轧制设备以及用于轧制的方法
【专利摘要】轧制设备，尤其用于冷轧金属带材（2）的冷轧设备，其具有至少一个冷轧机架（1）、支承在冷轧机架（1）前面的退卷机（3），其中在退卷机（3）和冷轧机架（1）之间中间连接有单元（10），其中该单元（10）由至少三个分别围绕旋转轴线（6A、7A、8A）旋转驱动的辊子（6、7、8）形成，其中每个所述辊子（6、7、8）能够单个或者共同地沿着相应旋转轴线（6A、7A、8A）的方向并且沿着横向于旋转轴线（6A、7A、8A）的方向借助于驱动和调整装置（11）进行调整。
【专利说明】轧制设备以及用于轧制的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轧制设备、尤其用于冷轧金属带材的冷轧设备，其具有至少一个冷轧机架、支承在冷轧机架前面的退卷机，其中在退卷机和冷轧机架之间中间连接有单元。本发明也涉及一种用于轧制的方法。
【背景技术】
[0002]在用于轧制金属带材的设备中会要求在真正的轧制过程前预先处理金属带材。例如可以在冷轧过程之前要求在再结晶方面对金属带材进行退火，从而将组织结构再置于未硬化的原始状态中，使得金属再次坚韧并且可继续变形。该“再结晶退火”目前多种多样地在所谓的罩式退火炉中在保护气氛下例如氢气中得以实施。退火以及冷却的过程平均大致为48小时。为了防止在退火时相互抵靠的板层相互粘结，该带卷在其进入罩式退火炉中之前在带材拉力较小时松动地卷绕。在罩式退火炉中进行处理之后，金属带材输入冷轧机架。为此，需要将其从带卷中退卷。因为金属带材以很小的带材拉力进行卷绕，所以现在也必须在很小的带材拉力之下退卷。在此，带材拉力剧烈下降。会出现突然的带材拉力波动。
[0003]另一方面，在进入冷轧机架中时希望特定最小程度的带材拉力，因为由此在冷轧时可以降低所需要的轧制力。
[0004]为了将退卷与真正的轧制过程脱离，例如在EP I 784 266 BI中提出了一种S辊单元。在此，其缺点是特别在坚硬的并且/或者厚的金属带材中即使两个S辊的缠绕较大时也很难实现在进入冷轧机架中的入口中最小程度的带材拉力。另一方面，由于金属带材的刚性将金属带材引入S辊单元中是麻烦的。尤其在不连续的冷轧机列上，这是特别不利的，因为在这种设备中在每个带卷中必须重新进行麻烦的引入过程。
[0005]这种情况可以是，金属带材必须沿纵向分布，从而其能够在轧制机架上以较小的轧制宽度继续加工。这种纵向分布的轧制带材的横截面经常不是对称的。该带材在一侧上厚于在另一侧上。这种非对称的轧制带材在运行中从轧制设备的中心运动出来。为了确保在非对称的横截面轮廓中所述轧制带材在中间进入冷轧机架中，要求修正带材路线(带材偏转)。只有在能够维持轧制带材进入冷轧机架的精确的入口位置时，才可以遵循在冷轧过程中预先给出的狭窄的公差。
[0006]至今为止，不能令人满意地解决所希望的拉力脱耦-较低的退卷拉力、在轧制机架的进入区域内尽可能高的拉力-以及维持进入第一冷轧机架的精确的进入位置。
【发明内容】
[0007]本发明的任务是说明一种轧制设备、尤其冷轧设备或者说用于冷轧的方法，从而也可以为硬的和/或厚的金属带材在冷轧机架的入口范围内调整足够大的并且尽可能无波动的拉应力，并且尽可能简单地修正带材路线并且引入轧制带材。
