專利名稱：軋機、軋制設備及軋制方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種軋機、軋制設備及軋制方法。
現(xiàn)有技術說明JP57-202908A和JP62-275508A公開了一在軋制領域中，尤其在冷軋設備中的六級軋機(下文稱為“UC機”)，其中上述UC機包括一個向工作輥和中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置和至少一個沿軋輥軸向方向移動中間輥的移動裝置。JP1-154807A公開了另一種軋機。
JP57-202908A描述了如果中間輥直徑等于或者大于1.5倍的工作輥直徑可限定工作輥和中間輥軋輥彎曲壓力機輪廓校正的允許范圍。
JP62-275508A公開了一種工作輥，其直徑比支承輥直徑小0.3倍。
JPA1-154807公開了一種軋機，其工作輥直徑比板條寬小0.15倍。它描述了需要一個支承輥用作中間輥或加強輥并防止工作輥橫向偏斜。它還描述了中間輥或支承輥的直徑要比板條寬大0.25倍，但沒提及最大直徑。
上述現(xiàn)有技術意在提高控制能力。但是，在提高控制能力的同時卻產(chǎn)生一個問題，機器更加復雜和龐大，增加了設備成本，降低了經(jīng)濟壽命。
發(fā)明概述由此，人們希望提供一種小型軋機、軋制設備及驅(qū)動工作輥的軋制方法，同時使其性能近似等于或者優(yōu)于板條凸面的控制特性，這可通過使用具有容許小直徑的加強輥來實現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是提供一種能確保合適板條凸面控制能力的小型軋機和軋制設備。
本發(fā)明的特征在于，包括(1)一對軋制工件的上下工作輥，(2)一對分別支承這些工作輥的上下中間輥，(3)一對分別支承這些中間輥的上下加強輥，以及(4)向每個工作輥和中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置。本發(fā)明進一步的特征在于，包括一工作輥驅(qū)動裝置，該裝置在下述條件下驅(qū)動工作輥，即假定工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，工作輥的直徑Dw在300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300的范圍內(nèi)，同時中間輥的直徑Di在Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300的范圍內(nèi)。
附圖的簡要說明

圖1為表示本發(fā)明一實施例中板條寬與每個輥直徑間關系的圖；圖2為表示本發(fā)明另一實施例中板條寬與加強輥直徑間關系的圖；圖3為表示本發(fā)明又一個實施例中板條寬與輥直徑間總和關系的圖；圖4為本發(fā)明再一個實施例中六級軋機的橫剖面示意圖；圖5為本發(fā)明再一個實施例中六級軋機的縱剖面示意圖；圖6為本發(fā)明再一個實施例中六級軋機的頂面示意圖；圖7為表示工作輥直徑和軋制線性壓力間關系的圖；圖8為表示板條寬為1200mm的二次方量邊界(magin)特性的圖；圖9為表示板條寬為1200mm的四次方量邊界特性的曲線圖；圖10為表示板條寬為1200mm的二次方比特性的曲線圖；圖11為表示板條寬為1200mm的四次方比特性的曲線圖；圖12為表示板條寬為1200mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖13為表示板條寬為1200mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖14為表示板條寬為1200mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖15為表示板條寬為1200mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖16為表示板條寬為1200mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖17為表示板條寬為1200mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖18為表示板條寬為1200mm的四次方量邊界特性的曲線圖；圖19為表示板條寬為1200mm的四次方量邊界特性的曲線圖；圖20為表示板條寬為1200mm的二次方比特性的曲線圖；圖21為表示板條寬為1200mm的二次方比特性的曲線圖；圖22為表示板條寬為1200mm的加強輥直徑及二次和四次方量邊界特性的曲線圖；圖23為表示板條寬為1200mm的加強輥直徑及二次和四次方量邊界特性的曲線圖；圖24為表示板條寬為1500mm的二次方量邊界特性的曲線圖25為表示板條寬為1500mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖26為表示板條寬為1500mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖27為表示板條寬為1500mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖28為表示板條寬為1500mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖29為表示板條寬為1500mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖30為表示板條寬為1500mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖31為表示板條寬為1500mm的二次方量邊界特性的曲線圖；圖32為表示描述板條凸面數(shù)據(jù)和工作輥彎曲機影響函數(shù)的圖；圖33為表示板條寬為1500mm的四次方量邊界特性的曲線圖；圖34為表示板條寬為1500mm的四次方量邊界特性的曲線圖；圖35為表示板條寬為1500mm的二次方比特性的曲線圖；圖36為表示板條寬為1500mm的加強輥直徑及二次和四次方量邊界特性的曲線圖；圖37為表示板條寬為1500mm的加強輥直徑及二次和四次方量邊界特性的曲線圖；圖38為表示一種冷連軋設備的圖；圖39為表示一種可逆冷軋設備的圖；以及圖40為描述板條凸面的示意圖。
優(yōu)選實施例的說明(實施例)以下參照附圖描述根據(jù)
具體實施例方式首先，將說明本發(fā)明一實施例中六級軋機(UC機)的通用結(jié)構(gòu)。圖4為該實施例的六級軋機的側(cè)視圖。圖5和圖6為沿圖4中箭頭II和I方向的剖面圖。
