多辊轧制设备

特种轧制,2011.8,绪论,一、特种轧制介绍1、轧材的种类按轧材断面形状尺寸的不同，分为各种规格的板材、带材、型材、线材、管材及特殊品种轧材等。板带材、型线材、管材等。,绪论,特种轧制是钢材深加工技术的重要方式之一，通常是对板带材、线棒材和钢管等轧制材料再次以轧制的方式进行深度加工。特种轧制主要用于机械零件的制造，是一种少切屑或无切屑、高质量、高效率的生产方式，在材料加工和机械制造等行业中具有愈来愈重要的作用。特种轧制也是提高产品质量，降低生产成本的重要手段。特种轧制技术对国民经济的发展，提高企业经济效益和社会效益有着十分重要的意义。,绪论,二、特种轧制的轧制方式特种轧制可以采用纵轧、横轧和斜轧等3种轧制方式，由于产品的种类繁多，所采用的变形方式和设备形式也很多。纵轧、斜轧和横轧不同之处主要表现在金属的流动上，纵轧时金属流动的主要方向与轧辊表面的运动方向相同，横轧时金属的流动方向垂直于变形工具的运动方向，斜轧则处于纵轧与横轧之间，变形金属的流动方向与变形工具轧辊的运动方向成一角度，金属除了前进运动外，还有绕本身轴线的转动，做螺旋前进运动。,绪论,1、纵轧轧辊轴线相平行，旋转方向相反，轧件作直线运动的轧制方法。,绪论,2、横轧轧辊轴线与轧件轴线平行且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法。横轧的基本类型包括:1)齿轮横轧带齿形的轧辊与圆形坯料在对滚中，实现局部连续成形，轧制成齿轮。这种横轧的变形主要在径向进行，轴向变形很小。既有热轧也有冷轧。此方法还可以轧制链轮、花键轴等。2)螺旋横轧螺旋横轧又称螺纹滚压，两个带螺纹的轧辊(滚轮)，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，其中一个轧辊径向进给，将坯料轧制成螺纹。这种横轧的变形主要在径向进行。3)楔横轧两个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，坯料在楔形型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴。这种横轧的变形主要为径向压缩和轴向延伸。,绪论,绪论,3、斜轧轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。,绪论,三、特种轧制的分类1、按照轧制的变形方式，特种轧制的分类大致为2、按照所加工原料的形式可以分为：1)板带材特种轧制设备用途：用于板带材的深加工，如薄带和极薄带材轧制、横向和纵向不等厚带材和螺旋装带材轧制机型：多辊板带轧机、锥形辊板带材轧机、辊锻机,绪论,2)线、棒、管材特种轧制设备用途：各种实心或空心的回转体轧件，如阶梯轴类零件、球形零件、各种螺纹制品、散热器用的翅片管和羽翎管一级麻花钻头等机型：楔横轧机、钢球轧机、螺纹轧机、翅片管轧机、钻头轧机、管或筒形件旋压机、冷轧带肋钢筋轧机等3)盘、环件特种轧制设备用途：用于生产轴对称类机械零件、盘类零件设备：产生轴向变形的摆动碾压机，径向变形的旋压机，轧环机。,绪论,带肋钢筋,U型翅片管,翅片管,多辊轧制设备,2.0冷轧带钢简介冷轧带钢和薄板一般厚度为0.13mm,宽度为1002000mm；均以热轧带钢或钢板为原料，在常温下经冷轧机轧制成材。冷轧带钢和薄板具有表面光洁、平整、尺寸精度高和机械性能好等优点，产品大多成卷，并且有很大一部分经加工成涂层钢板出厂。成卷冷轧薄板生产效率高，使用方便,有利于后续加工。因此应用广泛,已逐渐取代同样厚度的热叠轧薄板。只有少量的非凡用途的冷轧合金钢板采取单片轧制。冷轧带钢和薄板的产量在工业发达国家已占钢材总产量的30左右。钢种除普通碳钢外，还有硅钢、不锈钢和合金结构钢等。,多辊轧制设备,冷轧带钢和薄板的产品规格及用途,多辊轧制设备,冷轧带钢历史进程1553年法国人布律列尔(Brulier)制成一台轧机,轧制造币用的金板和银板。最早的冷轧机是二辊式，以后采用工作辊辊径较小而刚性较大的四辊轧机。为了轧制更薄和更硬的带钢，又发展出工作辊辊径更小而刚性更大的六辊、十二辊、二十辊和偏八辊（M.K.W.