【文章內(nèi)容簡介】 主體的連接完全由斜楔完成。因它兼有換輥方便和剛性較好的優(yōu)點(diǎn)，因此又稱為半閉口機(jī)架。近年來在型鋼軋機(jī)上被廣泛的采用，獲得了較好的使用效果。 短應(yīng)力線軋機(jī) 軋機(jī)的剛性也即剛度是指軋鋼機(jī)工作機(jī)座在軋制時(shí)抵制發(fā)生彈性變形的能力。通常用剛度系數(shù)來表示。在一定的軋制壓力作用下剛度系數(shù)K越大，工作機(jī)座發(fā)生的彈性變形越小，此時(shí)軋機(jī)剛性越大；反之，剛度系數(shù)K值小，工作機(jī)座的彈性變形就大，軋機(jī)的剛性就差[5]。a－通常軋機(jī)的應(yīng)力回線； b－短應(yīng)力線軋機(jī)的應(yīng)力回線 軋機(jī)的應(yīng)力回線短應(yīng)力線軋機(jī)的主要特點(diǎn)是：，通常剛度系數(shù)可達(dá)1800～2200kN/mm；，改善了軸承和軸承座的受力情況，提高了軸承的壽命；，提高了金屬的成材率；，實(shí)現(xiàn)了對稱調(diào)整和軋輥的整體更換；這樣就簡化了調(diào)整過程．縮短了調(diào)整和換輥時(shí)間，為提高軋機(jī)作業(yè)率打下了基礎(chǔ)；，使軋制線水平保持穩(wěn)定；，體積小，操作維修方便。 平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī)采用平立交替式布置是為了滿足靈活的軋制工藝而設(shè)計(jì)的。根據(jù)不同產(chǎn)品的孔型設(shè)置，可靈活地調(diào)整軋機(jī)使其水平布置或垂直布置。機(jī)架放置在一個(gè)小車上，本身結(jié)構(gòu)與普通二輥軋機(jī)機(jī)架基本相同。立輥為了平衡軋輥質(zhì)量，在軋輥輥系中增加了止推軸承。機(jī)架與小車用螺栓連接在一起，小車可以水平移動，實(shí)現(xiàn)水平軋制換孔槽功能。在垂直軋制時(shí)，小車坐在一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動蝸輪、蝸桿、絲杠螺母機(jī)構(gòu)組成的臺架上，臺架可上下移動，完成換孔槽動作。位置調(diào)整好后，由液壓鎖緊缸將機(jī)架定位。中、精軋機(jī)的作用是將軋件在高溫狀態(tài)下經(jīng)過孔型逐道次壓縮變形。根據(jù)產(chǎn)品大綱及各車間工藝的不同，第一種情況是由中軋機(jī)為精軋機(jī)輸送形狀正確、尺寸合格的軋件。第二種情況是由中軋機(jī)組直接軋制出斷面較大的產(chǎn)品，精軋機(jī)組被甩掉(空過)，由替換輥道代替，此時(shí)中軋機(jī)組的作用和精軋機(jī)組一樣成為成品軋機(jī)。在相同的開軋溫度情況下，中軋機(jī)組軋件溫度為三個(gè)機(jī)組的最低區(qū)域，而精軋機(jī)組的軋件溫度則隨著道次的增加而逐漸有所升高。過低的開軋溫度造成摩擦系數(shù)增加，容易在中軋機(jī)組前幾架產(chǎn)生堆鋼。 平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī)采用平立交替式布置，且精軋部分的偶數(shù)架軋機(jī)可平立轉(zhuǎn)換，此種布置形式的優(yōu)點(diǎn)：1）軋制過程穩(wěn)定，此種軋機(jī)在平輥軋機(jī)上采用橢圓孔型，在立軋機(jī)上采用圓孔型，這樣在平輥上軋出的橢圓件在水平方向是長軸，增大了軋件與軋機(jī)的接觸面積，所以增加了軋件在機(jī)架之間運(yùn)行的穩(wěn)定性；2）平立布置的軋機(jī)可采用立活套而立—平布置必須采用側(cè)活套。