辊层。由此不仅在负荷作用下而且也在热状况下以相应的所选择的弯曲以及由此给出的轧辊层直径实现所期望的轧辊弯曲比例。

在一种优选结构中弯曲的轮廓由凸起和凹入段共同组成。空腔轮廓的这两个段当两个轧辊转过180°安装时能够特别简单地通过轧辊的反向移动实现辊身轮廓的调整，当辊身在移动位置时辊身曲线互补并在另一个移动位置轧辊间隙从凸起向凹入改变。

在发明的范围内也可以设想，弯曲的轮廓跨过另外圆柱形轧辊的部分段。因此例如在轧辊的一半或其一部分上不仅凹入段而且凸起段都可以与另一半轧辊的圆柱形段交换。

如果弯曲的空腔轮廓通过奇指数多项式，优选三次多项式而构成是非常有利的。三次多项式具有在轧辊对称弯曲情况下关于点对称不改变的特性。

在发明的另一有利结构中，在有效辊身长度范围内空腔轮廓通过一个阶梯式轮廓来限定。阶梯式轮廓能够容易地制造并且与弯曲轮廓一样同样实现所期望的目的。

在发明的另一有利结构中，台阶式轮廓通过对于轧辊中心轴同心的设置在圆柱形套体内的环段以相同的外径和不同的内径而构成。这些环段可以在一个内部为圆柱形的套内移动并且可以通过更换另一些环段同样达到改变空腔截面的目的。

另外可以设想，套体和环段由不同的材料构成，例如套体可以由特别耐磨的材料加工制成而环段可以由弹性材料制成。

按照发明的另一个特征可以设想，轧辊空腔由其它强度和/或其它导热性的材料所充满。可以设想，已经在制造时，即在轧辊浇铸时套体由一种轧辊材料与另一种材料的耐热芯配成对，芯材料应符合热弯曲和机械弯曲的前提要求。也可以设想发明的另一实施例，在上述轧辊空腔中导入冷却材料，以在轧制过程中对轧辊的热变化施加影响。

当轧辊套体和构成空腔的内部部分单独构成时，在解决方法中实现套体由可更换的磨损体构成。

虽然上述发明在圆柱形辊身应用上具有辊身可以在磨损情况下方便地再磨削或更换的特殊优点，但是也可以设想，给圆柱形辊身配上公知的对称曲面，通过这个曲面轧辊弯曲的部分可以互补。对称曲面轧辊的再磨削要比磨损的S形轮廓的辊身表面的再磨削简单，这里也是发明的优点起了作用。

附图说明

发明的实施例用图示给出并在下面予以阐述。

在图1至10中给出了按照本发明的空心辊的不同变形方案，下面阐述这些方案。

具体实施方式

在图1中给出了带有上轧辊1和下轧辊2的轧辊对，如箭头3所示，轧辊对可以在相反方向上相互移动。轧辊对的两个轧辊1和2由空心辊构成，其空腔4和5对于每个轧辊1，2的轧辊纵轴6旋转对称，而对于一个假想的、在辊身中心横切轧辊纵轴的横平面7非对称。轧辊1，2是这样安装的，相同结构的空腔4和5相互间转过180°安装，使得在轧制过程中得到所期望的轧辊1和2的非对称变形，这些变形与轧辊1和2在方向3上的移动一起形成一个可改变的轧辊间隙。

如图1所示，轧辊1和2的空腔4和5仅在有效辊身长度的一部分上延伸，有效辊身长度通过与轧制品8的接触范围得出，或者也可以跨越整个有效辊身长度。

可以设想轧辊1，2的空腔4和5的最不同的形式，例如在图2至10中所给出的。此外要指出，出于简化的原因，在图2至10中分别只给出了轧辊对中的一个轧辊1或2，另一个轧辊1或2，如图1所示，转过180°安装并与所示轧辊配成对。

在图2中轧辊1或2的空腔4或5是由直线段组成的，这些线段限定了由旋转体构成的空腔轮廓。空腔实际上是由三个截锥组成的，其中两个截锥以其基面而第三个截锥以其两个端面与相邻截锥的端面相对应。

也可以同样设想，如图3所示，轧辊1，2的空腔4，5由适合于主权利要求要求条件的曲线轮廓15所限定。曲线轮廓可以任意选择，可以是圆函数线段、多项式线段或者也可以是螺旋线段。

如图4所示，如果曲线轮廓15由凸起和凹入的线段共同组成，得出有利的情况是其中的每个线段可以由一个圆半径来确定。如图5所示，如果曲线轮廓15由奇指数多项式，优选三次多项式来构成同样是有利的，如图中用9所表示的。

按照本发明的轧辊空腔的另一种结构可能性在于，空腔在有效辊身长度范围内由阶梯式轮廓所限定，如图6所示那样。这种用10表示的阶梯式轮廓可以通过铲背(Hinterdrehung)加工而成。

