CN101342543B - 十四辊带钢轧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种十四辊带钢轧机，包括十四组辊系和两套辊形调整装置对称设置在上、下辊座装配体中，在上、下辊座装配体中分别设置有两组外支承辊辊系、一组中支承辊辊系、一组浮动辊辊系、两组中间辊辊系、一组工作辊辊系和一套辊形调整装置，上、下两个中支承辊辊系与各自的辊形调整装置连接，浮动辊位于两组外支承辊辊系中间，其两端的导向轴承座只可在上、下辊梁两端的垂直导向槽中上下滑动，上、下辊梁中的辊系结构相同，上下对称布置。通过调整上、下两组中支承辊辊系沿水平面交叉角度大小，在轧制力的作用下，使浮动辊、中间辊和工作辊产生不同程度的弯曲，达到辊形可控的目的，本发明结构简单，控制结构独特。

Description

十四辊带钢轧机

技术领域

本发明属于冶金轧制设备技术领域，具体涉及一种十四辊带钢轧机。

背景技术

带钢轧机在轧制薄带时，工作辊将产生弹性压扁现象，使薄带轧制变得很困难，弹性压扁值与轧辊直径成正比，为了轧制出更薄、屈服强度更高的带材，必须减小工作辊直径，这样便出现了各种结构的12辊、20辊、32辊、36辊多辊轧机。为了获得平直的板形和沿宽度方向厚度一致的带材，宽幅多辊轧机均配有辊形调整装置，目前多辊轧机辊形调整装置主要有两种形式，一种为径向调整机构，一种为轴向调整机构。径向调整机构是在每个支承辊背衬轴承旁的鞍座里，除了装有压下调整机构的内偏心环外，再装上一个外偏心环，通过对每个外偏心环进行单独旋转调整，使支承辊心轴产生给定的弯曲变形，以达到辊形调整目的。轴向调整机构是分别将上、下中间辊相反的两端辊身加工成锥形，使其以相反的方向轴向移动，改变其辊面平直部分的重叠长度，来达到辊形调整目的。上述两种类型的调整机构总体来讲，结构复杂，调整环节多，制造难度大，维修不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种十四辊带钢轧机，解决现有的同类多辊带钢轧机辊形调整装置结构复杂，调整环节多，制造难度大，维修不方便的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种十四辊带钢轧机，包括安装在机架上的上辊梁和下辊梁，在上辊梁的下端设置有上辊座装配体，在下辊梁的上端设置有下辊座装配体，在机架窗口上部与上辊梁之间连接有AGC液压缸，在机架窗口底部的安装面上设置有轧制线的标高调整块，标高调整块与下辊梁的下端连接，该轧机包括十四个辊系和两套辊形调整装置，十四组辊系和两套辊形调整装置对称设置在上辊座装配体和下辊座装配体中，在上辊座装配体和下辊座装配体中分别设置有两组外支承辊辊系、一组中支承辊辊系、一组浮动辊辊系、两组中间辊辊系、一组工作辊辊系和一套辊形调整装置；

所述的下辊梁的两端面对称开有垂直导向槽，在下辊梁中沿轴向开有通槽，通槽两侧各设置有一个梅花孔，在通槽内两端垂直导向槽的正下方开有安装孔，在与两个安装孔等距的通槽中间位置开有交叉中心孔；

所述的两组包含有外支承辊背衬轴承的外支承辊辊系分别安装在下辊梁的两个梅花孔中，在下辊梁的通槽上安装有辊形调整装置，辊形调整装置与伺服传动机构连接，辊形调整装置上安装有包含中支承辊背衬轴承的中支承辊辊系，中支承辊背衬轴承的上方与浮动辊辊系的浮动辊保持接触，浮动辊位于两组外支承辊辊系轴心的水平连线中间，浮动辊与上方的两个并排设置的中间辊辊系的中间辊分别相切，每个中间辊与同侧的外支承辊背衬轴承相切，两个中间辊同时与上方工作辊辊系的工作辊相切，上、下两个中支承辊辊系可沿水平面交叉。

