三、热轧带钢设备及控制04(立辊轧机)
轧钢机械设备(DOC)
轧钢机的定义狭义的定义：直接轧制钢材的机械设备广义的定义：用于轧制钢材所需的全部设备轧钢机械设备的组成主要设备：直接使轧件产生塑性变形的设备－－轧钢机主机列，包括：工作机座、接轴、齿轮机座、减速机、联轴节、主电机辅助设备：主设备以外的各种设备，包括：加热炉、剪切机、辊道、矫直机、包装机等各种设备轧钢机分类（主设备）按用途分类<1> 开坯机：将钢锭轧成钢坯（方坯、板坯、圆管坯）<2>型钢轧机：将方坯轧成型材<3>热轧板带轧机：将板坯轧制各种厚度的板材<4> 冷轧板带轧机：将热轧板轧成冷轧板<5>钢管轧机：将圆管坯轧制成无缝钢管<6>特种轧机：特殊用途的轧机按结构分类<1> 二辊式可逆：初轧机、轨梁轧机、中厚板不可逆：型钢连轧机<2> 三辊式：走上下两条轧制线<3> 三辊劳特式：中辊浮动<4> 四辊式：由两个工作辊和两个支承辊构成<5> 多辊式：由两个工作辊和多个支承辊构成，主要用于冷轧板带钢<6> 行星式：<7> 立辊式：<8> 万能式：立辊＋平辊<9> H型钢轧机<10>斜辊式按布置分类（1）单机座式优点：轧机少，易操作缺点：成本相对较高（一个电机、一个减速机、一个齿轮机座带一个轧机）（2）横列式主要用于型钢轧机，一个电机带多个轧机优点：（1）设备成本低；（2）可采用大规格原料，降低轧材成本；（3）头尾温差小，轧材尺寸教精确。
缺点：（1）后架轧辊的速度不能与增长的轧件长度相匹配；（2）轧件要横移，需设移钢机。
（3）纵列式一个电机分别带一个轧机，每架轧机轧完后进入下一架轧机。
优点：（1）产量高；（2）轧辊速度与轧件长度相匹配缺点：（1）厂房细长；（2）机械投资大（4）连续式一个电机分别带一个轧机，轧件同时进入每架轧机，常用于冷轧。
三、热轧带钢设备及控制07(CS FSB)
2、精轧机组(Finishing Mill)精轧机组位于粗轧机出口辊道或热卷箱后面，是热轧带钢生产的核心部分主要设备：边部加热器（SH）、切头剪（CS）、剪前辊道、剪前侧导板、精轧除鳞机(FSB)、精轧立辊机前辊道(FE)、精轧机，测厚、板形、测宽、测温仪表等。
精轧机组的布置：2.1 边部加热器位置：切头剪前。
作用：补偿中间坯边部温度，使其与中部温度一致。
边部与中部温差100℃，造成组织性能不均，轧辊边部磨损大。
升温：80~26080~260 ℃针对钢种：冷轧深冲钢、硅钢、不锈钢、合金钢分类：火焰型：带保温罩和煤气烧嘴。
电磁感应型：悬挂式移动型边部加热器结构2.2 切头剪位置：粗轧机后精除鳞机前。
作用：将温度低、形状不良的中间坯头部切除，便于轧件顺利通过精轧机、输出辊道进入卷取机，防止对钢和轧辊表面硌痕。
形式：转鼓式：结构简单，可分别安装不同形状的剪刃分别切头/尾。
mm 。
最大剪切厚度6060mm单侧传动式：双侧传动式：异步剪切式：剪切断面质量好，不连刀。
mm，只有一对剪刃。
曲柄式：剪刃垂直剪切，剪切厚度范围大，最大8080mm转鼓式曲柄式转鼓剪2.3 精轧除鳞机（FSB）位置：精轧机入口。
作用：去除中间坯表面的二次氧化铁皮。
为适应中间坯厚度变化，保证最佳除鳞效果，喷嘴喷射高度可调节。
精轧除鳞机结构2.4 精轧前立辊（F1E ）位置：位于F1轧机前。
作用：进一步控制带钢宽度，提高宽度精度，改善边部质量。
侧压量：最大2020mm(mm(坯厚6060mm)mm) 轧制力：最大100吨功能；AWC精轧前立辊结构RALRALRAL。
热轧板带钢立辊轧机主传动型式归纳分析