立活套的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)施少、占地面積小，更易檢測和控制；如果采用立平布置，就必須采用側(cè)活套，因?yàn)榱④垯C(jī)上軋出的扁軋件是立著的，對水平壓輥或水平推輥磨損嚴(yán)重，所以采用平立布置且使用立活套效果更好；3）易控制成品質(zhì)量。在立式軋機(jī)上軋出的成品比水平軋機(jī)軋出的成品質(zhì)量好控制，因?yàn)榱⑹杰垯C(jī)的軋輥運(yùn)行更為平穩(wěn)，成品尺寸波動小，精度高。平立布置軋機(jī)的缺點(diǎn)：1）成品軋機(jī)的進(jìn)、出口導(dǎo)衛(wèi)裝置更換調(diào)整較困難；2）成品軋機(jī)軋輥軸向調(diào)整不便。因?yàn)椴捎闷搅⒔惶娴能垯C(jī)布置形式利大于弊，且精軋機(jī)的偶數(shù)架次采用平立可轉(zhuǎn)換式，可以軋制多種規(guī)格的產(chǎn)品[6]。 軋機(jī)布置選擇比較軋鋼機(jī)按工作機(jī)架排列成某種方式稱為軋鋼機(jī)布置，可以分為六種：；，包括一列、二列和多列式布置；(跟蹤式)布置；；；。a—單機(jī)架；b—橫列式；c—順列式；d—布棋式；e—半連續(xù)式；f—連續(xù)式軋鋼機(jī)布置的基本形式只有三種．即橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。布棋式布置可以視為為了縮短車間長度所采取的順列式布置的一種變形，而半連續(xù)式布置則常常是連續(xù)式和其它形式(例如：橫列式布置)的組合。 軋鋼機(jī)按機(jī)架排列的分類 橫列式布置軋機(jī)橫列式布置的軋機(jī)，同一機(jī)列軋輥的轉(zhuǎn)速相同，軋制速度并不隨軋件長度增加而提高，因而產(chǎn)量小，軋機(jī)勞動生產(chǎn)率低，軋制產(chǎn)品的尺寸精度也差，不易實(shí)現(xiàn)自動控制。一般都是采用穿梭軋制和活套軋制方式。其每架軋機(jī)上可以軋制若干道次，變形靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，品種范圍寬廣，控制操作客易。主要用于生產(chǎn)各種型材、線材和開坯生產(chǎn)。另外，橫列式布置軋機(jī)具有設(shè)備簡單、投資少、建廠時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。過去我國地方小企業(yè)的軋機(jī)基本都是橫列式軋機(jī)，現(xiàn)今國內(nèi)外已基本淘汰。 連續(xù)式布置的軋機(jī)連續(xù)式軋制占地少，生產(chǎn)率高，產(chǎn)量大。除了每架順次軋制一道外，還必須保持成連軋關(guān)系的各架軋機(jī)單位時(shí)間內(nèi)金屬秒流量相等的原則。由于連續(xù)式布置的軋機(jī)易于實(shí)現(xiàn)軋制過程的機(jī)械化和自動化，可以采用較高的軋制速度，因而具有很大的生產(chǎn)能力。連續(xù)式布置的軋機(jī)是各類軋機(jī)發(fā)展的方向。 棒材軋制工藝流程 唐鋼棒材車間唐鋼棒材廠設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)60萬噸，采用165mm165mm12000mm鋼坯，產(chǎn)品規(guī)格：Φ12～Φ40mm圓鋼和螺紋。鋼種：普碳鋼、鉚螺鋼、彈簧鋼、低合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼等。最高軋速：18m/s。加熱爐為全梁步進(jìn)式加熱爐,產(chǎn)量為150t/h,全軋線18臺軋機(jī)，平立布置。