CN101990472B - 钢带的可逆轧制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括双机架(2、4)可逆轧机的轧制设备。所述机架(2、4)的每个立柱(22、24)都借助于支撑面置于支撑结构(25)上，并通过固定在所述结构上的杆(80)而固定在所述支撑结构上，所述杆通过可拆卸的固定装置(82)与所述立柱协作。所述设备的特征在于，所述每个立柱的支撑面均设置在所述立柱的下表面(28、48)上，而没有延伸超出所述立柱的沿轧制方向(A)朝向的侧面(26、46)，并且包括孔(64、74)，所述孔通到设置在所述立柱中的凹容部(62、72)中，所述凹容部具有通向所述立柱的侧面(26、46)的开口。所述杆(80)延伸穿过所述孔，并凸出到所述凹容部中，而所述可拆卸的固定装置(82)被布置在所述凹容部的内部。

Description

钢带的可逆轧制设备

技术领域

本发明涉及一种包括双机架可逆轧机类型的轧制设备。

背景技术

钢带的轧制能够在不同类型的轧制设备上实现。所谓的“可逆”轧制设备允许交替地沿一个方向然后沿另一个方向来轧制沿轧制方向移动的带材。带材通过穿过轧机来轧制，其中所述轧机在两个卷绕/退绕装置之间包括一个机架或两个沿轧制方向相继布置的机架。

相比于“单机架”可逆设备的每年200000至600000吨的生产能力，双机架可逆设备具有每年300000至1000000吨的生产能力。双机架可逆设备还具有减少沿一个方向然后沿另一个方向轧制的道次数的优点。专利EP0 618 018 B1描述了一种这样的允许冷轧的双机架可逆轧制设备。

在按超过三个道次所实施的可逆轧制的情况下，带材的头端和尾端保持被夹在位于双机架两侧的卷绕/退绕装置的心轴上。包括在一方面的带材的头端或尾端和另一方面的位于卷绕/退绕装置附近的机架的轧辊的夹持处(emprise)之间的工作长度没有被轧制到所追求的厚度，其中所述卷绕/退绕装置上固定有所考虑的头端或尾端。

另外，在道次结束时，位于两个机架的轧辊的夹持处之间的机架间长度没有被轧制到所追求的厚度。实际上，该机架间长度只在通过两个机架中的一个(即位于其上固定有所考虑的头端或尾端的卷绕/退绕装置附近的机架)时被轧制。

因此，在带材的每端，对应于工作长度和机架间长度的总和的端长度具有超差的厚度。两个端长度必须在轧制结束时被去除和回收(mise aumille)。该回收造成了双机架可逆设备的效率的损失。

例如，对于用于按照三个道次轧制宽度能达到1600mm的、初始厚度为3mm并且长度为700m的钢带卷的轧机，为了获得具有所追求的1mm厚度的钢带，必须设置这样的双机架可逆轧制设备，即其每个机架都具有约2400吨的轧制能力。为此，每个机架都例如配备有直径为1250mm的支撑辊和直径为450mm的工作辊。为了承受相应的力，每个机架一般都具有立柱，立柱的高度为9000mm，宽度为4000mm。分隔两个机架的对称平面的轴间距离为6000mm，其中所述对称平面为辊轴线位于其中的竖直平面。

因此，使用这种设备时，在工作长度上损失的带材的量为原带卷的2％。当两个机架的轴间距离为6000mm时，对应于两个机架间长度的回收间距为原带卷的1％。因此，导致超过原带卷的3％的总损失。这应当与单机架轧机的约2％的常见损失，以及连续式串联轧机的可忽略的损失相比较。

注意到轴间距离必须大于由机架的几何构造及其在土木工程上的安装限制所决定的最小值。特别地，根据现有技术，双机架可逆轧机的机架的立柱包括土木工程上的固定耳。立柱上的固定耳沿轧制方向形成超出立柱包括该耳的面的竖直平面的凸起。特别地，第一机架的立柱的垂直于轧制方向的、并朝向第二机架的侧面具有向第二机架凸出的耳。对称地，第二机架的立柱的垂直于轧制方向的、并朝向第一机架的侧面具有向第一机架凸出的耳。固定耳导致6000mm的轴间距离，即导致2000mm的机架间距离，该机架间距离对应于分隔位于第一和第二机架的每个立柱上的、相互对着的两个外侧面的距离。

