【正文】 考慮保證產(chǎn)品的組織與性能，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，主要與鋼種有關(guān)?？偲饋砜丛诖_定溫度制度時(shí)要考慮下面幾點(diǎn)：1) 根據(jù)鋼的化學(xué)成分和特性，選擇在某一溫度下金屬具有最好的塑性條件；2) 在某溫度下加工，金屬具有最小的變形抗力，以減少軋制時(shí)的能量消耗；3) 考慮軋件能順利的咬入軋輥，考慮軋輥有較少的磨損；4) 獲得軋后成品有細(xì)小的晶粒，使成品具有理想的組織和良好的機(jī)械性能；5) 考慮在此溫度范圍加工，鋼的內(nèi)部組織情況，不允許鋼中碳化物成粗大的網(wǎng)狀分布，也不允許鐵素體與珠光體成粗大的帶狀分布；6) 考慮到加工的溫度范圍對(duì)軋件頭部和尾部溫度差的影響，要保證軋件的頭部和尾部尺寸都在允許的公差范圍之內(nèi)。4. 軋制力軋制力是確定軋制工藝參數(shù)之一，軋制力是決定軋制設(shè)備和動(dòng)力的原始數(shù)據(jù)，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行計(jì)算。確定軋制力的方法有計(jì)算法和實(shí)測(cè)法，這里采用計(jì)算法設(shè)計(jì)。 鋼材的冷卻與精整精整是軋鋼生產(chǎn)工藝過程中最后一個(gè)工序，它包括下述幾個(gè)內(nèi)容。1. 鋼材的冷卻經(jīng)熱軋成形的鋼材，仍處在一個(gè)較高的溫度范圍，須經(jīng)冷卻使鋼材溫度降至常溫。由于鋼在熱軋后冷卻，在應(yīng)力作用下可能出現(xiàn)外部或內(nèi)部裂紋，就必須全部或部分地消除冷卻時(shí)鋼中所產(chǎn)生的各種應(yīng)力，如采取緩冷等措施。另外，也可利用軋件軋后的余熱，進(jìn)行控制冷卻，從而獲得所需要的金相組織和力學(xué)性能，這就是鋼材的冷卻制度。冷卻過程對(duì)產(chǎn)品最終性能有很重要的影響，因此冷卻制度的確定是控制產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。冷卻方法分為自然冷卻和控制冷卻。自然冷卻是指軋后的鋼材在冷床上自然冷卻。凡是在空氣中冷卻不會(huì)產(chǎn)生裂紋，對(duì)鋼材的組織及性能又無特殊要求時(shí)，都可采用這種冷卻方式。控制冷卻是指軋后的軋件冷卻過程進(jìn)行有目的人為控制，以達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)品內(nèi)部組織和力學(xué)性能。通常是利用軋件軋后的余熱在線處理，用一定的方式控制其冷卻速度來實(shí)現(xiàn)的。目前，對(duì)于鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋，為提高其力學(xué)性能，常使用淬火＋自回火工藝。經(jīng)淬水控制冷卻的鋼筋其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都有較大幅度的提高。2. 鋼材的切斷將鋼材切斷成定尺長(zhǎng)度，其目的是便于鋼材的運(yùn)輸和用戶的使用。切斷可用鋸機(jī)或剪切機(jī)來完成，時(shí)軋件的斷面形狀而定。3. 其它精整工序除上述各工序外，精整內(nèi)容還包括成品的熱處理、表面精加工和各種涂層及成品檢驗(yàn)等，主要視產(chǎn)品的技術(shù)要求而定。成品的質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容包括化學(xué)成分分析、機(jī)械性能檢驗(yàn)、工藝試驗(yàn)、低倍組織及顯微組織等。軋輥的主要參數(shù)尺寸就工藝設(shè)計(jì)來說是輥身直徑和輥身長(zhǎng)度。在確定軋輥主要尺寸時(shí)要考慮到軋制時(shí)軋輥的抗彎強(qiáng)度和其允許的撓度，以保證軋輥的安全和軋制產(chǎn)品的精確軋輥的主要性能指標(biāo)有芯部強(qiáng)度和工作層耐磨性。