6臺粗軋機(jī)都是BBS懸臂軋機(jī)，6臺中軋機(jī)和6臺精軋機(jī)為短應(yīng)力線整體更換軋機(jī)。1上料臺架 2步進(jìn)式加熱爐 3高壓水除鱗箱 4夾送輥 5懸臂式粗軋機(jī)6架 61號飛剪 7中軋機(jī)6架 82號飛剪 97組立活套 10精軋機(jī)6架 11淬水小車 123號倍尺飛剪 13冷床 14冷剪15收集臺架 唐鋼車間布置示意圖 石鋼棒材車間石鋼棒材車間設(shè)計(jì)年產(chǎn)60萬噸，采用150mm15012000mm連鑄坯,產(chǎn)品規(guī)格：主導(dǎo)產(chǎn)品為Φ14～Φ40mm圓鋼、Φ10～Φ40mm帶肋鋼筋、45～1005～12mm扁鋼。產(chǎn)品定尺長度6～12m。鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、及彈簧鋼。最高軋速：18m/s。加熱爐額定加熱能力150t/h,最大為170t/h。全線18架軋機(jī)，全部為二輥短應(yīng)力線軋機(jī)，即POMINI的“紅圈”軋機(jī)。全線軋機(jī)平立交替布置，可實(shí)現(xiàn)合金棒材的連續(xù)無扭軋制。1冷裝料臺架；2不合格坯剔出裝置；3加熱爐；4退坯收集框；5除鱗機(jī)；6粗軋機(jī)組；71飛剪；8中軋機(jī)組；92飛剪；10精軋機(jī)組；11穿水冷卻裝置；123倍尺飛剪；13冷床輸入輥道；14冷床；15定尺飛剪；16集捆臺架；17打捆機(jī)；18自動堆垛機(jī)；19短定尺收集框 石鋼車間布置示意圖 廣鋼棒材車間廣鋼棒材廠設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)40萬噸，采用150mm15010000mm鋼坯，產(chǎn)品規(guī)格：Φ12～Φ40mm圓鋼和螺紋。鋼種：熱軋普通碳素鋼、普通鉚螺鋼、普通低合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼等。最大軋制速度：13m/s。加熱爐為步進(jìn)式，全軋線18臺軋機(jī)，平立布置。6臺粗軋機(jī)和6臺中軋機(jī)都是懸臂軋機(jī)，6臺精軋機(jī)為短應(yīng)力線式軋機(jī)。1上料臺架 2坯料電子稱 3入爐輥道 4推出機(jī) 5組合式步進(jìn)爐 6夾送輥 7懸臂式粗軋機(jī)組 8飛剪 9懸臂式中軋機(jī)組 10立式活套器 11飛剪機(jī) 12水平精軋機(jī) 13平立可轉(zhuǎn)變精軋機(jī) 14水冷線 15倍尺飛剪（3）16碎斷剪 17帶裙板冷床輸入輥道 18步進(jìn)式冷床 19冷剪機(jī) 20成品收集槽 21成品電子稱 22計(jì)數(shù)器 23自動打捆機(jī) 24定尺擋板 25非定尺包扎臺 廣鋼車間布置示意圖經(jīng)過比較以上兩種車間布置形式相差不大，但軋機(jī)不同，生產(chǎn)品種大不相同。中軋機(jī)到精軋機(jī)沒有留出特別的冷卻段。 馬鋼棒材車間馬鋼棒材廠設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)60萬噸，采用165mm16512000mm鋼坯，產(chǎn)品規(guī)格：Φ12～Φ60mm圓鋼和Φ12～Φ50mm螺紋鋼。鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、鉚螺鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。最高軋速：18m/s側(cè)進(jìn)側(cè)出梁底步進(jìn)式加熱爐為雙框架結(jié)構(gòu)，,額定產(chǎn)量150t/h，最高產(chǎn)量170t/h。