RU2229351C2

RU2229351C2 - Rolling stand

Info

Publication number: RU2229351C2
Application number: RU2002120985/02A
Authority: RU
Inventors: Н.Б. Скорохватов (RU); Н.Б. Скорохватов; В.Д. Плахтин (RU); В.Д. Плахтин; Ю.П. Шмидров (RU); Ю.П. Шмидров; О.В. Синев (RU); О.В. Синев; С.Ю. Сычев (RU); С.Ю. Сычев; В.С. Смирнов (RU); В.С. Смирнов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2004-05-27
Also published as: RU2002120985A

Abstract

FIELD: rolled stock production, namely stands of mills for hot and cold rolling wide strips and sheet materials. SUBSTANCE: rolling stand includes housings, rolling and backup rolls with chocks and hydraulic units mounted in struts of housings in their windows. Vertical hydraulic cylinders having pistons with rods are arranged inside said windows. Pistons with rods engage with wings of chocks of rolling rolls. Between vertical hydraulic cylinders in hydraulic units horizontal hydraulic cylinders are mounted in parallel relative to rolling axis. Vertical segment-shaped stops are secured to rods of horizontal hydraulic cylinders. Said stops are joined along cylindrical contact surfaces with possibility of relative rotation in horizontal plane with cleats secured to them and engaging by their outer surfaces with chocks of rolling rolls. Segment shaped stops and cleats are arranged in rectangular cross section seats provided on vertical surfaces of hydraulic units. EFFECT: improved useful life period of rolls, enhanced accuracy of rolling process, enhanced quality of strips rolled between crossing rolls. 8 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве прокатной клети широкополосных и листовых станов горячей и холодной прокатки.The invention relates to rolling production and can be used as a rolling stand for broadband and sheet hot and cold rolling mills.

Известна прокатная клеть (аналог), включающая станины, рабочие и опорные валки с подушками и гидроблоки, выполненные на стойках станин, в которых установлены гидроцилиндры уравновешивания и прижима рабочих валков (см. А.И.Целиков и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. М., Металлургия, 1981, т.3, стр.119, рис.Ш.25).A rolling mill stand (analogue) is known, including bed frames, work rolls and backup rolls with pillows and hydraulic units made on bed stands in which hydraulic cylinders for balancing and clamping work rolls are installed (see A.I. Tselikov and other Machines and assemblies of metallurgical plants. M., Metallurgy, 1981, v. 3, p. 119, Fig. W.25).

Недостатком аналога является невозможность устранения боковых зарядов между подушками рабочих валков и гидроблоками, возникающих при износе их контактных поверхностей. Это приводит к появлению продольных динамических нагрузок на подушки и подшипники рабочих валков и снижению их долговечности. Кроме того, при появлении боковых зазоров возникают перекосы рабочих валков в горизонтальной плоскости относительно оси клети, что отрицательно влияет на точность прокатки и качество прокатываемых полос.A disadvantage of the analogue is the inability to eliminate lateral charges between the pillows of the work rolls and valve bodies that occur when their contact surfaces are worn. This leads to the appearance of longitudinal dynamic loads on the pillows and bearings of the work rolls and a decrease in their durability. In addition, with the appearance of lateral gaps, distortions of the work rolls occur in a horizontal plane relative to the axis of the stand, which negatively affects the accuracy of rolling and the quality of the rolled strips.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является прокатная клеть, включающая станины, рабочие и опорные валки с подушками и гидроблоки, закрепленные на стойках станин внутри их проемов, в которых вертикально установлены поршни со штоками, взаимодействующими с открылками, выполненными на подушках рабочих валков для их уравновешивания и прижима к опорным валкам (см.журнал "Производство проката", 1999, №12, с.18-19, рис.9).The closest technical solution (prototype) is a rolling mill, including beds, work rolls and backup rolls with pillows and hydroblocks mounted on the struts of the bed inside their openings, in which pistons are installed vertically with rods interacting with flaps made on the work roll cushions for them balancing and clamping to the backup rolls (see the journal "Production of rolled products", 1999, No. 12, p.18-19, Fig. 9).

