CN115279506A

CN115279506A - 用于轧制金属带的轧机机架

Info

Publication number: CN115279506A
Application number: CN202180020604.0A
Authority: CN
Inventors: H·帕维尔斯基; T·博德; M·舍尔曼; M·弗格德
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2022-11-01
Also published as: JP7470201B2; WO2021180395A1; EP4117834A1; DE102020203076A1; JP2023517223A; EP4117834B1

Abstract

本发明涉及一种用于轧制金属带(200)的轧机机架(100)，具有：小工作辊(110)和对置地布置的大工作辊(120)，小工作辊和大工作辊共同撑开用于轧制金属带(200)的辊隙；附加辊(111)，小工作辊(110)支撑在该附加辊上，其中小工作辊(110)具有比附加辊(111)更小的直径而附加辊(111)具有比大工作辊(120)更小的直径。根据本发明安排了至少单侧地在水平方向上起作用的用于小工作辊(110)的支撑装置(150)和用于相对小工作辊(110)水平地调整支撑装置(150)的调整装置(160)。

Description

用于轧制金属带的轧机机架

技术领域

本发明涉及一种用于轧制金属带的轧机机架，以及一种轧机组，该轧机组具有在物料流方向上依次相继地布置的根据本发明的多个轧机机架。

背景技术

本发明特别地涉及具有奇数个轧辊的轧机机架，进一步尤其是具有三个、五个或七个轧辊。与分别具有两个、四个或六个轧辊的传统的双辊机架、四辊机架或六辊机架不同，在根据本发明的轧机机架中，在要轧制的金属带的要么上侧要么下侧，由小工作辊和附加辊替代传统的上工作辊或下工作辊。这样的轧机机架在现有技术中基本上已知。

日本专利申请JP 2010075985公开了具有五个轧辊的轧机机架，其中上工作辊尤其地小，尤其是小于下工作辊。安排直径更小的工作辊显示出优点，即以此可以更容易地轧制具有大的变形抗力的高强度钢，因为所需要的轧制力可以由于更小的工作辊直径而减小。

日本专利申请JP 61245904 A也公开了具有五个上下重叠地布置的轧辊的轧机机架，其中上工作辊具有比下工作辊更小的直径。日本专利申请专门地为不对称轧制电镀钢板推荐这个机架构造。电镀钢板在其上表面和其下表面具有不同的变形抗力，所以推荐使用不同的工作辊圆周速度来轧制这样的钢板，如通过具有不同直径的工作辊以相同的驱动转速来实现。第二上工作辊具有与传统工作辊一样的直径，也就是说，若第一工作辊和第二工作辊上下重叠地布置，则它们合并起来具有比单个传统工作辊更高的高度。具有更小直径的工作辊被布置在要轧制的电镀材料的具有更大变形抗力的那一侧；相反地，具有更大直径的工作辊被布置在电镀材料的具有更小变形抗力的那一侧。具有更小直径的工作辊相对于具有更大直径的传统工作辊可摆动地布置；特别地，更小的工作辊可以从垂直力线出发摆动出去。也就是说，更小的工作辊可以根据需求要么安排在垂直的传力方向上要么被摆动出去；在后一种情况中轧机机架可作为普通四机架运转，其中两个彼此对置的工作辊各自具有相同大小的直径。就此而言，在日本专利申请JP 61245904 A中公开的轧机机架扩展了轧制的可能性。然而在所描述的两种轧辊行星位之间的切换不仅要求具有更小直径的工作辊摆动过来或者摆动出去，还各自分别也要求布置于小工作辊上方的两个轧辊在轧机机架之内的垂直的移动。

此外，参考欧洲专利申请EP 0 114 795 A。这个申请公开了具有上下重叠布置的总共四个轧辊的传统四辊轧机机架，也就是说，两个撑开了辊隙的位于内侧的工作辊、一个布置在上工作辊上方的上支承辊和一个布置在下工作辊下方的下支承辊。对于在此看起来具有相同直径的两个工作辊，各自设有双边水平液压支撑装置，其中支撑瓦片各自分别被挤压抵靠着其中一个工作辊的表面，并且其中借助于泵装置将润滑剂泵送至支撑瓦片与各自工作辊之间的间隙中。被公开的水平支撑装置尤其被用于整体提升机架的水平刚度或者说稳定性，这尤其是对于冷轧制具有高变形抗力的薄带材有好处。

