【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?？偲饋砜丛诖_定溫度制度時要考慮下面幾點：1) 根據(jù)鋼的化學成分和特性，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) 獲得軋后成品有細小的晶粒，使成品具有理想的組織和良好的機械性能；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備和動力的原始數(shù)據(jù)，在工藝設計時必須進行計算。確定軋制力的方法有計算法和實測法，這里采用計算法設計。 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工序，它包括下述幾個內(nèi)容。1. 鋼材的冷卻經(jīng)熱軋成形的鋼材，仍處在一個較高的溫度范圍，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鋼中所產(chǎn)生的各種應力，如采取緩冷等措施。另外，也可利用軋件軋后的余熱，進行控制冷卻，從而獲得所需要的金相組織和力學性能，這就是鋼材的冷卻制度。冷卻過程對產(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產(chǎn)生裂紋，對鋼材的組織及性能又無特殊要求時，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行有目的人為控制，以達到預期的產(chǎn)品內(nèi)部組織和力學性能。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現(xiàn)的。目前，對于鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋，為提高其力學性能，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度和抗拉強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度，其目的是便于鋼材的運輸和用戶的使用。切斷可用鋸機或剪切機來完成，時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等，主要視產(chǎn)品的技術要求而定。成品的質(zhì)量檢驗內(nèi)容包括化學成分分析、機械性能檢驗、工藝試驗、低倍組織及顯微組織等。軋輥的主要參數(shù)尺寸就工藝設計來說是輥身直徑和輥身長度。在確定軋輥主要尺寸時要考慮到軋制時軋輥的抗彎強度和其允許的撓度，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有芯部強度和工作層耐磨性。軋輥材質(zhì)的選擇對比見下表6：表6 軋輥材質(zhì)的選擇機架材質(zhì)輥身硬度/HS輥頸抗拉強度/MPa特點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、孔型較深的機組珠光體球磨鑄鐵53～60350具有較高的耐磨性性、導熱性和抗冷熱疲勞性能孔型較淺，軋制壓力較小的粗軋機架，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冷卻條件較差、孔型比較復雜的機組中Ni無限冷硬400高耐磨性、高強度、高抗事故熱沖擊能力，但韌性較差軋機冷卻條件較好、孔型比較簡單的機組精軋高速鋼78～85高耐磨性、高強度、高抗事故熱沖擊能力簡單斷面的延伸孔型針狀球磨鑄鐵70～7高強度、高抗事故熱沖擊能力簡單斷面的延伸孔型高合金無限冷硬72～7高強度、高抗事故熱沖擊能力選擇軋輥時應考慮經(jīng)濟性和換輥換槽周期與停機時間相匹配外，還應從各機架的孔型差別、軋件變形特點、產(chǎn)品精度要求等出發(fā)，合理選擇不同性能特點的軋輥。棒材粗軋機的主要任務在高溫狀態(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30%），軋輥孔型深（尤其1—2架），軋輥負荷大，進入軋機的鋼坯溫度高。軋輥性能一般考慮保證軋輥的強度和抗熱裂性兩個方面。根據(jù)組粗軋機特性推薦在棒材連軋機材質(zhì)選用合金半鋼、石墨鋼和珠光體球體。中軋機組一般采用橢圓—圓孔型系統(tǒng)，主要承擔軋件延伸和為精軋機組提供精確料型的任務，應具有良好的綜合機械性能的特性[12]。精軋機組軋制品種較大，孔型復雜，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，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)生熱裂或為裂紋，重車量較大，最好選擇高速鋼復合輥。切分品種的預切分孔由于存在嚴重的不均勻變形，應選用工作層的韌性及耐磨性、硬度適中的高速鋼復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，粗軋機組選用石墨鋼軋輥；中軋機組選用珠光體球磨鑄鐵軋輥；精軋機組選用高速鋼復合軋輥，預切分孔選用高速鋼復合輥，切分孔型選用高鎳鉻合金球磨鑄鐵軋輥。根據(jù)經(jīng)驗，軋機軋輥直徑與軋制的坯料高度有如下的關系：D＝KH ……………………..…………（5）式中：D——軋輥直徑，mm；H——坯料高度，mm；K——軋機剛度系數(shù)；可按下表7選取。表7 不同軋機的K值范圍軋機名稱大型軋機中型軋機小型軋機K = D/ H～～ ～ 在進行工藝設計時可以采用兩種方法來預選軋輥直徑：按經(jīng)驗公式選取和參考相同類型的軋機情況選取。參考同類車間，為中型軋機。D＝KH = 165=660mm，但在實際設計時由于考慮到軋機制造和備品備件的管理使用方便。往往又采用分組的辦法，也即同一組軋機中軋輥直徑相同，其尺寸選擇見表8。表8 各架軋機軋輥尺寸（mm）機架號軋輥直徑輥身長度輥頸直徑輥頸長度1~27006503503153~66106503053057~1050060025025011~1440060020020015~18300500150150對于連軋機，隨著接近成品機架一般采取愈來愈小的輥徑值。