全線共18架軋機(jī),粗、中、精軋機(jī)組各6架,均為無牌坊、短應(yīng)力線、高剛度“紅圈”軋機(jī),呈平立交替布置[8]。1梁底組合式步進(jìn)加熱爐(150t/h)。2粗軋機(jī)組(6架)。3中軋機(jī)組(6架)。4精軋機(jī)組(6架)。5穿水冷卻裝置。6倍尺飛剪。7短尺(~12m)收集系統(tǒng)。8冷床。9冷定尺飛剪。10自動收集打捆裝置 馬鋼車間布置示意圖通過對以上車間的比較，本車間設(shè)計(jì)采用連續(xù)式布置軋機(jī)。 生產(chǎn)工藝特點(diǎn)1）軋制工藝： 1～10架軋機(jī)為微張力軋制，10～18架為立活套控制，實(shí)現(xiàn)無張力軋制，保證產(chǎn)品尺寸精度，產(chǎn)品尺寸偏差可達(dá)到1/3DIN標(biāo)準(zhǔn)公差范圍的水平。2）導(dǎo)衛(wèi)裝置使用滑動導(dǎo)衛(wèi)和滾動導(dǎo)衛(wèi)，進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)的鼻錐(耐磨塊)設(shè)計(jì)，滾動導(dǎo)衛(wèi)采用油氣潤滑和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，延長了導(dǎo)板和導(dǎo)輪的使用壽命， kg。3）剪切系統(tǒng)：軋制過程共設(shè)有三臺旋轉(zhuǎn)飛剪。其中1旋轉(zhuǎn)式飛剪置于粗軋機(jī)組后，用于切頭切尾和事故碎斷處理。最大剪切直徑72mm，2旋轉(zhuǎn)式飛剪置于中軋機(jī)組后，作用同1飛剪，最大剪切直徑38mm3旋轉(zhuǎn)式飛剪置于精軋機(jī)組后，也叫倍尺剪，是將棒材在上冷床前成倍尺分段，同樣起事故碎斷處理作用。最大剪切直徑為：經(jīng)余熱處理的棒材為40mm，未經(jīng)余熱處理的棒材為50mm。倍尺飛剪采用優(yōu)化剪切技術(shù)可使上冷床的倍尺都為定尺的整倍數(shù)，且每支只出1支短尺并進(jìn)人非尺冷床，提高了成材率及產(chǎn)品定尺率和剪切效率。整個(gè)過程全部由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)剪切作業(yè)的高精度。4）冷床和棒材分組系統(tǒng)：齒條式冷床長度120m，寬度14m，棒材經(jīng)倍尺飛剪剪切后進(jìn)入撥入裙板的冷床輸入輥道，電氣傳動的制動裙板使棒材降速并將他們撥入冷床，冷床的初始部分為矯直板，使棒材保持平直。隨后的動齒條和固定齒條用于接收和冷卻軋件，動齒條自動驅(qū)動。接著棒材由動齒條輸送到分組輸送鏈上，在此棒材按不同規(guī)格產(chǎn)品剪切支數(shù)的要求分組。隨后，由平移小車將各組棒材送到冷床的輸出輥道以供剪切。齒條末端設(shè)置對齊輥道用于產(chǎn)品端部的對齊，經(jīng)冷飛剪將棒材按定尺剪切。此冷床冷卻質(zhì)量高、冷卻均勻，且具有根據(jù)要求自動編組的功能，方便定尺剪切[9]。 軋機(jī)機(jī)架數(shù)確定因?yàn)槊考苤卉堃坏赖倪B續(xù)式軋機(jī)，只要知道軋制道次即可確定機(jī)架數(shù)。首先確定總延伸系數(shù) ()式中： ——壓縮比；——鋼坯斷面積；——成品斷面積。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品大綱中，最小規(guī)格為。其產(chǎn)品橫斷面面積為：采用165方坯來軋制產(chǎn)品，則其總延伸系數(shù)為： 設(shè)計(jì)孔型系統(tǒng)為箱形孔和橢圓圓的組合孔型生產(chǎn)系統(tǒng)。