(整理)多辊轧机冷轧技术概述
冷轧辊技术资料

据统计世界一些国家辊身长度900mm以上的连轧机202+88 套, 可逆式157+95套,多辊轧机105+43套。
我国据不完全统计已有和在建的连轧机有22套,可逆式轧机大 约有33 套,多辊轧机 套。
二.冷轧工艺流程及冷轧板主要技术指标
冷轧板带生产的工序和工艺流程与产品紧密相关,随产品的 要求不同,工艺流程也有所不同。 冷轧板带钢产品以热轧带钢作为原料,因其表面有氧化铁皮, 所以在冷轧前要把氧化铁皮清除掉,故酸洗是冷轧生产的第一道工 序。酸洗后即可轧制,轧制到一定厚度,由于带钢的加工硬化,必 须进行中间退火,使带钢软化。退火之前由于带钢表面有润滑油, 必须把油脂清洗干净,否则在退火中带钢表面形成油斑,造成表面 缺陷。经过脱脂的带钢,在带有保护性气体的炉中退火。退火后的 带钢表面是光亮的,所以在进一步的轧制或平整时,就不须酸洗。 带钢轧至所需尺寸及精度后,通常进行最终退火,为获得平整光洁 的表面及均匀的尺寸厚度和调节机械性能要经过平整。带钢在平整 之后,根据用户要求进行剪切。成张交货要横切,成卷交货必要时 则纵切。 冷轧板带钢产品极为广泛,其具有代表性的产品有金属镀层板 (镀锡板、镀锌板等)、深冲钢板(汽车板)、电工钢板与不绣钢 板等。其工艺流程下图。
冷轧带钢比其它钢材对表面质量要求更加严格,表面缺陷或表面 伤痕都有严格的要求。其表面缺陷大致分两种类型:一类是在材料加 工过程中发生的;另一类是材料本身引起的。与轧辊相关的主要是抗 辊印能力。
轧辊深冷技术技术

轧辊深冷技术技术
深冷轧辊技术是一种近年来被广泛应用的高效减少冷断轧带炎症的高超技术。
该技术不同于常规热轧技术,它采用深冷处理材料并在低温强度较高的环境下进行轧制以减少冷断轧带炎症,提高轧制品性能,从而提高了冷轧行业的生产效率。
深冷轧辊技术的实施,主要是从轧辊的设计入手,首先将轧辊把它用硬质合金超低温高刚度轧辊或低温半金属轧辊。
并将它们按预定温度深冷焊接成一体,以使节省冷断轧带的厚度增加,使轧制加工对材料形变极小。
通过这种方法,轧辊的抗断裂性能可以得到进一步改善,有效延长轧辊的使用寿命。
同时,深冷轧辊技术还可以提高冷断轧带的质量,减少箔板产生的残余应力,减小冷断轧带的表面残留应力,同时可以显著改善箔板的表面光洁度,具有非常好的产品品质和准确性。
总之,深冷轧辊技术在提升冷断轧带表面光洁度和性能,减少冷断炎症,提高轧制品质量方面起到了重要作用,在轧制行业得到了广泛应用。
它无疑为轧制行业发展和创新提供了重要的技术支持,将有力地助力我国轧制产业的发展壮大。
冷轧工艺介绍

冷轧⼯艺介绍冷轧⼯艺介绍⼀、概述⾸先介绍什么是冷轧和热轧冷轧是以热轧板卷为原料,在常温下进⾏各种型材轧制;热轧是钢坯在加热炉内加热到⼀定温度(1250℃出炉)后进⾏各种型材轧制。
冷轧和热轧都属于轧钢⽣产,轧钢⽣产是将钢锭轧制成钢材的⽣产环节。
与⽣铁和钢⼀样,钢材的⽣产在国民经济中占有重要地位。
⽣产钢材的⽅法有轧制、锻造、挤压、拉拔等。
⽤轧制⽅法⽣产钢材,具有⽣产率⾼、品种多、⽣产过程连续性强、易于机械化⾃动化等优点。
因此,85~90%以上的钢材是在轧钢车间⽣产的。
从轧制的⼯艺和车间作⽤来看,轧钢车间可分成两⼤类。
⼀类是将钢锭轧成钢坯的钢坯车间,其作⽤是为后继的轧钢车间提供坯料。
另⼀类是将钢坯进⼀步轧成各种钢材的成品车间。
成品轧钢车间⽣产的钢材种类很多,根据钢材断⾯形状,⼤致可分为三⼤类:型钢、钢板和钢管。
随着轧制⼯艺和设备的不断发展,近年来,轻型超薄型钢、周期断⾯型钢、冷弯型钢、宽翼⼯字钢等产品得到了发展。
