本发明涉及一种用于压力矫直金属的扁平制品的设备；涉及一种带有该设备的轧机机座、尤其是水平轧机机座；以及涉及一种用于运行这种轧机机座的方法。
背景技术：
轧机机座、尤其是优选用于水平轧制金属的扁平制品的水平轧机机座在现有技术中是众所周知的。通常例如是带有两个工作辊和两个支撑辊的四辊式机座。传统上，轧机机座专门用于在扁平面上轧制钢材或者有色金属。
与之独立地已知用于矫直金属的扁平制品的设备、也就是扁平矫直设备。所述矫直通常通过滚压矫直机或者通过立式压床来进行。例如可以在龙门压力矫直设备产品说明书的网络版(Fa.Dunkes，Kirchheim unter Teck，DE，Produktbeschreibung Portalrichtpresse)中找到关于龙门压力矫直设备的示例。已知的、用于矫直的设备通常具有带有压模的上方的挤压框架和带有用于支承有待矫直的扁平制品的工作台的下方的挤压框架，其中所述上方的挤压框架布置在所述下方的挤压框架上方，并且两个挤压框架能够相对于彼此沿竖直方向移动。
所描述的当前的现有技术的缺点在于，对于轧制和矫直来说需要两台分开的机器。因此带来了提高的场地需求和提高的成本。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种用于压力矫直金属的扁平制品的设备、一种带有该设备的轧机机座以及一种用于运行这种轧机机座的方法，这些发明主题能够经济有效地矫直扁平制品。
该目的关于设备通过根据权利要求1的主题来实现。其特征在于，所述上方的挤压框架在其两个窄侧的区域中具有作为用于轧机机座中上方的工作辊的平衡装置的着力点的支承元件；并且所述下方的挤压框架在其两个窄侧的区域中具有支撑元件以便支撑在轧机机座的立柱上。
金属的扁平制品的概念在本说明书的范畴中例如是指金属板或者板材或者金属带。
平衡装置的概念必要时不仅是指用于工作辊的独立的平衡圆筒，而且也包括弯曲装置、尤其是弯曲圆筒，其实现用于工作辊的平衡功能。
工作台的概念原则上是指平板。在工作台或者说平板中的凹槽在最简单的情况下是空隙。
所述带有凹槽工作台通常安装在下方的挤压框架上，并且所述压模安装在上方的挤压框架上；但相反的布置方式也是可行的。
根据本发明的设备也叫做矫直轧辊箱，其有利地是用于轧机机座的嵌入件，该嵌入件可代替工作辊被推入到轧机机座中。所述轧机机座不仅可以在运行模式“辊压”(利用装入的工作辊进行)中运行，而且替代地也可以在运行模式“压力矫直”(利用代替工作辊装入的嵌入件进行)中运行。在运行模式“压力矫直”中，适合使用用于支撑辊的、可使用在(水平)轧机机座中的液压调节圆筒，以便提供较大的矫直力，这种较大的矫直力能够根本地改善尤其较厚的板材的矫直。
这种替代运行尤其对于以下轧机机座来说是有利的，该轧机机座由于较小的年度计划产品产量(例如用于特殊材料)仅通过轧制运行不能得到充分利用。出于经济性的原因提供替代的压力矫直运行，以便避免轧机机座的停机时间，并且所述轧机机座以这种方式发挥更好的经济性。根据本发明的设备、也就是用于轧机机座的嵌入件比独立的(龙门)压力矫直设备明显更便宜也更节省空间。
根据第一实施例，所述上方的挤压框架在将矫直轧辊箱装入到轧机机座或者在将矫直轧辊箱从轧机机座中拆卸下来期间通过支撑销栓支撑在下方的挤压框架上。而在压力矫直运行期间，所述支撑销栓进入到对置的挤压框架的配属的钻孔中。以这种方式在矫直时不会发生压模的不期望的侧向的移动。上方的和下方的挤压框架相对于彼此的竖直定位通过圆筒进行，所述圆筒在轧制运行中用于工作辊的弯曲或者平衡。
在矫直轧辊箱的窄侧上、优选在所述下方的挤压框架的窄侧上可以安装用于使矫直轧辊箱与辊子更换设备可脱开地联接的耦联元件。借助于辊子更换装置、尤其是牵拉或推送装置，可以有利地并且非常简单地(通常在操作侧上)将矫直轧辊箱送入到轧机机座中或者从轧机机座中运出矫直轧辊箱。
根据本发明沿所述上方的和/或下方的挤压框架的纵向铺设轨道，并且压模和/或工作台在所述挤压框架上分别构造为滑块，以便沿所述挤压框架的纵向在轨道上行进。这种结构设计方案能够有利地实现压模在扁平制品中的有待矫直的缺陷或者说不平部分上方的简单而准确的安放。
