轧辊种类
轧辊
精轧机座:一般为碳化钨的硬质合金。因为它具有良好的热传导性, 在高温下有硬度下降小,耐热疲劳性能好,耐磨性好,强度高等特 点
第四节 轧辊受力及轧制力矩的计算
一、摩擦圆概念
Q—外力;N—正压力;T—摩擦力;R—N与f的合力;
φ—摩擦角:正压力N与合力R之间的夹角
平衡状态:∑F=0
Q-R=0
∑M=0
M=Rρ
ρ—摩擦圆半径
ρ=d/2sin φ
因为φ<50,很小,sin φ≈tg φ ≈f(摩擦系数)
所以
ρ=d/2 ·f
结论:
(1)合反力永远与摩擦圆相切;
(2)合反力形成的力矩与M方向相反。
初始状态
稳定状态
二、二辊轧机轧制力矩计算 (1)简单轧制:两辊都驱动; 直径相同,转速相同;轧制时,除 了轧制力外不受其他力作用;相对轧制线受力相同 (2)受力分析
四、轧辊材料的选取 (1)初轧机、钢坯轧机、厚板轧机、大型轨梁轧机、型钢粗轧机: 一般选用锻钢轧辊,要求较高的用合金钢轧辊。型钢粗轧机多采用 铸钢轧辊。 原因:压下量大,轧制力大,有冲击负荷,要求轧机具有高强度和 较大的摩擦系数(因为易于咬入,从而加大压下量)
(2)中小型轧机的精轧机座轧辊: 大多采用铸铁轧辊,也有采用球墨铸铁的。 原因:这类轧机着重要求硬度和耐磨性,使产品尺寸精确,表面质 量好,并能减少换辊次数,提高生产率。
是梅花形的,力的作用方式如下图所示,试校核轧辊强度。
5、已知某1200初轧机轧辊第一孔型轧制力P1=3MN,压下螺丝中心 距a=3000mm;第一孔距一端压下螺丝中心距离为1000mm;第一孔型 轧辊工作直径D1=900mm;轧辊辊颈直径d=600mm;辊颈与辊身交接 面距压下螺丝中心线距离e=300mm;轴承摩擦系数f=0.01.,辊头为 扁头,轧辊材质为锻钢辊,σb=700MPa。传动端为A端,如图所示。 请设计扁头并校核轧辊强度。
各类轧辊主要分类和特点及用途对照表
辊身硬度辊颈抗拉强度
(肖氏 HS)(Mpa)铸铸钢30~70500~1000大、中型型钢开坯和粗轧机架,板带轧机粗轧机架,支承辊
钢半钢35~70300~700大、中、小型型钢中间及精轧机架,板带钢工作辊
轧石墨钢35~60500~900
大、中、小型型钢粗轧机架
辊高铬钢
70~80带钢粗轧后架,精轧前架,冷轧带钢工作辊工具钢(高碳高速钢)
80~90热轧带钢精轧机架,小型或线材精轧机架铸冷硬铸铁55~85150~220板材、线材、型材、管材精轧机架
铁无界(限)冷硬铸铁
55~85150~220板材、线材、型材、管材中轧、精轧机架,板带钢精轧机架
轧球墨铸铁35~80300~700
型材、线材、管材粗、中轧机架
辊高铬铸铁60~95小型型钢、线材轧机精轧机架,带钢预精轧机架
特殊铸铁75~95小型、线材、管材预精轧,精轧锻热轧辊35~60500~1100开坯,大型粗轧机架,板钢粗轧机架钢冷轧辊75~105700~1400冷轧带钢工作辊,型材、焊管成形辊
轧支承辊
40~70700~l400冷、热板带轧机
辊
锻造半钢及白口铁
35~70
500~1000
大、中、小型粗、中、精轧机架
轧辊分类
主要用途说明
各类轧辊主要分类和特点及用途对照表 制表人:朱丹青。
轧辊种类的划分
轧辊种类的划分
轧辊是用于金属轧制的设备,根据其用途和材质不同,可以分为以下几种类型:
1. 热轧辊:适用于热轧工艺,一般由合金钢制成,具有较高的热强度和磨损耐受能力。
2. 冷轧辊:主要用于冷轧工艺,一般由高速钢或工具钢制成,具有较高的硬度和表面光滑度。
3. 镀膜轧辊:表面经过涂层处理,如镀铬、镀钛、镀钨等,以增加轧辊的耐磨性和耐腐蚀性。
4. 粗轧辊:主要用于对厚板坯进行初轧的辊子,通常由铸铁或钢制成。
5. 精轧辊:用于对轧制薄板或带材进行精密轧制的辊子,一般由合金钢或特殊钢制成。
6. 工艺轧辊:用于特殊工艺要求的轧制过程,如钢管轧辊、轧辊修磨辊等。
7. 形状轧辊:具有特殊形状的辊子,如花纹辊、包覆辊等,用于定制特殊形状的轧制产品。
8. 支撑辊:用于支撑轧辊运转的辅助辊子,常见的有支撑辊、导向辊等。
以上为一些常见的轧辊种类划分,根据具体的工艺需求和被轧制材料的特性,还可以有更细分的分类。
轧辊种类的划分
轧辊种类的划分轧辊是金属加工中常用的一种工具,广泛应用于轧钢、轧铝、轧铜等行业。
根据不同的使用场景和工艺要求,轧辊可以分为多种类型。
下面将对轧辊的几种常见分类进行介绍。
一、工作辊和支撑辊根据轧机的结构和作用方式,轧辊可以分为工作辊和支撑辊两种类型。
工作辊是直接参与金属材料压制和塑性变形的辊子,其表面通常需要具备一定的硬度和耐磨性。
而支撑辊则是用来支撑工作辊和金属材料的辊子,其主要作用是为工作辊提供支撑和稳定。
二、冷轧辊和热轧辊根据轧制过程中的温度条件,轧辊可以分为冷轧辊和热轧辊两种类型。
冷轧辊主要用于对室温下的金属材料进行轧制,如冷轧钢板、冷轧铝板等。
由于冷轧过程中金属材料硬度较高,所以冷轧辊的表面需要具备较高的硬度和耐磨性。
而热轧辊则主要用于对高温下的金属材料进行塑性变形,如热轧钢坯、热轧铝坯等。
热轧辊的表面要求相对较低,主要是为了保证辊面的光洁度和平整度。