本发明的特点还在于，

外支承辊辊系包括六个以上圆弧鞍座，圆弧鞍座安装在下辊梁的梅花孔内，六个以上圆弧鞍座之间设置有五个以上外支承辊背衬轴承，外支承辊背衬轴承装在与圆弧鞍座同心的外支承辊芯轴上。

中支承辊辊系包括六个以上平底鞍座，平底鞍座同轴固定安装在鞍座底板上，六个以上平底鞍座之间设置有五个以上中支承辊背衬轴承，中支承辊背衬轴承装在与平底鞍座同心的中支承辊芯轴上。

浮动辊辊系包括浮动辊，浮动辊安装在导向轴承座中，导向轴承座设置在垂直导向槽中。

辊形调整装置包括鞍座底板，鞍座底板安装在调整垫板上，调整垫板装在下辊梁中部的通槽内，鞍座底板通过扁头转轴与偏心蜗轮连接，偏心蜗轮通过蜗杆与伺服传动机构连接，用于对上、下两个中支承辊辊系沿水平面交叉角度进行调整。

本发明的有益效果是，该十四辊带钢轧机的辊形调整装置大为简化，调整环节简洁，能有效地对轧制的带材进行板形控制，轧机整体制造成本低，便于维修。

附图说明

图1是本发明十四辊带钢轧机实施例的结构示意图；

图2是本发明中的下辊梁的结构示意图；

图3是本发明中的辊形调整装置的结构示意图；

图4为本发明中的中支承辊辊系的结构示意图；

图5为本发明实施例的各个辊系结构示意图；

图6是本发明中浮动辊的结构示意图；

图7是本发明实施例的中支承辊交叉一个角度后的浮动辊轴心线变形计算示意图。

图中，1.机架，2.AGC液压缸，3.上辊座装配体，4.下辊座装配体，5.轧制线标高调整垫，6.下辊梁，7.圆弧鞍座，8.外支承辊背衬轴承，9.中间辊，10.工作辊，11.外支承辊芯轴，12.浮动辊，13.导向轴承座，14.平底鞍座，15.中支承辊芯轴，16.中支承辊背衬轴承，17.鞍座底板，18.偏心蜗轮，19.扁头转轴，20.调整垫板，21.销轴，22.扁孔，23.垂直导向槽，24.交叉中心孔，25.安装孔，26.上辊梁，27.蜗杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的轧机包括十四组辊系和两套辊形调整装置，如图1所示，机架1的窗口中安装有上辊梁26和下辊梁6，在上辊梁26的下端设置有上辊座装配体3，在下辊梁6的上端设置有下辊座装配体4，上辊座装配体3与下辊座装配体4上的各个部件设置相同，上下对称安装。十四组辊系和两套辊形调整装置对称设置在上辊座装配体3和下辊座装配体4中，在上辊座装配体3和下辊座装配体4中分别设置有7组辊系和一套辊形调整装置，7组辊系分别包括两组外支承辊辊系、一组中支承辊辊系、一组浮动辊辊系、两组中间辊辊系和一组工作辊辊系。如图5所示，两组包含有外支承辊背衬轴承8的外支承辊辊系分别安装在下辊梁6的两个梅花孔中，在下辊梁6的通槽上安装有辊形调整装置，辊形调整装置与伺服传动机构连接，辊形调整装置上安装有包含中支承辊背衬轴承16的中支承辊辊系，中支承辊背衬轴承16的上方与浮动辊辊系的浮动辊12保持接触，浮动辊12位于两组外支承辊辊系轴心的水平连线中间，浮动辊12与上方的两个并排设置的中间辊辊系的中间辊9分别相切，每个中间辊9与同侧的外支承辊背衬轴承8相切，两个中间辊9同时与上方工作辊辊系的工作辊10相切。

