专利名称：用于制造轧制带材或板材的轧辊机架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种借助工作轧辊制造轧制带钢或板材的轧辊机架， 所述工作轧辊支承在支承轧辊或者支承在中间轧辊和支承轧辊上，其 中，工作轧辊和/或中间轧辊在轧辊机架内以能够彼此相对地轴向移动 的方式布置，并且各个工作轧辊和/或中间轧辊具有沿着整个有效辊身 长度伸展的、弯曲的、能通过三角函数表示的辊身外形，并且这两种 辊身外形仅在轧辊对的轧辊的确定的相对的轴向位置中在未加载的情 况下互补地相互补充。
背景技术：
在四辊式轧辊机架或者六辊式轧辊机架中，在通常性实践中至少 配置有具有特殊辊身外形的两个工作轧辊或者两个中间轧辊，并且设
有在轴向上作用的用于这些工作轧辊或支承轧辊的调整装置，以便能 够根据当前轧制带材轮廓来设定轧辊缝外形。
AT 410765 B已经公开了这种类型的轧辊机架。这种在本领域内以 标识SmartCrown⑧已知的轧辊辊身外形，在数学上可以通过变形的正弦 函数来表示。在此，通过适当选择外形参数来获得余弦形的轧辊缝隙， 轧辊缝隙通过轧辊的轴向移动能够在其幅度上有针对性地受到影响。
在如正常情况下常见的那样，在四辊式轧辊机架或者六辊式轧辊 机架中应用具有这种特定辊身形状的工作轧辊或者中间轧辊以及呈圆 柱形的支承轧辊时，不可避免的是，在运行的轧制工作中，在支承轧 辊和直接相邻的轧辊之间将会出现不均匀的负荷分布。因为借助被构 形的轧辊来覆盖的鼓形区域总是根据轧制加工的要求来确定的，例如 根据不同的加工参数、尺寸和待轧制材料的形变技术特征，所以被构形的轧辊的移动行程是唯一的作用变量，借助该作用变量能够影响负 荷分布的不均匀性的显著性。
发明内容
因而本发明的任务是，避免之前所述的现有技术的缺点，并建议 一种轧辊机架，其中，在沿着支承轧辊和其相邻轧辊的接触线的负荷 分布方面使得不均匀性降至最低，尤其在负荷分布轮廓线中消除了局 部的负载峰值，进而延长了轧辊的使用寿命并且延长了所必须的重磨 间隔。
该发明任务根据开始部分提到的方式的轧辊机架如此解决，即， 这些支承轧辊具有互补的辊身外形，并且在未加载的情况下，这些支 承轧辊的辊身外形与直接相邻的工作轧辊或中间轧辊的辊身外形出现 部分的或者完全的相互补充。
在四辊式机架中，辊身外形的这种部分或者完全的相互补充是关 于两个支承轧辊以及相应的相邻的工作轧辊的。在六辊式机架中，辊 身外形的这种部分或者完全的相互补充是关于两个支承轧辊以及相应 的相邻的中间轧辊的。
从加工工艺的角度出发，工作轧辊的尽可能短的移动行程是有利 的，这是由于因此能够将移动时间和设备工艺性设置的移动引导保持 得很短。然而，短的移动行程导致，在工作轧辊的预定的轮廓调整范 围中沿着辊身长度会出现更大(与更长的移动行程情况比较而言)的 直径变化。由短的移动行程导致的这个缺点能够通过支承轧辊和相邻 的轧辊的辊身外形的互补性的相互补充而被显著地削弱。
根据本发明的一个可能的实施方式，在轧辊机架中的轧辊是如此 安设的，g卩，在直接相邻的工作轧辊或者中间轧辊的没有移动的状态 下，支承轧辊的辊身外形与直接相邻的工作轧辊或者中间轧辊的辊身
5外形出现完全的相互补充。
然而，因为最大移动行程通常明显小于辊身外形长度，所以在轧辊的被移动的状况下在未加载的情况下在这些轧辊之间同时出现明显小于圆柱形支承轧辊的情况下的缝隙，于是在各种工作状态下在轧辊之间将出现近似均匀的负荷分布。
根据本发明的另一个可能的实施方式也将解决基于此的该任务，即，在直接相邻的工作轧辊或者中间轧辊的没有移动的状态下，在下述条件情况下支承轧辊的辊身外形与直接相邻的工作轧辊或者中间轧辊的辊身外形出现非完全的相互补充，s卩对于支承轧辊半径RB (X)