此外,机器制造、国防、铁路车辆、矿⼭等部门需要的某些零件⽑坯或零件,亦开始⽤轧制⽅法⽣产。
例如,滚动轴承⽤的滚珠、滚⼦、内座圈;球磨机⽤的钢球;机械传动中的齿轮、丝杠;铁路车辆⽤的车轮和轮箍等,这不仅可以提⾼这些产品的产量和质量,⽽且实现了⽆切削或少切削加⼯,节约了⾦属消耗,对某些产品来说,也⼤⼤改善了劳动条件。
⼆、带钢冷连轧机厚道0.1~1.2毫⽶⼀般采⽤冷轧⽅法。
⽬前冷连轧机组为5机架,出⼝速度35⽶/秒,钢卷最重达60吨。
连轧的轧制过程:轧制开始,先采⽤低速(约2~3⽶/秒)穿带,待钢带端部通过各架轧机并卷上卷取机卷筒后,整个机组同步升速到稳定轧制阶段。
当焊缝进⼊轧机时,为防⽌断带和损伤轧辊,通常需降速⾄稳定轧速的60~70%,过焊缝后,⼜⾃动升速⾄稳定轧速。
当⼀个卷快轧完后,轧机减⾄爬⾏速度以通过带钢尾部,最后停车。
⼤型冷连轧机组各机座之间的距离⼀般在4~4.3⽶左右。
三、轧机的主要设备轧机主要技术特性、轧机类型、轧辊尺⼨、最⼤轧制速度、⽤途(需要⾃⼰做⼀个全⾯了解,就不⼀⼀详细介绍)。
LD型多辊冷轧管机组成及工作原理简要说明

1、序言多辊式冷轧管机统称LD型,按同时轧制管材的根数,可分为:①单线轧机;②多线轧机,同时可轧制两根或四根管材;③双排辊轧机。
2、LD型多辊冷轧管机工作原理图1是多辊冷轧管机工作原理图。
具有非变断面孔型的小直径轧辊以其辊径支撑在按特定曲线制作的滑道的滚动面上。
当滑道以V1的速度向前运动,而轧辊中心以V2的速度向前运动。
由于速度差,轧辊辊径与滑道之间便产生相对滚动,同时轧辊的孔型就沿管坯的表面向前滚动。
3个(或4、5个)轧辊被装在轧棍保持架内,并均匀地分布在圆柱形厚壁套筒内,组成圆形孔型。
当3个轧辊同步向前滚动时就实现了对管坯的轧制。
当轧辊运动到后极限位置时,在回转送进机构的帮助下完成管坯的回转与送进。
图1对于LD型多辊冷轧管机,回转和送进动作只在轧机机架处于后极限位置时一次完成为好。
这样可以使变形区的长度不会因两次回转和送进而缩短。
多辊冷轧管机的突出特点是:由于该轧机的工作原理所决定,它有3个(或4、5个)小直径的轧辊参与变形,在轧制过程中孔型表面的速度差与二辊冷轧管机相比相对较小,可降低50%以上(根据轧辊数量的不同),因此金属变形比较均匀,成品管的尺寸精度很高,表面粗糙度很好,得到了较广泛的应用。
滑道与轧辊轴心间的速度关系是以轧辊的轧制半径(见图2b)沿变形区锥体表面运动时没有滑动为基础。
换句话说,轧辊之轧制半径与变形区锥体表面的接触点是轧制过程中轧辊沿变形区表面滚动时的瞬时速度中心。
为了保正这一必要条件,设置了摇杆系统(见图2a)。
C点与斜支座(即轧机机架)相连,D点与轧辊保持架(即轧辊中心线)相连。
当轧机机架作往复运动时,轧辊中心O点与滑道间的速度关系如下:△OAC∽△OBCL A L1 V1R Z+R J— = — = — = ———L B L2 V2R ZL——机架行程L h——轧辊相对于滑道的滚动距离L b——轧辊相对于变形锥体滚动距离R ZL=L b+L h L b=L———R Z+R JR J R ZL h=L——— L B=L A———R Z+R J R Z+R JR Z+R J R Z+R JL C=L D———L1=L2———R Z R Z图2如图2b所示,轧辊之轧制半径R Z随产品规格的变化而变化,轧辊的辊径则是常数。
多辊轧机冷轧技术概述

1多辊轧机冷轧技术概述冷轧钢带的轧制最初是在二辊、四辊轧机上进行的。
