CN100515590C - 紧凑型滚轧机以及制造薄带材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于滚轧带材(21)的装置，其包括：第一工作辊(24)，其从两端通过轴承(35)安装到滚轧机机架；第二工作辊(25)，在第一和第二工作辊(24、25)之间形成有辊隙(26)；一个或多个环(19、20)，其将至少其中一个工作辊(24、25)围绕在内；至少第一中间辊(27、39)，其从两端通过轴承(36)安装到滚轧机机架并设置成在第二工作辊(25)与环(19、20)的内表面(22)之间滚动接触。本发明还涉及制造薄带材的方法。

Description

紧凑型滚轧机以及制造薄带材的方法

技术领域

本发明总体上涉及用于滚轧诸如铰线或带材等的金属制品的滚轧机。更具体地，涉及一种具有紧凑尺寸的用于滚轧窄带材的装置以及制造薄带材的方法。

背景技术

滚轧机用于减小金属带材的厚度。最简单的滚轧机由两个大且重的工作辊构成，这两个工作辊在相反的方向上转动并且在其间形成辊隙。该滚轧机被称作两辊滚轧机(2-high mill)。这里所使用的术语“辊隙”表示辊最靠近的区域。与滚轧相关的大的力被引导到工作辊轴承，因此，该轴承必须坚固，其建造得很沉重。相反地，为了滚轧薄带材，需要使用具有小直径的工作辊。然而，对于小辊而言，不足以提供足够的空间用于大滚轧力所需的坚固轴承。这导致了在用于薄带材的滚轧机中的多样性的辊装置。

为了滚轧薄带材，该装置传统上包括两个小直径的工作辊和多个支撑辊，这些辊承受滚轧力并将其通过轴承导入到滚轧机的机架。通常，工作辊至少由支承辊所支撑，有时由具有中间辊和支承辊的***支撑。包括两个工作辊和两个支承辊的***是用于滚轧薄带材的最通用的装置。这被称为四辊构造(4-high construction)。这种构造的工作辊通过小轴承保持在合适位置，而滚轧力由滚轧机机架中安装到大的重载轴承的支撑/支承辊所承受。

四辊滚轧机对于制造薄带材是非常有用的，但是问题在于沉重的支承辊需要大且结实的机架。这种滚轧机的机架的总体尺寸会是2到3米高。这种滚轧机的缺点在于对于窄带材而言该滚轧机也变得大且昂贵。

上述滚轧机例如在下面的文献中公开。US 2003/0167818 A1公开了一种热滚轧机，其中薄钢带材通过由支承辊所支撑的工作辊。该构造是典型的四辊滚轧机。这种四辊滚轧机构造还在US 2002/0043358 A1中公开。

在US 2001/0018840中公开了一种具有小工作辊、较大的中间辊以及大支承辊的构造。在这种构造的情况下，机架的尺寸变得比四辊滚轧机更大。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有紧凑且低成本的构造的装置；以及一种用于滚轧薄带材的新型方法。本发明的另一目的是提供用于简便地调节辊隙中的缝隙的装置和方法。

上述目的通过以下描述的装置和方法来实现。该装置和方法特别适于制造窄带材。

一方面，本发明提供一种用于滚轧带材的装置，其包括：第一工作辊，其从两端通过轴承安装到滚轧机机架；第二工作辊，在所述第一和第二工作辊之间形成有辊隙；至少两个环，其将至少所述第一工作辊在该辊的相对端处围绕在内；至少第一中间辊，其从两端通过轴承安装到滚轧机机架并设置成滚动接触所述第二工作辊与所述环的内表面，且位于所述第二工作辊与所述环的内表面之间，其中，所述第一工作辊和所述第一中间辊的两端为渐缩的，并且所述环的内表面也相应地渐缩。

另一方面，本发明提供一种用于滚轧带材的方法，其包括下列步骤：从两端通过轴承将第一工作辊安装到滚轧机机架；设置第二工作辊，使得所述第一和第二工作辊之间形成辊隙；设置至少两个环而将至少第一工作辊围绕在内；设置第一中间辊，其从两端安装到滚轧机机架并与第二工作辊和环的内表面滚动接触，其中，所述第一工作辊和所述第一中间辊的两端为渐缩的，并且环的内表面也相应地渐缩，从而通过改变环之间的距离进行对辊隙中的缝隙的调节；将带材引导到辊隙中。

附图说明

下面参照附图更详细地描述本发明，其中

图1a到1c是三个现有技术的滚轧机的简化图，

图2是根据本发明第一实施方式的滚轧机主要部件的侧视示意图，

图3是沿第一实施方式的图2的线A-A的横截面视图，

图4是根据本发明第二实施方式的滚轧机主要部件的侧视示意图，

图5是根据本发明第三实施方式的滚轧机主要部件的侧视示意图，以及

图6到8是对根据本发明的滚轧机辊隙中的缝隙进行调节的侧视示意图。

具体实施方式

图1a到1c是滚轧机的三种现有技术结构的简化图。图1a中是简单的两辊滚轧机1，其中带材2被直接引导到两个大而重的工作辊4和5的辊隙3。因为为了滚轧薄带材，需要两个小工作辊，这种结构不适于滚轧薄带材。工作辊4和5由坚固的辊轴承连接到滚轧机机架。该轴承和滚轧机机架在图1a中未示出。