热轧板带钢立辊轧机主传动型式归纳分析周兴杰【摘要】Main drive forms of rough rolling vertical roll mill for plate and strip rolling line have been described, and main drive structures and features for various forms of vertical mill as well as advantages and shortcomings of vari-ous main drive forms have been summarized.%介绍了对热轧板带钢粗轧立辊轧机的主传动型式，归纳了各种型式立辊轧机的主传动结构和特点，总结了各种主传动型式的优势与不足。
【期刊名称】《中国重型装备》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】5页(P7-11)【关键词】粗轧立辊轧机;主传动;型式【作者】周兴杰【作者单位】中国第二重型机械集团公司设计研究院，四川618000【正文语种】中文【中图分类】TG333.7+1在带钢和中宽厚板热轧生产线中，粗轧立辊轧机是轧线的主要设备之一。
其主要功能是对板带材控宽、破鳞、改善板坯的边部组织和形状。
粗轧立辊轧机的结构型式较多，决定立辊轧机型式的因素是主传动型式和侧压传动型式，其中最主要的因素是主传动型式。
本文介绍了热轧板带钢轧线粗轧立辊轧机的主传动结构型式、各型立辊轧机主传动型式结构简图和特点。
立辊轧机主传动是指驱动立辊转动，并为立辊提供轧制力矩，实现钢锭或连铸坯在宽度方向的轧制变形。
立辊轧机主传动可分为上传动、下传动两大类。
轧制力矩从立辊上部传入，主传动装置位于机架上方，称之为上传动；轧制力矩从立辊下部传入，主传动装置位于机架下方，称之为下传动。
上传动中又分为单台立式电机传动、双台立式电机传动、下置式双台立式电机传动、单台卧式电机传动、双台卧式电机传动，其中单台立式电机传动和单台卧式电机传动均有两种结构；下传动分为含同步轴的双台卧式电机传动和不含同步轴的双台卧式电机传动。
热轧带钢的轧机与布置形式
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热轧带钢的轧机与布置形式
一
热轧带钢的轧机
热轧带钢的轧机有： 二辊轧机、四辊轧机及板形控制轧机。 其中：二辊轧机用于粗轧机组的开坯道次轧制; 四辊轧机多用于粗轧机组的后部道次轧制与精轧机组轧制; 板形控制轧机包括：HC轧机、PC轧机、CVC轧机和WRB轧机等，主
要用于精轧机机组板形控制轧制。
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热轧带钢的轧机与布置形式
3、3/4连续式 这是对全连续式的一种改进，在粗轧机组设有4架轧机，前两架均为可 逆式，后两架成连轧布置。
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热轧带钢的轧机与布置形式
热轧带钢不同布置形式的比较
布置形式
连续式
特点
品种比较单一，生产及设备维护比较方便；设备 比较多，厂房长度较长，投资比较大 生产方式比较灵活，适合于产量不高，品种规格
式组成；粗轧机组的轧机形式和布置则有些不同，其轧机的 主要布置形式有：全连续式、半连续式和 3/4 连续式三种。 （上述称呼是加上精轧机组的全称呼）
加热炉
粗轧机组
精轧机组
卷取机
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热轧带钢的轧机与布置形式
