冷轧机械设备
冷轧辊直径愈大,要求硬化层愈深,对钢的淬透性要求也愈高。
冷 轧 辊 用 钢 均 为 高 碳 合 金 钢 , 主 要 钢 号 有 9 Cr、9Cr2、9Cr2W、 9Cr2Mo。
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轧件对冷轧工作辊巨大的轧制压力,大部分传递到支撑辊上。 支撑辊既要能承受很大的弯曲应力,还要具有很大的刚性来限制 工作辊的弹性变形,以保证钢板厚度均匀。
对于下工作辊尽管没有平衡上的要求,同样存在 打滑的问题,实际上,下辊需要压紧力(四辊轧机 的下工作辊一定要有压紧缸 !);上式中的Q力应 为压紧力与工作辊及其轴承座的重量的和。
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1.4 轧辊的轴向调整与固定
轧辊轴向调整及其机构
作用
• 型钢轧机必须对准上下轧辊形成的孔型。 • 调整轴瓦的轴向间隙。 • 承受轴向载荷,固定轧辊。 • CVC、HC轧机通过轴向移动轧辊(串辊)
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最后一架工作辊进行预热,但也有所有机架上的轧辊都进行预热的。加热 有用蒸汽、煤气、电加热器和热风循环加热等方法,可以离线, 也可以在线进行。 (3)轧辊轴承座的更换
在轧制过程中,轴承烧伤的原因有润滑不良、润滑部分混进杂物、轴 承寿命、轧机的水平度不好及压下率太大等,但最多的是往轧辊装卸时碰 伤和由于轴承的内圈与辊轴外面的配
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接轴
二辊实验冷轧机传动系统分解图
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压下电机 上 辊 平 衡 弹 簧
轧辊转动的动力传递顺序:
主电动机
减速机
人字齿轮箱机
接轴
轧辊
轧钢用的主电动机容量和体积较大,目前大多选用交流电动机,依 靠变频调速系统来得到轧钢工艺要求的变化的轧辊转速。
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新型轧机
从传动侧看
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新型轧机
四辊轧机其驱动方式大多由工作辊驱动, 其支承辊转动系由工作辊通过辊面的摩擦 力带动。对于支承辊驱动的情况,只用于 工作辊直径较小的轧机中。以下分两种工 况进行讨论:
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• 工作辊主动,支承辊被动
不考虑支承辊轴承的摩擦阻力则不打滑条件 为:
D2 (GD2 ) 2 dn 2 D1 (GD2 ) 2 dn D1 Q ( ) 2 4 dt 60 D2 38.2 dt D2 D1 (GD2 ) 2 dn Q (N ) 2 D2 19.1 dt
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这里所说的工作辊过平衡力Q与前面所说的工作辊 的平衡力Q1是有差别的;过平衡力Q是总平衡力Q1 的一部分。
总的平衡力Q1=(1.2~1.4)G,其方向与被平衡件 的重力方向相反,实际的Q是工作辊通过平衡机构 作用的平衡力Q1(向上)除去工作辊及其轴承、轴 承座的重量的剩余平衡力,这个剩余量必须满足不 打滑条件的要求值。如果满足不了,则必须增加其 大小,直到满足打滑条件为止。
•控制板带材的板形。(采用液压缸)
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四辊 轧机 轧辊 调整 示意
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2. 卷取机
用来卷取超长轧件(一般指线材、带材),以便储存、运输。
开卷机
卷取机
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2.1 冷带卷取机的类型及工艺特点
