轧钢机知识

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轧钢机知识  
　　轧机是实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备﹐包括有主要设备﹑辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧机往往仅指主要设备。据说在 14 世纪欧洲就有轧机﹐但有记载的是 1480 年意大利人 达 芬奇 (Leonardo da Vinci) 设计出轧机的草图。 1553年法国人布律列尔 (Brulier) 轧制出金和银板材﹐用以制造钱币。此后在西班牙﹑比利时和英国相继出现轧机。图 1 1728 年设计的生产圆棒材用的轧机为1728年英国设计的生产圆棒材用的轧机。英国于 1766 年有了串行式小型轧机﹐ 19 世纪中叶﹐第一台可逆式板材轧机在英国投产﹐并轧出了船用铁板。1848年德国发明了万能式轧机﹐ 1853 年美国开始用三辊式的型材轧机 ( 图 2 最初的三辊式轧机侧视 ) ﹐并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。接着美国出现了劳特式轧机。 1859 年建造了第一台连轧机。万能式型材轧机是在 1872 年出现的﹔ 20 世纪初制成半连续式带钢轧机﹐由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧机组成。

　　中国于 1871 年在福州船政局所属拉铁厂 ( 轧钢厂 ) 开始用轧机﹔轧制厚 15mm 以下的铁板﹐ 6 ～ 120mm 的方﹑圆钢。 1890 年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架 2450mm 二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及 350/300mm 小型轧机。随着冶金工业的发展﹐现已有多种类型轧机。轧机的主要设备有工作机座和传动装置 (图 3 二辊可逆式初轧机示意) 。

工作机座

　　由轧辊﹑轧辊轴承﹑机架﹑轨座﹑轧辊调整装置﹑上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。

轧辊是使金属塑性变形的部件 ( 见轧辊 ) 。

轧辊轴承

　　支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大﹐因此要求轴承摩擦系数小﹐具有足够的强度和刚度﹐而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大﹐摩擦系数较小﹐但承压能力较小﹐且外形尺寸较大﹐多用于板带轧机工作辊。滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。半干摩擦轧辊轴承主要是胶木﹑铜瓦﹑尼龙瓦轴承﹐比较便宜﹐多用于型材轧机和开坯机。液体摩擦轴承有动压﹑静压和静 - 动压三种。优点是摩擦系数比较小﹐承压能力较大﹐使用工作速度高﹐刚性好﹐缺点是油膜厚度随速度而变化。液体摩擦轴承多用于板带轧机支承辊和其它高速轧机。

轧机机架

　　由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置﹐需有足够的强度和钢度承受轧制力。机架形式主要有闭式和开式两种。闭式机架是一个整体框架﹐具有较高强度和刚度﹐主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。开式机架由机架本体和上盖两部分组成﹐便于换辊﹐主要用于横列式型材轧机。

此外﹐还有无牌坊轧机。

轧机轨座

　　用于安装机架﹐并固定在地基上﹐又称地脚板。承受工作机座的重力和倾翻力矩﹐同时确保工作机座安装尺寸的精度。

轧辊调整装置

　　用于调整辊缝﹐使轧件达到所要求的断面尺寸。上辊调整装置也称“压下装置”﹐有手动﹑电动和液压三种。手动压下装置多用在型材轧机和小的轧机上。电动压下装置包括电动机﹑减速机﹑制动器﹑压下螺丝﹑压下螺母﹑压下位置指示器﹑球面垫块和测压仪等部件﹔它的传动效率低﹐运动部分的转动惯性大﹐反应速度慢﹐调整精度低。 70 年代以来﹐板带轧机采用 AGC( 厚度自动控制 ) 系统后﹐在新的带材冷﹑热轧机和厚板轧机上已采用液压压下装置﹐具有板材厚度偏差小和产品合格率高等优点。