三、工作辊和支撑辊的结构形式根据轧辊的结构形式,轧辊可以分为整体式轧辊和组合式轧辊两种类型。
整体式轧辊是指轧辊的辊身和辊颈为一体的结构,适用于较小的轧机。
组合式轧辊是指轧辊的辊身和辊颈分开制造后再进行组合的结构,适用于大型轧机和冷轧机组。
四、硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊根据轧辊的材质,轧辊可以分为硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊两种类型。
硬质合金轧辊的辊面通常采用硬质合金材料制造,具有较高的硬度和耐磨性,适用于高强度金属材料的轧制。
高铬铸铁轧辊的辊面则采用高铬铸铁材料制造,具有较好的耐磨性和耐腐蚀性,适用于一般金属材料的轧制。
五、镀铬轧辊和镀硬铬轧辊根据轧辊的表面处理方式,轧辊可以分为镀铬轧辊和镀硬铬轧辊两种类型。
镀铬轧辊是将铬层镀在轧辊表面,提高轧辊的耐磨性和耐腐蚀性。
镀硬铬轧辊则是在镀铬的基础上,再进行热处理,使轧辊表面形成一层硬度更高的硬铬层,提高轧辊的耐磨性和使用寿命。
轧辊根据不同的分类标准可以分为工作辊和支撑辊、冷轧辊和热轧辊、整体式轧辊和组合式轧辊、硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊、镀铬轧辊和镀硬铬轧辊等多种类型。
轧辊
1-什么是轧辊,轧辊的种类有哪些?轧辊是使(轧材)金属产生塑性变形的工具,是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。
轧辊种类按成型方法可分为铸造轧辊和锻造轧辊;按工艺方法分为整体轧辊、冶金复合轧辊和组合轧辊。
整体轧辊分为整体铸造和整体锻造轧辊两种。
冶金复合铸造轧辊主要有半冲洗复合铸造、溢流(全冲洗法)复合铸造、离心复合铸造三种,此外还有连续浇铸包覆(CPC-Continuous PouringProcess for Cladding)、喷射沉积法、热等静压(HIP-Hot Isostatically Pressed)、电渣熔焊等特殊复合方法制造的复合轧辊种类。
组合轧辊主要是镶套组合轧辊。
2-什么是整体轧辊?整体轧辊是相对于复合轧辊而言的,整体轧辊的辊身外层与心部以及辊颈采用单一材质铸造或锻造而成,辊身外层和辊颈不同的组织、性能通过铸造或锻造工艺以及热处理工艺过程来控制和调整。
锻造轧辊和静态铸造的轧辊均属于整体轧辊。
3-轧辊按材质主要分为哪几种类别?轧辊按制造材料主要划分为铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊和锻造系列轧辊三大类别。
4-什么是铸造轧辊,铸造轧辊主要有哪些种类?铸造轧辊是指将冶炼钢水或熔炼铁水直接浇注成型这一生产方式制造的轧辊种类。
铸造轧辊按材质又可分为铸钢轧辊和铸铁轧辊两类;按制造方法又可分为整体铸造轧辊和复合铸造轧辊两类。
5-哪些轧辊适合于整体铸造生产?初轧机、钢坯连轧机、大型型钢和轨梁轧机、热轧板带钢轧机破鳞和轧边机、型钢万能轧机的轧边机,还有小型型钢、线棒材轧机的粗轧机架等轧机使用的轧辊,大多采用整体铸造方法生产,这类轧辊使用层较厚,孔型较深。
另外,热轧板带轧机的二辊粗轧辊也适合于整体铸造生产。
整体铸造轧辊的工艺方法相对简单,制造成本低。
6-什么是复合铸造轧辊?复合铸造轧辊指轧辊辊身外层与心部以及辊颈采用两种或两种以上材质复合铸造而成,辊身外层和辊颈分别通过不同材质的成分设计和热处理工艺获得要求的组织和性能。
轧辊型号分类
轧辊型号分类轧辊型号及其分类•按材质分类–铁质轧辊:由铸铁、合金钢等铁质材料制成的轧辊。
具有较高的硬度和强度,适用于对硬材料进行轧制。
–合金轧辊:由钢材与其他合金元素(如钴、铬等)合金化制成的轧辊。
具有耐磨性、耐蚀性等优点,适用于对高硬度材料进行轧制。
–陶瓷轧辊:由陶瓷材料制成的轧辊。
具有耐高温、耐磨性好等特点,适用于对高温、脆性材料进行轧制。
•按结构分类–平辊轧辊:由平面辊筒组成的轧辊。
平辊轧辊适用于对宽度较大的材料进行轧制,轧制效果均匀。
–斜辊轧辊:由斜辊筒组成的轧辊。
斜辊轧辊适用于轧制较薄的材料,可实现较好的轧制效果。
–异型辊轧辊:由具有特定形状的辊筒组成的轧辊。
异型辊轧辊通常用于对特殊形状的材料进行轧制,可以定制不同的辊筒形状以满足轧制需求。
•按用途分类–冷轧辊:用于对冷态材料进行轧制的轧辊。
冷轧辊可实现材料的塑性变形和表面质量的提升。
–热轧辊:用于对热态材料进行轧制的轧辊。
热轧辊主要用于大型轧机,能够实现高速、高温下的轧制。
–中间辊:位于轧机两辊之间,起支撑、传递轧制力等作用。
中间辊一般采用合金材料制成,具有较高的硬度和耐磨性。
–支承辊:位于轧机两辊之外,起支撑作用,使轧机稳定运行。
支承辊通常采用铁质材料制成,具有良好的强度和稳定性。
–导入辊:用于将材料导入轧机的轧辊。
导入辊通常采用平辊结构,以保证材料的均匀进入轧机。
–导出辊:位于轧机出料端,用于将轧制后的材料导出。
导出辊的结构通常根据轧制需求进行设计。
以上是对轧辊型号的常见分类及相关说明。
不同的轧辊型号适用于不同的材料和轧制工艺,能够满足不同的生产需求。
