背景技术
在图11和图12的基础上将描述多辊轧机的传统的工作轧辊移位装置。
图11是称为Sendzimir轧机的、带20个轧辊的多辊轧机的结构示意图，图
12是沿着图11中线XII-XII剖开的视图。
所示多辊轧机的组成为：成为一对的上部、下部无轧辊轴承的工作轧辊
50，两个带轧辊轴承的上部第一中间轧辊51和两个带轧辊轴承的下部第一
中间轧辊51，三个带轧辊轴承的上部第二中间轧辊52和三个带轧辊轴承的
下部第二中间轧辊52，四个带轧辊轴承的上部支承轧辊53和四个带轧辊轴
承的下部支承轧辊53。标号60表示将被轧制的材料，它在上部和下部工作
轧辊50之间输送。
所示类型的多辊轧机用来轧制不锈钢板、镍铬钢板等。该轧机是这样设
计的：小直径、无驱动、可移动工作轧辊50被夹持，以便限定在两个上部
第一中间轧辊51和两个下部第一中间轧辊51之间，工作轧辊50沿轴向的
移动被安装在工作轧辊50端部相对位置上的止推轴承限制。
图12示出了该多辊轧机的工作轧辊50的端部。在图中，50a表示工作
轧辊50的端部凸缘、51a表示第一中间轧辊51的轧辊轴承。工作轧辊50
设置为具有这样的长度：使端部凸缘50a位于十分接近第一中间轧辊51的轧
辊轴承51a内侧。在这个位置处，设置有转动的止推轴承54，它布置在两个
(上部和下部)端部凸缘50a之上，从而以微小的间隙与端部凸缘50a的外表
面相对。这样，工作轧辊50的轴向运动被止推轴承54抑制。
在所示出的多辊轧机中，为了便于已经严重磨损的工作轧辊50的取出
和替换，止推轴承54被支撑在一对圆柱杆55的端部上，因此，如图中点划
线所示，工作轧辊50和止推轴承54一起移过某一距离。
在带少量轧辊的带轧辊轴承的轧辊机中，例如，钢材料热轧制用的轧
辊，在轴向上移位上部和下部带轧辊轴承的工作轧辊的轧辊移位结构已经发
现在轧制期间可用作板表面形状控制的方法。
另一方面，在图11和12中示出的多辊轧机中，工作轧辊50具有无轧
辊轴承结构，且无驱动。因此，通过热辊轧机中的机械结构移位轧辊是不适
用的，多辊轧机的工作轧辊移位装置还没有在研发之中。
根据上述情况完成的本发明，它的目的是提供在多辊轧机中可投入实际
使用的一种工作轧辊移位装置和工作轧辊移位方法。
发明内容
根据本发明的多辊轧机的工作轧辊移位装置是一种工作轧辊移位装
置，该装置适合于移位多辊轧机的无轧辊轴承工作轧辊，其中该多辊轧机具
有无轧辊轴承的工作轧辊，该装置的特征是，包括：
杠杆臂，每一个的一端被相邻于无轧辊轴承工作轧辊的轧辊的轧辊轴承
支撑，并且设置成水平地绕作为节点的垂直于工作轧辊的轴线的线枢转；
轧辊移位液压缸，每一个与杠杆臂相连以便旋转杠杆臂；
止推轴承，每一个设置在杠杆臂上，与工作轧辊的端部相对；
移位量检测装置，每一个设置在轧辊的轧辊轴承上，用来检测止推轴承
的移位量；而且
控制单元，用来驱动轧辊移位液压缸以便在工作轧辊和止推轴承之间保
持间隙，并且获得基于止推轴承的移位量执行值的目标轧辊移位位置，其中
止推轴承的移位量执行值由移位量检测装置获得。
根据上述特征，无轧辊轴承轧机，如Sendzimir轧机或其它多辊轧机，
能有效地用作工作轧辊移位轧机。而且，上部和下部的工作轧辊的移位控制
以不同的方法实现，因此可自由设置上部和下部移位位置。例如，根据板宽
的变化上部和下部工作轧辊按相反方向移位，或者根据板的Z字形输送，可
自由设置并实现上部和下部工作轧辊按相同方向的移位。
多辊轧机的工作轧辊移位装置的特征还在于：杠杆臂由具有插入式通孔