图1为本发明十四辊带钢轧机实施例的结构示意图，机架1为两片闭式牌坊形状组成的主承力支架，在机架1窗口上部与上辊梁26之间连接有AGC液压缸2，AGC液压缸2用于给上辊梁26施加向下的给定的轧制力；在机架1窗口底部的安装面上设置有轧制线的标高调整块5，标高调整块5与下辊梁6的下端连接，当辊系修磨直径改变后用于进行轧制线标高补偿调节。

机架采用双牌坊组合结构，厚度控制采用AGC液压缸2直接压下。为了消除上下辊梁受力后弯曲变形的影响，以得到理想的板形，该轧机的上辊座装配体3与下辊座装配体4上各设置有相同结构的辊形调整装置，其原理是将上、下两个中支承辊沿水平方向以给定的角度进行相互交叉，在轧制力的作用下，使浮动辊、中间辊及工作辊产生弯曲变形，交叉角度越大，其弯曲变形越大，从而达到板形控制的目的。

图2是本发明中的下辊梁的结构示意图，在下辊梁6的两端面对称开有垂直导向槽23，在下辊梁6中沿轴向开有通槽，通槽两侧各设置有一个梅花孔，在通槽内两端垂直导向槽23的正下方开有安装孔25，在与两个安装孔25等距的通槽中间位置开有交叉中心孔24，该交叉中心孔24作为中间支承辊的交叉轴心。

图3是本发明中的辊形调整装置的结构示意图，调整垫板20设置在下辊梁6中部的通槽内，鞍座底板17安装在调整垫板20上，鞍座底板17中部的定位孔通过销轴21套在交叉中心孔24上，安装孔25中安装有交叉调整的偏心蜗轮18。辊形调整装置采用涡轮蜗杆传动，偏心蜗轮18为一套筒式结构，偏心蜗轮18的外齿与伺服传动装置连接，偏心蜗轮18的内孔与外圆偏心，在偏心蜗轮18内孔中装有一个扁头转轴19，扁头转轴19的扁头插入鞍座底板17两端的扁孔22内，当伺服传动装置的蜗杆27带动偏心蜗轮18转动时，扁头转轴19使鞍座底板17绕销轴21在水平面内旋转一个给定的调整角度，该调整角度由控制装置根据轧制需要进行实时控制，这样，上、下两个中支承辊系产生交叉，就可以实现本发明辊形调整的目的。

图4为本发明中的中支承辊辊系的结构示意图。中支承辊辊系包括五个以上的中支承辊背衬轴承16，所有中支承辊背衬轴承16通过一个中支承辊心轴15同轴安装在六个以上平底鞍座14上，平底鞍座14固定在鞍座底板17上，中支承辊辊系可随鞍座底板17一起水平旋转给定的角度。图中a为中支承辊辊系的旋转中心，即销轴21的位置。

图5为本发明实施例的各个辊系结构示意图，上辊座装配体3与下辊座装配体4上的各个部件设置与连接的结构相同，对称设置，因此图中仅标出了下辊座装配体4的辊系结构及辊形调整装置结构示意图。下辊座装配体4包括两组外支承辊辊系、一组浮动辊辊系、一组中支承辊辊系、两组中间辊辊系、一组工作辊辊系和一套中支承辊交叉调整机构。每组外支承辊辊系包括六个以上圆弧鞍座7，圆弧鞍座7安装在下辊座6的梅花孔内，六个以上圆弧鞍座7之间设置有五个以上外支承辊背衬轴承8，外支承辊背衬轴承8装在与圆弧鞍座7同心的外支承辊芯轴11上。中支承辊辊系包括六个以上平底鞍座14，平底鞍座14同轴固定安装在鞍座底板17上，六个以上平底鞍座14之间设置有五个以上中支承辊背衬轴承16，中支承辊背衬轴承16装在与平底鞍座14同心的中支承辊芯轴15上。辊形调整装置包括鞍座底板17，鞍座底板17安装在调整垫板20上，调整垫板20装在下辊梁6中部的通槽内，调整垫板20的作用是当辊系修磨直径改变后对辊系的相互位置进行合理调节，鞍座底板17通过扁头转轴19与交叉调整的偏心蜗轮18连接，交叉调整偏心蜗轮18通过蜗杆27与控制系统的伺服传动机构连接。浮动辊辊系的浮动辊12安装在导向轴承座13中。