如圖4至6所示，該六級軋機包括一對與工件1直接接觸而軋制工件的上下工作輥2，一對支承每個工作輥2的上下中間輥3，以及一對支承每個中間輥3的上下加強輥4。一軸承套8和軸承套9安裝在工作輥2和中間輥3的每個輥端。如圖5所示，安裝了工作輥彎曲裝置10和11，其中每個輥在垂直施加到軸承套8和軸承套9的力的作用下彎曲。它們通過加強輥4的軸承套6由套5支承。
一液壓升降裝置7作為升降裝置安裝在套5的底部，下加強輥4的軸承套6靠此升降裝置在垂直方向上移動，由此升降工件1。
在下述說明中，將朝增加工作輥2的間隙的方向彎曲的液壓缸10a和11a稱為增加彎曲裝置，而特別將朝相反方向彎曲的液壓缸10b和11b稱為減小彎曲裝置。
一對上下中間輥3裝備有輥移動裝置，這樣它們能在軸向方向上移動。參照圖6說明該移動裝置的一個例子。圖6表示(1)一移動支承元件12，用以支承中間輥3的軸承套9，(2)一與之連接的移動動力頭13，以及(3)一移動裝配/拆卸裝置，該裝置包括一自由連接中間輥軸承套9之一的彎腳14和安裝在該移動動力頭13上的連接缸15。此外，一固定在套5上的移動缸16與移動頭13相連。這種結(jié)構(gòu)允許移動裝配/拆卸裝置固定在安裝狀態(tài)以操縱移動缸16，借此中間輥3和移動支承元件12能在輥軸向方向上移動到期望的位置。特別地，一中間輥彎曲裝置11設在移動支承元件12上。這樣即使工作輥2被移動，彎曲力的作用點也不會改變，這種構(gòu)造確保一更大的移動沖程。
在本實施例中，中間輥3的輥端裝備有一大約為1000R的倒角3a，它一般為錐形，如圖4所示。特別地，倒角3a起始點與板條邊緣1之間的距離將在下文稱作“UCδ”。當此倒角3a的起始點位于板條邊緣外部時，所述UCδ為正值，若位于板條邊緣內(nèi)部，UCδ為負值。
為了提供一小型軋機同時保持性能等于或者優(yōu)于上述六級軋機中現(xiàn)有技術軋機的性能，本發(fā)明著重說明輥直徑的組合?，F(xiàn)有技術中還沒有考慮到輥直徑組合的廣度和輪廓控制特性的極限。這是因為還沒有適當考慮到這一輪廓控制和縮減尺寸兩個方面。當根據(jù)輪廓模擬程序嘗試作這樣的研究時，基于不同條件的輥直徑組合的數(shù)值變得如此復雜使得研究相當困難。在這些情況下，重點對這些情形下出自各種條件的重要影響因素進行研究取得本發(fā)明，并基于各種條件獲得了新的信息和發(fā)現(xiàn)。
在下述說明中假定板條凸面輪廓通過矯平調(diào)節(jié)或類似調(diào)節(jié)而左右對稱，軋制前在入口側(cè)穿過板條寬的板條的厚度不變。同時假定板條心為原點，以按照板條寬標準化的標準坐標為x(＝-1.0至+1.0)，利用這個變量軋制后出口側(cè)板條厚的分布函數(shù)可表示為h(x)。在這一情形中，表示軋制后板條凸面輪廓的板條凸面函數(shù)C(x)可被定義為C(x)＝h(x)-h(0)(1)
也就是說，在下述說明中，板條凸面被定義為在和板條寬中心有關的板條厚h(0)與和隨板條寬x變化的板條厚h(x)之間的偏差。這樣，當板條寬x上某一點的板條厚大于板條心的厚度時，在那一點的板條凸面函數(shù)C(x)就為負值。尤其是當工作輥或中間輥彎曲力(Fw和Fi)沒有作用時，板條凸面稱為參考板條凸面，此時的板條凸面函數(shù)為Cb(x)。在這一參考板條凸面函數(shù)Cb(x)中假定軋制左右對稱，那么它可用x的偶函數(shù)表達。眾所周知，這樣一種函數(shù)可簡單近似為二次方表達式和四次方表達式的和，如下述方程(2)所示Cb(x)＝ab2×X2+Ab4×X4(2)這里的Ab3和Ab4分別表示二次方和四次方表達式的系數(shù)，它們由軋制條件決定，如輥直徑，板條厚度，軋制負荷及其它。在下述說明中，這些二次方和四次方表達式的系數(shù)被稱為參考板條凸面的二次方和四次方分量。因為在板條邊緣部分X特定地等于±1.0，這些系數(shù)表示了在板條邊緣二次方和四次方分量的最大板條凸面值(μ)。此外，當板條凸面不被軋輥彎曲壓力機控制時，出口側(cè)在接近板條邊緣處的板條厚一般較小(凸面形式)；因此，表達式(2)中的系數(shù)Ab2和Ab4為負值。
相反，假定UC機中工作輥和中間輥的彎曲力(Fw，F(xiàn)i)對板條凸面的影響函數(shù)分別為Cw(x)和Ci(x)。輥彎曲力對板條凸面的作用被認為近似與每個輥的彎曲力成比例。此外，每個輥彎曲力對板條凸面的作用被認為近似等于二次方和四次方表達式的和，類似于基準板條凸面的情況。
假定近似由每個輥直徑?jīng)Q定的工作輥和中間輥的最大彎曲力分別為Fwmax和Fimax。由它們歸一化了的彎曲力表示為ηw(＝Fw/Fwmax)和ηi(＝Fi/Fimax)。每個軋輥彎曲壓力機的影響函數(shù)Cw(x)和Ci(x)被認為如下Cw(x)＝ηw×(Aw2×X2+Aw4×X4)(3)Ci(x)＝ηi×(Ai2×X2+Ai4×X4)(4)這里，二次方和四次方表達式的系數(shù)Aw2和Aw4是由軋制條件決定的常數(shù)，類似于方程(2)的情況。在下述說明中，它們將被稱為每個軋輥彎曲壓力機的二次方和四次方分量。每個歸一化了的軋輥彎曲力在接近板條邊緣(凹面形狀)的點出口端板條厚增加方向是正值，這一方向在下述說明中被稱為增加方向(增加彎曲機)。相反方向?qū)⒈环Q為減小方向(減小彎曲機)。在減小彎曲機情況下，ηw和ηi表示為負值。更精確地說，(3)和(4)中的系數(shù)在增加和減小方向有區(qū)別，但區(qū)別相當小。此外，下面的說明將研究主要在增加方向上的控制特性；因此，以下將利用這個方向的系數(shù)值。
從上述說明看來，當最大增加彎曲力ηw＝ηi＝+1.0被相互獨立地操縱時，方程(3)和(4)的系數(shù)表示了板條邊緣x＝±1.0的二次方和四次方分量的板條凸面量。由此，方程(3)和(4)的系數(shù)Aw2、Aw4和Ai2一般為正值，但Ai4和Aw2可正可負，取決于計算情況。
此外，近似由每個輥直徑?jīng)Q定的最大彎曲力Fmax可由輥頸的許用應力σ調(diào)節(jié)，并與給定的輥直徑D的平方近似成比例。輥頸直徑d與輥直徑D近似成比例，例如，d＝0.6×D(或大約)。相反，當作用在輥頸上的彎矩為M時，輥頸的彎曲應力為σ∝M/d3∝M/D3。此外，當最大彎曲力Fmax的作用點與輥頸之間的距離為“L”時，“L”與輥直徑D近似成比例。因此，彎矩M為σ∞Fmax/D2。最大彎曲力Fmax與輥直徑D間的關系為與σ∝Fmax/D2近似成比例。根據(jù)設計經(jīng)驗值在鍛鋼軋輥的情況下，所述比例常數(shù)近似為0.5。在下述說明中，為了簡單化，對工作輥和中間輥作下述假定。
Fmax＝0.5×D2/1000 (5)這里的D(mm)表示工作輥和中間輥的直徑。在這種情況下，方程(5)的最大彎曲力Fmax(ton)與單個輥的值相應。
