在一个具有斜轧机的轧制设备中轧制轧件的方法和设备

摘要

本发明涉及一种轧制设备，它具有一个行星式斜轧机和一个纵向轧机，以及一个测量仪器，用于探测轧件在斜轧机出口上的旋转并根据测量值调节行星式斜轧机的至少一个驱动参数。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在一个具有斜轧机的轧制设备中轧制轧件的方法和设备。

背景技术

使用具有斜轧机的轧制设备，以便轧制例如金属无缝管或其它圆形横截面的轧件，如棒材。

在一种斜轧机中，多个轧辊设置在待轧制的轧件的圆周上。所述轧件在这些以相同方向旋转的轧辊之间置于旋转状态同时发生变形。为了使轧件获得在纵向上的运动，所述轧辊在切向平面里以一个给定角度相对于轧件纵轴线倾斜。这种布置由此使轧件产生一种螺旋线形运动。

上述斜轧机的结构方式存在一些缺陷，它们尤其由于轧件围绕其纵轴线的旋转而产生。这些缺陷在于限制了最大轧件长度、昂贵的支承和导向装置和一个较低的输送速度。轧件在旋转中的振动对于轧件品质是不利的。

这些缺陷导致行星式斜轧机的发展，它们通过多个结构组件旋转运动的叠加原则上能够在轧件不围绕其自身的纵轴线旋转的情况下实现轧制。德国专利文献195 10 715 C2描述了一个这样的行星式斜轧机。DE195 10 715 C2所述装置的结构具有一个通过一个主驱动装置运动的转子，该转子包围轧件并可旋转地支承在四个行星式轧辊上。这些行星式轧辊随着转子旋转。除了随着转子进行旋转，行星式轧辊还被一个附加驱动装置围绕其纵轴线旋转地进行驱动。但是已经证实，由DE 195 10 715C2已知的措施不可能完全阻止在轧制期间轧件的旋转。

问题是，尤其是当轧件直接在斜轧机的出口上进入纵向轧机时，轧件出现这样的旋转。在纵向轧机中轧件通常旋转固定地夹紧，因此由斜轧机引起的旋转运动导致轧件的扭转负荷。这些扭转负荷降低轧件品质并在最严重的情况下，尤其是对于薄壁轧件，导致轧件中的横折缺陷。

发明内容

因此本发明的目的是，建议一种方法和设备，它避免上述缺陷并且其中在轧制期间轧件几乎没有旋转。

这个目的通过并列的各独立权利要求的内容得以实现。有利的扩展结构在从属权利要求中给出。

按照本发明的方法规定，对在一个行星式斜轧机(下面也称为：斜轧机)中轧制的轧件的旋转进行测量并将这个测量值用于调节斜轧机的至少一个驱动参数。通过测量轧件的旋转，能够确定轧件的旋转并通过匹配斜轧辊的至少一个驱动参数如斜轧机旋转速度来制止旋转。

通过按照本发明的方法防止轧件旋转，由此不仅防止在行星式斜轧机中而且防止在纵向轧机中夹紧的轧件的扭转负荷。所述轧件与常见方法轧制的轧件相比具有更高的质量。

已经认识到，由DE 195 10 715 C2已知的措施不能完全避免轧制期间轧件的旋转。其原因在于，所选择的转子转数与行星式轧辊转数的比例只在一定的轧制情况下防止轧件旋转。当轧制情况由于轧件中微小的材料差别或者熔渣沉积、温度变化、表面摩擦系数变化或其它因素而改变时，则产生轧件的旋转。所述轧件的这种旋转经常是非常微小的(蠕动)，尤其是当轧制情况略微改变的时候。通常只用眼睛是不能识别这种蠕动的，但是在最终产品中导致太大的质量损害。

按照本发明的方法优选用于轧制管形轧件制成所谓的管坯或轧制圆形实心体如棒材。所述轧件最好是金属的，但是也可以是其它材料，如塑料。

在一个优选的实施例中，所述测量连续地最好实时地进行。同样调节也可以连续地实时地进行，使得可以快速地适应变化的轧制条件。尤其是在整个轧制过程期间进行测量和调节。

所述轧件最好在一个行星式斜轧机中轧制，其中，一个主驱动装置驱动一个包围轧件的转子，在所述转子中可旋转地支承行星式轧辊，并且一个附加驱动装置使行星式轧辊附加地围绕其各自的纵轴线旋转。对于在行星式斜轧机中优选的轧制方法请参阅DE 195 10 715 C2，其对于行星式斜轧机的轧制方法的描述是本描述的组成部分。

所述转子和/或行星式轧辊的旋转速度和旋转方向最好可以借助于给定的理论值进行调节。这些理论值可以手动调节或者对于计算机支持的调节可以从数据库中取出。这些理论值最好根据待轧制的轧件材料、轧件外径和对于空心体根据轧件的壁厚而给定。它们最好给出转数，其中对于给定的轧制条件按照本发明不期望产生旋转。

