【正文】 。全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置形式主要有兩種：一種是全部軋機(jī)呈跟蹤式連續(xù)布置；另一種是前幾架軋機(jī)為跟蹤式，后兩架為連軋布置。典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)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(jī)的布置 全連續(xù)式粗軋機(jī)在一、二代熱軋帶鋼軋機(jī)中居多，因受當(dāng)時(shí)的控制水平和機(jī)械制造能力的限制，粗軋機(jī)軋制速度較低，且都是以斷面大、長(zhǎng)度短的初軋板坯為原料，所以軋機(jī)產(chǎn)量取決于粗軋機(jī)的產(chǎn)量。全連續(xù)式粗軋機(jī)每架軋機(jī)只軋—道，軋件沿一個(gè)方向進(jìn)行述連續(xù)軋制，生產(chǎn)能力大，因此在當(dāng)時(shí)發(fā)展較快。隨著粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，粗軋機(jī)的軋制速度提高了，生產(chǎn)能力增大了，粗軋機(jī)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(jī)的優(yōu)點(diǎn)就不明顯了，而且其生產(chǎn)線長(zhǎng)、占地面積大、設(shè)備多、投資大、對(duì)板坯厚度范圍的適應(yīng)性差等缺點(diǎn)更加突出，所以近期建設(shè)的粗軋機(jī)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(jī)由可逆式軋機(jī)和不可逆式軋機(jī)組成，其布置形式有2架軋機(jī)，3架軋機(jī)或4架軋機(jī)。典型的3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖7所示。圖7 3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置典型的3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)由4架軋機(jī)組成，第1架為二輥可逆式軋機(jī)，第2架為四輥可逆式軋機(jī)。第4架均為四輥不可逆式軋機(jī)。3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)的軋制工藝是：板坯在可逆式軋機(jī)上往復(fù)軋制3～5道次，在不可逆式軋機(jī)上軋制l道次。3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)兼有全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又克服了它的缺點(diǎn)，與其相比具有生產(chǎn)線短、占地面積小、設(shè)備少、投資省、對(duì)板坯厚度范圍的適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。且生產(chǎn)能力也不低，適應(yīng)于多品種的熱軋帶鋼生產(chǎn)。我國(guó)熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)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(jī)由1架或2架不可逆式軋機(jī)組成。常見的布置形式有：①1架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖8所示。②由1架二輥可逆式軋機(jī)和1架四輥可逆式軋機(jī)組成，如圖8所示。圖8 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9所示。 1，2，3 4，5，6 圖9 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(duì)多品種的生產(chǎn)有利。近年來，由于粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，軋機(jī)牌坊強(qiáng)度增大，軋制速度也相應(yīng)提高，粗軋機(jī)單機(jī)架生產(chǎn)能力增大，軋機(jī)產(chǎn)量已不受粗軋機(jī)產(chǎn)量的制約，從而半連續(xù)式粗軋機(jī)發(fā)展較快。我國(guó)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。(4)其他形式粗軋機(jī)除了以上3種基本布置形式粗軋機(jī)的布置形式外，還有逆道次式和緊湊式。 本設(shè)計(jì)考慮實(shí)際生產(chǎn)情況，從縮短生產(chǎn)線長(zhǎng)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)。由于在粗軋機(jī)組上軋制時(shí)，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應(yīng)該盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制?？紤]粗軋機(jī)組和精軋機(jī)組之間在軋制節(jié)奏和負(fù)荷上的平衡，粗軋機(jī)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(qiáng)度等方面的因素，參考現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，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(shè)計(jì)中選用1架四輥可逆式粗軋機(jī)，如圖8所示。(1)材料的選擇由于熱軋的時(shí)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，因此多采用含有鉻的合金鍛鋼。R1安裝在立輥軋機(jī)和除鱗機(jī)后，為四輥軋機(jī)，驅(qū)動(dòng)主要由調(diào)速電機(jī)、減速機(jī)、齒輪機(jī)座及軋機(jī)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?zhàn)虞S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(jī)架的操作側(cè)，保證軋制時(shí)輥裝配在機(jī)架上定位。上支承輥磨損的補(bǔ)償量，由安裝在上支承輥上部的墊片調(diào)整。進(jìn)出口導(dǎo)輥的安裝，用于板坯傳送時(shí)輸送平穩(wěn)，軋機(jī)進(jìn)出口上下安裝了刮水板及導(dǎo)衛(wèi)，工藝潤(rùn)滑油噴頭安裝在進(jìn)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(dǎo)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(jī)的進(jìn)出口側(cè)。軋機(jī)上方安裝了平臺(tái)，平臺(tái)與地面間裝有梯子[13]。其主要技術(shù)參數(shù)如表5。表5粗軋機(jī)的各種性能參數(shù)類型四輥可逆軋機(jī)工作輥尺寸φ1200/φ11001700mm支承輥尺寸φ1550/φ14001700mm軋制壓力40000KN（max）由負(fù)荷傳感器測(cè)量軋制速度軋制開口度270mm（最大輥頸）輥縫調(diào)節(jié)電動(dòng)+液壓AGC壓下缸壓力最大4000t主電機(jī)功率AC6600KW電機(jī)轉(zhuǎn)速108/190 r/min(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(shí)候要考慮以下幾個(gè)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(dòng)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(dòng)大的變形力矩。④輥身長(zhǎng)度與輥頸的比值不能超過允許值，否則工作輥會(huì)彎曲，所以要求輥頸采用較大的值。