轧机机架的弯曲和移位系统的制作方法

发明领域

本发明涉及轧制平面金属产品的领域，尤其涉及轧机机架(rollingmillstands)。

背景技术：

已知用于轧制扁平产品(例如金属板)的轧机机架具有组合系统，该组合系统允许工作辊在负荷作用下平移，即移位(shift)，同时矫直(或弯曲)负荷施加到工作辊的轴承座(chocks)，即使在轧机机架中的工作辊之间必须确保大开口的情况下。特别是，在要求工作辊体之间有大开口以轧制大厚度产品的轧机机架中，由于必须施加到被轧制材料上的高轧制力(通过可能的辊的弯曲来施加)，高反作用力被释放到轧机机架的结构上。因此，这种系统采用弯曲块在来赋予工作辊体倾斜曲率，该倾斜曲率相对于在施加轧制力时产生的曲率是相反且正向的。因此，通过液压活塞的作用，所述块设法与施加到待轧制产品的力的反作用所产生的曲率形成对比，否则，所述待轧制产品将变形为呈现透镜状截面形状。被界定为“正向”的弯曲块在工作辊的轴承座上施加负荷，使得下工作辊的轴承座通过利用对工作辊从支承辊接收的变形的反作用而远离上工作辊的轴承座移动，结果，工作辊倾向于呈现出这样的形状，其与在轧制负荷作用下的其自然变形形成对比，结果限制或消除了离开机架的轧制产品倾向于呈现的透镜状横截面形状。

在上述类型的轧机机架中采用工作辊的移位即工作辊的轴向平移也是已知的，以便在轴向长度方向上分散工作辊体本身的磨损。在相同宽度的金属产品上进行一系列轧制时，这种磨损发生在轧制带的较冷边缘处。在轧制操作期间，移位的应用允许在横向于轧制轴线的方向上移动轧辊，使得在较低温度下与轧制材料的侧边缘区域接触工作的辊表面部分不总是相同的，而是在操作期间变化。

另一方面，在使用具有非直线轮廓的辊体的情况下，这种移位还允许更好地控制产品输出厚度，并减少凹槽或其他表面缺陷的出现，从而延长轧辊的寿命。

特别地，对于扁平产品轧制线，其中待轧制的板坯的初始厚度可以大于300毫米，弯曲块不是制成用螺栓连接到轧机机架的壳体的单个块，而是广泛使用的解决方案是这样的解决方案：上弯曲块用螺栓连接到上支承轴承座，而下弯曲块保持用螺栓连接到壳体。

在轧机机架中，工作辊和支承辊之间的偏移通常用于在施加轧制力的过程中稳定辊本身，但是与这种布置(其中上弯曲块固定到上支承辊的轴承座)相关的问题是，在上工作辊和上支承辊之间施加的偏移是无效的，因为由弯曲块产生的力仅使工作辊相对于支承辊稳定，而由工作辊和支承辊组成的组件即使在轧制过程中也自由穿越。

另一个问题是，在上支承辊的轴承座上安装移位系统是困难的，并且更昂贵，因为上支承辊的备用轴承座即使在其没有安装在轧机机架上时也应该安装移位装置，这导致需要安装额外的移位块，增加了成本。

然而，已知的将弯曲块用螺栓连接到壳体的解决方案是有限制的，因为由于几何原因，旨在作为工作辊之间最大距离的机架开口能力仅达到约350毫米。

然而，在wo2012017072a1中公开的旨在部分解决上述问题的解决方案仍然受限于机架的最大开口，由于几何原因，该最大开口达到最大650毫米。事实上，由于插入机架壳体中的部件之间存在的空间减小，不可能使用具有高竖直行程的弯曲辊体来产生大的开口。此外，即使使用更长的杆，在引导辊体方面也会出现问题，因为杆本身偏转的风险会增加。

因此，需要建立一种具有弯曲和移位系统的轧机机架，该系统解决了上述问题，并且有可能以有限的成本增加工作辊之间的最大开口能力。此外，不具有复杂结构的轧机机架的建立也是为了便于各种组成部分的组装和拆卸。