所述上方的挤压框架在其其中一个窄侧上具有上方的驱动装置、优选上方的主轴驱动装置，所述上方的主轴驱动装置用于使压模或者工作台形式的滑块在所述上方的挤压框架的轨道上行进。此外，所述下方的挤压框架在其其中一个窄侧上具有下方的驱动装置、优选下方的主轴驱动装置，所述下方的主轴驱动装置用于使工作台或者压模形式的滑块在所述下方的挤压框架的轨道上行进。挤压框架的、装配驱动装置的窄侧优选是在将矫直轧辊箱嵌入到轧机机座中之后处于其操作侧的一侧，因为在那里可以相对简单地重新建立能量连接和介质连接。
以上提到的目的还通过根据权利要求6所述的轧机机座以及根据权利要求10所述的、用于运行轧机机座的方法来实现。这些技术方案的优点基本上相当于以上关于根据本发明的设备所提到的优点。
所述轧机机座的控制装置构造成，提供两种运行模式，即“轧制运行”和“压力矫直运行”。所述轧机机座的操作人员能够按照需求选择两种运行模式其中之一。
所述轧机机座和所述方法的有利的设计方案是从属权利要求的主题。
附图说明
说明书附有六张附图，其中：
图1示出了根据本发明的设备或者说矫直轧辊箱的透视图；
图2示出了所述设备的纵向剖面图；
图3示出了带有装入的、根据本发明的设备的四辊式轧机机座在上方的和下方的支撑辊抬起时的示图；
图4示出了按照图3所示的轧机机座在用于压力矫直运行的初始状态中、在上方的和下方的支撑辊分别位于用于挤压框架的止挡位置中时的示图；
图5示出了轧机机座和拉出的所述设备和辊子更换装置的俯视图；并且
图6示出了表示用于准备压力矫直运行的步骤的流程图。
具体实施方式
接下来参照上述附图以实施例的形式详细描述本发明。在所有附图中，相同的技术特征用相同的附图标记标识。
图1示出了根据本发明的用于压力矫直金属的扁平制品、例如轧机机座中的板材的设备100的透视图，该设备也叫做矫直轧辊箱。所述设备100由上方的挤压框架110和下方的挤压框架120构成。图1示出了处于拆卸状态中的矫直轧辊箱，也就是说其还没有安装到轧机机座中。在该状态中，所述上方的挤压框架110相对于所述下方的挤压框架120沿纵向错开地布置。所述上方的挤压框架110通常通过支撑销栓130支撑在所述下方的挤压框架120上。所述支撑销栓130布置在挤压框架110、120的窄侧的区域中并且优选固定装配在上方的挤压框架上。
所述上方的挤压框架110在其窄侧的区域中构造有支承元件114，所述支承元件在安装到轧机机座中时被用作用于平衡装置、例如轧机机座中上方的工作辊用的平衡圆筒的着力点。类似地，所述下方的挤压框架120在其窄侧的区域中构造有支撑元件124，所述支撑元件在安装到轧机机座中时用于支撑在轧机机座的立柱上。准确地说，所述支撑元件124是滑动元件或滚动件，所述滑动元件或滚动件在将矫直轧辊箱装入到轧机机座中时并且在将矫直轧辊箱从轧机机座中拆出时在本来存在于轧机机座中的、用于安装和拆卸所述工作辊的轨道370上滑动或者滚动，对此参见图3。
为了装入到轧机机座中，上方的和下方的挤压框架的纵向延伸部至少大约相当于轧机机座从驱动端到操作端的宽度。
此外，在图1中还可以看到位于所述设备100的端面上的、用于使所述设备或者说矫直轧辊箱与牵拉或推送装置400可脱开地联接的耦联元件140。所述牵拉或推送装置400用于将矫直轧辊箱100连同上方的和下方的挤压框架从机座区域中移出或者移入到机座区域。所述牵拉或推送装置优选是(辊子)更换设备、尤其是辊子更换小车(Walzenwechsellokomotive)，对此参见图5。
图2示出了穿过根据本发明的设备100的纵向剖面。图2也示出了在拆卸的状态中带有错开地布置的上方的和下方的挤压框架的矫直轧辊箱，正如以上参照图1所描述的那样。在上方的挤压框架110处，优选在其朝向下方的挤压框架的侧面上沿所述上方的挤压框架的纵向铺设轨道150-1。在所述轨道150-1上可移动地布置有构造为滑块的压模112。在所述下方的挤压框架120处，优选在其朝向上方的挤压框架的上侧面上同样沿所述下方的挤压框架的纵向布置轨道150-2。在所述轨道150-2上可移动地布置有构造为滑块的、用于放置有待矫直的扁平制品的工作台122，对此参见图2中水平的箭头。正如在图1中看到的那样，所述工作台具有凹槽123作为在其中能够在矫直过程期间挤压或者拉伸扁平制品的材料的空间。