[0008]该任务通过按权利要求1所述特征的轧制设备以及按权利要求11所述特征的方法得到解决。[0009]在按本发明的轧制设备中，在退卷机和第一轧制机架之间使用单元，该单元由至少三个被驱动的辊子构成，其中可以借助于驱动和调整装置改变该辊子的空间位置。一方面3辊系统的这些辊子的每个辊子都可以沿着其辊子轴线的方向进行调整。这种调整可以单个地或者共同地实现。通过辊子的这种轴线移动实现了金属带材的中心也在中心进入轧制机架中。因为轧制机架的工作辊子大多数具有球形轮廓或者获得了相对于设备中心对称的轧制间隙，所以必须尽可能对称地实现轧制带材的进入。只有这样才能够确保带材厚度的在冷轧时所要求的精度。楔形的带材轮廓尤其倾向于从轧制设备的中心运行出来。带材偏转在此是有利的。
[0010]另一方面，每个所述辊子沿着横向于旋转轴线的方向可以借助于驱动和调整装置进行调整。由此，一方面在金属带材的引入中实现了重要的简化:方法是将三个辊子中的中间一个相对于另外两个辊子置于摆动出来的位置中，带材的开端就可以非常简单地引入3辊系统中。该引入也可以通过转送台进行支持。用以将带材头部朝支撑的两个辊子的方向进行挤压的压紧辊在此可以引入时尤其在非常刚性以及厚的带材中形成其它辅助。在继续运行中，带材头部就进入工作辊子的间隙中。引入过程就结束了。在轧制期间，工作辊子在金属带上产生了带材拉力。通过靠合3辊系统的中间辊能够非常简单地规定在朝第一(冷)轧制机架的入口中所希望的带材拉力。为此，3辊系统的中间辊沉入金属带材的在所述两个支撑的辊子之间的区段中。所述三个辊子的空间位置规定了缠绕。沉入得越深，缠绕地越大。在轧制机架与3辊装置之间可以通过对驱动器的相应的控制来调整所希望的回拉应力，而不会使该带材拉力在退卷时作用到金属带材的在上游位于退卷机和3辊装置之间的较小的带材拉力上。反之，在松动卷起的盘卷在入口上退卷时，带材拉力的波动不会传播到冷轧线中。该3辊系统在轧制过程中用作拉力脱耦。
[0011]为了尤其在非常不对称(楔形)的轧制带材轮廓中确保精确地进入冷轧机架中，可以在优选实施方式中提出，在轴向调整3辊系统的辊子的同时也同样程度地一起调整或者说可以调整退卷机的轴向位置。
[0012]此外，可能有利的是，朝向退卷机的辊子的旋转轴线以及朝向冷轧机架的辊子的旋转轴线位于一个平面内并且位于其之间的辊子关于该平面可以在空间上进行调整。中间辊子沉入该平面下方越深，那么缠绕以及因此带材和辊子之间的粘附就越大。由此能够在进入第一冷轧机架时调整优选大的带材拉力。
[0013]为了尽可能简单地设计引入以及轧制之间的变换，一种实施例可能是有利的，SP中间辊子可以借助于液压执行器在辊子与轧制带材分开的向外摆动的位置与该辊子的圆周面部分地被轧制带材缠绕的向内摆动的位置之间进行调整。
[0014]为了能够在朝轧制机架的入口中调整较大的回拉应力，有利的是所述中间辊子沉入得足够深，也就是中间辊子的缠绕布置在由其它两个辊子的旋转轴线形成的平面下方，并且所述两个支撑的辊子的缠绕位于该平面上方。
[0015]当靠合中间辊子使得中间辊子具有大于180°的缠绕时，在入口区域内可以调整特别大的带材拉力。
[0016]在本发明的特别优选的实施方式中可以提出，借助于驱动和调整装置能够无级地改变在所述平面中两个支撑的辊子的间距。通过以下方法能够获得这种改变，即两个辊子相互相对或者远离运动，由此能够非常不同地预先给出缠绕以及从中给出在入口中的制动作用。然而保持两个位于平面中的辊子之一的所处位置并且相对于此仅仅改变另外一个辊子的位置也可以是有利的。由此能够在金属带材中精确地消除上游或者说下游的拉力波动。
[0017]可能有利的是，中间的辊子的调整运动是线性运动，该运动关于所述平面围成了可预先给出的角度。由此能够根据对带材路线的所希望的影响来更好地调整三个辊子的缠绕。此外，对辊子的驱动器的调节在技术上可以是更简单的。