1、全连续式 粗轧机组由5 ～ 6个机架组成，一般情况是前几架为二辊水平轧机， 后几架为四辊水平轧机。 常用的布置形式分为两种：一种是所有轧机呈跟踪式布置，每架轧机 轧制一道，不可逆。
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热轧带钢的轧机与布置形式
2、半连续式
粗轧机组由一架二辊可逆式轧机和一架带立辊的四辊可逆式轧机组成，
分两种情况：一种是二辊不可逆轧制、四辊可逆轧制，用以生产卷带钢。
不可逆轧制
可逆轧制
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热轧带钢的轧机与布置形式
热轧带钢粗轧机组主要辅助设备
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热轧带钢粗轧机组主要辅助设备
重型立辊轧机 特点：轧辊带有孔型，主传动电机功率大，侧压能力大，具有AWC功 能。可以减少连铸板坯的宽度规格，有利于实现热轧带钢板坯的热装，提 高带坯宽度精度和减少切损。 用途：在轧制过程中对板坯进行调宽、 控宽及头尾形状控制。
1－电动侧压系统 2－AWC液压缸 3一立辊轧机 4－回拉缸 5－接轴提升装置 6－主传动电机
⑴ 立辊轧机 分为：一般立辊轧机和有AWC（自动宽度控制）功能的重型立辊轧机 两类。其位置可以单独在第一架粗轧机前，也可以与水平轧机机架相连。 一般立辊轧机 特点：结构简单，主传动电机功率小、侧压能力普遍较小，控制水平 低，辊缝设定为摆死辊缝，不能在 轧制过程中进行调节，带坯宽度控 制精度不高。 用途：主要用于板坯宽度齐边、 调整水平轧机压下产生的宽展量， 改善边部质量。
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热轧带钢粗轧机组主要辅助设备
⑵ 定宽压力机
功能：用于对板坯进行全长连续的宽度侧压。
位置：除鳞机之后。 优点：
每道次侧压量较大。可大大减少板坯宽度规格，有利于提高连铸机的
产量，还可降低板坯库存量，简化板坯库管理。 侧压的板坯边部凸出量较小。经水平轧机轧制后产生的鱼尾也较小， 有时甚至没有鱼尾，因此可减少切损，提高热轧成材率。 类型：长锤头定宽压力机和短锤头定宽压力机。
热轧带钢粗轧机组主要辅助设备
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热轧带钢粗轧机组主要辅助设备
热轧带钢生产线上的主要辅助设备按不同的作业工序分为：
加热区－加热炉
粗轧区－除鳞机、板坯宽度侧压设备 中间辊道－中间辊道、热卷取箱 精轧区－飞剪、除鳞机、边部加热器、活套支撑器 冷却与卷取区－冷却装置、卷取机
加热区
粗轧区
热轧板带钢轧制规程设计PPT课件
考虑轧辊与轧件之间的摩擦和张力等因素，计算轧制力矩，保证轧 制过程的稳定性。
速度制度设计
轧制速度
根据设备能力和生产节奏确定轧制速度，提高生产效率。
卷取速度
与轧制速度相匹配，保证带钢卷取整齐、紧密。
加速和减速
在轧制过程中适当进行加速和减速操作，以调整带钢厚度和板形。
张力制度设计
张力设定
01
热轧板带钢轧制规程设 计ppt课件
目录 CONTENT
• 热轧板带钢轧制概述 • 热轧板带钢轧制设备介绍 • 热轧板带钢轧制工艺参数设计 • 热轧板带钢质量控制与检测 • 热轧板带钢轧制过程自动化技术
应用 • 热轧板带钢轧制规程设计实践案
例分析
01
热轧板带钢轧制概述
热轧板带钢定义与分类
定义
热轧板带钢是指通过高温加热后 ，在轧机上经过多道次连续轧制 而成的具有一定厚度、宽度和长 度的钢板或钢带。
