CN1319463A - 在线轧辊研磨方法和在线轧辊研磨装置 - Google Patents

Abstract

在相反的方向上移动各自的磨石装置(3a,3b)的同时研磨上和下工作轧辊(2a,2b),从而使对于上工作轧辊(2a)的研磨区域与对于下工作轧辊(2b)的研磨区域保持相对于轧辊的中心对称,一个在操作侧,而另一个在驱动侧。通过这样的设置,可以使在操作侧和在驱动侧的摩擦系数相等,并且防止压延的毛坯(6)出现曲折以及由于曲折出现拉延(挤压)或坏的产品形状。把磨石装置(3a,3b)开始进行研磨的时间设定成基本上相同,并把磨石装置(3a,3b)在工作轧辊的轴向上的移动速度设定成相等,从而可以把由于在轧辊的纵向上进行研磨所产生的摩擦系数的差别稳定地保持为很小。

Description

在线轧辊研磨方法和在线轧辊研磨装置

本发明涉及在线轧辊研磨方法和在线轧辊研磨装置，用于在压延轧机的运行过程中研磨工作轧辊的表面。

一般说来，压延轧机的工作轧辊在压延平板的过程中只在它的压延部分被磨损，结果在工作轧辊的压延部分与非压延部分之间形成阶梯，因此，已经使用的压延系统是受到限制的，其压延日程必须由较宽的毛坯到较窄的毛坯。此外，要考虑到由于压延形成的阶梯和工作轧辊表面粗糙度的改变对产品质量的影响来确定工作轧辊的寿命。由于以这样的方式确定工作轧辊的寿命，使用相同的工作轧辊可以压延的毛坯的数量受到限制。

在这一方面，已经提出一种在线轧辊研磨装置，比如在日本专利公开No.2708351中描述的装置。这种装置消除了上述对压延系统在日程上的限制(由较宽的压延毛坯到较窄的压延毛坯)，从而实现了与日程无关的压延，并防止了在工作轧辊的压延部分与非压延部分之间阶梯的形成，从而提供了有均匀的表面粗糙度的工作轧辊，使得工作轧辊的寿命延长。因此，可以压延的毛坯的数量增加，工作轧辊的单元减少。这样，该装置实现了能源的节省，改进了产品的质量，并提高了生产能力。

按照上面提到的日本专利公开No.2708351中的“压延轧机，轧辊研磨装置和压延方法”，一种在线轧辊研磨装置对于上和下工作轧辊中的每一个包括至少一个磨石装置，在沿着工作轧辊的纵向使磨石装置移过轧辊的整个长度的同时，进行研磨。在已知的示例中，在对于上和下工作轧辊分别设置的磨石装置进行研磨的过程中，对移动的方向没有规定。一般说来，为了容易控制，在研磨过程中，上和下磨石装置都沿着工作轧辊的纵向在相同的方向上移动，即，或者由牵引操作侧(下面把它称为“操作侧”)到旋转驱动侧(下面把它称为“驱动侧”)，或者由驱动侧到操作侧。

在另一方面，日本待审专利No.Hei 11-197721公布了一种在线轧辊研磨装置，在该装置中设置了相对于工作轧辊圆周方向有一个交角的一种研磨颗粒，用来提高研磨效率，其中，把带有交角的研磨颗粒图案的方向确定为在工作轧辊的纵向内，在上与下工作轧辊之间，以及在相邻的支架之间是对称的。通过这样的研磨，在压延的毛坯与工作轧辊之间在宽度方向上产生的摩擦力被抵消，从而防止了压延的毛坯出现曲折。

在上面提到的日本待审专利No.2708351中公布的在线研磨装置中，当用来在纵向上研磨工作轧辊的上和下磨石装置都在相同的方向上移动时，即，或者由驱动侧向操作侧，或者由操作侧向驱动侧，会出现工作轧辊表面粗糙度的差别，沿着每个工作轧辊的纵向以及在上与下工作轧辊之间由于研磨使得工作轧辊被研磨的部分有较小的表面粗糙度，而工作轧辊未被研磨的部分有较大的表面粗糙度。

