RU2077399C1

RU2077399C1 - Rolling stand with roll skew in horizontal plane

Info

Publication number: RU2077399C1
Application number: RU94034769A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Хлопонин
Original assignee: Виктор Николаевич Хлопонин
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1997-04-20
Also published as: RU94034769A

Abstract

FIELD: lengthwise rolling in ferrous and non-ferrous metallurgy. SUBSTANCE: invention realizes rolling process in rolling stand with mutually opposite motion of rolling rolls after metal biting. Rolling stand includes two frames, rolls with bearings, cartridges. Each cartridge supports chocks of one roll mounted in it with possibility of rotation in horizontal plane around center being crossing point of roll axes and actuator for such rotation. Each cartridge embraces outer faces of struts of both frames with movable contact along their cylindrical surface. Said cartridge is in the form of builtup chassis with two fork-like protrusions entering windows of frames with gap and forming movable joint assembly with roll chocks. EFFECT: enlarged possibilities of schedule free rolling process, lowered loads of roll bearings, enhanced working capacity of rolls. 6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству, а более конкретно к продольной прокатке в цилиндрических валках в черной и цветной металлургии. The invention relates to rolling production, and more particularly to longitudinal rolling in cylindrical rolls in the ferrous and non-ferrous metallurgy.

Продольная прокатка в цилиндрических валках относится к широко распространенным методам обработки металла давлением в черной и цветной металлургии. Этот вид прокатки применяется при производстве толстых и тонких полос и листов, в ряде случаев используется в первых клетях сортовых станов. В последние годы продольную прокатку в цилиндрических валках стали применять в качестве составной части МНЛЗ, осуществляя деформацию металла в однофазной и даже двухфазной областях. Longitudinal rolling in cylindrical rolls refers to widespread methods of metal processing by pressure in ferrous and non-ferrous metallurgy. This type of rolling is used in the production of thick and thin strips and sheets, in some cases it is used in the first stands of high-quality mills. In recent years, longitudinal rolling in cylindrical rolls has been used as part of a continuous casting machine, deforming the metal in single-phase and even two-phase areas.

В зависимости от места расположения и назначения прокатной клети в технологической линии производства плоского металла изменяются требования, предъявляемые технологией к клети:
в клети, определяющей поперечный профиль полосы, необходимо наличие в ней средств воздействия на профиль в процессе прокатки;
в клети, установленной с МНЛЗ, а также в черновых клетях широкополосовых станов горячей прокатки необходимы механизмы создания в металле сдвиговых деформаций;
в любой клети, установленной в технологической линии производства плоского проката, необходимо ведение процесса прокатки с любой последовательностью ширин прокатываемых полос (беспрограммная прокатка);
в любой клети, осуществляющей деформацию металла, необходимо наличие средств и способов повышения работоспособности прокатныхвалков.Depending on the location and purpose of the rolling mill in the technological line for the production of flat metal, the requirements of the technology for the mill change:
in the stand defining the transverse profile of the strip, it is necessary to have in it means of influencing the profile during the rolling process;
in a stand installed with a continuous casting machine, as well as in roughing stands of broadband hot rolling mills, mechanisms of creating shear deformations in the metal are necessary;
in any stand installed in the technological line for the production of flat products, it is necessary to conduct the rolling process with any sequence of widths of rolled strips (programless rolling);
in any stand that implements metal deformation, it is necessary to have means and methods to increase the efficiency of rolling rolls.

Всем этим требованиям может удовлетворить прокатная клеть, в которой в процессе деформации металла рабочие валки наряду с вращением совершают возвратно-поступательное (челночно-встречное) осевое перемещение. В этом случае одновременно с периодическим обновлением поверхности валка по периметру его поперечного сечения происходит ее обновление по длине бочки валка. Такое движение рабочих валков в процессе деформации металла может быть обеспечено в прокатной клети с перекосом валков в горизонтальной плоскости. All these requirements can be met by a rolling stand, in which, in the process of metal deformation, the work rolls along with rotation make a reciprocating (shuttle-oncoming) axial movement. In this case, at the same time as the roll surface is periodically updated along the perimeter of its cross section, it is updated along the roll barrel length. Such movement of the work rolls during the deformation of the metal can be ensured in the rolling stand with skew rolls in the horizontal plane.

Известна прокатная клеть с перекосом валков в горизонтальной плоскости (см. например, Steel Times, December, 1992 г. р. 558 562. "Pair Cross Mill operaiting resuults"). В клети реализуется попарное скрещивание рабочих и опорных валков (PC-mill). Основной недостаток известной прокатной клети состоит в отсутствии механизмов, обеспечивающих возвратно-поступательное осевое перемещение валков в процессе деформации металла. A known rolling stand with skew rolls in the horizontal plane (see, for example, Steel Times, December, 1992, p. 558 562. "Pair Cross Mill operaiting resuults"). In the stand, pairwise crossing of work and backup rolls (PC-mill) is realized. The main disadvantage of the known rolling stands is the lack of mechanisms for reciprocating axial movement of the rolls in the process of deformation of the metal.

Известна прокатная клеть с перекосом валков в горизонтальной плоскости (см. например, положительное решение по заявке от 12.02.91 N 4.910.536/27). В прокатной клети наряду со скрещиванием осей в горизонтальной плоскости реализуется возвратно-поступательное осевое перемещение рабочих валков в процессе деформации металла. Основные недостатки известной прокатной клети состоят в относительно малых величинах осевых перемещений рабочих валков, реализуемых в клети, в совокупной сложности механизмов и устройств, обеспечивающих в клети перекос осей валков и осевое перемещение рабочих валков. Это ограничивает возможности прокатной клети многомерно влиять на очаг деформации (т. е. на профиль полосы, настойкость валков, на обеспечение беспрограммной прокатки, на возможность создания в металле сдвиговых деформаций), существенно усложняет конструкцию клети и ее эксплуатацию, затрудняет использование основных ее механизмов в действующих прокатных клетях. Known rolling mill with skew rolls in the horizontal plane (see, for example, a positive decision on the application of 12.02.91 N 4.910.536 / 27). In the rolling stand, along with the crossing of the axes in the horizontal plane, the reciprocating axial movement of the work rolls in the process of metal deformation is realized. The main disadvantages of the known rolling stands consist in the relatively small values of the axial displacements of the work rolls implemented in the stand, in the aggregate complexity of the mechanisms and devices that ensure the skew axis of the rolls and the axial movement of the work rolls in the stand. This limits the ability of the rolling stand to multidimensionally affect the deformation zone (i.e., the strip profile, roll resistance, ensuring programless rolling, the possibility of creating shear deformations in the metal), significantly complicates the stand design and its operation, and makes it difficult to use its main mechanisms in operating rolling stands.