如需具体了解某一型号的轧辊,请联系相关专业人员或生产商。
轧辊
定义轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。
它主要承受轧制时的动静载荷,磨损和温度变化的影响。
轧辊是轧钢生产的主要消耗备件之一,轧辊消耗约为轧钢生产成本的5%~15%。
分类1.按辊身形状轧辊有不同的分类方法。
按辊身形状分为圆柱形和非圆柱形,前者主要用于板材、带材、型材和线材生产,后者用于管材生产。
2.是否接触轧件按是否接触轧件分为工作轧辊和支承辊。
直接接触轧件的轧辊称工作轧辊;为增加工作轧辊的刚度和强度而置于工作轧辊背面或侧面又不直接接触轧件的轧辊称支承辊。
3.使用机架按使用机架分为初轧辊、粗轧辊、中间轧辊和精轧辊。
按轧材的品种分为板带轧辊、轨梁轧辊、线材轧辊和管材轧辊等。
还可按轧制时轧件的状态分为热轧辊和冷轧辊。
轧辊用材常用冷轧辊中工作辊的材料有9Cr,9Cr2,9CrV,8CrMoV等,冷轧辊要求表面淬火,硬度为HS45-105,热轧辊用材55Mn2,55Cr,60CrMnMo,60SiMnMo等,热轧辊使用在开坯,厚板,型钢等加工中。
它承受了强大的轧制力,剧烈的磨损和热疲劳影响,而且热轧辊在高温下工作,并且允许单位工作量内的直径磨损,所以不要求表面硬度,只要求具有较高的强度,韧性和耐热性。
热轧辊只采用整体正火或淬火,表面硬度要求HB190~270。
材料要求1.强度、抗热裂通常对粗轧辊以强度、抗热裂为主要要求;小型20辊轧机的工作轧辊重仅 100克左右,而宽厚板轧机的支承辊重量已超过200吨。
选用轧辊时首先根据轧机对轧辊的基本强度要求,选定安全承载的主体材料(各种级别的铸铁、铸钢或锻钢等)。
2.硬度、耐磨而精轧辊速度较高,轧制最终产品要有一定的表面质量,对它以硬度、耐磨等为主要要求。
然后考虑轧辊使用时所应有的耐磨性。
由于轧辊的磨损机理很复杂,包括机械应力作用、轧制时的热作用、冷却作用、润滑介质的化学作用以及其他作用,目前还没有一项综合评定轧辊抗磨性的统一指标。
加工轧辊知识点总结
加工轧辊知识点总结一、轧辊的类型和结构1. 常用轧辊类型轧辊是用于金属带材轧制的工具,按照用途和结构特点可分为几种不同类型:(1)背推轧机轧辊;(2)磨床用的磨辊;(3)异形轧辊;(4)剪切刀轧辊;(5)宽带轧机轧辊;(6)铁路车轮轧辊等。
2. 轧辊的结构轧辊由轧辊筒体、轧辊颈部和轧辊芯轴组成。
轧辊筒体是用于加工金属的主要部分,其承受材料的压力和摩擦力。
轧辊颈部连接轧辊芯轴和轧辊筒体,起到支撑和传递轧制力的作用。
轧辊芯轴是轧辊的主要部分,通过芯轴上的轴承支持整个轧辊。
二、轧辊的材料1. 常用轧辊材料轧辊的材料对于轧辊的生产和使用过程具有重要的影响。
常用的轧辊材料包括:铸铁、铸钢、锻钢、合金钢、硬质合金等。
而且,钢轧辊是通常使用的,因为它有足够的强度和耐磨性,同时,它可能被镀铬。
2. 轧辊的表面涂层为了提高轧辊的耐磨性和使用寿命,通常会在轧辊表面进行涂层处理。
常用的表面涂层包括硬质合金涂层、金刚石涂层以及陶瓷涂层等。
这些涂层可以有效地提高轧辊的表面硬度和耐磨性。
三、轧辊的加工工艺1. 轧辊的热处理工艺对于高强度、高耐磨性和高变形能力的轧辊,需要采用适当的热处理工艺。
常用的热处理工艺包括淬火、回火、等温淬火和多组织热处理等。
通过这些工艺,轧辊的组织结构和性能可以得到有效的提升。
2. 轧辊的精密加工在轧辊的生产过程中,需要进行精密的加工工艺,以保证轧辊的精度和表面质量。
常用的精密加工工艺包括车削、磨削、磨镗、磨齿、抛光等。
通过这些工艺,可以实现轧辊的高精度和高表面质量。
3. 轧辊的表面处理为了提高轧辊的耐磨性和使用寿命,通常需要对轧辊表面进行表面处理。
常用的表面处理工艺包括镀铬、喷涂硬质合金、喷涂金刚石等。
通过这些处理工艺,可以有效地提高轧辊的表面硬度和耐磨性。
四、轧辊的应用与发展趋势1. 传统轧辊的应用传统轧辊主要用于金属带材轧制和加工,如钢铁、有色金属、合金等的轧制生产线。
在这些应用领域中,轧辊的性能和使用寿命对于生产效率和产品质量有着重要的影响。
轧辊的分类方法及种类
轧辊的分类⽅法及种类
轧辊有不同的分类⽅法:按辊⾝形状分为圆柱形和⾮圆柱形,前者主要⽤于板材、带材、型材和线材⽣产,后者主要⽤于管轧辊
材⽣产。
按是否接触轧件分为⼯作轧辊和⽀承辊。
直接接触轧件的轧辊称⼯作轧辊;为增加⼯作轧辊的刚度和强度⽽置于⼯作轧辊背⾯或侧⾯⼜不直接接触轧件的轧辊称⽀承辊。
按使⽤机架分为初轧辊、粗轧辊、中间轧辊和精轧辊。
按轧材的品种分为板带轧辊、轨梁轧辊、线材轧辊和管材轧辊等。
还可按轧制时轧件的状态分为热轧辊和冷轧辊。
轧辊种类:轧辊品种很多,主要有以下⼏类:①铸铁轧辊。
⼀般按制造⼯艺分类:⼯作层因⾦属型的激冷作⽤呈⽩⼝组织(基体+碳化物)的轧辊称冷硬铸铁轧辊;⽤上述⽅法,但适当提⾼铁⽔碳当量⽽得到⿇⼝组织(基体+碳化物+⽯墨)的轧辊称⽆限冷硬铸铁轧辊。
“⽆限”—词源于英⽂“indefinite”,原意为“不明确”,指激冷层在断⼝上⽆明确界限,被误译为“⽆限”,现已沿⽤成习。
采⽤衬砂⾦属型并继续提⾼碳当量可得粗⿇⼝组织的轧辊,称半冷硬铸铁轧辊。