式）等轧机。单片轧制成卷轧制(冷轧带钢生产)单机架可逆式四辊冷轧机连续式轧机,多辊轧制设备,单片轧制单片轧制时没有张力,轧制的产品较厚(1mm)，速度较低(2m/s)，仅用于生产少量特殊用途的钢板。,多辊轧制设备,成卷轧制冷轧带钢生产采用成卷轧制，使用张力卷取和开卷装置,速度高（达42m/s）,道次压缩率大,板形平直。轧机有单机可逆式和连续式两种。,多辊轧制设备,单机架可逆式四辊冷轧单机架可逆式四辊冷轧机适合于生产多品种、小批量、厚度0.2mm以上的普通碳钢或低合金钢。轧制硅钢、不锈钢等高合金特殊钢多采用二十辊或偏八辊轧机。,多辊轧制设备,全连续冷轧带钢轧机连续式轧机由37个机架组成。机架数愈多，总压缩率愈大,产品厚度薄；轧制速度愈快，产量愈大;适用于产量大、品种规格少的普通碳钢汽车板、镀锌板、镀锡板等。70年代已发展出少量全连续冷轧机,带钢卷在进入轧机前，前一卷尾与后一卷头焊接，利用活套贮存足够的带钢，保证在焊接时轧机仍继续轧制。由计算机控制轧制过程，在动态中即可改变规格。轧后由飞剪切断、分卷。全连续轧机轧制每卷带钢时无需穿带和甩尾，节省了换卷间隙时间。全连续轧机每台年产量达200万吨。消除了钢卷头尾厚度超出公差的废品，提高了带材轧制精度和收得率。,多辊轧制设备,宝钢七机架连轧机,多辊轧制设备,2.1、多辊轧机的用途和特点1、用途多辊轧机主要用于高强度钢和精密合金的冷轧薄板和薄带钢轧制生产，在薄板带的生产中占有特殊的地位。在生产薄板带的冷轧机中约有10%以上的设备是多辊轧机。几乎所有的不锈钢薄板都是由冷轧机生产，电工钢板、超硬金属、铝合金、铜合金等薄带的生产也使用多辊轧机。多辊轧机也用于稀有金属、双金属和贵金属的生产。由于国民经济规模的扩大，特别是高新技术的快速发展，各个工业部门如电子、信息、仪器、机电等行业对各种金属及合金薄带和极薄带材的需求增长很快。因为在轧制极薄带材时，工作辊的弹性压扁将等于或大于带材的厚度，此时轧件的压缩是不可能的，因此必须使用直径更小的工作辊才能轧制极薄带材。由于工作辊直径小，接触变形区也小，相应的轧制力也较小，所以同样的轧制压力可以生产较大的压下量。,多辊轧制设备,轧制力计算公式：轧制压力：F轧件与轧辊的接触面积平均单位压力平均单位压力接触面积：,多辊轧制设备,板、带材产品分类：单张供应的板材和成卷供应的带材总称为板、带材。按尺寸规格分：厚板（包括中板和特厚板）、薄板和极薄带材。厚度在4.0mm以上为中、厚板（其中420mm者为中板，2060mm为厚板，60mm以上为特厚板），4.00.2mm为薄板，0.2mm以下为极薄带钢或箔材。铝箔按厚度差异可分为厚箔、单零箔和双零箔。厚箔：厚度为0102mm的箔。单零箔：厚度为001mm和小于01mm/的箔。双零箔：所谓双零箔就是在其厚度以mm为计量单位时小数点后有两个零的箔，通常为厚度小于0.01的铝箔,即0.0050.009mm的铝箔。叠轧：对于厚度小于0.012mm的极薄铝箔，由于轧辊的弹性压扁，用单张轧制的方法是非常困难的，因此采用双合轧制的方法，两张铝箔中间加上润滑油，然后合起来进行轧制。,多辊轧制设备,2、冷轧带钢最小可轧厚度根据冷轧带钢的最小厚度公式：,（mm）,式中：D工作辊直径，mm,t平均张应力，,（其中：t0后张应力；t1前张应力），N/mm2E工作辊弹性模量，N/mm2,，N/mm2,K轧件变形抗力，K=1.15,多辊轧制设备,从公式中可以看出：轧制的最小厚度与工作辊直径和弹性模量、变形抗力和平均张应力的大小有关。带钢的变形抗力取决于其机械性能；提高轧辊的弹性模量轧制更薄带钢受到轧辊材料限制；冷轧带钢时采用较大的轧制张力有利于减小带钢厚度，但过大的轧制张力容易引起断带；因此，减小轧辊直径轧制更薄的带材是一个很好的途径。减小工作辊直径，可以减小轧制力和轧制力矩，轧出更薄的带材来，但是工作辊的刚度和扭转强度都要受到限制，因此就出现了支撑辊数量大于2的多辊轧机。多辊轧机的使用能够保证小直径工作辊在垂直面和水平面上获得较高的刚度，并能够在轧制力相当大的情况下降所需的轧制扭矩传递给工作辊。