满足下述公式，RB(x) = Rq + k.rB(x)
其中，
RB(X)是指在支承轧辊轴向延伸的位置X处的支承轧辊半径；
Ro是指半径偏移；
rB(x)是指在支承轧辊轴向延伸的位置x处的外形；并且k是指校正系数，
校正系数k在排除值k-l的情况下被确定处于0〈k《2的区间内。
在支承轧辊的轧辊辊身外形和与其相邻的轧辊的轧辊辊身外形完全相互补充的情况下，从对几何关系的观察出发示出了该种形式。
在支承轧辊的轧辊辊身外形和相邻的轧辊(中间轧辊或者工作轧辊)的轧辊辊身外形完全相互补充的情况下，这两个轧辊的轴线在未
加载的情况下是相互平行的。对于轧辊的半径而言，这意味着
RN(x)+RB(x)=A其中，
R"x)是指在位置x处的相邻轧辊的半径；
RB(X)是指在位置X处的支承轧辊的半径；
A是指轴间距。通过对工作轧辊或中间轧辊的外形的定义，进而在这种情况下也将完全地确定支承轧辊的外形。在此，该半径由偏移值Ro和原始的外形rB共同组成，其表现为变化的正弦函数
RB(x) = A - RN(x) = R0 + rB(x)其中，
Ro表示半径偏移；
rB(x)表示在位置x处的外形。
如果外形函数rB是通过校正系数k来改变的，那么将因此出现非完全的相互补充。由此得到RB(x) = R0 + k.rB(x)其中
k为外形系数(k,l)。
对于k4的情况，将得到轧辊辊身外形的完全的相互补充。在外形系数k偏离值k-l的情况下，轧辊辊身外形就不再完全相互补充。外形系数可以大于或者小于l。在此，轧辊辊身外形的拐点位置和极点位置保持不变。假如外形系数k等于为O的值，那么该支承轧辊的辊身外形呈圆柱形。借助在排除值k-l的情况下处于(Kk《2的选择范围内的校正系数，将使得沿着轧辊辊身外形的负荷分布的非均匀性被充分地降至最低。
为了避免在支承轧辊和工作轧辊之间或者在支承轧辊和中间轧辊之间的不允许的很高的棱边挤压，轧辊的辊身端部通常将被倒棱，因而在边缘区域具有自由位置(Freistellung) 。 EP 0 258 482 A1或者EP 1228 818 A2已经公开了这种自由位置。当被构形的轧辊辊身在边缘区域中具有朝向边缘增加的辊身半径时，这种自由位置可以通过圆柱形的辊身端部构成，如这在EP 0 258 482 Al中所示的那样；或者当轧辊具有圆柱形的轧辊辊身外形时，这种自由位置可以通过余弦形的边缘区域
7构成，如这在EP 1 228 818 A2中所示和所描述的那样。无论如何在这种已知的自由位置情况下，关键性的挤压(kritischPressung)仅从辊身端部(棱边)转移至在保留的辊身外形和倒棱的外形之间的过渡区域，这是因为在这种倒棱构造方式中在轧辊辊身的外形轮廓中仍出现转折部。
为了进一步均匀化在轧辊辊身的端部区域上的负荷，进而消除因挤压而出现的负载峰值，工作轧辊的辊身外形或中间轧辊的辊身外形或支承轧辊的辊身外形在它们的纵向延伸的边缘区域中的至少一个内具有倒棱，所述倒棱在所述边缘区域中形成校正后的辊身外形，从外形函数减去任意的数学倒棱函数从而获得所述校正后的辊身外形，其中，辊身外形的斜率与校正后的辊身外形的斜率在从辊身外形至校正后的辊身外形的过渡点上是相同的。
关于最小化以及均匀化负荷分布而言，如果以三角函数形成倒棱函数，可以达到非常好的结果。如果由正弦函数或者二次函数(例如抛物线函数)形成倒棱函数也可以实现类似的良好结果。
本发明的其他优点和特征由下述非限制性的实施例的描述给出，其中参照这些附图，下面示出
图l示意性示出根据现有技术的四辊式轧辊机架，其具有构形的工作轧辊和圆柱形的支承轧辊；
图2示出在根据图1的四辊式轧辊机架中在支承轧辊和工作轧辊之间的典型的负荷分布；
图3示意性示出根据本发明的四辊式轧辊机架，其具有构形的工作
轧辊和配套的支承轧辊；