的框架结构构成，轧辊从该通孔中插入以便有间隙地自由配合；工作轧辊由
锥形轧辊构成；并且工作轧辊由锥形轧辊构成。
根据本发明的多辊轧机的工作轧辊移位方法是多辊轧机的工作轧辊移
位方法，适合于使无轧辊轴承的工作轧辊按所需移位量移位，该方法的轧机
具有与无轧辊轴承工作轧辊的两端相对的止推轴承，以便能用移位液压缸释
放或推进工作轧辊，确保工作轧辊和止推轴承之间不变的间隙，并且使移位
液压缸被阻断而停止供油，其特征在于：
将工作轧辊的所需移位量划分为多段，设置短移位量作为单位量；
基于止推轴承的移位量执行值，在每个短移位量中，对一个止推轴承执
行释放动作，对另一个止推轴承执行推进动作，如此以便获得目标轧辊移位
位置；
然后移位液压缸被阻断而停止供油；并且
重复按每个短移位量的移位和移位液压缸的被阻断而停止供油动作使
工作轧辊按所需移位量移位。
根据上述特征，多辊轧机的无轧辊轴承工作轧辊安全高精确度地轧辊移
位效果可以获得。
具体实施方式
结合附图将十分详细的说明本发明。
基于图1至5将说明本发明的第一实施例。
在图1中，该多辊轧机为有12个轧辊的结构，包括：成为一对的上部
和下部无轧辊轴承的工作轧辊1；作为带轧辊轴承的轧辊，附加在上部和下
部工作轧辊1上的、两个上部和两个下部中间轧辊2；三个上部和三个下部
带轧辊轴承的支承轧辊3。将要轧制的材料5在工作轧辊1间传送。
如图2和3所示，杠杆臂的一端水平可枢转地通过铰链轴13支撑在面
向轴线中心的中间轧辊2(见图1)的轧辊轴承11的表面上，轧辊移位液压缸
14设置在轧辊轴承11上，杠杆臂12的另一端连在轧辊移位液压缸14的杆
上，通过驱动轧辊移位液压缸14使杠杆臂12借助铰链轴13枢转。
如图3和4所示，杠杆臂12由具有插入式通孔12a的框架结构构成，
中间轧辊2从通孔中插入以便有间距地自由配合，即，双孔式框架允许中间
轧辊2松散地通过。在面向轴线中心的杠杆臂12的一侧，将止推轴承15设
置在相对于工作轧辊1的端部凸缘1a的位置，这样止推轴承15的圆周部分
稍微突出。移位量检测传感器16用作检测止推轴承15的移位量的移位量检
测装置，安装在中间轧辊2的轧辊轴承11的中上部。移位量检测传感器16
的可移动端连接到杠杆臂12的中上部。
在图5的基础上将描述轧辊移位液压缸14的液压回路结构。对于上部
和下部工作轧辊1的每一个，轧辊移位液压缸14的液压回路按相同结构设
置，图5示出了工作轧辊1中的一个和它的液压回路。
图5中的标号14d和14w表示工作轧辊1的轧辊移位液压缸，相应于图
1所示的多辊轧机的驱动侧和工作侧，16d和16w表示在驱动侧和工作侧检
测止推轴承15的移位量的移位量检测传感器。
液压回路包括：以拉伸方式(下文称为推进驱动)或以收缩方式(下文称为
释放驱动)驱动驱动侧轧辊移位液压缸14d的两个电磁选择阀21和22；推进
或释放驱动工作侧轧辊移位液压缸14w的另两个电磁选择阀23和24；通过
电磁选择阀21至24将液压供应源25与轧辊移位液压缸14d和14w的头侧
和杆侧连接的管线26；控制电磁选择阀21至24的控制单元27，该控制基
于来自轴承移位量检测传感器16d，16w的检测信号，传感器16d、16w布
置在驱动侧和工作侧，因此执行移位量的自动定位控制。
以上结合无轧辊轴承工作轧辊1已经描述了工作轧辊移位装置，但用推
力杯形轴承替换止推轴承15，有轧辊轴承的工作轧辊类似地适用。而且，
止推轴承15连到杠杆臂12上，但也可以直接连到轧辊移位液压缸14。
具有上述结构的工作轧辊移位装置的动作随后描述。