工作轧辊的表面粗糙度的差别使得工作轧辊在压延时在纵向的摩擦系数改变。因为在研磨过程中被在线轧辊研磨装置研磨的工作轧辊的数目为2(上轧辊和下轧辊)，所以，摩擦系数的改变加倍。由于在压延的毛坯的宽度方向上和工作轧辊表面之间被压延产生的摩擦系数的差别，压延的毛坯发生曲折，由于曲折出现拉延(挤压)，或出现坏的形状(端部拉长，中间拉长)。结果，产品质量降低，生产能力降低，并且，在线轧辊研磨装置的好处减少。

当采用在压延前按照在日本待审专利No.Hei 11-197721中公布的技术已经初步研磨过的工作轧辊进行压延时，在压延的毛坯的宽度方向上产生的摩擦力被抵消，并且，有效地防止了压延的毛坯发生曲折。然而，这种已知的示例也没有规定在工作轧辊研磨过程中磨石装置的运动方向。已经知道：当在进行通过压延的过程中靠工作轧辊的旋转在相同的方向上移动上和下磨石装置进行研磨时，在压延的毛坯的宽度方向上产生摩擦力的差别，造成压延的毛坯出现曲折，并且出现坏的形状。因此，已知示例的技术只能在压延的间隔内进行研磨，不适宜于在进行压延的过程中用来进行研磨。

因此，本发明的目的是提供一种在线轧辊研磨方法和一种在线轧辊研磨装置，靠它减小了由于研磨在工作轧辊的纵向上摩擦系数的差别，从而防止了在进行通过压延的过程中进行研磨时压延的毛坯发生曲折，防止了由于曲折压延的毛坯出现拉延(挤压)，或出现坏的形状，防止了产品质量的降低和生产能力的降低。

(1)为了实现上述目的，按照本发明，提供了一种在线轧辊研磨方法，它采用至少一个上侧轧辊磨石装置和至少一个下侧轧辊磨石装置，它们分别朝向一对上-下工作轧辊，研磨正在旋转的所述工作轧辊的表面，所述方法还采用一个移动装置，用来沿着所述工作轧辊的轴向移动所述上侧轧辊磨石装置和下侧轧辊磨石装置，其特征在于：在进行压延的过程中在以相反的方向移动所述上侧轧辊磨石装置和所述下侧轧辊磨石装置的同时进行研磨。

这样，把对于上和下工作轧辊的研磨方向设定成有相反的关系，即，例如，上侧轧辊磨石装置由驱动侧向操作侧移动，同时，下侧轧辊磨石装置由操作侧向驱动侧移动。结果，即使在进行通过压延的过程中进行在线轧辊研磨的条件下，可以减小在上和下工作轧辊的纵向上摩擦系数的差别，从而可以避免由于出现曲折而出现的压延的毛坯的拉延(挤压)和坏的产品形状，并且，可以提高产品质量和生产能力。

(2)在如在上面的(1)中所述的在线轧辊研磨方法中，最好，同时由相反的侧面在进行压延的过程中开始用所述上侧轧辊磨石装置进行研磨和在进行压延的过程中开始用所述下侧轧辊磨石装置进行研磨，把所述上侧轧辊磨石装置的移动速度与所述下侧轧辊磨石装置的移动速度控制成彼此相等。

这样，可以稳定地减小在上和下工作轧辊的纵向上摩擦系数的差别。

(3)还有，为了实现上述目的，按照本发明，提供了一种在线轧辊研磨装置，它包括至少一个上侧轧辊磨石装置和至少一个下侧轧辊磨石装置，它们分别朝向一对上-下工作轧辊，研磨正在旋转的所述工作轧辊的表面，所述装置还包括一个移动装置，用来沿着所述工作轧辊的轴向移动所述上侧轧辊磨石装置和下侧轧辊磨石装置，其特征在于：设置了一个移动控制装置，用来控制所述移动装置，使得在进行压延的过程中以相反的方向移动所述上侧轧辊磨石装置和所述下侧轧辊磨石装置。

这样，即使在进行通过压延的过程中进行在线轧辊研磨的条件下，可以减小在上和下工作轧辊的纵向上摩擦系数的差别，从而可以避免由于出现曲折而出现的压延的毛坯的拉延(挤压)和坏的产品形状，并且，可以提高产品质量和生产能力。

