CN111054752A - 一种高精度环形带材轧机 - Google Patents

Abstract

本发明的一种高精度环形带材轧机，由主轧机、换辊装置、轧机底座、张力辊装置、侧推辊系和轧机传动组成，主轧机包括装配机架、上支承辊平衡机构、上支承辊、下支承辊、上中间辊、下中间辊、上工作辊和下工作辊，轧制时侧推机构通过侧推梁和背衬轴承前端的支承辊从两侧向中心顶住工作辊，换辊时侧推机构缩回，侧推辊系向两侧打开，使用万向轴夹紧装置抱紧万向轴联法兰，轧机轧线落到最低位，上中间辊和下支承辊落在轨道上，方便换辊装置换辊；轧机开始工作时，首先轧机处于卸荷状态，然后将环形带材套入上工作辊以及张力辊后，然后闭合辊缝和给定张力，启动主轧机转动，通过上工作辊和下工作辊以及张力辊共同作用完成轧制。

Description

一种高精度环形带材轧机

技术领域

本发明涉及轧机技术领域，尤其涉及一种高精度环形带材轧机。

背景技术

钢铁工业在20世纪取得了重大发展，使钢铁材料成为全球应用的主要基础材料。在百余年来冶金工业的发展中，高效的轧钢工业和技术使轧钢始终是钢铁工业中钢材成型的主要方式。用轧制方法生产钢材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现机械化和自动化等优点，约90%的钢材都是用轧制方法生产的。轧机是实现金属轧制过程的设备，泛指完成轧材生产全过程的装备。其主要由轧辊、轧机牌坊、轴承座、轴承、工作台、轧钢导卫、轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。

1979年美国森吉米尔公司研发出世界第一台18辊轧机，称为Zhigh型轧机，其核心技术为采用带有侧支撑的小直径工作辊，并且中间辊可以移动。森吉米尔公司最初的十八辊轧机是由Waterbury Rolling Mills 工厂的四辊轧机改造而成，保留了原来的牌坊和支承辊，把工作辊部分更换为Z型组件，Z型组件是由侧支承辊、背衬轴承和更小直径的工作辊装配而成。而我国对十八辊轧机的研究起步较早，但长期以来一直局限于实验性质阶段，没有大规模应用于工业生产中。在所有市场需求的钢材中，板带材占有相当大的比重。我国于1981年从日本引进1700mm，随后一大批具有先进生产工艺的热连轧和冷连轧板带厂迅速崛起。1990年，北京冶金设备研究院将凌源钢铁公司四辊轧机改造为十八辊轧机。2011年，中国重型机械研究院为河南鸽瑞复合材料有限公司研发的1250mmHCS十八辊单机架可逆冷轧机组投入生产。经过不断地改进和完善，十八辊机型技术已经趋于成熟。

近年来，随着市场对冷轧薄料的需求的进一步增加，以及不锈钢、普碳钢及有色金属薄料需求的不断增加的情况，多辊轧机越来越被客户青睐。国外森吉米尔型20辊轧机有其优点轧机刚性大，工作辊直径更小，可以轧制更薄产品。但也有其不足：轧机开口度小，辊子及带材润滑较差，设备维护不方便，设备造价较高；目前国内没有专门针对环形带轧制的成套轧机设备。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了首台应用于环形带材轧制的轧机，针对所有环形带材都可采用环形带材轧机轧制，只是根据不同宽度的环形带改变辊子尺寸即可。本发明主要针对环形带材的轧制，面向超薄窄幅环形带钢，将环形带材套入上工作辊以及张力辊后采用恒张力控制单向轧制模式。

本发明所述的一种高精度环形带材轧机，由主轧机、换辊装置、轧机底座、张力辊装置、侧推辊系和轧机传动组成，所述轧机底座下方设有支撑架，支撑架上方为固定台，主轧机安装在固定台上，主轧机包括装配机架、上支承辊平衡机构、上支承辊、下支承辊、上中间辊、下中间辊、上工作辊和下工作辊，上工作辊和下工作辊两侧为侧推辊系；轧制时由精密控制的侧推机构通过侧推梁和背衬轴承前端的支承辊从两侧向中心顶住工作辊，换辊时侧推机构缩回，侧推辊系向两侧打开，换辊装置换辊，换辊装置的下中间辊轴承座和下支承辊轴承座均设计有滚轮并在机架上安装有轨道；停机状态下，使用平衡装置将上支承辊抬起，开口度保持在20mm左右，使用万向轴夹紧装置抱紧万向轴联法兰，轧机轧线落到最低位，上中间辊和下支承辊落在轨道上，从机架内拉出下中间辊；轧机开始工作时，轧机处于卸荷状态，将环形带材套入上工作辊以及张力辊后，然后闭合辊缝和给定张力，启动主轧机转动，通过上工作辊和下工作辊以及张力辊共同完成轧制。

