專利名稱：軋機機架、軋機機組和軋制金屬帶的方法
軋機機架、軋機機組和軋制金屬帶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軋機機架(Walzgeruest),用于階梯狀地軋制金屬 帶，尤其是由鋼、鋁、銅或銅合金制成的金屬帶。此外本發(fā)明涉及帶有 至少一個這種軋機機架的軋機機組(Walzstrasse )以及相應(yīng)的方法。
例如由德國公開文獻DE 198 31 882 Al或德國專利文件DE 101 13 610 C2公開的現(xiàn)有技術(shù)已知用于在帶狀的金屬帶的寬度上制造階梯狀的 厚度輪廓的軋機機架和方法。為了生產(chǎn)期望的厚度輪廓，例如階梯輪廓， 這兩個出版物提出將原始具有典型矩形橫截面的金屬帶通過多個在軋制 方向上錯位布置的壓輥沿縱向進行軋制。其中在金屬帶的輸送方向上被 錯位或并排布置的壓輥分別壓入到通過支撐裝置支撐著的金屬帶，并且 以這種方式如所期望的那樣將金屬帶變形。
在所述的出版物中建議使用的壓輥分別僅實現(xiàn)了在寬度方向上的狹 窄的區(qū)域內(nèi)局部受到極大限制的金屬帶加工；因此，正如所說的，必需 多個這種處于錯位布置的壓輥，用于把例如更寬的階梯軋入金屬帶。由 于必需多個壓輥和它們的錯位布置，這種已知的用于在金屬帶內(nèi)實現(xiàn)階 梯輪廓的軋機機架的結(jié)構(gòu)是成本相當(dāng)高的。
從該現(xiàn)有技術(shù)得出，本發(fā)明的任務(wù)在于，通過軋制減少階梯狀預(yù)成 型的金屬帶的階梯高度，其中金屬帶在其縱向方向上不會形成浪皺。
該任務(wù)通過權(quán)利要求1的主題來完成。該主題的特征在于至少兩 個相鄰的分軋輥分別構(gòu)造為圓柱形的，并且和支撐裝置一起分別界定相 鄰的具有不同尺寸h" hw且h,沖w和i = 1,2,...1的分輥縫(Teil-walzspalte),其中相鄰的分輥縫共同確定被構(gòu)造為階梯狀的總輥縫橫截 面(Gesamtwalzspaltquerschnitt)，并且分別相鄰的分輥縫的尺寸^皮如此 地單獨選擇，使得針對進入到總輥縫的金屬帶-該金屬帶雖然在軋制前 被階梯狀地預(yù)成型為幾何形狀類似于總輥縫橫截面，但是分別具有比分 輥縫(i)更大的階梯高度h！ + △ hi和h1+1 + △ h1+1且h！ + △ h#h1+1 + △ h1+1 以及△ & 〉 0和△ h1+1 > 0 -所述尺寸滿足下面的規(guī)律性
△ h乂h = △ h1+1/ h1+1 = e =常數(shù)。當(dāng)被階梯狀預(yù)成型的金屬帶根據(jù)要求保護的規(guī)律性減少厚度時，由 金屬帶的高度滾軋出的材料或由此形成的材料流被均勻地分配到金屬帶 的縱向方向上，確切地說以有利的方式?jīng)]有形成浪皺。
根據(jù)本發(fā)明為此所需的軋機機架被結(jié)構(gòu)簡單并且節(jié)約空間地構(gòu)造， 因為它僅僅具有橫交于金屬帶的運行方向并排設(shè)置的分軋輥，而沒有多 個在運行方向上錯位設(shè)置的分軋輥。
分軋輥被并排設(shè)置"在相同的高度"這一概念是指，被并排設(shè)置的分 軋輥在金屬帶的側(cè)面上不在金屬帶的輸送方向上相互錯位地布置。
所要求保護的金屬帶階梯狀地預(yù)成型為接近于根據(jù)本發(fā)明的軋機機 架的階梯狀的總輥縫橫截面是強制必須的，因為否則就不能在金屬帶進 入時區(qū)分橫交于輸送方向的不同尺寸的階梯高度，并且于是金屬帶^f黃交 于其輸送方向會只具有一致的厚度h1= hi+1 =常數(shù)。根據(jù)所要求保護的規(guī)
律性，那么必定會有Ah^ Ah1+1;那么這就是在金屬帶的整個寬度上出
現(xiàn)一致的厚度減少量的情況，然而這不是本發(fā)明的主題。與之相反，本 發(fā)明只涉及預(yù)成型的階梯截面的厚度減少，其中僅僅當(dāng)橫交于金屬帶的 輸送方向的單個階梯的厚度減少量在考慮所要求要求保護的規(guī)律性的情 況下被單獨地計算和執(zhí)行時，那么才會產(chǎn)生這一有利的效果，即生成的 金屬帶是沒有浪皺的。