Известна прокатная клеть с перекосом валков в горизонтальной плоскости, содержащая две станины, валки с подушками, кассеты, в каждой из которых установлены подушки одного из валков, с возможностью поворота в горизонтальной плоскости вокруг центра в точке пересечения осей скрещенных валков и привод этого поворота (см. например, а.с. 1.400.678, В21В, 13/14, 37/04, 1988). There is a known rolling stand with skew rolls in the horizontal plane, containing two beds, rolls with pillows, cartridges, each of which has pillows for one of the rolls, with the possibility of turning in a horizontal plane around the center at the intersection of the axes of the crossed rolls and the drive of this rotation (see e.g. A.S. 1.400.678, B21B, 13/14, 37/04, 1988).

По существенным признакам эта известная клеть наиболее близка предлагаемой прокатной клети, поэтому принята за прототип. According to the essential features, this known stand is closest to the proposed rolling stand, and therefore adopted as a prototype.

К существенным недостаткам известной прокатной клети относятся:
возможность ее применения только с использованием станин открытого типа;
отсутствие возможности реализации осевого перемещения валков;
нерешенность вопросов перевалки валков, особенно рабочих, перевалка которых требует демонтажа практически всех кассет.Significant disadvantages of the known rolling stands include:
the possibility of its use only with the use of open frames;
the inability to implement axial movement of the rolls;
Unresolved issues of transshipment of rolls, especially workers whose transshipment requires the dismantling of almost all cartridges.

В совокупности указанные недостатки затрудняют высокоэффективное применение известной прокатной клети в современных процессах продольной прокатки, особенно в прокатных клетях кварто листопрокатного производства. В случае использования известной прокатной клети не представляется возможным применять осевое перемещение рабочих валков в качестве мероприятия по повышению их стойкости и улучшения на этой основе качества проката, в качестве средствареализации беспрограммной прокатки (с любой последовательностью ширин прокатываемых полос). Из-за возникающих больших осевых нагрузок на подшипники валков существенно ограничены величины углов перекоса валков, реализуемых в этой клети, что также снижает возможности клети создавать в процессе деформации в металле сдвиговые деформации. In the aggregate, these drawbacks complicate the highly efficient use of the known rolling mill in modern longitudinal rolling processes, especially in rolling stands of quarto sheet rolling production. In the case of using the known rolling stand, it is not possible to use the axial movement of the work rolls as an action to increase their durability and improve the quality of the rolling on this basis, as a means of realizing programless rolling (with any sequence of rolled strip widths). Due to the large axial loads on the roller bearings, the skew angles of the rolls realized in this stand are significantly limited, which also reduces the stand's ability to create shear deformations in the process of deformation in the metal.

Предлагаемая прокатная клеть свободна от указанных недостатков. В ней наряду с перекосом валков в горизонтальной плоскости реализуется свободное и управляемое встречно-направленное осевое перемещение рабочих валков при нахождении металла в валках, т.е. непосредственно в процессе деформации металла. Тем самым наряду с воздействием на профиль проката за счет перекоса осей валков, "размывается" износ валков по длине их бочки, что расширяет возможности беспрограммной прокатки. Многократно в прокатной клети снижены осевые нагрузки на подшипники прокатных валков. Прокатная клеть предусматривает применение станин закрытого типа при сохранении зарекомендовавших себя способов перевалки валков. Прокатная клеть может быть реализована с использованием основных элементов действующих клетей. The proposed rolling stand is free from these disadvantages. In it, along with the skew of the rolls in the horizontal plane, a free and controlled counter-axial axial movement of the work rolls when the metal is in the rolls, i.e. directly in the process of metal deformation. Thus, along with the effect on the rolled profile due to the skew axis of the rolls, the wear of the rolls along the length of their barrel is “washed away”, which expands the possibilities of programless rolling. Many times in the rolling stand, axial loads on the bearings of the rolling rolls are reduced. The rolling stand provides for the use of closed bed frames while preserving proven roll transfer methods. The rolling stand can be implemented using the basic elements of the active stands.

Перечисленные технические результаты достигаются за счет того, что в прокатной клети с перекосом валков в горизонтальной плоскости, содержащей две станины, валки с подушками, кассеты, в каждой из которых установлены подушки одного из валков, с возможностью поворота в горизонтальной плоскости вокруг центра в точке пересечения осей скрещенных валков и привод этого поворота, согласно предложению каждая кассета охватывает наружные грани стоек обеих станин с контактом по цилиндрической поверхности очерченной окружностью с центром в указанной точке пересечения осей валков и выполнена в виде составной рамы с двумя вилкообразными выступами, входящими с зазором в окна станин и снабженными направляющими поверхностями, при этом кассета образует подвижные соединения со станинами по указанной цилиндрической поверхности и с подушками валка по указанным направляющим поверхностям, а расстояние между зубцами вилкообразных выступов больше диаметра валка. Кроме того, цилиндрическая поверхность выполнена на планках, закрепленных для станин на наружных гранях их стоек и для кассет во внутренних их углах. Помимо этого, и на кассете размещены механизмы уравновешивания валка, привод ее поворота и механизм управления скоростью и величиной осевого перемещения валка. К тому же, на стороне входа и выхода и клети установлен привод подъема кассет. В вилкообразных выступах размещены гидроцилиндры со штоками, упирающимися в стойки станин. В зубцах вилкообразных выступов кассеты, с обеих сторон бочки валка, расположены шлифовальные установки. These technical results are achieved due to the fact that in a rolling stand with skewed rolls in a horizontal plane containing two beds, rolls with pillows, cassettes, in each of which pillows of one of the rolls are installed, with the possibility of rotation in a horizontal plane around the center at the intersection point axes of crossed rolls and the drive of this rotation, according to the proposal, each cassette covers the outer faces of the uprights of both stands with contact on a cylindrical surface with a circled circle centered at at the point of intersection of the axes of the rolls and is made in the form of a composite frame with two fork-shaped protrusions entering with a gap in the windows of the frame and provided with guide surfaces, while the cassette forms movable connections with the beds on the specified cylindrical surface and with the roll cushions on the specified guide surfaces, and the distance between the teeth of the fork-shaped protrusions is larger than the diameter of the roll. In addition, the cylindrical surface is made on planks fixed for beds on the outer faces of their racks and for cassettes in their inner corners. In addition, the roll balancing mechanisms, its rotation drive and the mechanism for controlling the speed and magnitude of the axial movement of the roll are also located on the cassette. In addition, a cassette lift drive is installed on the inlet and outlet side and the cage. In the fork-shaped protrusions, hydraulic cylinders with rods abutting against the struts of the beds are placed. In the teeth of the fork-shaped protrusions of the cartridge, on both sides of the roll barrel, grinding installations are located.