Прототип является более совершенной конструкцией по сравнению с аналогом, так как гидроблоки являются заменяемыми, что позволяет поддерживать боковые зазоры между подушками рабочих валков и гидроблоками в допустимых пределах, а также ремонтировать гидроблоки вне рабочей клети и повторно их использовать. Однако, как и в случае использования аналога, из-за наличия боковых зазоров между гидроблоками и подушками рабочих валков при захвате полосы валками и выходе ее из клети возникают продольные динамические нагрузки, действующие на валки и их подшипники в направлении прокатки. Это вызывает снижение долговечности валков и подшипников.The prototype is a more advanced design in comparison with the analogue, since the hydroblocks are replaceable, which allows maintaining lateral gaps between the cushions of the work rolls and the hydroblocks within acceptable limits, as well as repairing the hydroblocks outside the working stand and reusing them. However, as in the case of using an analogue, due to the presence of lateral gaps between the hydroblocks and pillows of the work rolls, when the strip is captured by the rolls and it leaves the cage, longitudinal dynamic loads occur, acting on the rolls and their bearings in the rolling direction. This causes a decrease in the durability of the rolls and bearings.

Из-за неравномерного износа контактирующих поверхностей гидроблоков и подушек в процессе прокатки возникают перекосы рабочих валков относительно опорных и полосы, что приводит к появлению осевых нагрузок на подшипники валков, снижению их работоспособности и разрушению. Перекосы отрицательно влияют на точность прокатки, что характеризуется увеличением поперечной разнотолщинности, волнистости и коробоватости прокатываемых полос и снижением их качества.Due to the uneven wear of the contacting surfaces of the hydroblocks and pillows during the rolling process, skews of the work rolls relative to the support rolls and strips occur, which leads to the appearance of axial loads on the roll bearings, reduce their performance and destruction. Skews negatively affect the accuracy of rolling, which is characterized by an increase in the transverse thickness difference, waviness and warping of the rolled strips and a decrease in their quality.

Недостатком прототипа также является невозможность применения современного эффективного способа регулирования формы и профиля полосы с использованием прокатки в скрещивающихся валках.The disadvantage of the prototype is the impossibility of using a modern effective method of regulating the shape and profile of the strip using rolling in crossing rolls.

Целью настоящего изобретения является увеличение долговечности валков, их подшипников, повышение точности прокатки и качества прокатываемых полос и обеспечение возможности прокатки полосы в скрещивающихся валках.The aim of the present invention is to increase the durability of the rolls, their bearings, improving the accuracy of rolling and the quality of the rolled strips and providing the possibility of rolling strips in crossing rolls.

Поставленная цель достигается тем, что в прокатной клети, содержащей станины, рабочие и опорные валки с подушками и гидроблоки, закрепленные на стойках станин внутри их проемов, в которых выполнены вертикальные гидроцилиндры с установленными в них поршнями со штоками, взаимодействующими с открылками подушек рабочих валков, между вертикальными гидроцилиндрами в гидроблоках параллельно оси прокатки установлены горизонтальные гидроцилиндры, на штоках которых закреплены вертикальные сегментные упоры, сопряженные по цилиндрическим поверхностям с возможностью относительного поворота в горизонтальной плоскости с планками, взаимодействующими своими наружными плоскими поверхностями с боковыми поверхностями подушек рабочих валков, при этом сегментные упоры и планки расположены в гнездах прямоугольного сечения, выполненных на вертикальных поверхностях гидроблоков.This goal is achieved by the fact that in a rolling stand containing beds, work and backup rolls with pillows and hydraulic units mounted on the stands of the frames inside their openings, in which there are vertical hydraulic cylinders with pistons installed in them with rods that interact with the openings of the pillows of the work rolls, between the vertical hydraulic cylinders in the hydraulic units parallel to the rolling axis, horizontal hydraulic cylinders are installed, on the rods of which vertical segment stops are fixed, mated along a cylindrical shaft ited with the possibility of relative rotation in a horizontal plane with the slats interacting with their outer flat surfaces with the side surfaces of the pads of the work rolls, wherein the segment stops and the strap disposed in the sockets of rectangular section, formed on the vertical surfaces hydroblocks.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

Фиг.1 - прокатная клеть - общий вид.Figure 1 - rolling stand - General view.

Фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1.Figure 2 is a view along arrow A in figure 1.

Фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1.Figure 3 is a section along BB in figure 1.

Фиг.4 - разрез по В-В на фиг.3 (масштаб увеличен).Figure 4 is a section along BB in figure 3 (scaled up).

Фиг.5 - разрез по Г-Г на фиг.4.5 is a section along G-G in figure 4.

Фиг.6 - разрез по Д-Д на фиг.5.6 is a section along DD in figure 5.

Фиг.7 - разрез по М-М на фиг.6.Fig.7 is a section along MM in Fig.6.

Фиг.8 - разрез по Е-Е на фиг.1.Fig.8 is a section along EE in Fig.1.