所述上方的挤压框架110在它的其中一个端侧上具有上方的驱动装置210，该上方的驱动装置用于使构造为滑块的压模112在所述上方的挤压框架的轨道150-1上行进。优选所述下方的挤压框架120在相同的端侧上也具有下方的驱动装置220，该下方的驱动装置用于使构造为滑块的工作台122行进。所述驱动装置210、220优选被安装在所述挤压框架110、120的、在将所述设备100装入到轧机机座中时位于轧机机座的操作面上的那个端侧处。借助于优选相应构造为主轴驱动器的驱动装置210、220，所述工作台122和压模112能够优选彼此独立地沿着轨道150-1、150-2分别适宜地定位。所谓适宜的定位尤其是指，所述工作台122和压模112相对于彼此移动，从而使得所述压模112准确地定位在扁平制品中的、有待矫直的不平部分的区域中。
图3示出了根据本发明的轧机机座300，这里比如是带有两个支撑辊310、320以及通常带有两个工作辊的四辊式轧机机座，但是在图3中并未示出所述工作辊，因为其已被拆掉了。上方的支撑辊310和下方的支撑辊320都抬起来。代替所述工作辊，将根据本发明的设备100、也就是矫直轧辊箱装入到轧机机座300。能看到的是，所述下方的挤压框架120利用其支撑元件124支撑在用于更换工作辊的轨道370上。此外还可以看到，所述上方的挤压框架110通过其支承元件114可脱开地联接到平衡装置330或者说由该平衡装置沿竖直方向支撑。当轧机机座在运行模式“轧制”中运行时，所述平衡装置330通常用于平衡、也就是说用于补偿上方的工作辊的重力。图3示出了带有安装好的、为了根据本发明的运行模式“压力矫直”而改装的矫直轧辊箱的轧机机座300。在这种情况下，所述平衡装置如所述用于承载、也就是说用于补偿上方的挤压框架110的重力。在图3中，抬起的上方的支撑辊310暂时还不与上方的挤压框架110接触，并且下方的支撑辊320暂时还不与下方的挤压框架120接触；就此而言，图3示出了处于用于压力矫直运行的准备状态中的轧机机座。
图4示出了根据本发明的、同样带有装入的矫直轧辊箱100的轧机机座300。但与图3所示不同的是，此处下方的支撑辊320借助于竖直调节装置340从下面抵靠到所述下方的挤压框架120上。所述下方的挤压框架120以这种方式从用于更换工作辊的轨道370上升起至少一定程度，并且克服在压力矫直运行中产生的、沿竖直方向作用的矫直力得到支撑。同时可以看到，上方的支撑辊310借助于机械的调节装置360安放在用于上方的挤压框架110的、预先设定的止挡位置中。此外，所述上方的挤压框架110借助于平衡装置330传力配合地并且无间隙地抵靠到处于止挡位置中的上方的支撑辊310。正如在图4中所示的状态，其示出了处于用于矫直运行的初始状态中的轧机机座。在压模112和工作台122之间可以看到自由空间，可以将有待矫直的扁平制品送入到该自由空间中。
以上结合图1已经对图5进行阐释。
接下来详细描述用于在根据本发明的运行模式“压力矫直”中运行所述轧机机座300的方法。对此首先需要再次着重指出，可由轧机机座的操作人员自由选择运行模式“压力矫直”或运行模式“轧制”。因为运行模式“轧制”是众所周知的，所以在本说明书中对其不再详细讨论。
在对于将矫直轧辊箱100安装到轧机机座中的准备过程中，首先抬起上方的和下方的支撑辊，并且经由轨道370将工作辊从轧机机座中运出。所述矫直轧辊箱暂时还位于轧机机座外部。所述上方的挤压框架110于是通常通过支撑销栓130沿纵向错开地并且相对于轧机机座的驱动侧突出地支撑在下方的挤压框架120上，正如在图1和图2中所示的那样。将所述矫直轧辊箱100装入到轧机机座中包括以下步骤：
-借助于牵拉或推送装置400在用于更换工作辊的轨道370上将矫直轧辊箱送入到轧机机座中，直到所述上方的挤压框架110从内部触碰到轧机机座的驱动侧的立柱；
-闭锁上方的工作辊锁定件；
-抬高平衡装置330，以便使所述上方的挤压框架110在其支承元件114处得到支撑；
-借助于更换装置将矫直轧辊箱进一步送入到轧机机座中，直到下方的挤压框架120也利用其支撑元件124从内部触碰到轧机机座的驱动侧的立柱；并且
-闭锁下方的工作辊锁定件。