通过按照本发明规定的调节最好根据测量值改变其中的一个理论值，由此实现简单的调节结构。

有利的是，通过调节，只对一个驱动装置尤其是附加驱动装置的转数进行匹配。由此继续简化调节结构。

在一个有利的扩展结构中，为了确定轧件的旋转使用无接触的测量方法。但是也可以使用其它测量方法，例如机械的，如摩擦推论测量方法。

按照本发明的轧制设备具有一个测量仪器，用于确定轧件的旋转。通过这个测量可以获知轧件是否旋转。与所期望的直线运动的偏差可以显示出来或者例如输送到一个调节回路。

一个相应的测量仪器的有利布置可以位于斜轧机的出口处并且尤其直接位于斜轧辊后面。

所述行星式斜轧机具有一个主驱动装置，用于使包围轧件的转子旋转，在转子中可旋转地支承行星式轧辊，还具有一个附加驱动装置用于使行星式轧辊围绕其纵轴线旋转。对于优选的行星式斜轧机结构请参阅DE 195 10 715 C2，其对于行星式斜轧机结构的描述是本描述的组成部分。所述行星式斜轧机最好具有三个或更多个行星式轧辊，尤其是四个行星式轧辊。

特别优选的是，所述斜轧机具有一个与测量仪器的测量值有关的调节装置，用于影响斜轧机的一个驱动参数，如斜轧辊或行星式轧辊的旋转。

在一个行星式斜轧机中，所述主驱动装置和附加驱动装置最好具有相互独立的调节系统。但是也可以使用一个组合的调节装置，它根据测量值仅影响一个驱动装置或同时影响两个驱动装置的驱动参数。尤其优选的是，在保持主驱动装置转数恒定的条件下只调节附加驱动装置。

在一个优选的实施例中，所述测量仪器是一个无接触测量的测量仪器。但是也可以使用其它测量方法，例如机械的测量方法，如基于摩擦锁合的测量方法。

按照本发明的方法和按照本发明的轧制设备尤其适用于良好地轧制特别薄壁的轧件。一个区域在斜轧机中进行轧轧制而另一个区域在纵向轧机中进行轧制的所述薄壁的轧件在扭转负荷情况下特别易于褶皱。

附图说明

下面借助于在附图中所示的实施例详细描述本发明。附图中

图1按照本发明的轧制设备的示意侧视图，具有一个行星式斜轧机和一个纵向轧机，待轧制的轧件在进入到纵向轧机之前，

图2按照本发明的轧制设备的示意侧视图，具有一个行星式斜轧机和一个纵向轧机，待轧制的轧件在进入到纵向轧机之后，

图3示意图示出按照本发明的轧制设备的控制回路。

具体实施方式

在图1中示出一个轧制设备，它包括一个行星式斜轧机20、一个纵向轧机25和一个设置在其间的测量仪器8。

所述行星式斜轧机20由多个行星式轧辊1组成，它们以其下部区段在轧件6上滚动。在此行星式轧辊1相对于轧件6的纵轴线不仅在垂直面里而且在水平面里都是倾斜的。

所述行星式轧辊1在其后端可旋转地支承在一个转子2中，其旋转轴线与轧件的纵轴线重合。所述转子2通过一个减速器由一个主驱动装置的输出轴3驱动。该转子2和支承在其中的行星式轧辊1执行一个围绕轧件6的旋转运动。

此外，在行星式轧辊1上有一些齿轮4，这些齿轮与一个太阳轮5啮合。通过与太阳轮5的这种啮合，行星式轧辊1随着转子2的旋转而处于围绕自身轴线的旋转。

所述太阳轮5通过一个减速器由一个叠加驱动装置(附加驱动装置)的输出轴7驱动。所述太阳轮的这个旋转运动导致行星式轧辊1的一个叠加的旋转，它由两个旋转运动的和产生。

通过行星式轧辊1与转子2旋转的叠加，可以在轧件6无旋转运动的情况下进行轧制。为此所必需的转子2转速与行星式轧辊1转速之间的比例在轧制过程期间根据变化的参数进行改变，如轧制原料的材料情况的局部变化、温度变化、轧屑沉积或表面摩擦系数变化。在斜轧机的出口上设置一个测量仪器8，它探测可能由于参数变化引起的轧件6的旋转运动n_Rohr并传递到一个计算机9。由转速n_Rohr推导出一个转速差Δn，它与附加驱动装置35的外部的理论值给定值相加。由此得到附加驱动装置35发动机的理论转速n_Soll，因此它取决于转速n_Rohr。一个附加的发动机调节器30负责保持给定值n_Soll。

所述主驱动装置45具有一个独立于附加或叠加传动装置的调节回路40，它只负责调节保持主驱动装置45的外部的理论值给定值。

在图1中示出在调节过程期间的轧制设备，在轧件6进入纵向轧机25之前，调节过程最好结束。在图2中所述轧件6已经进入到纵向轧机25中。该轧件不再进行围绕自身轴线的旋转运动。所述系统位于进入已调节的状态。