基于轧机刚度、轧辊磨损、热膨胀等因素，建立精确的厚度设定 模型。
厚度自动控制（AGC）
采用测厚仪对带钢实际厚度进行实时测量，通过AGC系统对轧机进 行调整，确保厚度精度。
厚度变化趋势预测
利用历史数据和机器学习算法，对带钢厚度变化趋势进行预测，提 前采取控制措施。
宽度控制方法与策略
1 2
宽度设定模型
预测控制
基于历史数据和当前状态，预测 未来一段时间内热轧板带钢生产 过程的发展趋势，提前采取控制 措施，确保生产过程的稳定性和 产品质量。
智能化技术在热轧板带钢生产中的应用展望
机器学习算法应用
通过机器学习算法对历史数据进行分析和学习，挖掘潜在规律并应用于生产过程优化和质量控制 。
智能感知与决策支持
三、热轧带钢设备及控制04(立辊轧机)
调宽：
解放连铸的能力 大幅度减宽
水平辊轧机轧制
调宽量：300mm
立辊＋水平辊轧制过程 立辊轧制程
控宽： AWC、SCC
提高轧件全长宽度精度,
水平辊轧机轧制
在水平辊轧机轧制后 形成鱼尾
鱼尾
减少切损
立辊轧制中的不均匀变形
热带粗轧机组坯料变形特点
• •
头尾部：轧件收缩 中部：变形不能深透 形成“狗骨” 率
主要组成：机架、立辊、电机、减速机、传动轴、辊缝调整/压下机构、 接轴提升/平 衡机构 立辊的使用：多道次可逆轧制中 奇道次使用 偶道次立辊打开
主要参数：辊径： 1000~1200mm 轧制力： 300~500吨 轧制速度：0~6.5m/s 主电机：2000kw
立辊轧机
立辊轧机的组成结构（立式电机） 接轴平衡
头部失宽
头部失宽
板坯
板卷
粗轧机外形
普通轧制过程 立辊辊缝变化过程
b 立辊短行程轧制过程
平辊立辊和孔型立辊的立辊轧制: 使用带孔性轧辊使变形深透 提高减宽效率
粗轧区的宽度控制的配置: AWC: RF-AWC FF-AWC SSC:
影响宽度精度的因素：
坯料：宽度、厚度波动 加热温度波动 张力波动
粗轧宽度控制效果
无AWC
有AWC
本卷内的变化 板卷宽度记录 本卷内的变化
经平辊轧制形成“舌形” 或“鱼尾” 经平辊轧制后再次宽展，降低调宽效
立辊头部失宽现象的形成
板坯立轧咬入阶段
的FEM模拟计算
结果
0 咬入接触瞬时
6 轧件出变形区
10 形成稳定轧制
不同的坯料头部形状
舌头
理想头尾
鱼尾
宽度压下量对头尾形状的影响
热轧带钢轧机弯辊控制技术
热轧带钢轧机弯辊控制技术科研开发方案北京科技大学压加系2000年6月12日主要内容●热轧带钢轧机弯辊控制技术开发计划●北京科技大学现有的软、硬件条件●科研费用估算●参与此项目的开发人员名单热轧带钢轧机弯辊控制技术开发计划对国内外热轧带钢生产技术进行调研国际连机检索国内外热轧带钢生产技术，并实地考察国内引进的热轧带钢生产工艺及装备的实际运行状况，对其中的弯辊控制技术进行分析研究，进而提出先进的弯辊控制技术。
对在弯辊控制技术下热轧带钢生产中所涉及到的相关问题进行现场测试及实验室模拟现场测试在弯辊控制技术下热轧带钢生产工艺参数、工作辊的磨损、轧件的凸度及平直度之间的相互关系，建立有关的统计模型；实验室模拟热轧带钢生产过程，测试轧件与轧辊之间的热传导系数、摩擦系数及轧件的变形抗力等数据。
热轧带钢轧制过程的有限元模拟根据物理模拟所得到的边界条件，采用全三维大变形热力耦合弹塑性有限元法，对热轧带钢的轧制过程进行模拟。
在模拟时，考虑轧辊的变形、轧件与轧辊及环境的热交换等。
根据模拟结果，建立有关模型轧辊热变形模型；轧制压力和弯辊力作用下的辊系挠曲变形及辊缝模型；不同辊缝条件下的可能板形缺陷预报；工作辊轴向力预报模型；工作辊的磨损预报模型；轧件在轧制过程中的横向和纵向流动分析模型；根据轧件的应力分布情况、轧件在轧制过程中的横向及纵向流动情况来研究凸度、平直度的相关机理。
