EZTM轧环机设备_2011年全国高品质特殊钢生产技术交流研讨会.doc

2011年全国高品质特殊钢生产技术交流研讨会EZTM轧环机设备张海春1，白伸元1，Vladimir Bondar2（1，EZTM北京代表处，北京，100083；2，EZTM JSC，俄罗斯莫斯科，144005）摘要：本文从技术、工艺等角度介绍了EZTM设计和生产的轧环机设备，尤其是RRU-112型典型机组。着重介绍了RRU-112机组的基本配置、技术参数、设备描述、以及工艺布置。该机组由EZTM独立开发、设计、和制造，拥有专利，并具有轧坯公差小、质量好，生产效率高，轧制范围广，自动化和机械化程度高，投资成本低等特点。EZTM Ring Rolling EquipmentZHANG Hai-chun1, BAI Shen-yuan1, Vladimir Bondar2(1, EZTM Beijing Representative Office, Beijing, 100083; 2, EZTM JSC, Moscow, 144005)Abstract: The ring rolling equipment, especially the typical RRU-112 machine set designed and manufactured by EZTM is introduced in this paper in terms of technology, process, and other aspects. Its focused on the basic configuration, technical parameters, equipment description, and layout of RRU-112 ring rolling unit. This unit is developed, designed, and manufactured by EZTM independently with self-owning patent, possessing the features of rolling billet with small tolerance and good quality, high productivity, wide rolling ranges, high degree of automation and mechanization, low investment cost, and etc. 1. 概述Electrostal Heavy Engineering Works The EZTM Joint Stock Company，即俄罗斯电钢城重机有限公司，简称EZTM JSC，成立于1942年，是俄罗斯最大的冶金设备，尤其是轧环机、冷轧管机等轧钢设备的供应商，也是全球顶级的油膜轴承生产厂家之一，其产品遍及世界上40多个国家和地区。EZTM专注于设计和制造全套的轧环机、冷轧管机、热轧管机、破碎机、焊管机等设备和冶金零配件。本文着重于介绍EZTM轧环机设备的技术特点及工艺特征。EZTM生产和设计的轧环机包括轴承环坯轧机、异型以及简单截面形状的其他环件、套筒类零件钢坯的轧机。图1-1：轧环机示意图2. 轧环生产线特点及构成现如今，环坯轧制已经成为低浪费以及无浪费轧制技术的一个发展趋势。其特点有： 金属利用合理，使轧件的几何尺寸极其接近最终产品的尺寸； 通过辅助的机械加工降低了劳动力的消耗； 通过环轧提高了套筒类零件的使用性能。该生产线主要包括：一台钢坯加热装置，一台穿孔机，一台3-辊螺旋轧机（成型机），以及一个冷却器。在轧制过程完全实现机械化和自动化的基础上，该生产线的产量比用平锻机高10-12倍，并且将金属收得率提高了25%。3. 环轧生产线技术参数表3-1：环轧生产线技术参数热轧棒材钢坯的原始尺寸热轧棒材原始坯料尺寸，mm直径60-120长度900-1800环形坯料尺寸，mm外径49-112内径37-80套筒长度20-80外径许用误差0.8-1.1外径公差0.5内径许用误差1.25内径公差0.5许用厚度误差0.7-1.0厚度公差+0.35-0.5产量，pc/h2000-110004. 典型轧环机组 RRU-1124.1) 机组简介本机组主要是用于通过圆钢坯斜轧来生产外径为55112mm，长度为15100mm的轴承环坯或其他环形及套筒类零件。通过该机组和环轧工艺能够确保： 轧坯具有最小的公差，并获得与成品接近的外形； 轴承环轧坯及其他制品轧坯具有最适宜的宏观组织； 高生产率； 制造工艺完全机械化和自动化； 金属利用率高； 制造成本低。4.2) 轧制范围该机组可用于轧制： 球轴承及滚子轴承内圈；球轴承和滚子轴承外圈用模锻坯或环轧坯； 推力轴承圈模锻坯； 滑动轴承套轧坯； 具有复杂形状的各种中空回转件。4.2.1） 可轧制的滚子轴承圈规格最大外径，D：55-107mm内径，d：37-75mm长度，l：15-70mm径厚比，D/S：5-8.5（其中，对于超薄类筒类件：S=D-d/2）4.2.2） 可轧制的其他中低碳钢类轧坯规格外径，D：55-112mm内径，d：37-80mm长度，l：15-100mm径厚比，D/S：5-94.2.3） 用户可根据需要与EZTM协商具体轧制规格4.3) 轴承圈轧坯制造工艺4.3.1） 初始钢坯 采用直径为65+1.5mm115+2.2mm，长度为9001800mm的管坯来轧制具体规格的滚子轴承圈。运抵机组前的连铸坯长度应不小于上述长度的四倍。 