【文章內(nèi)容簡介】 平軋機壓下產(chǎn)生的寬展量、改善邊部質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)簡單，主傳動電機功率小、側(cè)壓能力普遍較小，而且控制水平低，不能在軋制過程中進行調(diào)節(jié)，帶坯寬度控制精度不高。(2)有AWC功能的重型立輥軋機是為了適應(yīng)連鑄的發(fā)展和熱軋帶鋼板坯熱裝的發(fā)展而產(chǎn)生的現(xiàn)代軋機。其結(jié)構(gòu)先進，主傳動電機功率大，側(cè)壓能力大，具有AWC功能，在軋制過程中對帶坯進行調(diào)寬、控寬及頭尾形狀控制，不僅可以減少連鑄板坯的寬度規(guī)格．而且有利于實現(xiàn)熱軋帶鋼板坯的熱裝，提高帶坯寬度精度和減少切損。有AWC功能的重型立輥軋機的結(jié)構(gòu)如圖1所示。2)立軋的變形特點與平軋完全不同，經(jīng)立輥軋機的軋制后的板坯具有一下形狀特點：(1)板坯立軋的狗骨變形，如圖2(a)所示。板坯立軋是典型的超高件軋制過程，其突出特點是側(cè)壓時變形不深透，金屬向厚度方向上的流動主要集中在板坯兩側(cè)的邊緣部分，橫斷面出現(xiàn)明顯的雙鼓形，就是所謂狗骨變形。立輥的輥徑越大，狗骨形越小。為增加調(diào)寬效率，現(xiàn)在普遍采用定寬壓力機（SP Sizing Press）,可圖1 有AWC功能的重型立輥軋機的結(jié)構(gòu)圖 本設(shè)計在R1前選擇帶AWC功能的重型立輥軋機RE1。其主要技術(shù)參考唐鋼設(shè)計見表3。表3 立輥軋機的各種性能參數(shù) 軋輥φ640/φ580380毫米調(diào)寬范圍800～1700毫米調(diào)整速度30毫米/秒壓下形式電動+液壓軋制力最大100噸壓下量板坯厚度為90毫米時最大27毫米()板坯厚度為70毫米時為最大30～35毫米(15～)軋制速度最大22轉(zhuǎn)/分(用新輥)主傳動電機2—AC88KW0—150rpm成對的水平電機軋輥開口度最大1770毫米（換輥時1840毫米）最小800毫米AWC行程50毫米圖2(a)立輥軋邊 圖2(b)立軋后的平扎看做是用半徑無限大的垂頭替代了立輥，定寬壓力機的狗骨形要比立輥調(diào)寬小得多[12]。帶有狗骨形的板坯經(jīng)過后步平輥軋機軋制后，較厚的邊部金屬將向?qū)捪蛄鲃?，造成軋件繼續(xù)寬展，因而影響寬度精度，降低寬度控制效果。 (2) “舌頭”及“魚尾”。經(jīng)過側(cè)壓后的板坯，在頭尾部分產(chǎn)生嚴重的寬度不均，板坯頭尾在軋制方向金屬流動阻力小于板坯中部，形成頭尾兩側(cè)向中間的圓弧形，使頭尾寬度收縮，最終形成端部內(nèi)凹的形狀，即所謂的“舌頭”及“魚尾”。這部分帶材必須在后續(xù)工序中予以切除，造成了金屬的浪費，如圖2(b)所示。 而頭尾之間的部分，由于金屬沿軋制方向流動阻力加大，在長度方向的延伸受到限制，形成板坯兩側(cè)厚度方向的凸起高于頭部。(3)立軋時板坯拱起。板坯的寬厚比較大時，如果采用立輥軋機軋制，容易使板坯拱起，造成板坯失穩(wěn)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。壓縮調(diào)寬技術(shù)是人們?yōu)榱丝朔⑤佨堉普{(diào)寬的缺點，增大壓縮工具與板坯的接觸長度，改善板坯斷面狗骨形，減少板坯頭尾部的魚尾和舌頭及失寬，提高成材率而提出的。實現(xiàn)壓縮調(diào)寬技術(shù)的設(shè)備是定寬壓力機(SP Sizing Press)[12]。定寬壓力機位于粗軋高壓水除鱗裝置之后，粗軋機之前，用于對板坯進行全長連續(xù)的寬度側(cè)壓。與立輥軋機相比，SP軋機具有以下優(yōu)勢：(1)板帶成材率提高。SP軋機具有較強的板坯頭尾形狀控制功能，金屬切損少。(2)調(diào)寬能力提高。