如图7所示，通过在圆柱形套体11内设置具有相同外径和不同内径的环12可以很简单地制出阶梯式轮廓。此外这种变形具有优点，圆柱形套体是可以更换的，而环段12可以重复使用。

在图8中表明，轧辊1，2的空腔4，5用另一种强度和/或导热性的材料13所充满。在此也可以如同其它的空腔一样，空腔配备上作为套体14的可更换的磨损体。这个实施例在图9中图示给出。

图10指出，带有按照权利要求1形成的空腔4，5的轧辊1，2或其轧辊套体11或14具有对称的曲面，这个曲面可以叠加到空腔截面上。

图11给出了按照本发明的轧辊的优选实施形式。轧辊1或2由一侧打开的中空圆柱体构成，在其封闭端同心的形成或设置一轧辊轴颈16，在与之相对的敞开端这样同心的来安置另一个轧辊轴颈17，即在轧辊内表面18与轧辊轴颈外表面19之间轧辊1或2保留一对于轧辊端部敞开的间隙21，其中轧辊轴颈17与各轧辊1或2之间的连接在其内部通过支承轴承20实现，支承轴承位于轧辊轴颈17与轧辊内表面18之间的空间里。支承轴承20与封闭端之间构成空腔4或5。

所有要求保护和描述的轧辊形式都可以一条非对称的弯曲线来实现，这条弯曲线在所选择的空腔结构中是S形延伸的。通过轧辊1，2在箭头3方向上的相对移动可以使轧辊负荷下出现的轧辊弯曲互补，轧辊1，2被相对移动，由此改变轧辊间隙轮廓。空腔轮廓本身不因轧辊的磨损而改变，使无负荷轧辊的再磨削能够以简单的方式容易地实现。此外辊身的磨损可以通过按照本发明建议的轧辊套的更换而被照顾到。

Claims (15)

1.带有成对工作轧辊的轧机，轧辊直接或通过中间轧辊支承在同样是成对的支承轧辊上，在此，至少一个轧辊对中的轧辊是可以轴向相对移动的，其中，至少可移动的轧辊对中的每个轧辊(1，2)由空心辊构成，空心辊的空腔(4，5)相对轧辊纵轴(6)旋转对称地并且相对假想的、横切辊身中心轧辊纵轴(6)的横平面(7)非对称地构成，具有相同结构的空腔(4，5)的可移动轧辊对的两个轧辊(1，2)相互转过180°设置，

其特征为，轧辊(1，2)是由单侧敞开的中空圆柱体构成，在其封闭的端部分别同心地形成或设置轧辊轴颈(16)，而在其对面的敞开端另一轧辊轴颈(17)这样同心的设置，使得每个轧辊(1，2)的轧辊内表面(18)与轧辊轴颈外表面(19)之间保留对于轧辊端部敞开的间隙(21)，在此这个轧辊轴颈(17)与各轧辊(1，2)之间的连接在轧辊内部通过支承轴承(20)来实现，支承轴承位于轧辊轴颈(17)与轧辊内表面(18)之间的空间中并且在支承轴承与轧辊(1，2)封闭的端之间构成空腔(4，5)。

2.如权利要求1的轧机，

其特征为，空腔(4，5)至少在各轧辊(1，2)的有效辊身长度的一部分上延伸。

3.如权利要求1或2的轧机，

其特征为，空腔(4，5)在有效辊身长度范围内由弯曲的轮廓(15)限定。

4.如权利要求3的轧机，

其特征为，弯曲的轮廓(15)由凸起和凹入段共同组成。

5.如权利要求3的轧机，

其特征为，弯曲的轮廓跨过另外圆柱形轧辊(1，2)一部分。

6.如权利要求3的轧机，

其特征为，弯曲的轮廓(15)通过奇指数多项式而构成。

7.如权利要求1至2之一的轧机，

其特征为，空腔(4，5)在有效辊身长度范围内通过一个阶梯式轮廓(10)来限定。

8.如权利要求7的轧机，

其特征为，台阶式轮廓(10)通过对于轧辊(1，2)中心轴(6)同心的设置在圆柱形套体(11)内的环段(12)以相同的外径和不同的内径而构成。

9.如权利要求8的轧机，

其特征为，套体(11)和环段(12)由不同的材料构成。

10.如权利要求1或2的轧机，

其特征为，空腔(4，5)由一种与轧辊(1，2)材料不同强度和/或导热性的材料(13)所充满。

11.如权利要求1或2的轧机，

其特征为，在轧辊(1，2)空腔(4，5)中可以导入冷却材料。

12.如权利要求1或2的轧机，

其特征为，空心辊设有作为可更换磨损体的套体(11，14)。

13.如权利要求12的轧机，

其特征为，轧辊(1，2)或轧辊(1，2)的套体(11，14)具有对称的曲面。

14.如权利要求1的轧机，

其特征为，所述轧机是热轧扁钢轧机。

15.如权利要求6的轧机，

其特征为，弯曲的轮廓(15)通过三次多项式而构成。

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