图1b是最通用的装置，其被称为四辊滚轧机6。其中较小的工作辊7和8将滚轧力传送到支撑/支承辊9和10，而支撑/支承辊9和10再由坚固的辊轴承连接到滚轧机机架。这种结构适于滚轧薄带材2，但是滚轧机机架仍然如两辊滚轧机1那样非常笨重。

图1c为第三种装置11，其具有两个小工作辊12和13、两个较大的中间辊14和15以及两个大的支撑/支承辊16和17。

与两个小工作辊12和13一起的轴承可制造得比四辊滚轧机6的更轻，而大的支撑/支承辊16和17仍然需要由坚固的辊轴承连接到滚轧机机架。装置11也需要非常笨重的滚轧机机架。

在所有三个现有技术的方案1、6和11中都需要坚固的轴承，这规定了整个构造的尺寸并且使得在所有方案中的滚轧机机架都非常笨重。

图2是根据本发明第一实施方式的滚轧机18的主要部件的侧视示意图。该装置包括两个环19和20，两个环彼此平行地设置并且在带材21的相对两侧各设一个。在此视图中，第二环20位于第一环19的后方，进而不能看到。在该实施方式中，环19和20的内表面22和外表面23大致上是平坦的并且平行于环的滚动轴线。在环19和20内部设置第一工作辊24，其与环19和20的内表面22滚动地接触，并且从两端通过轴承(未示出)安装到滚轧机机架。第二工作辊25设置在环19和20内部，在工作辊24和25之间形成辊隙26，在该处进行带材21的实际滚轧。第二工作辊25的实际长度实际上不必在环19和20内部延伸。工作辊25的假想延伸部在其内延伸就足够了。在此情形中，第二工作辊25位于两个环19和20之间。而且，在环19和20内部设置有第一和第二中间辊27和28。这些中间辊27和28的目的是改变第二工作辊25的滚动方向29，另一方面使得能够调节辊隙26中的缝隙。辊隙26中缝隙的调节稍后在附图6中更详细地解释。

可替选地，环19和20的内表面22能够形成为略微凹入，而辊24、25、27和28的表面也可构型为轮廓与内表面22匹配。这是因为可能需要使滚轧机18偏斜一点以使得带材21直行并且阻止该带材侧向移动的缘故。

当该带材以箭头30的方向移动时，第一工作辊24沿着箭头31转动，下部工作辊24沿着箭头29转动，中间辊27和28沿着箭头32和33转动，并且环19和20沿着箭头34转动。环绕辊24、25、27和28的环19和20给予这些辊坚固的支撑，因此，与这些辊一起的轴承不像在图1中示出的所有现有技术的方案那样笨重。

图3是沿图2的线A-A的横截面，因为环的内表面22和外表面23相对于环的滚动轴线平行，在该图的顶部和底部，所环绕的环19和20形成四个矩形的横截面区域。环19和20的该横截面区域可以是任意的。唯一的限制因素是环19和20的内表面22，其必须基本上平坦(但不一定要平行于环的滚动轴线，这在稍后解释)。第一工作辊24穿过两个环19和20，在两端具有轴承35。该轴承35安装在支撑结构中(滚轧机机架)，这在图中未示出。两个中间辊27和28以同样的方式通过轴承36安装到支撑结构。第二工作辊25自由地转动并且由两个中间辊27和28支撑，并且其端部没有轴承。第二工作辊25可制造得较短，使得其未到达环19或20的内部，而是位于二者之间。环19和20与第一工作辊24之间的接触以及环19和20与两个中间辊27和28之间的接触共同使得该组件保持在一起。从而，环19和20承受了大部分的滚轧力，与第一工作辊24和中间辊27和28相关联的轴承35和36可以制造得非常轻。这显著地减小了整个滚轧机装置18的尺寸。

滚轧机18中的装置还能够制造为仅具有一个环19或20，其位于滚轧机的中部。由此构造，能够在一个滚轧机18中滚轧一个或两个带材21。在两个带材的情形下，这些带材位于环19或20的相对侧。

图4是本发明的另一实施方式。若由于某种原因需要消除环19和20的滚动，可将这些环设置在静止的框架37的内部。在框架37与环19和20(环20位于环19后方)之间设置有多个轴承辊38。由此构造，可以替代环19和20的滚动并且框架37保持静止。框架37的外部设计可具有制造者所决定的任何形式。这里框架37为矩形。而且，轴承组件可以是任何传统的轴承组件。

图5表示了将工作辊24和25设置在环19和20内部的又一实施方式。在该实施方式中，在第二工作辊25与环19和20之间仅设置有一个中间辊39，用于改变工作辊的滚动方向并且支撑该工作辊。在该实施方式中，第二工作辊25也通过轴承安装到滚轧机机架。

