用于减少斯特克尔式轧机内的振动的方法及装置

摘要

本发明涉及一种用于减少由于斯特克尔式轧机中的斯特克尔式轧辊(1)上的扁平位置造成的振动的方法及装置，与轧制料材(6)进行接合的调节轧辊(3)设置在斯特克尔式炉的斯特克尔式轧辊(1)和轧辊机座(5)的传动器(2)之间。在这种情况下，轧辊(3)施加在轧制料材(6)上的力被调节到一个预定的值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来减少斯特克尔式轧机内的由于斯特克尔轧辊上的扁平位置(Flachstelle)造成的振动的方法及装置，其中与轧制料材进行接合的调节轧辊设置在斯特克尔炉的斯特克尔轧辊与轧辊机座的传动器之间。

背景技术

斯特克尔式轧机内会以已知的方式产生振动，原因在于尽管斯特克尔式轧辊是圆柱形的，沿着该斯特克尔式轧辊具有用来接收轧制料材头部(带材头部)的槽。该槽通过相应的转换半径连接到斯特克尔式轧辊的圆柱形外壳上，使得卷在斯特克尔式轧辊上的轧制料材的圆周轮廓不是圆柱形的，而是具有对应于弦状的扁平位置。

因此，在轧制料材的卷起或拆卷过程中，在每种情况下，在扁平位置处出现带材张紧力的下降，该情形对应于位于斯特克尔式轧辊和轧辊机座之间的轧制料材部分的伸长，或者分别出现带材张紧力的增加，该情形对应于位于斯特克尔式轧辊和轧辊机座之间的轧制料材部分的缩短。在带材张力下降的情形下，此区域内的带材张力会变得非常低或甚至为零。

该问题的一种解决方案在EP-A-1180402中提出，其中可移动的传动器轧辊变化轧制料材的行程长度，其特别地作为斯特克尔式轧辊的旋转角度的一种功能。但是，这里必要的是斯特克尔式轧辊的扁平位置的角位置是确定的或者其扁平位置是确定的，且还取决于偏移轧辊的位置的传动轧辊的必要位置因此也是确定的。

发明内容

因此，本发明的一个目的是从调节的方面简化用于减少振动的已知方法。

该目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求8的装置来实现。

由于轧辊施加在轧制料材上的力被调节到预定值，即轧辊以预定的力压着轧制料材，这样确保了在卷起过程中当到达扁平位置时，带材张力的下降由于轧辊相对带材的位移而被削弱，该情况的发生依靠作用在轧辊上的预定力。

在这种情况下，对斯特克尔式轧辊的传动控制或带材张力调节没有影响，该操作没有任何与轧辊上的力的调节的接合。一般来说，带材张力通过轧辊机座的两个工作轧辊的传动和两个斯特克尔式轧辊的传动来调节。例如，斯特克尔式轧辊的旋转速度从卷速和当前卷直径来获得，斯特克尔式轧辊的转矩从预定带材张力和卷直径来获得。

轧辊在扁平位置处的偏移造成力作用中的几何改变。轧辊上的力保持相同，只有轧制料材上的力的作用点改变。这意味着取决于偏移方向，轧辊上的预定力经受带材张力的轻微变化。

斯特克尔式轧辊的传动调节能在扁平位置经过之后通过旋转速度的改变(目的为从带材张力方面保持转矩恒定)来补偿轧制料材的长度误差，并且因此能将轧辊拉回初始位置，在该初始位置处轧辊具有扁平位置的上游。该情形通过现有的斯特克尔式轧辊的调节而自动进行。

在本发明的一种可能的实现方式中，在斯特克尔式轧辊的一次或多次旋转过程中，力保持恒定不变。

因此，如果在轧制料材卷起的过程中有很少的带材在短时间内张紧，当随后的带材经过扁平位置时，带材张力下降。由于轧辊上的恒定的调节力，直到轧辊在新的位置上与轧制料材处于力平衡，该轧辊才移位。由于在位置上的轻微振动，位于轧辊上游和下游的两个轧制料材部分之间的角度减小。在恒定力的情况下，调节装置造成调节力矩在带材张力下降的情况下减少，并造成调节力矩在带材张力增大的情况下增加。但是，能实现的是带材张力不会变为零。一般来说，带材张力选定为轧制料材厚度(带材厚度)、温度、厚度、宽度以及轧制料材的材料特性的函数，由于这些属于公知常识的一部分，这里不再具体讨论。

