【正文】 單機(jī)架四輥可逆 二輥可逆 四輥可逆圖 兩種半連續(xù)式粗軋機(jī)的布置③由 2 架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖 所示。17 / 116 四輥可逆 四輥可逆圖 四輥可逆式軋機(jī)半連續(xù)式粗軋機(jī)與 3∕4 連續(xù)式粗軋機(jī)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(diǎn)，且與精軋機(jī)組的能力匹配較靈活，對多品種的生產(chǎn)有利。我國熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用半連續(xù)式布置的有寶鋼 1580mm、鞍鋼1780mm、攀鋼 1450mm、武鋼 2250mm[11]。本設(shè)計(jì)考慮到實(shí)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(shè)備投資等方面考慮，選擇近年來常用的半連續(xù)式粗軋機(jī)布置方式。根據(jù)軋輥強(qiáng)度等方面的因素，參考現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中選用 2 架四棍可逆式粗軋機(jī)。2）粗軋機(jī)的各種參數(shù)（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(fù)循環(huán)產(chǎn)生工作應(yīng)力，熱疲勞應(yīng)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(jī)座除了少數(shù)機(jī)座受輥強(qiáng)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(yīng)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(yīng)力，而且直徑較大并要著重考慮強(qiáng)度和軋輥的淬透性，因此多采用含鉻的合金鍛鋼。（2）軋輥尺寸的選擇軋輥是軋鋼機(jī)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 [15]：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(qiáng)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。粗軋機(jī)性能參數(shù)如下表 33 所示。表 33 粗軋機(jī)的各種性能參數(shù)名稱 立輥 粗軋機(jī) 粗軋機(jī)符號 E1 R1 R2軋機(jī)形式 二輥 四輥可逆 四輥可逆輥徑/mm 1000/900 1150/1000 1150/1000輥身長度/mm 450 1780 1780主電機(jī)形式 DC AC AC主電機(jī)功率/KW 2700 8000 8000壓下裝置形式 液壓 液壓 液壓最大軋制力 /KN 3000 25000 25000 保溫裝置1）保溫裝置的概述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(jìn)精軋機(jī)的中間帶坯溫度，使軋機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機(jī)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(diǎn)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(jī)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(jìn)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(jī)之后，飛剪機(jī)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(jìn)入精軋機(jī)進(jìn)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。19 / 116圖 典型的熱卷箱結(jié)構(gòu)1入口導(dǎo)輥； 2成形輥；3下彎曲輥；4上彎曲輥；5平衡缸；6 開卷臂；7移卷機(jī)；8托卷輥。熱卷箱的優(yōu)點(diǎn)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。②精軋機(jī)可以采用恒速或加速軋制。 ③縮短粗軋機(jī)至精軋機(jī)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。④保證足夠的事故處理時間，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處理時間，降低了中間廢品率。熱卷箱也存在一些不足之處：①對帶坯橫向溫度控制不是特別理想，橫向溫差可達(dá) 40176。C。②帶鋼出末架精軋機(jī)速度一般小于 12m/s，限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)量。③ 對于管線鋼不能降低精軋機(jī)功率，不可實(shí)現(xiàn)恒速軋制，不能減少精軋機(jī)數(shù)量。不能充分體現(xiàn)卷取箱的優(yōu)點(diǎn)。④熱卷箱的耗資比保溫罩大，維護(hù)比較復(fù)雜，一旦出問題會影響整個生產(chǎn)線，而且沒有保溫罩的控制靈活 [15]。