专利名称：更换连续行进钢带所用轧机中的辊的方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求1前序部分所述的更换连续行进钢带所用轧机中的辊的方法。具体地，本发明涉及在串列类型的连续轧机上冷轧钢带的技术领域，其中所述轧 机需要更换轧辊。
背景技术：
钢带的冷轧能够在不同类型的轧制设备上实现
-所谓的“可逆”轧制设备，其中，待轧制的带材在至少两个能够无区别地保证带材在 各轧制道次过程中的退绕和重新卷绕的部件之间交替地沿一个行进方向然后沿另一个行 进方向行进。在这些退绕/卷绕部件之间，带材在唯一一个轧制机架中轧制，其中所述轧制 机架为设备提供200000至600000吨/年的生产能力，或者带材在两个相继的机架中轧制， 其中所述两个相继的机架带来300000至1000000吨/年的生产能力；
-所谓的“串列式”轧制设备，其中，待轧制的带材在一个接着一个相继布置的、位于行 进方向上的上游退绕部件和下游重新卷绕部件之间的多个轧制机架中，沿着唯一一个行进 方向行进。所述轧制机架连续地包括立柱，其支承所谓“工作辊”的轧辊；支承辊，其限制 工作辊的弯曲；以及在某些情况下的一对或两对中间辊，其位于支承辊和工作辊之间。用 于轧制最硬的钢材的特殊应用还使用多辊式布置，例如所谓“森吉米尔式(Sendzimir)”轧 机。存在多种串列类型的冷轧机类型传统轧机，其逐个带卷地工作，并且能够每年生产 700000至1500000吨的轧制钢材，其投资成本高，并且具有需要穿过整个设备接合每个带 卷的头部的缺点。其他串列类型的轧机被安排成连续地工作，从退绕部件输出的带卷的尾 部被焊接到由第二退绕部件退绕的新带卷的头部。这种连续轧机达到1000000至3000000 吨/年的产量。考虑到为了保证轧制操作的连续性所允许的投资，需要最大限度地消除轧机不轧 制的停工时间，同样地，需要尽可能地减少废料回收(mise au mille)，即在所要求的公差 之外的轧制带材的量。然而，由于如维护等的各种原因，定期地需要更换轧制机架的辊，尤其是工作辊和 中间辊，或多辊匣盒，并且在该操作的整个过程中轧制必须被中断。事实上，在轧制时，辊受到使其表面被逐渐加工硬化的强压力，当所述加工硬化变 得过大时，其使得辊脆化，辊因此会产生裂纹或剥落。另一方面，工作辊与轧制带材和与支承辊或与中间辊的持续接触会引起其表面状 态的劣化，一旦该表面状态、尤其是在轧机下游(轧机出口)的最后一个轧制机架上的表面 状态不再允许达到轧制带材所要求的表面质量的时候，就需要更换这些辊。最后，根据轧制计划，通常能够改变至少一个轧制机架的配置或者工作辊的直径， 例如从“四辊”模式到“六辊”模式或者多辊模式。因此需要进行相关辊的物理更换。为了最大限度地简化和缩短更换辊的操作，长期以来一直在开发如在文档WO2007 060370中所述的自动更换设备和方法。更换的持续时间根据设备的不同从2分钟到 3分钟变化。由更换辊所造成的生产率的下降对于配有很小的辊的轧机机架(例如用于轧制 不锈钢的多辊机架)来说尤其大，其中所述很小的辊的表面磨损和加工硬化是很快的。如果考虑用于每年轧制50000个不锈钢带卷(约为1000000吨)的带四机架的串列 轧机的情况，需要大约每1至3个带卷就停止一次轧机，以更换最后一个机架的辊。很快速 的更换辊也要持续至少2分钟，这导致，即使较不经常发生的其他机架的辊的更换在最后 一个下游机架的辊的更换期间的“掩蔽时间(en temps masqud)”内进行，年均更换时间也 能够达到1700小时/年，即对于300天/年、每天M小时的生产而言，停机率为24%。最好 的情况下，如每3个带卷进行一次更换，该比率能够降低到8%，但这还是很大。另一方面，在重新启动轧机(带材行进的停止)时，不能立即达到最佳轧制条件，在 约50至75米的带材上带材的轧制在可接受的公差之外，这加重了废料回收。已经进行了尝试，以实现辊的更换而不中断轧制。例如在文档JP 62-275515中描 述了一种适于6机架串列轧机的方法。该用于更换轧制机架的辊的方法适于支撑连续行进 钢带的轧机用的至少一个工作辊，其中所述机架是沿着轧机按照连续行进的方向相继放置 的多个轧制机架的一部分。当在任意机架(根据在所述文档的图2中所述的示例)上考虑更 换辊时，通过根据以下的时间顺序将其减薄率(轧制产品的厚度减小百分比)分配到上游和 下游的机架上来准备其停工