随着科学技术和工业的发展,需要更薄的带材,原有的四辊轧机已经不能满足这一要求,因为四辊轧机的轧辊直径比较大,轧制时轧辊本身产生的弹性压扁值往往比所要轧制的带材厚度还要大。
轧辊的弹性压扁,在单位压力相同时,与轧辊直径成正比。
当轧辊材质一定时,要减小轧辊的弹性压扁值,就必须缩小辊径;而轧辊辊径的减小,相应又会出现轧辊刚度不够的问题。
为了解决这一对矛盾,便出现了既具有小的轧辊直径,同时又具有良好刚度的塔形支撑辊系的新型结构轧机——多辊轧机。
最初出现的多辊轧机是六辊轧机,接着发展为十二辊轧机、二十辊轧机。
图1—1为六辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机的辊系配置示意图。
为了获得厚度不大于0.001mm的极海带,还出现了工作辊直径为2mm的二十六辊轧机,工作辊直径为1.5mm的三十二辊轧机和三十六辊轧机,其辊系配置示于图1-2。
在多辊轧机的发展过程中还出现过一些复合式多辊轧机,其辊系配置示于图1-3。
另外,还有诸如MKW(偏八辊)轧机、“Z"(十八辊)轧机、CR(十二辊)轧机等形式的多辊轧机,其辊系配置示于图1—4。
在诸多的多辊轧机类型中,以二十辊轧机发展得最为完善,使用得最多、最广泛。
二十辊轧机亦有多种形式。
.MKW轧机和“Z"轧机的辊系可以转换成四辊辊系,也可以将四辊轧机改造成MKW轧机和“Z"轧机。
图1-1 六辊、十二辊、二十辊轧机辊系配置图a-六辊轧机;b-十二辊轧机;c-二十辊轧机图1-2 二十六辊、三十二辊、三十六辊轧机辊系配置图a-二十六辊轧机;b-三十二辊轧机;c-三十六辊轧机图1-3复合式多辊轧机辊系配置图a-八辊轧机;b-十二辊轧机;c-九辊轧机b-图1-4 偏八辊、“Z”、CR轧机辊系配置图a-MKW轧机(偏八辊轧机);b-双偏八辊轧机(十六辊轧机);c-“Z"轧机(十八辊轧机);d-CR轧机(十二辊轧机)图1-5 三十辊轧机辊系配置图20世纪80年代初我国自行研制成功了三十辊轧机。
冷轧的工作原理

冷轧的工作原理
冷轧是一种金属加工工艺,被广泛应用于钢铁工业中。
它的工作原理可以概括为以下几个步骤:
1. 原料准备:冷轧过程使用的原料通常是热轧钢板或钢卷。
这些材料会先经过酸洗或其他清洁方法处理,去除表面的污垢和氧化物。
2. 进料和预处理:原料被送入冷轧机的进料区域,通过滚筒或其他传送设备逐渐进入轧机。
在进入轧机之前,原料可能会经过预处理,如去除表面油脂或去除表面氧化层。
3. 冷轧过程:原料在冷轧机中经历一系列轧制工序。
冷轧机通常由多个辊子组成,通过不同的辊轧制和压制原料,使其逐渐变薄和增长长度。
冷轧过程产生的应力和压力有助于改变材料的结构和性能。
轧制过程中的应力还会导致金属晶粒的改变和材料的冷加工硬化。
4. 附加处理:在冷轧过程中,还有一些其他操作可以应用于原料。
这些包括热处理、拉拔、裁剪、切割、洗涤和表面处理等。
5. 最终产品:经过冷轧和附加处理之后,原料变成了冷轧卷或者冷轧板。
这些产品通常具有更高的强度、更好的表面质量和尺寸精度。
冷轧产品可以进一步用于制造汽车零部件、家电、建筑材料等各种应用领域。
冷轧机械设备和工艺介绍
冷轧机械设备和工艺介绍冷轧是一种金属加工方式,利用冷轧机械设备对金属进行塑性变形,以获得所需尺寸和表面质量的材料。
冷轧机械设备通常由轧机、张力机构、卷取机构和冷却装置组成。
以下是对冷轧机械设备和工艺的详细介绍。
冷轧机械设备主要由冷轧轧机组成。
冷轧轧机通常包括压辊、支承辊、间隙调整辊和轧制辊。
压辊和支承辊用于支持金属带材,在轧制过程中提供压力。
间隙调整辊用于调整轧机的轧制间隙,以控制带材的厚度。