軋輥材質(zhì)的選擇對(duì)比見下表6：表6 軋輥材質(zhì)的選擇機(jī)架材質(zhì)輥身硬度/HS輥頸抗拉強(qiáng)度/MPa特點(diǎn)使用范圍粗軋合金半鋼40～50450硬度較高，與普通軋輥相比，單槽軋制量可提高2倍軋制力較大，軋材咬入性較差，孔型較深的機(jī)組石墨鋼40～52420有良好的熱裂性能，抗事故熱沖擊能力和高耐磨性軋制力較大，軋材咬入性較差、孔型較深的機(jī)組珠光體球磨鑄鐵53～60350具有較高的耐磨性性、導(dǎo)熱性和抗冷熱疲勞性能孔型較淺，軋制壓力較小的粗軋機(jī)架，軋輥的冷卻條件要求較低中軋珠光體球磨鑄鐵60～80400韌性抗剝落性能較高軋機(jī)冷卻條件較差、孔型比較復(fù)雜的機(jī)組中Ni無限冷硬400高耐磨性、高強(qiáng)度、高抗事故熱沖擊能力，但韌性較差軋機(jī)冷卻條件較好、孔型比較簡(jiǎn)單的機(jī)組精軋高速鋼78～85高耐磨性、高強(qiáng)度、高抗事故熱沖擊能力簡(jiǎn)單斷面的延伸孔型針狀球磨鑄鐵70～7高強(qiáng)度、高抗事故熱沖擊能力簡(jiǎn)單斷面的延伸孔型高合金無限冷硬72～7高強(qiáng)度、高抗事故熱沖擊能力選擇軋輥時(shí)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和換輥換槽周期與停機(jī)時(shí)間相匹配外，還應(yīng)從各機(jī)架的孔型差別、軋件變形特點(diǎn)、產(chǎn)品精度要求等出發(fā)，合理選擇不同性能特點(diǎn)的軋輥。棒材粗軋機(jī)的主要任務(wù)在高溫狀態(tài)縮減斷面，其軋制速度較低（一般1m/s）壓下率大（壓下率高達(dá)30%），軋輥孔型深（尤其1—2架），軋輥負(fù)荷大，進(jìn)入軋機(jī)的鋼坯溫度高。軋輥性能一般考慮保證軋輥的強(qiáng)度和抗熱裂性兩個(gè)方面。根據(jù)組粗軋機(jī)特性推薦在棒材連軋機(jī)材質(zhì)選用合金半鋼、石墨鋼和珠光體球體。中軋機(jī)組一般采用橢圓—圓孔型系統(tǒng)，主要承擔(dān)軋件延伸和為精軋機(jī)組提供精確料型的任務(wù)，應(yīng)具有良好的綜合機(jī)械性能的特性[12]。精軋機(jī)組軋制品種較大，孔型復(fù)雜，變形分配不均勻，軋制速度高，軋制力變化大，要求具有優(yōu)異的抗熱裂性、耐磨性和抗崩裂剝落性能，并具有一定的耐熱疲勞性能的特性。同時(shí)，帶肋鋼筋的成品前孔因受橫肋的影響，使用過程中極易產(chǎn)生熱裂或?yàn)榱鸭y，重車量較大，最好選擇高速鋼復(fù)合輥。切分品種的預(yù)切分孔由于存在嚴(yán)重的不均勻變形，應(yīng)選用工作層的韌性及耐磨性、硬度適中的高速鋼復(fù)合輥及碳化鎢組合輥。切分孔型由于切分楔的存在，不但要求軋輥有良好的耐磨性和韌性，還必須具有可靠的抗熱裂性。試驗(yàn)證明，只能使用高鎳鉻合金球磨鑄鐵軋輥。綜合以上資料，粗軋機(jī)組選用石墨鋼軋輥；中軋機(jī)組選用珠光體球磨鑄鐵軋輥；精軋機(jī)組選用高速鋼復(fù)合軋輥，預(yù)切分孔選用高速鋼復(fù)合輥，切分孔型選用高鎳鉻合金球磨鑄鐵軋輥。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：D＝KH ……………………..…………（5）式中：D——軋輥直徑，mm；H——坯料高度，mm；K——軋機(jī)剛度系數(shù)；可按下表7選取。表7 不同軋機(jī)的K值范圍軋機(jī)名稱大型軋機(jī)中型軋機(jī)小型軋機(jī)K = D/ H～～ ～ 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：按經(jīng)驗(yàn)公式選取和參考相同類型的軋機(jī)情況選取。參考同類車間，為中型軋機(jī)。D＝KH = 165=660mm，但在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)由于考慮到軋機(jī)制造和備品備件的管理使用方便。往往又采用分組的辦法，也即同一組軋機(jī)中軋輥直徑相同，其尺寸選擇見表8。表8 各架軋機(jī)軋輥尺寸（mm）機(jī)架號(hào)軋輥直徑輥身長(zhǎng)度輥頸直徑輥頸長(zhǎng)度1~27006503503153~66106503053057~1050060025025011~1440060020020015~18300500150150對(duì)于連軋機(jī)，隨著接近成品機(jī)架一般采取愈來愈小的輥徑值。因?yàn)橛墙咏善窓C(jī)架，由于軋件斷面尺寸和壓下量的減少，金屬對(duì)軋輥的壓力大為減小，軋制的咬人條件也大為改善。這樣選擇軋輥直徑有利于減少設(shè)備重量和減少能量消耗。又考慮到設(shè)備制造及備品備件的管理使用方便，因而采用分組的方法，即同一組軋機(jī)中軋輥直徑相同[6]。輥身長(zhǎng)度是軋輥尺寸的另一重要參數(shù)。