生产实习指导书 2版

生产实习指导书 适用专业： 机设普冶金装备方向 目录一、实习的性质与任务1二、实习地点1三、实习指导的主要内容与要求1四、冶金企业工艺流程与主体设备2（一）、钢铁生产工艺流程及主要设备 2 1、冶炼工艺与设备 3 1.1、冶炼原料3 1.2、冶炼工艺3 1.3、主体设备4 2、炼钢工艺与设备10 2.1、炼钢工艺10 2.2、主体设备11 3、轧钢工艺与设备253.1、轧制工艺流程253.2、主体设备26（二）、其它通用机械设备43 1、起重机械43 2、泵453、风机47附录 实习总结报告封面与要求48 一、实习的性质与任务本课程是机械设计及其自动化专业方向的主干专业实践教学课程，属于本专业理论知识与实际工厂设备技术应用及管理环节实际技能训练与提高的实践环节。本课程将向学生传授并使之感受和体验现代设备系统工程中设备技术应用和设备管理的理念、实际状况及工作原理，动手参与相关设备设计、制造、维修活动及管理过程等。二、实习地点根据每年的实习联系情况而定。主要在冶金企业，如：重庆钢铁股份有限公司、柳州钢铁集团等大型钢铁企业，或其它拥有炼铁、炼钢、连铸、轧钢等相应生产设备的钢铁企业以及石油行业的综合企业和大型的机械制造企业。三、实习与指导的主要内容与要求通过本课程的学习，学生应当了解本专业方向在实际工作中涉及的知识、学科领域及其理论和重要理念，了解涉及的技术、经济、管理知识与技能方法在实际工程中的应用基本状况，了解本专业方向在工厂实际生产中的工作内容及基本环节。通过本环节的感受，学生能为专业理论课程的学习奠定较好的基础，能为今后成为既懂专业技术又会管理的复合型工程技术人才打下较好的基础。完成一份符合规范的实习报告。主要内容与要求如下：1、收集认识实习所在工厂的安全生产要求及安全注意事项。2、收集实习所在工厂的主要生产产品、生产工艺流程、主要的生产设备。3、收集认识实习所在工厂运转模式与实际状况，尽可能参观全厂的主要生产工艺流程和主要的生产设备。4、分到班组后，对所在分厂（车间）的主要生产设备（机构）的作用、原理、安全操作、维护、检修、安装、调整、检修、经常出现的故障等进行实地的考察研究； 4、收集认识该企业设备管理体系的架构、内容、要求。5、在班组，收集、记录、认识班组（钳工或维护）在设备维护管理中的具体内容、事项、要求，参与班组的相关工作，提高学生的动手能力，实训现场分析问题、解决问题的能力。建立和提高学生参与管理的意识。认识和体会管理中的具体环节与问题。观察学习技术人员及工人师傅分析问题的方法和经验。6、结合自己已经学习到的知识，分析讨论所在实习工厂中发现的问题或不清楚的环节，甚至提出自己的一件和建议。7、听取所在实习单位为学生举行的就业择业、先进技术、设备维护管理等方面的专题报告。8、每天编写实习记录，必要时在小组内或小组间开展实习心得与问题讨论，甚至专题问题讨论。最终按学校统一要求编写实习报告。四、冶金企业工艺流程与主体设备（一）钢铁生产工艺流程及主要设备现代钢铁生产流程是将铁矿石在高炉中冶炼成生铁，将铁水注入转炉或电炉冶炼成钢，再将钢水铸成连铸坯或钢锭，经轧制等塑性变形方法加工成各种用途的钢材。一个钢铁联合企业一般包括原料处理、炼铁、炼钢、轧钢、能源供应、交通运输等生产环节，是一个复杂而庞大的生产体系。我国的钢铁企业一般都是这样的全流程联合企业。见图1.1。 图1.1 钢铁生产工艺流程图 1、冶炼工艺与设备1.1 冶炼原料原料是高炉冶炼的物质基础，精料是高炉操作稳定顺行，获得高产、优质、低耗及长寿的基本保证。高炉冶炼用的原料主要有铁矿石(天然富矿和人造富矿)、燃料(焦炭与喷吹燃料)、熔剂(石灰石和白云石等)。冶炼一吨生铁大概需要品位为63%的铁矿石1.601.65吨，0.30.6吨焦炭，0.20.4吨熔剂。1.2 炼铁工艺高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的这种主导地位预计在相当长时期之内不会改变。高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态(如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4TiO2等)还原为液态生铁。冶炼过程中，炉料(矿石、熔剂、焦炭)按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中，煤气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。