多辊轧机具有这样的结构：工作轧辊1的两侧安装在止推轴承15中。
这样，当止推轴承15固定的与工作轧辊1的两侧接触时，在轧制操作期间
强大的推力作用在工作轧辊1上，于是止推轴承15可能被破坏。
根据本实施例的工作轧辊移位装置，驱动轧辊移动圆筒14来枢转杠杆
臂12，通过止推轴承15使工作轧辊1移位。此刻，根据由移位量检测传感
器16检测的止推轴承15的移位量执行值，控制单元27执行自动定位控制，
于是得到目标轧辊移位位置，因此在轧制操作期间，在工作轧辊1的端面和
止推轴承15之间保持有恒定的间隙量。
同时，上部和下部工作轧辊保持所述间隙常量而独立地轧辊移位。也就
是说，对于上部和下部工作辊1中的每一个，在驱动侧和工作侧上的轧辊移
位液压缸14d和14w中的一个被释放驱动，它们中的另一个同时地被推进驱
动，驱动根据控制单元27的操作通过电磁选择阀21至24来实现。结果上
部和下部工作轧辊1按相反的方向轧辊移位。
在操作期间作用在工作轧辊1端部和左右止推轴承中一个之间的推力是
在被轧辊移位液压缸14的液压缓冲之后接受的，因此，对止推轴承15没有
损伤。
如上所述，上述结构可提供一种工作轧辊移位装置，可有效地将无轧辊
轴承轧机，如Sendzimir轧机或其它多辊轧机，用作工作轧辊移位轧机。而
且，上部和下部的工作轧辊的移位控制以不同的方法实现，因此可自由设置
上部和下部移位位置。例如，根据板宽的变化上部和下部工作轧辊按相反方
向移位，或者根据板的Z字形输送，可自由设置并实现上部和下部工作轧辊
按相同方向的移位。
参考图6将描述本发明的第二实施例。与在图1至5所示元件相同的元
件标以相同的标号，并省去重复的说明。
本实施例说明使用锥形轧辊作为多辊轧机的工作轧辊的工作轧辊移位
装置的结构，其中锥形轧辊通过轧辊移位具有极好的板面形状控制效果。在
图6中，标号31表示作为工作轧辊的锥形工作轧辊，作为上部和下部工作
轧辊的一对锥形工作轧辊31布置成在相反的方向具有锥形，端部凸缘31a
设置在两侧。轧辊移位装置与图1至5中示出的结构相同。
若使用锥形工作轧辊31，由于锥形工作轧辊31自身的结构属性，通过
动作可获得较好的板面形状控制效果，其它动作和效果与图1至5所示的相
同。
其次，参考图7至图10(a)，10(b)，将集中描述上述工作轧辊移位装置
的工作轧辊移位方法。
若用第一实施例和第二实施例的工作轧辊移位装置来实现多辊轧机的
工作轧辊移位，工作轧辊1和锥形工作轧辊31(下文简单称为工作轧辊1)具
有无轧辊轴承结构，于是工作轧辊1的移位通过驱动轧机的工作侧或驱动侧
轧辊移位液压缸14w或14d来执行，通过止推轴承15推进工作轧辊1。
在执行工作轧辊移位操作中，因为工作侧和驱动侧的止推轴承15没有
机械连接，就会产生一种状态：两个止推轴承15将工作轧辊从它相对的端
部机械地夹在中间。这种状态在止推轴承15中施加了高载荷，这不是想要
的，为了以控制的方式防止这种状态，执行移位动作，确保在工作轧辊1和
两侧止推轴承15之间间隙的预定总量(如最小3mm)。
实际工作轧辊移位中，在轧制操作期间，上部和下部工作轧辊1需要在
预定量(如约±65mm的范围)的范围内轧辊移位。当图5所示的工作轧辊向
右移位时，右手轧辊移位液压缸14w对左手止推轴承15的释放驱动，和被
左手轧辊移位液压缸14d对左手止推轴承15的推进驱动同行执行。这样的
做法，使得工作轧辊1和止推轴承15之间的间隙会变窄，例如，因为左、
右轧辊移位液压缸14w和14d之间操作时间的差异，于是夹住了左右轧辊移
位液压缸14w和14d之间的工作轧辊1。为避免这种情况，右手轧辊移位液
