CN201664693U - 一种粗轧立辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种粗轧立辊，主要由辊身和凸台组成，其特征在于，所述立辊工作面的上部为锥度面，所述立辊工作面的中部为垂直面，所述垂直面和所述凸台之间存在倒角。本实用新型对不同厚度的钢坯均可实现稳定轧制，并提高立辊对钢坯的宽度控制能力，同时保证了良好的带钢边部质量，且易于实施。

Description

一种粗轧立辊

技术领域

本实用新型涉及轧钢装置，具体地说，本实用新型涉及一种粗轧立辊，所述粗轧立辊保证稳定轧制和宽度控制，且适应不同厚度钢坯的热轧。

背景技术

热轧板带钢生产线的连铸板坯在粗轧过程中，必须采用立辊进行调宽和改善边部形状。立辊均为成对安装，钢坯在两个立辊之间通过，钢坯两侧和立辊接触并被立辊压窄到所需要的宽度，该压窄量被称作侧压量。要想达到目标宽度，钢坯往往需要立辊施加很大的侧压力，此时经常出现板坯一侧沿立辊向上滑动、一侧向下滑动的现象，不仅达不到目标宽度，还有造成生产事故的危险。目前世界范围内存在三种立辊：平辊、孔型辊和锥形辊(如图1所示)。

平辊为两辊工作面均平行，这样的辊面形状不适合轧制高强度的钢坯，轧制过程中往往产生钢坯倾斜现象，造成不稳定(失稳)和宽度失控。

孔型立辊是工作面上下均有凸台，该类轧辊解决了固定厚度钢坯的轧制稳定性问题，然而，只有在板坯厚度与孔形高度相匹配时才有效果，不适合生产不同厚度规格的钢坯，并容易产生表面划伤。

锥形辊辊身上部为圆锥形，下部为凸台，轧制时由于锥度的存在会给钢坯向下的力，从而使钢坯压在凸台上，能够实现稳定轧制，但容易造成钢坯下表划伤。锥形辊的另一个缺点是不适合轧制薄钢坯。由于锥度的存在，给钢坯两侧向下的力，容易造成弯曲或单侧向下倾斜，大大减弱了立辊对钢坯的宽度控制功能。

在热轧生产中，粗轧立辊需要同时满足三种生产要求：稳定轧制、宽度调节与宽度精度控制、保证轧件的表面质量。通过对现有技术的检索、查新，发现以下文献：

《新型立辊轧机》(迟爱敏，李伟，曲瑞力.一重技术，1996，70(4)：30-34.)公开了某热轧产线粗轧E1立辊轧机的结构特点、主要参数与装机水平，并论述了以往立辊轧机的不同之处，但并没有涉及立辊轧辊结构和辊形。

《立辊形状对板坯断面形状的影响》(刘慧，高彩茹，王国栋，刘相华.塑性工程学报.2003，10(5)：86-88.)基于弹塑性有限元理论，利用大型有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA，对中厚板生产的立辊轧边变形进行了模拟计算，给出了三种立辊(平辊、孔形辊和锥形辊)工作时板坯不同位置宽度和狗骨形状的计算结果，但并没有提出对立辊形状的拓展性工作和改进方向。

中国专利文献200720201050.1公开了一种结构简单、工作状态稳定的控制热轧宽度的带侧压装置的立辊轧机。其特征在于：在轧机牌坊上设置有宽度控制装置，宽度控制装置包括长行程侧压液压缸、侧压球面垫和立辊滑架，长行程侧压液压缸安装在轧机牌坊内，长行程侧压液压缸的调整端通过侧压球面垫固定在立辊滑架上，立辊滑架安装在立辊上。该专利文献是对立辊轧机系统装置、结构或传动等方面的优化和改进，并未涉及立辊形状方面的内容。

中国专利文献200520097330.3涉及一种新型轧钢机立辊，技术措施主要由辊身、与辊身连接的凸台、凸台的外缘组成，其特征在于凸台的外缘为圆角，凸台与辊身连接处为圆弧状，凸台的表面与外缘的圆角形成流线型。该专利文献涉及立辊辊面形状的改变，通过对凸台和辊面连接处进行倒角设计，使其R值为15～30mm，避免了板坯产生划伤缺陷，但不能实现不同厚度板坯的稳定轧制。

因此，为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种保证稳定轧制和宽度控制，且能够生产不同厚度钢坯的粗轧立辊。

实用新型内容

本实用新型提供一种粗轧立辊，主要由立辊辊身和下部凸台组成，其特征在于，所述立辊辊身的工作面的上部为锥度面，所述立辊辊身工作面的中部为垂直面，所述垂直面和所述凸台之间存在倒角。

根据本实用新型的粗轧立辊，优选的是，所述锥度面的锥度为2～5°。

根据本实用新型的粗轧立辊，优选的是，所述垂直面的高度为60～110mm。

根据本实用新型的粗轧立辊，优选的是，所述倒角为R＝20～40mm，更优的是，所述倒角为R＝25～30mm。

本实用新型立辊的工作面由锥度面、垂直面、凸台倒角组成，且配备过桥鼻梁共同工作，过桥鼻梁设置在立辊之间，比凸台的上表面高20～50mm。

立辊工作时，钢坯在两个立辊之间通过，其受力情况如图3所示。钢坯被立辊压窄时受到立辊的侧压力F，此时由于锥度的存在，使得侧压力产生向下的分力N₁；由于设置了一定高度的过桥鼻梁，承受了钢坯大部分向下的力，同时钢坯侧面下边部恰好位于倒角处，此处在侧压力的作用下会产生向上的力N₂。主要靠N₁和N₂的作用，使板坯两侧均被限定在立辊固定位置，保持板坯的稳定，实现稳定轧制。