见图1.1.1。图1.1.1 炼铁生产工艺流程图炼铁生产的主体为高炉，它由高炉基础、炉壳、炉衬及冷却设备、框架和支柱等组成。高炉内部形状，一般分为五段：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。在炉缸部分设有风口、渣口和铁口。这种五段式炉型，符合现代冶炼工艺过程的要求：竖立的炉体使炉料在重力作用下自动下降，同时和上升煤气流进行物理化学反应后适应体积膨胀，同时也与煤气上升时温度下降体积缩小相适应；炉料继续下降，融化后体积缩小，下部横断面也逐渐收缩。高炉生产过程及设备系统见图1.1.2图1.1.2 高炉生产流程简图1-贮矿槽；2-焦仓；3-称量车；4-焦炭筛；5-焦炭称量漏斗；6-料车；7-斜桥；8-高炉；9-铁水罐；10-渣罐；11-放散阀；12-切断阀；13-除尘器；14-洗涤塔；15-文氏管；16-高压调节阀组；17-灰泥捕集器（脱水器）；18-净煤气总管；19-热火炉；20-基墩；21-基座；22-热风炉烟道；23-烟囱；24-蒸汽透平；25-鼓风机；26-放风阀；27-混风调节阀；28-混风大闸；29-收集罐；30-贮煤罐；31-喷吹罐；32-过滤器；33-过滤器34-油加压泵；1.3 主体设备：炉料输送机、称量设备、上料装置、高炉主体、炉前三机（开口机、泥炮、堵渣机）、高炉风机、热风炉、除尘装置等。1）供料设备图1.1.3 高炉供料系统示意图1- 矿石称量漏斗；2-焦炭筛；3-焦炭称量漏斗；4-碎焦漏斗；5-碎焦车；6-电磁振动筛；7-绕结矿胶带输送机；8-烧结矿粉振动输送机；9-电磁振动给料机；10-辅助原料称量漏斗；11-料车 图1.1.4 皮带上料供料系统平面布置示意图图1.1.5 供料系统两个断面图1-焦炭称量漏斗；2-矿石集料斗；3-上料皮带机；4-上料驱动装置；5-焦炭筛；6-焦仓；7-运焦皮带；8-矿仓；9-振动筛；10-矿石称重漏斗；11-筛下粉矿运输机；12-运矿皮带机2）上料设备图1.1.6 带式上料机示意图图1.1.7 料车卷扬机上料设备简图1-料车坑；2-料车卷扬机；3-卷扬机室；4-支柱；5-轨道；6-斜桥；7、9-绳轮；8-钢绳；10-料车3）高炉横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好，工艺 简单 ，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁 ，还有副产高炉渣和高炉煤气。4)冲钻式开铁口机其钻头以冲击运动为主，并有进行旋转的钻孔机构，供钻孔机构送进和退出有的移送机构以及使开口机升降等机构。图1.1.8 冲钻式双用开铁口机1钻孔机构；2送进小车；3风动电机；4轨道；5锁钩；6压紧气缸；7调节联杆；8吊杆；9环套；10升降卷扬机；11钢绳；12移动小车；13安全钩气缸5）泥炮泥炮是冶炼行业必备的炉前设备，其作用是能够迅速准确堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一循环的作业，较之机械泥炮，液压泥炮具有重量轻、结构简单、运行平稳、性能稳定可靠、效率高、操作方便、价格低廉等特点，是目前大中小型炼铁厂家较理想的炉前设备。 图1.1.9为国内255m3以上高炉广泛使用的丝杆移动而带动活塞移动的电动泥炮。其主要机构有，打泥机构1、压紧机构2、回转机构3和锁紧机构4。图1.1.9 电动泥炮BG型泥炮回转机构（图1.1.10）采用活塞式油缸8和连杆机构使转臂6旋转，油缸8的活塞杆端部铰接在机座7上，油缸工作时，通过连杆机构使转臂绕固定轴12回转。固定轴装在框架式机座中。图1.1.10 BG型泥炮回转机构简图1-炮身；2-冷却板；3-走行轮；4-门形框架；5-压炮油缸；6-转臂；7-机座；8-回转油缸；9-炮嘴；10-泥套；11-导向槽；12-固定轴6）堵渣口机高炉的渣口要求在出渣后或出渣过程中，将渣口迅速堵住。在堵渣口时，要求堵渣机械工作可靠，结构紧凑，塞头进入渣口的轨迹应近似于一条直线。目前图1.1.11 折叠式堵渣口机1-堵渣杆；2-转臂；3-平衡杆；4-渡轮；5-直角转臂；6-弹簧杆；7-调节限位螺母；8-平衡弹簧；9-驱动油缸图1.1.12 改进后的折叠式堵渣机1-堵渣杆；2-转臂；3-平衡杆；4-定位挡板；5-定位销轴；6-滚轮；7-平衡转臂8-液压缸国内外研制的堵渣机构型式较多，按驱动方式可分气动、电动和液压三种。