(4)在如在上面的(3)中所述的在线轧辊研磨装置中，所述移动控制装置控制所述移动装置，使得同时由相反的侧面在进行压延的过程中开始用所述上侧轧辊磨石装置进行研磨和在进行压延的过程中开始用所述下侧轧辊磨石装置进行研磨，并且使得所述上侧轧辊磨石装置的移动速度与所述下侧轧辊磨石装置的移动速度彼此相等。

这样，可以稳定地减小在上和下工作轧辊的纵向上摩擦系数的差别。

本发明的上述和其它目的，特点和优点将由下面的描述和所附的权利要求书(与附图结合起来)看清楚，这些图以示例的方式示出了本发明的某些优选实施例。

图1为一台压延轧机的透视图，该轧机设有按照本发明第一实施例的在线轧辊研磨装置，此装置处于开始进行研磨时刻的状态；

图2为一台压延轧机的透视图，该轧机设有按照本发明第一实施例的在线轧辊研磨装置，此装置处于研磨结束时刻的状态；

图3A为当由磨石装置的上方看时的水平剖面图，而图3B为当由磨石装置的侧面看时的竖直剖面图；

图4为按照第一实施例的在线轧辊研磨装置的平面图；

图5为一台压延轧机的透视图，该轧机设有按照现有技术的在线轧辊研磨装置，此装置处于开始进行研磨时刻的状态；

图6A和6B示出了在按照现有技术的在线轧辊研磨装置中上和下磨石装置的运动路径；

图7A到7C示出了在按照本发明第一实施例的在线轧辊研磨装置中上和下磨石装置的运动路径；

图8为一台压延轧机的透视图，该轧机设有按照本发明第二实施例的在线轧辊研磨装置，此装置处于开始进行研磨时刻的状态；

图9示出了在按照本发明第二实施例的在线轧辊研磨装置中上和下磨石装置的运动路径。

现在，将参考着图描述本发明的某些实施例。

图1和2为一台压延轧机的透视图，该轧机设有按照本发明第一实施例的在线轧辊研磨装置。在这些图中，按照第一实施例的在线轧辊研磨装置包括磨石装置3a,3b，每一个磨石装置分别对于一对上-下工作轧辊2a,2b设置。在这些磨石装置中用来研磨上工作轧辊2a的上侧磨石装置3a，在横向上可以移动地安装在设在壳体4上的一条上侧导轨5a上。在另一方面，用来研磨下工作轧辊2b的下侧磨石装置3b在横向上可以移动地安装在设在轧机导轨7上的一条下侧导轨5b上，用来防止压延的毛坯出现曲折。

图3A为当由磨石装置3的上方看时的水平剖面图，而图3B为当由磨石装置3的侧面看时的竖直剖面图。在这些图中，磨石装置3包括用来研磨工作轧辊2的一个平面型的旋转磨石8，用来通过一根磨石旋转轴9使旋转磨石8转动的一个磨石转动驱动器10，用来把旋转的磨石8压在工作轧辊2上的一个磨石送进装置11，以及用来在工作轧辊2的轴向上使旋转的磨石8移动的一个磨石横向移动装置12。

通过在由一种弹性材料形成的一个薄盘13的顶表面上设置一个由超级研磨颗粒制成的磨石14并与磨石旋转轴9共轴地设置，构成该旋转的磨石8。按照工作轧辊与旋转的磨石8之间的接触作用力改变旋转的磨石8的偏移量，从而使旋转的磨石8有吸收工作轧辊2的震动的功能。磨石的旋转轴9以相对于与工作轧辊2的轴线垂直的一个平面表面的一个微小的角度倾斜，使得旋转的磨石8的圆周端部只有一部分与工作轧辊2的表面接触。在磨石的旋转轴9与设置旋转的磨石8的那端相对的一端设置一个负载腔室(load cell)，用来测量旋转的磨石8与工作轧辊2之间的接触作用力。