-按照串列轧机的第一机架、然后第二机架等的顺序，使(在更换所涉及的机架上游 的)机架的减薄程度增加，增加量为补偿更换所涉及的机架的打开所必需的减薄程度的一 部分；
-降低更换所涉及的机架的减薄程度，同时只保留小的剩余值； -首先在离所涉及机架最近的机架上，然后在随后的机架上，如对上游所做的一样，增 加(在更换所涉及的机架下游的)机架的减薄程度；
-完全打开所涉及的机架，同时增加位于紧上游的机架的减薄程度； -更换所涉及的机架的辊；
-关闭所涉及的低减薄程度的机架，同时降低位于所述所涉及的机架上游的机架的减
薄程度；
-从串列轧机的第一机架开始，然后第二机架，将上游机架的减薄程度恢复到原始水
平；
-将处于其原始减薄水平的所涉及的机架关闭；
-从最近的机架开始，将在所涉及的机架下游的机架恢复到原始减薄水平。可以看出，该方法需要将保持在轧制的工作位置的辊的夹紧力，以及一个机架的 马达的力矩和速度分配到其他机架上，对于该六机架串列轧机的某些机架而言，即为在15% 和20%之间的超负荷。然而，轧制机架的夹紧力只能够在辊的抗赫兹压力强度极限内增大， 其中所述极限随着辊直径的减小而减小。达到该极限后，如果为了辊的更换，需要保留20% 的能力余度，则轧机整体都不能够以最大能力工作，并且在生产能力方面持续地损失。“飞 快地( Ia νο θ)”更换辊的生产率增益因此变得很小或不存在。另一方面，如在JP 62-275515中所述的增加然后减小上游和下游机架的夹紧的时间顺序不能在整个过程中造成带材厚度的良好连续性，因此造成在某些阶段中轧制的输 出厚度不正确和废料回收的劣化。最后，轧制方案，即对于给定产品和所追求的输出厚度(其涉及在每个机架中的减 薄率、在每个机架中的辊的转动速度、每个机架之间的牵引力)，必须对六个机架在整个更 换过程中更改十二次，以在更换地点的上游和下游的每个机架上分配正在更换过程中的机 架中没有实现的厚度减小的一部分。从使用六机架的正常轧制向使用剩余五机架的轧制的暂时性转换、然后向使用六 机架的轧制的返回是难以管理的，并且如果减薄程度的增加引起钢材的冶金性能(例如其 加工硬化)的改变，则甚至会变得关键。当该暂时性转换伴随有轧制带材的规格变化时(规格指的是其宽度、其输入厚度、 其冶金性能)，转换的管理是几乎不可能的。然而，JP 62-275515指出，有利的是，将辊的更 换置于带材焊缝通过的时候，以“集中(grouper)”更换辊的过程所固有的公差以外的长度 和为了消除焊缝而要进行的不可避免的切割。如此使带材焊缝的通过与辊的更换系统化， 不可避免地导致其与带材规格的所有变化同时发生，加重了不能正确地控制更换操作的风 险，而无论是何种带材。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于更换轧制机架的辊的方法，其中所述轧制机架 适于支承连续行进钢带的轧机所用的至少一个工作辊，所述方法允许解决上述问题。通过权利要求1所述的方法提出解决方案。根据用于更换轧制机架的辊的方法，其中所述轧制机架适于支承连续行进钢带的 冷轧机(串列类型的)所用的至少一个工作辊(具有带材夹紧功能)，并且所述机架是沿着轧 机按照连续行进的方向相继放置的多个轧制机架的一部分，提出
-将处于辊未夹紧位置(即在带材上没有压力)的等待轧制功能赋予所述多个机架中 的至少一个专用机架；
-将支配与辊的夹紧相关的调节的原始指令值单独地赋予处于轧制的工作位置的其 他机架；