国内使用较多为四连杆和折叠式堵渣口机。2、炼钢工艺与设备钢与生铁都是以铁元素为主，并含有少量碳、硅、锰、磷、硫等元素的铁碳合金，二者差别就是C元素的含量。炼钢的主要任务包括以下几项：1)脱碳；2)脱磷；3)脱硫；4)脱氧；5)脱氮、氢等；6)去除非金属夹杂物；7)合金化；8)升温；9)凝固成型。2.1 炼钢工艺主要包括：1）铁水预处理；2)转炉或电弧炉炼钢；3)炉外精炼(二次精炼)；4)连铸。炼钢过程是个氧化过程，其去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气并加入造渣剂形成熔渣出来。脱碳反应是炼钢过程的主要手段，硅、锰、磷、硫等元素也通过氧化反应去除。炼钢的原料有生铁、废钢、熔剂(石灰石等)、脱氧剂(硅铁、锰铁、铝等)、合金料等。见图1.2.1。 图1.2.1 电炉、转炉炼钢工艺流程图炼铁炼钢系统烟气尘处理工艺流程图见图1.2.2。 图1.2.2 炼铁、炼钢系统烟气尘处理工艺流程图2.2 主体设备图1.2.3 国内某厂300t转炉总体结构1-炉体；2-支承装置；3-振动机构1）氧气顶吹转炉炉体及支承系统氧气顶吹转炉炼钢法是将高压纯氧(压力为0.51.5MPa，纯度99.5%以上)借助双层水冷氧枪从转炉顶部插入炉内，距金属液面适当高度进行吹炼，将铁水吹炼成钢。氧气顶吹转炉炉体及倾动机械的总体结构如图1.2.3所示，它由炉体1、炉体支承系图1.2.4 转炉炉壳与炉型1-炉口冷却水；2-挡渣板；3-炉壳；4-永久层；5-填料层；6-炉衬；7-制动块；8-炉底；9-下掉架；10-楔块；11-上吊架；12-螺栓统2及倾动机构3组成。 炉体结构转炉炉体包括炉壳和炉壳内的耐火材料炉衬，炉壳用钢板焊成。炉壳如图1.2.4所示，由炉帽、炉身、炉底三部分组成。 托圈结构托圈是转炉的重要承载和传动部件。它支承着炉体全部重量，并传递倾动力矩到炉体。工作中还要承受由于频繁起动、制动所产生的动负荷和。图1.2.5 50t转炉托圈部件操作过程所引起的冲击负荷，以及来自炉体、盛钢桶等辐射作用而引起托圈在径向、圆周和轴向存在温度梯度而产生的热负荷。因此，托圈必须保证有足够的强度和刚度。图1.2.5为某厂50t转炉托圈结构。半悬挂式是在落地式基础上发展起来的。其特点是把末级齿轮副通过减速器箱体悬挂在转炉的耳轴上，而其余部分都安装在地基上，中间用万向接手或弧形齿接手相连接。图1.2.6是我国50t转炉采用的半悬挂配制的倾动机构图1.2.6 我国某厂50t转炉机构示意图公称容量 50t倾动速度 0.1；0.9；1.0；1.1（）四种速度静 力 矩 1040电 动 机 交流两台：快速 慢速总传动比 快速 慢速特点：半悬挂式、交流-行星差动减速器，浮点铰链防扭装置全悬挂式转炉倾动机构这种配置形式特点是，将整套传动机构全部挂在耳轴外伸端上。我国300t转炉倾动机构属于全悬挂四点啮合配制型式，如图1.2.7所示。悬挂减速器1悬挂在耳轴外伸端上，初级减速器2通过箱体上的法兰用螺栓固在悬挂减速器箱体上。耳轴上的大齿轮通过切向键与耳轴固定在一起，它由带斜齿轮的四级减速器2的低速出轴上四个小齿轮同时驱动。图1.2.7 某厂300t转炉倾动机构示意图1- 悬挂减速器；2-初级减速器；3-紧急制动器装置；4-扭力杆装置；5-极限开关；6-电磁制动器；7-直流电动机；8-耳轴轴承2）电炉设备利用电能作为热源来熔炼金属的炉子即为电炉。电炉的型式有电弧炉、感应炉、电阻炉、矿热炉、电子束炉、等离子炉等。本章主要介绍炼钢电弧炉设备。按电弧加热方法，电弧炉有直接式、间接式和封闭式三种(图1.2.8a、b、c)。图1.2.8 电弧炉简图a一直接式；b一间接式；c一封闭式在直接式电弧炉中，电弧燃于电极与金属料之间，用于冶炼黑色金属，熔炼时产生的高温由垂直安放的电极遮挡，故电极有保护炉顶作用，此外便于电极升降。图1.2.9a 75t炉盖旋开式顶装料电炉 1一电极；2一电极装置；3一炉盖；4一除尘器；5一炉壳；6一炉门及其启闭机构； 7一炉体回转机构；8一摇架；9一支承装置；lO一倾动液压缸；11一电磁搅拌装置；12一炉盖升降、旋转机构；13一“”型旋转框架；14一水冷电缆 图1.2.9a、b为75t全液压炉盖旋开式炉顶装料电弧炉总图。它主要由炉壳结构5、炉体倾动机构10和回转机构7、电极夹持及升降机构2和13及电磁搅拌装置11和炉顶装料机构12等组成。