目前SP軋機的最大側(cè)壓量達到了350 mm，有效減輕了連鑄機不斷變換寬度規(guī)格的負擔，提高了連鑄機生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量及板坯的熱裝率和熱裝溫度。(3)調(diào)寬實效提高。側(cè)壓變形更深透，板坯變形均勻，平軋是寬展回復(fù)減小。(4)寬度精度提高。SP軋機的錘頭間距可嚴格控制，有很強的定寬作用[11]。定寬壓力機的主要形式有長錘頭和短錘頭兩種。1)長垂頭定寬壓力機。如如圖3(a)所示，特點是壓縮模具長度略大于板坯長度，板坯遍布在全長上同時受到壓縮。操作過程是先由螺桿機構(gòu)將壓縮模具調(diào)整到略大于板坯寬度的間距，然后快速液壓壓下機構(gòu)按規(guī)程進行側(cè)壓。該定寬壓力機是一次將板坯壓縮至目標寬度，由于是整個板坯長度上同時進行壓縮，所以需要特別大的壓縮力。導(dǎo)致設(shè)備龐大，投資高，安裝維修不便。這種壓力機可以改善板坯頭尾的平面形狀，但其調(diào)寬量較小，厚160mm 的板坯側(cè)壓量只有76mm 。2)短垂頭定寬壓力是用短錘頭替代長垂頭。如如圖3(b)所示，用短錘頭多次連續(xù)壓縮來取代一次性壓縮，大大較少了壓縮力，減輕了壓力機的負荷，簡化了設(shè)備。圖3(a) 長錘頭定寬壓力機 圖3(b) 短錘頭定寬壓力機短垂頭定寬壓力機主要有兩種形式：一種間歇式，如圖4所示。在對板坯進行壓縮之前，吃透位于打開位置，間距略大于板坯，板坯進入錘頭之間的位置后停下來，對寬度方向進行壓縮，一步壓縮到位后錘頭分開回到打開位置，然后哦偶板坯向前送進一步，開始下一步壓縮，如此循環(huán)，值板坯尾部壓縮完畢。另一種連續(xù)式，如圖5所示。錘頭對板坯進行壓縮的同時，隨板坯一起向前沿軋制線方向以相同速度前進。這種運動軌跡為一橢圓形曲線，可以保證板坯在首壓縮的過程中以一定速度前進，不必是板坯停下來等待。壓縮完成后，錘頭沿橢圓形曲線再回到打開位置，準備下一次壓縮。顯然這種連續(xù)式定寬壓力機的生產(chǎn)效率比間斷式的要高得多[12]。(a)壓縮 (b)打開 (c)送進 (d)再壓縮 圖4 間歇式調(diào)寬壓力機動作示意圖 圖5 連續(xù)式調(diào)寬壓力機本設(shè)計結(jié)合實際生產(chǎn)情況，選用連續(xù)式短錘頭定寬壓力機。其主要技術(shù)參數(shù)如下表4： 表4 定寬壓力機技術(shù)參數(shù)寬度壓下量（mm）最大350壓力機負荷（MN）最大22（普通鋼，1050176。C時）壓力機周期（行程/min）50板坯行走量（mm/行程）400板坯速度（m/min）20主電動機3400KW，0/500（r/min） 軋制總道次的確定先計算總延伸系數(shù)μ，如下式：…………………..………………..(1)式中：F0——坯料原始截面積F——成品截面積代入數(shù)據(jù)得：再根據(jù)平均延伸系數(shù)，確定軋制道次n，公式如下：…………………..………………..(2)式中：μ——總延伸系數(shù)——平均延伸系數(shù)代入數(shù)據(jù)得：，則取n=8為軋制板形好、薄的產(chǎn)品，軋制12道次，選用6+6形式，即粗軋6道次，精軋6 道次。 粗軋機粗軋大幅度減小軋件的厚度，調(diào)整和控制寬度，增加長度，清除表面一次氧化鐵皮。粗軋機組由若干架呈串列式布置的立輥、水平輥軋機組成。一般來說，除第一架外，粗軋機組其余各架均是由一架立輥軋機、一架水平輥軋機組成的萬能式軋機，立輥軋機與水平輥軋機形成連軋關(guān)系，立輥軋機一般在水平輥軋機的入口側(cè)。第一架水平輥軋機可能是二輥式，也可能是四輥式，其余水平輥軋機一般為四輥式。立輥軋機的作用是：1)使軋件寬度減??；2)使軋件寬度沿長度方向在較小范圍內(nèi)波動；3) 以小的側(cè)壓量壓邊，使軋件邊部平直、裂紋壓合；4)使軋件出立輥軋機后，對準水平輥軋制中心線進入水平輥軋機。