除HC六辊轧机和六辊CVC轧机外，还有12辊轧机、20辊轧机、复合八辊轧机、复合12辊轧机、偏八辊轧机36辊轧机等多辊轧机，如下图所示。,多辊冷带轧机的型式112辊轧机220辊轧机3复合式8辊轧机4偏8辊轧机5复合式12辊轧机67辊轧机736辊轧机,多辊轧制设备,举例计算：四辊轧机，工作辊直径为100mm，采用无张力轧制屈服极限为100MPa，摩擦系数为0.1，是否能轧出厚度为0.01mm的产品。其他参数不变，要轧出厚度为0.005mm的产品，工作辊直径最大为多少？冷轧的摩擦系数与润滑剂有关，0.040.1,多辊轧制设备,3、多辊轧机的工作机座多辊轧机的工作机座是一个复杂的整体，主要组成部分与常用的板带轧机相同，包括轧机牌坊、支撑辊和工作辊构成的辊系、压下装置、轧辊磨损补偿机构、轧辊和支撑辊的辊型控制和平衡机构、轧辊传动装置、固定式和可卸式导卫、润滑和冷却系统、工艺参数控制设备及轧机自动化装置等。特点：能够保证小直径工作辊在垂直面和水平面上获得较高的刚度，并能够在轧制力相当大的情况下将所需的轧制扭矩传递给工作辊。,多辊轧制设备,4、多辊轧机发展历程1925年，W罗恩（Rohn）设计了有十或十八支承辊的轧机，并获得了第一台多辊轧机的专利权。这种轧机采用塔形支承辊系，能够保证工作辊有较大的横向刚度。该轧机的工作辊直径为10毫米，中间辊辊径为20毫米，外围支承辊辊径为24毫米，用于轧制镍带。最小轧制厚度为0.010毫米。在这种辊系配置中，下一列的每一个轧辊自由地靠在上一列的两个轧辊上。支承辊是由安装在固定心轴上的轴承组构成的，轴承的外圈即为支承辊辊面，中间辊传动，工作辊没有辊颈，可以方便地从辊系中取出。塔形支承辊系安装在上下两个横梁中，横梁的一端采用铰接方式联接，另一端用拉杆联结，调整拉杆可以使横梁绕铰接中心转动，从而满足不同轧辊直径的要求。后来，WRohn的发明被Sundwig公司买去并加以改进，形成了四柱式的开式机架的二十辊轧机。,多辊轧制设备,1932年森吉米尔，制造了第一台森吉米尔多辊轧机，其结构特点是采用了整体机架，辊系安装在机架内部。与罗恩型二十辊轧机相比，森吉米尔轧机工作机座的刚度较高，因而可以轧制厚度公差范围更窄的带材。与其他多辊轧机相比，森吉米尔轧机的突出特点是轧机刚性好，轧制精度高。由于机架采用整体铸钢制作，因而轧机有很高的刚度，同时采用了特殊的辊型调整机构，轧制产品的厚度精度很高，板形良好。例如，森吉米尔轧机轧制0.2mm厚的不锈钢带，公差0.0030.005mm，而四辊轧机的一般精度为0.010.03mm，相差约5倍。,多辊轧制设备,5、多辊轧机具有如下特点：1)工作辊直径小：多辊轧机的工作辊直径都在100多毫米以下，最小直径达2mm，细而长，因此多辊轧机都有一个刚度很好的支撑辊系，而且采用支撑辊传动。工作辊直径小，轧制力小，可以采用比较大的的道次压下量和总压下量，道次压下量最大可达到80%，总压下量可达到90%；轧辊直径小换辊方便，而且形状简单，可以采用硬质合金作为轧辊材料，提高其弹性模量，轧出更薄的带材。由于工作辊直径小，轧制更容易产生不均匀变形，对带钢的板形问题更加敏感，因此多辊轧机都设有比较完善的板形调节装置；采用比较大的前后张力来克服不均匀变形；加大前后张力不仅有利于改善板形，而且还可以减小轧制力和改善因轧辊直径小而恶化的咬入条件。,多辊轧制设备,2)多辊轧机的轧制精度高：多辊轧机的制造精度高，轧机的刚度大，又有良好的板厚和板形调节系统，因此多辊轧机轧制带材的板厚和板形精度高，有的多辊轧机的轧制被誉为精密轧制。3)多辊轧机特别适用于各种难于变形金属的轧制，如：不锈钢耐热合金钢和硅钢的轧制。4)多辊轧机的体积小，重量轻，占地面积小，投资少。,多辊轧制设备,6、森吉米尔轧机在结构性能上有如下主要特点：(1)具有整体铸造(或锻造)的机架，刚度大，并且轧制力呈放射状作用在机架的各个断面上。(2)工作辊径小，道次压下率大，最大达60。有些材料不需中间退火，就可以轧成很薄的带材。(3)具有轴向、径向辊形调整辊径尺寸补偿，轧制线调整等机构，并采用液压压下及液压压下及AGC系统，因此产品板形好，尺寸精度高。(4)设备质量轻，轧机质量仅为同规格的四辊轧机的三分之一。