压缸14w的释放驱动可先执行，然后执行左手轧辊移位液压缸14d的推进驱
动。用这种方法，如果之前的右手止推轴承15的释放量很大，工作轧辊1
和两个止推轴承15之间的间隙会立即变大，结果是工作轧辊1侧滑，导致
焊接材料的板面形状差。
为防止上述问题，本发明通过自动定位控制来控制轧辊移位液压缸14w，
14d，即当用移位量检测传感器16w，16d检测止推轴承15的实际移位位置
时，控制轧辊移位液压缸14w，14d以便减小作为移位量执行值的检测位置
和目标轧辊移位位置(目标轧辊移位值)之间的差异。而且，如图7所示，工
作轧辊1的目标轧辊移位值被分为多个短移位段δ2至nδ2，通过这个分段规
定的短移位值δ2，重复执行右手止推轴承15的释放和左手止推轴承15的推
进。而且，分数的规定值δ2a，它是在最后距目标轧辊移位值剩余的分数距离
的规定量，作为最后短移位目标值，用该最终短移位目标值的短移位执行最
终过程。
如图7所示，δ1是实际短移位位置(距离)移位量执行值(执行值)它是在以
设置为一次移位的目标值的规定值δ2进行短移位操作的结果被移位量检测传
感器16w，16d检测时建立的。δ2a是小于规定值δ2的分数规定值，是在短移
位的执行值δ1的移位操作重复之后，直到轧辊移位目标值线(目标轧辊移位值)
到达之前最后剩余的距离。
图8是用上述方法执行的无轧辊轴承工作轧辊的轧辊移位控制的基本流
程。图8示出了上部和下部工作轧辊1中的一个向工作侧(图5中的右侧)移
位的情况。而另一个工作轧辊1根据相同的流程分别按相同或相反的方向移
位。
无轧辊轴承的工作轧辊的移位根据下边的程序执行：
[步骤1]
当轧机的操作开始时，轧辊移位液压缸14w，14d首先被停止供油。也
就是说，在轧机稳定操作的时候，内部压力作用到轧辊移位液压缸14w，14d
上，确保在工作轧辊1和止推轴承15之间有如3mm间隙，使轧辊移位液压
缸14w，14d被停止供油(封闭)。
[步骤2]
然后，在工作轧辊移位的时候，在进入短移位的动作之前检查，“通过
当前的移位动作工作侧是否达到了目标轧辊移位值？”(s1)。即检测当工作
轧辊1以规定值δ2移动时，是否达到了图7中的“目标轧辊移位值”。如果“目
标轧辊移位值没有达到”，用自动定位控制使工作侧轧辊移位液压缸14w短
移位，以便执行值δ1成为规定值δ2，规定值δ2作为目标位置，此后工作侧轧
辊移位液压缸14w被阻断而停止供油(s2)。如果“目标轧辊移位值达到”，用
控制单元27计算剩余的分数规定值δ2a，自动定位控制使工作侧轧辊移位液
压缸14w短移位，剩余的分数规定值δ2a作为目标位置，以便执行值δ1成为分
数规定值δ2a，此后工作侧轧辊移位液压缸14w被停止供油(s3)。
[步骤3]
然后，检查“执行值δ1在工作侧的累积是否达到目标轧辊移位值？”
(s4)。如果检查结果为否，执行值δ1的短移位指令下达给驱动侧，用自动定
位控制使驱动侧轧辊移位液压缸14d短移位，以[当前位置+工作侧移位量的
执行值δ1]作为目标位置，此后驱动侧轧辊移位液压缸14d在此位置被停止供
油(s5)。然后[步骤2]再次继续，重复相同的处理程序。
参考图9(a)，9(b)和10(a)，10(b)将描述用带[当前位置+工作侧移位量的
执行值δ1]作为目标位置的位置控制。图9(a)，9(b)和10(a)，10(b)示出了位
置控制的原理，出于方便的原因将轧辊移位液压缸14和止推轴承15放在相
同的直线上示出。然而，实际上从铰链轴13到轧辊移位液压缸14的杆支撑