能够调节辊隙26中的缝隙G以改变带材的厚度是重要的。对于图3所表示的实施方式而言，是通过图6所示的中间辊27和28沿着箭头40和41的运动而实现的。若辊27和28之间的距离D变大，第二工作辊25可以移动而远离第一工作辊24，并且辊隙26中的缝隙G增大。另一方面，当中间辊27和28之间的距离D减小时，第二工作辊25被迫使着朝向第一工作辊24运动，并且辊隙26中的缝隙G减小。距离D的变化能够通过移动中间辊27和28的其中任一个或者两个而实现。另一可能性是朝向同一方向移动中间辊27和28并保持它们的距离D恒定，以对辊隙26中的缝隙G实现同样的效果。缝隙G的调节还能够通过这些方法中的任意结合而实现。

图7示出了图5所表示的实施方式的缝隙G的控制。第二工作辊25可沿着箭头42相对于线43移动，线43在第一工作辊24和中间辊39的滚动轴线44、45之间画出。通过移动第二工作辊25使得滚动轴线46进一步远离线43，辊隙26中的缝隙G增加，并且当其朝向线移动时，辊隙中的缝隙减小。同样的效果也能够通过中间辊39的运动而实现。在此情形下，基准线在第一工作辊和第二工作辊的滚动轴线44和46之间画出。

图8示出了用于控制缝隙G的可替选方案。该方案适合于所有表示出的滚轧机的实施方式。第一工作辊24和中间辊27(和28)的端部是渐缩的，形成与环19和20的接触表面47和48。环19和20的内表面相应地渐缩。当环19和20运动而进一步分开时，工作辊24和25之间的缝隙G增加，当环朝向彼此移动时，该缝隙减小。环19和20的运动由箭头49所表示。

通过本发明的上述实施方式，滚轧机机架结构能够制造得相当小。这是因为滚轧机中的辊所需的轴承较小的缘故。

尽管已经参照其优选实施方式描述了本发明，需要理解的是，本领域技术人员将了解其修改形式和变化形式。这些修改形式和变化形式也落入所附的权利要求的范围中。

Claims (9)

1.一种用于滚轧带材(21)的装置，其包括：第一工作辊(24)，其从两端通过轴承(35)安装到滚轧机机架；第二工作辊(25)，在所述第一和第二工作辊(24、25)之间形成有辊隙(26)；至少两个环(19、20)，其将至少所述第一工作辊(24)在该辊(24)的相对端处围绕在内；至少第一中间辊(27、39)，其从两端通过轴承(36)安装到滚轧机机架并设置成滚动接触所述第二工作辊(25)与所述环(19、20)的内表面(22)，且位于所述第二工作辊(25)与所述环(19、20)的内表面(22)之间，其中，所述第一工作辊(24)和所述第一中间辊(27、39)的两端为渐缩的，并且所述环(19、20)的内表面(48)也相应地渐缩。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括第二中间辊(28)，其从两端通过轴承(36)安装到滚轧机机架并设置成滚动接触所述第二工作辊(25)与所述环(19、20)的内表面(22)，且位于所述第二工作辊(25)与所述环(19、20)的内表面(22)之间，而且所述第二中间辊(28)的两端也为渐缩的。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置还包括静止的框架(37)，其设置成覆盖所述环(19、20)的外表面(23)，并且所述框架(37)与所述环(19、20)之间设置有轴承组件(38)。

4.一种用于滚轧带材(21)的方法，其包括下列步骤：

-从两端通过轴承(35)将第一工作辊(24)安装到滚轧机机架；

-设置第二工作辊(25)，使得所述第一和第二工作辊(24、25)之间形成辊隙(26)；

-设置至少两个环(19、20)而将至少第一工作辊(24)围绕在内；

-设置第一中间辊(27、39)，其从两端安装到滚轧机机架并与第二工作辊(25)和环(19、20)的内表面(22)滚动接触，其中，所述第一工作辊(24)和所述第一中间辊(27、39)的两端为渐缩的，并且环(19、20)的内表面(48)也相应地渐缩，从而通过改变环(19、20)之间的距离进行对辊隙(26)中的缝隙(G)的调节；

-将带材(21)引导到辊隙(26)中。

5.如权利要求4所述的方法，其中，该方法还包括下述步骤：

-在第二工作辊(25)和环(19、20)的内表面(22)之间设置第二中间辊(28)，并且从两端通过轴承(36)将第二中间辊(28)安装到滚轧机机架，而且所述第二中间辊(28)的两端也为渐缩的。

6.如权利要求4或5所述的方法，其中，通过移动中间辊(27、28、39)其中之一进行对辊隙(26)中的缝隙(G)的调节。

7.如权利要求4或5所述的方法，其中，通过将两个中间辊(27、28)沿相反方向移动或沿相同方向移动进行对辊隙(26)中的缝隙(G)的调节。

8.如权利要求4或5所述的方法，其中，通过相对于在第一工作辊(24)与第一中间辊(27、39)的滚动轴线(44、45)之间画出的线(43)移动第二工作辊(25)进行对辊隙(26)中的缝隙(G)的调节。

9.如权利要求4或5所述的方法，其中，该方法还包括下列步骤：

-用静止的框架(37)覆盖环(19、20)，并且在静止的框架(37)与环(19、20)之间设置轴承组件(38)。

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