轧机外形尺寸小，所需基建投资少。,多辊轧制设备,2.2森吉米尔轧机的主要结构与普通四辊轧机相比，森吉米尔轧机的结构十分紧凑、复杂、工作机座的特殊部分有：轧机牌坊、由上相两个塔形支撑辊组构成的辊系、压下装置、磨损补偿机构、轧辊和支撑辊的辊型控制和平衡机构。,多辊轧制设备,多辊轧制设备,6.板型辊,2.卷垫纸机,3.卷取机,5.夹送辊,7.测厚仪,8.挂油系统,9.轧机牌坊,10.排油雾系统,11.轧机辊系,1.钢卷小车,带钢冷却,机架,轧制线调整,入口导板,AGC系统,主电机单元,辊系装配,凸度调整系统,多辊轧制设备,2.2.1牌坊轧机牌坊：轧辊轴承座及轧辊调整装置等都安装在机架上。机架要承受轧制力，必须有足够的强度和刚度。根据轧钢机型式和工作要求，轧钢机机架分为开式和闭式。闭式机架是一个整体框架，具有较高强度和刚度。闭式机架主要用于轧制力较大的初轧机、板坯轧机和板带轧制。对于板带轧机，为了提高轧制精度，需要有较高的机架刚度。开式机架有机架本体和上盖两部分组成。主要用在横列式型钢轧机上，主要优点是换辊方便。主要缺点是刚性较差。机架的主要结构参数：窗口宽度、高度和立柱断面尺寸。一般为了换辊方便，操作侧的机架窗口比传动侧窗口宽。立柱断面尺寸根据强度条件确定，对机架刚度影响也较大。,多辊轧制设备,森吉米尔轧机的牌坊是一个整体框架式构件，因此有很好的刚性。对于小型轧机，牌坊采用锻钢件制成，而大型轧机则采用整体铸钢件制成。牌坊毛坯需要经过多次退火和时效，以消除内应力，然后再进行高精度的机加工。安装支撑辊的鞍座部分需要修磨，轧辊的安装孔也要刮研，从而保证装配精度。机架的底部和顶部采用等强度梁的形式，使机架具有合理的强度和刚度分布，从而使辊系的变形沿轧辊轴向分布更为均匀，尽量减少轧件的横向厚差。,多辊轧制设备,多辊轧制设备,2.2.2辊系和外层支撑辊,多辊轧制设备,1、辊系结构1-2-3-4型的辊系是森吉米尔轧机的典型辊系，塔形辊系的外层有八个支承辊轴用AH表示，轧制力由工作辊通过第一列和第二列中间辊转递给支承辊。其中B和C是主压下轴，通过轧机上部的大液压缸对其进行压下调整。这两个轴的鞍型环架中装有滚动轴承，能够在很大的轧制压力下较容易地转动。而在鞍型环架中的其他支承辊轴则采用滑动轴承，并且只能在无负荷的状态下转动，处于自锁状态。,多辊轧制设备,为了调整上下辊系的相对位置（工作辊缝）则需要将这些支承辊轴移开。轴A和H通过一台位于轧机后面的电机移开，D和E也由类似的电机移开。根据轧机中轧辊的尺寸来调整这些轴的相对位置，以保证轧制过程对辊缝尺寸的要求。,多辊轧制设备,2、各个轧辊特点：工作辊、第一中间辊、第二中间辊和外层支承辊的辊间距之比为1:2:3:6。1)工作辊轧辊的变形工具，上、下工作辊自由的各自放在两个第一中间辊中间，辊型为圆柱形平辊。由于二十辊轧机开口度小，穿带困难，故穿带时先将工作辊取出，待完成穿带后再将上、下工作辊放入，其轴向定位是靠轧机窗口门上的滚动轴承限位。,多辊轧制设备,2)第一中间辊四个第一中间辊，上面两个是靠着操作侧的平衡弹簧和传动侧的平衡液压缸的平衡力压向第二中间辊。第一中间辊的一端带有锥度，通常取0.003，锥形段的长度与板宽有关，最常用的有100、150、200和250mm四种。上、下第一中间辊的锥形段成反方向布置。设置锥形段目的是第一中间辊作轴向移动，调整锥形段位置调节板形。3)第二中间辊六个第二中间辊中，上面三个的操作侧由弹簧平衡，传动侧中间的一根弹簧平衡，两边的两根用液压平衡，平衡力使第二中间辊压向外层支撑辊；其轴向定位靠窗口门上的止推轴承。这六根第二中间辊中有四个是主动的，靠齿轮机座的四个传动轴传递扭矩，带动所有的轧辊的转动。上面三个第二中间辊的当中的一个带有辊型。平衡机构:由于上轧辊及其轴承座的重力作用，在轴承座与压下螺丝之间、压下螺丝与螺母的螺纹之间均会产生间隙。当轧件咬入轧辊时，会产生冲击，为防止这种情况，设有平衡装置，使上轴承座紧贴压下螺丝端部并消除螺纹之间的间隙。,多辊轧制设备,4)外层支撑辊八个外层支撑辊均由五段特制的三列短圆柱滚动轴承组成，五段轴承装在心轴上组成一个整体支撑辊，靠六个鞍座支撑在机架窗口的梅花孔里。