图6为本发明中浮动辊的结构示意图。浮动辊辊系包括浮动辊12，浮动辊12位于两组外支承辊辊系水平连线中间，与外支承辊系不产生接触，浮动辊12与下方的中支承辊背衬轴承16和上方的两个中间辊9同时相切，浮动辊12两端的导向轴承座13只可在下辊梁6两端的垂直导向槽23内上下浮动。

图7为本发明实施例的中支承辊交叉一个角度后的浮动辊轴心线变形计算示意图。设Z为轧制线方向坐标，X为板宽度方向坐标，Y为与板垂直方向坐标，图中：

D1为中支承辊背衬轴承直径，D2为浮动辊直径，

C为中支承辊背衬轴承与浮动辊的中心距离，

$C=\frac{D_1+D_2}{2},$

Z为中支承辊辊系绕中部旋转一个角度后，其轴心线上任意点在轧制线方向的位移量。假设中支承辊绕中部旋转一个角度为θ，(中支承辊轴心线中部为X坐标的0点，前端X值为正，后端X值为负)，一般θ角很小，Z值为：

Z＝X tanθ，

可见，Z值随θ角的正切值和X值成正比。

Y为浮动辊轴心线任意点相对于中支承辊的高度坐标，由图中可计算出Y值，计算式如下：

Y²＝C²-Z²＝C²-X²tan²θ

将上式整理后得出如下方程式：

$\frac{Y^2}{C^2}+\frac{X^2}{C^2/{\tan }^2\mathrm{\θ}}=1$

上式为一个椭园方程式，因θ角很小，为0～1.15°之间，tan²θ值将远远小于1，X为椭园的长轴，Y为椭园的短轴，长轴与短轴之比为∞～50倍。从而可看出，在角度θ一定的情况下，浮动辊轴心线沿长度方向的Y坐标值呈椭园曲线变化，为椭园长轴方向中部的一段弧形曲线。

θ角为0时，Y值为一常数，浮动辊轴心线将不产生弯曲。

随着θ角度加大，tan²θ值将变大，椭园的长轴将变短，浮动辊12轴心线弯曲加大，从而可通过调节θ角的大小来调节辊形的弯曲程度，达到辊形可控的目的。

随着浮动辊12轴心线弯曲变形，在轧制力的作用下，与其相接触的中间辊9和工作辊10也产生不同程度的弯曲变形。

由于上、下辊座装配体的辊系是相同的，只是中支承辊的水平旋转方向相反，因而其辊系的弯曲变形是对称的。

本发明辊形调整装置的一个实施例，设定辊系主要参数如下：

外支承辊背衬轴承8的直径：

左、右外支承辊背衬轴承8的中心距：410mm；

中支承辊背衬轴承16的直径：

浮动辊12的直径：

中间辊9的直径：

工作辊10的直径：

长度：1000mm；

中支承辊中心高度(相对外支承辊)：—102.5mm。

中支承辊旋转的角度是根据带材板型情况随时调整的，中支承辊旋转角度越大，辊形调整值越大。

本实施例给定中支承辊水平旋转0.91665°(辊全长1000mm两端位移量：Z为±8mm)时，计算出各辊相对于自身中部的弯曲变形数值如下表，表中各个数值单位为mm：

根据计算结果，各辊变形量如下：

浮动辊12：垂直方向弯曲+0.2913mm，为正弯。

中间辊9：垂直方向弯曲+0.2141mm，为正弯，水平方向弯曲为-0.2597mm(向外)。

工作辊10：垂直方向弯曲+0.0934mm，为正弯。

该实例中，工作辊10得到的辊形调节量为0.1868mm(0.0934mm×2)。

本发明的十四辊带钢轧机及其辊型控制结构独特，调整操作简单，设备制造成本低，换辊方便，易于穿带操作及事故处理，便于维修，能够有效控制带材的板形，适用于轧制不锈钢、硅钢及其它高屈服强度材质的精密薄带。

