[发明专利]操作特性改善的预应力轧机机架组件

说明书

技术领域

本申请涉及用在平轧金属工业中的轧制操作中的轧机机架的改进。特别地，本发明涉及多辊型轧机。

背景技术

当采取大的厚度压缩、轧制薄的出口厚度、或二者的组合时，多辊轧机在轧机工业中是普遍使用的。多辊轧机为轧机的操作提供多个优点，包括下述优点：小直径工作轧辊，高的机架刚度和简化的厚度控制。在多种早先应用中，多辊轧机壳体已经基于单块体设计构建，如在美国专利No.5,421,184、美国专利No.2,187,250图8、和美国专利No.2,776,586图8中看到和描述的。

特别地，由于轧机刚度高，中心线厚度控制是非常好的，其中使任何入口厚度增加都能立刻与较高的轧制力一致。厚度控制非常简单，且通过支撑辊上的转动偏心轴承来调整辊缝来提供。强化的轧制力通过用于增加轧机刚度的处于不同角度的辊鞍座传递至单块体机架。从而，不是仅沿垂直方向将轧制力传递到单块体机架中。

虽然多辊轧机在历史上对多种轧制应用已经是非常有吸引力的，但仍存在对改进轧制操作的灵活性的需求。采用多辊轧机的一个缺点是当存在断带时，辊缝开口非常小。在带材拉断之后，未正确轧制的金属带材称为废品。在多种情况中，废品导致多件金属带材留在单块体内，多件废品缠绕在多辊式轧机配置中的多个轧辊周围。即使在轧制操作期间，废品虽然不常见，却也是很普通的。取决于入口侧金属带材可以以多快的速度停止，对轧辊和外围设备可能有损坏，存在大量金属带材需要去除。取决于对轧辊和其它设备的损坏程度，这种去除会花费数分钟至数小时的时间。有时，由于断裂带材的干扰，将多辊轧机轧辊从单块体上卸下非常困难。如果发生突然的带材张力损失，快速将工作轧辊打开到宽的间隙的能力将极大地帮助防止废品引起的轧机损坏。用于最小化损坏的适当的开口间隙大于目前单块体工作轧辊运动可用的间隙。

此外，多辊轧机具有有限的将在单块体结构中工作的工作轧辊直径范围。当工作轧辊用坏了时，通常通过再次研磨整修它们的表面，且有效的工作范围使得通过研磨进行的重新利用非常有限。

多辊轧机的另一缺点是对各种轧制操作的灵活性降低。在一些商用设置中非常期望具有能够进行压缩大的冷轧和压缩小的表面光轧的单个轧机。表面光轧结构优选利用较大的工作轧辊尺寸。较大的工作轧辊允许工作轧辊寿命更长、轧制操作更快、有利于带材成形、轧制可行性更好。相反，单块体多辊轧机对能够进行表面光轧和冷轧操作的轧机是没有吸引力的。特别地，小的工作轧辊直径范围不适合构造为进行两种类型的轧制的轧机。

由于轧辊开口小，单块体结构的穿过轧机的能力弱。对带材起始端来说，总是保持平坦且适合准备方便地进入小的辊缝是困难的。由于小的入口带材弯曲问题，带材可能勉强进入辊缝咬合，并且要求操作人员采用长柄手动工具进行手动干预。

在单块体结构中，在轧制操作期间难以确定两个工作轧辊之间的轧制力，即，垂直分离力。轧辊定位在轧制机架中，以便垂直轧制力通过数个轧辊分散到单块体中。这对准确地测量轧制力的能力的限制非常大。期望的是，通过在初始定型中更精确地轧制到正确的厚度，测量轧制力，并采用它改善成品率。

当在金属带材中存在明显的左右厚度变化，即存在楔形带材时，单块体不是为方便且精确的倾斜配置设计的。根据上游热轧操作，金属带材将通常在额定厚度的1至5％中间存在中等程度的变厚。在热轧之后，为了进行包括在多辊轧机上进行轧制的下游处理，带材可能分裂成两半(或更多)。这将沿宽度方向具有不可预知的厚度的楔形带材呈现给多辊轧机。由于单块体不进行轧制力测量，因此难以进行精确的左右轧制间隙修正。用于板型控制的冠状偏心环的旋转不能提供足够的倾斜能力。因此，楔形带材在轧制中将具有其它问题，包括带材拉断、产生拱形、产生中间弯曲、产生不均匀的边缘波纹、以及产生其它不常见的带材平直度问题。

他人已经认识到单块体结构的操作问题，并试图改进。例如，US 5,857,372描述了分开式机架和预应力杆配置，目标是改善各种操作问题。所采用的方法在机械上是复杂的，加工成本昂贵，并且不允许进行在带材断裂时防止受损所需要的快速轧辊打开。这种结构没有考虑轧机倾斜。而且，调整轧制线的能力受到很大的限制，等同于单块体结构。

US 5,996,388考虑使用液压缸给用在热棒材轧制操作中的轧制壳体预加应力。这种结构不适合高刚度轧机在平直轧制材中利用简化的、令人满意的商用厚度控制系统。所采用的方法在机械上是复杂的，加工成本昂贵，并且不允许进行在带材断裂时防止受损所需要的快速轧辊打开。这种结构不考虑轧机倾斜或轧制线调整。