Прокатная клеть на примере клети кварто пояснена чертежами. A rolling stand on the example of a quarto stand is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан вид прокатной клети со стороны перевалки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 3 и на фиг. 6 разрез N-N на фиг. 2. In FIG. 1 shows a rolling stand view from the transshipment side; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 section BB in FIG. one; in FIG. 4, section BB in FIG. 3; in FIG. 5 section GG in FIG. 3 and in FIG. 6 is a section N-N in FIG. 2.

Прокатная клеть содержит две станины 1 и 2 с окнами 3 (на фиг. 1 и 2) и прокатными валками: рабочими 4 и 5 и опорными 6 и 7, установленными в подушках рабочих валков 8 и 9 и опорных валков 10 и 11 соответственно. Опорные валки имеют длину бочки L, рабочие валки L < L_p ≅ 2L (фиг. 2). Подушки опорных валков установлены в окнах станин, подушки рабочего валка 8 в кассете 12 и рабочего валка 9 в кассете 13. Кассеты 12 и 13 аналогичны поконструкции (с небольшими отличиями, связанными с механизмами перевалки и уравновешивания валков, что будет отмечено ниже) и выполнены в виде составной рамы прямоугольного типа (фиг. 3), состоящей из симметричных относительно оси прокатки частей с разъемными соединениями 14 по длинной стороне кассеты. На коротких сторонах каждой кассеты имеются два вилкообразных выступа 15 и 16, входящих в окна станин с зазором так, что характерный размер А окна станины (с учетом того, что со стороны привода размер А обычно меньше на 10 мм в сравнении с аналогичным размером со стороны перевалки) больше ширины Б вилкообразного выступа по меньшей мере на величину смещения кассеты при ее повороте в горизонтальной плоскости, т.е. обязательно А > Б (см. фиг. 3 5). Протяженность этих выступов выбрана из возможности осевого смещения подушек валков, которая применительно к станам кварто равна разнице в длинах бочек рабочих и опорных валков. К характерным параметрам вилкообразных выступов относится размер между зубцами Г (см. фиг. 4 и 5), который всегда несколько больше диаметра нового рабочего валка D_p, т.е. всегда Г > D_p. В зубцах вилкообразных выступов каждой кассеты выполнены вертикальные 17 и горизонтальные 18 направляющие поверхности (фиг. 4 и 5), по которым подушки рабочих валков имеют возможность перемещаться в осевом направлении, постоянно контактируя с кассетой соответствующими поверхностями. При этом подушки валков имеют соответствующие заплечики 19, которые контактируют с горизонтальными направляющими 18 кассеты. На подушках нижнего рабочего валка на заплечиках 19 закреплены колеса 20, используемые при перевалке рабочих валков (фиг. 1, 2 и 5). Для размещения заплечиков 19 в кассетах выполнены соответствующие проточки 21, характерным параметром которых является высота К (на фиг. 5). Эта высота должна обеспечивать свободное осевое перемещение подушек рабочих валков в осевом направлении, таким образом всегда К > Е, где Е высота заплечиков 19. Напротив колес 20 в нижней кассете 13 проложены балки 22 (фиг. 1,3 5), длина которых равна длине большей стороны кассеты и которые предназначены для перевалки рабочих валков. В нижней кассете 13 также расположен механизм уравновешивания верхней кассеты 12 вместе с верхним рабочим валком 4, выполненный в виде гидроцилиндров 23.The rolling stand contains two beds 1 and 2 with windows 3 (in Figs. 1 and 2) and rolling rolls: workers 4 and 5 and support 6 and 7 installed in the cushions of the work rolls 8 and 9 and backup rolls 10 and 11, respectively. The support rolls have a barrel length L, work rolls L <L _p ≅ 2L (Fig. 2). The pillows of the backup rolls are installed in the windows of the beds, the pillows of the work roll 8 in the cassette 12 and the work roll 9 in the cassette 13. Cassettes 12 and 13 are similar to the design (with slight differences associated with the mechanisms of transshipment and balancing of the rolls, which will be noted below) and made in the form of a composite frame of a rectangular type (Fig. 3), consisting of parts symmetrical about the rolling axis with detachable connections 14 along the long side of the cartridge. On the short sides of each cassette there are two forked protrusions 15 and 16 entering the frame windows with a gap so that the characteristic size A of the frame window (taking into account that the size A on the drive side is usually less than 10 mm compared to the same size on the side transshipment) is greater than the width B of the forked protrusion by at least an amount of displacement of the cartridge when it is rotated in a horizontal plane, i.e. necessarily A> B (see Fig. 3 5). The length of these protrusions is selected from the possibility of axial displacement of the roll cushions, which with respect to quarto mills is equal to the difference in the lengths of the barrels of the work rolls and backup rolls. The characteristic parameters of the fork-shaped protrusions include the size between the teeth G (see Fig. 4 and 5), which is always somewhat larger than the diameter of the new work roll D _p , i.e. always Γ> D _p . In the teeth of the fork-shaped protrusions of each cassette, vertical 17 and horizontal 18 guide surfaces are made (Figs. 4 and 5), along which the cushions of the work rolls are able to move in the axial direction, constantly contacting the cassette with the corresponding surfaces. In this case, the cushion rolls have corresponding shoulders 19, which are in contact with the horizontal guides 18 of the cartridge. On the cushions of the lower work roll on the shoulders 19 are fixed wheels 20 used for transshipment of work rolls (Fig. 1, 2 and 5). To place the shoulders 19 in the cassettes, corresponding grooves 21 are made, the characteristic parameter of which is the height K (in Fig. 5). This height should provide free axial movement of the pillows of the work rolls in the axial direction, thus always K> E, where E is the height of the shoulders 19. Opposite the wheels 20, beams 22 are laid in the lower cassette 13 (Fig. 1,3 5), the length of which is equal to the length most of the cassettes and which are designed for handling work rolls. In the lower cassette 13 is also located the balancing mechanism of the upper cassette 12 together with the upper work roll 4, made in the form of hydraulic cylinders 23.