根據(jù)第一實施例有利的是在獲悉進入的階梯狀預(yù)成型的金屬帶的 階梯高度情況下借助于調(diào)整裝置自動地調(diào)整分輥縫的尺寸。在進入的金 屬帶的階梯高度改變時，于是可以借助于調(diào)整裝置快速地進行分輥縫的 尺寸匹配。
軋機機架的有利方案在從屬權(quán)利要求中給出。 有利的是，軋機機架被構(gòu)造用于金屬帶的熱軋或冷軋。 此外，本發(fā)明的上面所述的任務(wù)通過軋機機組、尤其是串列式設(shè)備 (Tandem-Anlage )被來完成。于是該軋機機組包括帶有用于使金屬帶階 梯狀地預(yù)成型的型材軋輥(Profilwalze )或帶槽軋輥(Kaliberwalze )的 第一軋機機架。后置于該第一軋機機架或預(yù)軋機架，接著在金屬帶的運 行方向上布置有至少一個第二軋機機架，其中該第二軋機機架根據(jù)本發(fā) 明來構(gòu)造。在所述至少一個被后置的軋機機架中，接著使階梯狀的金屬 帶的厚度減少，其中單個相鄰階梯的高度單獨地根據(jù)所要求保護的規(guī)律 性被減少。其他根據(jù)本發(fā)明的軋機機架可以后置于該第二軋機機架。各自根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的前置的軋機機架于是為分別后置的根據(jù)本發(fā)明的軋 機機架提供必需的階梯狀預(yù)成型的金屬帶。當(dāng)金屬帶的厚度應(yīng)該被非常 多地減小時，那么多個被相繼設(shè)置的根據(jù)本發(fā)明的軋機機架是尤其必需
的。備選地也可以通過單個可逆式軋機機架(Reversiergeruest)實現(xiàn)4支大 厚度減少量，該可逆式軋機機架根據(jù)本發(fā)明來構(gòu)造。
此外，上述任務(wù)通過用于軋制金屬帶的方法來完成。所要求保護的 軋機機組以及要求保護的方法的優(yōu)點對應(yīng)于上述關(guān)于軋機機架所描述的 優(yōu)點。
本發(fā)明共附有6幅附圖，其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的軋機機架的第一實施例； 圖2示出圖1所示根據(jù)本發(fā)明的軋機機架的第一實施例的橫截面； 圖3a示出在離開了根據(jù)本發(fā)明第 一 實施例的軋機機架之后金屬帶的 橫截面；
圖3b示出在離開了軋機機架之后金屬帶的備選的橫截面；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的軋機機架的第二實施例；
圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的軋機機架的橫截面；和
圖6示出在離開了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的軋機機架之后金屬帶的
下面以實施例的形式參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。在所有附圖中，同樣 的零件用同樣的附圖標(biāo)記標(biāo)明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的軋機機架100的第一實施例。這里軋積4幾架 100包括例如三個橫交于金屬帶200的輸送方向(垂直于紙平面)設(shè)置的 分軋輥110-i且i二l、 2和3。分軋輥被并排地設(shè)置在相同高度上，即它們 在金屬帶的輸送方向上沒有發(fā)生錯位。三個分軋輥110-i同設(shè)置在對面的 支撐裝置120-例如為支撐輥的形式-一起界定分別相鄰的、尺寸為h且i =1、 2和3的分輥縫1 = 1、〗=2和1 = 3。其中重要的是，至少兩個分別相 鄰的分輥縫i、 i+ l分別具有不同的尺寸^、 hw且hi不等于hw。在圖1 中，兩個外側(cè)的分軋輥110-1、 110-3被示例地支承在共同的軸A上，并且 因此必要時也分別以同樣的方式和同樣的尺寸相對于支撐裝置120進行調(diào) 整。有利的是，單個分軋輥110-i相對于支撐裝置120的調(diào)整借助于調(diào)整 裝置130自動地進行，然而總是考慮所要求保護的規(guī)律性△ hi/h1= Ahi+1/h1+1 = s=常數(shù)，其中i= 1,2…1 ( 1 ) 其中
△ h"通過根據(jù)本發(fā)明的軋機機架在第i個分軋輥或階梯的區(qū)域內(nèi)金