型鋼軋機(jī)輥身長(zhǎng)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(zhǎng)度與輥徑比小的軋制時(shí)軋輥能承受較大彎曲應(yīng)力，另外軋機(jī)的剛性也增加了，為提高產(chǎn)品精度及壁材也提供了可能，故現(xiàn)代化軋機(jī)隨著對(duì)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(zhǎng)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=～，一般根據(jù)輥身長(zhǎng)度與輥徑的比值(L／D)來選定。K = L / D………………………………（6）式中：K——系數(shù)；L——軋輥輥身長(zhǎng)度，mm；D——軋輥直徑，mm。軋輥軸承是軋機(jī)工作機(jī)座中重要部件，軸承往往是限制軋機(jī)速度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，軸承的工作性能直接關(guān)系著軋機(jī)的性能。軋輥軸承的工作特點(diǎn)有：1) 負(fù)荷重，單位面積負(fù)荷值大于40MPa，負(fù)荷帶沖擊性，且往往工作速度較高。2) 工作環(huán)節(jié)惡劣，軋輥溫度高，溫度變化大，并且常有水及氧化鐵皮的侵入。3) 拆裝頻繁，只有軸承的壽命可靠，工作才能保證軋機(jī)的作業(yè)率。短應(yīng)力線軋機(jī)[13] 選用四列短圓柱滾子軸承，結(jié)構(gòu)圖如圖6所示,其優(yōu)點(diǎn)是：圖6 四列短圓柱滾子軸承1—外圈；2—保持架；3—滾子； 4—內(nèi)圈本設(shè)計(jì)軋輥軸承選用四列短圓柱滾子軸承。1) 四列短圓柱滾子軸承的磨損程度低于其它各類軸承，尤其適合于高速場(chǎng)合。如果具備適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑條件，其最高速度可達(dá)25～45m/s。2) 四列短圓柱滾子軸承的截面高度小，相同的輥身直徑，可容納輥頸的直徑最大，因而可提高負(fù)重能力。3) 該類軸承壽命長(zhǎng)，有半無限軸承之稱謂。變窄型四列短圓柱滾子軸承與球面滾子軸承相比，其壽命可提高3倍以上。4) 安裝拆卸方便。內(nèi)圈可以分離，且可以互換裝配，因而可以預(yù)先套在輥頸上，隨軋輥一起裝進(jìn)軸承座內(nèi)。內(nèi)圈與輥頸之間采用緊配合，可避免內(nèi)圈爬動(dòng)以至輥頸嚴(yán)重磨損而破裂。5) 四列短圓柱滾子軸承不能承受軸向負(fù)荷，所以該軸承可以充分地適應(yīng)沉重的徑向負(fù)荷，而由其它軸承承擔(dān)軸向負(fù)荷。因此具有較高的負(fù)重能力，且能保持較長(zhǎng)的壽命。對(duì)短應(yīng)力線軋機(jī)，采用滾動(dòng)軸承，軸承外徑較大，故輥頸直徑不能過大。輥頸長(zhǎng)度按軸承寬度確定，一般按所設(shè)計(jì)的機(jī)型選取。具體見表9所示：表9 軋輥尺寸機(jī)架號(hào)軋輥直徑D/mm輥身長(zhǎng)度L/mm輥頸直徑d/mm輥頸長(zhǎng)度l/mm電機(jī)功率/kw電機(jī)轉(zhuǎn)速/r/min17006503503155500/600/120027006503503155500/600/120036106503053055500/600/120046106503053055500/600/120056106503053058000/600/120066106503053058000/600/120075006002502508000/600/120085006002502508000/600/120095006002502508000/600/1200105006002502508000/600/1200114006002002008000/600/1200124006002002008000/600/12001340050020020010000/600/12001440050020020010000/600/12001530050015015010000/600/12001630050015015010000/600/12001730050015015010000/600/12001830050015015010000/600/1200軋輥直接承受軋制壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥的傳動(dòng)力矩，它屬于消耗性零件，就軋機(jī)整體而言，軋輥安全系數(shù)最小，因此軋輥強(qiáng)度往往決定整個(gè)軋機(jī)負(fù)荷能力。通常對(duì)輥身僅計(jì)算彎曲，對(duì)輥徑計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)，對(duì)傳動(dòng)端輥頭僅計(jì)算扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。