发明内容

本发明的任务在于，改进具有上下重叠布置的奇数个轧辊的已知轧机机架，使得有效防止小工作辊的侧向弯曲。

该任务通过权利要求1所述的对象来解决。相应地，根据本发明的轧机机架的特征在于，具有用于小工作辊的支撑装置和调整装置，所述支撑装置至少在一侧沿水平方向起作用；所述调整装置用于相对小工作辊水平地调整支撑装置。

支撑装置优选地不仅在一侧，而是在两侧支撑小工作辊。

通过设置所需要的支撑装置，有效防止小工作辊的侧向弯曲，并从而整体提升具有奇数个轧辊的轧机机架的刚度。由于布置在小工作辊和第二支撑辊或第二中间辊之间的附加辊的稳定性，支撑装置用于稳定整个轧机机架所需的工作效能低于在具有四个或六个上下重叠布置的轧辊的传统轧机机架中稳定工作辊所需的工作效能，在所述上下重叠布置的轧辊中两个工作辊各自具有相同的直径。

在本发明的含义内，术语“工作辊”理解为直接接触轧件并实施成型工作的轧辊。

设有不同大小的工作辊。在本申请中称为大工作辊的工作辊，与通常在实践中典型使用的工作辊相符。

在使用小工作辊来替代该大工作辊时始终结合附加辊，从而得出具有奇数个轧辊的轧辊组。

在本说明的框架内中，术语“调整装置”不仅指用于相对于小工作辊可变地调整支撑装置，特别是其支撑瓦片的，优选为液压式工作的装置，而且明确地指静态的，即非可变的，用于将支撑装置位置固定地定位在小工作辊上的保持装置。

根据本发明，得出小工作辊具有比附加辊更小的直径以及附加辊具有比大工作辊更小的直径的尺寸比例。

根据本发明的轧机机架替代地可以具有或不具有支承辊和/或中间辊。

在第一优选变体实施例中，设有用于支撑大工作辊的第一支承辊和用于支撑附加辊的第二支承辊，其中两个支承辊都具有比大工作辊更大的直径。在这关系中尤其优选安排的是，两个所述支承辊具有相同的直径。

在进一步的变体实施例中，设有在大工作辊和第一支承辊之间布置的第一中间辊，以及在附加辊和第二支承辊之间布置的第二中间辊，其中第一中间辊具有比大工作辊更大且比第一支承辊更小的直径，第二中间辊具有比附加辊更大的且比第二支承辊更小的直径。在这关系中尤其优选安排的是，两个所述中间辊具有相同的直径。

为了驱动轧机机架的轧辊，在本发明中各种不同的驱动概念是可行的。

在一个变体实施例中，轧机机架仅具有一个用于旋转驱动大工作辊的驱动装置。所述驱动装置可选地可以额外驱动附加辊。在同时驱动大工作辊和附加辊的情况下要注意，驱动装置以分别相同的旋转方向以及必要时以相称的转速驱动两个轧辊。

在进一步的变体实施例中，轧机机架具有用于旋转驱动第一支承辊和/或第二支承辊的驱动装置。在同时驱动第一支承辊和第二支承辊的情况下要注意，驱动装置以分别相同的旋转方向驱动两个轧辊。

在进一步的变体实施例中，轧机机架具有用于旋转驱动第一中间辊和/或第二中间辊的驱动装置。在同时驱动第一中间辊和第二中间辊的情况下要注意，驱动装置以分别相同的旋转方向驱动两个轧辊。

一般地，在此得出优势，即在轧机机架中根据本发明有奇数个轧辊的情况下，确保共同撑开辊隙的两个工作辊共同工作且不会彼此抵靠着地工作。

有利的是，小工作辊和附加辊接连地能旋转支承地布置在替换插件中。

根据进一步的实施例，支撑装置具有至少一个支撑瓦片，该支撑瓦片用于至少单侧地，优选为双侧地挤压抵靠着小工作辊。设有泵装置，该泵装置用于将流体泵入所述至少一个支撑瓦片与小工作辊之间的间隙中。支撑装置有利地位于所述替换插件内部。这节省空间并且也特别地有意义，因为根据本发明支撑装置仅是为小工作辊而设置。

泵入间隙中的优选地是冷却润滑剂形式的流体充当静液压垫并也用于有效冷却小工作辊。间隙的尺寸以及水平支撑的稳定性可以通过设定流体的压力值和/或通过流体的体积流量来改变。压力和/或体积流量的设置和调节在此用于设定最佳的水平支撑。

因为所需要的替换插件仅仅涉及小工作辊和附加辊，在替换插件外部的所有其他轧辊，即支承辊和/或中间辊的平整度调节机构可以不经改变地保持功能；这涉及到例如用于弯曲轧辊的弯曲圆筒，用于轴向位移的连续可变凸度CVC调整设备，用于水平位移的调整设备或区域冷却设备。