图4为按照这一实施例的在线轧辊研磨装置的平面图。在此图中，磨石送进装置11的送进马达16设有一个送进数量编码器17，用来测量旋转的角度。同样，磨石横向移动装置12包括一个横向的马达19，该装置设有一个横向数量编码器20，用来测量旋转的角度。把来自负载腔室15、送进数量编码器17和横向数量编码器20的数据信号输入到一个数据处理器21，该处理器把各自的目标控制信号输出到对于马达的控制器22a,22b,22c。

下面将描述采用上述实施例的在线轧辊研磨装置1的研磨方法。

为了比较，将首先描述按照现有技术的在线轧辊研磨装置30的情况。一般说来，为了容易控制，在研磨开始的时刻，上和下磨石装置3a,3b都位于同一侧，或者在驱动侧，或者在操作侧(在图中，在驱动侧)，如在图5中以示例的方式示出的那样。随后，与开始压延一块压延毛坯6的同时，使上和下旋转的磨石8a,8b与工作轧辊2a,2b的表面接触，并在相同的方向上移动，由操作侧移到驱动侧，或者由驱动侧移到操作侧，同时进行转动研磨。例如，在相同的方向是由驱动侧到操作侧的情况下，旋转的磨石8a,8b沿着在图6A所示的到在图6B中所示的路径移动。在图中，被研磨的表面用带窄条的图案表示。如在图中所示，随着旋转的磨石8a,8b的移动，被研磨的区域对于上和下工作轧辊2a,2b来说都主要在驱动侧。这种位置关系造成：对于作为一个整体的那对工作轧辊，在操作侧与驱动侧之间产生摩擦系数的差别，由于压延的毛坯发生曲折的原因，这将产生拉延(挤压)和坏的压延产品形状。

在另一方面，在按照本发明的实施例的在线轧辊研磨装置1中，在开始研磨的时刻，把上和下研磨装置3a,3b设置在相对的侧面上。例如，如在图1中所示，对于上工作轧辊2a的磨石装置3a位于驱动侧，而对于下工作轧辊2b的磨石装置3b位于操作侧。当开始研磨时，在相反的方向上移动磨石装置3a,3b，如在图7A到7C中所示出的那样。即，对于上工作轧辊2a的磨石装置3a由驱动侧移到操作侧，而对于下工作轧辊2b的磨石装置3b由操作侧移到驱动侧。在结束研磨的时刻，如在图2中所示，对于上工作轧辊2a的磨石装置3a位于操作侧，而对于下工作轧辊2b的磨石装置3b位于驱动侧。这样，当在上侧和下侧的研磨装置3a,3b在相反的方向上移动时，在上工作轧辊2a上和在下工作轧辊2b上的研磨区域分别在操作侧和驱动侧；即，研磨的区域相对于轧辊的中心位于彼此对称的位置。这样，可以平衡在操作侧和在驱动侧的摩擦系数，并且，可以防止压延的毛坯6发生曲折，防止了由于曲折所造成的拉延(挤压)或坏的产品形状。

现在将参考着图4描述为了实现研磨方法对此实施例的在线轧辊研磨装置1的控制。首先，在开始研磨之前，数据处理器21识别并判断上和下研磨装置3a,3b当前的待用位置。

当判断研磨装置3a,3b的待用位置与对于上和下工作轧辊2a,2b预定的相对的位置一致时，将此条件设定为等待开始进行研磨的待用状态。如果判断磨石装置3a,3b处于其它的位置，而不是在相对的位置时，在工作轧辊的轴向上移动磨石装置3a,3b，使它们处于预定的相对的位置。接着，数据处理器21确定其它的补偿条件，并把开始进行研磨的指令同时发给对于上和下磨石装置3a,3b设置的控制器22a,22b,22c。

随后，驱动磨石送进马达16和磨石送进螺旋23，把旋转的磨石8朝向工作轧辊2的压延表面移动，直到负载腔室15感知旋转的磨石8与工作轧辊2接触为止。在感知到接触之后，开动反向马达19，使上和下研磨装置3a,3b开始在相反的方向上移动，同时进行研磨。然后，在判断由反向数量编码器20检测到的研磨装置3a,3b的反向数量已经达到一个预定的数值的时刻，停止反向移动和研磨。