图1.2.9b 75t炉盖旋开式顶装料电炉15一导轨；16一出钢槽；17一电极立柱升降导向轮；18一电极立柱定位装置3）炉外精炼的工艺原理与设备炉外精炼的工艺原理 炉外精炼的基本原理有两个：一是利用真空下碳氧反应进行脱碳和脱气。当温度和含碳量较高的钢水经初炼炉移到精炼炉后在真空下吹氧时，氧主要和碳反应，生成CO，而钢水中的铬不易被氧化，使铬的收得率提高，并能炼出碳含量较低的不锈钢。在真空状态下且容易除去钢水中氢和氮，利用碳氧反应脱氧。如目前使用的VOD法、ASEASKF法、LF法、VAD法和RHOB法等均利用此种原理。二是在常压下向钢液中吹入Ar(或其它惰性气体)的混合物，其中氧参与脱气反应，而惰性气体不参与化学反应从熔池中逸出，它的上升气泡相当于一个小真空室，这就降低了CO的分压，促进了碳氧反应的进行，使钢水中的含碳量迅速降低而获得含碳量极低的不锈钢，并且还能保护钢水中的铬不被氧化烧损。这种方法通常称为稀释气体脱碳法。利用这种原理工作有AOI)法、CLU法、CAS、CASOB、IRUT法等。炉外精炼设备目前炉外精炼设备方法已多达几十种，但其工艺原理不外乎是搅拌、加热、真空或气体稀释三方面的不同组合。下面仅介绍几种设备较简单，精炼效果较好的精炼方法。真空提升脱气法(DH法)真空提升脱气法，如图1.2.10a所示。其真空室下部有一个吸入管，当把吸入管插入钢水后，真空室抽成真空，并与外界有压力差，钢水在此压力差的作用下，沿吸入管升入真空室而达到除气目的。当压力差一定时，盛钢桶与真空室之间的液面差保持不变，然后提升真空室(或下降盛钢桶)，便有一定量钢水返回到盛钢桶里。这样将钢水经过吸入管分批送入真空室内进行脱气处理。真空室多次升降，就可使钢水全部得到处理。目前世界上的真空提升脱气设备最大达360t，最小的只有10t。DH法真空脱气的特点是容量大，脱气过程中可以加热，能保持钢液温度，适合各种炼钢炉的钢液处理。因此，该法发展较快，据不完全统计，自1956年原西德赫施钢铁公司第一台DH真空脱气设备投产以来，目前世界上已有90多台，是应用较广的一种。图1.2.10 真空处理法a- 真空提升脱气法；b-真空循环脱气法1-合金料仓；2-抽气管；3-真空室；4-氩气管；5-滑动水口4）、连铸工艺流程与设备 连续铸钢是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯的工序。与模铸相比，连铸具有以下优越性：1）简化工序、节能；2)铸坯切头率降低、金属收得率比模铸高712%；3)高效凝固；4)优化成型。连铸工艺的流程为：钢液通过中间包注入结晶器内，迅速冷却成具有一定厚 图1.2.11 连铸工艺流程图图1.2.12 连铸机工艺流程图1- 盛钢桶；2-中间罐；3-振动机构；4-偏心轮；5-结晶器；6-二次冷却夹辊；7-钢坯中未凝固钢水；8-拉坯矫直机；9-切割机；10-钢坯；11-辊道度的凝固壳而内部仍为液态的铸坯。铸坯下部与伸入结晶器底部的引锭杆衔接，浇注开始后，拉坯机通过引锭杆把结晶器内的铸坯以一定速度拉出。铸坯通过连铸二次冷却区时，进一步是受到喷水冷却直到完全凝固。完全凝固后的铸坯通过拉矫机矫直后，切割成规定长度，由输送辊道运出。其工艺流程见图1.2.11及图1.2.12。 盛钢桶回转台盛钢桶回转台通常设在转炉跨和连铸跨之间，回转台的回转臂二端承载盛钢桶(图1.2.13)，在转炉跨一侧的转臂接受盛钢桶，旋转半圈，停在中间罐上方，放出钢水进行浇铸。与此同时，浇铸跨一侧转臂上的空盛钢桶，通过转臂的回转再运回转炉跨。图1.2.13 盛钢桶回转台1-保温盖走行装置；2-盛钢桶；3-回转台中间包 中间包是介于盛钢桶和结晶器之间的一个中间容器，中间包首先接受盛钢桶中的钢水，然后钢水再通过中间包的水口注入结晶器中。图1.2.14 中间包总体图1-中间包本体；2-中间包盖；3-塞棒；4-中间包滑动水口；5-耐火材料结晶器和振动装置由中间包流出的钢水注入结晶器内，经强制冷却使钢水初步凝固成形，结成一定厚度的坯壳，其形状和尺寸由结晶器的内腔尺寸而定。当钢液在结晶器内上升到一定高度后，结晶器开始振动，同时铸坯在结晶器下口由拉坯机拉出。结晶器是连铸机的心脏，生产工艺对结晶器有下列要求： (1)导热性能好，能使铸坯快速凝固，形成足够强度的坯壳； (2)刚性好，不易变形，使铸坯的形状规则； (3)内表面耐磨性和抗热疲劳性好，以提高使用寿命； (4)重量轻，振动时惯性力小； (5)结构简单，调整及拆装方便，易于维护制造。