2）保溫裝置的選擇本設(shè)計(jì)綜合國內(nèi)熱連軋廠實(shí)際情況，了解到攀鋼是由于精軋機(jī)組不能升速而采用熱卷箱，是我國唯一一套典型的采用熱卷箱技術(shù)的熱軋寬帶鋼廠。參考國內(nèi)寶鋼、鞍鋼生產(chǎn)線，對比熱卷箱與保溫罩的各自優(yōu)勢與不足，綜合考慮保溫罩的諸多特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)最終選擇保溫罩實(shí)現(xiàn)保溫。 精軋機(jī)1）精軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇參考國內(nèi)熱連軋廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)道次要求，本設(shè)計(jì)選擇六機(jī)架精軋機(jī)。這樣不僅可以滿足本設(shè)計(jì)的要求，還有利于日后擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格數(shù)量。但由于機(jī)架數(shù)目較多，在軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時，為了保證頭尾溫差和卷取溫度的控制，在精軋機(jī)布置方面，采用較快的軋制速度和稍小的間距。2）邊部加熱器板坯出爐后，經(jīng)輥道運(yùn)輸，高壓水除鱗和粗軋機(jī)組軋成精軋坯，溫度有明顯地降低，一般要降低 200℃左右，尤其是邊部降低更為明顯。另一類是電磁感應(yīng)加熱型邊部加熱器。雖然邊部加熱器由諸多優(yōu)點(diǎn)，單考慮經(jīng)費(fèi)問題，決定暫時不上，故預(yù)留邊部加熱器的位置和基礎(chǔ)。3）切頭、切尾裝置精軋坯從粗軋機(jī)組軋出，往往頭部呈“舌形” ，尾部呈 “魚尾形”。其危害是：①“舌形 ”、 “魚尾形” 部分比其他部分溫度低，軋制時會產(chǎn)生很大的沖擊。②在運(yùn)輸時容易鉆進(jìn)設(shè)備的縫隙發(fā)生卡鋼事故。③尾部的長 “魚尾形”會影響板卷的打捆質(zhì)量。切頭飛剪的形式有曲柄杠桿式和轉(zhuǎn)鼓式兩種。轉(zhuǎn)鼓式切頭飛剪可以安裝兩對刀，一對采用圓弧形剪刃，用于切頭，將坯頭切成圓弧形，從而有益于咬入和減少沖擊，另一對刀用于切尾，采用直剪刃。本設(shè)計(jì)選用轉(zhuǎn)鼓式切頭、切尾剪。4）新型熱帶軋機(jī)的種類目前，新型熱帶軋機(jī)主要有以下幾種形式：帶液壓彎輥技術(shù)（WRB ）的軋機(jī)、CVC 軋機(jī)、 PC 軋機(jī)、 HC 軋機(jī)以及 WRS 軋機(jī)等，現(xiàn)分別介紹如下：（1）液壓變輥技術(shù)第一種：彎工作輥的方法（如圖 ） 。這又可以分為兩種方式：①反彎力加在兩工作輥瓦座之間。即除工作輥平衡油缸以外，尚配有專門提供彎輥力的液壓缸，使上下工作輥軸承座受到與軋制壓力方向相同的彎輥力 N1，結(jié)果是減小了軋制時工作輥的撓度。這稱為正彎輥。②反彎力加在兩工作輥與支持輥的瓦座之間，使工作輥軸承座受到一個與軋制壓力方向相反的作用力 N1，結(jié)果是增大了軋制時工作輥的撓度，為負(fù)彎輥。熱軋薄板軋機(jī)多采用彎工作輥的方法。21 / 116 圖 彎工作輥（左圖減小工作輥的撓度；右圖增加工作輥的撓度）第二種：彎曲支持輥的方法。這種方法是反彎力加在兩支持輥之間。為此，必須延長支持輥的輥頭，在延長輥端上裝有液壓缸，使上下支持輥兩端承受一個彎輥力 N2。此力使支持輥撓度減小，即起正彎輥的作用。彎曲支持輥的方法多用于厚板軋機(jī)，它比彎工作輥能提供較大程度補(bǔ)償范圍，且由于彎支持輥時的彎輥曲線與軋輻受軋制壓力產(chǎn)生的曲線基本相符合，故比彎工作輻更有效，對于工作輥輥身較長（L∕D 大于 4）的寬板軋機(jī)，一般以彎支持輥為宜。彎曲支持輥的方法如圖 所示。 圖 彎曲支持輥示意圖 （2）CVC 軋機(jī)CVC 軋機(jī)是 SMS 公司在 HCW 軋機(jī)的基礎(chǔ)上于 1982 年研制成功的。CVC軋機(jī)與 HCW 軋機(jī)的不同之處在于 CVC 軋機(jī)的工作輥原始輥型為 S 形,而 HCW軋機(jī)的工作輥原始輥型為平輥,其相同點(diǎn)都是采用工作輥軸向串動技術(shù)來控制板形。CVC 軋制原理圖 :在軋輥末產(chǎn)生軸向移動時，軋輥構(gòu)成具有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零（圖 （a） ） 。如果上輥向左移動，下輥向右移動時，板材中心處兩個軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時的有效凸度小于零（圖 （b） ） 。如果上輥向右移動下輥向左移動時，板材中心處兩個軋輥輪廓線之間的輥縫變小，這時的有效凸度大于零（圖 （c） ） 。CVC 軋輥的作用與一般帶凸度的軋輥相同，但其主要優(yōu)點(diǎn)是凸度可以在最小和最大凸度之間進(jìn)行無級調(diào)整，這是通過具有 S 形曲線的軋輥?zhàn)鬏S向移動來實(shí)現(xiàn)的。CVC 軋輥輥縫調(diào)整范圍也較大，與彎輥裝置配合使用時如 1780 熱軋機(jī)的輥縫調(diào)整量可達(dá) 600μm 左右。通過工作輥軸向移動可以獲得工作輥輥縫的正負(fù)凸度的變化從而實(shí)現(xiàn)對帶鋼凸度的控制。其凸度控制能力和工作輥軸向移動量為線性變化關(guān)系,凸度控制能力可以達(dá)到 。 （a）平輥縫 （b）中凹輥縫 （c ）中凸輥縫圖 CVC 軋機(jī)軋輥輥縫形狀變化示意圖CVC 軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是: 板凸度控制能力強(qiáng)；軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡單, 易改造；能實(shí)現(xiàn)自由軋制；操作方便, 投資較少。 CVC 軋機(jī)的缺點(diǎn)是: 軋輥形狀復(fù)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）HC 軋機(jī)HC 軋機(jī)為高性能板型控制軋機(jī)的簡稱。HC 軋機(jī)的主要特點(diǎn)有：①具有大的剛度穩(wěn)定性。即當(dāng)軋制力增大時，引起的鋼板橫向厚度差很小，因?yàn)樗部梢酝ㄟ^調(diào)整中間輥的移動量來改變軋機(jī)的橫向剛度，以控制工作輥的凸度，此移動量以中間輥端部與帶鋼邊部的距離 δ 表示，當(dāng) δ 大小合適，即當(dāng)中間輥的位置適當(dāng)，即在所謂 NCP 點(diǎn)（non control point）時，工作輥的撓度即可不受軋制力變化的影響，此時的軋機(jī)的橫向剛度可調(diào)至無限大。②具有很好的控制性。即在較小的彎輥力作用下，就能使鋼板的橫向厚度差發(fā)生顯著的變化。HC 軋機(jī)還沒有液壓彎輥裝置，由于中間輥可軸向移動，致使在同一軋機(jī)上能控制的板寬范圍增大了。③HC 軋機(jī)由于上述特點(diǎn)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。（4）PC 軋機(jī) 對輥交叉（PC）軋制技術(shù)（ Pair CrossRoll） 。在日本新日鐵公司廣煙廠于1984 年投產(chǎn)的 1840mm 熱帶連軋機(jī)的精軋機(jī)組上首次采用了工作輥交叉的軋制技術(shù)。PC 軋機(jī)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。等效軋輥凸度 Cr 由公式 表示: wrDbc2tan2???（） 式中：b—帶材寬度；—工作輥交叉角度；?DW—工作輥直徑。因此帶材凸度變化量為： rC???因此，如圖 所示，調(diào)整軋輥交叉角度即可對凸度進(jìn)行控制 PC 軋機(jī)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(qiáng)制撓度，而且也不會在工作輥和支撐輥間由于邊部23 / 116撓度而產(chǎn)生過量的接觸應(yīng)力。與 HC 軋機(jī)、CVC、SSM 及 VC 等軋機(jī)相比，PC軋機(jī)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。 （3）配合液壓彎輥可進(jìn)行大壓下量軋制，不受板形限制。圖 PC 軋輥交叉角與等效輥凸度（5）WRS 軋機(jī)WRS 軋機(jī)實(shí)際就是工作輥橫移式四輥軋機(jī)，其板凸度控制有兩種方法，即工作輥不帶錐度和帶錐度。WRS 軋機(jī)在適應(yīng)帶鋼寬度變化、控制板凸度上，尤其在減小邊部減薄及局部高點(diǎn)上很有效果。5）六架精軋機(jī)的確定及選擇精軋機(jī)是成品軋機(jī)，是熱軋帶鋼生產(chǎn)的核心部分，軋制產(chǎn)品的質(zhì)量水平主要取于精軋機(jī)組的技術(shù)裝備水平和控制水平。因此，為了獲得高質(zhì)量的優(yōu)良產(chǎn)品，在精軋機(jī)組大量的采用了許多新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝。精軋機(jī)組是決定產(chǎn)品質(zhì)量的主要工序。鑒于以上比較，本設(shè)計(jì)為：六架四輥精軋機(jī)縱向排列，間距為 6m；F1~F4為 CVC 軋機(jī)， F5～F6 選擇的是 PC 軋機(jī)。F1~F6 均有正彎輥系統(tǒng)。所有機(jī)架均設(shè)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(jī)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(jìn)行補(bǔ)償。F5~F6 裝有 ORG 系統(tǒng)用于工作輥表面的磨削；軋機(jī)進(jìn)出口安裝有上下導(dǎo)板及衛(wèi)板；為保證帶鋼平穩(wěn)輸送 F6 軋機(jī)出口安裝有機(jī)架輥。軋機(jī)出口側(cè)均安裝冷卻水管，工藝潤滑裝在進(jìn)口上下刮水板架上，除塵噴水安裝在每個機(jī)架的出口側(cè)。表 34 精軋機(jī)各性能參數(shù)項(xiàng)目 F1 F2 F3 F4 F5 F6軋機(jī)形式 CVC CVC CVC CVC PC PC直徑∕mm 800 800 800 800 680 680輥身長∕mm 1780 1780 1780 1780 1780 1780主電機(jī)供電方式 AC AC AC AC AC AC功率/KW 8000 8000 8000 8000 6500 6500壓下裝置 液壓 液壓 液壓 液壓 液壓 液壓最大軋制力 /KN 44000 44000 44000 44000 40000 40000開口度（最大輥徑時） 50 50 50 50 50 50針對本次的設(shè)計(jì)要求，參考現(xiàn)場的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為了生產(chǎn) 3mm 帶鋼，選用的軋輥的直徑是：F1F4：CVC 軋機(jī)工作輥尺寸 Φ8001780mm ；輥頸尺寸 Φ320mm。支承輥尺寸 Φ11501780mm mm ；輥頸尺寸 Φ600mm。軋制力 4