Гидроцилиндры 23 могут быть использованы для противоизгиба рабочих валков, в то же время параметры кассеты позволяют расположить специальные гидроцилиндры для противоизгиба валков. Станины 1 и 2 имеют соответствующие стойки 24 27. На этих стойках, на их внешних гранях, жестко закреплены планки 28 31, наружная поверхность которых образует цилиндрическую поверхность, очерченную окружностью радиусом R (фиг. 3) с центром в точке 0 пересечения осей скрещенных рабочих валков при их повороте в горизонтальной плоскости. Аналогичные цилиндрические поверхности выполнены на кассетах 12 и 13. Они также выполнены в виде планок, жестко закрепленных в углах кассет. Кассеты 12 и 13 охватывают стойки 24 27 с контактом по указанным цилиндрическим поверхностям с возможностью вертикального перемещения и поворота кассет в горизонтальной плоскости относительно станин. Привод поворота кассет расположен на самих кассетах и выполнен, например, в виде двигателей 32, вращающих в гайках винты 33, которые упираются в планки 28 - 31. Привод указанного вертикального перемещения кассет расположен на в ходе и выходе и прокатной клети и выполнен, например, в виде гидроцилиндров 34, штоки которых попарно упираютсяв штанги 35, которые могут контактировать с нижней кассетой 13 (фиг. 1 и 3). Между верхней кассетой 12 и элементами подушки верхнего опорного валка (аналогично нижних кассеты и опорного валка) имеется характерный параметр М (см фиг. 2), величина которого должна быть больше суммы уменьшения радиуса рабочего и опорного валков из-за их переточки. В вилкообразных выступах 15 и 16 в каждом их зубце расположены гидроцилиндры 36, штоки которых в рабочем положении упираются в стойки 24 и 27 станин 1 и 2 со стороны окна станин (фиг. 3 и 4). Также в обоих вилкообразных выступах, в каждом зубце или только в вилкообразном выступе, расположенном на стороне перевалки, установлены механизмы 37 управления скоростью и величиной осевого перемещения рабочего валка (см. фиг. 6, показан случай расположения этого механизма в обоих вилкообразных выступах), исполненный, например, в виде гидроцилиндра, механического соединения их штоков с подушкой рабочего валка и датчиков осевого перемещения подушки рабочего валка (на чертежах датчики условно не показаны, так как их исполнение известно и не является оригинальной частью изобретения). В обоих вилкообразных выступах 15 и 16, на участках их сочленения с основной платформой кассеты, установлены стяжные болты -гайки 38 и приводы их перемещения 39 (фиг. 1 и 3). На платформах, образующихся на кассетах, на участках зубцов вилкообразных выступов, с обеих сторон бочки валка, расположены шлифовальные установки 40 рабочих валков (см. фиг. 3 и 4), принцип работы которых известен из технической литературы. Предпочтительным методом их расположения являются начальные участки зубцов вилкообразных выступов, что позволяет избежать необходимости отвода шлифовальных кругов от поверхности валков при подходе и отходе подушек валков в процессе их осевого перемещения. Кроме того, элементами прокатной клети являются монтажные вставки 41 и 42 (см. фиг. 1), применяемые при перевалке рабочих и опорных валков. Hydraulic cylinders 23 can be used for anti-bending of the work rolls, at the same time, the parameters of the cartridge allow you to arrange special hydraulic cylinders for anti-bending of the rolls. Beds 1 and 2 have corresponding racks 24 27. On these racks, on their outer faces, strips 28 31 are rigidly fixed, the outer surface of which forms a cylindrical surface defined by a circle of radius R (Fig. 3) centered at the point of intersection of the axes of the crossed workers rolls when they are rotated in the horizontal plane. Similar cylindrical surfaces are made on the cassettes 12 and 13. They are also made in the form of strips, rigidly fixed in the corners of the cassettes. Cassettes 12 and 13 cover racks 24 27 with contact on these cylindrical surfaces with the possibility of vertical movement and rotation of the cassettes in a horizontal plane relative to the frame. The drive rotation of the cassettes is located on the cassettes themselves and is made, for example, in the form of motors 32, rotating the screws 33 in the nuts, which abut against the slats 28 - 31. The drive for the indicated vertical movement of the cassettes is located on the course and outlet and the rolling stand and is made, for example, in the form of hydraulic cylinders 34, the rods of which in pairs abut against the rods 35, which can contact the lower cassette 13 (Figs. 1 and 3). Between the upper cassette 12 and the pillow elements of the upper backup roll (similarly to the lower cassettes and the backup roll) there is a characteristic parameter M (see Fig. 2), the value of which should be greater than the sum of the reduction in the radius of the working and backup rolls due to their regrinding. In the fork-shaped protrusions 15 and 16 in each of their teeth are hydraulic cylinders 36, the rods of which in the working position abut against the racks 24 and 27 of the frame 1 and 2 from the side of the window frame (Fig. 3 and 4). Also, in both fork-shaped protrusions, in each tooth or only in the fork-like protrusion located on the transshipment side, mechanisms 37 for controlling the speed and magnitude of the axial movement of the work roll are installed (see Fig. 6, a case of the arrangement of this mechanism in both fork-like protrusions is shown), executed , for example, in the form of a hydraulic cylinder, the mechanical connection of their rods with a cushion of the work roll and the sensors of the axial movement of the cushion of the work roll (the sensors are not conventionally shown in the drawings, since their design is also known It is an original part of the invention). In both fork-shaped protrusions 15 and 16, in the areas of their articulation with the main platform of the cartridge, coupling bolts-nuts 38 and drives for their movement 39 are installed (Figs. 1 and 3). On the platforms formed on the cassettes, on the tooth sections of the fork-shaped protrusions, on both sides of the roll barrel, grinding installations of 40 work rolls are located (see Figs. 3 and 4), the principle of operation of which is known from the technical literature. The preferred method of their location is the initial sections of the teeth of the fork-shaped protrusions, which avoids the need to remove grinding wheels from the surface of the rolls when approaching and moving away from the roll pads during axial movement. In addition, the elements of the rolling stand are mounting inserts 41 and 42 (see Fig. 1), used in the transshipment of work and backup rolls.