屬帶的厚度減少量；和
h1:第i個分輥縫的尺寸或從根據(jù)本發(fā)明的軋機機架移出的金屬帶在 第i個階梯的區(qū)域內(nèi)的厚度。
圖2示出了在圖1中所示根據(jù)本發(fā)明的軋機機架100的第一實施例的 側(cè)視圖。正如在圖1中已經(jīng)可以看出的是，中間的分軋輥110-2沒有被支 承在軸112-5上。而是正如在圖2中示出的，被可旋轉(zhuǎn)地支承在單獨的軋 輥機架112中。此外，它也可以借助于調(diào)整裝置130單獨地相對于支撐裝 置120不依賴于兩個外側(cè)的分軋輥110-1和110-3而進行調(diào)整。在圖2中 用向右的箭頭顯示了金屬帶的輸送方向，并且此外可以清楚地看出形成的 厚度減少量，尤其是在中間的分軋輥110-2區(qū)域內(nèi)。
圖3a和3b示出了在離開了根據(jù)本發(fā)明的軋機機架IOO之后金屬帶200 的可能的截面。該截面分別對應(yīng)于軋機機架100的通過相鄰的分輥縫i = 1、 2、 3所形成的總輥纟逢;f黃截面。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的軋機機架IOO的第二實施例。它與第一實施 例區(qū)別僅僅在于支撐裝置120不再以一致的圓柱體形式、而是與分軋輥 鏡面對稱地構(gòu)造在金屬帶的對面一側(cè)。分軋輥120-1、 120-2和120-3分別 具有同鏡面對稱地布置在其對面的分軋輥110-1、 110-2和110-3相同的輥 身長度。分軋輥120-i且i = 1,2,... 1也優(yōu)選全部可以單獨地相對于金屬帶200 進行調(diào)整。僅僅作為示例的是兩個外側(cè)的分軋輥120-1和120-3通過共同 的軸120-5相對于金屬帶200或相對于位于對面的金屬軋輥進行調(diào)整。由 分軋l昆110-1、 120-1、 110-2、 120-2、 110-3、 120-3構(gòu)成的4皮此相對的布置
所形成的分輥縫具有高度&、 h2和h3。
圖5示出了兩個中間的分軋輥110-2和120-2分別支承在合適的軋輥 機架112中。
最后圖6示出了從根據(jù)第二實施例的軋機機架移出的金屬帶200的橫 截面。
下面借助于前述的軋機機架來說明根據(jù)本發(fā)明的用于軋制金屬帶的 方法
根據(jù)該方法，在第一步驟中，原始的典型地被構(gòu)造為矩形的、沒有被成型的金屬帶首先在預(yù)軋機架中被階梯狀地預(yù)成型。這種預(yù)成型實現(xiàn)的幾 何形狀接近于后置的根據(jù)本發(fā)明的軋機機架100的總軋橫截面。尤其是在
金屬帶200中所形成的階梯具有這樣的階梯寬度，該階梯寬度至少近似地 相當(dāng)于后置的軋機機架的單個分軋輥110-1、 110-2和110-3的輥身長度。 然而金屬帶的階梯的高度hi + Ah,且i = 1、 2、 3...在預(yù)成型后還大于在后 置的軋機機架100中的相鄰的分輥縫i、 i+l的尺寸h、 h1+1。被如此階梯狀 地預(yù)成型的金屬帶接著進入根據(jù)本發(fā)明的軋機機架100中，并且在那里在 每個單個的分軋輥110-i的區(qū)域內(nèi)根據(jù)等式(1 )來減少其厚度。考慮到公 式(l)實現(xiàn)厚度減少量的優(yōu)點在于在移出根據(jù)本發(fā)明的軋機機架后， 金屬帶在縱向方向上沒有浪皺。
下面用例子舉例說明根據(jù)本發(fā)明的公式的應(yīng)用假設(shè)金屬帶要穿過圖 1所示的根據(jù)本發(fā)明的軋機機架，并且相應(yīng)地橫交于其輸送方向具有三個 階梯。金屬帶在預(yù)成型后單個階梯的高度被預(yù)先規(guī)定為對于第一外側(cè)的 分軋輥110-1的區(qū)域，Hl = △ h!+ h！ = 10mm,對于中間的分軋輥110-2的 區(qū)域，H2= Ah2+h2=7mm,以及對于第二外側(cè)的分軋輥110-3的區(qū)域， H3 = Ah3 + h3= 10mm。