以下將說明獲取所述輪廓特性模擬方程中二次方和四次方表達式系數(shù)的方法。在一般的板條凸面輪廓中，有一所謂的“邊緣下降”區(qū)域，在板條邊緣附近的板條厚度會突然地減小，如圖40所示。在這個區(qū)域中，由最大四次方表達式(2)至(4)表示的最大四次方表達式的近似值含有一個大的誤差，這就導致了一個問題。因此，除了所述邊緣下降區(qū)域的區(qū)域內(nèi)使用板條凸面數(shù)據(jù)確定方程(2)至(4)的系數(shù)。在此研究中所用的板條凸面范圍大約等于整個板條寬的90％。因此，方程(2)至(4)中板條邊緣的二次方和四次方分量等于基于使用所述整個板條寬的大約90％的范圍的板條凸面數(shù)據(jù)確定的系數(shù)的外推數(shù)。不過，人們已經(jīng)充分證實了可以毫無疑問地用這代表板條凸面特性。當獲取了方程(1)中基準板條凸面函數(shù)的系數(shù)時，例如，用近似范圍的板條凸面輪廓數(shù)據(jù)，利用其中每個工作輥和中間輥的彎曲力被定為0的板條凸面近似范圍的數(shù)據(jù)，根據(jù)已知方法以確保方程(2)最佳應用的方式可確定系數(shù)。例如，當獲取了方程(3)中工作輥彎曲壓力機的系數(shù)時，ηw＝+1.0時的板條凸面差值可用ηw＝0時的板條凸面為參考計算出來。結(jié)果應為所述近似范圍的最佳近似值，因而可以確定系數(shù)。
根據(jù)上述具體化了的模擬方程(2)至(4)，控制之后板條凸面C(x)的近似重疊區(qū)有可能跨越一個很大的范圍，能表示如下C(X)＝Cb(X)+Cw(X)+Ci(X)＝(Ab2+ηw×Aw2+ηi×Ai2)X2+(Ab4+ηw×Aw4+ηi×Ai4)X4(6)考慮到方程(6)右手側(cè)每個二次方和四次方表達式的系數(shù)，假定歸一化彎曲力ηw＝ηi＝1.0，可獲得下述方程MAR(A2)＝Ab2+Aw2+Ai2(7)MAR(A4)＝Ab4+Aw4+Ai4(8)考慮到給工作輥和中間輥施加最大增加彎曲力時，軋機系統(tǒng)板條凸面輪廓控制函數(shù)的二次方和四次方分量，可以說上述MAR(A2)和MAR(A4)代表了控制的限度。因此，當所述值是負值時，關于每個控制分量的控制能力是不充分的。在下述說明中，所述參數(shù)MAR(A2)和MAR(A4)被稱為二次方和四次方分量的極限。此外，為提供一種小型軋機，如上所述，選擇對各種輥直徑的最佳組合條件是相當重要的。為實現(xiàn)這點，將研究在各種軋制條件下所述二次方和四次方分量的極限特性，并將闡明有關優(yōu)選輥直徑組合的條件。
表1表示了用來檢測所述二次方和四次方分量極限特性的板條凸面模擬條件。
表1
如上所述，假定所用的最大板條寬為1200和1500mm，相應的軋機的軋輥體長度為1400和1600mm。因為在板條較寬時輪廓控制一般較困難所以在我們的研究中使用最大板條寬，因而應優(yōu)先檢測這種情況下的特性。對應于所述兩種最大板條寬，采用兩種板條厚條件執(zhí)行模擬。在板條厚條件(A)下，假定出口端的板條厚較大且軋制負荷較小。相反，在板條厚條件(B)下，假定出口側(cè)的板條厚較板條厚條件(A)下的小且軋制負荷較板條厚條件(A)下的大。圖7表示了在每一板條厚條件下工作輥直徑與軋制負荷間的關系。從圖7中可清晰地看出，入口側(cè)和出口側(cè)的板條厚條件是不變的，因此軋制負荷隨著工作輥直徑的變化而改變。這是因為在對比研究中入口側(cè)和出口側(cè)使用相同的板條厚條件，即使工作輥直徑變化了。此外，對每一軋輥直徑將在寬范圍內(nèi)利用組合條件進行研究。這些條件將在對計算結(jié)果的說明中一個一個地闡明。中間輥的移動位置在正方向上經(jīng)常被設定為大約UCδ＝0或者幾十毫米。在本發(fā)明人的模擬研究中，一律令UCδ＝0。對每一輥都使用直輥，初始沒有板條凸面。當最大板條寬為1200mm和1500mm時，表1所示條件將被稱為4-寬度和5-寬度機的等效條件。板條厚條件(A)和(B)將被稱為軟材料和硬材料條件。所述條件是以一普通的冷逆軋設備和連軋設備軋機中所謂的壓延軋設備的假定為基礎的。
以下將說明模擬結(jié)果。
圖8表示了當加強輥直徑Db＝1300mm時，在軟材料和5-寬度機的等效條件下計算出的二次方量邊界的一個例子。圖8中橫軸表示工作輥直徑，縱軸表示中間輥直徑。連接二次方量邊界相等的點所獲得的等高線如圖所示，相對于2.5μ的高程差而論。在下述說明中，此圖將被稱為二次方量邊界特性曲線圖。該圖容易地表示在二次方量邊界取最大值處，存在工作輥與中間輥直徑的組合。本發(fā)明人是第一個通過無數(shù)次模擬實驗發(fā)現(xiàn)該特性的人。
所述二次方量邊界特性曲線圖中相同等高線上的點，例如，圖中P1至P4所示輥直徑的組合點具有大致相同的二次方量邊界。因此，為了在保持相同二次方量邊界特性的前提下提供一小型軋機，P3所示輥直徑的組合可以說是一優(yōu)選組合。有了以上說明的基本觀點，下面說明如何確定輥直徑的優(yōu)選組合范圍圖8中的輥組合區(qū)域被通過等高線組大約中心的水平線X和垂直線Y劃分為四個部分。在本例中，該區(qū)域被穿過中間輥直徑為450mm的點和工作輥直徑為375mm的點的直線所劃分。這樣形成的四個區(qū)域被稱為第一至第四區(qū)域，如圖所示。具有大致相同二次方量邊界的輥直徑組合點在四個區(qū)域中都有。其中，第三區(qū)域是優(yōu)選的。也就是說，第三區(qū)域是可以以最小構(gòu)型形成軋機的地方。
當二次方量邊界特性曲線圖被兩條幾乎通過二次方量邊界等高線組中心的直線劃分為四個區(qū)域后，第三區(qū)域中的輥組合區(qū)域?qū)τ谲垯C小型化可以說是很可取的。反之，如果構(gòu)造所述第三區(qū)域的輥直徑組合，就有可能在與其它區(qū)域中輥組合大致相同的位置上得到二次方量邊界，且從上可看出，這對于軋機小型化是優(yōu)選的。前面所陳述是基于二次方量邊界特性曲線來考慮的。
以下說明四次方量邊界特性曲線。圖9基于與圖8相同的條件。工作輥直徑被作為參數(shù)，橫軸表示中間輥直徑，縱軸表示四次方量邊界。該圖表示了在中間輥直徑大約為450mm或更大時，四次方量邊界值幾乎沒有什么變化，與工作輥直徑無關。四次方量邊界特性曲線表明即便中間輥直徑為450mm或更大時，四次方量邊界值也不會增加；相反，軋機的小型化會被中斷。此外，所述中間輥直徑在所述第三區(qū)域里找到了一大致匹配的最大直徑。這表示，就四次方量邊界特性曲線而言，由二次方量邊界特性曲線確定中間輥的最大直徑是合適且充分的。也就是說，考慮到四次方量邊界特性曲線時，上述第三區(qū)域是優(yōu)選的。該圖進一步表明四次方量邊界隨工作輥直徑和中間輥直徑變小，而變大。因此，考慮到四次方量邊界值，工作輥直徑和中間輥直徑減小了的第三區(qū)域比其它區(qū)域更有利。相對于二次方分量，該四次方分量具有顯示接近板條邊緣處較強作用的特性。換句話說，采用第三區(qū)域里的輥直徑組合范圍對于確保邊緣下降和熱凸面控制更有效。