在另一种可能的方案中，在每次旋转的具体时间范围内，附加力加到斯特克尔式轧辊的一次或多次旋转过程中的恒定力上。该情形可通过以下方式实现，即恒定力在带材张力下降出现之前在特定的时间范围内增加，并且在该时间范围之后再次降低到原始的恒定值。在任何情况下，带材张力的下降能比旋转过程中的恒定力的情况更快地被补偿。附加力的先前的附加在这种情况下能更好地补偿轧辊的惯量。

用于增加附加力的时间范围对应于轧制料材通过扁平位置的拆卷或卷起的持续时间的大约1/3。为了确定附加力的增加，可确定斯特克尔式轧辊或扁平位置的角位置。

而且，可设置改变力作为斯特克尔式卷筒上的轧制料材的卷直径的函数。也就是说，例如该力在斯特克尔式轧辊的旋转过程中保持基本上恒定并且随着增加的卷直径而变得持续增高或降低。在附加力周期性附加的实施例中，恒定力同样地持续增大，但附加力不持续增大。

在轧辊的给定位置上，轧辊上的力和通过带材张力施加在轧辊上的力以及轧制料材的缠绕处于平衡。然后，如果卷直径增大或减小，轧辊和斯特克尔式轧辊之间的轧制料材的空间位置以及因此的力平衡改变，从而为了恢复先前的力平衡，轧辊上的力或者轧辊的空间位置改变。力的必要改变可根据轧辊上的力(带材张力和轧辊上的调节力)形成的力平行四边形来确定或计算。

因此有两种可能的方案：一种是轧辊上的力只取决于特定时间点上的带材张力，因此在整个卷起过程中基本上恒定(除了如果适当而施加的周期性附加力)，而后，例如在卷起过程中，由于卷直径的增加，轧辊上的带材张力变得持续增大且轧辊被持续作用进一步偏出轧制料材的路径。这样，除了由于斯特克尔式轧辊的扁平位置造成的偏移，轧辊的位置是可变的，轧辊从卷起操作开始时的初始位置到卷起操作结束时的最终位置连续地运行。

另一种是轧辊上的力既作为带材张力的函数也作为卷直径的函数而被预先确定，然后该力可被选择为使其保持与瞬时带材张力平衡，并且轧辊在带材张力波动的过程中只暂时改变其位置，然后在带材张力波动之前再次回到初始位置。

因此轧辊的空间位置在整个的卷起或拆卷操作过程中保持固定，除了由于斯特克尔式轧辊上的扁平位置造成的偏移。

一般来说，选择力使得在轧辊的预定位置上，该力抵消通过预定的带材张力而施加在轧辊上的力。在轧辊的可变化位置的第一种情况中，基于几何条件(轧制料材相对轧辊的布置方式)来确定必要的力，例如在卷起操作的开始时基于由力平行四边形产生的预定的带材张力。

在轧辊的固定位置的第二种情况中，利用力平行四边形，轧辊上的力在卷起操作过程中持续地适于由每种情况下作用在轧辊上的带材张力的卷直径的增加或减少造成的几何条件改变。

轧辊和/或其支承，例如枢转臂，液压地调节，这样具有以下优点，即与气动调节或通过电机调节相比，能够更快和更精确地进行。

由于轧辊基本上垂直于位于斯特克尔式轧辊和传动器之间的轧制料材的平面而移动，因此能实现轧辊的低偏移下的最大的可能效果。但是，轧辊的调节可通过使缸相对该平面倾斜地调节来发生。

用于执行该方法的装置可包括至少一个优选液压的调节缸，该缸接合在轧辊架上，例如枢转臂。

该调节缸有利地具有用于在卷起操作过程中确定开始位置和监测轧辊位置的位置检测装置。

而且，该调节缸可在杆侧和活塞侧上具有压力检测装置，其优点在于能监测实际压力。

将设置一个具有低的质量惯量的轧辊，从而根据本发明的轧辊能迅速地补偿带材张力波动。处于该目的，可设置设计为管的轧辊。管的壁厚与外管径之比为约1∶10，该比例能保持足够地稳定。

如果轧辊安装在调节缸与之接合的枢转臂上，则使用液压被证明是有利的，调节缸的力臂相对枢转臂的轴线小于轧辊轴线和枢转臂轴线之间的距离。因此，调节缸必须只以小于轧辊速度的速度来移动，从而能使用具有较小的阀和较短转换时间的调节缸。