管式结晶器(图1.2.15)图1.2.15 小方坯管式结晶器1-结晶外罩；2-内水套；3-润滑油盖；4-结晶器铜管；5-放射源容器；6-盖板；7-外水套；8-给水管；9-排水管；10-接收装置；11-水环；12-足辊；13-定位销用冷拔无缝铜管4作为结晶器的内壁。铜管外面套钢质内水套2，二者之间形成7mm的冷却水缝。外水套7和内水套2之间利用隔板及橡胶垫分隔成上下二个水室。上下二个法兰把铜管压紧，上法兰与外水套的联接螺栓上装有碟形弹簧，使结晶器在冷状态下上下端不能漏水，当铜管受热膨胀时弹簧产生的压应力又不超过铜管的许用压力。结晶器的冷却水工作压力为O.4O.6MPa，从给水管8进入下水室，以68ms的速度流进水缝进入上水室，从排水管9排出。水缝上部留有排气装置，排出因过热而产生的少量水蒸汽，提高导热效率和安全性。图1.2.16 偏心轮连杆机构运动图钢水在结晶器内除了进行很好的热传递以外，还需要结晶器进行平稳地振动，以防止钢水的初凝坯壳与结晶器粘结而被拉破。图1.2.17 四连杆振动机构运动原理为了防止漏钢，必须使结晶器产生上下往复振动，保证铸坯顺利脱模。图1.2.18 装在外弧侧的四杆振动机构1-电机及减速器；2-偏心轴；3-导向部件；4-拉杆；5-座架；6-摇杆；7-结晶器鞍座 图1.2.19 拉坯矫直机1- 立式直流电动机；2-压下气缸；3-制动器；4-齿轮箱；5-传动链；6-上辊；7-下辊；8-底座图1.2.18是板坯连铸机的四连杆振动机构，其摇臂和传动放于外弧一侧，使二冷区的扇形段夹辊拆装方便。拉杆4内装有压缩弹簧可防止拉杆的过负荷。偏心轴2外面还装有偏心套，通过改变轴与套的相对角度来改变偏心距，以调节振幅的大小。由于这种振动机构运动轨迹较准确，结构简单易于维修，并使结晶器周围区域结构简化，所以得到了广泛采用。拉矫装置小方坯连铸机是在铸坯全断面凝固后再进行拉矫，且拉坯阻力小，所以，常用45辊拉矫机对铸坯进行拉矫。图1.2.19是德马克公司设计的五辊矫直机。它由结构相同的二组二辊钳式机架和一个下辊及底座组成。前后二对为拉辊，中间为矫直辊，三个下辊7为固定位置上的从动辊，而二个上辊6是主动辊。图1.2.20 七辊拉矫机图1.2.20是康卡斯特公司设计的七辊拉矫机，用于多流大方坯连铸机上。为了减小流间距离，拉矫辊的驱动装置设置在拉矫机的顶上，上辊驱动，压下用液压缸来操纵。引锭杆图1.2.21 用引锭链开始进行浇铸过程示意图a-把引锭头插入结晶器底部；b-开始浇铸；c-结晶器振动引锭链拉坯；d-继续拉坯1-结晶器；2-引锭头；3-石棉绳；4-废钢板、碎废钢在连铸机开浇之前，引锭杆的头部堵住结晶器的下口，临时形成结晶器的底，不使钢水漏出。当钢水注入时，钢水和引锭杆头部凝结在一起(图2.21)。当钢水的液位达到规定的高度的高度时，通过拉辊开始向下拉动引锭杆，此时钢水已在引锭杆的钩形头部凝固，铸坯随着引锭杆渐渐被拉出，经过二冷支导装置进入拉矫机后，引锭杆已完成了引坯作用，此时脱引锭装置把铸坯和引锭杆头部脱离，拉矫机进入正常的拉坯和矫直工作状态。图1.2.22 长节距引锭杆的脱钩a- 铸坯引入拉矫机；b-引锭杆脱钩1- 铸坯；2-拉辊；3-下矫直辊；4-上轿直辊；5-引锭链图1.2.22表示大(长)节距引锭杆和自动脱钩的情况，由于其节距较长，所以引锭杆本身是弧形的，其外弧半径等于连铸机的曲率半径。当铸坯头部1经过拉辊2以后，上矫直辊下压到正常矫直位置，引锭杆第一段受到杠杆作用，自动和铸坯脱离。火焰切割机火焰切割机是用氧气和各种燃气的燃烧火焰来切割铸坯。可燃气体有乙炔、丙烷、天然气和焦炉煤气等高发热量气体。在实际生产中多用乙炔作可燃气体，故火焰切割机也叫氧一乙炔切割机。切割不锈钢或某些高合金钢坯，由于这些钢种含有不易氧化的Cr、Ni、Co等元素，放在切割火焰中再喷吹铁粉、铝粉、镁粉等以助燃烧，提高切割火焰的温度。图1.2.23 火焰切割装置1- 切割枪；2-同步机构；3-端面检测器；4-软管盘；5-铸坯；6-定尺机构；7-辊道；8-轨道；9-切割小车；10-切头收集车；火焰切割机由切割机构、同步机构、返回机构、定尺机构及供电、供水、供乙炔的管道系统等部分组成。如图1.2.23所示，火焰切割装置一般做成小车型式，故也称切割小车。在切割时，同步机构夹住铸坯，铸坯带动切割机同步前进并切割铸坯。切割完毕，夹持器松开，返回机构使小车快速返回。图1.2.24切割全体装配图1-测长辊；2-电缆槽架；3-被动轮；4-电缆；5-挡板；6-机电；7-螺旋千斤顶；8-栏杆；9-压紧杆；10-电机；11-切割机行走横梁；12-副切割枪；14-红外线检测器；15-走行驱动电机；16-驱动轮；17-轨道；18-切割辊道 (图1.2.24)为具有骑坐式同步机构的火焰切割机的总装配图。