但是，當中間輥直徑遠遠小于工作輥直徑時，又產(chǎn)生一個不同的問題。人們一般認為中間輥彎曲壓力機控制板條凸面輪廓的二次方分量，工作輥彎曲壓力機控制板條凸面的高階分量。這被用來限定每個軋輥彎曲壓力機對板條凸面的作用以及便于實際的控制。為達到這個目的，中間輥彎曲壓力機的二次方分量的控制值優(yōu)選大致等于或大于工作輥彎曲壓力機的二次方分量的控制值。由此，當考慮到工作輥彎曲壓力機二次方分量控制值和中間輥彎曲壓力機二次方分量控制值的比(＝Aw2/Ai2)時，該值優(yōu)選不超過1.0到一較大的程度。為研究這一點，圖10表示了在與圖8相同條件下的所述二次方分量控制值的比(以下稱為“二次方比”)的特性曲線。在圖10中，橫軸表示工作輥直徑，縱軸表示中間輥直徑。二次方比相同的等高線用高程差來表示為0.2間距。但是，輥直徑的組合范圍大致對應于圖8所示第三區(qū)域，圖中的直線L表示工作輥直徑等于中間輥直徑的點。在下述說明中，該圖將被稱為二次方比特性曲線圖。該圖表明直線L上工作輥直徑為375mm或更小時，所述二次方比大約為1.2或更小。由此，為便于實際的控制，中間輥直徑優(yōu)選等于或大于工作輥直徑。從所述說明來看，中間輥直徑的加工范圍應該等于或大于工作輥直徑。圖8所示直線L表示了所述中間輥直徑等于工作輥直徑的點。由此，優(yōu)選的輥直徑組合范圍應位于所述第三區(qū)域內(nèi)，并在直線L的上端。
當考慮到軋機的操作穩(wěn)定性時，優(yōu)選采用工作輥驅(qū)動類型。相反，如果工作輥直徑減小了，驅(qū)動系統(tǒng)強度所要求的軋制力矩不能直接傳送給工作輥。在這種情況下，中間輥被驅(qū)動。由此，根據(jù)中間輥和工作輥間摩擦所產(chǎn)生的切向力給工作輥施加所需要的軋制力矩。出現(xiàn)在所述工作輥的切向力使工作輥向水平方向彎曲。這意味著如軋制力矩變化的外界干擾將產(chǎn)生水平方向的偏移，。這又將反過來影響操作穩(wěn)定性和輪廓。為減小這種不利影響，經(jīng)常在工作輥上安裝一種調(diào)偏機構(gòu)或支持輥，如日本專利申請?zhí)卦S公開NO.Hei5-50109(US5406818)中公開的那樣。但是，這又產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)更復雜，生產(chǎn)成本更高的問題。當這樣一種軋機被用在逆向重復進行軋制操作的所謂逆軋設備上時，調(diào)偏位置必須隨著軋制方向而改變。這降低了軋制設備的產(chǎn)量，使軋制操作變得困難，因為壓下位置必須隨著調(diào)偏位置的變化重新調(diào)節(jié)。
所述工作輥驅(qū)動的極限通常由驅(qū)動軸的疲勞強度確定。軋制較厚的板條時，所需要的軋制力矩也通常較大。例如，假定用可溶性的軋制潤滑油軋制低碳鋼。同時假定工作輥直徑為300mm，板條寬為1200mm，板條入口端的厚度為4mm以及壓下百分率為50％。這種情況下的軋制力矩大約為每輥9.5t.m。在軸疲勞強度下可允許的用于驅(qū)動所述工作輥的力矩大約為10t.m。這種情況下為限制工作輥驅(qū)動，最小工作輥直徑優(yōu)選為300mm或更大。
以下研究當加強輥直徑，軟或硬材料軋制及最大工作板條寬改變后，看一下所述特性是否仍能保持。圖11至13表示軟材料的軋制操作。圖14至17表示硬材料的軋制操作。每幅圖表示當使用一4-寬度機等效條件時二次方量邊界特性。但是，每幅圖都給出了一加強輥直徑Db。圖中第三區(qū)域的陰影部分與圖8中的陰影部分為同一區(qū)域。這些圖表明，隨著軟硬材料加強輥直徑的減小，1)二次方量邊界值減小。
2)二次方量邊界的最大值點區(qū)域向工作輥和中間輥的大直徑側(cè)的組合區(qū)域移動。如果加強輥直徑不超過1000mm，這沒有很大的變化。但若采用硬材料且Db＝850mm時，所述最大點區(qū)域?qū)⒏蟪潭鹊匾苿拥酱笾睆絺?cè)。
這表明若加強輥直徑不超過1000mm，在圖中陰影部分得到的二次方量邊界值大致包括，如在其它區(qū)域獲得的一樣的值。由此，如果所述加強輥直徑是容許的，可以說所述第三區(qū)域陰影部分的輥直徑組合范圍大致具有和其它區(qū)域的二次方量邊界值一樣的值，且對于軋機的小型化是適宜的。
相反，如圖17所示如果采用硬材料且Db＝850mm時，第一區(qū)域中得到的邊界，例如，不能說被所述陰影區(qū)域覆蓋。在這種情況下，三者間的組合是不充分的且不適宜軋機的小型化。因此，從二次方量邊界特性來看，加強輥直徑優(yōu)選不小于1000mm。以后我們將說明包括加強輥直徑組合在內(nèi)的軋機小型化的研究。
前述說明已經(jīng)涉及二次方量邊界特性。以下將說明四次方量邊界特性在圖18和19中，橫軸表示軟硬材料的四次方量邊界特性，縱軸表示工作軸直徑，這里中間輥直徑Di作為一參數(shù)給出。圖中實線和虛線對應于Db＝1300和1000mm的情況。從這些圖清晰看出，當工作輥直徑和中間輥直徑較小時，四次方量邊界較大。此外，即使中間輥直徑已超過450mm，四次方量邊界幾乎沒有什么變化。致少當加強輥直徑為1000mm或更大時，可以看出這些特性沒有什么大的不同。因此，從這些特性曲線來看，中間輥直徑優(yōu)選不超過450mm。
圖20和21表示當加強輥直徑為1000mm時，軟材料和硬材料的二次方比特性曲線。當和圖10和20中軟材料情況下的曲線進行比較，兩者顯示了幾乎相同的特性。這表明二次方比特性不受加強輥直徑的影響。相反，比較圖20和21可清晰看出硬材料情況下的二次方比較小。這表明僅對軟材料情況下的二次方比進行研究就足夠了。圖21表明當工作輥直徑不超過375mm時，在中間輥直徑等于工作輥直徑的直線L上及其以上區(qū)域，二次方比大約為1.2或更小。這樣，由于上述相同原因，中間輥直徑等于或大于工作輥直徑的區(qū)域是可選用的組合范圍。
但在實際的軋機中，常常允許每個輥最小和最大直徑的加工范圍大約為10％到15％。由此，如果最大可用工作輥直徑為300到375mm，則最小中間輥直徑要近似等于或大于最大可用工作輥直徑。
前述說明可概括如下當加強輥直徑等于或大于1000mm時，假定工作輥直徑和中間輥直徑間的組合區(qū)域為第三區(qū)域。對根據(jù)已定的加強輥直徑得到的二次方量邊界可以得到與在這些區(qū)域得到的大致相同的特性。但對四次方量邊界能確保得到，比那些領域中得到的特性曲線更好。進而可以提供一部小型的軋機。由于在軋制操作中采用工作輥驅(qū)動以確保其穩(wěn)定性，工作輥直徑應等于或大于300mm。為便于軋輥彎曲壓力機的控制，中間輥直徑應等于或大于工作輥直徑。由上述說明，可明顯看出，當加強輥直徑為1000或更大時，二次方量邊界特性曲線圖中陰影部分表示更能提供一小型軋機的范圍。此外，最小中間輥直徑大致等于或大于在300到375mm范圍內(nèi)的最大可用工作輥直徑是更可取的。這限定了工作輥和中間輥彎曲壓力機對待定的板條凸面的影響程度，便于實際控制。例如，當最大可用工作輥直徑為375mm時，最小中間輥直徑優(yōu)選為375mm或更大。