发明概述

刚刚提到的这些目的以及根据以下描述将变得更加明显的其他目的是通过一种轧机机架来实现的，该轧机机架包括两个或更多个上轧辊和两个或更多个下轧辊，并且包括两个壳体，上轧辊中的一个辊形成上工作辊，下轧辊中的一个辊形成下工作辊，每个壳体布置在所述轧辊的相应轴向端部处，其中在所述两个壳体中的第一壳体处，设置有固定到所述第一壳体的两个下弯曲块和两个上弯曲块、上工作辊的轴承座和下工作辊的轴承座、上支承辊的轴承座和下支承辊的轴承座、用于使上工作辊在平行于其轴线的方向上产生第一水平平移运动的上工作辊的轴向移位装置、用于使下工作辊在平行于轴线的方向上产生第二水平平移运动的下工作辊的轴向移位装置，其中下工作辊的轴承座通过第一竖直滑动联接器被约束到下弯曲块，允许下工作辊的所述轴承座进行竖直运动，其中两个上弯曲块中的每一个都是与上支承辊的轴承座独立的不同结构元件，并且包括第一部分和第二部分，第一部分与固定在所述第一壳体上的相应的导向件形成第二竖直滑动联接器，并且第二部分形成用于支撑上支承辊的轴承座和上工作辊的轴承座的元件，使得上支承辊的轴承座和上工作辊的轴承座一起被约束到两个上弯曲块，允许其整体提升和降低。

由于这些特征，本发明的轧机机架中存在的轧辊的弯曲和移位系统更容易管理和操纵，因为上弯曲块在其提升和降低运动中由上支承辊的轴承座本身支撑和控制，在轴承座与工作辊和支承辊一起完全更换的情况下，也不需要拆卸平衡横档，该平衡横档可以保持其在机架中的适当位置。

此外，通过将移位块固定在弯曲块上，而不是直接固定在工作辊的轴承座上或机架的壳体上，具有这样的优点，即移位块也固定在与机架成一体的元件上，并且当机架的工作辊更换操作发生时，它不需要从壳体或从保持附接到壳体的元件上脱离。这避免了在机架外部与工作辊一起管理的额外的移位块组，这将需要增加在轧制设备中设置的备用移位块的数量，并增加机架的管理成本。

本发明的另一个优点来自于弯曲块通过t形截面在横向导向件中的滑动固定，这允许工作辊的轴承座和支承辊的轴承座在竖直方向上移动，同时避免了当工作辊和/或支承辊被更换时弯曲块从轧机机架的壳体脱离。

从属权利要求中描述了本发明的机架的其他特定实施例。

附图简述

从仅以解释而非限制形式给出的对本发明实施例的以下详细描述和附图中，本发明的其他目的和优点将变得更加明显，在附图中：

图1示出了本发明的轧机机架的竖直平面截面；

图2示出了根据图1的不连续轴线a-a的上工作辊的截面图，其中左半部的视图示出的工作位置不同于右半部的视图所示的位置；

图3示出了根据图1的不连续轴线b-b的下工作辊的截面图，其中左半部的视图示出的工作位置不同于右半部的视图所示的位置；

图4示出了对根据本发明的轧机机架的图b)和背景技术中的以相应侧视图示出的轧机机架的图a)之间的比较。

附图中的相同参考数字和相同参考字母标识相同元件或部件。

本发明的优选实施方式的详细描述

参照附图，相对于轧制方向z横向布置的轧机机架，通常用附图标记100表示。轧机机架是四辊型，有两个工作辊，即上工作辊18和下工作辊19，并设有两个支承辊：上支承辊20和下支承辊21，支承辊的直径相对于工作辊中的相应工作辊更大。参考图1、图2和图3，在描述中，仅仅为了便于解释，参考轧机机架100的单个侧，即面向操作者的一侧。在图中未示出的机架部分(马达部分)由类似的元件组成，除了特别是没有移位元件，并且在下面的描述中没有另外明确说明。

轧机机架100具有两个壳体，其中出于简化和解释清楚的原因在图中仅示出了壳体14，但是对于本领域技术人员来说明显的是，在辊的相对端(图中未示出)，在马达侧上的一端，第二壳体相对于轧制方向z对称布置，并且具有类似的结构，尽管如上所述，该结构没有提供移位装置，移位装置只在机架的一侧需要。