3、轧钢工艺与设备3.1轧制工艺流程图1.3.1 轧制工艺流程轧制过程是轧件与轧辊之间的摩擦力将轧件拉进不同旋转方向的轧辊之间使之产生塑性变形的过程。一般的轧钢工序可分为：加热炉-粗轧-中轧-精轧 -精整。轧制工艺流程图见图1.3.1。3.2 主体设备轧钢机按机座的布置形式分类(图1.3.2)图1.3.2 轧钢车间的工作机座布置简图a- 单机座；b-横列式；c-纵列式；d-阶段式；e、f-连续式；g-半连续式;h-串列往复式;i-布棋式;j-复二重式;图1.3.3是四辊板带轧机的主机列简图，它一般由三大部分组成，即轧钢机工作机座、传动装置(包括联接轴、齿轮座、减速机、主联轴器及电机联轴器)和主电动机。电动机经减速后，由齿轮座将传动扭矩分配给两根联接轴，带动两个工作辊旋转。轧钢机的类型不同，传动装置的形式也不同。图1.3.3 四辊板带轧机主机列简图1-工作机座；2-联接轴及平衡装置；3-齿轮座；4-主联轴器；5-减速器6-电机联轴器；7-主电动机图1.3.4 四辊轧机工作机座结构图1- 工作辊；2-支承辊；3-机架；4-压下螺母；5-压下螺丝6-止推垫块7-上垫块；8-支承辊轴承座；9-支承辊轴承；10-压力调心垫；11-下垫板工作机座图1.3.4 为2800四辊轧机工作机座结构图。工作机座牢固安装在轨座上，两片闭口式机架用上、下横梁联接起来构成刚性整体。轧辊轧辊是用来对轧件进行轧制加工的工具，它是整个工作机座的中心，机座的其他组件和机构都是为装置、支承和调整轧辊以及引导轧件正确地进出轧辊而设的。图1.3.5 光面轧辊和有槽轧辊a-光面轧辊;b-有槽轧辊1-辊身；2-辊颈；3-辊头轧辊轴承轧辊轴承的类型有滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承主要是双列球面滚子轴承、四列圆锥滚子轴承及四列圆柱滚子轴承。滚针轴承仅在个别情况下用于工作辊。滚动轴承的刚性大，摩擦系数较小，但抗冲击性能差，外形尺寸较大。多用于板带轧机、线材和钢管轧机上。轴瓦的形状有三种，如图1.3.6所示。其中半圆柱形的用料最省，但在轴承盒中需要有切向固定。长方形的切向固定性较好，但用料较多。由三块组成的组合式轴瓦比较省料。目前应用最多的是整体压制的半圆柱形轴瓦。图1.3.7 整体压制胶木轴瓦图1.3.6 轴瓦的形状滚动轴承广泛用于各种轧机上，与液体摩擦轴承相比不要求严密的密封装置，同时换辊也较为简单。当轧制速度很高时，有被液体摩擦轴承代替的趋势。 由于轧辊轴承要在径向尺寸受到限制的条件下承受很大的轧制力，所以在轧机上使用的滚动轴承，多采用多列滚子轴承。这类轴承有较小的径向尺寸和良好的抗冲击性能，主要有双列球面滚柱轴承、四列圆锥滚柱轴承和四列圆柱滚子轴承。前两种可同时承受径向力和轴向力，第三种虽要附加轴向止推轴承，但它的径向尺寸小、承载能力大、允许转速高，因而近年来在高速、重载轧机上广 泛使用。图1.3.8 四列圆锥滚柱轴承 四列圆锥滚柱轴承在哀备。已经标准化，其结构如图1.3.8所示。它是由两个内圈、三个外圈、滚动体和保持架组成，又有两个外问隔环和一个内间隔环，使四列锥柱与座圈间隙相等，以保持工作时受力均匀。图1.3.9 600冷轧机支承辊用的静压轴承机构图1-螺母；2-止推块；3-固定块；4-止推块；5-衬套；6-轴承座；7-密封圈；8-轧辊；9-调整垫；10-补偿垫；11-自位板图1.3.9为600冷轧机支承辊静压轴承的结构图。在承受径向载荷的衬套5内表面上，沿轴向布置着双列油腔(有利于轴承的自位性)，衬套寿端装有一个固定块3和两个止推块2和4，专门承受轴向载荷(每个支承辊只在换辊端设有盐推轴承)，衬套和止推块用螺母1进行轴向固定。为了使轴承能够自动测位，下支承辊轴承座F部设有弧面自位垫板11，上支承辊轴承座与压下螺丝之问设有球面垫。上辊调整装置（压下装置）图1.3.10是1150初轧机压下机构的结图图1.3.10 1150初轧机的压下机构1-压下螺丝端头；2-压下螺丝；3-压下螺母；4-回油盘；5-机壳；6-方孔套筒；7-大齿轮；8-喷油嘴；9-立式直流电动机；10-滚动轴承；11-止推轴承；12-液压缸柱塞杆；13惰轮；14离合齿轮；15-液压缸；16-伞齿轮图1.3.11是国产l700热连轧四辊可逆式粗轧机压下机构传动示意图图1.3.11国产1700热轧粗轧机座压下机构传动示意图1-电动机；2-制动器；3-圆柱齿轮传动；4-电磁离合器；5-传动箱；6-自整角机；7-球面蜗轮副；8-伸出轴压下式液压压下装置 1700冷连轧机采用压下式液压缸(机架窗口布置可参看图1.3.13)，液压缸在机架内的布置情况见图1.3.12。