所有上述品种的组织中凡⽯墨呈球状的,称球墨铸铁轧辊;复合浇铸的轧辊加“复合”⼀词。
②铸钢轧辊。
⼀般按含碳量分类:含碳极⾼(1.4~2.4%)的过共析钢轧辊,俗称半钢轧辊,⾼碳的半钢轧辊实际已伸⼊铸铁领域;⾼碳过共析钢轧辊还有⼀类为⽯墨钢轧辊,其⽯墨是通过孕育和热处理获得的。
③锻钢轧辊。
⼀般按⽤途分类。
④其他,除采⽤特殊加⼯⼯艺的以外,都直接以材质称呼。
如⽤电渣重熔铸造坯料锻压的轧辊称为电渣重熔锻压轧辊。
轧辊
轧机上使受轧制的金属发生塑性变形的部件。
轧辊的形状、尺寸和材质须与轧机和轧制产品相适应。
图1指出轧辊的基本形状和各部分名称。
辊身是轧辊的工作部分;辊颈是与轴承接触的部分;用接头与传动装置相联接。
(见彩图)轧辊轧辊有不同的分类方法。
按辊身形状分为圆柱形和非圆柱形,前者主要用于板材、带材、型材和线材生产,后者主要用于管材生产。
按是否接触轧件分为工作轧辊和支承辊。
直接接触轧件的轧辊称工作轧辊;为增加工作轧辊的刚度和强度而置于工作轧辊背面或侧面又不直接接触轧件的轧辊称支承辊。
按使用机架分为初轧辊、粗轧辊、中间轧辊和精轧辊。
按轧材的品种分为板带轧辊、轨梁轧辊、线材轧辊和管材轧辊等。
还可按轧制时轧件的状态分为热轧辊和冷轧辊。
轧辊的工作条件轧机部件中轧辊的工作条件最为复杂。
轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。
使用时又进一步受到了各种周期应力的作用,包括有弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等。
这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的,其原因不仅有设计因素,还有轧辊在使用中磨损、温度和辊形的不断变化。
此外,轧制条件经常会出现异常情况。
轧辊在使用后冷却不当,也会受到热应力的损害。
所以轧辊除磨损外,还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。
一个好的轧辊,其强度、耐磨性和其他各种性能指标间应有较优的匹配。
这样,不仅在正常轧制条件下持久耐用,又能在出现某些异常轧制情况时损伤较小。
所以在制造轧辊时要严格控制轧辊的冶金质量或辅以外部措施以增强轧辊的承载能力。
合理的辊形、孔型、变形制度和轧制条件也能减小轧辊工作负荷,避免局部高峰应力,延长轧辊寿命。
轧辊消耗量决定于三个因素:①轧机、轧材和轧制条件,以及轧辊的合理选择;②轧辊材料及其制造质量;③轧辊的使用和维护制度。
轧辊的选用小型20辊轧机的工作轧辊重仅 100克左右,而宽厚板轧机的支承辊重量已超过200吨。
选用轧辊时首先根据轧机对轧辊的基本强度要求,选定安全承载的主体材料(各种级别的铸铁、铸钢或锻钢等),然后考虑轧辊使用时所应有的耐磨性。
轧辊基础知识
轧辊与轧辊轴承知识讲座1、什么是轧辊,轧辊的种类有哪些?轧辊是使(轧材)金属产生塑性变形的工具,是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。
轧辊种类按成型方法可分为铸造轧辊和锻造轧辊;按工艺方法分为整体轧辊、冶金复合轧辊和组合轧辊。
整体轧辊分为整体铸造和整体锻造轧辊两种。
冶金复合铸造轧辊主要有半冲洗复合铸造、溢流(全冲洗法)复合铸造、离心复合铸造三种,此外还有连续浇铸包覆(CPC-Continuous PouringProcess for Cladding)、喷射沉积法、热静压(HIP-Hot Isostatically Pressed)、电渣熔焊等特殊复合方法制造的复合轧辊种类。
组合轧辊主要是镶套组合轧辊。
2、什么是整体轧辊?整体轧辊是相对于复合轧辊而言的,整体轧辊的辊身外层与心部以及辊颈采用单一材质铸造或锻造而成,辊身外层和辊颈不同的组织、性能通过铸造或锻造工艺以及热处理工艺过程来控制和调整。
锻造轧辊和静态铸造的轧辊均属于整体轧辊。
3、轧辊按材质主要分为哪几种类别?轧辊按制造材料主要划分为铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊和锻造系列轧辊三大类别。
4、什么是铸造轧辊,铸造轧辊主要有哪些种类?铸造轧辊是指将冶炼钢水或熔炼铁水直接浇注成型这一生产方式制造的轧辊种类。
铸造轧辊按材质又可分为铸钢轧辊和铸铁轧辊两类;按制造方法又可分为整体铸造轧辊和复合铸造轧辊两类。
5、哪些轧辊适合于整体铸造生产?初轧机、钢坯连轧机、大型型钢和轨梁轧机、热轧板带钢轧机破鳞和轧边机、型钢万能轧机的轧边机,还有小型型钢、线棒材轧机的粗轧机架等轧机使用的轧辊,大多采用整体铸造方法生产,这类轧辊使用层较厚,孔型较深。
另外,热轧板带轧机的二辊粗轧辊也适合于整体铸造生产。
整体铸造轧辊的工艺方法相对简单,制造成本低。
6、什么是复合铸造轧辊?复合铸造轧辊指轧辊辊身外层与心部以及辊颈采用两种或两种以上材质复合铸造而成,辊身外层和辊颈分别通过不同材质的成分设计和热处理工艺获得要求的组织和性能。
《轧辊》精品课件
第四节 轧辊的强度计算
1) 二辊型钢轧机强度的计算