上轧辊平衡装置

　　用于抬升上辊和防止轧件进出轧辊时受冲击的装置。形式有﹕弹簧式﹑多用在型材轧机上﹔重锤式﹐常用在轧辊移动量大的初轧机上﹔液压式﹐多用在四辊板带轧机上。

　　为提高作业率﹐要求轧机换辊迅速﹑方便。换辊方式有 C 形钩式﹑套筒式﹑小车式和整机架换辊式四种。用前两种方式换辊靠吊车辅助操作﹐而整机架换辊需有两套机架﹐此法多用于小的轧机。小车换辊适合于大的轧机﹐有利于自动化。目前﹐轧机上均采用快速自动换辊装置﹐换一次轧辊只需 5 ～ 8 分钟。

传动装置

　　由电动机﹑减速机﹑齿轮座和连接轴等组成。齿轮座将传动力矩分送到两个或几个轧辊上。

　　辅助设备包括轧制过程中一系列辅助工序的设备。如原料准备﹑加热﹑翻钢﹑剪切﹑矫直﹑冷却﹑探伤﹑热处理﹑酸洗等设备。

　　起重运输设备 吊车﹑运输车﹑辊道和移送机等。

　　附属设备 有供﹑配电﹑轧辊车磨﹐润滑﹐供﹑排水﹐供燃料﹐压缩空气﹐液压﹐清除氧化铁皮﹐机修﹐电修﹐排酸﹐油﹑水﹑酸的回收﹐以及环境保护等设备。

轧机的命名

　　按轧制品种﹑轧机型式和公称尺寸来命名。“公称尺寸”的原则对型材轧机而言﹐是以齿轮座人字齿轮节圆直径命名﹔初轧机则以轧辊公称直径命名﹔板带轧机是以工作轧辊辊身长度命名﹔钢管轧机以生产最大管径来命名。有时也以轧机发明者的名字来命名 ( 如森吉米尔轧机 ) 。

轧机的选择

　　按生产的产品品种﹑规格﹑质量和产量的要求来选定成品或半成品轧机的类型和尺寸﹐并配备必要的辅助﹑起重运输和附属设备﹐然后根据各种因素的要求最后加以平衡选定。

轧机动力设施

　　　1590 年英国开始用水轮机拖动轧辊﹐直到 1790 年还有用水轮机配以石制飞轮拖动四辊式钢板轧机的 ( 图 4 水轮机拖动的钢板轧机 ) 。 1798 年英国开始用蒸汽机拖动轧机。现代的轧机均为直流或交流电动机拖动﹐有单机拖动﹐也有通过齿轮成组拖动。

轧机的分类

　　轧机可按轧辊的排列和数目分类﹐可按机架的排列方式分类﹐也可按生产的产品分类﹐分别列于表 1 轧机按轧辊的排列和数目分类﹑表 2 轧机按机架排列方式分类和表 3 轧机按生产产品分类。