图中，压下液压缸3和平衡架9由悬挂在机架顶部的平衡液压缸1通过拉杆来平衡。若拔掉销轴8，则平衡架连同压下液压缸可随同支承辊一起拉出机架进行检修。压下液压缸与支承辊轴承座间有一组垫片5，其厚度可按照轧辊的磨损量调整，这样可避免过分增大液压缸的行程。图1.3.12 1700冷连轧机液压压下系统1-平衡液压缸；2-弧线垫块；3-压下液压缸；4-液压压力传感器；5-垫片组；6-双向油缸；8-销轴；9-平衡架；10-位置传感器；11-高压油进油口上辊平衡装置重锤式平衡机构一般用在上辊移动量很大的初轧机上，它工作可靠、维修方便，其缺点是设备重量大，轧机的基础结构较复杂。平衡锤通常装在工作机座的下面，平衡力由杠杆和支杆传给上轧辊。图1.3.13是1150初轧机的重锤平衡机构。 图1.3.13 1150初轧机工作机座1-压下电机；2-轧辊组件；3-工作机架4-上辊平衡重锤图1.3.14 1700热连轧机座八缸平衡装置示意图1-上支承辊轴承座；2-上工作辊轴承座3-上工作辊平衡缸；4-上支承辊平衡缸液压式平衡装置是用液压缸的推力来平衡上辊重量的。液压式平衡装置结构简单紧凑，与其他平衡方式比较，易于操作，使用方便，能改变油缸压力，而且可以使上辊不受压下螺丝的约束而上下移动，这些都有利于换辊操作。但它的投资较大(需要有一套液压系统并装设蓄势器)，维修也较复杂。液压平衡装置广泛用于四辊板带轧机。四辊轧机的液压平衡有八缸式和五缸式两种形式。图1.3.14是国产1700热连轧精轧机座八缸式平衡装置简图。轧钢机机架轧钢机机架是工作机座中尺寸和重量都最大的部件，也是最重要的部件，是用来安装轧辊、轴承座、轧辊调整机构和导卫装置等工作机座中全部零部件的。机架要承受轧制压力，必须有足够的强度和刚度。 图1.3.15 闭口式机架简图 图1.3.16 开口式机架上盖的联接方式 a-螺栓联接;b-立销和斜锲联接;c-套环和斜锲联接;d-横销和斜锲联接;e-斜锲联接根据轧钢机型式和生产工艺要求，轧钢机机架有闭口式和开口式两种结构。如图1.3.15所示，闭口式机架是一个整体框架，具有较高的强度和刚度。闭口式机架主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。如图1.3.16所示，开口式机架是由机架本体和上盖两部分组成，它主要用在横列式型钢轧机上。剪切机轧钢车间所使用的剪切机，根据刀片的形状与配置，及轧件情况的不同，可以分为以下四种基本类型：平行刀片剪切机；斜刀片剪切机；圆盘式剪切机；飞剪剪切机刀片如图1.3.17所示图1.3.17 刀片配置简图a-平行刀片横切机;b-斜刀片剪切机;c-圆盘式剪切机 平行刀片剪切机 这种剪切机的两个刀片是彼此平行的(图1.3.17a)。它通常用于横向热剪切方形和矩形断面钢坯，故又称为钢坯剪切机。此类剪切机有时也用两个成型刀片来冷剪轧件(例如圆管坯和小型圆钢等)，此时刀刃的形状与被剪轧件断面形状相适应。斜刀片剪切机这种剪切机的两个刀片中，一个水平，另一个倾斜配置(图1.3.17 b)。一般是上刀片倾斜，其倾斜角为16。此类剪切机常用于冷剪钢板、带钢、薄板坯及焊管坯等，故又称为钢板剪切机。有时也用来剪切成束的小型钢材。 圆盘式剪切机 这种剪切机的两个刀片均为圆盘形(图1.3.17c)，用来纵向剪切钢板和带钢的侧边，或将钢板和带钢纵向剪切成窄条。一般布置在连续式钢板轧机的纵切作业线上。 飞剪剪切机 这种剪切机用于横向剪切运动着的轧件，一般安装在半连续式、连续式轧机轧制线上或钢板横切机组上，用来剪切轧件的头、尾部及将轧件剪切成定尺长度。图1.3.18 1.6MN上切式钢坯剪切机总图图1.3.18、1.3.19所示的1.6MN上切式钢坯剪机。其结构是由传动系统、剪切机构离合机构、平衡装置及机架等几部分组成。电动机经一级减速机3和一级开式齿轮6、7减速，转动曲轴8，由曲柄连杆带动上刀架11在机架导轨12中作上下往复运动，完成剪切。上刀架以拉杆螺栓13和平衡弹簧14吊挂在机架15上。平衡弹簧起平衡与缓冲作用，并使上刀架停止在最高位置上，在上刀架上安装有上刀片16，而下刀片17则安装在与机架相联固定不动的下刀架18上。