专利名称：张力减径轧机及其运行方法
技术领域：
本发明涉及用于轧制长度有限的管子的张力减径轧机的运行方法，所述张力减径轧机具有至少两个在管子输送方向上前后设置的轧制机架，其中在每个轧制机架中设置至少两个配合工作的轧辊，这些轧辊分别紧贴在一段有限的管子局部外周面上并对管子进行轧制，在这里，设有至少两个用于驱动两个不同的轧制机架的轧辊的驱动装置。此外，本发明涉及实施该方法的装置。
轧机大多具有一组或多组轧制机架，各机架的轧辊被一个共同的驱动装置驱动。该驱动装置包括两台电机(基本驱动装置和叠加驱动装置)，其转动在一个复合齿轮箱中如此相加，即在前后设置的轧制机架中得到了理想的轧制速度提高。
在轧机后，经常设置一个锯切机，用该锯切机把轧制管子定尺。在这里，锯切机大多被设计成“飞锯”的形式，这意味着，它在锯切过程中以管子的输送速度同步移动，即锯切过程可以在输送管子的过程中进行。另外，在轧机后设置了操作机械(机械手)，它们例如起到了推钢机的作用(在冷床上)。对于所有在轧制后进行的加工工序(锯切，推钢等)来说，使管子运动尽可能地均匀一致是有利的，或者必须如此，以便达到所需的加工精度。
与此有关，所谓的张力减径轧机的“抛钢效应”被证明是有问题的当轧机的最终机架不在轧机的最后机架位置上时，在分组叠加驱动的情况下，终轧机架内的转速太高，因而轧件即长度有限的管子在离开最后一个机架时得到短暂的加速。这明显干扰了后续加工过程，例如锯切，从而无法重现地或按照所需质量地进行锯切，影响抛钢的参数尤其是变化的轧制机架间的交变作用，尤其是在后置机架中的速度条件和摩擦条件以及动态的转速变化。管子速度可以因抛钢效应而相对稳定不变的出口速度提高达30％。当采用管端控制装置时，可能出现抛钢效应加强。
根据本发明，如此完成该任务，即上述类型的方法包括以下步骤a)测定在输送方向上靠后的管端离开在输送方向上最后的轧制机架的时刻；b)确定所述的在输送方向上靠后的管端离开在输送方向上最后的轧制机架的时刻所处的、有预定持续时间的时间间隔；c)如此控制或调节最后一个机架的驱动装置，即在该时间间隔的期间内，轧件以基本不变的速度离开。
利用以上提出的有效的出口速度控制装置或调节装置，可以防止所谓的抛钢效应，结果，可以在后续工序中获得高质量，尤其是在锯切时改善了管段公差。以上提出的方法在要考虑抛钢效应的期间(或者说在让人担心的加速阶段内)内降低或取消了后置机架组的基本驱动装置和叠加驱动装置的电机转速，由此一来，确保了管子以不变的速度离开轧机。
一个改进方案规定，根据对管子后端经过一个在输送方向上在该出口侧机架前的位置的时刻的观察或监测结果并考虑了从监测位置到最后轧制机架的管子轧制速度，求出在输送方向上靠后的管端离开出口侧轧制机架或机架组的时刻。
在长管的情况下，除了控制或调节出口侧轧制机架的驱动装置外，还进行配属于在输送方向上靠前的轧制机架的驱动装置的控制或调整，这可能是有意义的，其中前置轧制机架的轧辊在该时间间隔内已接触到管子。
最后，可以为控制或调节出口侧轧制机架的转速而设置一个公差，不应偏离即超过这个公差。
实施该方法的本发明的张力减径轧机具有至少两个带有轧辊的轧制机架，其中设有至少两个用于驱动两个不同的轧制机架的轧辊的驱动装置。本发明规定了，设有测定在输送方向上靠后的管端离开在输送方向上最后的轧制机架的时刻的装置以及如此控制或调节出口侧轧制机架的装置，即在预定的时间间隔期间内，出口侧轧制机架轧辊的驱动以降低的转速进行。
根据改进方案，在输送方向上位于出口侧轧制机架前地设置传感器，它适用于掌握管端经过时刻。另外，该传感器可以向作用于出口侧轧制机架的控制装置或调节装置发送测量信号。
至少张力减径轧机的在输送方向上位于最后的轧制机架的驱动装置可以被设计成总叠加驱动装置的形式，它具有一个复合齿轮箱以及两台电机。至少三个轧制机架可由驱动在输送方向上位于最后的轧制机架的驱动装置来驱动。
最好在输送方向上位于出口侧轧制机架后面地设置一个锯切机，它可以具有一个飞锯。另外，在这里，给最后的轧制机架配备一个自动操作机械。
在图3中，示意地示出了张力减径轧机1的结构。在管子2的输送方向R上，前后设置多个轧制机架3。在每个轧制机架中，如
图1、2示意所示地设有轧辊。通过轧制，在每个轧制机架3中缩小了管子2的直径，其中在一些轧制机架3之间，保持拉伸管子2的张力。由于轧辊直径逐架递减，所以后面的轧辊总是越转越快。
为拟定的五组轧制机架3、3′、3″、3、3″″设置驱动装置7、7′、7″、7、7″″。这些驱动装置7、7′、7″、7、7″″被设计成叠加驱动装置的形式，它们分别有两台电机13、13′、13″、13、13″″和14、14′、14″、14、14″″。电机13、14驱动复合齿轮箱12、12′、12″、12、12″″，在复合齿轮箱中，电机13、14的转速相加。复合齿轮箱12中的协调作用用于使转速逐架地提高。