Прокатная клеть включает станины 1, рабочие валки 2, опорные валки 3, подушки 4 рабочих валков и подушки 5 опорных валков. Рабочие валки установлены со свалом δ относительно опорных в направлении прокатки. На подушках рабочих валков выполнены открылки 6. На стойках станин внутри их проемов закреплены гидроблоки 7, в которых выполнены вертикальные гидроцилиндры с установленными в них поршнями со штоками 8, взаимодействующими с открылками 6 подушек рабочих валков. Вертикальные гидроцилиндры предназначены для уравновешивания верхнего рабочего валка с подушками и поджима нижнего рабочего валка к низшему опорному валку.The rolling stand includes a frame 1, work rolls 2, backup rolls 3, cushions 4 of the work rolls and pillows 5 of the backup rolls. Work rolls are installed with a dump δ relative to the support rolls in the rolling direction. Openers 6 are made on the cushions of the work rolls. Hydroblocks 7 are mounted on the struts of the frames inside their openings, in which vertical hydraulic cylinders are installed with pistons installed in them with rods 8 interacting with the openings of 6 work roll cushions. Vertical cylinders are designed to balance the upper work roll with cushions and to clamp the lower work roll to the lower backup roll.

Между вертикальными гидроцилиндрами в гидроблоках параллельно оси прокатки выполнены горизонтальные гидроцидиндры, в которых установлены поршни со штоками 9, при этом штоки выполнены меньшего диаметра, чем поршни. На штоках закреплены вертикальные сегментные упоры 10. Крепление упоров 10 на штоках 9 осуществляется посредством установки по посадке с натягом цилиндрических шипов 11, выполненных на упорах, в глухих расточках, выполненных на торцах штоков 9.Between the vertical hydraulic cylinders in the hydraulic units parallel to the rolling axis, horizontal hydraulic cylinders are made in which pistons with rods 9 are installed, while the rods are made of a smaller diameter than the pistons. Vertical segment stops are fixed on the rods 10. The stops 10 are fastened to the rods 9 by means of a tight fit installation of cylindrical spikes 11, made on the stops, in blind bores made on the ends of the rods 9.

На сегментных упорах 10 с помощью болтов 12 с пружинными шайбами 13 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости закреплены планки 14, сопряженные с упорами 10 по вертикальным цилиндрическим поверхностям радиуса R, ось которых проходит через плоскость осей опорных валков (фиг.3). Планки 14 своими наружными плоскими поверхностями 15 взаимодействуют с боковыми поверхностями подушек 4 рабочих валков.On the segment stops 10 by means of bolts 12 with spring washers 13 with the possibility of rotation in the horizontal plane, strips 14 are coupled to the stops 10 along vertical cylindrical surfaces of radius R, the axis of which passes through the plane of the axes of the backup rolls (Fig. 3). The straps 14 with their outer flat surfaces 15 interact with the side surfaces of the pillows 4 of the work rolls.

На вертикальных поверхностях гидроблоков, обращенных к боковым поверхностям подушек рабочих валков, выполнены гнезда 16 прямоугольного сечения, в которых установлены сегментные упоры 10 и планки 14. Установка упоров и планок в таких гнездах обеспечивает их устойчивое положение в гидроблоках и исключает нагружение штоков 9 горизонтальных гидроцилиндров силами, действующими в вертикальной плоскости, что способствует повышению работоспособности гидроцилиндров.On the vertical surfaces of the hydraulic units facing the side surfaces of the cushions of the work rolls, sockets 16 are made of rectangular cross section, in which segment stops 10 and straps 14 are installed. The installation of stops and straps in such nests ensures their stable position in the hydraulic units and eliminates the loading of the rods 9 of the horizontal hydraulic cylinders by forces acting in a vertical plane, which helps to increase the operability of hydraulic cylinders.

Для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндрам в гидроблоках выполнены каналы 17. Каналы выполнены так, что подводы к ним рабочей жидкости осуществляются с наружной стороны клети - со стороны привода и перевалки, что обеспечивает удобство обслуживания клети и сокращает продолжительность перевалок.For supplying the working fluid to the hydraulic cylinders in the hydraulic units, channels 17 are made. The channels are made so that the supply of working fluid to them is carried out from the outside of the crate - from the drive and transshipment sides, which ensures convenient maintenance of the cage and reduces the duration of transhipments.

Для уплотнения и обеспечения устойчивости положения штоков 9 с поршнями в расточках гидроблоков 7 установлены грундбуксы 18. Между грундбуксами и поршнями образуются кольцеобразные полости 19, в которые подается рабочая жидкость при отводе упоров 10 с планками 14 от подушек 4 рабочих валков.To seal and ensure the stability of the position of the rods 9 with pistons in the bores of the hydroblocks 7, the packing boxes are installed 18. Between the packing boxes and pistons, annular cavities 19 are formed into which the working fluid is supplied when the stops 10 with straps 14 are removed from the pillows 4 of the work rolls.