固定耳包括通孔，用于立柱在土木工程上的固定件的通过。另外，这些固定耳的下表面构成立柱在土木工程上的支撑面。至于立柱的下表面，其下伸至固定耳的下表面的高度下方，并位于在土木工程中被布置在机架的下方、用于盛接用过的润滑油的坑的上方。

已经力图减少双机架可逆轧机的回收。例如，专利JP 03-138004描述了使用焊接在待轧制带材的每一端的加长件，以及一种机架和夹具的打开和关闭的特殊顺序，以将整个带材轧制到所追求的厚度。

除了该方法的实施时间长之外，其还具有在加长件和带材之间的接头附近断裂的风险，尤其是当在张力下轧制的时候。

发明内容

因此，本发明的目的在于减小在双机架可逆轧制设备工作时回收的带材端长度。

为此，本发明的主题是一种包括双机架可逆轧机类型的轧制设备，其中机架沿轧制方向相邻，每个机架包括两个用于保持轧辊的立柱，每个立柱借助于支撑面置于支撑结构上，并借助于至少一个固定在支撑机构上的杆固定在支撑结构上，所述杆借助于可拆卸的固定装置来与立柱协作。每个立柱的支撑面都被设置在立柱的下表面上，而没有延伸超出沿轧制方向朝向的立柱侧面，并且包括至少一个孔，其中所述孔通到设置在立柱中的凹容部中，所述凹容部具有通到立柱的侧面上的开口。固定在支撑结构上的杆延伸穿过该孔，并凸出到凹容部中，而可拆卸的固定装置则被布置在凹容部的内部。

根据本发明的具体实施例，轧制设备包括一个或多个以下特征，这些特征可单独采用或根据所有可能的技术组合采用：

-所述凹容部为腔室(alvéole)，所述腔室具有这样的开口，所述开口通向立柱的垂直于横向于轧制方向的方向、朝向机架外部的侧面。

-所述凹容部为沟槽(rainure)，所述沟槽具有这样的开口，所述开口通向立柱的垂直于横向于轧制方向的方向、朝向机架外部的侧面。

-所述可拆卸的固定装置为螺母，所述杆为销，所述支撑结构为混凝土基座，其中销被锚固在混凝土基座中，并***在机架的立柱的通孔中，螺母被拧在销上。

-另外，所述设备还包括轧辊驱动装置，所述轧辊驱动装置包括减速器，所述减速器包括用于联接到马达的输入轴、用于联接到要驱动的轧辊的第一和第二输出轴、和至少一个将输入轴与第一和第二输出轴联接的中间轴，至少输出轴和中间轴的轴线在竖直方向上叠置，以沿轧制方向具有减小的尺寸。

-另外，所述设备还包括：用于更换轧辊的装置，其包括第一和第二机架共用的装卸车，其中所述装卸车能够沿垂直于轧制方向的方向在接近第一和第二机架的工作位置和远离第一和第二机架的等待位置之间移动，所述装卸车包括至少两个能够支承全套轧辊并沿轧制方向并排布置的架；以及用于装载/卸载轧辊的装置，其允许将用旧的轧辊从机架卸载到在空架上，并允许从架上将新的轧辊装载到机架内。

-所述装卸车包括活动台，所述活动台能够与轧制方向平行地移动，并且所述至少两个架被布置在活动台上。

-所述装卸车包括四个架，并且活动台能够在第一和第二位置之间移动，以使得当活动台在第一位置时，第一对架中的架被分别地置于第一机架和第二机架的轧辊的竖直平面中，并且当活动台在第二位置时，第二对架中的架被分别地置于第一机架和第二机架的轧辊的竖直平面中，其中装卸车包括用于第一机架的第一装载/卸载装置和用于第二机架的第二装载/卸载装置(324)，第一和第二机架能够同时或分别地装载和/或卸载。