八个外层支撑辊的作用不同，其鞍座结构形式不同。其中，B、C辊具有相同的结构，A、D、E、F、G、H六个辊具有相同形式的结构。外层支撑辊承受轧制力、满足轧辊重磨的要求，特别是三列短圆柱轴承有比较厚的外环，装配时将直径较大的装在中间，以形成总体的辊凸度，为防止轴承内环局部受力而引起不均匀磨损，在检修装配时定期转动内环。八个外层支撑辊命名为A、B、C、D、E、F、G、H，它们各自有不同的作用。,多辊轧制设备,总结：工作辊：变形工具；第一中间辊：支撑和横向辊型调节；第二中间辊：支撑和传递轧制力矩；B、C辊：承担轧机压下和辊型径向调节功能；F、G辊：承担轧制线高度补偿调节；A、D、E、H辊：承担轧辊位置补偿。,习题,1、特种轧制按照轧制变形方式分为哪几种？各自的主要特点是什么？2、看图2-3说明二十辊轧机各个轧辊的作用。,主要内容,绪论1、特种轧制是钢材深加工技术的重要方式之一，通常是对板带材、线棒材和钢管等轧制材料再次以轧制的方式进行深度加工。2、特种轧制的轧制方式特种轧制可以采用纵轧、横轧和斜轧等3种轧制方式3、特种轧制的分类按照轧制的变形方式按照所加工原料的形式4、冷轧带钢简介轧制形式：单张轧制，成卷轧制，单机架可逆式四辊冷轧机，连续式轧机,主要内容,多辊轧制设备1、多辊轧机用途：多辊轧机主要用于高强度钢和精密合金的冷轧薄板和薄带钢轧制生产。2、冷轧带钢最小可轧厚度3、多辊轧机的工作机座：轧机牌坊、辊系、压下装置、轧辊磨损补偿机构、轧辊和支撑辊的辊型控制和平衡机构、轧辊传动装置、固定式和可卸式导卫、润滑和冷却系统、工艺参数控制设备及轧机自动化装置。特点：1)工作辊直径小：多辊轧机的工作辊直径都在100多毫米以下，最小直径达2mm2)多辊轧机的轧制精度高：多辊轧机的制造精度高，轧机的刚度大，又有良好的板厚和板形调节系统，因此多辊轧机轧制带材的板厚和板形精度高，有的多辊轧机的轧制被誉为精密轧制。,主要内容,3)多辊轧机特别适用于各种难于变形金属的轧制，如：不锈钢耐热合金钢和硅钢的轧制。4)多辊轧机的体积小，重量轻，占地面积小，投资少。4、森吉米尔轧机牌坊特点轧机牌坊：轧辊轴承座及轧辊调整装置等都安装在机架上。机架要承受轧制力，必须有足够的强度和刚度。森吉米尔轧机的牌坊是一个整体框架式构件。材料采用锻钢件和铸钢件制成。机架的底部和顶部采用等强度梁的形式，使机架具有合理的强度和刚度分布，从而使辊系的变形沿轧辊轴向分布更为均匀，尽量减少轧件的横向厚差。,多辊轧制设备,5、森吉米尔轧机辊系特点:1-2-3-4型的塔形辊系。工作辊：变形工具，圆柱形平辊；第一中间辊：支撑和横向辊型调节，带辊型；第二中间辊：支撑和传递轧制力矩，辊7带辊型；支撑辊：由一组外圈加厚的背衬轴承和心轴组成B、C辊：承担轧机压下和辊型径向调节功能；F、G辊：承担轧制线高度补偿调节；A、D、E、H辊：承担轧辊位置补偿。,工作辊,支承辊,二中间辊,一中间辊,液压锁紧,多辊轧制设备,3、支承辊轴承支承辊（图2-4）是由一组外圈加厚的专用轴承1和位于轴承之间，安装在固定心轴3上的鞍座2组成。支承辊的轴承承受来自第二列中间辊的负荷，并通过心轴和安座转递给机架牌坊。轧辊的重车率：在轧制过程中，轧辊滚面因工作磨损，需不止一次的重车或重磨。轧辊的重车率510%。,多辊轧制设备,支承辊装置的所有部件要求很高的加工精度。要求安装在一个支承辊心轴上的全部轴承的均匀一致，即“有效截面”相同，从而能够保证轧制力的均匀分布，进而使带材的断面厚度和形状均匀一致。其“有效截面”值的偏差，不应超过0.0020.005mm。支承辊轴承的计算按照最大承载能力进行，力求在外形尺寸一定的条件下，承载能力大、接触强度高和使用寿命长。通常，圆滚柱轴承的承载能力比其他类型的轴承大30%以上。,多辊轧制设备,多辊轧制设备,4轧辊的技术要求轧辊材质要求高：不允许轧辊内有白点、裂纹和夹杂等缺陷，对硫和磷的含量有严格限制，都小于0.03%。通常采用铬钢，其中工作辊采用Cr2MoV冷模具钢，强度高，淬透性好，淬火硬度达HRC8488，且具有一定韧性。为提高工作辊的耐磨性、耐裂性和增强淬透性，满足轧制宽的极薄带材，减小工作辊的弹性压扁，提高轧辊弹性模量，开始采用碳化钨硬质合金，其弹性模量比模具钢高两倍以上。