轧机设备课件

拉丝生产对其原料——热轧线材的要求是：
1)最少的氧化铁皮，且易于去除，从而缩短 拉丝前的酸洗时间和耗酸量。
2)高强度。
3)线材在全长上具有均匀的机械性能，从而 保证线材制品在全长上的机械性能的均匀性， 拉拔性能良好，不致在拉拔时产生断裂现象。
4)高的断面收缩率及延伸率。随着线材轧机轧速的不断 提高及盘重增大，线材的卷取温度高达1000 0C左右， 此时若仍按传统的卷取工艺和传统的卷取机卷取，将产 生下列严重的不良后果：
该卷筒刚度大，强度高，并可承受大的张力。 缺点：卷筒涨开以后不是一个整圆。
③八棱锥卷取机：
为改善带钢卷取的质 量，使卷筒胀开以后 为一整圆，发展了八 棱锥卷取机。
其扇形块锥角： α=12045，镶条锥角： α=1604351；增加镶条 的目的在于填充扇形 块间的间隙，使得卷 筒无论张开或收缩均 为一整圆。
1）设备布置与卷取工艺
① 地下式卷取机的配置
这种类型的卷取机位于工作辊道的下面，所以 称之为地下式的卷取机。 特点：工作条件恶劣，处于连续交替作业，生产节 奏快。
结构：由夹送辊、前后导尺、导板、助卷辊、卷筒 组成。具体见F12-1。
② 卷取工艺
——控制速度以控制卷取张力。 ——带钢卷取。
卷取工艺过程：
第4节 卷取机
1 卷取机的用途和类型 2 带钢卷取机 3 线材卷取机
一、 卷取机的用途和类型
（1）用途 收集超长轧件，将其卷取成卷以便于贮存和
运输。卷取机是轧钢车间的重要辅助设备，在带 材和线材生产中均被广泛应用。
（2） 类型 带钢卷取机 线材卷取机
热带卷取机 冷带卷取机
二、 带钢卷取机
（一）对卷取的要求 1）张力卷取：保证板型，降低轧制力； 2）降转速卷取：张力恒定，线速度恒定，随卷直径的
一般现代化的卷取机最大卷取速度v=30m/s，卷重：45t， 带钢厚度达：25mm；全部采用计算机控制，大卷重、高速化 以提高生产能力。
1700三辊式卷取机的结构（地下式）
卷取速度：8-22m/s，卷重：30t；它由张力辊、卷筒以及助 卷辊组成。
1）结构与组成：
张力辊：由上下辊组成
（D1/D2 =2：1，以利咬入。 同时上辊偏向前方，以利轧
4 冷床的主要参数
5 （1）床体宽度（轧件长度方向的尺寸）：稍大于轧 出的最长轧件的长度。
6 （2）床体长度（轧件移动方向的尺寸）：
θ L at (m)
G
L：冷床长度(m)； θ：轧机的最高小时产量(t/h)；
G：轧件重量(t)； a：冷床上轧件的间距(m)； t：一根轧件在冷床上的冷却时间(h)。
热带卷取：开始几圈产生一定的塑性变形，以得到密实、整齐的 带卷。
由弹塑性理论可以推出：
卷筒外径：D冷≥Ehmin/σs (mm)；D热≤0.2Eh平均/σs (mm) 其中：h平均=(hmax+hmin)/2；
σs—卷取温度下轧件的屈服极限。
卷筒外径D不宜过大，也不宜过小，应综合考虑卷取工艺及材
料强度。也可用经验公式，如：
①盘重大，成卷的线材因缓冷而产生大量的氧化铁 皮，且属难于溶解的Fe3O4。，给酸洗带来巨大的困难。
②由于盘条是堆成团的，从高温下冷却后，内外 圈的冷却速率相差甚大，沿长度方向的机械性能和显微 组织不均，高碳钢则尤为严重。