В клети реализуется процесс прокатки в скрещенных в горизонтальной плоскости рабочих валков, совершающих осевое перемещение при нахождении металла в валках. Прокатная клеть на примере клети кварто работает следующим образом. In the cage, the rolling process is realized in work rolls crossed in the horizontal plane, making axial movement when the metal is in the rolls. A rolling stand on the example of a quarto stand works as follows.

Перед деформацией металла с помощью известных механизмов устанавливают скрещенными друг относительно друга опорные валки 6 и 7 и в процессе деформации металла угол их перекоса в горизонтальной плоскости сохраняют неизменным. Частным случаем является процесс прокатки с опорными валками, установленными параллельно. Также перед деформацией металла рабочие валки 4 и 5 устанавливают скрещенными друг относительно друга. При этом каждый рабочий валок 4 и 5 поворачивают в горизонтальной плоскости в ту же сторону, что и контактирующий с ним опорный валок 6 и 7. Точки пересечения осей скрещенных опорных и рабочих валков совпадают, в то время как угол скрещивания осей рабочих валков может быть меньше, больше или равен углу скрещивания осей опорных валков и последнее определено задачей, решаемой в процессе деформации металла. При технологической необходимости угол скрещивания рабочих валков изменяют также в процессе деформации металла. Before deformation of the metal by means of known mechanisms, support rolls 6 and 7 are crossed with respect to each other and during the deformation of the metal, the angle of their skew in the horizontal plane is kept unchanged. A particular case is the rolling process with backup rolls mounted in parallel. Also, before deformation of the metal, the work rolls 4 and 5 are set crossed relative to each other. In this case, each work roll 4 and 5 is rotated in the horizontal plane in the same direction as the backup roll 6 and 7 in contact with it, the intersection points of the axes of the crossed support and work rolls coincide, while the angle of intersection of the axes of the work rolls can be less is greater than or equal to the angle of intersection of the axes of the backup rolls and the latter is determined by the problem to be solved in the process of metal deformation. With technological need, the angle of intersection of the work rolls is also changed in the process of metal deformation.

Для поворота рабочих валков 4 и 5 в горизонтальной плоскости относительно центра с точкой 0 используют приводы поворота 32, поворачивая диаметрально расположенные винты 33 в одном направлении, например, закручивая, в то время как другую пару винтов 33 откручивают. Винты 33 упираются в планки 28 31, закрепленные на стойках 24 27 станин 1 и 2, и, благодаря подвижному соединению каждой кассеты 12 и 13 со стойками по цилиндрическим поверхностям с радиусом R, поворачивают кассеты 12 и 13 в горизонтальной плоскости на необходимый угол относительно центра в точке 0, лежащей на пересечении осей скрещенных валков. Угол поворота кассет 12 и 13 контролируют с помощью датчиков, установленных на каждой кассете и работающих, например, по известному принципу считывания информации о перемещении: лазерный луч - оптическая линейка. Поворот (скрещивание осей рабочих валков в горизонтальной плоскости) осуществляют как перед деформацией в паузах (между штуками проката), так и непосредственно в процессе деформации металла в валках. To rotate the work rolls 4 and 5 in a horizontal plane relative to the center with a point 0, rotation drives 32 are used, turning the diametrically located screws 33 in one direction, for example, twisting, while the other pair of screws 33 are unscrewed. The screws 33 abut against the rails 28 31, mounted on the racks 24 27 of the frame 1 and 2, and, thanks to the movable connection of each cartridge 12 and 13 with the racks on cylindrical surfaces with a radius R, turn the cartridge 12 and 13 in a horizontal plane to the required angle relative to the center at point 0, lying at the intersection of the axes of the crossed rolls. The rotation angle of the cassettes 12 and 13 is controlled using sensors installed on each cassette and working, for example, according to the well-known principle of reading movement information: a laser beam is an optical ruler. The rotation (crossing the axes of the work rolls in the horizontal plane) is carried out both before deformation in the pauses (between pieces of rolled products) and directly in the process of deformation of the metal in the rolls.

Благодаря отмеченному соотношению размеров А > Б поворот рабочих валков в горизонтальной плоскости осуществляют на угол

при этом угол между осями скрещенных рабочих валков 4 и 5 может быть меньше, больше или равен углу скрещивания опорных валков 6 и 7 и каждый рабочий валок поворачивают в ту же сторону, что и контактирующий с ним опорный валок.Due to the noted aspect ratio A> B, the rotation of the work rolls in the horizontal plane is carried out at an angle

the angle between the axes of the crossed work rolls 4 and 5 may be less than, greater than, or equal to the angle of intersection of the support rolls 6 and 7, and each work roll is turned in the same direction as the support roll in contact with it.