在此，所述下方的挤压框架120相对于通过驱动侧的轧机立柱在其水平运动中锁定的、上方的挤压框架110移动。所述上方的和下方的挤压框架于是不再错开地放置，而是相对于彼此对称地放置。在此，支撑销栓130也同时移动到对置的挤压框架中的互补钻孔的相对部位处。在钻孔的所述相对部位处，支撑销栓不再承担对于上方的挤压框架的支撑功能；替代于此，该支撑功能由用于工作辊的平衡装置承担。
在将矫直轧辊箱装入到轧机机座中之后，所述轧机机座和矫直轧辊箱进入到用于“矫直运行”的初始状态中，正如在图4中示出的那样。为此实施以下步骤：
-使上方的支撑辊310降下到用于上方的挤压框架110的上方的止挡位置；
-借助于平衡圆筒330将上方的挤压框架110调节到上方的止挡位置；
-将下方的支撑辊320抬高到用于下方的挤压框架的下方的止挡位置中，并且在此与下方的支撑辊无间隙接触地将下方的挤压框架120提升到下方的止挡位置，在该下方的止挡位置中所述下方的挤压框架120不再与用于更换工作辊的轨道370接触。
在用于“矫直运行”的初始状态中，在压模112和工作台122之间保留自由空间，有待矫直的扁平制品能够被送入到所述自由空间中，正如以上参照图4所描述的那样。
从轧机机座的用于压力矫直运行的初始状态出发，实际的运行模式“压力矫直”具有以下步骤：
-将扁平制品送入到轧机机座中，即送入到压模112和工作台122之间的自由空间中；
-相对于所述下方的挤压框架120的工作台来定位有待矫直的扁平制品，使得有待压平的不平部分向上朝向上方的挤压框架110向上凸出并且位于两个挤压框架之间；
-通过压模或者工作台的横向移动来定位带有扁平制品的工作台122和/或压模112，从而使压模112位于所述不平部分上方；并且
-通过借助于用于下方的支撑辊320的、优选液压的竖直调节装置提升下方的支撑辊连同支撑在其上的、下方的挤压框架120来矫直扁平产品，使得将放置在下方的挤压框架的工作台上的扁平制品从下方压靠到上方的挤压框架上的压模112上，从而压平扁平制品中的不平部分。
当液压的竖直调节装置在下方存在于轧机机座中以便向上挤压下方的支撑辊320时，选择通过从下方挤压扁平制品对扁平制品进行所述矫直。一般来说，与根据图1至图4所示的实施例相比，可以交换压模和凹槽的位置，从而在这种情况下使有待压平的不平部分向下凸出。在这种情况下，压模从下方挤压位于上方的、带有凹槽的工作台。
在开始压力矫直运行之前可以制订用于压力矫直扁平制品的矫直方案，对此需要考虑关于扁平制品的数据，比如像材料质量、厚度和宽度；需要考虑关于不平部分的信息，比如像缺陷的位置、缺陷的大小/深度和类型，以及可选地也包括过程模型。
例如可以借助于扫描装置以图像的形式自动地检测在扁平制品中有待矫直的不平部分。于是可以通过分析扫描装置的图像优选至少部分地自动获得关于不平部分的信息。
为了确保良好的矫直效果，可以定期监测扁平制品的相应当前的位置，并且在确定偏离了相应的额定位置的情况下进行修正。
在实施矫直运行后，可以监测压力矫直过程的结果并将其与预先设定的额定结果进行比较。也就是说，可以检验扁平制品中的原始的不平部分已经被消除到什么程度。在确定矫直的质量不足时，也就是说还未充分消除不平部分时，可以重复进行矫直。
在结束矫直运行之后、也就是说在将不平部分压平之后，两个支撑辊310、320以及上方的和下方的挤压框架再次抬起来。对于将矫直轧辊箱从轧机机座中拆卸出来的步骤，按照与以上所描述的、对于将矫直轧辊箱装入到轧机机座中的步骤相反的顺序实施。
所述方法的全部步骤可以手动地实施或者受控地进行。但这些步骤优选至少部分地自动实施。
附图标记列表：
100 设备
110 上方的挤压框架
112 压模
114 上方的挤压框架的支承元件
120 下方的挤压框架
122 工作台
123 凹槽
124 下方的挤压框架的支撑元件
130 支撑销栓
140 耦联元件
150-1 上方的挤压框架处的轨道
150-2 下方的挤压框架处的轨道
210 上方的驱动装置
220 下方的驱动装置
300 轧机机座
310 上方的支撑辊
320 下方的支撑辊
330 平衡装置
340 用于下方的支撑辊的竖直调节装置
350 轧机机座的立柱
360 用于上方的支撑辊的竖直调节装置
370 用于在轧机机座中更换工作辊的轨道
400 牵拉或推送装置或者说辊子更换小车