现在，将详细地解释操作侧与驱动侧之间摩擦系数的差别与压延的毛坯的曲折量之间的关系。在水平方向上、即通过方向上施加到压延的毛坯6上的负载(Fall)不仅与负载(F)、比如在进行压延的过程中施加到压延的毛坯6上的张力有关，而且与在进行压延的过程中在压延的毛坯6与工作轧辊2之间产生的摩擦力(Ff)有关。

在通过方向上施加的负载(Fall)可以用下面的公式表示：

Fall=F-Ff                             (公式1)

公式1的关系也可以用于在操作侧和驱动侧在通过方向上的负载。当把在操作侧的负载表示为Fall(W)和把在驱动侧的负载表示为Fall(D)时，在进行通过压延的过程中压延的毛坯6出现曲折表明：在操作侧和驱动侧之间在通过方向上的负载差ΔF不为0，而有一定的非零的数值。

ΔF=Fall(W)-Fall(D)                (公式2)

在公式1中，在进行压延的过程中改变的数值只是由工作轧辊的表面被在线轧辊研磨装置研磨而改变的摩擦系数所产生的摩擦力(Ff)，因此，在操作侧和驱动侧之间在通过方向上的负载差ΔF取决于摩擦系数。

这样，由于摩擦系数的改变使摩擦力的改变造成在操作侧和驱动侧之间在通过方向上的负载差ΔF不为0，并且，在进行通过压延的过程中压延的毛坯6出现曲折的现象。

在下面，将摩擦系数与出现曲折的关系联系起来，比较现有技术与本发明。

在按照现有技术的在线轧辊研磨装置的情况下，对于上和下工作轧辊的磨石装置3a,3b由相同的侧面开始研磨，并在相同的方向上移动。这样，对于作为一个整体的那对上和下工作轧辊，在操作侧与驱动侧之间出现摩擦系数的差别，这使压延的毛坯6出现曲折。在在线轧辊研磨装置不进行研磨的情况下，工作轧辊的表面粗糙度Ra在开始研磨时大约为0.6到0.8微米，当继续进行研磨时升高到大约1.5到3.0的Ra值。当在线轧辊研磨装置刚刚完成研磨之后，工作轧辊的表面粗糙度被改进到在开始研磨时大约为0.6到0.8微米的Ra值。由于表面粗糙度的差别，压延的毛坯6与工作轧辊2之间的摩擦系数改变。

采用上面提到的已知的摩擦系数作为在操作侧和驱动侧的摩擦系数，将可以研究压延的毛坯6的出现曲折的现象。如果上和下磨石装置3a,3b都从操作侧开始研磨，在操作侧的摩擦系数μWs低至大约0.6到0.8微米的Ra值，而在驱动侧的摩擦系数μDs高至大约1.5到3.0微米的Ra值。这样，朝向有较低的摩擦系数的操作侧的入口侧推压延的毛坯6的摩擦力较小，而在有较高摩擦系数的驱动侧的摩擦力较大。因此，在操作侧的通过方向负载F(W)和在驱动侧的通过方向负载F(D)的关系是F(W)＞F(D)。这就是说，对操作侧出现拉长，压延的毛坯6由操作侧向驱动侧弯曲，造成曲折。

相反，按照本发明的实施例的在线轧辊研磨装置在上和下工作轧辊2a,2b之间在相反的方向上移动。在这种情况下，由于摩擦力的差别在上工作轧辊2a与压延的毛坯6之间产生的并会使压延的毛坯6变弯的作用力总与在下工作轧辊2b与压延的毛坯6之间产生的并会使压延的毛坯6变弯的作用力平衡。因此，在操作侧和驱动侧之间在通过方向上的负载差ΔF为0。结果，压延的毛坯的曲折不会出现，从而防止了出现拉延(挤压)和出现坏的产品形状。

为了稳定地建立上面提到的平衡，上和下工作轧辊2a,2b被研磨的区域的长度必须基本上相等。为了满足这一条件，要求在大致相同的时刻使磨石装置3a,3b各自与工作轧辊2a,2b接触，开始研磨，并且，磨石装置3a,3b以相等的速度在工作轧辊的轴向上移动。然而，已经知道：并不是那样严格地要求研磨的开始时刻一致，由机械的观点看来，一定程度的差别没有大的影响。