在轧机1后设有一个锯切机15，通过该锯切机将轧制管子2定尺。锯切机被设计成飞锯形式，即锯在锯切过程中在输送方向R以管子的抛出速度同步运动，以便产生整齐的管段。
如上所述地，在机架组3、3′、3″、3、3″″内，由于叠加驱动而按照规定方式得到了机架间的转速比。如果轧机1的最终机架即机架3c″″和3d″″没有在轧机1的最后机架位置上，则最终机架3c″″和3d″″内的转速因有分组叠加驱动装置7″″而太高，因而，管子2在离开最后机架位置时得到短暂的加速。这种抛钢效应明显干扰了后续工序，在本实施例中是锯切工序。
为了缩小或消除抛钢效应，采取以下措施在最后的机架组3a″″、3b″″、3c″″和3d″″之前，在一监测位置9上设置一个传感器10。尤其是如图4所示，传感器10测量管子2后端8何时经过位置9。由传感器10测量的信号被传给一个控制装制或调节装置11。复合齿轮箱12″″(或电机13″″或14″″)给该控制装置或调节装置11提供轧辊驱动转速值。因此，在该控制装置或调节装置11中，简单地算出管子2被轧机1抛出的时刻tA，即管端8何时离开最终的轧制机架3d″″。
给该控制装置或调节装置预定一个如图5所示地是如此定义的时间间隔ΔT，即计算时刻tA接近时间间隔ΔT的终点。现在，该控制装置或调节装置在时间间隔ΔT的期间内明确地采取对尤其是最终轧制机架3d″″的轧辊的转速的调节或控制，从而使管子出口速度不超出一个预定公差带ΔV。
在图5中，用虚线示出了没有采用这样的措施而得到的曲线。速度v在抛管时刻tA前一直提高，这明显干扰了后续的锯切工序。通过上述方法，确保了不超出点滑线所示的速度v的公差带ΔV。因而，可以精确地进行锯切作业。
由此一来，有效防止了抛管时的速度提高，在这里，同时在一些轧制机架3a″″、3b″″、3c″″和3d″″之间保持对管子的拉伸。
除了出口侧轧制机架3d″″的驱动装置7″″的控制和调节外，还对在输送方向上更靠前的驱动装置如7进行调节或控制，只要相应轧制机架的轧辊已接触到管子2。由此一来，避免了不理想的管子内应力。但是，通常只要影响最后的轧制机架组3a″″、3b″″、3c″″和3d″″就够了。
给控制装置或调节装置预定时间间隔ΔT的长短和公差带ΔV的大小，其中根据经验为实际应用场合计算出这些值。这些值可以被显示在轧机的可视PC上。可以在任何时刻通过相应地输入控制装置或调节装置来进行数据调整。或许，也可以由用于已有张力减径轧机的已知值的内插法获得最佳的数据。
特别有利的是，上述方法至少在最后三个轧制机架中进行。在该实施例中，进行对最后四个轧制机架3a″″、3b″″、3c″″和3d″″的控制或调节。
附图标记一览表1-张力减径轧机；2-管子；3-轧制机架；3a，3b，3c，3d-第一组轧制机架；3a′，3b′，3c′，3d′-第二组轧制机架；3a″，3b″，3c″，3d″-第三组轧制机架；3a，3b，3c，3d-第四组轧制机架；3a″″，3b″″，3c″″，3d″″-第五组轧制机架；4，4′，5，5′，6，6′-轧辊；7、7′、7″、7、7″″-驱动装置(叠加驱动装置)；8-管子后端；9-传感器位置(观察位置)；10-传感器；11-控制装置/调节装置；12、12′、12″、12、12″″-复合齿轮箱；13、13′、13″、13、13″″-电机；14、14′、14″、14、14″″-电机；15-锯切机；L-管子长度；R-输送方向；t-时间；tA-抛管时刻；ΔT-时间间隔；v-管子出口速度；ΔV-管子出口速度的公差；
权利要求
1.轧制长度(L)有限的管子的张力减径轧机(1)的运行方法，该张力减径轧机具有至少两个在管子(2)的输送方向(R)上前后设置的轧制机架(3a，3b，3c，3d，3a′，3b′，3c′，3d′...)，其中在每个轧制机架(3a，3b，3c，3d，3a′，3b′，3c′，3d′...)中设有至少两个配合工作的轧辊(4，5，6，4′，5′，6′)，这些轧辊分别紧贴着管子(2)的一段有限的局部外周面并进行轧制，其中设有至少两个用于驱动两个不同轧制机架(3a，3b，3c，3d，3a′，3b′，3c′，3d′...)