轧机的发展

　　现代轧机发展的趋向是连续化﹑自动化﹑专业化﹐产品质量高﹐消耗低。 60 年代以来轧机在设计﹑研究和制造方面取得了很大的进展﹐使带材冷热轧机﹑厚板轧机﹑高速线材轧机﹑ H 型材轧机和连轧管机组等性能更加完善﹐并出现了轧制速度高达每秒钟 115 米的线材轧机﹑全连续式带材冷轧机﹑ 5500 毫米宽厚板轧机和连续式 H 型钢轧机等一系列先进设备。轧机用的原料单重增大﹐液压 AGC ﹑板形控制﹑电子计算器过程控制及测试手段越来越完善﹐轧制品种不断扩大。一些适用于连续铸轧﹑控制轧制等新轧制方法﹐以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中。 ( 见彩图 鞍山钢铁公司初轧厂连轧机组生产情景 ﹑ 初轧坯的定尺切断设备── 2000 吨大剪 ﹑ 板坯初轧机在轧制板坯 ﹑ 上海第五钢铁厂初轧车间均热炉出钢 ﹑ 中国制造的 4200 毫米厚板轧机 ﹑ 宽厚钢板的热矫直机 ﹑ 钢板粗轧机前的高压水除铁鳞机 ﹑ 2300 毫米钢板轧机生产场面 ﹑ 1700 毫米带钢热轧机主控室 ﹑ 带钢冷轧机正在生产 ﹑ 带钢冷轧机生产的成品──钢卷 ﹑ 带钢的热镀锌机组 ﹑ H 形宽边工字钢轧钢机 ﹑ 中型轧钢厂 ﹑ 型材定尺切断的主要方法──热锯 ﹑ 大型轧钢厂的钢轨冷床 ﹑ 保证线材性能的线材散卷冷却 ﹑ 轧制线材的新式 45° 无扭精轧机 ﹑ 小型轧钢机的围盘。横列式小型轧机的重要辅助设备 ﹑ 线材轧机的成品收取设备──线材卷取机 ﹑ 轧制直径 140 毫米无缝钢管的自动轧管机 ﹑ 70 年代制成的大直径钢管﹐直径 2540 毫米 ﹑ 现代管材生产方法之一──大直径螺旋焊管 ﹑ 无缝钢管厂保证钢管尺寸精度的均整机 ﹑ 无缝钢管坯正在穿孔 ﹑ 轧制箔材用的森吉米尔 20 辊轧机 ﹑ 火车车轮和轮箍轧机的工作情景 ﹑ 中国制造的大型锻压设备── 32000 吨水压机 ﹑ 新型塑性加工设备──精锻机 ﹑ 3000 吨卧式挤压机 ﹑ 铝箔轧机 ﹑ 品类繁多的轧辊﹐用于轧制各种产品 ﹑ 铝连续铸轧机 )

第1楼 四辊冷轧机组

　　 1 引言

　　安阳钢铁公司高速线材生产线是99年经河南省经贸委批准，于2001年8月份投产的一条高水平的线材生产线。这套轧机装备水平和自动化程度很高，具有90年后期国际水平，引进了美国90年代后期最新型线材轧机，采用了8+4精轧机和减定径机方案，并采用了优质高效的步进梁式加热炉，全线控冷掼br轧，为获得高产、优质、低耗的线材盘卷，轧机采用了一整套先进的自动化控制系统，全线生产过程和操作监控均由计算机控制实施。它的主要控制特点:

(1)网络化快速通讯;

(2)系统响应速度快;

(3)传动设备动态、静态精度高;

(4)轧件跟踪、定位准确;

(5)软件编制可靠性高等。

2 安钢高速线材主要工艺参数

(1) 安钢高速线材主要工艺参数如下:

·产量:设计年产量45万吨;

·坯料: 150*150*12000mm5或 120*120*5800mm5;

·产品:φ5.5—20mm普通线卷或Rbφ6.0—16mm螺纹线卷;

·品种:低碳钢、中碳钢、高碳钢、焊条钢、弹簧钢、轴承钢、低合金钢、冷镦钢等;

·卷重: 2060kg (150*150*12000mm5标准钢坯)

·轧制速度:保证速度112m/s和最大操作速度120m/s

(2)主要机械设备

　　从加热炉出口侧开始有:保温辊道、1#夹送辊、6机架平立交替粗轧轧机、1#飞剪、8架平立交替中轧轧机、2#飞剪、2架双模块预精轧机组、1#水冷箱、2#夹送辊、3#飞剪及碎断剪、8机架V型无扭精轧机、2#3#水冷箱、4机架V型减定径机、4#5#水冷箱3#夹送辊、吐丝机。

(3) 轧线主要辅助生产设备

　　有7个液压系统和3个稀油润滑系统，分设于3个油库、7个液压站，液压、润滑系统均由轧线MCC控制中心供电。轧线主要检测元件有11个DELTA DC3000热金属检测仪，8个LAND公司高温计,6个DELTA TS2006活套扫描仪以及编码器、接近开关、光电管等组成。

3 轧线自动化方案

　　本套全连续高速线材轧机自动化和调速传动系统的总体技术方案是以高性能工业微机、可编程序控制器(PLC)及全数字交、直流传动控制系统为核心,构成全分布式网络，具有20世纪先进水平的现代化控制系统。

　　整个自动化系统由二级控制系统和三层通讯网络、全数字直流和交流传动调速控制器组成．