如上面已经描述的那样，按照本发明的实施例，把对于上和下工作轧辊的研磨方向设定成彼此相对。通过这样的设置，即使在进行通过压延的过程中进行在线轧辊研磨的情况下，可以降低在上和下工作轧辊的纵向上摩擦系数的差别，防止了由于压延的毛坯出现曲折而出现的拉延(挤压)和坏的产品形状，并且，可以提高产品质量和生产能力。

下面参考图8描述按照本发明的第二实施例的在线轧辊研磨装置40。图8为一台压延轧机的透视图，该轧机设有按照本发明的第二实施例的在线轧辊研磨装置。在此图中，第二实施例的在线轧辊研磨装置包括总数为四个的磨石装置3，两个用于上工作轧辊2a，两个用于下工作轧辊2b。用来研磨上工作轧辊2a包括一组两个磨石装置的上磨石装置组41a在横向上可以移动地安装在设在壳体4上的一条上导轨5a上。在另一方面，用来研磨下工作轧辊2b包括一组两个磨石装置的下磨石装置组41b在横向上可以移动地安装在设在轧机导轨7上的一条下导轨5b上，用来防止压延的毛坯6出现曲折。

在进行研磨的过程中，总把被上磨石装置组41a和被下磨石装置组41b研磨的上和下工作轧辊2a,2b的两个区域设置成相对于轧辊的中心处于对称的关系，并且在相反的方向上移动。例如，在上磨石装置组41a由驱动侧移到操作侧而下磨石装置组41b由操作侧移到驱动侧的情况下，移动路径如在图9中所示出的那样。在每个磨石装置组41a,41b中两个旋转的磨石8之间的距离大约为工作轧辊的总长度的一半。通过这样的设置，可以在较短的时间内完成在线轧辊研磨。

这样，按照这一实施例，可以在较短的时间内完成有效的在线轧辊研磨，同时保持如下功能：防止了由于压延的毛坯出现曲折而在进行通过压延的过程中进行的在线轧辊研磨中出现拉延(挤压)或坏的产品形状。

尽管已经描述了优选实施例，对于熟悉技术的人们来说在本发明的概念的范围内将会出现对它们的改型，下面的权利要求书描述了本发明的概念。

Claims (4)

1．一种在线轧辊研磨方法，它采用至少一个上侧轧辊磨石装置和至少一个下侧轧辊磨石装置，它们分别朝向一对上-下工作轧辊，研磨正在旋转的所述工作轧辊的表面，所述方法还采用一个移动装置，用来沿着所述工作轧辊的轴向移动所述上侧轧辊磨石装置和下侧轧辊磨石装置，其特征在于：

在进行压延的过程中在以相反的方向移动所述上侧轧辊磨石装置和所述下侧轧辊磨石装置的同时进行研磨。

2．如权利要求1所述的在线轧辊研磨方法，其特征在于：

同时由相反的侧面在进行压延的过程中开始用所述上侧轧辊磨石装置进行研磨和在进行压延的过程中开始用所述下侧轧辊磨石装置进行研磨，把所述上侧轧辊磨石装置的移动速度与所述下侧轧辊磨石装置的移动速度控制成彼此相等。

3．一种在线轧辊研磨装置包括至少一个上侧轧辊磨石装置和至少一个下侧轧辊磨石装置，它们分别朝向一对上-下工作轧辊，研磨正在旋转的所述工作轧辊的表面，所述装置还包括一个移动装置，用来沿着所述工作轧辊的轴向移动所述上侧轧辊磨石装置和下侧轧辊磨石装置，其特征在于：

设置了一个移动控制装置，用来控制所述移动装置，使得在进行压延的过程中以相反的方向移动所述上侧轧辊磨石装置和所述下侧轧辊磨石装置。

4．如权利要求3所述的在线轧辊研磨装置，其特征在于：

所述移动控制装置控制所述移动装置，使得同时由相反的侧面在进行压延的过程中开始用所述上侧轧辊磨石装置进行研磨和在进行压延的过程中开始用所述下侧轧辊磨石装置进行研磨，并且使得所述上侧轧辊磨石装置的移动速度与所述下侧轧辊磨石装置的移动速度彼此相等。

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