有利地安排，具有小工作辊和附加辊的替换插件的外部几何尺寸，特别是总高度，至少部分地很大程度上相应于位于相对侧的大工作辊的外部几何尺寸，特别是直径，或者传统双辊机架、四辊机架、或六辊机架的直径。以此，在现代化的框架内可以尤其容易地实施本发明。在新设备中，允许相较于大工作辊直到30％，优选为直到20％的偏差。借助于所需要的替换插件，从传统的具有两个上下重叠布置的轧辊的双辊机架，具有四个上下重叠布置的轧辊的四辊机架或具有六个上下重叠布置的轧辊的六辊机架到具有奇数个轧辊和小工作辊以及附加辊的根据本发明的轧机机架的转化是非常容易和快速的，因为该替换插件从其尺寸出发很好地适配现有的用于传统工作辊装配件的安装座。就此而言，通过所需的替换插件，轧机机架可以就其轧制可能性非常灵活地扩展。对于构造回传统的双辊机架、四辊机架或六辊机架的配置也同样适用。

本发明此外可以用于扩展在单列式机架或串列式机架中、在单向操作或逆向操作中的轧制方案。在结合仅一个受驱动的轧辊应用根据本发明的轧机机架时要考虑通过不对称的辊隙比例(具有不同直径的小工作辊和大工作辊)对组织结构的影响。在所谓牵引驱动下带给待轧制的金属带的组织结构的作用来自于位于被驱动的工作辊和未被驱动的工作辊之间的流动分界线位置的位移。通过主动设置单个驱动的转速或转矩，可以以此对辊隙进行进一步的主动影响。通过支撑瓦片的位移/运动对小工作辊水平偏置的设定以及对整个插件或其他轧辊的偏置的设定，将根据流程模型和/或通过顾及必要参数，尤其是经测量的带张力、轧制力和/或轧制力矩来设置或调节。

此外，根据本发明的轧机机架比传统轧机机架，尤其是比众所周知的多辊机架实现更高的轧制速度；这样例如高于800m/min的轧制速度是可能的。当然，对于由高强度钢制成的薄带以外的产品，在受限范围内仍可进行正常的操作模式。根据本发明的轧机机架特别地用于高强度薄金属带的冷轧制。

借助于压紧装置，调整替换插件的小工作辊和附加辊的相对彼此的水平偏置，使得作用到支撑瓦片上的侧向力最小或被设定在对于载荷有意义的范围内。在此，在单驱动或双驱动中，测得的马达电流可用于计算水平力。这在齿轮驱动中由于未知的力矩失真不是完全可能的。

当替换插件布置于金属带上方：在上侧由于一大滩冷却润滑剂辊隙摩擦通常更小，所以通过下侧传递驱动功率带来的打滑风险更小。

当插件布置于金属带下方：从支撑瓦片出来的冷却润滑剂只有一小部分到达带材上。在上侧可像已知的那样设置传统冷却润滑系统或用于吹扫带材的系统。

对于未被驱动的小工作辊，辊隙摩擦的减小可以通过施加额外的冷却润滑剂、涂抹浓缩剂/添加剂或涂抹增加了浓缩剂/添加剂份额的冷却润滑剂来实现。

替换插件可作为一个整体集成到弯曲系统或轴向/水平位移系统中。

附图说明

下面依据附图进一步解释本发明及其技术领域。需要指出，本发明不应受示出的实施例的限制。特别地，只要没有明确地另外说明，就也可以提取在附图中解释的主题的部分方面并与出自本说明和/或附图的其他组成部分和知识相组合。特别地指出，附图和特别是示出的尺寸比例仅仅是示意性的。相同的附图标记描述相同的主题，从而必要时可以作为补充引用出自其他附图的解释。附图示出：

图1根据本发明的轧机机架的变体实施例；

图2小工作辊和附加辊布置在金属带上侧的根据本发明的轧机机架的各种不同的行星位；和

图3小工作辊和附加辊布置在金属带下侧的根据本发明的轧机机架的各种不同的行星位。

具体实施方式

在图1的右半部分示出了用于轧制金属带200的根据本发明的轧机机架100的变体实施例。所述轧机机架具有小工作辊110和与其有效连接的附加工作辊111以及大工作辊120。如依据图1可看出的，小工作辊110和大工作辊120撑开了用于轧制金属带200的辊隙。附加辊111具有比小工作辊110更大的，但是比与小工作辊110对置地布置的大工作辊120更小的直径。