第一架立輥軋機一般為帶孔型的大立輥軋機（VSB），或者是定寬壓力機，它們的調(diào)寬能力很強，可以在軋件較厚、溫度較高時，對軋件施加大的側(cè)壓量(一般為150mm以下)，使其寬度大幅度減小，滿足精軋機對中間帶坯寬度靈活變化的要求。這樣，有利于減少連鑄坯寬度級數(shù)，減少調(diào)整和更換連鑄機結(jié)晶器的次數(shù)，提高連鑄機的生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量，緩解軋機生產(chǎn)能力高而連鑄機生產(chǎn)能力不足的矛盾。此外，第一架立輥軋機還起到擠碎擠松板坯表面氧化鐵皮的作用，以便于隨后用高壓水沖掉。由于帶鋼熱連軋機精軋機組都是連軋機，不同布置形式的帶鋼熱連軋機的區(qū)別僅在于粗軋機組布置的不同。帶鋼熱連軋機有以下三種布置形式：連續(xù)式、半連續(xù)式和3/4連續(xù)式。連續(xù)式特點是粗軋區(qū)各架軋機均為不可逆式，帶鋼在粗軋區(qū)軋制時，每架只按板坯前進方向軋一道，一般不形成連軋。這種布置形式，機架數(shù)較多，廠房長度較大，投資較大。 半連續(xù)式特點是粗軋區(qū)至少有一架可逆式軋機，進行多道次軋制，在粗軋區(qū)不形成連軋。如果某架萬能式軋機為可逆式，則其立輥軋機只在水平輥軋機奇道次對板坯進行側(cè)壓。3/4連續(xù)式特點是帶鋼在粗軋區(qū)部分軋機(一般為一架)采用可逆式軋制，而最后兩架軋機形成連軋。在以上三種布置形式中， 3/4連續(xù)式和半連續(xù)是比較合適的，這兩種布置形式也是最常見的。1）全連續(xù)式全連續(xù)式軋機粗軋機由56個機架組成，每架軋制一道，全部為不可逆式，大都采用交流電機傳動。這種軋機產(chǎn)量可高達400600萬噸/年，適合于大批量單一品種生產(chǎn)，操作簡單，維護方便，但設(shè)備多，投資大，軋制流程線或廠房長度增大。粗軋機組的利用率不是很高，或者說粗軋機生產(chǎn)能力與精軋機組不相平衡。典型的全連續(xù)式粗軋機的布置如圖6所示。 R1 R2 R3 R4 R5 R6圖6典型的全連續(xù)式粗軋機的布置2）3/4連續(xù)式為了充分利用粗軋機，同時也為了減少設(shè)備和廠房面積，節(jié)約投資，而廣泛發(fā)展了一種3/4連續(xù)式新布置形式，它是在粗軋機組內(nèi)設(shè)置l2架可逆式軋機，把粗軋機由六架縮減為四架。對絕大多數(shù)產(chǎn)品，軋機的薄弱環(huán)節(jié)不是在粗軋機組，3/4連軋機已能夠滿足精軋能力的要求。3/4連軋機的可逆式軋機可以放在第二架，也可以放在第一架，前者優(yōu)點是大部分鐵皮已在前面除去，使輥面和板面質(zhì)量好些，但第二架四輥可逆軋機的換輥次數(shù)比第一架二輥可逆式耍多二倍。一般還是傾向于前者?？傊?，3/4連軋機較全連軋機所需設(shè)備少，廠房短，總的建設(shè)投資要少5％6％，生產(chǎn)靈活性也稍大些，但可逆式機架的操作維修要復(fù)雜些，耗電量也大些。對于年產(chǎn)300萬噸左右規(guī)模的帶鋼廠，采用3/4連軋機一般較為適宜。典型的3∕4連續(xù)式粗軋機的布置如圖7所示。圖7 3∕4連續(xù)式粗軋機的布置3)半連續(xù)式(1)1架四輥可逆式軋機組成，如下圖8所示。(2)由1架二輥可逆式軋機和1架四輥可逆式軋機組成，如圖8所示。圖8 兩種半連續(xù)式粗軋機的布置(3)由2架四輥可逆式軋機組成，如下圖9所示。 1，2，3 4，5，6圖9 四輥可逆式軋機半連續(xù)式粗軋機與3∕4連續(xù)式粗軋機相比，具有設(shè)備少、生產(chǎn)線線短、占地面積小、投資省等特點，且與精軋機組的能力匹配較靈活，對多品種的生產(chǎn)有利。