,多辊轧制设备,主要内容：一、森吉米尔轧机的主要结构1、压下装置2、辊型控制系统3、传动装置4、工艺润滑和冷却系统5、轧辊6、轧辊位置补偿调整机构7、压上装置8、进出口辅助装置二、森吉米尔轧机的规格系列三、偏八辊轧机,多辊轧制设备,2.2.3压下装置压下装置：调整上轧辊水平位置，以保证轧件按给定的压下量轧出所要求的断面尺寸。属于上轧辊调整装置。型式：手动压下装置，电动压下装置，液压压下装置，电-液联合压下装置。各种压下装置的特点：手动压下装置，一般用于小型轧机，精度较低。电动压下装置：比较常用，包括，电动机、减速器、制动器、压下螺丝压下螺母、压下位置指示器等部件。液压压下装置：用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母来调整轧辊辊缝。,多辊轧制设备,森吉米尔轧机可以采用机械-液压压下、电-液压压下和电传感器-液压压下种形式的压下系统。电-液压压下如图，通过步进电机的间断传动，高速压下装置将轧辊开度的固定变化0.31.0m。压上装置（F、G）用于保持恒定的轧制线，并且能够在断带时快速打开，便于处理故障。上部压下装置用于在轧制过程中调整辊缝。上部压下装置的工作原理是：齿条由液压缸推动，驱动固定在中部支撑辊心轴上的扇形齿轮。,1、带钢2、工作辊；3、第一列中间辊；4、5第二列中间辊支撑辊；68、支承辊；9、扇形齿轮；10、齿条；11、液压缸；12、联轴器；13、多边缘单缝隙滑阀；14、活动轴；15、电机；16、减速机,工作辊,支承辊,二中间辊,一中间辊,液压锁紧,带钢冷却,机架,轧制线调整,入口导板,AGC系统,主电机单元,辊系装配,凸度调整系统,多辊轧制设备,电传感器液压压下系统。该系统由半转式液压缸带动齿轮转动，从而使压下齿条上下移动实现轧辊辊缝的调整。当设定好辊缝后，如果在轧制过程中带钢厚度增加，使得轧辊上升，压下齿条向下移动，这样使得与其啮合的小齿轮转动，其上的传感器发出脉冲信号，经放大器放大后传给电液伺服阀来控制半转式液压缸流量的大小。这样，半转式液压缸旋转，压下齿条向上移动，使轧辊压下恢复到原来位置，其反应时间为0.030.05s。,电传感器液压压下系统1、油箱；2、电机；3、泵；4、压力计；5、单向阀；6、调压阀；7、冷却器；8、过滤器；9、蓄能器；10、电液伺服阀；11、放大器；12、上下工作辊位置指示器；13、B、C支承辊；14、压差计；15、旋转液压缸；16、传感器,多辊轧制设备,电传感器液压压下系统。该系统由半转式液压缸带动齿轮转动，从而使压下齿条上下移动实现轧辊辊缝的调整。当设定好辊缝后，如果在轧制过程中带钢厚度增加，使得轧辊上升，压下齿条向下移动，这样使得与其啮合的小齿轮转动，其上的传感器发出脉冲信号，经放大器放大后传给电液伺服阀来控制半转式液压缸流量的大小。这样，半转式液压缸旋转，压下齿条向上移动，使轧辊压下恢复到原来位置，其反应时间为0.030.05s。,多辊轧制设备,2.2.4辊型控制系统板带材的几何尺寸精度包括纵向厚差、横向厚差和板形（平直度）。横向厚差是指板带材沿宽度方向的厚度差，决定于板带材的断面形状。板带材的板形是指板带材横向各部位是否产生波浪和瓢曲，决定于延伸率沿宽度方向是否相等。板形的控制方式：1）液压弯辊，采用液压缸的压力使工作辊或支承辊产生附加弯曲，以改变辊缝的形状，保证板材平直度和断面形状偏差合乎要求。主要类型包括：正弯工作辊，负弯工作辊，正弯支承辊。2）HC及其他轧辊轴移式轧机。HC轧机是中间辊可轴向移动的六辊轧机。3）CVC四辊和CVC六辊轧机4）自调接触宽度支承辊轧机5）轧辊交叉式轧机(PC轧机）。,多辊轧制设备,辊型控制系统是现代森吉米尔轧机的重要组成部分，对于轧制高精度的带材起着极其重要的作用。一般采用第一列中间辊轴向移动机构来调整辊型。第一列中间辊的辊身边部呈锥形，从而保证沿带钢宽度的变形更为均匀。为了对板形进行微调，森吉米尔轧机还设置了支撑辊辊型调整机构，通过安装在支撑辊D上的偏心套机构来实现辊型的调整。