【文章內(nèi)容簡介】 2 R3 R4 R5 R6 典型的全連續(xù)式粗軋機的布置 全連續(xù)式粗軋機在一、二代熱軋帶鋼軋機中居多，因受當時的控制水平和機械制造能力的限制，粗軋機軋制速度較低，且都是以斷面大、長度短的初軋板坯為原料，所以軋機產(chǎn)量取決于粗軋機的產(chǎn)量。全連續(xù)式粗軋機每架軋機只軋—道，軋件沿一個方向進行述連續(xù)軋制，生產(chǎn)能力大，因此在當時發(fā)展較快。隨著粗軋機控制水平的提高和軋機結(jié)構(gòu)的改進，粗軋機的軋制速度提高了，生產(chǎn)能力增大了，粗軋機的布置形式也發(fā)生了很大變化，相繼發(fā)展了3∕4連續(xù)式和半連續(xù)式。相比之下，全連續(xù)式粗軋機的優(yōu)點就不明顯了，而且其生產(chǎn)線長、占地面積大、設備多、投資大、對板坯厚度范圍的適應性差等缺點更加突出，所以近期建設的粗軋機已不再采用全連續(xù)式。(2)3∕4連續(xù)式3∕4連續(xù)式粗軋機由可逆式軋機和不可逆式軋機組成，其布置形式有2架軋機，3架軋機或4架軋機。典型的3∕。 3∕4連續(xù)式粗軋機的布置典型的3∕4連續(xù)式粗軋機由4架軋機組成，第1架為二輥可逆式軋機，第2架為四輥可逆式軋機。第4架均為四輥不可逆式軋機。3∕4連續(xù)式粗軋機的軋制工藝是：板坯在可逆式軋機上往復軋制3～5道次，在不可逆式軋機上軋制l道次。3∕4連續(xù)式粗軋機兼有全連續(xù)式粗軋機的優(yōu)點，又克服了它的缺點，與其相比具有生產(chǎn)線短、占地面積小、設備少、投資省、對板坯厚度范圍的適應性好等優(yōu)點。且生產(chǎn)能力也不低，適應于多品種的熱軋帶鋼生產(chǎn)。我國熱軋寬帶鋼粗軋機采用3∕4連續(xù)式布置的有寶鋼2050mm、武鋼1700mm、太鋼1549mm。(3)半連續(xù)式半連續(xù)式粗軋機由1架或2架不可逆式軋機組成。常見的布置形式有：①1架四輥可逆式軋機組成。②由1架二輥可逆式軋機和1架四輥可逆式軋機組成。 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。1，2，3 4，5，6 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。本設計考慮實際生產(chǎn)情況，從縮短生產(chǎn)線長度、減小占地面積、節(jié)約設備投資等方面考慮，選擇近年來常用的半連續(xù)式粗軋機。由于在粗軋機組上軋制時，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應該盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制?？紤]粗軋機組和精軋機組之間在軋制節(jié)奏和負荷上的平衡，粗軋機組變形量一般要占總變形量（坯料至產(chǎn)品）的70%～80%。根據(jù)目前軋輥強度等方面的因素，參考現(xiàn)場的經(jīng)驗，以及為了配合該車間能生產(chǎn)更薄規(guī)格產(chǎn)品的發(fā)展要求，本次設計中選用2架四輥可逆式粗軋機。(1)材料的選擇由于熱軋的時候工作輥表面溫度高，又受到水的激冷，表面冷熱反復循環(huán)產(chǎn)生工作應力，熱疲勞應力使得軋輥表面產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋，工作輥選擇以輥面硬度為主。四輥機座除了少數(shù)機座受輥強度和咬入條件限制采用鑄鋼軋輥以外，其他主要受到扭矩和壓力，彎曲應力較小，軋制速度高，輥面要求光滑以保證板帶的表面的質(zhì)量而多采用鑄鐵軋輥（輥面硬）。