③冷却后铁素体晶粒粗大，机械性能差。由于高碳 钢线材一般都经冷拔、冷轧而制成制绳钢丝、弹簧钢丝 和焊条钢丝，故冷加工性能特别差。
为避免上述弊病，60年代在线材生产中实现 了控制冷却的新工艺：它是将精轧机轧出的线材 从终轧温度迅速强制冷却到一定程度，而获得全 长上性能基本均匀的索氏体线材。这一新工艺省 去了旧式工艺的中间热处理工序，此外，由于急 冷，产生少量易溶于酸的FeO。因此，现代线材 卷取机所完成的工序已超出旧式线材卷取机单纯 打卷的功能，它与其它一些辅助机械共同完成一 整套热轧线材轧后直接索氏体化的工艺。
目前热轧线材轧后直接索氏体化的工艺主要 有以下几种(图3.3-7)：
1)斯太尔摩法。线材终轧后，通过水冷区使线材温 度急冷至750～800℃进入吐线成圈器。成圈器吐出的 螺旋形立式线圈依次倒在不断移动的链式平板运输机 上，形成水平的散圈状态，在运输机下强行鼓风冷却 到400℃以下，最后由线圈收集装置收集并打包。
（2）冷带钢卷取机
1）分类
一般为卷筒式，主要由胀缩卷筒及传动装置组成，卷筒 同时配有皮带助卷器或钳口。
为改善轧制条件，改善板形，卷取整齐，卷取时必须有 一定的张力。按张力的大小，可分为：轧制及平整线上的大 张力卷取机及精整线（退火、酸洗、涂层作业线）上的卷取 机。其卷筒大多是棱锥式、弓形块式。也有用实心卷筒的。
相同，但工作不可逆。
3）曲柄连杆－推杆式冷床
特点：
①靠推杆和装在其上面的拨爪移 动轧件； ②连杆机构带动推杆往复运动， 返回时拨爪从轧件下面退回； ③结构简单，轧件易滑伤； ④适用于轨梁、大型型钢和中厚 板车间。
（2）床体运动的冷床－步进式冷床
由静梁（支撑轧件）和动梁（移送轧件）构成
特点： ①轧件不滑伤、不扭曲； ②设备复杂，成本高； ③适用中型、小型型材车间。
1）绳式托运机 2）链式托运机 3）曲柄连杆－推杆式冷床
1）绳式托运机
辊道 拨爪
轧件
卷筒
特点：（1）卷筒带动钢丝绳移动，钢丝绳上有一系列拨爪， 随钢丝绳移动而拖动钢材；
（2）应用于轨梁、大型型钢和中厚板车间； （3）钢绳寿命短、轧件易滑伤。 （4）工作可逆。
2）链式托运机 将绳式托运机的钢绳换成链条，其余结构基本
卷筒的驱动有电机直接驱动及通过减速传动两种方式。直 接驱动必须妥善解决胀缩缸设置问题。
四棱锥式
斜楔式式
3）助卷辊：
一般设有三个助卷辊沿圆周 方向120度均布，起到压紧 带钢头几圈的作用。
助卷辊的最大的问题在 于由于带钢头部层叠引起的 冲击问题。过大的冲击往往 引起助卷辊的损坏。在实际 生产中采用液压控制的办法 以减少冲击。
（2）辊道长度往往贯穿整个生产作业线，设备重量大，占 车间设备总重量的20％～30％，有的车间甚至达到40%～ 60 %。而且，轧钢机前后的辊道运转情况还直接影响轧钢
机产量。
2 辊道的分类（工作辊道、输入及输出辊道、其它辊道）
一根轧件的冷却时间（t）的确定：
（1）钢材的品种规格和钢种； （2）钢材的终轧温度； （3）钢材的温降规律； （4）钢材进入冷床时的温度； （5）钢材离开冷床时的温度。
第5节 冷床、辊道 5.2 辊道 1 作用：
（1）在轧钢车间中，辊道是用来纵向运输轧件的。轧件进 出加热炉、在轧机上往复轧制及轧后输送到精整工序等的 工作均由辊道来完成。