Конструкция прокатной клети обеспечивает ее работу при отсутствии боковых зазоров в соединениях между гидроблоками 7 и подушками 4 рабочих валков. Это достигается зажимом подушек 4 планками 14 с помощью горизонтальных гидроцилиндров с поршнями и штоками 9.The design of the rolling stand ensures its operation in the absence of lateral gaps in the joints between the hydroblocks 7 and pillows 4 of the work rolls. This is achieved by clamping the pillows 4 straps 14 using horizontal hydraulic cylinders with pistons and rods 9.

При завалке и вывалке рабочих валков 2 с подушками 4 из клети упоры 10 с планками 14 разводятся для свободного прохода валков и подушек. При зажиме подушек рабочая жидкость подается в поршневую полость горизонтальных гидроцилиндров, при освобождении подушек жидкость подается в кольцеобразные полости 19 и упоры 10 с планками 14 разводятся.When filling and dumping the work rolls 2 with pillows 4 from the stand, the stops 10 with straps 14 are bred for free passage of the rolls and pillows. When clamping the pillows, the working fluid is fed into the piston cavity of the horizontal hydraulic cylinders; when the pillows are released, the fluid is fed into the annular cavities 19 and the stops 10 with the straps 14 are parted.

Благодаря отсутствию боковых зазоров в соединениях между гидроблоками и подушками рабочих валков значительно снижаются продольные динамические нагрузки на валки и их подшипники.Due to the absence of lateral clearances in the joints between the hydraulic units and the cushions of the work rolls, the longitudinal dynamic loads on the rolls and their bearings are significantly reduced.

Это улучшает условия работы валков и подшипников и способствует существенному повышению их долговечности. Уменьшается износ контактирующих поверхностей подушек и планок, что сохраняет положение валков, установленное при настройке клети, и их взаимную параллельность при прокатке. Благодаря этому устраняются перекосы рабочих валков относительно опорных и полосы и уменьшаются осевые нагрузки на подшипники валков, что также способствует повышению их долговечности. Кроме того, устранение перекосов способствует повышению устойчивости, точности прокатки и качества прокатываемых полос.This improves the working conditions of the rolls and bearings and contributes to a significant increase in their durability. The wear of the contacting surfaces of the pillows and strips is reduced, which preserves the position of the rolls set when setting up the stand, and their mutual parallelism during rolling. Due to this, distortions of the work rolls relative to the support rolls and strips are eliminated and axial loads on the roll bearings are reduced, which also helps to increase their durability. In addition, the elimination of distortions helps to increase stability, rolling accuracy and quality of rolled strips.

Управление горизонтальными гидроцилиндрами осуществляется индивидуально. Это позволяет даже в случае неравномерного износа боковых контактных поверхностей подушек за счет перемещения штоков 9 на различное расстояние устанавливать взаимно параллельное положение рабочих и опорных валков и устранять осевые нагрузки.Management of horizontal hydraulic cylinders is carried out individually. This allows even in case of uneven wear of the side contact surfaces of the pillows by moving the rods 9 at different distances to establish mutually parallel position of the work and backup rolls and eliminate axial loads.

Конструкция клети обеспечивает возможность ее работы в различных режимах: в обычном режиме продольной прокатки, в режиме прокатки при отсутствии боковых зазоров между планками 10 и подушками 4 и в режиме прокатки со скрещиванием рабочих валков.The design of the stand provides the possibility of its operation in various modes: in the usual mode of longitudinal rolling, in the rolling mode in the absence of side gaps between the strips 10 and the pillows 4, and in the rolling mode with the work rolls crossing.

При работе в режиме обычной продольной прокатки узлы, состоящие из сегментных упоров 10 и планок 14, заменяют на цельные плоские планки с такими же шипами 11, как на упорах 10. Плоские планки, установленные в гидроблоках со стороны выхода полосы из клети, утапливают до упора в дно гнезд 16. Эти планки являются базовыми, обеспечивающими взаимную параллельность валков и требуемую величину "свала". Плоские планки, установленные в гидроблоках о другой стороны, выполняются подвижными о возможностью их установки с требуемым боковым зазором с подушками для свободной завалки или вывалки валков при перевалках.When operating in the usual longitudinal rolling mode, the nodes consisting of segment stops 10 and straps 14 are replaced with solid flat straps with the same spikes 11 as on the stops 10. Flat straps installed in hydroblocks from the outlet side of the strip from the cage are sunk to the stop to the bottom of sockets 16. These slats are basic, providing mutual parallelism of the rolls and the required size of the "dump". Flat strips installed in hydroblocks on the other hand are movable so that they can be installed with the required lateral clearance with cushions for free filling or dumping of rolls during transhipments.