-所述设备能够轧制输入厚度达到10mm、宽度达到1600mm的带材，并且在第一机架的立柱的垂直于轧制方向、朝向第二机架的侧面和第二机架的立柱的垂直于轧制方向、朝向第一机架的侧面之间的距离小于1500mm。

-在第一机架的立柱的垂直于轧制方向、朝向第二机架的侧面和第二机架的立柱的垂直于轧制方向、朝向第一机架的侧面之间的距离大于特殊介入的操作员通过所严格需要的空间，该空间最小为700mm。

附图说明

阅读以下参照附图进行的、仅示例性地给出的描述，将更好地理解本发明及其优点。在这些附图中：

-图1示意地示出了双机架可逆轧制设备；

-图2为根据本发明的一个实施例的双机架可逆轧制设备的侧视图；

-图3为图2的设备的俯视图；

-图4为图2和图3的设备的机架的支撑结构上的固定装置的部分透视图；

-图5为用于将机架固定在支撑结构上的装置的一个实施例变型的部分透视图；

-图6为图2和图3的设备的轧辊驱动装置的减速器的前视图；以及

-图7为轧辊驱动装置的减速器的一个实施例变型的前视图。

具体实施方式

图1示意地示出了双机架可逆轧制设备1，其允许轧制沿轧制方向A在水平平面上移动的金属带材M。带材M被驱动成交替地沿正方向(在图1中从左向右)和沿负方向(在图1中从右向左)移动。轧制设备1包括沿轧制方向A相继布置的第一机架2和第二机架4。第一和第二机架2和4是六辊类型的。每个机架2、4都配备有一对工作辊6和7、一对中间辊8和9、以及一对支撑辊10和11。一个机架的不同轧辊的轴线位于该机架的同一对称竖直平面P上。

在第一和第二机架2和4的上游，轧制设备1还包括带材退绕机12、第一卷绕/退绕装置14、钳夹装置16。在第一和第二机架2和4的下游，轧制设备1包括偏转辊18和第二卷绕/退绕装置20。第一和第二卷绕/退绕装置14和20分别设有心轴，该心轴允许在轧制带材M时在其上施加拉力，以增加带材M的厚度减小率。

轧制设备1包含没有示出但为本领域技术人员所知的其他元件，例如：用于制备带材M的头部的装置，用于测量厚度的装置等。

图2和图3更详细地示出了根据本发明的轧制设备1，其中，机架的立柱被改造，以允许将两个机架之间的轴间距离减少到最小，其中所述轴间距离为分隔第一和第二机架2和4的对称平面P的距离。

第一机架2包括两个侧立柱22，它们沿横向方向Y被布置在轧制轴线A的两侧。机架2的两个侧立柱22特别地通过上横梁24相互关联。

立柱22具有内接在长方体中的外部形状。该立柱包括：后表面26，其垂直于轧制方向A，并朝向第二机架4；前表面27，其垂直于轧制方向A，并与后表面26的朝向相反；下表面28，其垂直于竖直方向Z，并朝向下方；以及外侧表面30，其垂直于横向方向Y，并朝向机架的外部。立柱22借助于其构成平的支撑表面的下表面28置于优选地由混凝土制成的支撑结构25上。立柱22沿竖直方向Z设有长形的窗口32。因此，立柱22具有环形的形状。窗口32用于接收用于保持轧辊6至11的轴承座的装置。

第二机架4包括一对立柱42，它们被布置在轧制方向A两侧，并通过上横梁44相互连接。

立柱42包括：前表面46，其垂直于轧制方向A，并朝向第一机架2；后表面47，其垂直于轧制方向A，并与前表面46的朝向相反；下表面48，其垂直于竖直方向Z，并朝向下方，构成第二立柱42在支撑结构25上的支撑面；以及外侧表面50，其垂直于横向方向Y，并朝向第二机架4的外部。立柱42是环状的，并且在内部限定用于保持轧辊6至11的轴承座的装置的窗口52。

因此，第一机架2的后表面26和第二机架4的前表面46被相互面对地布置。分隔前表面26和后表面46的距离为机架间距离D。

根据本发明，通过使第一和第二机架2和4在轧制方向A上相互靠近，来将机架间距离D减少到最小。为了允许该靠近，后表面26和前表面46沿轧制方向A不包括任何朝另一机架的方向形成凸起的凸出部分。后表面26和前表面46是平的。如在图2中所详细地示出的，立柱22、42包括凹容部，该凹容部用于接收用于将立柱固定在支撑结构25上的装置。