包括
2)二辊板带轧机强度的计算 工作辊传动
3) 四辊板带轧机强度的计算 支承辊传动
Md 0.1d 3
钢轧辊, 第四强度理论:
Mn Wn
Mn 0.2d 3
2 d
3
2
铸铁轧辊,第二强度理论:
0.375 d 0.625
2 d
4
2
强度校核合格 强度不够
辊头强度校核
tmax
a
b
Mn Wn
Mn
b3
辊头强度合格
a/b
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
η 0.208 0.346 0.493 0.645 0.801
工作辊校核 支承辊校核
原则:
辊身:计算(校核)弯曲强度 辊颈:计算(校核)弯扭组合 辊头:计算(校核)扭转应力
步骤:
1)对受力及几何形状进行简化 2)进行辊系的受力分析 3)找出可能的危险断面,画出力矩图 4)对危险断面的弯曲力矩进行计算 5)计算弯曲应力 6)求出许用应力 7)作出安全或是否符合强度要求的判断
(a 4
b) 8
辊身中部合成弯矩
M
M2 W max
M
2 T max
M W
M 0.1D13
PT
T 4
辊颈处的弯曲应力和扭转应力
MWT
T 4
C
d
MWT W
MWT 0.1d 3
d
Mn W
冶金轧辊的分类及选材
C.按轧辊重量分类: 1.大型轧辊,重量大于10吨; 2.中型轧辊,重量3-10吨; 3.小型轧辊,重量小于3吨;
•
二、轧辊材质的选择
轧辊是轧钢生产过程中重要的消耗工具,它直接 影响到轧材的尺寸精度和表面质量,由于每种轧机的 轧制条件、轧材的品种和规格不同,因此,正确地设 计轧辊特性和合理地选用轧辊材质是十分重要的。 1、初轧机轧辊
四辊可逆式轧机是现代应用最广泛的中厚板轧机,它综
合了二辊和三辊劳特式轧机的优点,既降低了轧制压力,又 大大增强了轧机刚性。这种轧机对轧辊的选择几经变化,支 承辊通常是采用铸钢辊,硬度为45-52HSD,粗轧机架工作 辊开始采用合金无限冷硬铸铁轧辊,硬度为65-70HSD,而 将高铬铸铁轧辊用于该机架是一大创举。精轧机架工作辊在 50年代前后国外是采用全冲洗工艺生产的高合金无限冷硬铸 铁轧辊,硬度为75-82HSD,这一材质一直延续到今天,只 不过是石墨的形态和碳化物的状态有所改进,平整辊采用离 心复合高合金无限冷硬铸铁轧辊,硬度为70-80HSD。
冶金轧辊的分类及选材
2020年5月28日星期四
一、轧辊的分类
轧辊的种类很多,其分类方法也不统一,但一般习 惯上按以下三种方法分类: A.按轧辊用途分类: 1.初轧轧辊
板坯初轧辊、方坯初轧辊(这两种轧辊随连铸比的 增加而被取代) 2.板带轧辊
中厚板轧辊、薄板轧辊、热轧带钢轧辊、窄带钢轧 辊、冷轧带钢轧辊 3.型钢轧辊
二辊式粗轧辊必须具有高的抗扭曲、抗弯曲强度 和良好的抗热裂纹性能,因此大多使用整体浇注的, 硬度为43-50HSD的合金铸钢轧辊或使用硬度为5560HSD高强度合金球铁轧辊。近年来,国外一些国家 采用外层为石墨钢的复合铸钢轧辊。获得了很好的使
用效果。
轧辊入门知识
轧辊入门知识问:什么是轧辊?轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。
它主要承受轧制时的动静载荷,磨损和温度变化的影响。
轧辊分热轧辊和冷轧辊两种。
常用冷轧辊中工作辊的材料有Cr3,Cr4,Cr5,9Cr,9Cr2,9Crv,8CrMoV等,冷轧辊要求表面淬火,硬度为HS45~105。
热轧辊常用的材料有55Mn2,55Cr,60Cr MnMo,60SiMnMo等,热轧辊使用在开坯,厚板,型钢等加工中。
它承受了强大的轧制力,剧烈的磨损和热疲劳影响,而且热轧辊在高温下工作,并且允许单位工作量内的直径磨损,所以不要求表面硬度,只要求具有较高的强度,韧性和耐热性。
热轧辊只采用整体正火或淬火,表面硬度要求HB190~270。
轧辊是冷弯型钢生产的主要部件工位,其质量好坏直接关系到产品的质量、产量和成本,优良的轧辊应具备以下特点:1、板型设计的合理适用以保证钢带顺利成型;2、高精度的加工尺寸以保证型材的要求;3、轧辊基体的高强度、优异的耐磨性及抗咬合性能,以确保其寿命。
目前国内制造轧辊的材料和热处理方式大致可分为三类:1、GCr15等高碳低鉻轴承钢,常规淬火处理;2、Cr12高碳高鉻冷作模具钢,常规淬火处理;3、Cr12Mo1V1,优质冷作模具钢,常规淬火加表面氮化处理。
第一类因受材料淬透性的限制,常规淬火后轧辊的耐磨性达不到要求,且修复数次后,硬度阶梯性递减量大,寿命过低;第二类Cr12具有高淬透性,高耐磨性和热处理变形小等特点,因而广泛用来制作承载荷大,批量大的轧辊;第三类Cr12Mo1V1(或SKD11、D2)经常规热处理,氮化后,各项机械性能均优于Cr12钢种,且适用高精度冷弯异型材、不锈钢型材的生产。
在分析了上述情况、轧辊受力和损坏机理的前提下,采用Cr12、Cr12MoV表面合金化处理工艺制造轧辊。
应用基体等温淬火工艺,在保证基体(HRC60~62°)的同时,轧辊表面形成致密、均匀而又光滑的碳化物层,硬度值在HV2000~3500范围内。
轧辊入门知识