為保證進一步的小型化，應減小加強輥的直徑。以下描述對它的限定。
圖22和23表示了工作輥直徑為350mm時的二次方量邊界和四次方量邊界，橫軸表示加強輥直徑，中間輥直徑用作參數(shù)。圖22表示軟材料的特性，圖23表示硬材料的特性。從圖中可見，如果加強輥直徑變小，二次方量邊界減小，但四次方量邊界增大。此外，即使加強輥直徑為1300mm或更大，二次方量邊界和四次方量邊界應未表現(xiàn)出較大的變化。由此，為提供一小型軋機，加強輥直徑不應超過1300mm。相反，在圖23給出的硬材料情況下，當加強輥直徑為800mm且中間輥直徑不超過350mm時，二次方量邊界幾乎為零或者負值。這表示二次方分量控制是不充分的。這一二次方量邊界值根據(jù)中間輥直徑的組合而變。若加強輥直徑為900mm或更大時，任一四次方量邊界值為正。因此，由四次方量邊界特性曲線來看，加強輥直徑可為900mm或更大。但由二次方量邊界特性曲線來看，如上所述，加強輥直徑優(yōu)選為1000mm或更大。這樣加強輥直徑應為1000mm或更大。
上述說明基于4-寬度機等效條件的，在這種軋機中最大板條寬為1200mm。以下將說明5-寬度機等效條件的情況，在這種軋機中最大板條寬為1500mm圖24至31表示了5-寬度機等效條件下的二次方量邊界特性曲線。圖24至27表示軟材料的情況，圖28至31表示硬材料的情況。在每幅圖中給出了加強輥直徑。從這些圖中可明顯看出，在這一情況下除了二次方量邊界特性曲線的最大區(qū)域移向工作輥和中間輥大直徑側(cè)的程度比4-寬度機等效條件下大外，特性曲線沒有什么大的區(qū)別。這種情況下陰影部分表示Di≥Dw的第三區(qū)域，其中中間輥直徑范圍自350mm上升至525mm并包括525mm，工作輥直徑范圍自350mm上升至425mm并包括425mm。所述第三區(qū)域由同4-寬度機等效條件下相同的方式確定。換句話說，區(qū)域分割線Dw＝425 mm和Di＝525mm包括了穿過二次方量邊界等高線組接近中心的點。但當加強輥直徑為1000mm時，就不位于所述中心。在這種情況下，加強輥直徑是不夠的。
工作輥的最小直徑根據(jù)輪廓控制特性曲線確定。當板條較寬且工作輥直徑小時，工作輥彎曲壓力機的二次方分量可以為負值。舉一個例子，圖32表示了工作輥彎曲壓力機的影響系數(shù)函數(shù)。基于工作輥直徑為325mm，中間輥和加強輥直徑分別為500和1150mm的條件，對硬材料進行計算。這種情況下工作輥彎曲壓力機的二次方和四次方分量分別為Aw2＝-10.21μ和Aw4＝136.42μ。圖32表示當?shù)玫蕉畏胶退拇畏椒至繒r板條凸面數(shù)據(jù)，及由基于所述實線系數(shù)計算得到的曲線。在這幅圖中，標度不易識別，但在板條中心的影響系數(shù)函數(shù)值為負值。換句話說，可以說，若工作輥彎曲力向增加方向增加，對板條中心的作用將產(chǎn)生一凸形面。在這種情況下，將產(chǎn)生復合延長的板條凸面，使輪廓控制變得困難。由此，對于5-寬度機等效條件，考慮到上述實際情況工作輥直徑應為350mm或更大。
圖33和34表示了四次方量邊界特性曲線，其中橫軸表示中間輥直徑，工作輥直徑為一參數(shù)。圖33表示軟材料的情況，而圖34表示硬材料的情況。該圖表示即使中間輥直徑接近525mm或更大，在5-寬度機等效條件下四次方量邊界幾乎沒有什么變化。在這一意義上，可以說沒有必要再增加直徑。相反，減小直徑對于增加四次方量邊界更有效。
此外，圖35表示了加強輥直徑為1150mm且采用軟材料條件下二次方比特性曲線的一個例子。根據(jù)該圖，若直線L上工作輥直徑不超過425mm，所述二次方比大約為1.1或更小。因此，為易于實際控制，中間輥直徑的加工范圍應等于或大于工作輥直徑，類似于4-寬度機等效條件。但優(yōu)選的是，最小的中間輥直徑大約等于或大于所述工作輥直徑范圍(＝350到425mm)內(nèi)的最大工作輥直徑，類似于4-寬度機等效條件，。
由上述說明清晰可見，在5-寬度機等效條件下，當確定了可允許的加強輥直徑時，工作輥和中間輥直徑組合區(qū)域位于第三區(qū)域內(nèi)。這給出了與其它區(qū)域相同的二次方量邊界和與其它區(qū)域相同或比之更好的四次方量邊界。它也提供了一種小型軋機。也就是說，當加強輥直徑為1150mm或更大時，可以說示于圖24至31中二次方量邊界特性曲線中的陰影部分對軋機的小型化最優(yōu)選。
為小型化軋機，減小加強輥直徑是充分的。以下將對其進行說明。圖36和37表示了工作輥直徑為400mm時的二次方和四次方量邊界，橫軸表示加強輥直徑，中間輥直徑用作一參數(shù)。圖36表示軟材料的情況，圖37表示硬材料的情況。兩圖表明若加強輥直徑減小，二次方量邊界也將減小，但四次方量邊界反而增加。兩特性曲線和4-寬度機等效條件下的曲線相同。此外，即使加強輥直徑為1400mm或更大時，二次方和四次方量邊界沒有任何大的變化。因此，為提供一小型軋機，加強輥直徑應為1400mm或更小。在圖37中的硬材料情況下，當加強輥直徑為1000mm且中間輥直徑為350mm時，二次方量邊界為負值。這意味著二次方分量控制是不充分的。該二次方量邊界值隨中間輥直徑組合的不同而不同。如果加強輥直徑為1100mm或更大，任意一個二次方量邊界都為正。因此，加強輥直徑應為1100mm或更大。
以下對上述說明進行概括。當最大工作板條寬為1200mm時，可用的輥直徑組合條件如下1)工作輥直徑Dw應為300mm至375mm，包括375mm。
在所述范圍(1)內(nèi)確定的最大可用工作輥直徑為MAX(Dw)2)中間輥直徑Di應為450mm或更小，應滿足Di≥MAX(Dw)3)加強輥直徑Db應為1000mm至1300mm，包括1300mm。
在最大工作板條寬為1500mm時4)工作輥直徑Dw應為350mm至425mm，包括425mm。
在所述范圍(4)內(nèi)確定的最大可用工作輥直徑為MAX(Dw)5)中間輥直徑Di應為525mm或更小，應滿足Di≥MAX(Dw)6)加強輥直徑Db應為1100mm至1400mm，包括1400mm。因而，上述范圍是優(yōu)選的。上述關系將使用下面參考符號以方程表示。Wmax最大可用板條寬(mm)DwMax(DwMin)最大可用板條寬為Wmax時的最大(最小)工作輥直徑(mm)。
DiMax(DiMin)最大可用板條寬為Wmax時的最大(最小)中間輥直徑(mm)。
DbMax(DbMin)最大可用板條寬為Wmax時的最大(最小)加強輥直徑(mm)。