在图4中所示出的第一实施例中，立柱22在其下部包括凹容部，该凹容部构成腔室62。该腔室通向立柱22的后表面26和立柱22的外侧表面30。立柱22还包括具有竖直轴线的通孔64，该通孔一方面通向立柱22的下表面28，另一方面通向腔室62的下表面66。

通孔64允许销的杆80通过，其中所述销的一端锚固在支撑结构25中，另一带螺纹的自由端凸出到通孔64外、在腔室62的内部、在腔室62的下表面66上方。螺母82被拧在杆80上，并通过夹紧而抵靠在腔室62的下表面66上，以将立柱22固定在支撑结构25上。这样，腔室62构成了用于接收螺母82的容置部。

立柱22还包括沿着其前表面27和其外侧表面30之间的棱边的第二腔室63。通孔65通到腔室63中，并允许销80通过。容置于腔室63中的螺母82被拧在销80的杆的螺纹端上，并允许通过夹紧来在第二固定点处将立柱22固定在支撑结构25上。

类似地，第二机架4的立柱42包括：第一腔室72，其通向立柱42的前表面46和外侧表面50；第二腔室73，其通向立柱42的后表面47和外侧表面50。通孔74和75被布置在下表面48与第一腔室72和第二腔室75之间，用于销80的通过。螺母82被拧在杆80的螺纹端上，以将立柱42固定在支撑结构25上。

因此，根据本发明，用于将立柱固定在支撑结构上的装置保持包含在立柱沿轧制方向A的尺寸中。

图5示出了凹容部的第二实施例。立柱122的下部的凹容部被实施为在立柱122的外侧表面130上形成水平沟槽162。沟槽162从立柱122的前表面127延伸至后表面126。沟槽162的下表面166包括三个通孔163、164和165，它们通向立柱122的下表面128。这些通孔允许杆通过，其中所述杆的一端锚固在支撑结构25中，另一带螺纹的端通到沟槽162中。拧在杆的螺纹端上的螺母被接收在沟槽162中。这些螺母允许通过在沟槽162的下表面166上夹紧来在不同的固定点处将立柱122固定在支撑结构25上。

为了经受在其上施加的应力，本领域的技术人员知道怎样尤其根据腔室的形状、支撑结构上的锚固点的位置、以及与支撑结构实际接触的支撑面的面积来确定立柱的几何构造。

尽管希望最大地减小机架间距离D，以减少相对应的所损失的机架间长度，但还是必须在机架22和24的后表面26和前表面46之间保留最小空间。实际上，该空间必须足以允许工具的***和取出，所述工具例如为X射线厚薄规的鹅颈部，其中所述厚薄规用于测量带材的厚度，以为轧制设备的控制***提供调节数据。另一方面，尽管完全是例外的，但还是不能排除带材接合在机架之一中的问题或者带材在两个机架之间的间隙中断裂。因此，必须保留允许操作员通过的机架间距离。为了评估机架间距离的最小尺寸，可以参考机器的安全标准，尤其是参考标准EN 547，该标准提出在两个机器之间设置700mm的最小空间，以准许跪着进入，同时保留移动身体的可能性。

作为示例并重新使用在引言中所述的数字数据，六辊类型的第一和第二机架2和4每个都具有约2400吨的轧制能力。支撑辊10和11的直径为1250mm，中间辊8和9的直径为550mm，而工作辊6和7的直径为450mm。每个机架2、4一般具有高度为9000mm、宽度为4000mm的立柱22、24。根据本发明，机架间距离D被减少至700mm。因此，轴间距离被减少了1300mm，带材M的机架间长度为4700mm。对于每年1000000吨的产量，通过实施本发明而实现的年增益能达到1000吨带材。