對于根據(jù)本發(fā)明的方法，應(yīng)用的前提條件是金屬帶200對于分軋輥 llO-i的區(qū)域的期望厚度^或者在穿過根據(jù)本發(fā)明的軋機機架后階梯的期 望厚度被預(yù)先確定。示例地在這里假設(shè)金屬帶在第一外側(cè)的分軋輥110-1 區(qū)域內(nèi)的厚度在穿過根據(jù)本發(fā)明的軋機機架后應(yīng)該還有h1= 7mm。已知進 入的金屬帶在該區(qū)域內(nèi)的階梯高度為Hl = 10mm,因此必然通過簡單的減 法求出所需的厚度減少量的尺寸為△ & = HI - In = 10- 7 = 3mm。
Ah!和^的獲悉實現(xiàn)了根據(jù)公式(1)來計算參數(shù)s:
<formula>formula see original document page 8</formula>
在相鄰的分輥縫i = 2處或在相鄰的分軋輥110-2的區(qū)域內(nèi)的厚度減少 量△ h2現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明不再是任意的，而是根據(jù)所述的公式(1 )被精確 地確定。具體地可使用下面的帶有公式(3)和(4)的方程組，用于計算 在該區(qū)域內(nèi)的必要的厚度減少量Ah2,或用于在該區(qū)域內(nèi)必然形成的金屬 帶200的階梯高度h2:
<formula>formula see original document page 8</formula> (4)該方程組的求解產(chǎn)生下面結(jié)果
<formula>formula see original document page 9</formula>將在上面的例子中預(yù)先規(guī)定的值H2 = 7和作為中間結(jié)果而計算出的值 ￡ = 3/7帶入到等式(5)中得出
<formula>formula see original document page 9</formula>為了使金屬帶200無浪皺地離開根據(jù)本發(fā)明的軋機機架100,必要的 是當(dāng)金屬帶要在第一分軋輥110-1區(qū)域內(nèi)從H1 = lOmm減少到h1= 7mm 時，金屬帶在中間的分軋輥110-2的區(qū)域內(nèi)對比其預(yù)成型的初始厚度H2 = 7mm在其厚度上凈皮減少了 2.1mm而達到4.9mm。
在橫交于金屬帶的輸送方向并排地設(shè)置有多個分軋輥時，剛才示例地 進行的相關(guān)的輥縫尺寸的計算對于每對相鄰的分輥縫分開地執(zhí)行。
本發(fā)明尤其有利地應(yīng)用于原始厚度小于lOmm的薄的金屬帶。根據(jù)本 發(fā)明的方法不僅可以應(yīng)用于金屬帶的熱軋，也可以用于冷軋。然而尤其有 利的是在熱軋時應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法，因為此時在4艮早的生產(chǎn)階段中就 可以實現(xiàn)金屬帶的無浪皺的階梯成型。應(yīng)用領(lǐng)域例如為在汽車工業(yè)中生產(chǎn) 發(fā)動機機座。在冷軋時可以實現(xiàn)帶狀幾何形狀，其可以在低生產(chǎn)成本的情 況下替代現(xiàn)今已知形式的柔性的帶鋼軋制。汽車工業(yè)、特別的用于汽車的 底盤的生產(chǎn)在這里也是示例的應(yīng)用領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.用于軋制金屬帶(200)的軋機機架(100)，包括至少兩個橫交于金屬帶的輸送方向在相同的高度上并排地布置的分軋輥(110-i，且i＝1，2...1)；支撐裝置(120)，它被設(shè)置在所述至少兩個分軋輥的對面并且和它們共同界定帶有總輥縫橫截面的總輥縫，其特征在于，所述至少兩個相鄰的分軋輥(110-i，且i＝1，2...1)分別被構(gòu)造為圓柱形的，并且和所述支撐裝置一起界定分別相鄰的具有不同尺寸hi、hi+1且hi≠hi+1和i＝1，2，...，1的分輥縫(i，i+1)，其中所述相鄰的分輥縫共同確定了被構(gòu)造為階梯狀的總輥縫橫截面；并且每兩個相鄰的分輥縫(i，i+1)的尺寸hi和hi+1被如此地單獨選擇，使得針對進入到總輥縫的金屬帶(200)，該金屬帶雖然在軋制前被階梯狀地預(yù)成型為幾何形狀類似于總輥縫橫截面，但是分別具有比分輥縫(i)更大的階梯高度hi+Δhi和hi+1+Δhi+1且hi+Δhi≠hi+1+Δhi+1以及Δhi＞0和Δhi+1＞0，所述尺寸滿足下面的規(guī)律性Δhi/hi＝Δhi+1/hi+1＝ε＝常數(shù)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的軋機機架(100),其特征在于調(diào)整裝置 (130),用于靈活地調(diào)整分軋輥(110-1, 110-2, 110-3),并且由此靈活地使分輥縫的尺寸^根據(jù)所述規(guī)律性匹配于進入的具有變化的階梯高 度的金屬帶(200)。