2.1.1分类 一般为卷筒式,主要由胀缩卷筒及传动装置组成,卷筒同时配有皮带 助卷器或钳口。 为改善轧制条件,改善板形,卷取整齐,卷取时必须有一定的张力。 按张力的大小,可分为:轧制及平整线上的大张力卷取机及精整线(退 火、酸洗、涂层作业线)上的卷取机。其卷筒大多是棱锥式、弓形块式。 也有用实心卷筒的。 2.1.2工艺特点 ——张力:σ0以可逆式轧机为最高,比张力最大达0.5~0.8。而精整线为 0.05~0.10最低(比张力定义为张力与相对应材料的屈服极限之比)。 ——几何形状:无论张开或缩起,必须为一整圆不能有缺口。
冷轧过程中,轧辊表面承受着很大的挤压应力和强烈的磨损,高 速轧制时,卡钢、过烧等会造成辊面裂纹。因此,冷轧工作辊应具 有极高而均匀的硬度,一定深度的硬化层,以及良好的耐磨性与抗 裂性。轧辊具有良好的耐过烧、抗裂性是延长轧辊寿命的主要因素。 降低轧辊硬度,虽能改善抗裂性,但耐磨性降低。因此,必须正确 选择轧辊的表面硬度。
(2) 保证带钢表面质量所规定的技术要求。在轧制过程中, 轧辊表面与带钢表面直接接触,因此必须保证轧辊表面具有较高 的耐磨性,以保证带钢的表面质量。轧辊的耐磨性取决于轧辊的 表面硬度。
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(3)保证安装和轧制精度所规定的轧辊配合尺寸与形位公差 要求。轧辊配合尺寸有辊颈直径、安装轴承的定位套筒和轴承 紧固螺丝用的尺寸、工作辊与联轴器的配合尺寸,工作辊传动 扁头的尺寸。 规定轧辊的形位公差包括辊颈的椭圆度和柱度公差、辊身 相对于辊颈的同轴度、各端面相对于轧辊轴心线的垂直度、工 作辊传动扁头的两平行平面相对于工作辊轴心线的对称度、轧 辊辊颈上各台阶相对于辊颈的径向跳动、各键槽表面相对于轧 辊轴心线的对称度等。
合较松,在滑动时产生伤痕。考虑为了节省劳动力,轧辊轴承更换装置应 充分定心,这对防止碰伤很有益处。在进行高速轧制及油雾润滑时,避免 碰伤显得更加重要。把改变轴承与轴承座的相对位置叫做轴承的位置更换。 提高轴承寿命必须定期检修。
(4)轧辊轴承座的清洗
换轴承座前,为了防止烧伤,检查一下轴承,对轴承座及轴承进行 清洗。从前清洗是在地面上用手工进行的,而现在把轴承座用台车或
轧机支撑辊的表面肖氏硬度一般为HS45左右。目前为提高板 厚精度与延长轧辊的寿命,支撑辊硬度有提高的趋势。支撑辊常 用钢号有9Cr2Mo、9CrV及60CrMnMo等。 对轧辊制造提出要求,是为了保证轧辊的机械强度、带钢的 表面质量和轧辊的安装精度。
(1) 保证轧辊机械强度所规定的技术要求。保证轧辊材料的 化学成分及力学性能;轧辊铸造时,不允许有铸造缺陷,如气孔、 砂眼、裂纹、夹渣及偏析等;锻造轧辊的坯料必须经多方均匀锻 压,锻压比不得小于 3 ;热处理后的残余应力应最小;保证轧辊 接触强度所需的表面硬度。
冷轧机械设备
因轧薄和板形控制的需要,出现了各种各样的板带冷轧机
轧机主要由工作 机座和主传动系 统两大部分组成。
二辊实验冷轧机整体图
轧辊的转动、转向和转速是靠主传动系统的驱动和控制来实现的。
工作机座是支 撑和固定轧辊 及导卫,调整 辊缝(轧制线) 位置、辊缝大 小、辊缝形状 的系统,包括 轧液压弯辊装 置、轧辊轴向 串动调整装置、 机架、上辊平 衡装置、导卫 装置等。
D1,D2——工作辊,支承辊直径,米 (GD2)2——支承辊飞轮力矩,kg.m2 dn/dt——工作辊的角加速度,rpm/sec,
μ——辊间摩擦系数
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工作辊与支承辊之间过平衡力Q的确定
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•
支承辊主动,工作辊被动
根据相同的原理,可以推导出支承辊主动 时支承辊从动时,过平衡力Q所应满足的条件:
(GD )1 dn Q (N ) 19.1D1 dt
采用液压平衡。
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全 液 压 轧 机 液 压 缸 布 置 简 图
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四辊 轧机 压下 与工 作辊 窜辊 示意
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液压式平衡特点:结构紧凑、使用方便、 易于操作及换辊。