箱形孔平均延伸系數(shù) = ～；橢圓圓平均延伸系數(shù) = ～；根據(jù)以上經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再參考同類棒材車間， = 軋制道次和機(jī)架數(shù)可用下式確定 ()式中：——機(jī)架數(shù)目——由坯料到成品的總延伸系數(shù)；——各道次的平均延伸系數(shù)。軋制道次 由于選用了連續(xù)式軋機(jī)布置形式，因此選取機(jī)架數(shù)為18 架。生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品可甩架次（空過），減少軋制道次。綜上所述，18架軋機(jī)全線選用短應(yīng)力線軋機(jī)，具體規(guī)格為：粗軋機(jī)組6架。平/立布置；形式：短應(yīng)力線軋機(jī)中軋機(jī)組6架。平/立布置；形式：短應(yīng)力線軋機(jī)精軋機(jī)組6架。平/立布置；形式：短應(yīng)力線軋機(jī)(其中；1118機(jī)架為平/立可轉(zhuǎn)換機(jī)架)。 軋輥參數(shù) 軋輥材質(zhì)軋輥由輥身、輥頸和軸頭三部分組成，軸頸安裝在軸承中，并通過軸承座和壓下裝置將軋制力傳遞給軋機(jī)機(jī)架。軸頭與聯(lián)接軸相連，并傳遞軋制力矩。輥身直接和軋件相接觸。在連軋機(jī)上，要求軋輥有較高的表面硬度、強(qiáng)度和耐磨性，且其制造過程簡單，價(jià)格便宜，故選用鑄鐵軋輥。其性能參數(shù)見表34：表34 軋輥材質(zhì)、硬度、強(qiáng)度參數(shù)機(jī)架號軋輥材質(zhì)硬度（HB）抗彎強(qiáng)度（N/mm2）抗拉強(qiáng)度（N/mm2）1～4鑄鋼310～3508005005～8球墨鑄鐵4308005009～12球墨鑄鐵460125060013～18球墨鑄鐵5141100500 軋輥直徑在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)可以采用兩種方法來預(yù)選軋輥直徑：1)按經(jīng)驗(yàn)公式選??；2)參考相同類型的軋機(jī)情況選取。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，軋機(jī)軋輥 直徑與軋制的坯料高度有如下的關(guān)系： ()式中 —— 軋輥直徑，(毫米)； —— 系數(shù)；可按下表選?。?—— 坯料高度，(毫米)。 軋機(jī)名稱大型軋機(jī)中型軋機(jī)小型軋機(jī)～～ ～ 表35 不同軋機(jī)的K值范圍參考同類車間，為中型軋機(jī)。則各機(jī)架的軋輥直徑選擇為： 14 D = 680mm； 56 D = 660 mm； 712 D = 600mm； 1316 D =440 mm； 1718 D = 360 mm。 (D值為最大直徑) 軋輥輥頸直徑和輥頸長度輥身長度是軋輥尺寸的另一重要參數(shù)。一般根據(jù)輥身長度與輥徑的比值(L/D)來選定。 () 式中： ——軋輥輥身長度，mm； ——軋輥直徑，mm； ——系數(shù)(～)型鋼軋機(jī)輥身長度主要取決于孔型配置、軋輥的抗彎強(qiáng)度和剛度。軋輥的輥身長度與輥徑比小時(shí)軋輥能承受較大彎曲應(yīng)力，高產(chǎn)品精度也提供了可能，故現(xiàn)代化軋機(jī)隨著對產(chǎn)品精度要求的提高L/D值正逐漸減小，本車間為短應(yīng)力線軋機(jī)，為提高其剛度，一般輥身長度較短，其尺寸按軋機(jī)制造廠商提供的參數(shù)并從中選取，一般近似地選d=(～)D, l/d=～[10]，具體見表36。表36 軋輥參數(shù)機(jī)架號軋輥直徑D(mm)輥身長度L(mm)輥頸直徑d(mm)輥頸長度l(mm)16807603