[0018]根据设备的尺寸，对于带材路线(带材偏转)的影响来说有利的是，借助于共同的或者分开的驱动和调整装置能够将退卷机与3辊系统的辊子一起或者分开地在辊子的旋转轴线的方向上进行调整。对于大型设备来说，分开的实施方式可以是有利的，对于小型设备来说，共同的驱动和调整装置可以是有利的。
[0019]适宜的是，在测量技术上检测在朝第一轧制机架的入口中带材的侧向位置。这例如可以借助于传感器实现，该传感器检测一个轨道棱边或者两个轨道棱边的位置并且将测量信号输入驱动和调整装置。该驱动和调整装置从带材位置的所测量的信号中求得用于调整3辊系统的轴向位置的、必要时也是退卷机轴向位置的控制信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了进一步解释本发明，在下面的描述部分中参照附图，从中根据非限制性的实施例获得本发明的其它有利的设计方案、细节以及改进方案。
[0021]附图示出:
图1是按本发明的轧制设备在引入状况中的示意性侧视图，其中中间的辊子没有作
用；
图2是按图1的冷轧设备处于轧制状况中，其中中间的辊子与金属带材作用；
图3是按图1的冷轧设备，其中中间的辊子沉入配合线下方并且通过沿着入口侧和/或出口侧的辊子的带材路线方向的调整运动来消除拉力波动；
图4是3辊系统的细节图。
【具体实施方式】
[0022]图1示意性地示出了按本发明的轧制设备在带材开端引入轧制机架I中的状态中的侧视图。卷成盘卷的钢带2由退卷机3沿着顺时针方向退卷并且从左向右指向单元10的方向。该单元10基本上由三个辊子6、7、8构成，其中中间的辊子7在该运行状态中从带材路线摆动离开并且不与金属带材2处于作用之中(引入状态)。该金属带材2首先在转送台13的一部分上输送并且以以下顺序通过辊子6、转送台13的另一部分以及辊子8得到支撑。对于非常刚性的金属带材，该引入过程必要时通过压紧辊19来支持。转送台13可以通过附图中没有示出的驱动器从带材路线来回摆动。
[0023]如在图1中通过箭头12所示，借助于驱动和调整装置11可以改变辊子6、7、8的空间位置，必要时也改变退卷机3的位置。换句话说，每个所述辊子6、7、8由驱动和调整装置11不仅围绕配属其的旋转轴线6A、7A、8A旋转驱动并且可以(一起或者分开地)沿着轴向调整，而且也可以借助于驱动和调整装置11沿着横向于其旋转轴线6A、7A、8A的方向调整每个棍子6、7、8的所处位置。[0024]尤其在轧制带材的楔形横截面中有利的是，在随着3辊系统的轴向移动的同时也沿着退卷机的旋转轴线3A的方向调整该退卷机3。由此能够将金属带材2导引到冷轧机架I的中心。
[0025]在此要注意的是，用以在轧制设备中能够规定或者说调整辊子(或者必要时退卷机)的旋转运动以及同时也包括空间位置的驱动和调整装置11能够用液压或者机电的方式进行操作。
[0026]这种装置在下面假定为已知的并且因此在此不需要详细地解释。
[0027]图2示出了冷轧时的状况。在轧制带材2引入轧制机架I的工作辊的间隙中并且由工作辊抓住之后，带材拉力施加到金属带材2上。如开头已经示出的，该带材拉力以及在通向轧制机架I的入口区域内的带材路线应该可以尽可能独立于退卷机3范围内的带材拉力预先给出。在退卷盘卷时拉应力的波动应该尽可能不到通向轧制机架I的入口范围内。如在图2中所示，为了这种拉力脱耦设置了单元10。该单元10的中间的辊子7在该视图中向内摆动。该金属带材2分别缠绕三个辊子6、7、8的外周面的一个部分区域。