-在将所述机架置于非夹紧位置而更换辊的情况下，所述机架的原始指令值，以及保 持在轧制的工作位置上的机架的原始指令值，被单独地重新分配到每个所述机架上，其中 包括专用机架。换句话说，轧机包括一定数量的机架，其中一个机架持续地处于非夹紧功能中(所 述专用机架)。与其多个机架中的一个处于不工作状态的轧机的不同之处在于，根据本发明 的专用机架能代替至少一个辊必须更换的机架。这样，非常有利地，能够避免在剩余机架上 的复杂的减薄率的重新分配，因为能够简单地把一个机架的夹紧指令值转移或重新分配给 另一个机架，其中所述两个机架被置于轧制连续行进带材的工作位置。同样地，该用于转移 指令值的方法保持很二元(binaire)的调节形式，因此摆脱了带材规格和性能的条件，以及 任何与带材的切割或焊接的同时发生。因此，根据所转移/重新分配的指令值来增强然后减弱机架夹紧的时间顺序能够 大大地简化和缩减，这使得在轧机输出处的带材厚度可以更好地被控制在所要求的公差内，并且确保优良的废料回收。当然，由于在所涉及的机架之间的指令值的同步转移，本发明允许在没有任何中 断带材行进的情况下更换辊。在更换辊的阶段中，轧机的生产率保持最大，像不更换辊的阶
段一样。一组从属权利要求也说明了本发明根据不同的方面或实施例的优点。
借助于附图提供了实施例和应用例。在这些附图中 图la、lb根据本发明的第一应用例的更换方法；
图h、2b根据本发明的第一应用例的一个变型的更换方法；
图3a、3b、3c 根据本发明的第二应用例的更换方法。
具体实施例方式下述的所有附图示出了包括六个机架及其沿着连续行进的带材B按照其行进方 向D相继排列的辊Cl、C2、C3、C4、C5、C6的轧机。为了清楚起见，还示出了由(与带材的两 个表面平行并且等距的)对称平面Ax断开的、带材的上截面。为这六个辊中的五个处于轧 制工作位置的辊中的每个赋予一个夹紧指令值Rl、R2、R3、R4、R5。扩展地，将会用术语“机 架”来表示在该机架中的至少一个辊。同样地，将会使用术语“第一机架”、“第二机架”…… “第N机架”。该编号表示第一机架在带材行进的方向D上位于最上游(在轧机的带材入口 处)，而随后的机架则被置于第一机架的越来越下游。更一般地，所示出的轧机允许实施更换轧制机架C的辊的方法，所述轧制机架C适 于支承所述连续行进钢带的轧机所用的至少一个工作辊，所述机架C是沿着轧机按照连续 行进方向D相继放置的N个(本情况下N=6)轧制机架的一部分，使得
-将处于辊未夹紧位置的等待轧制功能赋予N个机架中的至少一个专用机架CA ； -将支配与辊的夹紧有关的调节的原始指令值单独地赋予处于轧制的工作位置的其 他机架；
-在将机架C置于非夹紧位置而更换辊的情况下，所述机架C的原始指令值，以及保持 在轧制的工作位置的机架的原始指令值，被单独地重新分配到所述机架中的每个上，其中 包括专用机架CA。带材B通过在轧机所包括的总数为N的机架中的N-I个轧制机架中经过来被持续 地轧制，其中轧机的任意一个机架要么正处于更换辊的过程中(因此由机架C来表示)，要么 处于等待新的更换操作的位置(因此由机架CA或C来表示)。在其中刚实施了辊的更换的机架C因此保持在像专用机架CA的原始状态一样的 等待位置，直至另一机架的下一次辊的更换。根据处于等待中的专用机架CA相对于要进行辊的更换的机架C的相对位置，第一 实施例下的方法有两个变型，分别由图la、图Ib和图2a、图2b示出。图Ia示出了对第二机架C=C2进行辊的更换之前的轧机的状态。在带材的行进 方向D上，专用机架CA=C6因此是第六机架C6，并且因此位于要马上进行更换的第二机架 C=C2的下游。专用机架CA=C6处于在非夹紧位置的等待轧制功能中。在该阶段，前五个机架Cl、C=C2、C3、C4、C5按照赋予这些机架的每个原始夹紧指令值Rl、R2、R3、R4、R5处于轧 制的工作位置，并且引起对带材的增大的轧制。在第五辊C5上的最后一个指令值R5允许 带材在轧机的输出处具有厚度E。图Ib示出了在如图Ia中所示出的辊(第二机架C=C2)的更换阶段的轧机状态。当 对在行进方向D上位于处于等待位置的最初专用机架CA=C6的上游的第二机架C=C2的辊 进行更换的时候，所述第二机架C=C2的原始指令值R2被转移到位于其紧下游的第三机架 C3上，而该第三机架C3的原始指令值R3本身被转移到位于其紧下游的第四机架C4上，并 且如有需要(例如这里，该第四机架C4的原始指令值R4本身被转移到位于其紧下游的第五 机架C5上)，依此类推，直至处于等待位置的专用机架CA=C6，该专用机架于是被置于在最 后的第五指令值R5下的轧制的工作位置。