支撐輥受壓力大主要受的是彎曲應力，而且直徑較大并要著重考慮強度和軋輥的淬透性，因此多采用含有鉻的合金鍛鋼。R1安裝在立輥軋機和除鱗機后，為四輥軋機，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。電液伺服閥控制液壓缸用于輥縫調(diào)整。四列圓錐輥子軸承安裝在工作輥軸頸上，并安裝在軸承座中，工作輥的平衡由液壓缸控制。帶靜壓的油膜軸承安裝在支承輥軸頸上，用于低速軋制。軸承座夾緊裝置安裝在機架的操作側(cè)，保證軋制時輥裝配在機架上定位。上支承輥磨損的補償量，由安裝在上支承輥上部的墊片調(diào)整。進出口導輥的安裝，用于板坯傳送時輸送平穩(wěn)，軋機進出口上下安裝了刮水板及導衛(wèi)，工藝潤滑油噴頭安裝在進出口上下刮水板上。上刮水板有氣缸控制，以保證與工作輥的連續(xù)接觸；下刮水板與導輥軸承座連接，靠液壓力與下工作輥接觸。工作輥冷卻頭安裝在R1軋機的進出口側(cè)。軋機上方安裝了平臺，平臺與地面間裝有梯子。其主要技術(shù)參數(shù)如表32。表32 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(2)軋輥尺寸的選擇軋輥是軋鋼機的主要部分，在選取工作輥和支撐輥輥頸的時候要考慮以下幾個方面：①工作輥的輥頸可能減小的程度取決于工作輥徑和萬向接軸所傳遞的傳動力矩。②為創(chuàng)造良好的變形條件，強度高的帶鋼要求采用較小的工作輥徑。③所能傳遞的變形力矩受工作輥斷面積的限制，要求工作輥有較大的傳動大的變形力矩。④輥身長度與輥頸的比值不能超過允許值，否則工作輥會彎曲，所以要求輥頸采用較大的值。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。針對本次的設計要求，參考現(xiàn)場的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，為了生產(chǎn)5mm帶鋼，選用的軋輥的尺寸是：R1：工作輥尺寸：Φ12001700mm；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 熱卷箱的選擇熱連軋帶鋼生產(chǎn)線過長導致投資增加、坯料頭尾溫差過大致使帶鋼產(chǎn)生增厚飄移等問題一直困擾著粗軋可逆的熱連軋帶鋼生產(chǎn)。熱卷箱技術(shù)在上世紀70年代在國外興起。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，而節(jié)約大量的投資。在熱連軋帶鋼生產(chǎn)線上采用熱卷箱技術(shù)是目前世界范圍內(nèi)實現(xiàn)短流程軋制工藝的一種投資少、起點高、見效快的最佳方案。鋼卷無芯移送式熱卷箱是熱卷箱的最新技術(shù)，由于其技術(shù)含量高，世界上只有德國、日本等少數(shù)幾個國家能設計生產(chǎn)，中國只能依賴進口，阻礙這一技術(shù)在國內(nèi)的推廣。2001年，中國第二重型機械廠成功研制出鋼卷無芯移送式熱卷箱技術(shù)。該技術(shù)產(chǎn)品綜合性能已達到當代國際先進水平，比相同性能的進口設備價格低30％～40％，具有較大的價格優(yōu)勢和市場競爭力。本次設計的熱卷箱和鞍鋼1700生產(chǎn)線的一樣，其主要工藝參數(shù)如表33：表33 熱卷箱基本工藝參數(shù)帶坯厚度帶坯寬度帶卷重量單位寬度卷重入口帶坯溫度帶卷內(nèi)徑帶卷外徑卷取速度反開卷取速度/mm/ mm/t/kg/℃/mm/mm/m/m20309001500 900110016012501950熱卷箱設備組成如下：（1）入口和出口側(cè)導板。