轧钢机械讨论课

四辊轧机机架窗口的宽度B一般为支承辊直径的1.15-1.30倍， 即B=（1.15-1.30）DM。为换辊方便，换辊侧的机架窗口应该比传动 侧窗口宽5-10mm，亦可表示为 B=BZ+2S 式中，B——机架窗口宽度，mm； BZ——支承辊（轧辊）轴承座宽度，mm； S——窗口滑板厚度，mm，一般取S=20mm。 机架窗口高度H主要轧辊最大开口度、压下螺丝最小伸出端以及 换辊等要求确定。对于四辊轧机，可取 H=(2.6-3.5)（DW+DM） 式中，DW、DM——工作辊、支承辊直径，mm。 （3）压下、平衡调整装置 压下、平衡调整装置的选择是根据轧机的具体情况和使用场合 决定的。设计完成后，都要重新校核机架高度。若减小H，理论上是 可以的；若增大H，则需要重新校核机架强度、刚度。 （4）配管 配管时尽量使用硬管，避免使用软管，以期降低能量损耗
本报告主要从板带产品质量指标、板带产品质量控制、轧机刚度
、轧机设计的一般过程等方面进行讨论。
第2章板带产品质量
2.1板带产品质量指标

板厚精度与板形精度是板带 材的两大质量指标，板厚精度包 括横向厚度差、纵向厚度差，板 形精度包括板凸度、板形。
图1.板厚偏差
图2.板凸度偏差
2.2影响板厚质量的因素
图3.轧辊挠曲
图4.热膨胀不均
第3章板带轧机刚度
3.1板带轧机刚度

板带轧机刚度是指轧机 抵抗弹性变形的能力。其物 理意义是：使机座产省1mm 弹性变形所需要的轧制压力 。一般认为，轧机刚度越大 ，表明轧机控制轧件的纵向 厚差的能力就越强。
3.2轧机刚度的影响因素




轧机的刚度不仅是轧机的结构所固有的特性，还与轧制条件有 关。不同的轧制速度、轧件宽度和变形抗力均会使轧机的刚度产生 变化。 (1）轧制速度对轧机刚度的影响 由于采用液体摩擦轴承的轧机，轴承油膜厚度与轧辊的转速有 关。当轧机加速、减速时都会影响轴承油膜厚度，使辊缝发生变化 。在一定的轧辊速度条件下，当轧制压力大于某一定值时，轧机的 弹性变形曲线近似于直线。此时，可以认为轧制压力的变化对轧机 刚度没有影响。而且，在一定的轧制压力下，随着轧制速度的提高 ，轧机的刚度逐渐降低 （2）轧件宽度对轧机刚度影响 当轧制不同宽度的轧件时轧辊与轧件的接触宽度不同，单位宽 度上的轧制压力也不同，变形区工作辊与轧件的接触变形也随之变 化。另外，轧件宽度的改变，使工作辊与支撑辊之间的接触压力沿 辊身长度方向上的分布发生变化，支承辊的弯曲变形和辊间的接触 变形也要相应改变，从而引起工作辊弯曲变形的变化。轧件宽度越 窄，单位宽度轧制压力越集中，轧机刚度降低。
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为了更好地消除板带材的厚度偏差(以下简称厚差)，需对其产生 厚度的原因进行分析，以便针对不同的原因采取不同的对策。 造成轧件厚度波动的原因可以分为如下三大类： （1）由轧件本身工艺参数波动造成的。包括来料头尾温度不均、 水印、来料厚度不均化学成分偏析造成的硬度（变形阻力）不均等。 来料厚度将随着轧制厚度控制而逐架变小，但来料硬度波动却具 有重发性，即硬度较大（或较小）的该段带钢进入每一机架都将产生 新的厚差。 （2）由轧机参数变动造成。包括支撑辊偏心、轧辊热膨胀、轧辊 磨损、抽成幽默厚度变化等 （3）由于工艺等其他原因造成的厚差。属于这类的有：不同轧制 乳液以及不同速度条件下轧辊-轧件间轧制摩擦系数不同（包括加减 速时摩擦系数的波动）；全连续冷连轧或酸洗-冷轧联合机组在工艺 上需要动态变规格，因而将产生一个楔形过渡段；酸洗焊缝或轧制焊 缝通过轧机时造成的厚差。
参考文献
①
第159860号 连家创、刘宏民主编 板厚板形控制 北京.兵 器工业出版社 ② 第9787040189186号 姜鸿主编 自动控制理论 北京.机械 工业出版社 ③ 第750833762 号 李清等主编 轧机液压AGC厚控系统 北京 .冶金工业出版社 ④ 第117114号 邹家祥主编 轧钢机械 北京.冶金工业出版 社。
百度文库
轧机刚度与板宽的关系为
式中，M——轧机刚度

ML——轧机原始刚度 β ——变化系数 L——轧辊辊身长度 b——轧件宽度 （3）变形抗力对轧机刚度的影响 变形抗力越大，轧机的刚度系数越小
第4章轧机设计
4.1轧机的设计过程