进一步地，所述张力辊装置设在主轧机右端，张力辊装置下端设有张力辊支架，张力辊支架上方为张力装置底座，张力装置底座上设有张力伺服油缸，张力伺服油缸通过螺栓固定在张力装置底座上，张力伺服油缸前端和张力辊相连。

进一步地，所述侧推机构包括转盘、伸缩杆、侧推轨道、侧推梁和伸缩固定块；所述换辊时，侧推机构向回缩回，侧推辊系向两侧打开更换工作辊；安装时，转动转盘使推侧块沿着侧推轨道向上运动，推动侧推梁向上使侧推辊系向中间夹紧使辊系固定。

进一步地，所述换辊装置更换的部件为上支承辊、下支承辊、上中间辊、下中间辊、上工作辊和下工作辊；上工作辊和下工作辊小且无轴承座。

进一步地，所述侧推辊系由两列背衬轴承定位，两列背衬轴承通过芯轴和鞍座固定于侧推梁上，侧推梁两端通过可旋转的销轴固定在下中间辊轴承座上；侧推辊系和侧推机构通过压板固定在主轧机立柱，压板上安装金属螺栓。

进一步地，所述上支承辊平衡机构为平衡梁式框架结构，由两个液压缸吊挂，液压系统压力为8MPa。

进一步地，所述轧机传动通过主减速箱上的上万向联轴和下万向联轴器将传动力矩分送到主轧机中的工作辊中，推动轧机传动。

本发明提供的一种高精度环形带材轧机优点在于：首先本发明为首台应用于环形带材轧制的轧机，轧制模式是将环形带材分别套在上工作辊和张力辊上进行反复循环轧制以达到所需环形带材长度；其次环形带材轧机中张力辊在轧制过程中的位置移动速度与工作辊转速同步匹配，此外通过侧推机构使得轧机辊系安装和拆卸更加方便；最后轧机中张力油缸采用伺服油缸控制，保证了恒张力的稳定性。

附图说明

图1为本发明提出的一种高精度环形带材轧机结构局部示意图；

图2为本发明提出的一种高精度环形带材轧机全局图；

图3为本发明提出的一种高精度环形带材轧机背衬轴承图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1、附图2和图3及工作原理，对本发明进行进一步详细说明。

参阅图1和图2，所述一种高精度环形带材轧机由主轧机100、换辊装置200、轧机底座300、张力辊装置400、侧推辊系500和轧机传动600组成，轧机底座300下方设有支撑架301，支撑架301上方为固定台302，主轧机100安装在固定台302上，固定台302起到支撑整个主轧机100的作用，使装置运行更加稳定；主轧机100中的配机架101、上支承辊平衡机构120、上支承辊102、下支承辊112、上中间辊103、下中间辊113、上工作辊104和下工作辊114相互协作完成轧制，上工作辊104和下工作辊114两侧为侧推辊系500；轧制时由精密控制的侧推机构510通过侧推梁514和背衬轴承501前端的支承辊506从两侧向中心顶住工作辊，从而保证工作辊的稳定，换辊时侧推机构510缩回，侧推辊系500向两侧打开，方便换辊装置200换辊，换辊装置200的下中间辊轴承座1131和下支承辊轴承座1121均设计有滚轮117并在机架110上安装有轨道；停机状态下，使用平衡装置将上支承辊102抬起，开口度保持在20mm左右，使用万向轴夹紧装置抱紧万向轴联法兰，轧机轧线落到最低位，上中间辊103和下支承辊112落在轨道上，人工从机架110内拉出下中间辊113，通过换辊机架将辊系拉出后，人工取走，装辊时，根据上面步骤相反操作即可；轧机开始工作时，轧机处于卸荷状态，将环形带材套入上工作辊104以及张力辊401后，然后闭合辊缝和给定张力，启动主轧机100转动，通过上工作辊104和下工作辊114以及张力辊401共同轧制力和张力作用，经过反复循环轧制，轧到所需的环带长度。