Наличие угла перекоса между рабочим валком и контактирующим с ним опорным валком приводит к появлению в контакте валков осевой силы, действующей на рабочий валок. Перекос рабочего валка относительно полосы также приводит к появлению осевой силы, действующей на рабочий валок. Здесь не рассматриваются особенности совокупного действия этих осевых сил на рабочий валок в зависимости от соотношений указанных углов перекоса каждого рабочего валка относительно контактирующего с ним опорного валка и полосы, но констатируется, что под совокупным действием этих сил верхний рабочий валок будет стремиться перемещаться в одном осевом направлении, нижний в противоположном. Благодаря подвижному соединению подушек 8 и 9 рабочих валков с кассетами соответственно 12 и 13 по вертикальным направляющим поверхностям 17 и соотношению размеров Г > D_p в описываемой прокатной клети реализуется указанное стремление каждого рабочего валка к осевому перемещению. При этом осевое перемещение рабочих валков 4 и 5 является встречно -направленным.The presence of a skew angle between the work roll and the backup roll in contact with it leads to the appearance in the contact of the rolls of axial force acting on the work roll. The skew of the work roll relative to the strip also leads to the appearance of axial force acting on the work roll. It does not consider the features of the combined action of these axial forces on the work roll, depending on the ratios of the indicated skew angles of each work roll relative to the support roll and the strip in contact with it, but it is stated that under the combined action of these forces the upper work roll will tend to move in one axial direction lower in the opposite. Due to the movable connection of the pillows 8 and 9 of the work rolls with the cassettes, respectively 12 and 13 along the vertical guide surfaces 17 and the aspect ratio Г> D _p , the described tendency of each work roll to axial displacement is realized in the described rolling stand. In this case, the axial movement of the work rolls 4 and 5 is counter-directional.

Скорость отмеченного встречно-направленного осевого перемещения рабочих валков прежде всего определена совокупным действием на рабочий валок указанных осевых сил в контактах каждого рабочего валка с полосой и с опорным валком. Но в прокатной клети осуществляют также управляемое осевое перемещение рабочих валков 4 и 5, для чего используют механизм 37 и его механическую связь с подушками 8 и 9 рабочих валков. Отметим также, что наряду с влиянием на скорость осевого перемещения рабочих валков механизм 37 в прокатной клети используют для снижения осевых нагрузок, действующих на подшипники (и подушки 10 и 11) опорных валков, тем самым реализуют повышенные углы скрещивания рабочих валков. The speed of the marked opposite directional axial movement of the work rolls is primarily determined by the combined action of the indicated axial forces on the work roll in the contacts of each work roll with the strip and with the backup roll. But in the rolling stand also carry out controlled axial movement of the work rolls 4 and 5, for which they use the mechanism 37 and its mechanical connection with the pillows 8 and 9 of the work rolls. We also note that along with the influence on the speed of the axial movement of the work rolls, the mechanism 37 in the rolling stand is used to reduce the axial loads acting on the bearings (and pillows 10 and 11) of the support rolls, thereby increasing the cross angles of the work rolls.

Величину осевого перемещения рабочих валков в описываемой прокатной клети ограничивают значением, равным разности длин бочек рабочих и опорных валков L_p L, тем самым исключают возможность контакта каждого рабочего и опорного валков на длине, меньшей длины L бочки опорного валка. Таким образом, в пределе величина осевого перемещения рабочих валков равна L (при длине бочки рабочих валков L_p 2L). Для контроля за предельными положениями подушек рабочих валков используют датчики конечного перемещенияподушек рабочих валков, установленные на зубцах вилкообразных выступов 15 и 16 кассет 12 и 13.The magnitude of the axial movement of the work rolls in the described rolling mill is limited to a value equal to the difference between the lengths of the barrels of the work and backup rolls L _p L, thereby eliminating the possibility of contact of each work and backup rolls on a length less than the length L of the roll of the backup roll. Thus, in the limit, the axial displacement of the work rolls is L (with the length of the work roll barrel L _p 2L). To control the extreme positions of the pillows of the work rolls, sensors are used for the final displacement of the pillows of the work rolls mounted on the teeth of the fork-shaped protrusions 15 and 16 of the cartridges 12 and 13.

В основном в прокатной клети реализуют такое (в том числе управляемое механизмом 37) осевое перемещение рабочих валков, при котором к моменту достижения подушкой валков своего крайнего положения весь раскат покидает очаг деформации. При сверхразвитых длинах раскатов, а также в случаях реализации "бесконечной" прокатки по достижении подушками рабочих валков крайних положений изменяют угол скрещивания рабочих валков, делая его больше (меньше) угла скрещивания опорных валков, тем самым изменяют направление осевого перемещения рабочих валков на противоположное. Механизм 37 управления скоростью осевого перемещения рабочих валков в описываемой прокатной клети применяют также в процессах прокатки, приводящих к возникновению в подушках опорных валков 10 и 11 осевых усилий, превышающих допустимые для подшипников опорных валков. Basically, in a rolling stand, such (including controlled by mechanism 37) axial movement of the work rolls is realized, in which by the time the pillow rolls reach its extreme position, the whole roll leaves the deformation zone. With overdeveloped lengths of rolls, as well as in cases of "endless" rolling, when the pillows reach the working rolls to extreme positions, the angle of intersection of the work rolls is changed, making it larger (smaller) than the angle of intersection of the support rolls, thereby reversing the direction of axial movement of the work rolls. The mechanism 37 for controlling the speed of axial movement of the work rolls in the described rolling mill stand is also used in rolling processes leading to the appearance of axial forces in the pillows of the support rolls 10 and 11 that exceed the allowable for the bearings of the support rolls.

При малых углах перекоса каждого рабочего валка относительно контактирующего с ним опорного валка, а также при равных углах скрещивания рабочих и опорных валков (РС процесс) в прокатной клети допускается ведение процесса прокатки при стационарном в осевом направлении положении рабочих валков. Однако такое ведение процесса прокатки используют как исключение. At small skew angles of each work roll relative to the support roll in contact with it, as well as at equal angles of intersection of the work and support rolls (PC process) in the rolling stand, the rolling process can be carried out with the work rolls axially stationary. However, such a rolling process is used as an exception.

