550水平型钢轧机设计

1绪论

1.1小型型钢连轧生产概述

1.1.1发展现状

从16世纪人类开始轧钢发展到今天，经过了漫长的过程。在1530年或1532年，依尼雪在拿伯格（Nnrmberg）发明了第一个用于轧钢或轧铁的轧机，紧接着，1782年，英国的约翰彼尼（John· payne）在有俩个刻成不同形状的孔型的轧辊的轧机中加工锻造棒材。1759年，英国的托马斯伯勒克里（Thomas· Blockley）取得了孔型轧制的另外一个专利，在历史上标志着型钢生产正式开始。

大约1825年，新的生产工艺又出现了。两个南斯达福得施耶（South · Staffshire）的操作工想出了棒材成品前为椭圆断面，然后借助导卫进入最后一道孔型并轧制成圆的轧制工艺。直至发展到今天，仍在有效使用的椭圆—圆孔型工艺。

1853年，R—罗登（R·Roden）发明了三辊轧机，随后的1857年，约翰—弗里茨（John·Frits）将三辊轧机用于棒材或线材的轧制。一两年以后，一个比利时的轧钢工实现了不等轧件完全离开轧辊是时，即在轧制过程中将它的头部就送入下一个道次进行轧制的操作方法，运用这种方法时的轧机被称作比利时轧机或活套轧机。

1869年，瓦施本和米尔（Washburn and Mean）设备制造公司制造出一台新型的轧机，即现在被称作纵向直线布置的连续式线材或棒材轧机。它取消了轧件在各道次之间翻钢90°避免了道次间形成活套。从此，平立交替的连轧机出现了。

比利时轧机的使用持续了多年，尽管期间经历了一系列改进，但还是未能完全适应时代前进的步伐。在20世纪40年代末50年代初，由于机械制造和电气控制技术的进步，无扭转连续式轧机发展起来，比较典型的是1945~1950年投产的伯利恒钢铁公司勒克加文纳厂（Betlehem’s Lackw anna Plant）棒材轧机。从50年代起，无扭转轧机的全连续式的小型轧机逐渐增多，代表当时先进水平的是由美国共和国（Republic’s）在1958年4月投产的棒材轧机。到20世纪70年代，虽出现了一部分带围盘的横列式套轧小型轧机，但全连续式的布置形式仍是小型轧机的主流。

80年代以后，随着连铸技术的成熟，机械制造及电气控水平的迅猛发展，小型轧机进一步演变为现代的全线无扭转直线连续式小型轧机。

型钢生产将朝着化学成分更加纯净、生产日趋连续化、轧制速度不断提高、轧机强度和刚度不断提高、广泛采用连铸坯、连铸坯热装热送和直接轧制技术和短流程技术、

采用控制轧制、控制冷却和形变热处理技术、开发新品种和经济断面型钢、生产趋向专业化、发展低合金和合金钢型、采用轧钢自动化和计算机控制技术、采用自动检测技术等这几个方面迅猛发展。

1.1.2 工艺和设备特点

小型型钢连轧技术较横列式轧机有非常明显的优点，尤其在其工艺和设备上特点明显：

以连铸坯为原料；设备和布置比以前大大简化；一座步进式加热炉与一套轧机相配；轧线主轧机平/立交替布置；主线无扭转轧制，一般均是粗轧6架，中轧6架，精轧6架；采用新轧机，粗轧机多为悬臂式或短应力式，中轧机则大部分采用高刚度的短应力线式轧机；轧线上设置两台切头飞剪，才用这种设备，可大大减少精整面积和操作人员；各架轧机单独运动；采用微张力或无张力扎制；高效率的单面步进式冷床；不再需要在线探伤和检查设备；在线矫直、在线飞剪、定尺剪切均已成功运用；并且使用了高速无扭转线材精轧机和斯泰尔摩控制冷却工艺。

此外，小型型钢生产大多数采用了连轧工艺，它能保证各道轧制速度随轧件延伸系数按比例增加，实现了粗轧时低速咬入和精轧时的高速轧制；温降很小，保证了所要求的轧制速度，因为连轧时避免了往复轧制和横移，节省了时间；有利于轧制轻薄细型钢材，细小规格的产品和产品质量的改善；有利于连铸坯一火成材，降低成本和节省能源，减少了咬入事故和其他设备事故，提高了作业率，降低了轧制负荷，节约电耗、辊耗、减少设备事故，提高了轧件重量，同时解放了劳动力。连轧利用推力自动进钢，连轧件在连轧过程中受到轧辊的推送力，有利于自动进钢，且可省去大量辅助工序和设备：如移钢、升降翻钢及往返移动等工序设备，为高效率生产提供条件，而且改善了咬入；有利于延伸和正常的轧制，在连轧过程中，前一架轧机对后一架轧机的轧制产生推力，实现强迫咬入；连轧工艺更容易实现生产自动化，因为它是连续化生产过程，坯料、温度等工艺条件比较稳定。同时实现低温控制轧制，不仅可以节约能源，还可通过控制变形组织状态收到变形热处理的效果，提高了钢材的力学性能。

下面介绍小型型钢棒材的生产工艺流程：

棒材生产线经过长久的发展已经有了其独特的优点，新棒材生产线在消化原有小型生产线的基础上，克服了原有生产线的弊端，具备了开发类似A18mm大规格产品的切分轧制以及小规格的多线切分轧制的设备潜力。它的工艺设计直接运用了粗轧机组无孔型轧制、切分轧制、碳化钨辊环轧制等一系列已经试验成熟的轧制新技术，将极大地促进生产率的提高，确保了棒材的成品质量。

1.1.3小型型钢用途

型钢生产产品规格众多，广泛应用于国民经济的各个部门。具体来说主要有：

复杂断面型钢：用于机械工业的，其中包括印刷机、打印机零件、风动工具零件、石油机械零件、采矿机械零件、粮食加工零件、农业机械零件、汽车零件、轴承零件、机床零件、刀具、传动机械零件和医疗、造纸机械零件等。

用于纺织工业上面的有各类缝纫机零件、纺织机零件。

用在仪表工业上，有刃具、号码机、调节器零件、无线电构件、电讯仪表零件、放映机、录音机零件。

用在电机制造工业上，有气轮机叶片、电机零件、垫圈。

用在建筑结构材料上，有民用钢窗、船舶用钢窗等。

简单断面型钢广泛应用于机械制造如：轴类零件、金属结构；桥梁建筑如：钢筋混凝土结构中、桥梁骨架等方面。

总之，型钢用途广泛，在国民经济中占有不可缺少的地位。

1.2总体方案确定

1.2.1轧机主传动系统

轧机主传动系统包括电动机，传动机构，工作机座三部分。

1．电动机主要根据电动机的功率来选择，另外一般选用高转速，用减速器来减速，而不采用成本较高的低速电动机，其作用是给整个系统提供动力。

2．传动机构由连接轴，联轴器，齿轮机座，减速器组成，其作用是把电动机的转动传递给工作机座中的轧辊，使其旋转，实现对金属的轧制。

（1）联接轴：其作用是将扭矩从齿轮机座或一个工作机座的轧辊传递给另一个工作机组的轧辊。它的主要类型为：万向接轴和梅花接轴。

本设计采用万向接轴，原因：他允许接轴中心线与轧辊中心线（或齿轮中心线）之