对凸度、平直度实施在线调节控制与重庆设计院共同选择具备条件的热轧合作厂家，利用开发的模型对轧件的凸度、平直度进行实时调节控制，以些来对模型进行检验、修正。
现有的软、硬件条件北京科技大学压加系在材料塑性变形过程计算机模拟领域有很强的人员配备，共有博士生导师2名，3名教授以及副教授、讲师、博士后、博士生等二十余人，同时具有良好的软、硬件工作环境已与德国阿亨工业大学塑性成型研究所及MARC，MSC，ANSYS软件公司联合组织过五次学术研讨会，近年来，就材料塑性加工过程计算机模拟的研究在国内外学术刊物上发表论文50余篇，毕业硕士生16名,博士生12名,出版有关专著,译著3部。
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宝钢2050粗轧机
粗轧机组成
粗轧机
1.7.1立辊轧机（Edger） • 位置：粗轧平辊轧机前 • 一般立辊：板坯齐边，调整宽展量，改善边部质量。
电机小，侧压量小，控制精度不高。 • 带AWC功能的重型立辊：板坯调宽（AWC），头尾形状控制(SSC)
电机功率大，侧压量大 (减宽量50mm）
主要组成：机架、立辊、电机、减速机、传动轴、辊缝调整/压下机构、 接轴提升/平 衡机构
立辊的使用：多道次可逆轧制中 奇道次使用 偶道次立辊打开
主要参数：辊径： 1000~1200mm 轧制力： 300~500吨 轧制速度：0~6.5m/s 主电机：2000kw
1.7粗轧机 • 作用：将出炉板坯轧制成要求厚度、宽度中间坯，给精轧机供料。 • 板坯135~270mm，中间坯20~60mm • 特点：高温大压下；辊径大 • 分类：可逆轧机：开口度大，多道次，做压下量大。
不可逆轧机 ：只轧1道次 2辊：辊径大，咬入角大，压下量大，位于轧线前部，轧件较厚。 4辊：辊径较小，轧机刚度大，轧件较薄，
板卷宽度记录
粗轧宽度控制效果
无AWC
本卷内的变化
板坯
头部失宽 板卷
有AWC 本卷内的变化
头部失宽
粗轧机外形
立辊轧机
立辊轧机的组成结构（立式电机） 主减速机 主电机
立辊
接轴平衡 接轴
立式电机的立辊轧机结构示意
卧式电机的立辊轧机结构
热轧带钢宽度控制
热轧带钢宽度变化的规律
1 板坯头尾的收缩 由边部侧压引起
2 斜梢，由温度头 高尾低引起，温 度高宽展大
3 宽度波动，由水 印等引起
4 扩展，由端部 自由变形引起
立辊调宽和压力机调宽特点的对比
调宽： 解放连铸的能力 大幅度减宽 调宽量：300mm
控宽： AWC、SCC 提高轧件全长宽度精度, 减少切损
调宽压力机加工过程
水平辊轧机轧制 立辊＋水平辊轧制过程
立辊轧制程 水平辊轧机轧制
在水平辊轧机轧制后 形成鱼尾
鱼尾
立辊轧制中的不均匀变形
热带粗轧机组坯料变形特点
短行程控制原理: 为了消除轧件头部的失宽现象
立辊短行程控制原理：
立辊辊缝变化过程
普通轧制过程
b 立辊短行程轧制过程
平辊立辊和孔型立辊的立辊轧制: 使用带孔性轧辊使变形深透 提高减宽效率
-AWC
SSC: 影响宽度精度的因素：
坯料：宽度、厚度波动 加热温度波动 张力波动
• 头尾部：轧件收缩 • 中部：变形不能深透 形成“狗骨”
经平辊轧制形成“舌形” 或“鱼尾” 经平辊轧制后再次宽展，降低调宽效率
立辊头部失宽现象的形成
板坯立轧咬入阶段 的FEM模拟计算 结果 0 咬入接触瞬时 6 轧件出变形区 10 形成稳定轧制
不同的坯料头部形状
舌头
理想头尾
鱼尾
宽度压下量对头尾形状的影响