轧辊入门知识问:什么是轧辊?轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。
它主要承受轧制时的动静载荷,磨损和温度变化的影响。
轧辊分热轧辊和冷轧辊两种。
常用冷轧辊中工作辊的材料有Cr3,Cr4,Cr5,9Cr,9Cr2,9Crv,8CrMoV等,冷轧辊要求表面淬火,硬度为HS45~105。
热轧辊常用的材料有55Mn2,55Cr,60Cr MnMo,60SiMnMo等,热轧辊使用在开坯,厚板,型钢等加工中。
它承受了强大的轧制力,剧烈的磨损和热疲劳影响,而且热轧辊在高温下工作,并且允许单位工作量内的直径磨损,所以不要求表面硬度,只要求具有较高的强度,韧性和耐热性。
热轧辊只采用整体正火或淬火,表面硬度要求HB190~270。
轧辊是冷弯型钢生产的主要部件工位,其质量好坏直接关系到产品的质量、产量和成本,优良的轧辊应具备以下特点:1、板型设计的合理适用以保证钢带顺利成型;2、高精度的加工尺寸以保证型材的要求;3、轧辊基体的高强度、优异的耐磨性及抗咬合性能,以确保其寿命。
目前国内制造轧辊的材料和热处理方式大致可分为三类:1、GCr15等高碳低鉻轴承钢,常规淬火处理;2、Cr12高碳高鉻冷作模具钢,常规淬火处理;3、Cr12Mo1V1,优质冷作模具钢,常规淬火加表面氮化处理。
第一类因受材料淬透性的限制,常规淬火后轧辊的耐磨性达不到要求,且修复数次后,硬度阶梯性递减量大,寿命过低;第二类Cr12具有高淬透性,高耐磨性和热处理变形小等特点,因而广泛用来制作承载荷大,批量大的轧辊;第三类Cr12Mo1V1(或SKD11、D2)经常规热处理,氮化后,各项机械性能均优于Cr12钢种,且适用高精度冷弯异型材、不锈钢型材的生产。
在分析了上述情况、轧辊受力和损坏机理的前提下,采用Cr12、Cr12MoV表面合金化处理工艺制造轧辊。
应用基体等温淬火工艺,在保证基体(HRC60~62°)的同时,轧辊表面形成致密、均匀而又光滑的碳化物层,硬度值在HV2000~3500范围内。
轧辊分类——精选推荐
轧辊分类1、按被压延金属种类分类轧制钢铁制品的称为黑色轧辊。
轧制有色金属材料(铜、铝等)制品的称为有色轧辊。
2、按轧材被轧制时的温度分类轧制温度高于轧材再结晶温度的称为热轧,相应的轧辊称为热轧辊。
轧制温度低于轧材再结晶温度的称为冷轧辊,相应的轧辊称为冷轧辊。
3、按轧材成品的形状分类轧制热轧带钢产品的称为热带轧辊,以此类推,有:冷带轧辊、板钢轧辊、型钢轧辊、无缝钢管轧辊、棒线材轧辊等。
4、按轧机在轧线上的功能或所处的位置分类用于开坯轧机的称为开坯辊,以此类推,有粗轧辊、BD辊、中轧辊、预精轧辊、精轧辊、精轧前段辊、精轧后段辊、横切平整辊、纵切平整辊、切分辊、立辊、轧边辊、穿孔辊、轧管辊、脱管辊、张力减径辊、矫直辊等。
5、按轧辊在轧机上的位置分类直接接触轧材的轧辊称为工作辊。
辊轧机起支撑作用的轧辊称为支承辊,多辊轧机处于最远离工作辊位置的轧辊称为支承辊。
多辊轧机处于工作辊和支承辊之间的轧辊,称为中间辊。
6、按轧辊材质分类按材料类别分类,轧辊分为铸钢轧辊、铸铁轧辊、锻钢轧辊和粉末冶金轧辊四大类各大类又依轧辊工作部分的材质和主要合金元素不同进行细分,目前比较通用的分类见表1-1。
表1-1 主要轧辊材质一览表7、按毛坯制造方法分类整体轧辊(也叫常法铸造轧辊)复合轧辊(冲洗复合、离心复合、CPC复合、喷射沉积复合等)。
其中:采用冲洗溢流出芯部液体金属的全冲洗复合方法制造的轧辊,称为全冲洗辊;仅把辊身芯部液体金属冲洗到上辊颈的称为半冲洗辊;采用离心复合铸造方法制造的复合轧辊称为离心复合辊;采用CPC(连续复合熔铸)法制造的复合轧辊称为CPC复合辊。
机械组合轧辊采用机械组合方式制造的轧辊,称为组合辊。
采用机械组合方式并沿轴向施加一定压力制造的轧辊,称为预应力辊。
8、按辊身尺寸分类轧辊按辊身尺寸分为大轧辊和小轧辊。
我公司的分类尺寸:铸钢轧辊——辊身直径≤500mm的称为小钢辊铸铁轧辊——辊身直径≤540mm的称为小铁辊锻钢轧辊——辊身直径≤300mm的称为小冷辊辊环——净重≤1吨,最大直径≤1150mm的称为铸造小辊环。
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轧辊分类1.合金铸钢轧辊Alloy Cast Steel Roll合金铸钢轧辊是采用电弧炉冶炼优质钢水,采用先进的铸造、热处理工艺技术制造,具有很高的强度、优良的抗热裂性、韧性、耐磨性、适用于型钢粗、中轧机,热轧带钢粗轧机架用辊及热轧带钢支承辊。
辊身金相组织为珠光体或回火索氏体。
2.半钢轧辊Adamite Rolls半钢轧辊是性能介于钢辊和铁辊之间的一种轧辊材质,含有镍、铬、钼等合金元素,其基体组织中含有一定量的碳化物,采用特殊的热处理工艺,有高的耐磨性、强的韧性和好的热抗性,最大的特点是在工作层中几乎没有硬度降落。
适合带钢热连轧机粗轧、精轧前段;棒线轧机粗轧、中轧、预精轧机架;万能轧机、悬臂轧机辊环、辊套。
3.石墨钢轧辊Graphite Steel Rolls石墨钢轧辊的性能与半钢轧辊类似,其最大特征是组织中有少量细小石磨存在。