然后，根據(jù)條件1)和4)，最大可用板條寬Wmax作為變量，最小和最大工作輥直徑可表示如下DwMax＝375+50×(Wmax-1200)/300(9)DwMin＝300+50×(Wmax-1200)/300(10)同樣，根據(jù)條件3)和6)，最大和最小加強輥直徑可表示如下DbMax＝1300+100×(Wmax-1200)/300 (11)DbMin＝1000+100×(Wmax-1200)/300 (12)根據(jù)條件2)和4)，最大和最小中間輥直徑可表示如下DiMax＝450+75×(Wmax-1200)/300(13)DiMin＝MAX(Dw)(14)這里的MAX(Dw)是在方程(9)和(10)的范圍內(nèi)確定的最大可用工作輥直徑。
圖1和2中的實線用圖表形式表示了所述關系，其中橫軸表示最大工作板條寬，縱軸表示最大和最小輥直徑。圖中的直線A表示方程(10)中最小工作(中間)輥直徑，直線B表示方程(9)中最大工作輥直徑，直線C表示方程(13)中最大中間輥直徑，直線D和E表示方程(12)和(11)中最小和最大加強輥直徑。這樣，在確定了最大工作板條寬后，工作輥直徑的加工范圍確定在圖1中直線A及其上部上和直線B及其下部上。中間輥直徑的加工范圍應等于或大于由方程(14)決定的最小輥直徑并在直線C及其下部上。加強輥直徑的加工范圍在直線D及其上部上和直線E及其下部上。若采用這樣一種輥直徑組合范圍，二次方量邊界特性曲線同由選定的加強輥直徑而得到的曲線相同，且四次方量邊界特性相等或更大。進而如前述說明可提供一小型軋機。確定可用輥直徑范圍以保證其在上述特定范圍內(nèi)也是很重要的。這確保了所述特性曲線保持在每個輥直徑的可用組合范圍內(nèi)，并提供了一小型軋機。
以下將說明軋機小型化的方法。如上所述，在實際軋機中每個輥直徑允許的可用范圍為大約10％至15％。在下述說明中將假定允許范圍為15％。由此，當4-寬度機和5-寬度機等效條件下的最小工作輥直徑為300和350mm時，最大可用輥直徑為300×1.15到350mm和350×1.15到400mm。這里的數(shù)字適當取整給出。圖1中的虛線B′表示經(jīng)過所述兩點的直線。假定這時的最大可用工作輥直徑為DwMAX，這可用以下方程表示DwMAX＝375+50×(Wmax-1200)/300 (15)
相對于條件1)和4)下的最大工作輥直徑，如果以條件2)和5)將一直保持的方式選擇最大可用中間輥直徑DiMAX，那么在4-寬度機和5-寬度機等效條件下可分別得到375×1.15到425mm和425×-1.15到500mm。經(jīng)過所述兩點的直線C′由虛線表示在圖1中。所述直線可用以下方程表示DiMAX＝450+75×(Wmax-1200)/300(16)以同樣方式，條件3)和6)使用最小輥直徑下的，給出最大可用加強輥直徑DbMAX分別為1000×1.15到1150mm和1100×1.15到1250mm。圖2中的虛線E′表示了經(jīng)過所述兩點的直線。同樣，所述說明能用以下方程表示DbMax＝1300+100×(Wmax-1200)/300 (17)假定最大可用輥直徑是由所述虛線表示的輥直徑，那么就有可能提供一小型軋機，如上所明顯表示的那樣。因此，在這一情形中對工作輥直徑，可用輥直徑組合范圍在直線A及其上部上和直線B′及其下部上，對中間輥直徑，可用輥直徑組合范圍應在直線B及其上部上和直線C′及其下部上。對于加強輥直徑，組合范圍應在直線D及其上部上和直線E′及其下部上。這樣，當可用輥范圍為15％時，可以提供一接近最小極限的小型化了的軋機規(guī)格。
上述說明涉及了通過減小單個輥直徑來小型化軋機的方法。進而，當可用輥直徑減小時，軋機機架也減小，這是自然的。這可減少軋機機架的生產(chǎn)成本。此外，若軋機機架的長度縮短，廠房的高度也能減小。也就是說，軋機機架運輸和安裝一般所需要的高度如同廠房高度一樣是所需的最小高度。相反，若軋機機架縮短，所述需要高度也能減少。這也可減少廠房成本。自然地，運輸費用也能削減。再者，負載變化和機架振動也減小。
由上述論述明顯看出，縮短軋機機架實質(zhì)上削減了整個工廠工程費用。同時明顯的，這一軋機機架的長度與輥直徑總和幾乎成比例。因此，所述輥直徑總和用作表現(xiàn)軋機小型化的有效指標(以下稱為“小型化指標”)。
當根據(jù)方程(15)至(17)將這些數(shù)加在一起并計及上所述小型化指標S時，我們得到S＝1925+225×(Wmax-1200)/300(18)明顯的，所述方程(18)的小型化指標S表示了在單輥可用范圍為25％時小型化到接近最小極限的軋機。因此，小型化指標S作為表示軋機小型化的標度優(yōu)選等于或小于方程(18)的值。圖3中的直線S表示了所述方程(13)。但在這種情況下，單個輥直徑應在方程(9)到(14)決定的范圍內(nèi)選取。因此，最大工作輥直徑和最大中間輥直徑的和應等于方程(9)和(13)的和。以同樣方式，它在圖3中由實線3+C表示。若想實現(xiàn)進一步的小型化，將方程(15)和(16)加在一起就足夠了。這在圖3中由虛線B′+C′表示。這種方法使得有可能提供一軋機，同時保持小型化指標最小，二次方和四次方量邊界特性曲線可保持在幾近等于或優(yōu)于由選取的加強輥直徑而獲得的特性的水平上。但應注意的是，所述小型化指標S應等于或大于由方程(10)，(12)和(14)決定的最小中間輥直徑的和，這是自然的。
此外，比如要將現(xiàn)有的4級軋機改進成6級軋機時，所述小型化指標S相當重要。換句話說，為減少改進費用，利用現(xiàn)有的軋機機架是很有效的。為此，現(xiàn)有軋機的小型化指標S必須幾近等于或小于改進后的6級軋機的小型化指標S。根據(jù)本發(fā)明，6級軋機的小型化指標S可保持最小，二次方和四次方量邊界特性能保持在幾近等于或優(yōu)于由選取的加強輥直徑而獲得的特性的水平上。因此，可以說本發(fā)明對所述改進尤其可取。
前述說明涉及了所有用的輥都是沒有凸面的直輥的情況。在這種情況下，尤其在5-寬度機等效條件下，確定加強輥直徑的最小值以確保二次方量邊界不為負。為增加該二次方量邊界，除了采用軋輥彎曲壓力機外還可以考慮其它的方法。例如，方法之一是提供一具有近似二次方曲線凸面輪廓的加強輥，其中輥由中心向邊緣逐漸縮減。由上述說明可明顯看出，這種方法減小了基準板條凸面的二次方分量，因而增加了二次方量邊界，最終進一步減小了加強輥。當除了加強輥以外的其它輥采用所述輥凸面時，自然可以得到相同的效果。但采用凸面輥時，輥磨光操作變得困難。此外，采用小直徑加強輥時，板條凸面由軋制負荷的變化而產(chǎn)生的變化也自然增加，在這個意義上減小了軋制的穩(wěn)定性。這也伴隨著輥頸疲勞強度和軸承使用壽命的惡化。即使當采用凸面輥時，可以說最小加強輥直徑具有它自身的極限。