軋輥的調(diào)整機(jī)構(gòu)包括壓下機(jī)構(gòu)和軸向調(diào)整機(jī)構(gòu)。1 壓下機(jī)構(gòu)壓下機(jī)構(gòu)的目的就是調(diào)整軋輥相對(duì)軋制線的位置，即輥縫的大小，以保證軋機(jī)按規(guī)定的壓下量軋出所要求的斷面尺寸。該軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿，使拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在拉桿上加工有與軸承座中壓下螺母相嚙合的左右旋螺紋，使上下軸承座實(shí)現(xiàn)了同步對(duì)稱調(diào)整，兩蝸桿可以分開，以實(shí)現(xiàn)左右兩邊軸承座的分別調(diào)整。另外，軋機(jī)上還設(shè)計(jì)了手動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可進(jìn)行方便的調(diào)整。在壓下機(jī)構(gòu)上還設(shè)計(jì)安裝了編碼器和壓下量指示器，以便觀察和遙控輥縫調(diào)整。2 調(diào)整機(jī)構(gòu)輥系和徑向調(diào)整裝置。輥系是由一對(duì)軋輥、兩對(duì)軸承座、四根螺桿、螺母、球面墊、軸承等組成。徑向調(diào)整調(diào)整機(jī)構(gòu)。徑向調(diào)整也采用相同的結(jié)構(gòu)，只是側(cè)轉(zhuǎn)安裝在機(jī)座上。因此，立式短應(yīng)力線軋機(jī)就保留了水平式短應(yīng)力線軋機(jī)的徑向剛度大、調(diào)整方便的優(yōu)點(diǎn)。軸向調(diào)整裝置。軸向調(diào)整裝置主要就是一個(gè)調(diào)整箱。這個(gè)調(diào)整箱沿軋機(jī)支架導(dǎo)板滑落而安裝在支架上；輥系也沿支架導(dǎo)板滑落并安裝在這個(gè)調(diào)整箱上。這樣，調(diào)整箱、支架和輥系就構(gòu)成了一個(gè)積木式的結(jié)構(gòu)[8]。調(diào)整箱是一個(gè)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，與徑向調(diào)整裝置類似。每個(gè)蝸輪與一根螺桿以滑鍵組合，螺桿的頂頭則與輥系的軸承端蓋相接。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪（也可以采用液壓馬達(dá)），由于螺母的作用，螺桿升降，從而實(shí)現(xiàn)軸向調(diào)整[24]。因?yàn)榕c徑向調(diào)整裝置一樣使用了牙嵌式離合器，所以軸向調(diào)整可以是單軋輥調(diào)整，也可以兩個(gè)軋輥同時(shí)進(jìn)行調(diào)整。由于軋輥的孔型主要靠軋輥開槽位置的精確定位來保證，因此軋機(jī)的軸向調(diào)整量一般較小，本軋機(jī)為3 mm,且不需要經(jīng)常調(diào)整。對(duì)短應(yīng)力線軋機(jī)，通常采用上輥手動(dòng)調(diào)整，其調(diào)整機(jī)構(gòu)多為渦輪蝸桿或齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)帶螺紋的軸套，從而推動(dòng)軋輥滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)軋輥的軸向移動(dòng)。 軋機(jī)主傳動(dòng) 減速機(jī)和齒輪機(jī)座參考馬鋼車間電機(jī)，目前，新型的型鋼軋機(jī)主傳動(dòng)中將二者合為一體，即齒輪箱，由電機(jī)單軸輸入，雙軸輸出。這種齒輪箱體積小，重量輕，齒輪精度高，承載能力大，效率高，壽命長(zhǎng)，可靠性高，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低，維修方便。本車間電機(jī)相關(guān)參數(shù)選擇如下表10 所示：表10 電機(jī)相關(guān)參數(shù)機(jī)架號(hào)電機(jī)功率/kw電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min減速機(jī)速比i15500/400/120025500/40/120035500/400/120045500/400/120058000/510/120068000/510/120078000/510/120088000/510/120098000/510/1200108000/600/120011