有利的是，小工作辊110和附加辊111的直径之和——在上下重叠的垂直布置中——很大程度上相应于大工作辊120的直径。这使得小工作辊110和附加辊111对传统工作辊的替换更容易了，所述传统工作辊的直径相当于两个轧辊110，111的直径之和，尤其是当这二者可旋转地布置在替换插件130中时。在左半部分作为对比示出了传统工作辊140及其装配件或轴承座141。根据本发明，具有两个轧辊110，111的替换插件130的外部几何尺寸，尤其是总高度，与位于对面的工作辊120和传统工作辊140的外部几何尺寸，尤其是直径，相一致。由此单纯的替换操作可能非常简单和快速

在理想情况下追求相等，诚然由于插入的轧辊的磨损区域可能已经存在偏差。此外由设计也可能产生偏差。合计可容忍向上和向下最多20％的偏差。

此外在图1中可看出，小工作辊110借助于水平支撑装置150优选双侧地在水平方向上得到支撑防止水平或侧向弯曲。为这个目的支撑装置150借助于例如液压式工作的调整装置160相对于小工作辊110调整。更确切的说，不是整个支撑装置150，而是仅仅其支撑瓦片155抵靠着小工作辊110布置。此外，安排泵装置170用于将流体或冷却润滑剂泵入支撑瓦片155与小工作辊110之间的间隙175中。优选地，如图1中所示，这在小工作辊110的两侧都进行。

图2在子图a)至i)中示出根据本发明的轧机机架100的各种不同的实施例，在其中经由附加辊111支撑的小工作辊110各自布置在待轧制的金属带200的上方。实施例a)在此符合此前参照图1描述的第一实施例。此实施例的特征在于，仅仅按照箭头的旋转方向旋转驱动布置在金属带200下方的大工作辊120。不旋转驱动轧机机架100的所有其他的轧辊特别是小工作辊110。与实施例a)不同，在实施例b)中布置在金属带200下方的大工作辊120和附加辊111都按照箭头的旋转方向旋转驱动。

根据图2c)至图2e)的实施例各自都涉及具有五个轧辊的轧机机架。与前述实施例相比，这些实施例额外地具有第一支承辊180和第二支承辊185。所述第一支承辊180处在与大工作辊120的有效连接中并具有比大工作辊更大的直径。所述第二支承辊185与之相反处在与附加辊111的有效连接中并具有比附加辊更大的直径。实施例2c)和实施例2d)的驱动概念在此与实施例2a)和实施例2b)的驱动概念一致。对于实施例2e)仅能按照箭头的旋转方向旋转驱动第一支承辊180，或仅第二支承辊185，或同时旋转驱动第一支承辊180和第二支承辊185。

根据图2f)至图2i)的实施例各自都涉及具有七个轧辊的轧机机架。与前述根据图2c)至图2e)的实施例相比，这些实施例额外地具有第一中间辊190和第二中间辊195。所述第一中间辊190在此布置在第一支承辊180和大工作辊120之间并具有比大工作辊120更大且比第一支承辊180更小的直径。所述第二中间辊195在此布置在第二支承辊185和附加辊111之间并具有比附加辊111更大且比第二支承辊185更小的直径。实施例2f)和实施例2g)的驱动概念在此与实施例2a)至实施例2d)的驱动概念一致。对于实施例2h)和实施例2i)仅能按照箭头的旋转方向旋转驱动第一支承辊180或替代地仅第一中间辊190，或仅第二支承辊185或替代地仅第二中间辊195，或同时旋转驱动第一支承辊180和第二支承辊185或替代地同时旋转驱动第一中间辊190和第二中间辊195。

图3在子图a)至i)中示出根据本发明的轧机机架100的各种不同的实施例，在其中经由附加辊111支撑的小工作辊110各自布置在待轧制的金属带200的下方。就此而言，此前参照图2对那里示出的实施例做出的陈述，对根据图3的实施例也同样地或类似地成立。

在独立权利要求中定义的特征的组合不限制本发明，所有公开了的单个特征中的特定的特征的每个任意其他组合也能定义本发明。这意味着，原则上差不多独立权利要求中的每个单独特征都可删去或通过在本申请其他地方公开的单独特征中的至少一个代替。就此而言，独立权利要求应被理解为仅仅是对本发明的第一个撰写尝试。