图4示出在具有根据图3的按照本发明的轧辊构成方式的四辊式轧辊机架中在支承轧辊和工作轧辊之间的典型的负荷分布；
图5示意性示出根据本发明的六辊式轧辊机架，其具有构形的支承轧辊和配套的中间轧辊；
图6示意性示出根据本发明的具有校正系数k-0.75的四辊式轧辊
机架，其具有构形的工作轧辊和配套的支承轧辊；
图7与根据现有技术的辊身外形相比较地示出具有环形的倒棱的
上支承轧辊的根据本发明的外形。
具体实施例方式
在图1至图4中相互比较地示出，在现有技术的轧辊辊身外形情况下的支承轧辊和工作轧辊之间的负荷分布，以及作为示例的四辊式轧辊机架的根据本发明的轧辊辊身外形情况下的支承轧辊和工作轧辊之间的负荷分布。
图l在示意性视图中示出在四辊式轧辊机架内的轧辊布置方式，该四辊式轧辊机架借助工作轧辊1和支承轧辊2轧制尤其是钢带的金属带材B。可轴向移动的工作轧辊1分别具有辊身外形3，辊身外形3可通过变形的正弦函数表示。这些辊身外形3在工作轧辊对的轧辊的确定的相对的轴向位置上互补地相互补充。工作轧辊1由支承轧辊2支承，支承轧辊2具有圆柱形的辊身外形4并且支持作用于所述工作轧辊上的轧制力。在图2中示出在所述辊身的设计方式情况下在上工作轧辊1和上支承轧辊2之间的负荷分布，其中，在这些轧辊之间的特定的力是沿着辊身长度分配的，并且一方面在棱边区域显现负载峰值，而另一方面出现了对应于正弦形的外形轮廓的最大值和最小值。针对工作轧辊彼此之间的最大相对轴向移动(移动行程)的四个所选的值示出负荷分布曲线。
图3在示意性视图中示出在四辊式轧辊机架内的轧辊布置方式，该四辊式轧辊机架具有工作轧辊1和支承轧辊2。这些可轴向移动的工作轧辊1分别具有辊身外形3，辊身外形3可通过变形的正弦函数表示，其中，这些辊身外形在工作轧辊的确定的相对轴向位置上互补地相互补充。这两个支承轧辊2同样具有互补的相互补充的辊身外形4，辊身外
9形4同样根据变形的正弦函数形成，在这里，相邻的相互作用的工作轧
辊1和支承轧辊2的辊身外形在未加载的情况下完全相互补充。在图4中，在该轧辊辊身设计方式情况下示出在上工作轧辊1和上支承轧辊2之间的负载分布。在棱边区域中的负载峰值与轴向移动相关地不同大小地显现。总体来说，在根据本发明的实施方式中，在该辊身轮廓上已经展示了基本均匀的负荷分布。
图5在示意性布置方式中示出在六辊式轧辊机架内的轧辊布置方式，该六辊式轧辊机架具有工作轧辊l、中间轧辊5和支承轧辊2，其中，工作轧辊通过中间轧辊支承在支承轧辊上。工作轧辊l配置有圆柱形的辊身外形3。然而，根据另一个可能的设计方式，工作轧辊的辊身外形也可以是针对相邻的中间轧辊的辊身外形的。中间轧辊5具有可通过变形的正弦函数表示的辊身外形6。同样，支承轧辊2具有可通过正弦函数表示的辊身外形4。支承轧辊2的辊身外形4和中间轧辊5的辊身外形在未加载的情况下在可轴向调节的中间轧辊5的没有移动的轴向位置中是完全相互补充的。
图6在示意图中示出在四辊式轧辊机架中的工作轧辊1和支承轧辊2，其中，该实施方式的辊身外形3、 4的基本构造方式类似于图3。然而，外形轮廓是以外形系数k-0.75进行改变的，于是在未加载的情况下，支承轧辊2的辊身外形与直接相邻的工作轧辊1的辊身外形仅出现部分的相互补充。
根据一个未示出的实施方式，在类似于图5的六辊式轧辊机架中，同样能够通过校正系数k来改变支承轧辊和中间轧辊的外形轮廓，于是在未加载的情况下，支承轧辊的辊身外形与直接相邻的中间轧辊的辊身外形仅出现部分的相互补充。