轧制辊是轧机的主要部分,它提供轧制压力,使金属带材变形。
冷轧机械设备中的张力机构用于调整带材的张力。
通过控制带材的张力,可以确保金属材料在轧制过程中的稳定性和形状控制。
张力机构通常由引线辊、张力辊和张力控制系统组成。
引线辊用于引导带材,张力辊用于控制带材的张力。
卷取机构用于将轧制的金属带材卷取成卷材。
卷取机构通常包括卷取辊、驱动辊和卷取装置。
卷取辊用于控制卷取过程中的张力和形状,驱动辊用于提供推力,将金属带材卷取成卷材。
卷取装置用于将卷材卸下并保持其形状。
冷轧过程中的冷却装置用于控制带材的表面温度。
冷却装置通常采用水冷方式,通过喷洒冷却剂或浸泡在冷却剂中,以降低带材的温度。
冷却过程中,带材的温度降低,并发生相变,使其材料性能得到改善。
冷轧过程中的工艺主要包括入口工艺、轧制工艺和出口工艺。
入口工艺包括带材的准备工作,如扩展、切边和清洗等。
轧制工艺是冷轧的核心,通过轧机设备对金属材料进行塑性变形和控制厚度。
出口工艺包括卷取、修边和包装等,以便将轧制的金属带材成品送至下一个工序或出厂。
总之,冷轧机械设备和工艺是一种重要的金属加工方法,广泛应用于钢铁、铝和不锈钢等金属材料的生产。
通过合理设计和控制,冷轧机械设备能够生产出各种规格和质量要求的金属带材。
冷轧基础理论知识
冷轧基础理论知识一、概要冷轧基础理论知识是金属加工领域中的重要组成部分,涉及到金属材料的塑性变形、力学性能和加工技术等方面。
本文旨在介绍冷轧技术的原理、发展历程以及应用领域,概述冷轧过程中的基础理论和关键工艺参数,包括材料选择、设备配置、工艺流程、冷却方式等。
通过学习本文,读者可以了解冷轧技术的核心知识体系,掌握冷轧过程中的基本理论和实际操作技巧,为后续的深入研究和实践打下坚实基础。
本文还将探讨冷轧技术的未来发展趋势,展望其在金属材料加工领域的应用前景。
1. 简述冷轧技术的定义与发展历程。
冷轧技术是一种利用金属板材在常温下的可塑性,通过一系列辊轮对其施加压力进行加工的方法。
其基本过程是在常温下将金属材料进行连续轧制,改变其形状和尺寸,获得所需的厚度、宽度和平整度的金属板材。
与传统的热轧工艺相比,冷轧技术以其优良的加工精度和良好的材料性能得到了广泛的应用。
发展历程上,冷轧技术起始于工业革命时期的欧洲,随着钢铁工业的迅猛发展而逐渐成熟。
早期的冷轧技术主要运用于有色金属的轧制,随着技术的进步,逐渐扩展到黑色金属的轧制领域。
随着材料科学和工艺技术的不断进步,冷轧技术也在不断地发展。
从简单的单机轧制到现代化的连续自动化生产线,从传统的模拟控制到数字化和智能化控制,冷轧技术已经成为现代制造业不可或缺的重要工艺手段。
其发展历程不仅体现了技术的进步,也反映了人类对材料性能的不断追求和探索。
2. 阐述冷轧技术在工业领域中的重要性。
冷轧技术在工业领域中的重要性不言而喻。
随着现代工业的发展,对于材料性能的要求越来越高,而冷轧技术作为一种先进的金属加工技术,能够满足这种高性能的需求。
冷轧过程通过控制金属的塑性变形和再结晶行为,可以显著提高金属的强度和硬度,同时保持良好的韧性和表面质量。
这使得冷轧材料在汽车、航空、建筑、电子等多个行业中得到广泛应用。
在汽车行业,冷轧技术用于生产高质量的钢板和带材,用于制造车身、发动机等关键部件。
一种新型大直径多辊冷轧管机的简要介绍
一种新型大直径多辊冷轧管机的简要介绍在众多的管材产品中,冷轧管具有一系列优点。