輥頸直徑和長(zhǎng)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(dòng)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(duì)本次的設(shè)計(jì)要求，參考現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為了生產(chǎn)6mm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(jī)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(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(zhǎng)度有50～60m，由多個(gè)罩子組成，每個(gè)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。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(duì)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(jī)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(jī)的軋制負(fù)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(jī)至精軋機(jī)之間的距離，節(jié)約工程投資。尤其對(duì)原有熱軋生產(chǎn)線的改造。⑤熱卷箱還具有挽救帶鋼報(bào)廢的功能。⑥進(jìn)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(jī)械除鱗的效果，顯著增強(qiáng)了精軋機(jī)組前除鱗箱的使用效果。⑦采用熱卷箱后，精軋機(jī)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。可以得到均勻組織和良好性能的匹配。⑧采用熱卷箱，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，在軋制時(shí)，除了帶鋼頭部幾米由于穿帶時(shí)建立張力引起的偏厚，以及帶鋼尾部由于拋鋼降速和失去張力引起的少量偏厚外，其余部分通板均控制在較好范圍內(nèi)，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。⑨保證足夠的事故處理時(shí)間，提高成材率。熱卷箱可起到緩沖作用，延長(zhǎng)精軋及卷板后部工序處理時(shí)間，降低了中間廢品率。中間坯頭尾溫差減小，切頭切尾量減少，綜合成材率可提高。熱卷箱也存在一些不足之處：①對(duì)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(duì)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)。卷取箱選用的依據(jù)：①產(chǎn)量沒有太高的要求。②對(duì)溫度敏感性高的產(chǎn)品一般要選用卷取箱，如不銹鋼。③軋制線長(zhǎng)度受限制時(shí)可選用卷取箱。典型的熱卷箱結(jié)構(gòu)如圖10所示。圖10 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。 圖10 典型熱卷箱結(jié)構(gòu)2. 保溫裝置的選擇本設(shè)計(jì)考結(jié)合在唐鋼第一鋼軋廠的實(shí)際生產(chǎn)情況，綜合考慮卷取箱的諸多特點(diǎn)，選用無芯軸隔熱屏熱卷箱。其基本參數(shù)如下：帶坯厚度（mm）：20～55（用于低碳鋼）；20～40（用于高強(qiáng)鋼）； 帶坯寬度（mm）：750～1550（用于低碳鋼）；帶坯溫度（176。C）：900～1100；單位寬度卷重（kg/mm）：〈（對(duì)于碳鋼）；帶卷內(nèi)徑（mm）：約650（額定值）；帶卷外徑（mm）：約2100（低碳鋼額定值）；卷取速度（m/s）：～；開卷速度（m/s）：0～。 精軋機(jī)按照道次設(shè)計(jì)，應(yīng)選6架精軋機(jī)。這樣的布置對(duì)降低單架壓下量起到很大作用，對(duì)減少跑偏穩(wěn)定生產(chǎn)也有好處。將6架軋輥形成精軋連軋機(jī)，如果需要可以再增加一架精軋。由于機(jī)架數(shù)目較多，在軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，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。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11）。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(shí)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(gè)與軋制壓力方向相反的作用力N1，結(jié)果是增大了軋制時(shí)工作輥的撓度，這稱為負(fù)彎輥。熱軋薄板軋機(jī)多采用彎工作輥的方法。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(zhǎng)支持輥的輥頭，在延長(zhǎng)輥端上裝有液壓缸，使上下支持輥兩端承受一個(gè)彎輥力圖11彎工作輥(左圖減小工作輥的撓度；右圖增加工作輥的撓度)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約擁度補(bǔ)償范圍，且由于彎支持輥時(shí)的彎輥擁度曲線與軋輻受軋制壓力產(chǎn)生的擁度曲線基本相符合，故比彎工作輻更有效，對(duì)于工作輥輥身較長(zhǎng)(L／D大干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12所示。 (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 圖12彎曲支持輥機(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(dòng)技術(shù)來控制板形。CVC 工作輥的軸向移動(dòng)量為177。100mm ,其效果相當(dāng)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(dāng)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(zhǎng)出可移動(dòng)的距離,以確保支承輥不會(huì)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(shí)踐表明, 這種非均勻接觸對(duì)軋輥磨損和接觸應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。CVC軋機(jī)和彎輥裝置配合使用可調(diào)輥縫達(dá)600μm。CVC在精軋機(jī)組的配置一般是,前幾個(gè)機(jī)架采用CVC輥主要控制凸度,后幾個(gè)機(jī)架采用CVC輥要控制平直度。我國(guó)寶鋼2050mm熱帶鋼軋機(jī)7個(gè)精軋機(jī)架均采用CVC軋機(jī),可調(diào)凸度400μm, F1～F5彎輥裝置可調(diào)凸度150μm,合計(jì)550μm。寶鋼采用CVC的作用是F1～F4改善凸度, F5～F7改善平直度。到目前為止, 全世界已投產(chǎn)近70臺(tái)CVC 熱軋機(jī)。CVC軋制原理圖:在軋輥末產(chǎn)生軸向移動(dòng)時(shí)，軋輥構(gòu)成具有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零（圖13(a)）。如果上輥向左移動(dòng)，下輥向右移動(dòng)時(shí)，板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時(shí)的有效凸度小于零(圖13(b))。如果上輥向右移動(dòng)下輥向左移動(dòng)時(shí)，板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變小，這時(shí)的有效凸度大于零(圖13(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(jí)調(diào)整，這是通過具有S形曲線的軋輥?zhàn)鬏S向移動(dòng)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(shí)如1700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(dòng)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(duì)帶鋼凸度的控制。其凸度控制能力和工作輥軸向移動(dòng)量為線性變化關(guān)系,。 (a)平輥縫 (b)中凹輥縫 (c)中凸輥縫 圖13 CVC軋機(jī)軋輥輥縫形狀變化示意圖C