用于對中進出熱卷箱帶坯的頭部和尾部，防止帶坯跑偏。（2）進口導槽。由1個頂部入口導板，1個頂槽導板和2個入口導輥組成。當進口導槽樞軸上升時，其接受R 軋機運來的帶坯頭部并將其引入熱卷箱內(nèi)進行卷取。當樞軸下降時，帶坯以直通方式進入精軋機組。（3）彎曲輥。由2個上彎曲輥和1個下彎曲輥構(gòu)成。通過對其輥縫調(diào)節(jié)， 形成不同厚度帶坯的曲率和鋼卷內(nèi)徑。（4）卷取站。由成型輥、1托卷輥和2個側(cè)導板構(gòu)成。1托卷輥經(jīng)翻轉(zhuǎn)臂翻轉(zhuǎn)得到提升，與成型輥一起為帶坯提供一個套狀空間，使帶坯形成卷形。經(jīng)過彎曲輥作用后的彎曲板坯，進入套狀空間且自身纏繞形成帶卷。（5）開卷站。由起落臂(位置調(diào)整)、插入臂(壓力調(diào)整)、2托卷輥、移送臂及側(cè)導板構(gòu)成。（6）夾送輥。位于開卷站之后切頭飛剪之前。熱卷箱反開卷后帶坯經(jīng)其平整后，通過切頭飛剪送入精軋機組軋制。熱卷箱的主要優(yōu)點詳細如下：（1）減小中間坯溫降，均勻帶坯頭尾溫差熱卷箱對中間坯有明顯保溫作用，℃／℃／s。若熱卷箱不投入運行，成品厚度越薄，中間坯的頭尾溫差越大。（2）改善除鱗效果，提高產(chǎn)品質(zhì)量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，實際上，采用熱卷箱可以起到機械除鱗作用，顯著增強了精軋機組前除鱗箱的使用效果。采用熱卷箱后，精軋機組開軋溫度和終軋溫度得到有效控制，僅用前饋方式即可得到較高的卷取溫度控制精度，帶鋼全長可獲得均勻珠光體組織，％％。此外，熱卷箱的投入，使精軋溫度變化小，軋制狀態(tài)穩(wěn)定，帶鋼外形尺寸得到良好控制，除了帶鋼頭部5m，以及帶鋼尾部8m，～， 以內(nèi)，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。（3）節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本采用熱卷箱后，減少了中間坯熱量的散失，且使帶坯頭尾溫度均勻，出爐溫度由通常的1250℃可降至1150～1200℃，降低煤氣消耗3％～5％。采用熱卷箱后，精軋機組的軋制能耗顯著降低，可實現(xiàn)等溫恒速軋制。（4）節(jié)約工程投資?？s短工藝流程采用熱卷箱后，可縮短粗軋機組與精軋機組間距40～70m，％～％，尤其適合于舊有熱軋生產(chǎn)線的改造。（5）延長事故處理時間，提高成材率熱卷箱可起到緩沖作用，延長精軋及卷板后部工序事故處理時間，降低了中間廢品率。實踐證明，中間坯在熱卷箱中放置3～5min即可進行正常軋制；放置5～8min，切去外層幾圈后仍可進行軋制。采用熱卷箱，中間坯頭尾溫差減小，切頭切尾量減少，％～％[10]。1—支撐輥；2—托輥；3—彎曲輥；4—推桿 熱卷箱結(jié)構(gòu)示意圖 精軋機機組的選擇當今新型熱帶軋機主要有：HC軋機、CVC軋機、PC軋機等?，F(xiàn)在介紹如下：1）HC軋機（High Crown Control Mill）HC軋機為高性能板形控制軋機的簡稱，是日立公司研制的一種新型六輥軋機，它是在普通四輥軋機的基礎上增加兩個可軸向移動的中間輥。其出發(fā)點是為了改善或消除四輥軋機中工作輥和支撐輥之間有害的接觸部分。HC軋機利用軋輥軸向串動裝置，就能適應帶鋼寬度變化的要求，使輥身接觸長度作相應的改變。HC軋機的主要特點：（1）具有大的剛度穩(wěn)定性。