Claims (5)

1.一种十四辊带钢轧机，包括安装在机架(1)上的上辊梁(26)和下辊梁(6)，在上辊梁(26)的下端设置有上辊座装配体(3)，在下辊梁(6)的上端设置有下辊座装配体(4)，在机架(1)窗口上部与上辊梁(26)之间连接有AGC液压缸(2)，在机架(1)窗口底部的安装面上设置有轧制线的标高调整块(5)，标高调整块(5)与下辊梁(6)的下端连接，其特征在于，

该轧机包括十四个辊系和两套辊形调整装置，十四组辊系和两套辊形调整装置对称设置在上辊座装配体(3)和下辊座装配体(4)中，在上辊座装配体(3)和下辊座装配体(4)中分别设置有两组外支承辊辊系、一组中支承辊辊系、一组浮动辊辊系、两组中间辊辊系、一组工作辊辊系和一套辊形调整装置；

所述的下辊梁(6)的两端面对称开有垂直导向槽(23)，在下辊梁(6)中沿轴向开有通槽，通槽两侧各设置有一个梅花孔，在通槽内两端垂直导向槽(23)的正下方开有安装孔(25)，在与两个安装孔(25)等距的通槽中间位置开有交叉中心孔(24)；

包含有外支承辊背衬轴承(8)的所述两组外支承辊辊系分别安装在下辊梁(6)的两个梅花孔中，在下辊梁(6)的通槽上安装有辊形调整装置，辊形调整装置与伺服传动机构连接，辊形调整装置上安装有包含中支承辊背衬轴承(16)的中支承辊辊系，中支承辊背衬轴承(16)的上方与浮动辊辊系的浮动辊(12)保持接触，浮动辊(12)位于两组外支承辊辊系轴心的水平连线中间，浮动辊(12)与上方的两个并排设置的中间辊辊系的中间辊(9)分别相切，每个中间辊(9)与同侧的外支承辊背衬轴承(8)相切，两个中间辊(9)同时与上方工作辊辊系的工作辊(10)相切，上、下两个中支承辊辊系可沿水平面交叉。

2.根据权利要求1所述的十四辊带钢轧机，其特征在于，所述的外支承辊辊系包括六个以上圆弧鞍座(7)，圆弧鞍座(7)安装在下辊梁(6)的梅花孔内，六个以上圆弧鞍座(7)之间设置有五个以上外支承辊背衬轴承(8)，外支承辊背衬轴承(8)装在与圆弧鞍座(7)同心的外支承辊芯轴(11)上。

3.根据权利要求1所述的十四辊带钢轧机，其特征在于，所述的中支承辊辊系包括六个以上平底鞍座(14)，平底鞍座(14)同轴固定安装在鞍座底板(17)上，六个以上平底鞍座(14)之间设置有五个以上中支承辊背衬轴承(16)，中支承辊背衬轴承(16)装在与平底鞍座(14)同心的中支承辊芯轴(15)上。

4.根据权利要求1所述的十四辊带钢轧机，其特征在于，所述的浮动辊辊系包括浮动辊(12)，浮动辊(12)安装在导向轴承座(13)中，导向轴承座(13)设置在垂直导向槽(23)中。

5.根据权利要求1所述的十四辊带钢轧机，其特征在于，所述的辊形调整装置包括鞍座底板(17)，鞍座底板(17)安装在调整垫板(20)上，调整垫板(20)装在下辊梁(6)中部的通槽内，鞍座底板(17)通过扁头转轴(19)与偏心蜗轮(18)连接，偏心蜗轮(18)通过蜗杆(27)与伺服传动机构连接，用于对上、下两个中支承辊辊系沿水平面交叉角度进行调整。

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