的轧辊(4，5，6，4′，5′，6′)的驱动装置(7、7′、7″、7、7″″)，其特征在于，a)测定在输送方向(R)上靠后的管(2)端(8)离开在输送方向(R)上最后的出口侧轧制机架(3d″″)的时刻(tA)；b)确定所述的在输送方向(R)上靠后的管(2)端(8)离开出口侧轧制机架(3d″″)的时刻(tA)所处的、一有预定持续时间的时间间隔(ΔT)；c)如此控制或调节出口侧轧制机架(3d″″)的驱动装置(7″″)，即在时间间隔(ΔT)的期间内，出口侧轧制机架(3d″″)的轧辊的驱动以降低的转速进行，而在该管子离开期间内，该轧辊驱动相应地以基本不变的速度进行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对管子(2)后端(8)经过一在输送方向(R)上在出口侧轧制机架(3d″″)前的位置的时刻的监测结果并考虑了从监测位置(9)到出口侧轧制机架(3d″″)的管子(2)轧制速度，求出所述的在输送方向(R)上靠后的管(2)端(8)离开在输送方向(R)上的出口侧轧制机架(3d″″)的时刻(tA)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，除了控制或调节出口侧轧制机架(3d″″)的驱动装置(7″″)外，还对配属于靠前的轧制机架(3a，3b，3c，d)的驱动装置(7)进行调节或控制，所述靠前的轧制机架的轧辊在该时间间隔(ΔT)中已接触到管子(2)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，为了控制或调节出口侧轧制机架(3d″″)的驱动装置(7″″)的转速，规定一个公差(ΔV)，不应超出该公差。
5.用于实施如权利要求1-4所述方法的并且用于轧制长度(L)有限的管子(2)的张力减径轧机(1)，该张力减径轧机具有至少两个在管子(2)的输送方向(R)上前后设置的轧制机架(3a，3b，3c，3d，3a′，3b′，3c′，3d′...)，其中在每个轧制机架(3a，3b，3c，3d，3a′，3b′，3c′，3d′...)中设有至少两个配合工作的轧辊(4，5，6，4′，5′，6′)，这些轧辊分别紧贴着一段有限的管子(2)局部外周面并进行轧制，其中设有至少两个用于驱动两个不同轧制机架(3a，3b，3c，3d，3a′，3b′，3c′，3d′...)的轧辊(4，5，6，4′，5′，6′)的驱动装置(7、7′、7″、7、7″″)，其特征在于，设有测定在输送方向(R)上靠后的管(2)端(8)离开出口侧轧制机架(3d″″)的时刻(tA)的装置(10，11)以及如此控制或调节出口侧轧制机架(3d″″)的装置(11)，即在一预定的时间间隔(ΔT)期间内，出口侧轧制机架(3d″″)的轧辊的驱动以基本上稳定不变的转速进行。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在出口侧轧制机架(3d″″)的前面设有一个传感器(10)，它适用于测定管(2)端(8)经过的时刻。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，传感器(10)把测量信号传递给一个作用于出口侧轧制机架(3d″″)的驱动装置(7″″)的控制装置或调节装置(11)。
8.如权利要求5-7之一所述的装置，其特征在于，至少张力减径轧机(1)的在输送方向(R)上位于最后的轧制机架(3a″″，3b″″，3c″″，3d″″)的驱动装置(7″″)是一个总叠加驱动装置，它具有一个复合齿轮箱(12″″)以及两台电机(13″″，14″″)。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，至少三个轧制机架(3a″″，3b″″，3c″″，3d″″)被驱动装置(7″″)驱动。
10.如权利要求5-9之一所述的方法，其特征在于，在出口侧轧制机架(3d″″)的后面设有一个锯切机(15)。
11.如权利要求5-10之一所述的装置，其特征在于，在出口侧轧制机架(3d″″)的后面设有一个自动的操作机械。
全文摘要
轧制长度有限的管子的张力减径轧机的运行方法,轧机有至少两个在管子输送方向上前后设置的轧制机架,在每个轧制机架内设有至少两个配合工作的轧辊,这些轧辊分别紧贴着有限的管子局部外周面并进行轧制,设有至少两个驱动两个不同轧制机架的轧辊的驱动装置,为提高后续作业的质量,该方法的特征是,a)测定在输送方向上靠后的管端离开在输送方向上的出口侧轧制机架的时刻；b)确定在输送方向上靠后的管端离开出口侧轧制机架的时刻所处的、一有预定持续时间的时间间隔；c)如此控制或调节出口侧轧制机架的驱动装置,即在该时间间隔的期间内,出口侧轧制机架的轧辊的驱动以降低的转速进行,而在管子离开期间内,该轧辊驱动以基本不变的速度进行。
文档编号B21B37/78GK1422709SQ0215281
公开日2003年6月11日 申请日期2002年11月25日 优先权日2001年11月24日
发明者H·J·佩勒 申请人:Sms米尔股份有限公司