,多辊轧制设备,多辊轧制设备,边部控制,多辊轧制设备,多辊轧制设备,这些偏心轴套分别有各自的液压缸传动。任何一个轴套的回转都能使心轴的相应部分弯曲，从而在一定范围内消除带钢的厚度差，由此来控制板形。此外，也有的森吉米尔轧机通过在支撑辊轴B和C上安装的小型液压马达，带动很小的辅助偏心齿轮系的同步运动，在轧制过程中改变轧辊的凸度。板形控制系统与厚度自动控制系统都通过计算机控制系统来完成。小型的森吉米尔轧机在轧制前调整辊型，通过调整鞍座板上的螺栓，或采用液压传动的楔形机构来改变鞍座板与牌坊的相对位置，从而改变支承辊的凸度达到调整板形的目的。,多辊轧制设备,工作辊,支承辊,二中间辊,一中间窜辊,下辊窜辊系统,上辊窜辊系统,多辊轧制设备,2.2.5轧机传动系统轧机传动系统驱动轧辊转动。主要组成包括：电机、减速器、齿轮机座、接轴。对于四辊轧机有，单辊驱动、驱动支承辊和驱动工作辊。单辊驱动：电机，减速器，接轴，轧辊。双辊驱动：电机，减速器，齿轮机座，接轴，接轴托架，轧辊。,主电机,齿轮箱,传动轴,安全接手,6.板型辊,2.卷垫纸机,3.卷取机,5.夹送辊,7.测厚仪,8.挂油系统,9.轧机牌坊,10.排油雾系统,11.轧机辊系,1.钢卷小车,多辊轧制设备,森吉米尔轧机的传动包括主传动和卷取机传动。因为森吉米尔轧机大多是可逆轧制，轧制速度需要在较大的范围内调整，因此主传动采用直流电机经过齿轮机座和鼓形齿接轴直接传动第二列支撑辊。齿轮机座的速比一般小于1，即为增速传动。张力是薄带轧制工艺过程中最重要的参数之一，为了保持稳定的张力轧制，轧机的速度调整必须与卷取机速度相匹配。速度控制是对电控系统的基本要求。,多辊轧制设备,薄带轧制一般采用带整体卷筒的卷取机，卷取时应采用皮带助卷器。卷筒的加工精度较高，从而保证张力的均匀和卷取质量。由于没有涨缩机构，所以带卷在轧制后必须重卷才能够卸卷。卷取机的结构主要有三种形式，即悬臂式、可移式双支座卷取机和回转式双支座卷取机。悬臂式卷取机在轧制结束后需要将带卷与卷筒一起卸下，然后利用重卷装置重卷后取下卷筒。可移式双支座卷取机在轧制结束后可以移离轧机，然后再进行处理。回转式双支座卷取机在轧机两侧各有两台安装在转盘上的双支座卷取机，轧制结束后转盘回转，使另一台卷取机处于工作位置。这样使轧机的作业率有较大的提高。,多辊轧制设备,对于大型森吉米尔轧机，卷取机一般采用两台功率不同的驱动电机串联运行。根据轧制带钢的厚度和宽度，选用不同的驱动电机来建立轧制张力。这样，能够减小卷取机传动系统的动态力矩，同时可以更精确的调整轧制张力。,多辊轧制设备,2.2.6工艺润滑和冷却系统轧机润滑冷却系统有两种作用，即润滑作用和冷却作用。轧机润滑又包括轧机工艺润滑及支撑辊背衬轴承润滑两部分。1、工艺润滑冷却剂的基本要求如下：(1)良好的润滑性，即有适当的油性。在极大的轧制压力下，仍能形成边界油膜，以降低摩擦阻力和金属的变形抗力；减少轧辊的磨损，延长轧辊使用寿命；增加轧制压下量，减少轧制道次，节约能量消耗，提高生产力。(2)良好的冷却能力，即能最大限度地吸收轧制过程中产生的热量，达到恒温轧制，以保证轧辊具有稳定的辊形，使带材厚度保持均匀。(3)对轧辊和带材表面有良好的冲洗和清洁作用，以去除外界混入的杂质、污物，提高带材的表而质量。(4)良好的理化稳定性。在轧制过程中，不与金属起化学反应，不影响金属的物理性能。,多辊轧制设备,(5)退火性能好。现代冷轧带材生产，为了简化工艺、提高劳动生产率、降低成本，在需要中间退火及成品处理时，采用了不经脱脂洁洗的直接迟火的生产工艺。这就要求润滑冷却剂，不因其残留在带材表面而发生热处理腐蚀现象(即在带材表面产生斑点或留下痕迹)。(6)过滤性能好。二十辊轧机都采用高精度的过滤装置来最大限度地去除油中的杂质。此时，要避免油中的添加剂被吸附掉或过滤掉，以保持油品质量。(7)抗氧化安定性好，使用寿命长。(8)防锈性能好。对带材在工序间的短期存放，能起到良好的防锈作用。(9)不含有损害人体建康的物质和带刺激性的气味。(10)油源广泛，易于获得，成本低。,多辊轧制设备,2、常用的工艺润滑-冷却剂轧钢工艺润滑冷却剂可采用矿物油、动物油、植物油，也可以用油和水的混合剂，俗称乳化液。