（2）HC軋機具有很好的控制性。（3）HC軋機由于上述特點因而可以顯著提高帶鋼的平直度，可以減少板、帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失。適合于薄帶，故未見用于熱帶。（4）壓下量由于不受板形限制而可適當提高。2）CVC(Continuously Variable Crown)軋機 CVC軋機是SMS公司在HCW軋機的基礎上于1982年研制成功的。CVC軋機與HCW軋機的不同之處在于CVC軋機的工作輥原始輥型為S形，而HCW軋機的工作輥原始輥型為平輥，其相同點都是采用工作輥軸向串動技術(shù)來控制板形。CVC工作輥的軸向移動量為177。100mm，其效果相當于常規(guī)磨輥凸度在100μm 到500μm之間變化的效果。S形輥的半徑差僅為273μm，%，相當于帶鋼前滑值的1%。CVC系統(tǒng)的工作輥輥身比支撐輥輥身長出可移動的距離，以確保支承輥不會壓到工作輥邊緣。由于工作輥具有S形曲線，工作輥與支承輥是非均勻接觸，實踐表明，這種非均勻接觸對軋輥磨損和接觸應力不會產(chǎn)生太大的影響。CVC軋機和彎輥裝置配合使用可調(diào)輥縫達600μm。CVC在精軋機組的配置一般是，前幾個機架采用CVC輥主要控制凸度，后幾個機架采用CVC輥是要控制平直度。CVC的基本原理是：將工作輥輥身沿軸線方向一半削成凸輥型，另一半削成凹輥型，整個輥身成S型或花瓶式軋輥，并將上下工作輥對稱布置，通過軸向?qū)ΨQ分別移動上下工作輥，以改變所組成的孔型，從而控制帶鋼的橫斷面形狀而達到所要求的板形。() CVC軋制原理圖CVC軋機有很多優(yōu)點：板凸度控制能力強，軋機結(jié)構(gòu)簡單，易改造，能實現(xiàn)自由軋制，操作方便，投資較少。CVC軋機的缺點是：軋輥形狀復雜、特殊、磨削要求精度高，而且困難，必須配備專門的磨床；無邊部減薄功能，帶鋼易出現(xiàn)蛇形現(xiàn)象。3）PC（Paired Crossed Mill）軋機對輥交叉(PC)軋制技術(shù)(Pair CrossRoll)。PC軋機的工作原理是，通過交叉上下成對的工作輥和支撐輥的軸線形成上下工作輥間輥縫的拋物線，并與工作輥的輥凸度等效。，調(diào)整軋輥交叉角度即可對凸度進行控制。PC軋機具有很好的技術(shù)性能：(1)可獲得很寬的板形和凸度的控制范圍，因其調(diào)整輥縫時不僅不會產(chǎn)生工作輥的強制撓度，而且也不會在工作輥和支撐輥間由于邊部撓度而產(chǎn)生過量的接觸應力。與HC軋機、CVC、SSM及VC輥等軋機相比，PC軋機具有最大的凸度控制范圍和控制能力。(2)不需要工作輥磨出原始輥型曲線。 PC軋輥交叉角與等效輥凸度PC軋機的缺點：軋機牌坊加工復雜，開出四個螺母孔，減少軋機立柱剛度。軋制軸向力大（達到軋制力的8％～10％）。軸承座由牌坊窗口平面約束變成螺絲端頭點接觸，在高壓高速時穩(wěn)定性大大下降，故不再推廣使用。鑒于以上比較，本設計為：七架四輥精軋機縱向排列，間距為6m；F1～F3為CVC軋機，F(xiàn)1～F7均有正彎輥系統(tǒng)。所有機架均設有AGC系統(tǒng)；工作輥軸承為四列圓錐滾動；平衡快中安裝工作輥平衡缸。支撐輥采用油膜軸承并有靜壓系統(tǒng)；軋機工作側(cè)工作輥軸承座配有加緊裝置，用于保證軋制過程中輥系的穩(wěn)定，為了保證軋制線水平，上下支撐輥軸承座上（下部）裝有調(diào)整墊進行補償。F6～F7裝有ORG系統(tǒng)用于工作輥表面的磨削；軋機進出口安裝有上下導板及衛(wèi)板；為保證帶鋼平穩(wěn)輸送F7軋機出口安裝有機架輥。軋機出口側(cè)均安裝冷卻水管，工藝潤滑裝在進口