在给定产品大纲的前提下，诸如重要参数：轧件宽度、厚度 、钢种。以四辊轧机为例，需要设计的参数：辊系、机架、压下 平衡装置、其他部件、配管。 (1）辊系 首先根据最大板宽得出轧辊辊身长度L=Bmax+a；再确定支承 辊、工作辊的辊身直径DW、DM。；然后确定支承辊、工作辊的辊颈 直径dw、dm，并校核轧辊的刚度、强度、轴承寿命。 另外，对于热轧，要考虑粗轧机座的要入问题，即检核咬入条件 ；对于冷轧，要考虑最小可轧厚度的问题。 （2）机架 机架的主要结构参数是窗口宽度、高度和立柱断面尺寸。 机架立柱的断面尺寸X、Y是根据强度条件确定的。根据轧机类型 ，由F=ad2确定立柱断面尺寸X、Y，二横梁高度C=（1.35~1.65）X 也可由此确定。
第4章轧机设计
第1章绪论
钢铁产品是国民经济发展的重要基础和支柱，而板带材钢铁产品
更是重中之重。板带材品种多样，应用广泛，是国家工业化进程 中必不可少的产品。因此，对于板带钢的产品质量就有着严格的 要求。
板厚精度与板形精度是板带材的两大质量指标，板厚精度包括横
向厚度差、纵向厚度差，板形精度包括板凸度、板形。板厚控制 和板形控制是板带轧制控制领域的两大关键技术。近年来，国内 外在板厚和板形控制技术方面，特别是在板形控制技术方面，取 得了许多新的进展，大大提高了板带材的几何尺寸精度。我国近 年从发达国家引进的一些大型的现代化板带轧机，其关键技术乃 是高精度的板厚控制和板形控制。
（3）缩短轧机应力线的长度
工作机座中受力零件的长度之和，就是该轧机的应力轨迹的 长度。全部受力零件在轧制力的作用下，都会产生弹性变形。根 据胡克定律，受力零件的弹性变形量与其长度成正比，与其横截 面面积程反比。

用四根立柱式的具有左、右螺纹的拉杆螺栓将刚性很大的上 、下轴承座固定在一起，实现了上、下辊系相对于轧制线的对称 调整，大大缩短了轧机的应力线长度。可以显著提高机座刚度。
图5.短应力线示意图
图6.预应力轧机
图8.短应力线轧机
实验总结

该讨论课采用完全开放形式，学生结成团队，每个团队按照 要求，提出需要解决的问题并以所学的理论和方法解决问题，对 于引导学生积极思考、主动学习、学会自学，提高学生综合运用 所学知识，提出、分析和解决实际问题的综合能力有重要意义， 改变了长期以来学生习惯于被动学习、解决答案惟一的命题问题 ，缺乏学习的主动性、联系实际不够的学习局面。
小组成员：季境伟、宋仁平
刘宝谦、张鹏、王耀光
指导老师：谢红飙
目 录
第1章绪论 第2章板带产品质量

2.1板带产品质量指标 2.2影响板厚质量的因素 2.3影响板形质量的因素 3.1板带轧机刚度 3.2轧机刚度的影响因素 4.1轧机的设计过程 4.2工作机座刚度
第3章板带轧机刚度
4.2工作机座刚度





由于对成品轧件的尺寸精度，特别是板带材厚度及断面公差 的要求不断提高，对机座刚度的要求也在不断提高。 提高机座刚度的途径有以下几种办法。 （1）提高承载零件的刚度 在工作机座的弹性变形中，辊系的变形最大，约占总变形的 40.5%~71.5%。因此，在承载零件中，提高辊系刚度可以显著的提 高机座刚度。其主要措施是：①增加轧辊直径；②缩短辊身长度 ；③采用多列圆柱滚动轴承或液体摩擦轴承。 此外，还往往采用大机架立柱断面来提高机座刚度。 需要指出的是，采用增加轧辊和机架断面尺寸来提高机座刚 度，会使工作机座结构庞大，增加设备重量和制造困难。因此， 采用这种方法提高机座刚度，在经济和技术上均受到一定限制。 （2）对机座施加预应力 在轧制前对轧机施加预应力，使轧机处于受力状态。轧制时 ，由于预应力的影响，轧机的弹性变形减小，轧机刚度增加。
2.3影响板形质量的因素
（1）轧辊沿辊身的不均匀热膨胀




由于轧制时变形功所转化的热量、摩擦所产生的热量或高温轧 件所传递的热量，都会使轧辊受热；而冷却液、周围空气介质、与 轧辊接触的零件，则会使轧辊冷却。在轧制过程中，加热和冷却条 件沿辊身长度是不均匀的。由于靠近辊颈部分受热少，冷却快，故 轧辊中部比边部的热膨胀大，使轧辊产生热凸度。 （2）轧辊沿辊身的不均匀磨损 一般轧辊的中部磨损大，边部磨损小。 （3）轧辊沿辊身的弹性压扁分布 轧辊的弹性压扁包括变形区工作辊与轧件接触引起的弹性压扁 、工作辊与支承辊之间的相互弹性压扁。决定辊缝形状的不是压扁 的绝对值，而是压扁沿辊身长度的分布。 （4)轧辊的弹性弯曲 轧制时轧制压力通过工作辊传递给支承辊，使支承辊产生挠度 变形，从而引起辊缝形状的变化。 (5)轧辊的原始磨削形状