在根据本发明的设备中，根据设备的类型，用于驱动工作辊、中间辊或支撑辊的装置沿轧制方向A具有减小的尺寸。

如在图3和图6中所示，在第一实施例中，用于驱动轧制设备的装置包括两个减速器200，它们被一个接着一个地、与轧制方向A平行地布置在第一和第二机架2和4的驱动侧。

减速器200包括：输入轴212，其与驱动马达214联接；以及两个输出轴216和218，它们分别与每个要驱动的辊联接。任选地，一对加长件220将输出轴116和118与要驱动的辊联接。减速器200还在输入轴212与输出轴216和218之间包括至少一个中间轴222，该中间轴支承齿轮组，其中所述齿轮与由输出轴216和218所支承的或由输入轴212所支承的齿轮啮合。

在该第一实施例中，输出轴216和218与中间轴222的轴线水平地一个在另一个上方地布置在竖直平面中，而输入轴212的轴线则相对于中间轴222的轴线侧向地布置。减速器200具有“L”形的布置。

根据本发明的设备所配备的减速器的第二实施例在图7中示意地示出。根据该第二实施例，减速器210的所有轴的轴线都水平地一个在另一个上方地布置在竖直平面中。减速器210是竖直的，并且沿轧制方向A具有减小的尺寸。

在根据本发明的设备中，如在图2和3中所示，用于更换轧辊的***包括唯一一个装卸车300。装卸车300配备有轮302，并且能够沿着轨304移动，其中所述轨沿横向方向Y布置。装卸车300通过移动装置306的致动而在远离第一和第二机架2和4的等待位置与接近第一和第二机架2和4的工作位置之间移动。图3示出了在远离第一和第二机架2和4的等待位置上的装卸车300。

装卸车300包括活动台310，该活动台设有一排沿轧制方向A并排布置的四个架312a至312d。架312a和312b用于第一机架2，架312c用于第二机架4。每个架312a至312d能够支承全套轧辊，其中所述全套轧辊包括工作辊6和7、以及支撑辊8和9。在开始实施更换轧辊的方法时，两个架312a和312c支承配备有其轴承座的全套新辊，而另外两个架312b和312d是空的，等待装载从第一和第二机架2和4中的每个上取下的用过的轧辊。

活动台310能够通过沿轧制方向A平移而沿着设置在装卸车300上的轨316移动。通过致动配备在装卸车300上的例如齿条装置(没有示出)的装置来使活动台310相对于装卸车300移动。

在台310的第一位置上，架312b和312d的对称竖直平面分别与第一和第二机架2和4的对称平面重合。设置在装卸车300上的第一和第二推/拉装置322和324能够通过牵拉来从第一和第二机架2和4中取出用过的轧辊，以将其置于架312b和312d上。

在活动台310的第二位置上，架312a和312c的对称竖直平面分别与第一和第二机架2和4的对称平面重合。于是，可将第一和第二推/拉装置322和324致动为推动状态，以将等待在架312a和312c中的新的轧辊导入到第一和第二机架2和4中的每个中。

一旦轧辊被替换，就使装卸车300向其远离轧机的等待位置移动。

在一种同步更换轧辊的方法中，第一和第二推/拉装置322和324被同时致动为牵拉状态，以取出用过的轧辊，并被同时致动为推动状态，以导入新的轧辊。这样，保证了轧辊的快速更换。

作为变型，可以考虑一种不同步的更换轧辊的方法，其中推/拉装置322和324被分别地致动，以允许更换轧机的机架之一的轧辊。

本领域的技术人员知道怎样更改刚刚所描述的设备，以实施其他的更换轧辊的方法。因此，在某些类型的设备中，驱动在支撑辊或中间辊处实现。工作辊因此通过在中间辊上的摩擦来被驱动。在该类型的设备中，轧机的驱动侧相对畅通。用于装载/卸载轧辊的装卸车因此能够被设置在轧机的驱动侧。另外，尽管已经描述了一种推/拉(英语为“Push/Pull”)类型的轧辊更换***，但作为变型，轧辊更换***还可以是仅推(英语为“Push Through”)类型或者仅拉(英语为“Pull through”)类型的。

Claims (10)