在图7中示出了支承轧辊或中间轧辊或工作轧辊的辊身外形7的沿着辊身长度的轮廓。借助点划线8、 9示出了由现有技术已知的轧辊在其端部区域中的可能的倒棱，用以避免很高的棱边挤压。与点划线8 相对应的倒棱在轧辊上生成圆柱形的端部区域，与点划线9相对应的 倒棱在轧辊上生成锥形的端部区域，其中，在这两种情况下在沿着辊 身长度的外形轮廓中都出现转折部10，转折部10在轧辊上形成环形的 棱边。通过逐渐接近辊身外形的倒棱，获得负荷情况的改善，由此在 两侧产生了校正后的辊身外形，其以虚线11和12示出。在该辊身外 形至校正后的辊身外形的过渡点P处，这两个曲线轮廓具有如切线t 那样的相同的斜率。
权利要求
1. 轧辊机架，用于借助工作轧辊制造轧制带材或板材，所述工作轧辊支承在支承轧辊上或者支承在中间轧辊和支承轧辊上，其中，所述工作轧辊和/或中间轧辊在所述轧辊机架内以能够彼此相对地轴向移动的方式布置，并且各个工作轧辊和/或中间轧辊具有沿着整个有效辊身长度伸展的、弯曲的、能通过三角函数表示的辊身外形，并且这两种辊身外形仅在轧辊对的轧辊的确定的相对的轴向位置中、在未加载的情况下互补地相互补充，其特征在于，所述支承轧辊具有互补的辊身外形，并且在未加载的情况下，所述支承轧辊的所述辊身外形与直接相邻的所述工作轧辊或中间轧辊的所述辊身外形出现部分的或者完全的相互补充。
2. 根据权利要求1所述的轧辊机架，其特征在于，在所述直接相邻的工作轧辊或者中间轧辊的没有移动的状态下，所述支承轧辊的所 述辊身外形与所述直接相邻的工作轧辊或者中间轧辊的所述辊身外形 出现完全的相互补充。
3. 根据权利要求l所述的轧辊机架，其特征在于，在所述直接相 邻的工作轧辊或者中间轧辊的没有移动的状态下，在下述条件下所述 支承轧辊的所述辊身外形与所述直接相邻的工作轧辊或者中间轧辊的 所述辊身外形出现非完全的相互补充，即对于支承轧辊半径RB (X) 满足下述公式，RB(x) = Ro + k.rB(x) 其中，RB(X)是指在支承轧辊轴向延伸的位置X处的支承轧辊半径； Ro是指半径偏移；rB(x)是指在所述支承轧辊轴向延伸的所述位置x处的外形； k是指校正系数，所述校正系数k在排除值k=l的情况下被确定处于0 < k《2的区间内。
4. 根据前述权利要求之一所述的轧辊机架，其特征在于，所述工 作轧辊的所述辊身外形或所述中间轧辊的所述辊身外形或所述支承轧 辊的所述辊身外形在它们的纵向延伸的边缘区域中的至少一个中具有 倒棱，并且在所述边缘区域中形成校正后的辊身外形，所述校正后的 辊身外形通过从外形函数减去任意的数学倒棱函数而获得，其中，所 述辊身外形的斜率与所述校正后的辊身外形的斜率在从所述辊身外形 至所述校正后的辊身外形的过渡点上是相同的。
5. 根据权利要求4所述的轧辊机架，其特征在于，所述倒棱函数 是三角函数。
6. 根据权利要求4所述的轧辊机架，其特征在于，所述倒棱函数 是正弦函数。
7. 根据权利要求4所述的轧辊机架，其特征在于，所述倒棱函数 是二次函数。
全文摘要
在一种借助工作轧辊(1)制造轧制带材或板材的轧辊机架中，所述工作轧辊支承在支承轧辊(2)上或者支撑在中间轧辊和支承轧辊上，其中，工作轧辊(1)和/或中间轧辊在轧辊机架内以能够彼此相对地轴向移动的方式布置，并且各个工作轧辊和/或中间轧辊具有沿着整个有效辊身长度延伸的、弯曲的、能通过三角函数表示的辊身外形(3)，并且这两种辊身外形(3)仅在轧辊对的轧辊的确定的相对的轴向位置中在未加载的情况下互补地相互补充，在沿着两个相邻轧辊的接触线的负荷分布方面，应当将不均匀性降至最低。出于此目的而建议，这些支承轧辊具有互补的辊身外形(4)，并且在未加载的情况下，这些支承轧辊的辊身外形(3、4)与直接相邻的工作轧辊或中间轧辊的辊身外形(3、4)出现部分的或者完全的相互补充。
文档编号B21B13/14GK101466483SQ200780022174
公开日2009年6月24日 申请日期2007年6月13日 优先权日2006年6月14日
发明者阿洛伊斯·赛林尔, 马库斯·威德 申请人:西门子Vai金属技术两合公司