它可以提高轧辊的热轧辊的抗热裂性能和抗氧化铁皮黏附性能,主要适用于粗轧或初轧机架。
4.高速钢轧辊High Speed Steel Rolls高速钢轧辊在高温下具有很高的硬度和耐磨性。
它是用离心方法生产的,芯部材质为球墨铸铁。
通过成分和热处理工艺控制,工作层硬度可达80-85HSC,马氏体基体上分布有钒、钨、铌、钼复合碳化物,保证了工作层硬度均一,孔型磨损均匀。
这种辊用于精轧机架,增加作业时间,改善轧材表面质量。
5.GNV轧辊GNV Rolls粗轧机架用轧辊需要一些特性相互结合,其中某些特性会相互抵消对方的作用,这些特性包括耐磨性、耐热裂性、耐冲击性、热硬度和热强度等。
过多的网状碳化物能提高耐磨性、耐冲击性,但它严重降低了断裂韧性,这在粗轧情况下,会促使热裂纹形成发展。
要减小过多碳化物的影响,又能保持耐磨性,就要加入镍、钼等合金元素,使基体形态为贝氏体/马氏体(针状),比通常的珠光体基体更耐磨。
钼元素还有助于提高轧辊高温硬度。
GNV轧辊就是采用高合金材质加上特殊热处理制造出来的,基体组织中碳化物的含量小于5%,满足粗轧机架要求。
6.合金无限冷硬铸铁轧辊Alloy Indefinite Chilled Cast Iron Rolls合金无限冷硬轧辊,其工作层中有细小晶间石墨。
石墨和碳化物的大小、形状、分布可通过激冷作用和合金含量来控制。
由于添加了锰、铬、镍、钼等合金元素,基体组织可以从珠光体、贝氏体变为马氏体。
加上有少量细小石墨存在,不仅提高了轧辊抗剥落性、抗热裂性和耐磨性能,而且辊身工作层硬度落差很小。
适用于棒、线材、型钢轧机中轧、精轧机架。
7.合金冷硬铸铁轧辊Alloy Chilled Cast Iron Rolls合金冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织内基本上没有游离石墨,其硬度高,具有优良的耐磨性能。
用于小型棒、线材轧机及窄带钢精轧机架。
金相组织是细珠光体和碳化物。
8.珠光体球墨铸铁轧辊(离心)Pearlitic Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal)球墨铸铁中加入镍、铬、钼合金元素,经过特殊热处理得到珠光体球铁轧辊。
珠光体球墨铸铁轧辊具有良好的强度、高温性能和抗事故性能,工作层硬度落差小。
9.针状贝氏体球墨铸铁轧辊(离心)Spiculate Bainitic Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal)针状贝氏体球铁轧辊加入镍、锰、铬、钼等合金元素,它是具有针状组织(贝氏体+少量马氏体)基体,比珠光体球铁轧辊强度更高,韧性更好,耐磨性也明显提高。
可采用静态铸造可离心铸造生产。
10.合金球墨铸铁轧辊(离心)Alloy Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal)这种轧辊的特征是石墨呈球状,它的性质与合金无限冷硬轧辊相似,其强度高与无限冷硬辊。
一般采用静态或动态的铸造。
一、铸铁系轧辊铸铁系轧辊的含碳量在 2.5%—3.5%左右,按主要材质可分为普通铸铁轧辊、高镍铬无限冷硬复合铸铁轧辊、高铬复合铸铁轧辊和合金球墨铸铁轧辊四大类。
铸铁轧辊中常见的组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类,基体组织主要氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体,石墨在铸铁中的形态一般有片状和球状两种.1、普通铸铁轧辊普通铸铁轧辊可分为冷硬铸铁轧辊,中、低合金无限冷硬铸铁轧辊,中低合金球墨铸铁轧辊,冷硬铸铁是利用铁水自身过冷度和模具表面激冷的办法获得的一种铸铁其辊身表面激冷而生成白口层,硬度高、耐磨性好。
冷硬铸铁轧辊按制造工艺和芯部材质可分为非球铁、球墨复合、和球芯三大类。
无限冷硬铸铁轧辊是介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质,其辊身工作层基体组织中存在着石墨,并且辊身工作层与芯部没有明显的分界线。
普通铸铁轧辊主要用于叠轧薄板轧机、三辊劳特式中板轧机、线材轧机、棒材轧机及型钢轧机用辊。
2、高镍铬无限冷硬铸复合铁轧辊无限冷硬铸铁是界于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质,无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层集基体组织中存在着均匀分布的石墨,石墨的含量从辊身表面往里随深度的增加而提高,硬度随之降低,因此,辊身工作层与芯部没有明显的分界线,也称无界冷硬铸铁轧辊无限冷硬铸铁轧辊材质中含有较高的铬、镍、钼合金元素时为高镍铬无限冷硬铸铁轧辊,采用全冲洗(溢流法)或离心复合浇注工艺生产。
高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织中存在较大数量的碳化物,因此有较高的耐磨性,基体组织中石墨的存在,使其具有良好的抗热烈性,被广泛应用做宽、中、厚板轧机和带钢轧机精轧用辊。