每个辊子6、7、8如已经说的，通过没有详细示出的驱动器进行旋转驱动。在此，所述辊子6、7、8的驱动力矩由驱动和调整装置11预先给出，从而一方面将制动作用施加到金属带材2上。通过该制动作用可以维持在通向冷轧机架I的入口中所希望的最小程度的拉应力。这种回拉应力在很大程度上独立于拉力波动并且不受拉力波动的影响，该拉力波动在退卷较松缠绕的盘卷时会出现。此外，驱动和调整装置11也影响辊子6、7、8的旋转轴线的空间位置(必要时也影响退卷机3沿着其旋转轴线3A的方向的空间位置)。通过沿着辊子的轴向的移动也可以除了带材拉力也对带材路线产生影响。这种(不仅对旋转运动而且对旋转轴线的轴向位置的)影响在图2中象征性地通过虚线(作用传导以及信号传导的连接4)并且通过箭头12说明。由于清晰缘故，用于该调整过程的驱动器以及执行器在附图中没有详细示出。
[0028]布置在所述单元10与冷轧机架I之间的带材位置检测装置9用于检测带材位置。带材路线的监控例如可以通过以下方法实现，即在测量技术上检测金属带材的棱边。该带材位置检测装置9传导信号地与驱动和调整装置11连接。通过所输入的测量信号可以用常规的调节方法很好地反作用于金属带材2的偏离。这尤其在具有楔形形状的金属带的横截面轮廓中是有利的。
[0029]图3同样示出了轧制过程中的状况。与图2的图示不同的是，所述中间的辊子7沉入直至两个辊子6、8下面。由此获得了辊子7的缠绕的较大的角度，此外也获得了辊子
6、8的相对更大的缠绕角度。该缠绕的角度是可调整的，方法是分别根据箭头14预先给出辊子6的位置或者说辊子8的位置。在此，可以转移所述辊子6、8之一的旋转轴线，或者也可以转移这两个的旋转轴线。如果改变了旋转轴线6A、8A之间的间距18，那么也改变了缠绕。
[0030]如3辊系统的图4的细节图所说明的一样，中间的辊子7例如可以通过没有详细示出的液压执行器在向外摆动的位置16和向内摆动的位置17之间进行调整。所述调整运动21可以关于平面15垂直地实现或者在角度20中实现。调整运动21的角度20的变化影响了辊子6、7、8的缠绕。
[0031]辊子6、7、8的旋转轴线6A、7A、8A相互平行并且关于平面15平行。在辊子7的图4中所示的位置中，该辊子的缠绕区域位于通过辊子6、8的旋转轴线6A、6B形成的平面15下方。外面的辊子6和8的旋转轴线6A和8A可以在平面15中(大致沿着带材路线方向5)沿着双箭头14的方向移动。在辊子7的足够大的沉入深度中，两个辊子6、8的间距18可以选择得非常狭窄，从而能够通过3辊系统实现较高的拉力形成。这尤其在冷轧薄的并且硬的金属带材时是有利的。通过关于平面15预先给出靠合运动的角度20，可以额外地不同地设计所述辊子6、7、8的缠绕。
[0032]原则上对于牢固卷绕的带卷，也可以使可靠合的中间辊子7在轧制期间也保持远
离放置。
[0033]用上面所示的3辊系统可以以简单的方式同时实现拉力脱耦、在入口区域内所希望的拉力形成以及金属带材的良好的带转向。通过中间辊子7的沉入深度结合3辊系统的两个外面的辊子6、8的水平的可调整性，可以在冷轧中以有利的方式调整拉力形成并且由此在后面的轧制机架I中确保较高的回拉应力。结合上面所示的转送台13并且必要时借助于压紧辊19，引入过程对于刚性的金属带材2来说也是比较简单的。
[0034]通过可以同时轴向移动退卷机3以及与其牢固连接的或者也可分开移动的3辊单元的方案，存在非常良好的带材路线调节的方案。十分有效的带材路线调节的优点尤其在金属带材中是很重要的，其横截面轮廓是不均匀的。