但如上所述，若根據(jù)所述方法或類似方法使小型化指標S降低且改進費用減少，尤其對于改進是有意義的。此外，通過在主要用于軋制多數(shù)軟性材料的軋制設備和可逆軋制設備中增加軋制道次的數(shù)目如果可以減小每道次的軋制負荷，那么可以考慮加強輥直徑的最小值就可采用等于或小于方程(12)的值。特別地，在采用軟性材料和直輥的4-寬度機等效條件下，基于圖13中的二次方量邊界特性曲線和圖23中的加強輥直徑及二次方量邊界特性曲線，毫無疑問可以采用900mm的加強輥直徑，這從前面的描述清楚看出。在這一情況下，隨時都有可能生產(chǎn)一位于小直徑側(cè)的軋機，只要最大可用工作輥直徑和最大可用中間輥直徑保持在位于圖3中的直線B+C及其下部上，或優(yōu)選地在與最大可用板條寬相適應的B′+C′及其下部上，同時軋機小型化指標S保持在等于或小于方程(18)的值。這種方法提供了一種更小型化的軋機。
圖38表示所述軋機用于分批串列式軋制設備的情況。這種軋機的工件1放置在開卷機17上并開卷。接著通過位于輸入側(cè)的夾緊輥18它被供應給安裝好的軋機M1至M4，以連續(xù)的方式軋制；輥軋后的工件1通過位于輸出側(cè)的夾緊輥19由卷取機20卷起來。在這一軋機中，由安裝好的軋機完成有限數(shù)量的軋制操作。因此，重扎是尤其需要的。在這一情形中，在初階段重扎制是由軋機提供的。通常，在末階段尤其在最末階段，軋機完成主要用于凸面控制的較小的重軋?？梢哉f軋機的軋制力矩在初階段比末階段大。在分批串列式軋制設備中，每次使用一新的軋制卷時，板條插入每個輥中且不停地供應板條。這樣當工作輥直徑減小且輸入側(cè)的板條厚為大約3到4mm時，若軋制不采用一較重的壓力工件就不能被插入到輥中。為傳送這一大的力矩及解除所述插入限制，應增加工作輥直徑。作為前述論述的結(jié)果，在串列式軋制設備中，尤其在分批軋制設備中，確保初階段軋機的輥直徑大于后階段軋機的輥直徑可能是有效的，如要求的那樣。這樣，比如在四-寬度機等效條件下，圖38中初階段軋機M1至M2的可用工作輥直徑范圍可考慮為340至375mm，后階段軋機M3至M4的可用工作輥直徑范圍可考慮為325至350mm。比如如果采用這種方法且初階段的工作輥直徑減小到最低標準340mm以下，該輥就能用在后階段的軋機中。這樣，可一直使用它直到達到后階段軋機的最小輥直徑。換句話說，這相當于實際擴大了工作輥直徑的可用范圍，確保了工作輥的有效性。進而，使初階段和末階段的最大工作輥直徑與最大中間輥直徑的和相等。這意味著末階段的中間輥直徑要大于初階段的中間輥直徑。這樣，即使末階段的中間輥直徑已到達可允許的最小直徑，該輥可以用在初階段的軋機中。相應地這也確保了中間輥的有效使用。此外很明顯，末階段中間輥直徑的增加意味著末階段二次方比的減小。如上所述，這可確保末階段軋機對凸面的可靠控制。這樣，采用本發(fā)明的軋機可對串列式軋制設備進行有效的小型化。
圖39表示本發(fā)明軋機用于逆冷軋設備的情況。一軋制卷1最初放置在開卷機21上，接著通過夾緊輥22或類似物供應給軋機M1。然后將軋機M1輥軋后的工件1卷繞在安裝于輸出端的卷取機23上。當工件后部已經(jīng)輥壓或快要輥壓完時，由安裝于輸入側(cè)的卷取機24卷繞工件，同時進行相反方向輥壓。在該情形中在卷繞在輸出端卷取機23上的工件1被完全展開前，輥壓中止，又立刻開始下一次反向輥壓。在這種逆軋設備中，只要允許減少產(chǎn)量就可以增加軋制道次的數(shù)目。這使得可能設計一工藝過程，其中每道次的軋制負荷和軋制力矩可通過道次數(shù)目的增加而減小。相反若所述步驟是可能的，如上所述，就能用在小直徑側(cè)的加強輥直徑。換句話說，最大可用工作輥直徑和最大可用中間輥直徑的和位于圖3中的直線B+C及其下部上，或更可取地在與最大可用板條寬相適應的B′+C′及其下部上，并且使軋機小型化指標S等于或小于方程(18)的值。在這些條件下總有可能提供一加強輥用在小直徑側(cè)的軋機。這樣，該方法就提供了一非常小型的逆軋設備。
前述說明涉及了采用的所有輥都是沒有凸面的直輥的情形。但本發(fā)明可用在縮減的局部凸面接近可移動工作輥邊緣的6級軋機中。所述軋機的局部凸面控制板條邊緣附近的邊緣下降。相反，沿工件板條寬的板條凸面是工作輥和中間輥彎曲壓力機提供的，其操作和效果與本發(fā)明的幾乎相同。此外，根據(jù)本發(fā)明的6級軋機可以在緊靠該軋機的一端可移動工作輥較厚的方式裝備有一局部凸面。這樣就能控制板條邊緣附近的熱凸面。所述的所有軋機都用于控制接近板條邊緣處的板條凸面。在控制這一局部板條凸面時，優(yōu)選采用更小的工作輥直徑。這是因為工作輥直徑的減小要求工作輥彎曲壓力機施加一大的四次方控制分量，以確保對接近板條邊緣的可靠控制。因此，從前述說明可清楚看出，本發(fā)明通過輥直徑的適當組合有效減小了工作輥直徑?？梢哉f該方法對于控制邊緣下降和熱凸面是非常有效的。若這一軋機被用作在所述工作輥頂端具有一局部軋輥凸面的軋機，無疑可以進一步改進板條邊緣控制效果。
本發(fā)明的實質(zhì)體現(xiàn)在工作輥彎曲壓力機和中間輥彎曲壓力機的特性曲線中。因此，本發(fā)明不適用于沒有所述控制裝置的軋機，即使它是6級軋機。這一軋機包括無中間輥彎曲壓力機但與中間輥交叉的軋機。在這一軋機中，二次方量邊界特性曲線由中間輥的橫交角決定，與中間輥直徑無關。因此，沒有本發(fā)明所闡明的使用工作輥和中間輥直徑組合時產(chǎn)生的最大特性曲線。但本發(fā)明可用在安裝有工作輥彎曲壓力機和中間輥彎曲壓力機的所述軋機中。
本發(fā)明提供了一個可確保適當?shù)陌鍡l凸面控制能力的小型化軋機和軋制設備。
權利要求
1.一種軋機包括一對軋制工件的上下工作輥，一對分別支承所述工作輥的上下中間輥，一對分別支承所述中間輥的上下加強輥，以及一個給各個所述工作輥和所述中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置；所述軋機的特征在于，其還包括一在下述條件下驅(qū)動所述工作輥的工作輥驅(qū)動裝置；假定所述工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，所述工作輥直徑Dw的范圍為300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300，同時所述中間輥直徑Di的范圍為Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300。
2.根據(jù)權利要求1所述的軋機，進一步的特征在于，所述工作輥直徑Dw的范圍為300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤350+50×(Wmax-1200)/300。
3.根據(jù)權利要求1所述的軋機，進一步的特征在于，所述中間輥直徑Di的范圍為Dw≤Di≤425+75×(Wmax-1200)/300。