对于矿物油润滑冷却系统，工艺润滑、背衬轴承润滑、带材及轧辊冷却是用一个系统完成。而对于采用乳化液进行润滑冷却的系统，只能完成轧制工艺润滑及带材、轧辊冷却，背衬轴承润滑是由一个独立的油雾润滑系统来完成的。,多辊轧制设备,3、森吉米尔轧机的冷却润滑系统森吉米尔轧机较多的辊数和高精度的轧制工艺要求有良好的工艺润滑和冷却，包括辊系的冷却与润滑，以保证轧机正常工作。对于支撑辊轴承的润滑则采用独立的润滑系统，以保证工艺润滑和辊系冷却的效果。冷却和工艺润滑采用一种润滑剂。因此润滑剂应具备良好的工艺润滑性和冷却效率高两种特性，同时应满足经济性和环保方面的要求。目前，森吉米尔轧机使用的冷却润滑剂大多是低黏度矿物油和乳化液。其冷却和润滑特性为：油乳化液导热系数，瓦/（米*度）0.1430.524比热，千焦耳/（千克*度）2.013.954.1938C时的黏度，厘3.024.00.651.1钢冷却剂界面的热交换理论系数，瓦/（平方米*度）1820290513905,多辊轧制设备,用于森吉米尔轧机辊系的润滑和冷却，润滑剂可以从轧机后面通过围绕轧机后门的环带入，然后分配到每个支撑辊轴的中心油孔。通过支撑辊轴，在经过轴承的径向流出，最后再由支撑辊轴在径向上的孔流出。润滑剂流出轧辊后落到带钢上，吸收一些带钢的热量后通过轧机前后的两根管子排出。轧制工艺过程的润滑油是通过安装在紧靠工作辊辊缝的集束管在高压下喷入辊缝。润滑油的流动方向是由中心向带钢边部流动，这样可以冲走轧制过程中带钢剥落下的金属碎屑。从而保证带钢的轧制质量。,多辊轧制设备,2.3森吉米尔轧机的轧辊及辅助装置2.3.1轧辊与普通冷轧机相比较，森吉米尔轧机的轧辊在材料和加工工艺方面有很多特殊的要求。典型的工作辊和传动辊的结构和加工精度要求如图2-11所示，轧辊的主要参数是辊径和辊身长，两者决定了轧辊的结构尺寸和轧机的特性。,多辊轧制设备,轧辊是轧钢机的主要部件，按照轧机类型可分为板轧机轧辊和型钢轧机轧辊两大类。轧辊由辊身、辊颈和轴头三部分组成。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置吧轧制力传给机架。轴头和连接轴连接，传递轧制扭矩。板带轧机轧辊的主要尺寸是辊身长度和直径。辊身长度标志着板带轧机的规格。,多辊轧制设备,轧辊直径取决于轧件的材质与厚度、使用条件、最大轧制力、压下量和轧机的结构。轧辊直径与板材的最小厚度之间的有以下关系：D12000hmin准确地确定最小可轧厚度hmin是很困难的，hmin与轧件的材质、轧辊和轧件的弹性模量、轧制工艺参数和接触表面的摩擦状态有关。通常可以使用表2-2中的经验公式来确定。辊身长度可以根据轧制带材的最大宽度，按照下式计算。L=Bmax+a式中：a=50200mm（根据带材宽度选择）,多辊轧制设备,多辊轧制设备,森吉米尔轧机的常用工作辊直径的范围是3160mm，中间辊直径的范围为5250mm，支承辊直径的范围是10400mm。根据轧机的用途，轧辊的辊身长度范围一般为601700mm，最长的辊身长度可达2000mm以上。森吉米尔轧机的轧辊材质多为冷轧辊专用的轧辊钢（9Cr、9Cr2、9Cr2Mo、9CrMoV、9Cr2MoV、6Cr6MoV等）,要求有一定的淬火深度，以保证轧辊的表面硬度和耐磨性。通常，工作辊的辊身表面的肖氏硬度为8595（HRC6065）之间，中间辊辊身的肖氏硬度为7590（HRC5863）之间。根据辊径的大小，淬火深度在210mm范围内。,多辊轧制设备,硬质合金工作辊的使用也很广泛，由于其高硬度和高弹性模量，可以显著地提高工作辊的耐磨性，降低弹性压扁量，从而能够轧制更薄的带材，提高了带材的轧制精度，延长了轧辊的使用寿命，显著地提高森吉米尔轧机的生产率。,多辊轧制设备,森吉米尔轧机的轧辊的加工精度要求很高，其中最重要的要求是轧辊辊身母线的平行度，根据工作辊和中间辊的长度和直径的不同，其锥度不应超过0.0010.005mm，圆柱度不应超过0.0020.005mm。轧辊表面粗糙度的要求可以根据所轧制板材的表面粗糙度来确定。通常，工作辊的表面粗糙度与所轧制板材的表面粗糙度一致，在轧制极薄带材时工作辊辊身的表面粗糙