[0035]尽管本发明在细节上在上面根据冷轧设备的优选实施例进行了详细的说明以及描述，但是本发明没有通过该公开的例子受到限制。本发明也可以如此好地用在其它轧制设备中，例如用在热轧中。此外，其它变型方案可以由本领域技术人员从中推导得出，而不会离开本发明的保护范围。
[0036]附图标记列表
1轧制机架、冷轧机架
2带材
3退卷机
4连接(作用传导以及信号传导)
5带材路线方向
6棍子
7辊子
8辊子
9带材位置检测装置
10单元、3辊系统
11驱动和调整装置
12箭头(辊子6、7、8垂直的移动方向)
13转送台
14箭头(6、8水平的移动方向)
15平面
16辊子7的向外摆动的位置
17辊子7的向内摆动的位置
18间距
19压紧辊20角度
21箭头、辊子7的靠合方向3A 退卷机3的旋转轴线
6A辊子6的旋转轴线
7A辊子7的旋转轴线
8A辊子8的旋转轴线。
【权利要求】
1.轧制设备，尤其用于冷轧金属带材(2)的冷轧设备，具有至少一个冷轧机架(1)，具有支承在冷轧机架(1)前面的退卷机(3 )，其中在退卷机(3 )和冷轧机架(1)之间中间连接有单元(10)，其特征在于，该单元(10)由至少三个分别围绕旋转轴线(6A、7A、8A)旋转驱动的辊子(6、7、8)形成，其中每个所述辊子(6、7、8)能够借助于驱动和调整装置(11)单个或者共同地沿着相应旋转轴线(6A、7A、8A)的方向以及沿着横向于旋转轴线(6A、7A、8A)的方向进行调整。
2.按权利要求1所述的轧制设备，其特征在于，所述退卷机(3)能够借助于驱动和调整装置(11)沿着其旋转轴线(3A)的方向进行调整。
3.按权利要求2所述的轧制设备，其特征在于，朝向退卷机(3)的辊子(6)的旋转轴线(6A)与朝向冷轧机架(1)的辊子(8)的旋转轴线(8A)位于一个平面(15)中，并且布置在所述两个辊子(6、8)之间的中间辊子(7)在其相对于该平面(15)的空间位置方面能够借助于驱动和调整装置(11)进行调整。
4.按权利要求3所述的轧制设备，其特征在于，所述中间辊子(7)能够在辊子(7)没有与轧制带材(2)作用的向外摆动的位置(16)与辊子(7)的圆周面部分地被轧制带材(2)缠绕的向内摆动的位置(17)之间进行调整。
5.按权利要求4所述的轧制设备，其特征在于，在辊子(7)的向内摆动的位置(17)中，该辊子(7)的缠绕布置在所述平面(15)下方，并且所述两个辊子(6、8)的缠绕布置在所述平面(15)上方。
6.按权利要求5所述的轧制设备，其特征在于，在辊子(7)的向内摆动的位置(17)中，该辊子(7)的缠绕大于180°。
7.按权利要求6所述的·轧制设备，其特征在于，借助于驱动和调整装置(11)能够调整所述两个辊子(6、8)在所述平面(15)内的旋转轴线(6A、8A)的间距(18)。
8.按权利要求1到7中任一项所述的轧制设备，其特征在于，在调整辊子(7)时的运动方向(21)与所述平面(15)成角度(20)中。
9.按权利要求1所述的轧制设备，其特征在于，所述退卷机(3)能够与辊子(6、7、8)—起或者与辊子(6、7、8)分开地沿着辊子(6、7、8)的旋转轴线(6A、7A、8A)的方向借助于驱动和调整装置(11)进行调整。
10.按权利要求1所述的轧制设备，其特征在于，在所述单元(10)和冷轧机架(1)之间布置了用于检测带材位置的测量装置(9)并且该测量装置(9)传递信号地与驱动和调整装置(11)连接。