第二机架C=C2的辊的更换因此能够不中断带材的行进而进行。因此还能够对该 第二机架赋予专用机架CA=C6 (现在处于轧制的工作功能中)的等待功能，直至必须进行另 一辊/机架C的更换。如果希望的话，所述方法因此能够通过简单地将专用机架的等待功 能(不轧制)重新赋予到已经进行了辊的更换、因此等待下一次机架更换的机架之一上来没 有时间限制地应用。图加示出了根据图la、图Ib中的辊更换方法的变型的轧机状态，其中对第五机架 C=C5进行辊的更换。在带材的行进方向D上，专用机架CA=C3为(与图la、图Ib相反)第三 机架C3，并因此位于马上要进行更换的第五机架C=C5上游。专用机架CA=C3处于在非夹紧 位置的等待轧制功能中。在该阶段，前两个机架和后三个机架Cl、C=C2、C4、C5、C6按照被 赋予这些机架的每个原始夹紧指令值Rl、R2、R3、R4、R5处于轧制的工作位置，并且引起带 材的增大的轧制。在第六辊C6上的最后一个指令值R5允许带材在轧机的输出处具有厚度 E0图2b示出了处于如图加中所示的辊(第五机架C=C5)的更换阶段的轧机状态。 当对在行进方向D上位于处于等待位置的最初专用(第三)机架CA=C3的下游的第五机架 C=C5的辊进行更换的时候，所述第五机架C=C5的原始指令值R4被转移到位于其紧上游的 第四机架C4上，该第四机架C4的原始指令值R3本身被转移到位于其紧上游的第三机架C3 (这里也是专用机架CA)上。第一和第二机架Cl、C2在其分别的指令值Rl、R2下保持其夹 紧位置。如果在要更换的机架C和处于其上游的专用机架CA之间插有更多的机架，则这些 插入的机架的原始指令值本身被转移到位于其紧下游的机架上，依此类推，直至处于等待 位置的专用机架Ck,该专用机架CA于是被置于在第三指令值R3 (在更换辊之前的第四机 架的原始指令值)下的轧制的工作位置。第五机架C=C5的辊的更换因此能够不中断带材的行进而进行。与根据图la、图 Ib的第一实施例一样地，因此还能够对该第五机架赋予专用机架CA=C3 (现在处于轧制的 工作功能中)的等待功能，直至必须进行另一辊/轧机C的更换。如果希望的话，所述方法 因此能够通过简单地将专用机架的等待功能(不轧制)重新赋予到已经进行了辊的更换、因 此等待下一次机架更换的机架之一上来没有时间限制地应用。在根据图la、图Ib和图2a、图2b的两种情况中，因此涉及属于原始轧制方案的调 节指令从机架到机架的唯一的转移，而不涉及对轧制计划的复杂的特定更改。另一方面，借助于用于自动控制带材厚度的系统(在英文中为Automatic GaugeControl (AGC))所进行的调节指令转移在考虑带材在机架间的通过时间的情况下进行安 排，以使得所述带材没有任何部分在厚度公差以外。更换操作因此不影响废料回收。最后，由于通过把要更换辊的机架的减薄分配到其他机架上而不需要暂时超负 荷，所有的机架都能够以其最大的能力来工作，这是使像连续行进带材的串列轧机这么大 的投资产生收益的最好方法。图3a、图北和图3c描述了本发明的第二应用例。主要地，图3a和图北与图Ia 和图Ib的相同之处在于，处于等待位置的专用机架CA=C6在行进方向D上位于处于轧制的 工作位置的最后机架C5的下游。机架CA被专用于允许更换位于其上游的所有其他机架的 辊。该机架仅在轧机的任意机架处于更换辊的过程中时才会投入使用，并且只在该更换时 间内使用。在更换辊的操作之外，该专用机架处于等待位置(不处于轧制功能中)。有利地，该专用机架CA因此置于工作的最后一个轧制机架的下游，其中所述最后 一个轧制机架为其辊最经常更换的机架。在上文中已经描述了图3a、图北，图3c示出了在将上游机架C=C2 (对于该机架， 至少一个辊能够在根据图北的阶段中被更换)重新置于轧制的工作位置之后将专用机架 CA重新置于等待功能中。图3c因此是常规地回到图3a。根据图北，更确切地，当更换第二机架C=C2的辊时，其原始指令值R2被转移到在 行进方向D上位于其紧下游的第三机架C3上，所述的下游机架C3的原始指令值R3本身被 转移到同样位于其紧下游的第四机架C4上，依此类推，直至专用机架CA=C6，该专用机架本 身在更换第二机架C=C2的辊时被置于工作的轧制功能中。最后，在根据图3c更换第二机 架C=C2的辊之后，原始指令值R2被恢复到更换后的第二机架C=C2，以及迭代地，位于下游 的机架C3、C4等的每个原始指令值同样被恢复，依此类推，直至专用机架CA=C6，该专用机 架于是被重新置于在带材非轧制夹紧位置下的等待轧制功能中。