缺点:系统复杂、投资大、维修困难。
液压式平衡装置广泛应用于四辊轧机,同时 在新设计的初轧机上也开始使用,如宝钢 1300初轧机。根据液压缸的数量,可分为五 缸式与八缸式的两种。
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吊车装入密闭或开启的清洗罐中,用高压射流或者浸泡进行清洗。洗涤 剂用碱液、煤油、有机溶剂,但存在各自的废液处理、爆炸性、
毒性及损坏密封材质等问题。轴承座装卸到轧辊上由采用吊车操作,朝 着采用拆卸工具的自动化方向发展。
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1.3 上轧辊平衡装置
1.3.1 上轧辊平衡装置的作用与特点 作用:消除轴承座、压下螺丝、螺母之间由于零件 自重而产生的间隙,消除冲击。 类型:取决于轧机的型式 • 型钢轧机:调整量小, 采用弹簧平衡。 • 初轧机: 调整量大,快速、频繁 采用重锤或液压平衡。 • 四辊轧机:调整量小,低速、但要考虑打滑条件
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1-传动端; 2-辊颈; 3-辊身; 4-圆锥过渡区;
5-紧固件槽;
6-键槽; 7-辊颈润滑油沟;
8-平口;
9-内孔; lO-双圆锥过渡区;
三种工作辊
11-心轴;
12-硬质合金套;13-螺钉;14-轴向紧定用螺母
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支撑辊也有实心辊和空心辊两种。支撑辊辊颈有圆柱形(装设滚动轴 承用 ) 和圆锥形两种。采用圆锥形辊颈是为了便于拆装油膜轴承。锥 度一般取1:5。空心辊的两端有中心孔塞,以便在车削轧辊时定心。 支撑辊两边对称布置的吊装用槽,是专为吊装时挂钢绳而设置的。两 端的盘车用槽,在轧机试运转前,可与专门套筒连接,以便在试运转 前先用吊车盘动轧辊。
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1700冷 连轧机 液压平 衡装置
工作辊平衡(正弯及压 紧缸4)4×2=8
工作辊负弯缸2 4×2=8 上支承辊平衡缸 3 2×2=4 (兼提升轨道)
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工作辊与支承辊之间的打滑条件
四辊轧机在空载启动、制动和反转时应 考虑工作辊与支承辊辊面之间不能打滑。 即空载时,其被动辊的启动力矩应小于主 动辊作用于从动辊的摩擦力矩。
从操作侧看
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轧机模型
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轧机模型
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1.轧辊
1.1轧辊种类及构成
锻钢工作辊
锻钢工作辊
多辊轧机,比如六辊轧 机,轧辊分为工作辊、 中间辊和支承辊。工作 辊直接与轧件接触。支 承辊支撑着工作辊,通 过工作辊接触轧件可以 减小工作辊直径、增强 工作辊刚度。
锻钢支承辊
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冷轧辊是冷轧机的主要部件。轧辊由辊身、辊颈和轴头 3 部分组成。 辊颈安装在轴承中,并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。轴 头和连接轴相连,传递轧制力矩。此外,还有制造、安装所需的某些 辅助表面,如中心孔、紧固吊装用沟槽、螺孔以及轧机试运转前盘动 轧辊用的带槽轴伸等。 冷轧工作辊可分整体工作辊和镶套辊两种。其中整体工作辊中又有实 心辊和空心辊之分。 冷轧辊的直径超过 400mm 时,在锻造后大多在轧辊中心镗一个, 170~250mm的中心孔。这样,当工作辊进行表面淬火时,可用冷水 通过轧辊中心孔,提高淬火效果,保证淬火层的硬度和厚度。轧辊 中心部分的金属往往具有疏松、气孔及其他缺陷,这些缺陷是淬火 时产生应力集中的因素。镗了中心孔以后,可使轧辊经热处理后内 应力分布比较均匀。中心孔也可用来预热轧辊和生产中对轧辊进行 冷却。