11.用于轧制的方法，尤其以轧制设备对金属带材(2)进行冷轧，包括:至少一个冷轧机架(1)、支承在冷轧机架(1)前面的退卷机(3 )，其中在退卷机(3 )和冷轧机架(1)之间中间连接了影响带材路线的单元(10 )，该单元由三个分别围绕旋转轴线驱动的辊子(6、7、8 )形成，其中在轧制过程中每个辊子(6、7、8)沿着其旋转轴线(6A、7A、8A)的方向并且沿着横向于旋转轴线(6A、7A、8A)的方向借助于驱动和调整装置(11)进行调整。
12.按权利要求11所述的方法，其特征在于，所述退卷机(3)借助于驱动和调整装置(11)沿着其旋转轴线(3A)的方向随着辊子(6、7、8)的轴向调整共同地进行调整。
13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，朝向退卷机(3)的辊子(6)的旋转轴线(6A)以及朝向冷轧机架(1)的辊子(8)的旋转轴线(8A)布置在一个平面(15)内并且沿带材路线方向(5)看布置在所述两个辊子(6、8)之间的中间辊子(7)在其相对于该平面(15)的位置中借助于驱动和调整装置(11)进行调整。
14.按权利要求11、12或13中任一项所述的方法，其特征在于，所述中间辊子(7)在辊子(7)与轧制带材(2)分开的向外摆动的位置(16)与辊子(7)的圆周面部分地被轧制带材(2 )缠绕的向内摆动的位置(17 )之间进行调整。
15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，如此实现所述辊子(7)的向内摆动，从而在辊子(7)的向内摆动的位置(17)中，该辊子(7)的缠绕布置在所述平面(15)下方，并且所述两个辊子(6、8)的缠绕位于该平面(15)的上方。
16.按权利要求15所述的方法，其特征在于，在向内摆动的位置(17)中，所述辊子(7)被轧制带材(2)缠绕大于180°的角度。
17.按权利要求16所述的方法，其特征在于，借助于驱动和调整装置(11)调整在所述平面(15)中所述两个辊子(6、8)的旋转轴线(6A、8A)的间距(18)。
18.按权利要求17所述的方法，其特征在于，在调整辊子(7)时的运动方向(21)与所述平面(15)成角度(20)。
19.按权利要求18所述的方法，其特征在于，所述退卷机(3)与辊子(6、7、8)—起或者与辊子(6、7、8 )分开地沿着辊子(6、7、8 )的旋转轴线(6A、7A、8A)的方向借助于驱动和调整装置(11)进行调整。
20.按权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述单元(10)和冷轧机架(1)之间布置了用于检测带材位置的测量装置(9)，并且金属带材(2)的位置的由此获得的测量信号通过传递信号的连接(4 )传递给驱动和调整装置(11)。
21.按权利要求11到20中任一项所述的方法，其特征在于，在引入金属带材(2)时使用两部分式的转送台(13)，该转送台的第一部分在朝向退卷机的辊子(6)的上游并且该转送台的第二部分布置在辊子(6)和辊子(8)之间。
22.按权利要求21所述的方法，其特征在于，在引入时压紧辊(19)朝向内摆动的转送台(13)的方向运动。
【文档编号】B21B39/16GK103717322SQ201280038615
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年7月26日 优先权日:2011年8月8日
【发明者】G.卡纳, K.克林佩尔施泰特 申请人:西门子 Vai 金属科技有限责任公司