权利要求
1.一种用于更换轧制机架(C)的辊的方法，其中所述轧制机架适于支承连续行进钢带 的轧机所用的至少一个工作辊，所述机架(C)是沿着所述轧机按照连续行进的方向(D)相 继布置的多个(N个)轧制机架的一部分，所述方法的特征在于-将处于辊未夹紧位置的等待轧制功能赋予所述多个(N个)机架中的至少一个专用机 架(CA)；-将支配与辊的夹紧有关的调节的原始指令值单独地赋予处于轧制的工作位置的其 他机架；-在置于非夹紧位置(C)而更换辊的情况下，所述机架(C)的原始指令值，以及保持在 轧制的工作位置的机架的原始指令值，被单独地重新分配到每个所述机架上，其中包括所 述专用机架(CA)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，当对在所述行进方向(D)上位于处于等待位置的 专用机架(CA=C6)的上游的机架(C=C2)的辊进行更换时，所述机架(C=C2)的原始指令值 被转移到位于其紧下游的机架(C3)上，所述后者机架(C3)的原始指令值本身则被转移 到位于其紧下游的机架(C4)上，并且如有需要，依此类推，直至处于等待位置的专用机架 (CA=C6 )，所述专用机架于是被置于轧制的工作位置。
3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，当对在所述行进方向(D)上位于处于 等待位置的专用机架(CA=C3)的下游的机架(C=C5)的辊进行更换时，所述机架(C=C5)的原 始指令值被转移到位于其紧上游的机架(C4)上，所述后者机架(C4)的原始指令值本身则 被转移到位于其紧上游的机架(C3)上，并且如有需要，依此类推，直至处于等待位置的专 用机架(CA)。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，处于等待位置的专用机架(CA=C6)在 所述行进方向(D)上位于处于轧制的工作位置的最后一个机架(C5)的下游。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在更换机架(C=C2)的辊的时候，其原始指令值被转 移到在所述行进方向(D)上位于其紧下游的机架(C3)上，所述下游机架(C3)的原始指令值 本身则被转移到同样位于其紧下游的机架(C4)上，依此类推，直至所述专用机架(CA=C6)； 在更换机架(C=C2)的辊之后，将原始指令值恢复到更换后的机架(C=C2)，并且迭代地，恢 复位于下游的机架(C3、C4等)的每个原始指令值，依此类推，直至所述专用机架(CA=C6)， 所述专用机架于是被重新置于非夹紧位置下的等待轧制功能中。
全文摘要
本发明描述了一种用于更换轧制机架(C)的辊的方法，其中所述轧制机架适于支承连续行进钢带的轧机用的至少一个工作辊，所述机架(C)是沿着所述轧机按照连续行进的方向(D)相继放置的多个(N)轧制机架的一部分，在所述方法中，将处于辊未夹紧位置的等待轧制功能赋予所述多个(N)机架中的至少一个专用机架(CA)，将支配与辊的夹紧有关的调节的原始指令值单独地赋予处于轧制的工作位置的其他机架，在将机架(C)置于非夹紧位置而更换辊的情况下，所述机架(C)的原始指令值，以及保持在轧制的工作位置的机架的原始指令值，被单独地重新分配到所述机架中的每个上，其中包括所述专用机架(CA)。
文档编号B21B31/08GK102066015SQ200880129890
公开日2011年5月18日 申请日期2008年6月19日 优先权日2008年6月19日
发明者B·罗西尼厄, V·克罗尼耶 申请人:西门子 Vai 金属科技有限公司