欲轧制直径为55mm的滚子轴承圈，应采用直径为65+1.5mm的圆管坯。端面不平行度应在3-5mm以内。 轴承钢化学成分表4-1：初始钢坯化学成分化学成分分析，%CSiMnCrNiPS0.95-1.050.17-0.370.2-0.41.3-1.650.30.0270.02 轴承钢轧坯的宏观及微观组织应满足用户标准及滚子轴承圈要求的热轧管坯。 测得的管坯直径应比最大轧坯直径多8-12mm。4.3.2） 钢坯加热钢坯可在燃气炉、电炉、或高频感应炉内加热。轴承钢加热温度：1090-1120炉子出钢率：35-60s4.3.3） 环坯轧制 将加热的钢坯送入对中机，并在其端面中心打孔，用于确保荒管穿孔顺利。 穿孔是在具有桶形轧辊的2-辊穿孔机上完成的。采用两个护栏对变形区予以保护。穿孔采用水冷芯棒。 穿孔后的荒管不经过中间加热就被直接转移至3-辊成型机区域；通过中空水冷芯棒将荒管保持在轧机变形区的螺旋孔型内，然后将荒管轧制成所需形状的片状轧坯。轧到钢坯尾时，立即通过成型线上专门的机构将钢坯尾部剔除（顶出）。 环轧坯转移至冷却输送机，在空气中缓冷至250-300，然后落入收集箱。待完全冷却后，通过电动装载机将集满轧件的箱子转移至储存区。 通过特定的工具在成型机上完成各种规格轧坯的轧制。4.3.4） 轧坯质量 通过与用户协商确定轧坯的形状，尺寸公差，以及机加工工差。 允许在轧坯外表面上出现不会引起换件报废和不影响机加工条件的小凹坑。 单个凹坑的深度不超过0.5mm。 轧坯空冷后硬度：370-400HB4.4) 机组设计及技术参数整个机组由2-辊穿孔机，3-辊成型机，冷却器，输送设备及辅助设施组成。4.4.1） 穿孔机，包括：- 钢坯对中机- 2-辊工作机架- 工作辊驱动，包括主电机，联合减速机，及接轴- 定尺对中钢坯接收槽，负责接收钢坯并将其导入工作辊- 钢坯推出机，安装在联合减速机机体内在轧机出口侧安装有以下设备：- 3-辊对中机，确保穿孔芯棒在轧机轴线上的刚性固定- 2-辊进给机构，确保所有穿孔荒管沿轧机轴线方向离开轧机进入输送辊道- 推力控制机构，确保穿孔芯棒在穿孔过程中轴向固定和冷却水进给；冷却水压为10-15kgf/cm2- 带挡板的输送辊道，负责将穿孔荒管转移至出口栅和成型机工作机架上工作辊及轧辊调整装置和辊道辊子采用反向电机驱动，其余机构采用气动。表4-2：穿孔机及穿孔工艺主要参数序号参数名称参数值1定尺钢坯直径，mm65-115长度，mm900-1800加热温度，1090-11202荒管外径，mm63-117内径，mm4382长度，mm38003穿孔机3.1轧辊轧辊直径，mm530-480轧辊长度，mm400轧辊转速，rpm（AC电机）155进给角度，8-123.2主电机功率，kW12503.3辅助电机功率，kW503.4设备重量，t1004.4.2） 成型机，包括：- 3-辊工作机架- 工作辊驱动，包括主电机，联合减速箱，变速箱，传动轴，接轴等- 推力控制机构，确保芯棒固定在芯棒杆上，并为其提供冷却水- 4-辊机构，用于将芯棒杆和芯棒由初始位置送至变形区和返回- 荒管保持机构，用于芯棒穿过荒管时将荒管向下固定在接收槽内- 荒管接收槽，用于接收来自穿管机的荒管- 推出机，用于将荒管送入工作机架轧辊- 一套复杂的机械式芯棒杆及芯棒更换机构，更换时间为40-50秒所有上述机构（除工作机架外）均安装在成型机入口侧。在轧机出口侧设有未完成环坯剔除（顶出）机构。工作机架上的工作辊及轧辊调整装置和辊道辊由反向电机驱动；工作机架盖的开启为液压式的；其余机构为气动。表4-3：成型机及成型工艺主要参数#参数名称参数值备注1环轧坯外径，mm55-107内径，mm37-75长度，mm15-702成型机2.1轧辊成型机配套轧辊的类型及尺寸取决于轧坯的具体规格。直径，mm360；330；265；240长度，mm470；430；400；330转速160, 220, 290进给角度，2-72.2主电机功率，kW1000-11002.3辅助电极功率，kW502.4设备重量，吨110成型工艺如下： 穿孔荒管沿带挡板的入口栅进入成型机的接收槽，并由压下保持机构将其固定。然后，通过4-辊机构将芯棒（固定在芯棒杆上）对中并使其穿过荒管进入成型区。 然后，执行以下操作（几乎同时）：- 四辊机构轧辊松开并返回- 向下保持机构从荒管拔出- 推力控制机构开始将冷却水进给到芯棒杆和芯棒上，通过推出机将荒管进给到成型机架的轧辊内。轧制开始后，推出机返回初始位置 环轧坯由工作辊转移至出口导卫，然后转移至剔除（顶出）机构料槽。 然后通过一个专门的装置将环轧坯送至冷却区。4.4.3） 冷却输送机在本单元，采用的是电机驱动箱式上料的桶式冷却输送机。冷却能力为30吨。4.4.4） 机组移动及辅助机构，包括：- 电机驱动机组输入辊道- 带入口栅的气动移动机构，用于运输定尺钢坯、荒管和环轧件- 润滑系统，气压系统，液压系统（用于驱动各工作机架），工具冷却系统（压力：2-3kgf/cm2和10-15kgf/cm2）。润滑系统和液压系统由电机驱动。4.4.5） 电机总装机功率：2500kW4.4.6） 最大操作重量- 机组安装时（工作机架和减速箱）：30吨- 换辊时（带穿孔辊的辊筒）：5吨4.5) 机组产能4.5.1） 在预定长度、进给速度情况下，机组小时产量为：- 向心轴承和向心推力轴承圈：宽系2000-5000件窄系5000-11000件- 推力轴承圈：20000-22000件4.5.2） 机组年产量可通过具体轧制规格和机组利用系数（0.85-0.9）进行计算。4.6) 机组操作整个机组由两个操作人员通过两个操作台