板坯受力如下：

N₁+g＝N₂+f+δ

其中：

N₁＝F·sinθ·cosθ    (F为立辊对板坯的侧压力，θ为锥度角度)

N₂：倒角处对板坯的支撑力，由板坯边部下降的高度和倒角半径决定

δ：板坯受N₁作用侧面向下弯曲而产生的变形抗力

f：摩擦力

g：该处钢坯的重力

因此，立辊锥度面和倒角一起保证了厚板坯的轧制稳定性，且该板坯厚度可以在很大范围内变化。

在轧制薄钢坯时，钢坯侧面处于垂直面处，由于薄板坯宽度调整所需侧压力不大，因此不容易倾斜和弯曲，使用垂直面就可以实现薄板坯的稳定轧制和宽度调整。此外，薄板坯距倒角仍有一定距离，因此，不会和凸台产生摩擦而影响边部表面质量。

本实用新型的有益效果：

本实用新型对不同厚度的钢坯均可实现稳定轧制，并提高立辊对钢坯的宽度控制能力，同时保证了良好的带钢边部质量，且易于实施。

附图说明

图1为三种立辊工作示意图，其中(a)平辊，(b)孔形辊，(c)锥形辊；

图2为本实用新型立辊的示意图，其中1-辊身，2-凸台，3-锥度面，4-垂直面，5-倒角，6-过桥鼻梁，7-钢坯；

图3为本实用新型立辊工作时钢坯受力示意图，其中F-立辊对板坯的侧压力，N₁-侧压力产生的向下的分力，N₂-倒角处对板坯的支撑力，δ-板坯受N₁作用侧面向下弯曲而产生的变形抗力，f-摩擦力，g-该处钢坯的重力；

图4为本实用新型立辊轧制不同厚度钢坯示意图。

具体实施方式

以下用实施例结合附图对本实用新型作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本实用新型最佳实施方式的描述，并不对本实用新型的范围有任何限制。

实施例1：

粗轧立辊的上部锥度面3的锥度为2°，立辊中部垂直面4的高度为60mm，立辊凸台2和垂直面4之间的倒角5为R＝25mm。一对立辊之间设置过桥鼻梁6，且过桥鼻梁6比立辊凸台2的上表面高20mm。钢坯7在立辊之间通过。

实施例2：

粗轧立辊的上部锥度面3的锥度为3°，立辊中部垂直面4的高度为100mm，立辊凸台2和垂直面4之间的倒角5为R＝30mm。一对立辊之间设置过桥鼻梁6，且过桥鼻梁6比立辊凸台2的上表面高40mm。钢坯7在立辊之间通过。

实施例3：

粗轧立辊的上部锥度面3的锥度为5°，立辊中部垂直面4的高度为110mm，立辊凸台2和垂直面4之间的倒角5为R＝40mm。一对立辊之间设置过桥鼻梁6，且过桥鼻梁6比立辊凸台2的上表面高50mm。钢坯7在立辊之间通过。

在轧制厚板坯时(150～280mm)，由于大压下量产生的较大分力和边部凸出(热轧术语为“狗骨”)，会使得钢坯下沿作用在立辊凸台倒角5处，此处对板坯产生向上力。板坯向上向下均有限定，因此板坯被限定在固定位置，实现了稳定轧制(见图4a)。

在轧制中等厚度板坯时(85～150mm)，由于板坯和锥度面3的接触面减少，向下分力减少，钢坯变形抗力和板坯与立辊间的摩擦力能够抵消该分力，同时由于过桥鼻梁6较立辊凸台2高40mm，因此钢坯下沿在倒角5之上，板坯稳定轧制(见图4b)。

在轧制薄板坯时(30～85mm)，板坯侧面和立辊垂直面4接触，钢坯较薄时轧制力小，轧制稳定性好，因此垂直面4能够满足轧制要求。重要的是，垂直面4有利于宽度控制精度(见图4c)。

长期生产实践表明，本实用新型立辊可稳定生产40～280mm厚钢坯，宽度控制精度明显高于其它辊形数据，且钢坯表面从未出现由此引起的划伤。

随着热轧品种的不断开发和拓展，高强钢的轧制量越来越多，同时为提高物流和生产组织水平，提高板坯侧压量已成必然。这必然要求立辊的轧制力和压下量增加，因此，轧制稳定性的问题日益突出。本实用新型立辊能够满足热轧发展的要求，保证并提高了轧制稳定性，从而使热轧生产更为稳定有效。

Claims (5)

1.一种粗轧立辊，主要由立辊辊身(1)和下部凸台(2)组成，其特征在于，所述立辊工作面的上部为锥度面(3)，所述立辊工作面的中部为垂直面(4)，所述垂直面(4)和所述凸台(2)之间存在倒角(5)。

2.如权利要求1所述的立辊，其特征在于，所述锥度面(3)的锥度为2～5°。

3.如权利要求1所述的立辊，其特征在于，所述垂直面(4)的高度为60～110mm。

4.如权利要求1所述的立辊，其特征在于，所述倒角(5)为R＝20～40mm。

5.如权利要求4所述的立辊，其特征在于，所述倒角(5)为R＝25～30mm。

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