附图说明

通过以下的图1至3，参考例子来说明本发明：

图1为斯特克尔式轧机的示意图；

图2示出了在卷起过程中的带材张力下降之前和之中的轧辊的位置；

图3示出了在拆卷过程中的带材张力上升之前和之中的轧辊的位置。

具体实施方式

根据图1，附加的调节轧辊3设置在传动器2和斯特克尔式炉(卷取炉)的斯特克尔式轧辊1之间，该传动器2设置在轧辊机座5的上游和下游。该轧辊安装在枢转臂内并且与轧制料材6接合。传动器2在该时间点以上部传动器轧辊的固定位置打开。斯特克尔式轧辊1的螺纹槽7造成卷起的轧制料材6的扁平位置。

图2显示了图中左上角的位置a)由扁平位置造成的在带材张力下降之前的根据本发明的装置，和图中的左下角的位置b)由扁平位置造成的在带材张力下降之中的根据本发明的装置。斯特克尔式轧辊1按所示箭头绕旋转轴线逆时针旋转并卷起轧制料材6。轧辊3安装在枢转臂4的两端，在每种情况下液压调节缸8均接合在枢转臂4上。两枢转臂4绕枢转轴线9枢转并且在后者的区域内互相连接。作用的带材张力由向量10表示。作用在轧辊3上的带材张力从力平行四边形获得，该力平行四边形在图的下边示出，其中力11与带材张力10反向，但大小相等，在该时间点调节缸8必须将该力施加到轧辊上。

在位置b)，带材张力已经减小。为了吸收带材张力的下降，轧辊3已经通过调节缸8而被降低。由于调节装置的几何形状，在恒定缸力的情况下调节力矩被减少。

两个位置a)和b)上下地示出，图2的右下角以简化的方式仅示出了轧制料材和轧辊及枢转臂。箭头12示出了绕过斯特克尔式轧辊1的扁平位置的过程中轧辊3的移动方向。

斯特克尔式轧辊1的传动调节响应于由于转动速度增加的带材张力下降，且轧辊3在带材张力下降之前被拉回零位置。这确保了在卷起过程中，轧辊3在扁平位置通过之前总是返回到轧辊的初始位置，预先假定轧辊3上的力适于瞬时带材张力(作为卷直径的函数)。或者根据调节缸8的恒定力(轧辊的可变位置)轧辊从较低位置持续上升到较高位置。

在卷起过程中，由于斯特克尔式轧辊1上的扁平位置，轧制料材6的伸长以及因此的带材张力下降出现。轧辊3通过轧制料材6而降低。

液压调节缸8的连接的几何形状选定为使得缸的力相对枢转臂4的重心的力臂减小，因此，尽管枢转臂4偏移，带材张力轻微地减小。斯特克尔式轧辊1的转矩调节通过旋转速度的增加而响应于该减小，直到期望的带材张力恢复。因此轧辊3在带材张力减小之前返回其位置。

图3以类似于图2的方式，在左上角的位置a)中示出了由扁平位置造成的带材张力上升之前的根据本发明的装置，在左下角的位置b)中示出了由扁平位置造成的带材张力上升之中的根据本发明的装置。

在拆卷过程中，由于斯特克尔式轧辊1上的扁平位置，轧制料材6的缩短以及因此的带材张力上升出现。轧辊3通过轧制料材6而上升。

液压调节缸的连接的几何形状选定为使得缸的力相对枢转臂4的重心的力臂增加，因此，尽管枢转臂4偏移，带材张力轻微地增加。斯特克尔式轧辊1的转矩调节通过旋转速度的减小而响应于该增加，直到期望的带材张力恢复。因此轧辊3在带材张力增加之前返回其位置。

这样确保了在拆卷过程中，在通过扁平位置之前轧辊3回到轧辊的初始位置，预先假定轧辊3上的力适于瞬时带材张力。或者根据调节缸8的恒定力(轧辊的可变位置)轧辊从较高位置持续行进到较低位置。

另一斯特克尔式轧辊在轧辊机座的另一侧上的调节以类似的方式进行，在每种情况下，一个斯特克尔式轧辊绕起而另一个解绕，除了在只使用一个斯特克尔式轧辊的每种情况下第一个和最后一个通过的情况。

附图标记：

1.斯特克尔式轧辊

2.传动器

3.轧辊

4.枢转臂

5.轧辊机座

6.轧制料材

7.螺纹槽

8.调节缸

9.枢转轴线

10.带材张力

11.轧辊上的力

12.轧辊移动方向