第一,经过冷轧的管材组织晶粒细密,管材机械性能和物理性能均较优越;第二,冷轧管机对于原始管坯璧厚偏差的纠偏能力较大,几何尺寸精确,表面光洁度高;第三,冷轧过程中道次变形量较大,可达70~85%,生产效率高;第四,采用冷轧法生产管材可大量减少中间工序,减少了金属材料、燃料、电能和其它辅助材料及人力的消耗;第五,用冷轧方法可生产薄壁和极薄壁,内、外表面无划痕的优质管材;第六,可有效地轧制高合金、塑性差的各种金属管材。
鉴于以上诸多优点,冷轧管材的使用范围不断扩大,需要量大幅度增加,带动冷轧管机的需求也不断增加。
目前,国外轧机普遍采用了圆形孔型块,不仅提高了轧辊的强度,还加长了机架的行程近80~100%,改善了轧制过程中管坯变形条件。
轧机驱动采用有效的惯性力和惯性力矩的平衡机构,实现高速轧制,轧制工作制采用高速、超长行程轧制和双回转双送进,轧机的轧制过程实现了不停机连续上料和连续轧制,轧机采用电脑控制,实现自动化操作。
而我国轧机生产控制水平与国外轧机水平相比还有很大的差距。
现今使用的冷轧管机分为如下二种:(1)多辊式冷轧管机,统称LD型。
(2)二辊变断面孔型冷轧管机,统称LG型。
截止2010年底,我国冷轧成品管最大直径规格为450mm。
随着科学技术的发展,我国对更大直径,如直径为520、610、720及920毫米,壁厚为20-60毫米的冷轧管材提出了强烈的需求,同时对小直径钢管的表面质量及尺寸精度也提出了更高的要求。
为此,我公司与广东冠邦科技有限公司针对以上需求,分别制造出一台大规格与小规格的三辊变断面冷轧管机。
新型轧机结合了两辊及多辊的特点,统称LG-3G型。
以下对这种冷轧管机简要介绍。
1 三辊式冷轧管机原理分析此类型轧机的往复运动可以采用电机-曲柄连杆机构或者液压两种方式实现。
轧机往复运动时,内部保持架同外部机架在摇杆的强制作用下形成速度差,机架速度V1,保持架速度V2。
轧钢热轧冷轧工艺介绍
轧钢热轧冷轧工艺介绍1. 轧钢工艺概述轧钢是指将连续铸锭或钢材加热到适当温度后,在轧机中进行塑性变形的工艺过程。
轧钢工艺主要包括热轧和冷轧两种方式。
热轧是在高温状态下进行塑性变形,冷轧是在常温或较低温度下进行塑性变形。
这两种工艺具有不同的特点和适用范围。
2. 热轧工艺介绍2.1 热轧的原理热轧是指在高温下对金属材料进行塑性变形。
热轧的原理是将加热到一定温度的金属材料置于轧辊之间,通过辊轧的压力使金属材料发生塑性变形,从而得到所需的形状和尺寸。
2.2 热轧工艺流程热轧工艺流程主要包括预处理、加热、轧制和冷却四个步骤。
2.2.1 预处理在热轧之前,需要对原材料进行预处理。
预处理包括原材料的清洁、除锈和切割等工序,确保原材料的表面质量良好,并符合热轧的要求。
2.2.2 加热将预处理后的原材料送入加热炉中进行加热,提高其温度至适宜的热轧温度。
加热的目的是降低材料的强度,增加其塑性,使其更容易被轧制。
2.2.3 轧制加热后的材料通过轧机中的轧辊进行塑性变形。
轧辊可以根据需要调整,以获得所需的厚度、宽度和形状。
2.2.4 冷却热轧后的材料需要经过冷却过程,以使其冷却到适宜的温度。
冷却可以通过空冷或水冷等方式进行,以防止材料过热和形状不稳定。
3. 冷轧工艺介绍3.1 冷轧的原理冷轧是指在常温或较低温度下对金属材料进行塑性变形。
冷轧的原理是将金属材料置于冷轧机中,通过辊轧的压力使金属材料发生塑性变形,从而得到所需的形状和尺寸。
3.2 冷轧工艺流程冷轧工艺流程主要包括原材料准备、预处理、冷轧和除锈四个步骤。
3.2.1 原材料准备冷轧的原料通常为热轧产生的中间板材或热镀锌板材。
原材料准备主要包括材料的选择和质量检测,确保原材料符合冷轧的要求。
3.2.2 预处理与热轧类似,冷轧之前需要对原材料进行预处理。
预处理包括原材料的清洁、除锈和切割等工序,确保原材料的表面质量良好,并符合冷轧的要求。