近年來，由于粗軋機控制水平的提高和軋機結(jié)構(gòu)的改進，軋機牌坊強度增大，軋制速度也相應(yīng)提高，粗軋機單機架生產(chǎn)能力增大，軋機產(chǎn)量已不受粗軋機產(chǎn)量的制約，從而半連續(xù)式粗軋機發(fā)展較快。我國熱軋寬帶鋼粗軋機采用半連續(xù)式布置的有寶鋼1580mm鞍鋼1780mm、攀鋼1450mm、武鋼2250mm。4）本設(shè)計考慮實際生產(chǎn)情況，以縮短軋制節(jié)奏，提高產(chǎn)量，減少中間坯的熱量損失為出發(fā)點，選用了3/4連續(xù)式粗軋布置如圖2。它可以縮短車間長度，減少占地面積，節(jié)約投資，生產(chǎn)靈活性大。其不足之處是二架四輥可逆軋機的換輥次數(shù)較多，操作維修復(fù)雜，耗電量較大。粗軋機詳細資料如下：粗軋機安裝在立輥軋機之后，驅(qū)動主要由調(diào)速電機，減速機齒輪機座及軋機接軸構(gòu)成。表5 粗軋機的各種性能參數(shù)類型四輥可逆軋機工作輥尺寸φ1200/φ11001700mm支承輥尺寸φ1550/φ14001700mm軋制壓力40000KN（max）由負荷傳感器測量軋制速度軋制開口度270mm（最大輥頸）輥縫調(diào)節(jié)電動+液壓AGC壓下缸壓力最大4000t主電機功率AC6600KW電機轉(zhuǎn)速108/190 r/min輥頸直徑和長度與軋輥軸承型式及其工作載荷有關(guān)。由于受到軋輥軸承徑向尺寸的限制輥頸直徑比輥身直徑小的多，因此輥身與輥頸過渡處的圓角應(yīng)該選擇大些。使用滾動軸承由于軸承外徑較大，輥頸尺寸不能過大，一般近似取d=（～）D。針對本次的設(shè)計要求，選用的軋輥的尺寸是：RR2：工作輥尺寸：φ11001700mm；輥頸尺寸：600mm支承輥尺寸：φ15501700mm；輥頸尺寸：775mm 軋制力：4000噸；電機功率：AC6600KW 保溫裝置保溫裝置位于粗軋與精軋之間，用于改善中間帶坯溫度均勻性和減小帶坯頭尾溫差。采用保溫裝置，不僅可以改善進精軋機的中間帶坯溫度，使軋機負荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機成材率，還可以降低加熱板壞的出爐溫度，有利于節(jié)約能源。常用的保溫裝置主要有保溫罩和熱卷箱，其共同的特點是不用燃料，保持中間帶坯溫度。但設(shè)備結(jié)構(gòu)大相徑庭，迥然不同。分別敘述如下：1)保溫罩。布置在粗軋與精軋機之間的中間輥道上，一般總長度有50～60m，由多個罩子組成，每個罩子均有升降蓋板，可根據(jù)生產(chǎn)要求進行開閉。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道是密封的。中間帶坯通過保溫罩，可大大減少溫降。2)熱卷箱。布置在粗軋機之后，飛剪機之前，采用無芯卷取方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進入精軋機進行軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。采用熱卷箱，不僅可保持帶坯的溫度，而且可大大縮短粗軋與精軋之間的距離。熱卷箱的優(yōu)點有：(1)減少中間坯頭、尾溫差，確保帶鋼軋制溫度。熱卷箱對中間坯有明顯的保溫作用。若不用熱卷箱，成品厚度越薄，中間坯的頭尾溫差越大。(2)精軋機可以采用恒速或加速軋制。(3)均衡整體中間帶坯的軋制溫度，穩(wěn)定精軋機的軋制負荷，從而提高軋制過程的穩(wěn)定性，以確保成品精度。(4)縮短粗軋機至精軋機之間的距離，節(jié)約工程投資。尤其對原有熱軋生產(chǎn)線的改造。(5)熱卷箱還具有挽救帶鋼報廢的功能。(6)進一步消除中間帶坯表面的氧化鐵皮。熱卷箱在卷取和反開卷過程中，可使粗軋階段產(chǎn)生的二次氧化鐵皮得以疏松，大塊氧化鐵皮從帶坯表面脫落，從而起到機械除鱗的效果，顯著增強了精軋機組前除鱗箱的使用效果。(7)