支点的距离，和从铰链轴13到止推轴承15的距离是2∶1的关系，如图2所
示。从图2看出，移位量检测传感器16和轧辊移位液压缸14不在相同的轴
线上。因此，若根据由移位量检测传感器16检测的执行值δ1给轧辊移位液压
缸14指令，要考虑因为误差等而使工作轧辊1的端面和止推轴承15之间的
间隙不能最优化设置。因此，止推轴承15的位置控制按下述方式执行。
首先，止推轴承15的释放侧(工作侧)是轴向移动的。然后，止推轴承15
的推进侧(驱动侧)是根据止推轴承15释放侧的移动执行轴向移动的。此处，
在工作轧辊1的端面和止推轴承15间不存在间隙的情况下，设工作侧轧辊
移位液压缸14w的杆长为A(mm)，驱动侧轧辊移位液压缸14d的杆长为
B(mm)，如图9(a)所示。当最优化间隙G(mm)保持不变时，杆长的和L为L
＝A+B-G。于是驱动侧轧辊移位液压缸14d的杆长为Ba(mm)，如图9(b)
所示。
杆长的和(L＝A+B-G)消除了在工作轧辊1的长度中误差对上述间隙
G上的影响。
若从图9(b)的状态执行带规定值δ2的移动，工作侧轧辊移位液压缸14w
在释放方向以移动执行值E(mm)移动，如图10(a)所示，根据移动执行值
E(mm)，推进侧止推轴承15在推进方向移动驱动侧轧辊移位液压缸14d。如
图10(b)所示，此刻的命令值F为L-E，驱动侧轧辊移位液压缸14d以移动
执行值Fa移动。
实际上，轧辊移位被杠杆12转达(mediate)。因此，在图10(a)所示状态
中用工作侧移位量检测传感器16w检测到的执行值δ1为δ1＝(A-E)/2，即
2δ1＝A-E，同时在图10(b)所示状态中用驱动侧移位量传感器检测到的执行值
δ1为δ1＝(F-Ba)/2，即2δ1＝F-Ba。从图2看出，从铰链轴13到轧辊移位液压
缸14的杆支撑支点的距离，和从铰链轴13到止推轴承15的距离的关系为
2∶1。因此，2δ1＝A-E和2δ1＝F-Ba。
另一方面，如果在s4中检查结果为“是”，指令“最终过程”下达到驱
动侧，结果是通过自动定位控制使驱动侧轧辊移位液压缸14d短移位，以[B
+工作侧移位量的执行值(A-E)-工作轧辊端面和止推轴承15之间的间隙(G)]
作为移位目标位置，此后驱动侧移位液压缸14d在此位置被停止供油。按这
种方式，移位操作完成。
根据上述的工作轧辊移位方法，多辊轧机的无轧辊轴承的工作轧辊1(锥
形工作轧辊31)得到所需的移位量，因为在将要轧制的材料5的板面控制的
必需移位量的移位过程中，止推轴承15的移位侧的释放和相反侧止推轴承
15的推进都是在许多分段短移位量的操作下和自动定位控制下重复进行
的。
因此，在无轧辊轴承的工作轧辊1的移位期间，在工作轧辊1和止推轴
承15间不再有大的间隙，因此消除了工作轧辊1的侧滑，而且，移位动作
在确保工作轧辊1的端部和止推轴承15间规定量(例如3mm)的间隙后，在自
动定位控制下重复执行，其中间隙为左右间隙的和。因此，在轧辊移位期间，
左右止推轴承15夹住工作轧辊1在其间的现象不再发生。
因此，多辊轧机或类似物的无轧辊轴承的工作轧辊1能安全、高精确度
的轧辊移位的效果能够获得。
如上所述，无轧辊轴承轧机，如Sendzimir轧机或其它多辊轧机，能有
效地用作工作轧辊移位轧机。而且，上部和下部的工作轧辊的移位控制以不
同的方法实现，因此，上部和下部工作轧辊的移位位置可自由的设置。例如，
根据板宽的变化上部和下部工作轧辊按相反方向移位，或者根据板的Z字形
输送，可自由设置并实现上部和下部工作轧辊按相同方向的移位。