3、高铬复合铸铁轧辊高铬复合铸铁轧辊是以含铬12-22%的高铬白口耐磨铸铁为轧辊辊身外层材质,一般以球墨铸铁为轧辊芯部和辊颈材质,采用离心复合浇注工艺而生产的高合金复合铸铁轧。
由于基体中存在板条状的Cr7C3型共晶碳化物、菊花状的Mo2C型共晶碳化物和颗粒状的Cr23C6型二次碳化物,高铬铸铁轧辊具有优异的抗耐磨性能,被广泛应用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和板材轧机精轧4、合金球墨铸铁轧辊合金球墨铸铁轧辊由于石墨从辊身到芯部呈球状均匀分布,所以抗拉强度大,可经受重载荷,耐磨损性很好。
基体组织为碳化物及珠光体或针状体,合金球墨铸铁轧辊按辊身基体组织大体可分为两类:珠光体球墨铸铁轧辊和针状体球墨铸铁轧辊,合金球墨铸铁轧辊一般采用整体铸造,但针状体铸铁轧辊由于合金含量高,铸造应力大,可采用离心复合浇注工艺,获得理想的综合使用性能。
合金球墨铸铁轧辊具有良好的抗热冲击和耐磨损性能,被广泛应用做大型初轧机、型钢轧机、棒材连轧机和大型无缝管轧机用辊。
二、铸钢系轧辊铸钢系轧辊可分为两类:钢轧辊(含碳量0.4-1.4%)和半钢轧辊(含碳量1.4-2.4)钢轧辊含碳量低,故硬度较低,其组织一般由铁素体和珠光体组成,随着含碳量增加,铁素体量减少,珠光体量增加。
为提高硬度,可加入Cr、Ni、Mo等合金元素,或者进行特殊热处理,由于钢轧辊具有高的抗拉强度和韧性,适用于轧制温度高、轧制载荷大的开坯轧机或初轧机,也可用做支撑辊。
如进行特殊热处理,得到HS90以上的高硬度,亦可用做冷轧工作辊。
半钢轧辊含碳量在铸钢辊和铸铁辊之间,其组织主要由珠光体构成,并含有一定的碳化物,因此,其强度比铸钢轧辊稍高,比铸铁轧辊低,其硬度比一般铸钢轧辊高半钢轧辊的最主要特点是内部硬度降落很小,因此,特别适用于制造深孔型轧辊,同时广泛应用于型钢轧机粗轧和精轧机架、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊。
半钢轧辊材质中若增加硅含量,通过石墨化处理,具有高的抗热裂性和强韧性,作为初轧机开坯轧辊、大型型钢粗轧辊、开坯连轧机轧辊和热轧带钢连轧机立辊,可获得良好的轧制效果。
1、合金铸钢轧辊依其化学成分和热处理工艺,可使辊身外层基体组织为珠光体及贝氏体。
珠光体可以是片状或球状,或是索氏体类型回火索氏体不仅具有高的强韧性,而且具有优良的抗热裂性,尤其是带位相的回火索氏体组织还兼有优良的耐磨损性能,故用于初轧机时,轧制效果良好。
合金铸钢轧辊具有较高的抗拉强度和韧性,一定的耐磨性和抗热裂性,主要用于初轧机的开坯轧辊和型钢轧机粗轧辊。
2、铸造高铬钢轧辊高铬钢轧辊是以其高铬钢(C:0.5-1.5%、Cr:8-15%)为辊身外层材质,以球墨铸铁为芯部材质,采用离心复合浇注工艺生产的,由于其辊身外层具有比高铬复合铸铁材质更加富铬的基体组织,耐磨性极好,此外,由于高铬钢轧辊辊身工作层基体组织中的碳化物含量较低,使其具有优良的抗热裂性,基于此,高铬钢轧辊是目前热连轧机粗轧辊选材的发展趋势。
3、离心复合高速钢轧辊高速钢轧辊不仅具有高的抗热裂性,同时其高的耐磨性及红硬性可大大延长轧辊寿命,提高轧材质量,可用于热带连轧机精轧前段工作辊。
4、半钢轧辊半钢轧辊含碳量通常为1.4-2.4%,机械性能处于处于铸钢和铸铁之间,具有硬度降落小,耐磨性能高等特点,广泛用于型钢轧机粗轧和中轧机架、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊,当半钢含碳量大于1.9%时,称之为高碳半钢,高碳半钢由于碳含量较高,基体组织中存在有共晶碳化物和伪共晶碳化物,被用于开坯连轧机架用辊、型钢轧机中间机架和精轧机架用辊。
半钢轧辊用做热轧辊时,为提高耐裂性,成分中增加硅含量,成为石墨铸钢轧辊,集中了铸钢和铸铁二者的优点,大量用于钢坯热连轧机轧辊和型钢轧机轧辊。
三、锻钢系轧辊锻钢系轧辊通过冶炼、锻造、热处理,使轧辊辊身工作层具有均匀一致高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力,同时保证轧辊辊颈和辊身芯部具有一定的强度和高的韧性。
锻钢轧辊具有的这一独特性能,使其在冷轧以及有色轧制方面,有着铸造轧辊不可替代的优势。
按使用条件,锻钢轧辊可分为锻钢热轧辊及锻钢冷轧辊,锻钢热轧辊主要用于热轧开坯及型钢粗轧辊,锻钢冷轧辊被广泛用于冷轧辊。
锻钢冷轧辊使用要求高,辊身表面必须具有高而均匀的硬度,以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量,辊身具有一定的淬硬层深度,具有高的抗事故能力,为此,对轧辊的原始组织要求很严,一是纯净的冶金质量,二是组织的均匀性。
我国目前主要使用含铬2%左右的冷轧辊材质,HS90以上的工作层在10mm左右,而新开发的含铬5%的Cr5系列冷轧辊,HS90以上的工作层在30mm以上,Cr 5系列冷轧工作辊在各方面体现出的优良性能,必将逐步替代传统上使用的Cr 2系列冷辊,成为冷轧工作辊的发展方向。