3.2.3 冷轧经过预处理的原材料被送入冷轧机中进行塑性变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1多辊轧机冷轧技术概述冷轧钢带的轧制最初是在二辊、四辊轧机上进行的。
随着科学技术和工业的发展,需要更薄的带材,原有的四辊轧机已经不能满足这一要求,因为四辊轧机的轧辊直径比较大,轧制时轧辊本身产生的弹性压扁值往往比所要轧制的带材厚度还要大。
轧辊的弹性压扁,在单位压力相同时,与轧辊直径成正比。
当轧辊材质一定时,要减小轧辊的弹性压扁值,就必须缩小辊径;而轧辊辊径的减小,相应又会出现轧辊刚度不够的问题。
为了解决这一对矛盾,便出现了既具有小的轧辊直径,同时又具有良好刚度的塔形支撑辊系的新型结构轧机——多辊轧机。
最初出现的多辊轧机是六辊轧机,接着发展为十二辊轧机、二十辊轧机。
图1—1为六辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机的辊系配置示意图。
为了获得厚度不大于0.001mm的极海带,还出现了工作辊直径为2mm的二十六辊轧机,工作辊直径为1.5mm的三十二辊轧机和三十六辊轧机,其辊系配置示于图1-2。
在多辊轧机的发展过程中还出现过一些复合式多辊轧机,其辊系配置示于图1-3。
另外,还有诸如MKW(偏八辊)轧机、“Z"(十八辊)轧机、CR(十二辊)轧机等形式的多辊轧机,其辊系配置示于图1—4。
在诸多的多辊轧机类型中,以二十辊轧机发展得最为完善,使用得最多、最广泛。
二十辊轧机亦有多种形式。
.MKW轧机和“Z"轧机的辊系可以转换成四辊辊系,也可以将四辊轧机改造成MKW轧机和“Z"轧机。
图1-1 六辊、十二辊、二十辊轧机辊系配置图a-六辊轧机;b-十二辊轧机;c-二十辊轧机图1-2 二十六辊、三十二辊、三十六辊轧机辊系配置图a-二十六辊轧机;b-三十二辊轧机;c-三十六辊轧机图1-3复合式多辊轧机辊系配置图a-八辊轧机;b-十二辊轧机;c-九辊轧机b-图1-4 偏八辊、“Z”、CR轧机辊系配置图a-MKW轧机(偏八辊轧机);b-双偏八辊轧机(十六辊轧机);c-“Z"轧机(十八辊轧机);d-CR轧机(十二辊轧机)图1-5 三十辊轧机辊系配置图20世纪80年代初我国自行研制成功了三十辊轧机。
图1—5为该轧机的辊系配置图。
轧机工作辊直径2mm,背衬轴承直径26mm,轧制金属及合金,轧制成品最大宽度45mm,最小厚度O.001mm。
现已轧出O.O008mm×40mm极薄钛带。
多辊轧机的用途主要有以下三个方面:(1)轧制高强度的金属和合金薄带材。
用四辊轧机冷轧高强度薄带材,不但不经济,而且在许多情况下在技术上还不可能达到。
比如,铬镍不锈钢1Crl8Ni9Ti,在变形程度为80%时的拉伸强度达1840MPa,而碳的质量分数w(c)为0.08%的优质结构钢08F,在80%变形率时的强度极限仅为696MPa。
可见,在其他条件相同的情况下,轧制合金钢的变形功要比轧制碳素钢时大得多。
为了减小变形抗力,可以采用中间退火(或淬火)、减小工作辊直径或减小道次压下量等办法实现。
显然,采用中间退火(或淬火)及减小道次压下量的方法是不经济的,并且不可能轧到很薄的成品厚度,而采用减小工作辊直径的办法,即采用多辊轧机则是合适的。
(2)轧制极薄带材。
轧机的最小可轧制厚度受工作辊直径的限制,往往轧辊的弹性压扁值可以同带材的厚度相比拟,当工作辊本身的弹性压扁值大于轧件厚度时,就妨碍其继续压下。
轧辊的弹性压扁,在单位压力相同时,与轧辊直径成正比。