В случае применения описываемой прокатной клети в качестве определяющей поперечный профиль готовой прокатываемой полосы для оперативного решения задачи воздействия на профиль полосы используют гидроцилиндры 23, которые через заплечики 19 изгибают рабочие валки в направлении, противоположном их изгибу от усилия прокатки. При этом, благодаря расположению цилиндров 23 в кассете 13 максимально исключают негативное влияние на поперечныйпрофиль полосы изменения плеча приложения усилия противоизгиба из-за осевого перемещения рабочих валков. In the case of using the described rolling stand as a defining transverse profile of the finished rolled strip for the operational solution of the problem of influencing the strip profile, hydraulic cylinders 23 are used, which bend the work rolls through the shoulders 19 in the direction opposite to their bending from the rolling force. Moreover, due to the arrangement of the cylinders 23 in the cartridge 13, the negative influence on the transverse profile of the change in the shoulder band of the application of the anti-bending force due to the axial movement of the work rolls is eliminated as much as possible.

Благодаря осевому перемещению рабочих валков 4 и 5 в процессе деформации металла в прокатной клети "размывается" износ поверхности по длине бочки рабочих валков. Однако на концевых участках бочек рабочих валков, равных L - B, где В ширина полосы, не происходит контакта поверхности валков с полосой, а следовательно не происходит износа валка, обусловленного этим контактом. По мере увеличения числа прокатанных полос отмеченный неодинаковый износ бочки валка по ее длине может негативно сказаться на поперечном профиле полос, потребует перевалки рабочих валков. Для продления "жизни" рабочего валка в прокатной клети осуществляют шлифование поверхности бочки рабочих валков на их концевых участках с использованием шлифовальных установок 40. При этом шлифование поверхности валка осуществляют вне зоны действия очага деформации и величину съема слоя рабочего валка шлифовальной установкой 40 устанавливают равной величине износа поверхности валка из-за его контакта с полосой. Симметричное с обеих сторон бочки валка шлифование позволяет избежать влияния давления от шлифовальной установки на прогиб валка в горизонтальной плоскости, т.е. на профиль проката. Due to the axial movement of the work rolls 4 and 5 in the process of metal deformation in the rolling stand, surface wear along the length of the work roll barrel is “washed out”. However, at the end sections of the barrels of work rolls equal to L - B, where B is the width of the strip, there is no contact of the surface of the rolls with the strip, and therefore there is no wear of the roll due to this contact. As the number of rolled strips increases, the marked uneven wear of the roll barrel along its length can adversely affect the transverse profile of the strips and will require handling of the work rolls. To extend the "life" of the work roll in the rolling mill, grinding the surface of the barrel of the work rolls at their end sections using grinding installations 40. In this case, grinding the surface of the roll is carried out outside the zone of deformation and the removal rate of the layer of the work roll by grinding installation 40 is set equal to the amount of wear surface of the roll due to its contact with the strip. Grinding symmetrical on both sides of the roll barrel allows avoiding the influence of pressure from the grinding unit on the roll deflection in the horizontal plane, i.e. on the rental profile.

В конечном итоге использование шлифовальной установки в описываемой прокатной клети потенциально позволяет осуществлять эксплуатацию рабочих валков без их промежуточных перевалок: заваливают новые рабочие валки и осуществляют их перевалку после износа всего рабочего слоя валка (естественно при условии отсутствия выкрошек поверхностного слоя валка, а также особых требований к поверхности полосы). Ultimately, the use of a grinding unit in the described rolling stand potentially allows the operation of work rolls without intermediate transshipments: they fill up new work rolls and reload them after the entire working layer of the roll is worn (naturally, provided there are no crumbs of the surface layer of the roll, as well as special requirements for strip surface).

Однако в любом случае эксплуатации прокатной клети в ней необходимы операции перевалки рабочих 4 и 5 и опорных 6 и 7 валков. However, in any case, the operation of the rolling stand in it requires transshipment operations of workers 4 and 5 and supporting 6 and 7 rolls.

При перевалке рабочих валков "стравливают" давление в гидроцилиндрах 23 до соприкосновения верхнего 4 и нижнего 5 рабочих валков; в прокатной клети, рассчитанной на деформацию тонких полос, при этом используют монтажные вставки 41. Штоками гидроцилиндров 34 через штанги 35 приподнимают нижнюю кассету 13 до соприкосновения колес 20 с балками 22. Благодаря выполнению соотношения размеров К > Е исключают контакт заплечиков 19 подушек 8 и 9 рабочих валков с кассетами 12 и 13 соответственно. Осуществляют вывалку рабочих валков известным способом, также известным способом проводят завалку новых рабочих валков. When transshipment of work rolls, the pressure in the hydraulic cylinders 23 is “vented” until the upper 4 and lower 5 work rolls touch; in a rolling stand designed for deformation of thin strips, mounting inserts 41 are used. Using the rods of the hydraulic cylinders 34, the lower cassette 13 is lifted through the rods 35 until the wheels 20 come into contact with the beams 22. Due to the size ratio K> E, the shoulders 19 of the pillows 8 and 9 are excluded work rolls with cassettes 12 and 13, respectively. The work rolls are dumped in a known manner, and the new work rolls are also filled in a known manner.

При перевалке опорных валков "стравливают" давление в гидроцилиндрах 23 до возможного соприкосновения верхней 12 и нижней 13 кассет. Между кассетами вставляют монтажные вставки 42. Штоками гидроцилиндров 34 через штанги 35 удерживают обе кассеты на весу. Вначале рассоединяют разъемные соединения 14 на верхней кассете 12 и снимают краном ее составные части. Затем аналогичную операцию осуществляют с нижней кассетой 13, предварительно вынув из нее балки 22. Осуществляют вывалку опорных валков. В обратном порядке проводят завалку в прокатную клеть новых опорных валков и установку кассет 12 и 13. When transshiping the backup rolls, the pressure in the hydraulic cylinders 23 is “released” until the upper 12 and lower 13 cassettes come into contact. Mounting inserts 42 are inserted between the cassettes. The rods of the hydraulic cylinders 34 through the rods 35 hold both cassettes in weight. First, disconnect the detachable connections 14 on the upper cassette 12 and remove the crane parts. Then, a similar operation is carried out with the lower cassette 13, having previously removed the beams 22 from it. The rolls are dumped out. In the reverse order, they fill in the rolling stand of new backup rolls and install cartridges 12 and 13.