如本领域技术人员所熟知的，根据所考虑的轧机机架的类型，支承辊也可以多于两个，而不脱离本发明的范围。工作辊18、19和支承辊20、21中的每一个限定了其旋转轴线，该旋转轴线正交于或者至少基本上正交于轧制方向。轧制产品可以是金属带或更大厚度的金属产品，比如例如板坯，特别是但不限于由钢制成的板坯。

两个上弯曲块101、101’通过相应的滑动联接器13、13’以滑动方式在辊的轴线的相对的侧上固定在壳体14上，滑动联接器13、13’特别是滑动滑动件(slidingslides)，其横截面为t形(图2)，这允许其在相应的导向件中仅在竖直方向上滑动，以跟随由阀6控制的提升和降低运动，并且例如在上辊更换操作期间，当上辊的轴承座3、4在壳体14外部时，防止滑动件13、13’从相应的导向件中出来。滑动件13、13’在两个导向件17、17’中滑动，该两个导向件17、17’通过螺纹固定元件(例如螺钉和螺栓)固定在壳体14的相应立柱上。当支承辊20和工作辊18被拆卸以进行更换时，两个上弯曲块101、101’不会从机架的壳体14上脱离和取出，而是可以通过导向件17的截面t形保持固定在壳体14本身上，这防止了在非必要的情况下取出两个上弯曲块101、101’。

上轴承座3以本领域技术人员已知的方式在上工作辊18的一个轴向端部处支承上工作辊18，并且可以与上弯曲块101、101’一起相对于壳体14竖直滑动，如上面已经解释的。两个上弯曲块101、101’有利地由两个部分或结构部件1和13、1’和13’形成，这两个部分或结构部件通过已知类型的固定装置(例如螺钉)安装在一起。利用这种结构，上弯曲块101和101’由至少两个结构部件1和13、1’和13’形成，这两个结构部件是不同的和独立的，而不是如已知背景技术的其他解决方案中那样是单件。

由于在结构部件1中存在两个上突出部30和下突出部31，并且在结构部件1’中存在两个上突出部30’和31’，所以在侧视图中，这两个结构部件1和1’具有大致平正的和翻转的(这取决于从哪一侧观察它)c形，如图1所示。因此，两个弯曲块101、101’的结构部件1和1’将上工作辊18的轴承座3与上支承辊20的轴承座4连接起来，因此，在阀6和平衡装置5、5’的控制下，两个轴承座3和4可以在竖直方向上一起整体提升或降低。此外，上工作辊18的轴承座3可以竖直地滑动，通过操作四个上液压弯曲活塞2、2’，相对于上支承辊20的轴承座4移动得更近和更远。

上弯曲块101和101’通过各自的突出部30和30’被支撑，突出部30和30’插入在上支承辊20的轴承座4的侧部上形成的相应的凹槽22、22’中，因此，上弯曲块101、101’可以与轴承座4和轴承座3整体移动，以提升和降低它们。

两个上部平衡横档(crosspiece)5和5’直接支承在上支承辊20的轴承座4的上部中获得的突出部32、32’。因此，根据阀6的运动，平衡横档5、5’的竖直提升或降低涉及轴承座3和4以及与其一起的工作辊18和支承辊20的对应整体提升或降低。

由于突出部30和30’直接支承在上支承辊20的轴承座4的壳体22和22’上，而不是直接钩到平衡横档5、5’的钩51和51’，因此工作辊18和支承辊20的弯曲块101、101’使系统更加灵活，因为在进行上支承辊20的轴承座4和/或轴承座3的完全更换的情况下，避免了拆卸平衡横档5、5’，平衡横档5、5’可以保持安装在轧机机架上，除非出于其他原因实际需要拆卸平衡横档。

这种有利的解决方案是根据本发明的，其中弯曲块101、101’不是与轴承座制成单件，如图4中背景技术的示意机架所示，而是包括两个不同且独立的结构元件，其将弯曲块执行的两个主要功能分开。结构部件1、1’的功能之一是成为上支承辊20的轴承座4的一部分，而在另一方面，部件13、13’的功能是产生滑动联接。由于上支承辊20沿水平且相对于偏移相反的方向被推动，而上工作辊18沿水平且相对于偏移相同的方向被推动，因此这种以单独的结构元件来使功能分开确保了实现稳定偏移的效果。