当轧辊材质一定时,要减小轧辊的弹性压扁值,就必须减小辊径。
为了经济而可行地轧制薄带和极薄带材,必须采用直径尽可能小的工作辊。
在四辊轧机上采用小直径工作辊不能保证它们在轧制方向上的稳定性和补偿用小辊径而降低的侧向刚度。
塔形辊系的多辊轧机很好地解决了使用小直径工作辊的技术问题。
(3)轧制高精度带材。
现代四辊轧机(包括VC,HC,UC,HCW,CVC,UPC,PC等轧辊为简支梁结构的轧机),在控制带材的厚度精度和平直度方面采取了各种有效措施,并取得了很大成绩。
20世纪60年代至70年代中期,由于液压压下厚度自动控制(HAGC)技术的采用,带材纵向厚度精度得到了明显的提高。
但是,由于现代四辊轧机的支撑辊辊子数量少,支撑辊支点间的距离大,因此产生挠度大。
为了进一步增大轧辊的刚度,四辊轧机支撑辊的长度L与直径D之比值已经接近于1,甚至小于1 。
因此,带材横向厚度(或称横截面)和平直度(或称板形)的控制很困难,并且不是随意的(见图1-6)。
多辊轧机,特别是二十辊轧机,支撑辊数量多,轧制负荷通过辊系的许多支点传给机架(部分钳式轧机除外),因此,轧机辊系的刚度较大;支撑辊的长度与心轴直径比L/D轴达5.2~30,钢带横向厚度可以用多点调节支撑辊心轴的曲线来控制,调节非常方便、可靠,从而轧制出横向精度非常高的带材。
图1-6二十辊轧机与四辊轧机结构特点比较图a-ZR-33WF-18″二十辊轧机;b-φ250mm/φ600mm×550mm四辊轧机与一般冷轧机相比,多辊轧机具有许多优点,其中主要有:(1)工作辊径小。
多辊轧机的最大特点之一就是采用小直径的工作辊。
轧机的辊子数越多,工作辊直径可以越小,轧制带材厚度就越薄。
例如:十二辊轧机(ZRl5型)的最小工作辊辊径为12mm,可轧成品厚度O.01mm;二十辊轧机(WV20S一55型)的最小辊径为5.5mm,可轧成品厚度O.0015mm;二十六辊、三十二辊及三十六辊轧机的工作辊直径分别为2mm、1.5mm及1.5mm,能够轧制O.001mm厚的带材。
辊径与带材厚度的关系可以用下式表示:式中D——工作辊直径,mm;E——轧辊弹性模量,Pa;h min——带材最小可轧厚度,mm;μ——轧辊与带材间的摩擦系数;K——1.15σs,Pa;σs——材料的屈服强度,Pa;σ——由带材张力产生的应力,Pa,并有:σ=(σo+σ1)/2σo——后张力,Pa;σ1——前张力,Pa。
由上式可以看出,轧制带材的最小可轧厚度与轧辊直径成正比。
因此,可以用小直径的、多辊轧机生产用四辊轧机无法轧出的极薄带材。
工作辊径小,轧制压力也小。
轧制时,被轧带材对轧辊的总轧制力P可用下式计算:P-Fp (1-2)式中P——平均单位压力,Pa;.F——接触面积,mm2。
对于简单的轧制情况,当工作辊直径相同时,轧件对轧辊的接触面积可用下式计算:式中,B——带材宽度,mm;R——轧辊半径,mm;Δh——绝对压下量,mm。
从式1-3可以看出,接触面积与轧辊半径的平方根成正比。
当带材宽度、压下量相同时,辊径越小接触面积也越小。
从式1-2、式1-3可以得出:轧辊直径的减小导致变形区接触面积减小,从而使轧制力减小。
在轧制条件相同的情况下,二十辊轧机的轧制压力约为四辊轧机的1/3~1/4。
表1-1列出了在φ215mm/φ560mm×450mm四辊冷轧机及ZR-33WF-18″二十辊森吉米尔冷轧机上,将3.0mm×350mm的08F钢卷轧到O.354mm厚的成品,在相同轧制条件下的轧制压力和能耗比较(详见附表1、附表2)。
表1-l 四辊轧机与二十辊森吉米尔轧机轧制力及能耗比较表轧制压力的减小,会减小轧辊挠曲变形;相应地也会减小轧辊与带材间的摩擦发热和轧辊的磨损。
