[发明专利]轧制设备的喷淋方法和装置

说明书

本发明涉及如权利要求1和9的前序部分所述的、移动的金属带材的轧制设备的喷淋方法和装置。

特别地，本发明涉及在至少一个轧制机架中连续或可逆地移动的金属带材的冷轧相关的元件和金属带材的冷却以及润滑。特别地，所述元件指一组叠置的辊，所述辊具有平行纵向轴线，并被大致地置于至少一个垂直于带材移动方向的相同平面中。其中一个所述辊的纵向轴线被定义为瞬时旋转轴线，其与辊的母线平行，并且经过所述辊的质心。

金属带材轧制设备通常包括至少一个轧制机架，该轧制机架装备有至少两个竖直叠置的工作辊，每个工作辊都具有平行于由金属带材所限定的平面的纵向旋转轴线，并且被置于大致垂直于带材移动方向的相同夹紧平面内。轧制时，工作辊通常由一对支撑辊来相互挤压，所述支撑辊具有在所述相同夹紧平面中的纵向轴线，并且在它们之间施加有轧制压力或轧制力。这种由四个竖直叠置的辊（即：两个具有小直径的工作辊，其与两个具有更大直径的支撑辊关联）所构成的轧制设备称为“四辊轧机”。如果另外两个中间辊分别插在工作辊和支撑辊之间，轧制设备则由六个竖直叠置的辊所构成（即：一对工作辊、然后第一对中间支撑辊和第二对最终支撑辊），并通常称为“六辊轧机”（英文为“6-High”）。最后，六辊类型的轧机可以包括侧支承，即每个工作辊的每侧都与侧支承辊接触，而侧支承辊本身则由两排并排安装的侧支承滚轮来支撑。包括所述支承滚轮和辊的六辊轧机通常被形容为侧向支撑的六辊类型的轧机。在所有情况中，辊沿着支承线一个在另一个上或一个抵靠着另一个地来支承，其中所述支承线大致平行并且沿着母线指向，该母线的轮廓（profil）通常为直线的，并取决于所施加的力和辊的强度。对于叠置在垂直于带材移动方向的平面中的辊，这涉及正交于带材的力，而对于侧支承辊，这涉及与带材平行/相切的、由从中间支撑辊传递轧制力矩的切向力所施加在工作辊上的侧向力。

为了方便带材在工作辊之间移动，润滑冷轧机的间隙。为此，在待轧制带材上和工作辊的表面上进行润滑流体的喷淋。在某些情况下，喷淋流体还在由带材的大幅减薄及其塑性形变在间隙中所产生的热量的排出中具有非常重要的作用。例如，与带材塑性形变关联的功将工作辊加热至大约100至150°C的温度。这样，尽管在冷轧情况下，轧制在常温下进行，但是在工作辊控制范围（emprise）内的温度仍显著地升高。这会导致润滑膜的断裂，从而引起轧制带材的表面质量降低和/或引起润滑不足所致的烧坏（grippage）。辊、尤其是工作辊的加热还会由于工作辊的直径沿着其长度的不均匀膨胀而造成带材平面度和横向剖面（profil transversal）的瑕疵。因此，重要的是，辊和带材的喷淋是最优的，以一方面保证在工作辊与带材的接触表面之间形成和维持连续的润滑膜，另一方面保证有效地冷却带材和辊。因此，在冷轧中，通常通过用载热喷淋流体的加压喷淋来冷却工作辊。通常，包括喷淋喷嘴的系统允许用所述载热喷淋流体来喷淋至少带材的一部分或者辊的一部分。

申请人的专利EP 1 118 395 B1描述了冷轧的问题，以及为了根据在轧制带材上实现的平面度测量来修正辊的膨胀而在辊的宽度上可调节流量的实用喷淋布置。专利EP 1 118 395 B1所述的方法和装置允许冷却和润滑传统四辊或者六辊类型的轧机，但是对于侧向支撑的轧机就变得无效。

事实上，在传统四辊或六辊类型的轧机的情况下，工作辊的喷淋是可以容易实现的，因为如文档EP 1 118 395 B1所示，辊的通达性是极好的。对于侧向支撑的六辊类型的轧机，问题是完全不同的。事实上，侧向支撑的轧机的设计使得在侧支承件（即：支承辊和滚轮）和带材之间的可用空间非常小，并妨碍容易地通达与带材接触的工作辊。用于流体喷流的通过窗通常为30至60mm，并且能够达到低至10mm的数值。另一方面，所述侧支承件的侧向体积大，并且在喷淋喷嘴和工作辊之间造成数百毫米的距离，例如400mm至500mm。在这些条件下，工作辊的直接喷淋是不可能的。因此，如文档US 4,531,394所示，本领域的技术人员总是满足于对带材进行很高强度的喷淋，其将最多的载热流体运送到辊控制范围内。