轧机机架100包括总共四个下弯曲块，其中两个弯曲块7、7’与相关的下部弯曲活塞8、8’一起布置在壳体14上，如图1和图3中更好地可见，并且与下工作辊19相关联，下工作辊19在其轴向端部处由轴承座9支撑。两个弯曲块7、7’用螺栓连接到壳体14，而图1-图3中未示出的另外两个弯曲块用螺栓连接到未示出的马达侧的壳体。下支承辊21的轴承座10布置在壳体14的下部部分中，并在下支承辊21的轴向端部处支撑下支承辊21。

为了更好地理解本发明，现在解释轧机机架100的弯曲系统的操作，总是仅参考轧机机架的观察侧的壳体14。当上弯曲块101、101’竖直向上或向下移动时，这种移动也与上支承辊20的轴承座4的移动相关，该上支承辊20的轴承座4与工作辊18的轴承座3一起在接触表面22上支承上弯曲块101、101’。

在轧制步骤中，上支承辊20的轴承座4通过平衡横档5、5’的操作一直保持与阀6接触，平衡横档5、5’通过钩51、51’直接支撑轴承座4，而工作辊18通过弯曲活塞2、2’的作用一直保持与支承辊20接触。因此，上支承辊体20与相关轴承座4、部件1、1’、工作辊体18与相关轴承座3，以及上弯曲块101、101’与相关活塞2、2’，跟随由阀6控制的运动，在竖直方向上整体向下或向上移动。

在轧机机架100的操作者侧，有上工作辊体18的移位块15、15’，如图2更好地所示，移位块15、15’是工作辊体的在平行于其轴线的方向上的水平轴向平移系统，以及有下工作辊体19的移位块16、16’，如图3更好地所示。作用在上工作辊体18上的两个移位块15、15’通过两个结构元件或支撑臂151、151’直接整体固定到上支承辊20的两个弯曲块101、101’，而不是像已知类型的轧机机架中那样直接固定到壳体14。通过这种固定方法，上工作辊18沿其轴线方向的水平平移运动随着上工作辊18的轴承座3和上弯曲块101、101’之间的相对运动而发生，并且借助于根据本发明的解决方案，当轧制操作正在进行时，移位可以有利地在负荷作用下进行，而不会中断轧制。

作用在下工作辊体19上的两个下移位块16、16’可以固定到下弯曲块7、7’，或者可选择地固定到壳体14本身。下工作辊19的水平平移运动发生在下工作辊19的轴承座9和下弯曲块7、7’之间，并且可以在轧制操作进行时在负荷作用下进行。

图3示出了本发明的可选择的实施例，其中下移位块16、16’通过两个结构元件或支撑臂161、161’直接整体固定到下弯曲块7、7’。

借助于本发明，与移位相结合的工作辊上的正向弯曲可以同时应用于具有大开口(大约300毫米或更大)的轧机机架，并且可以解决与背景技术的轧机机架的辊组的不稳定性相关的问题，在背景技术中，弯曲块与上支承轴承座结合为单件。因此，即使待轧制产品的厚度超过650毫米，也可以向上工作辊体施加正向弯曲，并且对于相同的厚度间隔也可以施加移位。

本发明的轧机机架的另一个优点是，当进行上支承辊体20的更换操作时，不需要从轧机机架100中取出图中所见的两个弯曲块101和101’，甚至不需要取出图中未示出的马达侧上的对应弯曲块，这与背景技术的必须进行取出操作的解决方案相反。事实上，其他已知的实施例具有必须在所有轴承座组上(即，既在安装在机架上又在所有备用组上的轴承座组上)安装上弯曲块的缺点。

本发明的另一个优点是，它还可以将两个移位块15、15’安装在相同的上弯曲块101、101’上，如上文所解释的，当更换上工作辊18时，上弯曲块101、101’不必与上工作辊18一起取出，而是保持固定到轧机机架的壳体14，因此不需要更换，这消除了也更换移位块15、15’的需要，减少了轧机机架操作所需的更换数量。此外，由于下工作辊的移位块16、16’在下弯曲块7、7’上的固定方式，获得了相同的优点。