所述张力辊装置400设在主轧机100右端，张力辊装置400下端设有张力辊支架401，张力辊支架401上方为张力装置底座402，张力装置底座402上设有张力伺服油缸403，张力伺服油缸403通过螺栓405固定在张力装置底座402上，张力伺服油缸403前端和张力辊404相连。

所述侧推机构510包括转盘511、伸缩杆512、侧推轨道513、侧推梁514和伸缩固定块515；所述换辊时，侧推机构510向回缩回，侧推辊系500向两侧打开更换工作辊；安装时，转动转盘511使推侧块516沿着侧推轨道513向上运动，推动侧推梁514向上使侧推辊系500向中间夹紧使辊系固定。操作时将侧推机构510中的转盘511顺时针转动，伸缩杆512向上运动带动伸缩固定块515上方的侧推梁514在侧推轨道513内移动，从而使销轴504连接的芯轴502和鞍座503的两列背衬轴承501推动夹紧工作辊。

所述换辊装置200更换的部件为上支承辊102、下支承辊112、上中间辊103、下中间辊113、上工作辊104和下工作辊114，由于上工作辊104和下工作辊114小且无轴承座，所以进行换辊工作时人工更换方便，换辊装置工作时侧推机构510缩回，侧推辊系500向两侧打开，方便换辊装置200换辊，换辊装置200的下中间辊轴承座1131和下支承辊轴承座1121均设计有滚轮117并在机架110上安装有轨道；停机状态下，使用平衡装置将上支承辊102抬起，开口度保持在20mm左右，使用万向轴夹紧装置抱紧万向轴联法兰，轧机轧线落到最低位，上中间辊103和下支承辊112落在轨道上，人工从机架110内拉出下中间辊113，通过换辊机架将辊系拉出后，人工取走，装辊时，根据上面步骤相反操作即可，换辊装置200和侧推辊系500以及侧推机构510共同作用使得换辊安装和拆卸更加方便。

所述侧推辊系500由两列背衬轴承501定位，两列背衬轴承501通过芯轴502和鞍座503固定于侧推梁541上，侧推梁514两端通过可旋转的销轴504固定在下中间辊轴承座1131上；侧推辊系500和侧推机构510通过压板520固定在主轧机立柱521，压板520上安装金属螺栓522，金属螺栓522将压板520固定在立柱521上，使得侧推辊系500、侧推机构510和各种辊装置更加稳定。

所述上支承辊平衡机构120为平衡梁式框架结构，由两个液压缸121吊挂，液压系统压力为8MPa，有了上支承辊平衡机构120，即使轧机不轧钢的时候也不会让上工作辊和上支承辊掉下来，同时平衡力将上工作辊和上支承辊压紧，避免轧制的时候上工作辊和上支承辊接触不稳定发生震动，保证轧制的稳定性。

所述轧机传动600通过主减速箱上的上万向联轴和下万向联轴器将传动力矩分送到主轧机100中的工作辊中，推动轧机传动。由于环形带材是套在上工作辊104和张力辊404上工作的，通过张力伺服油缸403带动张力辊404工作，保证了恒张力的稳定性，避免轧机轧制时波动。

一种高精度环形带材轧机由主轧机100、换辊装置200、轧机底座300、张力辊装置400、侧推辊系500和轧机传动600组成。轧机工作时，张力辊装置400的张力装置底座402底座上设有张力伺服油缸403，张力伺服油缸403通过螺栓405固定在张力装置底座402上，张力伺服油缸403前端和张力辊404相连，通过张力伺服油缸403的作用通过张力辊404将传动力矩分送到主轧机100中，然后闭合辊缝和给定张力，启动主轧机100转动，通过上工作辊104和下工作辊114以及张力辊401共同轧制力和张力作用，经过反复循环轧制，轧到所需的环带长度。在进行换辊工作时，将侧推机构510中的转盘511逆时针转动，伸缩杆512向下运动带动换辊装置工作时侧推机构510缩回，此时侧推辊系500向两侧打开，方便换辊装置200换辊，通过换辊机架将辊系拉出后取走，换辊结束。装辊工作时将侧推机构510中的转盘511顺时针转动，伸缩杆512向上运动带动伸缩固定块515上方的侧推梁514在侧推轨道513内移动，从而使销轴504连接的芯轴502和鞍座503的两列背衬轴承501推动夹紧工作辊，装辊结束。