В процессе демонтажа кассет 12 и 13 их жесткость повышают с использованием стяжных болтов 38 и привода их перемещения 38, 39, которыми стягивают зубцы вилкообразных выступов 15 и 16 с контролируемым усилием. In the process of dismantling the cassettes 12 and 13, their rigidity is increased using coupling bolts 38 and a drive for moving them 38, 39, which tighten the teeth of the fork-shaped protrusions 15 and 16 with controlled force.

Также для повышения жесткости зубцов вилкообразных выступов в процессе деформации металла после разворота каждой кассеты вгоризонтальной плоскости на необходимый угол используют гидроцилиндры 36, штоки которых упирают в стойки 24 27 станин 1 и 2. Назначением параметра М по величине больше суммы переточек радиуса рабочего и опорного валков (суммы их рабочих слоев) исключают контакт кассет 12 и 13 с элементами арматуры подушек опорных валков по мере износа валков. Also, to increase the stiffness of the teeth of the fork-shaped protrusions in the process of metal deformation after turning each cartridge in the horizontal plane to the required angle, use hydraulic cylinders 36, the rods of which abut against racks 24 27 of frame 1 and 2. The purpose of the parameter M is larger than the sum of the regrind radii of the working and backup rolls ( the sum of their working layers) exclude the contact of the cartridges 12 and 13 with the reinforcement elements of the pillows of the backup rolls as the rolls wear.

Кассеты 12 и 13 прокатной клети могут быть изготовлены из двух симметричных частей, сочлененных разъемными соединениями 14 (как показано на фиг. 3). В этом случае при изготовлении внутренние углы кассет выполняют прямоугольными с креплением к ним планок по типу 28 31, но с внутренней цилиндрической поверхностью. The cassettes 12 and 13 of the rolling stand can be made of two symmetrical parts articulated by detachable joints 14 (as shown in Fig. 3). In this case, in the manufacture of the inner corners of the cassettes are made rectangular with the fastening of strips to them according to type 28 31, but with an inner cylindrical surface.

Кассеты 12 и 13 прокатной клети могут быть изготовлены из четырех частей: двух перемычек с вилкообразными выступами и двух стяжных балок, образующих вместе с перемычками составную раму, но с обязательным разъемным соединением 14. В этом случае при изготовлении углы кассет могут быть выполнены по цилиндрической поверхности, к которой крепят планки с эквидистантными цилиндрическими поверхностями. Cassettes 12 and 13 of the rolling stand can be made of four parts: two jumpers with fork-shaped protrusions and two tie beams, which together with the jumpers form a composite frame, but with a mandatory detachable connection 14. In this case, the corners of the cassettes can be made on a cylindrical surface to which the strips with equidistant cylindrical surfaces are attached.

В случае применения двухвалковой прокатной клети конструктивное исполнение и работа клети аналогичны клети кварто за исключением положений, касающихся опорных валков. In the case of using a two-roll rolling stand, the design and operation of the stand are similar to a quarto stand with the exception of the provisions regarding the backup rolls.

Таким образом, описанным исполнением прокатной клети наряду с воздействием на профиль проката за счет перекоса осей валков обеспечивают равномерный износ поверхности валков по длине их бочки, что существенно расширяет возможности беспрограммной прокатки и увеличивает продолжительность работы валков в клети; многократно снижаются осевые нагрузки, действующие на опоры валков, что позволяет применять повышенные углы перекоса валков и тем самым создавать в металле значительные сдвиговые деформации. Прокатная клеть предусматривает использование станин закрытого типа и, что весьма важно, может быть реализована с использованием большинства элементов и механизмов действующих клетей, так как основные механизмы и устройства, обеспечивающие перекос осей валков и их осевое смещение, расположены на кассетах и не затрагивают станины клетей. Тем самым расширяются возможности использования технологических достоинств предложенной прокатной клети на уже действующем прокатном оборудовании. Thus, the described execution of the rolling stand along with the effect on the rolling profile due to the skew axis of the rolls ensures uniform wear of the surface of the rolls along the length of their barrel, which significantly expands the possibilities of programless rolling and increases the duration of the work of the rolls in the stand; axial loads acting on the roll bearings are greatly reduced, which makes it possible to use increased skew angles of the rolls and thereby create significant shear deformations in the metal. The rolling stand provides for the use of closed frames and, which is very important, can be implemented using most of the elements and mechanisms of the operating stands, since the main mechanisms and devices that ensure the skew axis of the rolls and their axial displacement are located on cartridges and do not affect the stands of the stands. Thereby expanding the possibilities of using the technological advantages of the proposed rolling mill on existing rolling equipment.

Claims

1 1. A rolling stand with a skewed rolls in the horizontal plane, containing two beds, rolls with pillows, cassettes made in the form of closed frames and covering the stands of the beds on a cylindrical surface with a center at the point of intersection of the axes of the rolls, while the cassettes are mounted to rotate in horizontal plane around the specified center and have a drive means for such a rotation, characterized in that each cassette is equipped with two fork-shaped protrusions entering with a gap in the windows of the frame and having guides e the surface forming a movable connection with the adjacent surfaces of the roll cushions, the distance between the teeth of the fork-shaped protrusions exceeds the diameter of the roll. 2 2. The cage according to claim 1, characterized in that the cylindrical surface is made on planks fixed to the frames on the outer faces of their racks and for cassettes in their inner corners.2 3. The cage according to claim 1, characterized in that the cassette is equipped with balancing mechanisms for the roll, its rotation drive and a mechanism for controlling the speed and magnitude of the axial movement of the roll.2 4. Crate p 1, characterized in that on the side of the inlet and outlet of the cage, a cassette lifting drive is installed. 2 5. The cage according to claim 1, characterized in that the hydraulic cylinders with rods abutting against the stands of the bed are placed in fork-shaped protrusions. 2 6. The cage according to claim 1, characterized in that grinding teeth are located in the teeth of the fork-shaped protrusions of the cassette on both sides of the roll barrel.