При работе с выбором боковых зазоров предварительная настройка плоских планок остается такой же, однако при прокатке планки со стороны входа полосы в клеть поджимают подушки к базовым планкам и выбирают боковые зазоры.When working with the choice of lateral gaps, the presetting of the flat strips remains the same, however, when rolling the strips from the side of the strip inlet into the cage, the pillows are pressed against the base strips and the side gaps are selected.

При работе клети с сегментными упорами 10 и планками 14 также возможна продольная прокатка с выбором боковых зазоров. В этом случае отпадает необходимость в установке рабочих валков со "свалом" относительно опорных. Оси валков устанавливают в одной вертикальной плоскости путем изменения положения подушек рабочих валков с помощью упоров 10 и планок 14. При такой установке валков обеспечивается возможность автоматического поддержания взаимной параллельности рабочих и опорных валков независимо от износа боковых поверхностей подушек рабочих валков и планок 14 и соответственно исключаются осевые нагрузки, повышается долговечность подшипников валков, устойчивость и точность прокатки.When the stand is operated with segment stops 10 and straps 14, longitudinal rolling with a choice of side gaps is also possible. In this case, there is no need to install work rolls with a "dump" relative to the support. The axis of the rolls is installed in one vertical plane by changing the position of the pillows of the work rolls using the stops 10 and the slats 14. With this installation of the rolls, it is possible to automatically maintain mutual parallelism between the work and backup rolls regardless of the wear of the side surfaces of the pillows of the work rolls and slats 14 and, accordingly, axial load, increased durability of the roller bearings, stability and accuracy of rolling.

Наиболее существенным преимуществом предлагаемой клети по сравнению с клетями известной конструкции является возможность ее использования для реализации процесса прокатки в скрещивающихся валках. Скрещивание осуществляется путем смещения подушек рабочих валков в продольном направлении со стороны привода и перевалки в противоположные стороны из исходного положения, при котором оси валков расположены в одной плоскости. При скрещивании подушки с планками 14 разворачиваются в горизонтальной плоскости по цилиндрическим поверхностям сопряжения планок с сегментными упорами 10 радиуса R, оси которых пересекаются с осью рабочих валков (фиг.8). Изменяя положение подушек с помощью горизонтальных гидроцилиндров, можно изменять как величину угла скрещивания валков, так и положение сечения скрещивания относительно оси прокатки. Это существенно повышает гибкость и эффективность управления процессом прокатки и регулирования профиля и формы прокатываемых полос в сравнении с известными способами прокатки в скрещивающихся валках и соответственно повышает качество проката.The most significant advantage of the proposed stand compared to stands of known design is the possibility of its use for the implementation of the rolling process in crossing rolls. Crossing is carried out by displacing the pillows of the work rolls in the longitudinal direction from the drive side and transfer to opposite sides from the initial position, in which the axis of the rolls are located in the same plane. When crossing the pillows with the straps 14, they are deployed in a horizontal plane along the cylindrical surfaces of the interface of the straps with segment stops 10 of radius R, the axes of which intersect with the axis of the work rolls (Fig. 8). By changing the position of the pillows using horizontal hydraulic cylinders, it is possible to change both the value of the angle of intersection of the rolls and the position of the cross-section of the cross relative to the axis of rolling. This significantly increases the flexibility and efficiency of controlling the rolling process and regulating the profile and shape of the rolled strips in comparison with the known rolling methods in crossing rolls and, accordingly, improves the quality of the rental.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения обеспечивает достижение поставленной цели и способствует повышению надежности оборудования клети и качества прокатываемых полос.Thus, the application of the invention provides the achievement of the goal and helps to improve the reliability of the equipment of the stand and the quality of the rolled strips.

Claims

A rolling stand, including beds, work and backup rolls with pillows and hydroblocks, mounted on the struts of the beds inside their openings, in which vertical hydraulic cylinders are installed with pistons installed with rods that interact with the openings of the work roll pillows, characterized in that between the vertical hydraulic cylinders in hydraulic units parallel to the rolling axis, horizontal hydraulic cylinders are made, on the rods of which vertical segment stops are fixed, mated along cylindrical contact surfaces with the possibility of relative rotation in the horizontal plane with the straps fixed on them, interacting with their outer flat surfaces with the pillows of the work rolls, while the segment stops and straps are installed in the nests of rectangular cross-section, made on the vertical surfaces of the hydroblocks.