（1）控制张力必须控制速度：当带钢头部离开轧机以后， 辊道的速度必须大于轧制速度，目的是防止堆钢。而进入夹 送辊以后，夹送辊的速度必须大于轧制速度，以建立张力。
（2）助卷辊的作用：轧件头部经导板进入卷筒与助卷辊之 间，卷上2-3圈以后，助卷辊方可松开（厚板除外）。
（3)卷筒与轧机同步加速，卷取。
（4）卷取终了，必须使夹送辊速度小于卷筒速度，以维持 张力。而且卷取速度应低，以保持稳定。
增大，卷取转速降低； 3）便于卸卷：张力作用下，带钢在卷筒上被卷紧； 4）卷筒具有足够的强度与刚度：张力作用下，卷筒径
向压力增大。
综上，要求卷筒具有：胀缩功能和调速功能
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）带钢卷取机的结构
卷取装置：使带钢成卷的装置； 传动装置：保证卷筒转速逐渐降低。
（1）热带钢卷取机
热带钢卷取机是热连轧机、炉卷轧机和行星轧机 的配套设备，有多种型式：地上式、地下式、有卷筒 式、无卷筒式等。由于地下式卷取机具有生产率高、 便于卷取宽且厚的带钢、卷取速度快而钢卷密实等特 点，所以现代热连轧生产线上主要采用地下式卷取机。
特点：由于线卷在卷取过程中作高速旋转 运动，因此线卷旋转的不稳定性及巨大的 转动惯量限制了这种卷线机的卷取速度。 然而由于被卷金属无扭转现象，故可用来 卷取断面尺寸较大的、甚至非圆断面的轧 材。
从使用角度看，大多数的热轧线材用于拉 丝。60年代由于拉丝生产对线材的要求提高而 导致线材轧饥的卷线机在结构上进行了重大的 改进。
特点：卷取过程中线卷不转动，因而可 允许采用较高的卷取速度，这样，为选 择较高的轧制速度创造了有利的条件。 然而由于金属在卷取时被扭转(卷取机每 转一转金属扭转3600)，故这种卷线机常 用于卷取直径较小的圆形断面金属。
2) 径向送料的线材卷取机。 卷筒l与托钩2一起旋转， 金属经管3沿切向进入卷筒 与外壳4之间的环形空间。 卷取时，外壳支在托钩上 一同旋转。卷取终了卷取 机停止，在曲柄机构5的作 用F使辊子支架6升起，托 钩被掀向卷筒内侧，外壳4 落到圆锥座7上，从而使成 品卷落在运输机上。在下 一次卷取开始前，卷取机 加速到稳定速度。
2)施罗曼法。其特点是加强了水冷区的
冷却效果和采用了水平锥管式成圈器， 卷成的散圈可以立着水平移动，冷却更 为均匀，对高碳钢线材的冷却特别有利。
3)德马格-- 八幡法(DP法)。它属于塔式冷 却装置。线材成圈后落入多爪式运输带垂 直下降，并由下向上吹入压缩冷风冷却。
除此之外，尚有日本的热水浴处理法 和流态层处理法等。
2）工艺特点
张力：σ0以可逆式轧机为最高，比张力最大达0.5~0.8。而
精整线为0.05~0.10最低（比张力定义为张力与相对应材料 的屈服极限之比）。
几何形状：无论张开或缩起，必须为一整圆不能有缺口。
稳定性：对于大张力薄带卷取，有产生塌卷的可能，这是不 能允许的。
纠偏控制：一般采用光电元件——伺服阀，进行在线纠偏。 如图所示。
三、 线材卷取机
20世纪60年代以前线材卷取机的作 用是单纯打卷以便于线材的收集和 运输。它有两种基本结构型式：
1) 轴向送料的线材卷取机 由轧机来的线材，经过管