附图标记

100 轧机机架

110 小工作辊

111 附加辊

120 大工作辊

130 替换插件

140 传统工作辊

141 装配件/轴承座

150 液压支撑装置

155 支撑瓦片

160 调整装置

170 用于冷却润滑剂的泵装置

175 间隙

180 第一支承辊

185 第二支承辊

190 第一中间辊

195 第二中间辊

200 金属带

Claims

1.一种用于轧制金属带(200)的轧机机架(100)，该轧机机架具有：

小工作辊(110)和对置地布置的大工作辊(120)，所述小工作辊和所述大工作辊共同撑开用于轧制金属带(200)的辊隙；

附加辊(111)，经由所述附加辊支撑所述小工作辊(110)，其中所述小工作辊(110)具有比所述附加辊(111)更小的直径且所述附加辊(111)具有比所述大工作辊(120)更小的直径；其特征在于，该轧机机架设有：

至少单侧地在水平方向上起作用的、用于所述小工作辊(110)的支撑装置(150)；和

用于相对所述小工作辊(110)水平地调整所述支撑装置(150)的调整装置(160)。

2.根据权利要求1所述的轧机机架(100)，其特征在于，该轧机机架设有用于支撑所述大工作辊(120)的第一支承辊(180)和用于支撑所述附加辊(111)的第二支承辊(185)，其中两个支承辊(180、185)具有比所述大工作辊(120)更大的直径。

3.根据权利要求2所述的轧机机架(100)，其特征在于，两个支承辊(180、185)具有相同的直径。

4.根据权利要求2或3所述的轧机机架(100)，其特征在于，设有布置在所述大工作辊(120)和所述第一支承辊(180)之间的第一中间辊(190)，其中所述第一中间辊(190)具有比所述大工作辊(120)更大且比所述第一支承辊(180)更小的直径；和

设有布置在所述附加辊(111)和所述第二支承辊(185)之间的第二中间辊(195)，其中所述第二中间辊(195)具有比所述附加辊(111)更大且比所述第二支承辊(185)更小的直径。

5.根据权利要求4所述的轧机机架(100)，其特征在于，两个中间辊(190、195)具有相同的直径。

6.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，该轧机机架设有：

用于旋转驱动所述大工作辊(120)和可选地附加地旋转驱动所述附加辊(111)的驱动装置；或

用于旋转驱动所述第一支承辊(180)和/或所述第二支承辊(185)的驱动装置；或

用于旋转驱动所述第一中间辊(190)和/或所述第二中间辊(195)的驱动装置。

7.根据权利要求6所述的轧机机架(100)，其特征在于，在驱动所述大工作辊(120)和附加地驱动所述附加辊(111)的情况下，所述驱动装置以分别相同的旋转方向和必要时以相称的转速旋转驱动两个轧辊(111、120)。

8.根据权利要求6所述的轧机机架(100)，其特征在于，在驱动所述第一支承辊(180)和所述第二支承辊(185)的情况下，所述驱动装置以分别相同的旋转方向旋转驱动两个支撑辊(180、185)。

9.根据权利要求6所述的轧机机架(100)，其特征在于，在驱动所述第一中间辊(190)和所述第二中间辊(195)的情况下，所述驱动装置以分别相同的旋转方向旋转驱动两个中间辊(190、195)。

10.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述支撑装置(150)具有至少一个支撑瓦片(155)，所述支撑瓦片用于至少单侧地抵靠所述小工作辊(110)压紧；并且该轧机机架设有泵装置(170)，所述泵装置用于将流体泵入所述至少一个支撑瓦片(155)和所述小工作辊(110)之间的间隙(175)中。

11.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述小工作辊(110)和所述附加辊(111)接连地并且能相对彼此旋转地布置在替换插件(130)中。

12.根据权利要求11所述的轧机机架(100)，其特征在于，具有所述小工作辊(110)和所述附加辊(111)的所述替换插件(130)的外部几何尺寸、尤其是总高度至少部分地相应于所述大工作辊(120)的外部几何尺寸，尤其是直径。

13.根据权利要求11或12所述的轧机机架(100)，其特征在于，设有至少一个配属于具有所述小工作辊(110)和所述附加辊(111)的所述替换插件(130)、所述支承辊(180、185)和/或所述中间辊(190、195)的平整度调节机构。

14.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述轧机机架(100)是以单向操作或以逆向操作的单列式机架或者串列式机架。

15.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述轧机机架(100)是用于冷轧制金属带(200)的冷轧机机架。

16.一种串列式轧机组，所述串列式轧机组具有在物料流方向上依次相继地布置的多个轧机机架(100)，其特征在于，所述轧机机架(100)根据上述权利要求中任一项构造。