本发明为首台应用于环形带材轧制的轧机，轧制模式是将环形带材分别套在上工作辊和张力辊上进行反复循环轧制以达到所需环形带材长度。采用十八棍轧机，与四辊、六辊轧机相比辊径更小，轧制时变形区域小，轧制力小，适合于轧制难变形的材料以及薄带钢;其单轧程压下率高，可以减少退火次数，降低能耗。它与二十辊轧机相比，不存在开口度小穿带困难等问题，压下动作响应速度快，厚控精度较高。另外，从经济性考虑，十八辊轧机不论从设备重量，还是设备加工难易程度方面都具有较大的优势。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高精度环形带材轧机，由主轧机（100）、换辊装置（200）、轧机底座（300）、张力辊装置（400）、侧推辊系（500）和轧机传动（600）组成，其特征在于，所述轧机底座（300）下方设有支撑架（301），支撑架（301）上方为固定台（302），主轧机（100）安装在固定台（302）上，主轧机（100）包括装配机架（101）、上支承辊平衡机构（120）、上支承辊（102）、下支承辊（112）、上中间辊（103）、下中间辊（113）、上工作辊（104）和下工作辊（114），上工作辊（104）和下工作辊（114）两侧为侧推辊系（500）；轧制时由精密控制的侧推机构（510）通过侧推梁（514）和背衬轴承（501）前端的支承辊（506）从两侧向中心顶住工作辊，换辊时侧推机构（510）缩回，侧推辊系（500）向两侧打开，换辊装置（200）换辊，换辊装置（200）的下中间辊轴承座（1131）和下支承辊轴承座（1121）均设计有滚轮（117）并在机架（110）上安装有轨道；停机状态下，使用平衡装置将上支承辊（102）抬起，开口度保持在20mm左右，使用万向轴夹紧装置抱紧万向轴联法兰，轧机轧线落到最低位，上中间辊（103）和下支承辊（112）落在轨道上，从机架（110）内拉出下中间辊（113）；轧机开始工作时，轧机处于卸荷状态，将环形带材套入上工作辊（104）以及张力辊（401）后，然后闭合辊缝和给定张力，启动主轧机（100）转动，通过上工作辊（104）和下工作辊（114）以及张力辊（401）共同完成轧制。

2.根据权利要求1 所述的一种高精度环形带材轧机，其特征在于，所述张力辊装置（400）设在主轧机（100）右端，张力辊装置（400）下端设有张力辊支架（401），张力辊支架（401）上方为张力装置底座（402），张力装置底座（402）上设有张力伺服油缸（403），张力伺服油缸（403）通过螺栓（405）固定在张力装置底座（402）上，张力伺服油缸（403）前端和张力辊（404）相连。

3.根据权利要求1 所述的一种高精度环形带材轧机，其特征在于，所述侧推机构（510）包括转盘（511）、伸缩杆（512）、侧推轨道（513）、侧推梁（514）和伸缩固定块（515）；所述换辊时，侧推机构（510）向回缩回，侧推辊系（500）向两侧打开更换工作辊；安装时，转动转盘（511）使推侧块（516）沿着侧推轨道（513）向上运动，推动侧推梁（514）向上使侧推辊系（500）向中间夹紧使辊系固定。

4.根据权利要求1 所述的一种高精度环形带材轧机，其特征在于，所述换辊装置（200）更换的部件为上支承辊（102）、下支承辊（112）、上中间辊（103）、下中间辊（113）、上工作辊（104）和下工作辊（114），上工作辊（104）和下工作辊（114）小且无轴承座。

5.根据权利要求1 所述的一种高精度环形带材轧机，其特征在于，所述侧推辊系（500）由两列背衬轴承（501）定位，两列背衬轴承（501）通过芯轴（502）和鞍座（503）固定于侧推梁（514）上，侧推梁（514）两端通过可旋转的销轴（504）固定在下中间辊轴承座（1131）上；侧推辊系（500）和侧推机构（510）通过压板（520）固定在主轧机立柱（521），压板（520）上安装金属螺栓（522）。

6.根据权利要求1 所述的一种高精度环形带材轧机，其特征在于，所述上支承辊平衡机构（120）为平衡梁式框架结构，由两个液压缸（121）吊挂，液压系统压力为8MPa。

7.根据权利要求1 所述的一种高精度环形带材轧机，其特征在于，所述轧机传动（600）通过主减速箱上的上万向联轴和下万向联轴器将传动力矩分送到主轧机（100）中的工作辊中，推动轧机传动。

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