因為愈是接近成品機架，由于軋件斷面尺寸和壓下量的減少，金屬對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備重量和減少能量消耗。又考慮到設備制造及備品備件的管理使用方便，因而采用分組的方法，即同一組軋機中軋輥直徑相同[6]。輥身長度是軋輥尺寸的另一重要參數(shù)。型鋼軋機輥身長度主要取決于孔型配置軋輥的抗彎強度和剛度。軋輥的輥身長度與輥徑比小的軋制時軋輥能承受較大彎曲應力，另外軋機的剛性也增加了，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，本車間為短應力線軋機，為提高其剛度，一般輥身長度較短，其尺寸按軋機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——軋輥輥身長度，mm；D——軋輥直徑，mm。軋輥軸承是軋機工作機座中重要部件，軸承往往是限制軋機速度的關鍵環(huán)節(jié)，軸承的工作性能直接關系著軋機的性能。軋輥軸承的工作特點有：1) 負荷重，單位面積負荷值大于40MPa，負荷帶沖擊性，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，工作才能保證軋機的作業(yè)率。短應力線軋機[13] 選用四列短圓柱滾子軸承，結構圖如圖6所示,其優(yōu)點是：圖6 四列短圓柱滾子軸承1—外圈；2—保持架；3—滾子； 4—內(nèi)圈本設計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，尤其適合于高速場合。如果具備適當?shù)臐櫥瑮l件，其最高速度可達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，因而可提高負重能力。3) 該類軸承壽命長，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，因而可以預先套在輥頸上，隨軋輥一起裝進軸承座內(nèi)。內(nèi)圈與輥頸之間采用緊配合，可避免內(nèi)圈爬動以至輥頸嚴重磨損而破裂。5) 四列短圓柱滾子軸承不能承受軸向負荷，所以該軸承可以充分地適應沉重的徑向負荷，而由其它軸承承擔軸向負荷。因此具有較高的負重能力，且能保持較長的壽命。對短應力線軋機，采用滾動軸承，軸承外徑較大，故輥頸直徑不能過大。輥頸長度按軸承寬度確定，一般按所設計的機型選取。具體見表9所示：表9 軋輥尺寸機架號軋輥直徑D/mm輥身長度L/mm輥頸直徑d/mm輥頸長度l/mm電機功率/kw電機轉速/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動軋輥的傳動力矩，它屬于消耗性零件，就軋機整體而言，軋輥安全系數(shù)最小，因此軋輥強度往往決定整個軋機負荷能力。通常對輥身僅計算彎曲，對輥徑計算彎曲和扭轉，對傳動端輥頭僅計算扭轉強度。軋輥的調(diào)整機構包括壓下機構和軸向調(diào)整機構。1 壓下機構壓下機構的目的就是調(diào)整軋輥相對軋制線的位置，即輥縫的大小，以保證軋機按規(guī)定的壓下量軋出所要求的斷面尺寸。該軋機的壓下機構采用液壓馬達驅(qū)動渦輪蝸桿，使拉桿轉動，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，使上下軸承座實現(xiàn)了同步對稱調(diào)整，兩蝸桿可以分開，以實現(xiàn)左右兩邊軸承座的分別調(diào)整。另外，軋機上還設計了手動驅(qū)動機構，可進行方便的調(diào)整。在壓下機構上還設計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)整機構輥系和徑向調(diào)整裝置。輥系是由一對軋輥、兩對軸承座、四根螺桿、螺母、球面墊、軸承等組成。徑向調(diào)整調(diào)整機構。徑向調(diào)整也采用相同的結構，只是側轉安裝在機座上。因此，立式短應力線軋機就保留了水平式短應力線軋機的徑向剛度大、調(diào)整方便的優(yōu)點。軸向調(diào)整裝置。軸向調(diào)整裝置主要就是一個調(diào)整箱。這個調(diào)整箱沿軋機支架導板滑落而安裝在支架上；輥系也沿支架導板滑落并安裝在這個調(diào)整箱上。這樣，調(diào)整箱、支架和輥系就構成了一個積木式的結構[8]。調(diào)整箱是一個蝸輪蝸桿機構，與徑向調(diào)整裝置類似。每個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。轉動手輪（也可以采用液壓馬達），由于螺母的作用，螺桿升降，從而實現(xiàn)軸向調(diào)整[24]。因為與徑向調(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，也可以兩個軋輥同時進行調(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，因此軋機的軸向調(diào)整量一般較小，本軋機為3 mm,且不需要經(jīng)常調(diào)整。對短應力線軋機，通常采用上輥手動調(diào)整，其調(diào)整機構多為渦輪蝸桿或齒輪傳動驅(qū)動帶螺紋的軸套，從而推動軋輥滾動軸承的內(nèi)圈移動，實現(xiàn)軋輥的軸向移動。 軋機主傳動 減速機和齒輪機座參考馬鋼車間電機，目前，新型的型鋼軋機主傳動中將二者合為一體，即齒輪箱，由電機單軸輸入，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，可靠性高，傳動平穩(wěn)，噪音低，維修方便。本車間電機相關參數(shù)選擇如下表10 所示：表10 電機相關參數(shù)機架號電機功率/kw電機轉速r/min減速機速比i15500/400/120025500/40/120035500/400/120045500/400/120058000/510/120068000/510/120078000/510/120088000/510/120098000/510/1200108000/600/120011