图1.3.19 1.6MN上切式钢坯剪切机示意图1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-飞轮；5-法兰接手；6-小齿轮；7-大齿轮；8-曲轴；9-离合器；10-连杆；12-上刀架；12-导轨；13-螺栓；14-平衡弹簧；15-机架；16-上刀片；17-下刀片；18-下刀架；19-轴承；20-弹簧此剪切机的机架结构形式为开式结构(机架呈形)，操作人员易于看清剪切过程。更换刀片也较方便。斜刀片剪切机主要用来剪切钢板，又称为钢板剪切机。图1.3.20电动机传动的上切式斜刀片剪切机a-单面传动; b-双面传动1-电动机；2-飞轮；3-摩擦离合器；4-减速齿轮；5-曲轴；6-连杆；7-上刀架；8-上刀架平衡缸；9-皮带传动；10-牙嵌离合器斜刀片剪切机按剪切方式分有上切式和下切式：按传动方式分有机械传动和液压传动两种类型。单面传动斜刀片剪切机(图1.3.20a)因其结构简单、制造方便。所以应用较为广泛。上刀架的运动是电动机经三角皮带、齿轮、曲轴和双曲柄连杆机构实现的。为了制造方便。有时用一根直轴和两个偏心套筒组成曲柄轴。圆盘式剪切机圆盘式剪切机通常设置在精整作业线上，用旋转的圆盘刀片连续纵向剪切运动着的钢板或带钢，将纵向边缘切齐。图1.3.21 使钢板保持水平位置的方法a-刀片轴错开；b-上下刀盘采用不同直径为了使已切掉板边的钢板在出圆盘剪时能够保持水平位置，而切边则向下弯曲，往往将上刀片轴相对下刀片轴移动一一个不大的距离 (图1.3.21托)，或者将上刀片直径作得比下刀片直径小些(图1.3.21b)，此时被切开的板边将剧烈地向下弯曲。为了防止钢板进入圆盘剪时向上翘曲，通常在圆盘剪前面靠近刀片的地方设置压辊(图1.3.21)。图1.3.22为具有两对刀片的圆盘式剪切机结构示意图。用来冷剪厚度为、宽度为的钢板侧边。图1.3.22 圆盘式剪切机结构简图1-圆盘刀片；2-万向接轴；3-偏心套筒；4-改变刀片轴间距离的机构；5-调整刀片侧间隙的机构；6-上刀片轴的偏移机构飞剪机飞剪用来横向剪切运动着的轧件。它可装设在连续式轧机的轧制作业线上，用来切头、切尾；也可装设在横切机组、连续镀锌和连续镀锡机组等连续作业精整机组上，用来剪切定尺长度。在中小型轧钢车间和连续式板带车间都广为应用。图1.3.23 滚筒式飞剪a-刀片装在滚筒上;b-刀片装在杠杆上1-刀片；2-滚筒；3-送料机；4-杠杆小型车间的滚筒式飞剪，由于轧件宽度不大，往强将刀片装在作圆周运动的杠杆上(图1.3.23)热锯机锯切机械广泛用于型钢和钢管车间，用来锯切型钢成品钢材和钢管，以获得断面整齐的定尺轧件。根据所锯切轧件温度的不同，锯机可分为冷锯机和热锯机两类。热锯机主要由锯切机构、送进机构及横移机构三部分组成。图1.3.24 1500滑座式热锯机a-外形图；b-送进机构剖视图1-上滑台；2-送进电动机；3-夹轨器；4-送进减速器；5-行走轮轴；6-下滑座；7-横移减速器；8-横移电动机；9-锯片罩；10-锯片；11-水箱；12-锯片电动机；13-被动行走轮；14-压辊轴；15-上滑板；16-下压辊；17-V型支承辊；18-V形滑板；19-送进齿轮；20-送进齿条；21-平滑板；22-平支承辊；23-支承辊轴图1.3.24是滚轮送进的滑座式热锯机的结构图。锯片轴装配结构如图1.3.25所示。图1.3.25 锯片轴装配图（稀油润滑）1-外夹盘；2-锯片；3-内夹盘；4、5-间隔环；6-滚动轴承；7-锯片轴；8-端盖；9-轴套；10-油环；11-甩油环图1.3.26 快速换片锯片夹持机构1-锯片；2-内夹盘；3-推杆螺栓；4-托盘；5-液压缸6-外夹盘；7-带凸块压板；9-外压板；10-弹簧压板快速换片作用的锯片夹持机构的原理如图3.26所示。锯片1夹持在内夹盘2和外夹盘6中，由双螺母、弹簧压板10、弹簧9、外压板8和带凸块压板7压紧。换锯片时，只需手动液压泵，经三个液压缸5，推动托盘4和推杆螺栓3，使外压板8和带凸块压板7与外夹盘6分离，出现间隙，然后在旋转方向转动压板7至另一极限位置，这时压板7的凸块和夹盘6的凹槽正好相对，即可取下外夹盘和锯片。矫直机矫直机是用来矫正轧件因各种原因造成的弯曲的机械设备。根据结构特点和工作原理的不同，矫直机可以分为压力矫直机、辊式矫直机、斜辊矫直机、拉伸矫直机和拉伸弯曲矫直机等几种基本类型。图1.3.27所示为9+l辊型钢矫直机机列。它由电动机、变速箱、齿轮座、万向接轴及矫直机工作机座几部分组成。图1.3.27 9+1辊型钢矫直机1-电动机；2-变速箱；3-齿轮座；4-万向接轴；5-矫直机机座辊式型钢矫直机的用途是矫直各种规格的变