1.一种包括第一机架和第二机架(2、4)可逆轧机类型的轧制设备，其中所述机架沿轧制方向(A)相邻，每个所述机架包括两个用于保持轧辊(6、7、8、9、10、11)的立柱(22、24)，每个所述立柱借助于支撑面置于支撑结构(25)上，并借助于至少一个固定在所述支撑结构上的杆(80)来固定在所述支撑结构上，所述杆借助于可拆卸的固定装置(82)与所述立柱协作，所述设备的特征在于，每个所述立柱的支撑面都设置在所述立柱的下表面(28、48)上，而没有延伸超出所述立柱的沿所述轧制方向朝向的侧面(26、46)，并且包括至少一个通到设置在所述立柱中的凹容部(62、72)中的孔(64、74)，所述凹容部具有通向所述立柱的侧面(26、46)的开口，所述固定在支撑结构上的杆(80)延伸穿过所述孔，并且凸出到所述凹容部中，所述可拆卸的固定装置(82)被布置在所述凹容部的内部。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凹容部为腔室，所述腔室具有这样的开口，所述开口通向所述立柱的垂直于横向于所述轧制方向(A)的方向、并朝向所述机架的外部的侧面。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凹容部为沟槽，所述沟槽具有这样的开口，所述开口通向所述立柱的垂直于横向于所述轧制方向(A)的方向、并朝向所述机架的外部的侧面。

4.如上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述可拆卸的固定装置为螺母(82)；所述杆为销(80)；所述支撑结构为混凝土基座(25)，所述销被锚固在所述混凝土基座中，并被***所述机架(2、4)的立柱(22、24)的孔(64、74)中，而所述螺母则被拧在所述销上。

5.如上述权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括轧辊驱动装置，所述轧辊驱动装置包含减速器(200、210)，所述减速器包括用于联接到马达(214)的输入轴(212)、用于联接到要驱动的轧辊的第一和第二输出轴(216、218)、和至少一个将所述输入轴联接到所述第一和第二输出轴的中间轴(222)，至少所述输出轴和中间轴的轴线在竖直方向上叠置，以沿所述轧制方向(A)具有减小的尺寸。

6.如上述权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，所述 设备还包括轧辊更换装置，所述轧辊更换装置包括所述第一和第二机架(2、4)共用的装卸车(300)，所述装卸车能够沿垂直于所述轧制方向(A)的方向、在接近所述第一和第二机架(2、4)的工作位置和远离所述第一和第二机架(2、4)的等待位置之间移动，所述装卸车包括：至少两个架(312a至312d)，其能够支承全套轧辊，并沿所述轧制方向并排地布置；以及用于装载/卸载轧辊的装置(322、324)，其允许将用旧的轧辊从机架卸载到空的架上，并允许从架上将新的轧辊装载到机架内。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述装卸车包括活动台(310)，所述活动台能够与所述轧制方向(A)平行地移动；所述至少两个架(312a至312d)被布置在所述活动台上。

8.如权利要求7所述的轧制设备，其特征在于，所述装卸车包括四个架(312a至312d)；所述活动台(310)能够在第一和第二位置之间移动，以使得当所述活动台在第一位置时，第一对架(312b、312d)中的架分别置于所述第一机架(2)和第二机架(4)的轧辊的竖直平面中，并且当所述活动台在第二位置时，第二对架(312a、312c)中的架分别置于所述第一机架(2)和第二机架(4)的轧辊的竖直平面中，所述装卸车(300)包括用于所述第一机架的第一装载/卸载装置(322)、和用于所述第二机架的第二装载/卸载装置(324)，所述第一和第二机架能够同时或分别地装载和/或卸载。

9.如上述权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备能够轧制输入厚度达到10mm、宽度达到1600mm的带材；在所述第一机架(2)的立柱的垂直于所述轧制方向(A)、并朝向所述第二机架的侧面(26、46)和所述第二机架(4)的立柱的垂直于所述轧制方向(A)、并朝向所述第一机架的侧面(26、46)之间的距离(D)小于1500mm。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，在所述第一机架(2)的立柱的垂直于所述轧制方向(A)、并朝向所述第二机架的侧面(26、46)和所述第二机架(4)的立柱的垂直于所述轧制方向(A)、并朝向所述第一机架的侧面(26、46)之间的距离(D)大于700mm。 

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