3. 按照上述權(quán)利要求中任一項所述的軋機機架(100),其特征在 于，在金屬帶的寬度上以兩個分軋輥在外側(cè)和一個分軋輥在中間的形式 總共設(shè)置有三個分軋輥(110-1, 110-2, 110-3),其中所述兩個外側(cè)的分 軋輥(110-1,110-3)優(yōu)選通過共同的軸(A)相互連接。
4. 按照權(quán)利要求3所述的軋機機架(100),其特征在于，所述中 間的分軋輥(110-2)具有與外側(cè)的分軋輥(110-1,110-3)相比較小的直 徑，并在兩個外側(cè)的分軋輥之間被如此地支承在軋輥機架(112)中，使 得由中間的分軋輥(110-2)和支撐裝置(120)所界定的第二分輥縫1 = 2 的尺寸h2小于或大于兩個相鄰的外側(cè)的分輥縫i = 1和i = 3的尺寸h!和 h3。
5. 按照上述權(quán)利要求中任一項所述的軋機機架(100)，其特征在 于，所述支撐裝置(120)同樣構(gòu)造為分軋輥(120"且1 = 1...1)的形式， 其中該分軋輥(120-i)具有同位于金屬帶的對面?zhèn)让娴姆周堓?110-i) 相同的尺寸，并與該分軋輥相對于金屬帶(200)的中間平面鏡面對稱地-波支承。
6. 按照上述權(quán)利要求中任一項所述的軋機機架(100)，其特^正在 于，所述軋機機架(100)被構(gòu)造用于金屬帶(200)的熱軋或冷軋。
7. 用于軋制金屬帶的軋機機組，尤其是串列式設(shè)備，包括多個在金 屬帶的運行方向上相繼地布置的軋機機架，其特征在于，所述軋枳4幾架 中的第一軋機機架通過型材軋輥或帶槽軋輥來構(gòu)造，用于階梯狀地預(yù)成 型仍較厚的金屬帶；所述軋機機架中的后置于所述第一軋機機架的至少 一個第二軋機機架(100 )按照權(quán)利要求1至6中任一項所述的標(biāo)準(zhǔn)進4亍 構(gòu)造；并且所述金屬帶的階梯狀的預(yù)成型通過第一軋機機架來完成，使 幾何形狀接近于所述后置的第二軋機機架的總輥縫的階梯狀橫截面，但 是在第i個和第i+1個分輥縫的區(qū)域內(nèi)具有更大的階梯高度h, + △ h,和h1+1 + △ hw且hi + Ah! #h1+1 + △ hi+1 。
8. 用于軋制金屬帶的方法，包括下面的步驟階梯狀地將金屬帶預(yù) 成型，使幾何形狀接近于后置的軋機機架(100)的總輥縫的階梯狀橫截 面，然而具有更大的階梯高度h^ AM。h1+1+ Ahw且hJ △h1#h1+1+ △ hw以及Ah,〉0和Ahw〉0;并且通過在后置的按照權(quán)利要求1至6中任 一項所述的軋機機架(100)中軋制預(yù)成型的金屬帶，將已預(yù)成型的金屬 帶(200)的單個階梯高度減少Al^達到hi且i二1...1。
全文摘要
本發(fā)明涉及軋機機架、軋機機組以及軋制階梯狀地預(yù)成型的金屬帶的方法。為了確保金屬帶即使在單個階梯的厚度減少后也在金屬帶的縱向方向上沒有浪皺，根據(jù)本發(fā)明提出，在考慮下面的規(guī)律性的情況下階梯特定地進行減小厚度Δh<sub>i</sub>/h<sub>i</sub>＝Δh<sub>i+1</sub>/h<sub>i+1</sub>＝ε＝常數(shù)，其中Δh<sub>i</sub>代表了在第i個階梯的區(qū)域內(nèi)的厚度減少量，而h<sub>i</sub>代表了在第i階梯的區(qū)域內(nèi)進行軋制后金屬帶200形成的厚度尺寸。
文檔編號B21C37/04GK101309762SQ200780000143
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月27日
發(fā)明者H·-P·里希特, H·勒澤, R·科普 申請人:Sms迪馬格股份公司