4.根據(jù)權利要求1所述的軋機，進一步的特征在于，所述加強輥直徑Db的范圍為1000+100×(Wmax-1200)/300≤Db≤1300+100×(Wmax-1200)/300。
5.根據(jù)權利要求1所述的軋機，進一步的特征在于，所述加強輥直徑Db的范圍為1000+100×(Wmax-1200)/300≤Db≤1150+100×(Wmax-1200)/300。
6.一軋機包括一對軋制工件的上下工作輥，一對分別支承所述工作輥的上下中間輥，一對分別支承所述中間輥的上下加強輥，以及一給各個所述工作輥和所述中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置；所述軋機的特征在于，進一步包括一在下述條件下驅(qū)動所述工作輥的工作輥驅(qū)動裝置；假定所述工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，所述工作輥直徑Dw和所述中間輥直徑Di的和的范圍為650+100×(Wmax-1200)/300≤Dw+Di≤825+125×(Wmax-1200)/300。
7.根據(jù)權利要求6所述的軋機，進一步的特征在于，所述工作輥直徑Dw和所述中間輥直徑Di的和的范圍為675+100×(Wmax-1200)/300≤Dw+Di≤800+125×(Wmax-1200)/300。
8.一軋機包括一對軋制工件的上下工作輥，一對分別支承所述工作輥的上下中間輥，一對分別支承所述中間輥的上下加強輥，以及一在軸向方向移動所述中間輥的移動裝置，一給各個所述工作輥和所述中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置；所述軋機的特征在于，還包括一在下述條件下驅(qū)動所述工作輥的工作輥驅(qū)動裝置；假定所述工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，所述工作輥直徑Dw，所述中間輥直徑Di和所述加強輥直徑Db的和的范圍為Dw+Di+Db≤1925+225×(Wmax-1200)/300。
9.一種冷軋機，它包括一對軋制工件的上下工作輥，一對分別支承所述工作輥的上下中間輥，一對分別支承所述中間輥的上下加強輥，以及一在軸向方向移動所述中間輥的移動裝置，一給各個所述工作輥和所述中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置；所述軋機的特征在于，其還包括一在下述條件下驅(qū)動所述工作輥的工作輥驅(qū)動裝置；假定所述工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，所述工作輥直徑Dw的范圍為300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw，所述中間輥直徑Di的范圍為Dw≤Di，同時所述工作輥直徑Dw，所述中間輥直徑Di和所述加強輥直徑Db的和的范圍為Dw+Di+Db≤1925+225×(Wmax-1200)/300。
10.一串列式軋機，它包括至少一個軋機，該軋機進一步包括一對軋制工件的上下工作輥，一對分別支承所述工作輥的上下中間輥，一對分別支承所述中間輥的上下加強輥，以及一給各個所述工作輥和所述中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置；所述軋機的特征在于，還包括一在下述條件下驅(qū)動所述工作輥的工作輥驅(qū)動裝置；假定所述工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，所述工作輥直徑Dw的范圍為300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300，同時所述中間輥直徑Di的范圍為Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300。
11.一逆軋設備，它包括一對軋制工件的上下工作輥，一對分別支承所述工作輥的上下中間輥，一對分別支承所述中間輥的上下加強輥，以及一給各個所述工作輥和所述中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置；所述逆軋設備的特征在于，還包括一在下述條件下反向驅(qū)動所述工作輥的工作輥驅(qū)動裝置；假定所述工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，所述工作輥直徑Dw的范圍為300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300，同時所述中間輥直徑Di的范圍為Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300。
12.一軋機的軋制方法，該軋機包括一對軋制工件的上下工作輥，一對分別支承所述工作輥的上下中間輥，以及一對分別支承所述中間輥的上下加強輥；所述軋制方法進一步的特征在于，包括驅(qū)動所述工作輥的步驟和在下述條件下給每個所述工作輥和所述中間輥施加彎曲力以控制所述工件板條凸面的步驟；假定所述工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，所述工作輥直徑Dw的范圍為300+50×(Wmax-1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax-1200)/300，同時所述中間輥直徑Di的范圍為Dw≤Di≤450+75×(Wmax-1200)/300。
13.一將帶有一機架的四級軋機改進為六級軋機的方法，該方法包括將所述四級軋機機架用在所述六級軋機中的步驟，基于工件的板條凸面控制特性曲線獲得用于各個軋機小型化的指標的步驟，以及改進成六級軋機的步驟，其具有的小型化指標不超出用于小型化所述四級軋機的指標。
全文摘要
本發(fā)明的特征在于包括一對上下工作輥，一對上下中間輥，一對上下加強輥，以及一個給各個工作輥和中間輥施加彎曲力的軋輥彎曲裝置。本發(fā)明進一步包括一在下述條件下驅(qū)動工作輥的工作輥驅(qū)動裝置，假定工件的最大工作板條寬為Wmax(mm)，工作輥直徑Dw的范圍為300+50×(Wmax－1200)/300≤Dw≤375+50×(Wmax－1200)/300，同時中間輥直徑Di的范圍為Dw≤Di≤450+75×(Wmax－1200)/300。
文檔編號B21B1/22GK1396010SQ0212187
公開日2003年2月12日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權日2001年7月11日
發(fā)明者小林裕次郎, 二瓶充雄, 堀井健治, 小林秀雄, 中前弘和, 松本浩一, 山田繁一 申請人:株式會社日立制作所