工作辊径小,轧制变形区长度小,在给定的轧制压力下可增大压下率,在具有较大带材张力的情况下,可获得大的道次压下率(达60%),总的压下率可达90%以上;工作辊径小,工作辊弹性压扁小,允许无中间退火或淬火,可以较少的轧制道次轧制难变形金属及合金薄带材。
工作辊径小,变形区小,摩擦阻力小,带材的宽展也随之减小,这样会减少某些带材裂边趋势。
(2)塔形辊系。
.塔形辊系是多辊轧机结构的另一大特点。
塔形辊系使轧制压力呈扇形传递给外层支撑辊。
塔形辊子层数越多,即辊子数越多,外层支撑辊承受的轧制压力就会越小,轧辊的挠曲变形量就越小。
塔形辊系结构能够很好地保证小直径工作辊在垂直平面和水平面内具有较大的刚度和稳定性,从而保证轧制的稳定性,减小轧辊挠曲变形量。
(3)多支点梁支撑辊结构。
一般冷轧机仅通过简支梁结构的支撑辊辊颈将轧制力传递给轧机机架的两片牌坊;而大多数的多辊轧机,是将轧制力经多支点支撑梁结构的外层支撑辊通过鞍座均匀地传递给机架。
由于工作辊较小,因而产生的轧制压力也较小;较小的轧制压力,经塔形辊系将其呈扇形分散到外层支撑辊,再通过鞍座均匀地传给牢固的机架。
因此,轧机刚度较大,轧辊挠曲变形较小,加上多辊轧机具有的特殊的径向及轴向辊型调节系统,从而可以轧制高精度的成品带材。
(4)轧机体积小、质量轻。
多辊轧机体积小、质量轻。
与四辊轧机相比,二十辊轧机的质量大致为前者的1/3,设备总质量约为前者的一半。
因此,多辊轧机可减少车间生产面积,降低车间高度,减小天车起重吨位,减小磨床及其他辅助设备的吨位,从而减少基建投资;另外,工作辊径小,更换十分方便,可以减少辅助时间,提高生产率;工作辊有效利用率高,并在经济上有理由采用硬质合金工作辊,生产成本降低。
例如:ZR-33WF-18″森吉米尔二十辊轧机,工作辊辊径使用范围为φ47.96~φ29.18mm,有效利用率达63%。
正是由于多辊轧机的上述特点,也随之带来设备制造、安装调整的复杂性;辊系的冷却比较困难,限制了轧制速度的提高。
目前二十辊轧机的设计最高轧制速度为1067m/min(1959年WF公司ZR21-44"轧机,轧制马口铁);生产中出现断带时,机内带头不容易清除;在轧制过程中,支撑辊轴承的摩擦功率损耗、轧辊滚动功率损耗和由于接触辊子数多引起的空程功率损耗,特别是在轧制极薄带材时,这些无用的有害功率损耗大,致使轧制总功率消耗与四辊轧机比较相差不多。
1.3多辊轧机的发展概况多辊轧机以其工作辊直径小、轧机刚度大的特点而得到不断发展和完善。
最初出现的多辊轧机为六辊轧机。
但是,由于轧辊数量少,工作辊作为传动辊,并且在结构上受到两个支撑辊间隙的限制,工作辊辊径的减小受到限制,因而使用较少。
此后,在六辊轧机的基础上产生了十二辊、二十辊、三十辊、三十二辊、三十六辊等多辊轧机。
为了减小六辊轧机工作辊直径,并增大辊系刚度,在六辊轧机支撑辊外安装6个支撑辊,便得到了十二辊轧机;进而在十二辊轧机支撑辊外安装8个支撑辊,便得到了二十辊轧机;在二十辊轧机的基础上增加10个支撑辊,可以得到三十辊轧机。
十二辊、二十辊轧机有多种结构形式。
1.3.1 罗恩型钳式多辊轧机1930年,罗恩(W.Rohn)领到第一台多辊轧机的专利特许证。
该轧机为塔形辊系钳式十二辊轧机(见图1-7)。
工作辊无辊颈,中间辊为传动辊,支撑辊辊颈上装有滑动轴承或滚动轴承。
工作辊自由地支撑在两个中间辊上,而中间辊又自由地支撑在三个支撑辊上。
该轧机的结构能够消除工作辊在轧制方向的弯曲,在横向刚度较高的条件下允许采用直径较小的工作辊。