新一代三辊减定径机组的发展及使用情况

分类号:B J84

世界金属导报/2002年/03月/05日/第004版/

轧钢・自动化

新一代三辊减定径机组的发展及使用情况

王世栋

〔《钢技术》报道〕3辊技术于1954年被用于线棒材生产,现已演变成当今的减、定径机组(R S B)技术。在80年代中期,这种不断发展实现了精密定径机组(P S B)和R S B的突破。至今世界上已有41台这样的机组在运转或在建设中。采用3辊减轻和(或)定径机组的线棒材轧机的年生产能力差不多达到1500万t,分布在35家公司中。阿根廷3台(占7.3%),巴西1台(2.4%),英国1台(2.4%);法国2台( 4.9%),德国7台(17.1%),意大利3台(7.Ω%),俄罗斯1台(2.4% ),西班牙1台(2.4%),日本5台(12.2%),韩国2台(4.9%),台湾3台(7.3%),泰国1台(2.4%),南非1台(2.4%),美国10台(24.4 %)。

3辊R S B技术能很好地满足现代线棒材轧机的需求,例如:

就允许偏差、表面和冶金性能而言,能够可靠而稳定地生产高质量产品。

高的生产灵活性(能够随时轧制任何品种或规格)。

最佳的操作经济性,因此可达到高的产品收得率,高的轧制利用率和低的操作费用。

3辊减定径机组的应用

尽管机械费用较高,但是由于3辐道次具有如下优点,因此通常优先于2辊机架选择3辊技术:

宽展较小,因此变形效率较高,能量消耗较少和温升较少。

沿轧件断面的变形均匀。

可自动补偿进口横断面的偏差。

对具有精确允许偏差的自由尺寸轧制来说,可调整道次的范围较宽。

轧辊和轧件之间的速度差较小,因此孔型磨损较小。

R S B把3辊道次的高延伸效率和特有的定径能力结合起来,因此可达到质量和经济性的极好结合。它可以取代棒材精轧机或线材预精轧机中的多达4个机架,生产供线材精轧机组用的所有要求的轧前断面,供侧出料式卷线机卷取用的成品棒材产品,或者供传送给冷床用的直条产品。

在轧制成卷线材或棒材或者送至冷床的棒材的多用途线棒材轧机上,可以轧制上述产品任何组合的产品。

孔型设计特点

在粗轧机和中轧机操作中采用R S B技术,可使轧辊和导卫库存减少,轧废率降低。

因为R S B的道次顺序,在轧制从中轧机圆形道次来的任何线材轧前断面或成品棒材尺寸时,可使中轧机的圆形道次尺寸之间的空白(φ23.4～79.0m m)连接起来,所以可实现单道次轧制。这种轧制就意味着,在上游的粗轧和中轧机不需要调整、改变尺寸、改变道次或机架,此外这些孔型磨损到不可接受程度或者在轧制更大的成品直径范围时进行无压下轧制。可以重复使用成熟而可靠的轧机调定值,因此操作、机械和电气的停机时间减少,轧机利用率大大提高。

R S B轧制的特点是自由尺寸轧制(仅需以很小增量调整辊缝就可轧制许多成品棒材尺寸或线材机组用的轧前断面)以及从一种自由尺寸范围向另一种尺寸范围迅速更换机架。相应的调整范围为棒材直径的9%(最大达3.0m m)。在任何情况下,直径的偏差都可保持在±0.1m m以内,因此即使在采用接近3.0m m的整个自由尺寸范围时,也能达到严格的允许偏差要求。

辊缝的导卫调整采用远距离控制,可在钢坯之间的最大60s的间隙时间内自动进行。自由尺寸范围之间的快速更换机架,可在最多5m i n内完成。

与只有很小自由尺寸范围的2辊轧机相比,轧制现代棒材轧机产品品种时所要求的道次和机架更换次数大大减少。R S B孔型设计,可获得如下改进:

与普通系统相比,道次和机架更换次数大大减少。

轧辊和导卫库存大大减少。

由于轧机利用率提高,因此生产效率提高。

由于轧机变换减少,因此轧制条件稳定。

另一个优点叫做自由轧制。由于在轧机线上用另一套机架轧制的时候可在轧辊车间快速更换辊环,因此就有可能从小尺寸更换成较大尺寸,或者反之。为改变进入R S B的轧件断面,用空轧代替道次或者在中轧机中再次采用更多的2辊道次操作,可采用现代更换设备在更换R S B机架所需的相同的5m i n内完成。

可以避免长的计划轧制周期,因此:

交货时间缩短。

在线库存减少。

轧制方针非常灵活。

设计和工艺特点

新一代R S B包括如下特点:

具有大压下能力的无维修刚性机架。

C形模块式无维修重型传动系统。

在轧辊车间的快速更换轧辊,进行自由轧制。

在轧机线上快速自动换辊。

远距离控制轧机线上的轧辊和导卫,进行自由尺寸轧制。

轧辊车间的轧辊和导卫的计算机辅助调整,进行允许偏差第一轧制。

机架设计、传统动装置和机架更换系统:机架中所有的带有3根输入轴的刚性极好的3

辊机架,都是相同的和可以互换的。辊轴在偏心套筒中旋转,以便能进行辊缝同心调整。也

可以进行轴向调整。机架只进行油脂润滑。

辊环,通过一根由螺母固定的液压预应力捆线,卡在辊轴的两个凸缘之间。这种卡紧辊

环的方法,对采用碳化钨辊环材料是非常适合的。所有三个辊环的更换,借助一个自由液压

更换工具,可在大约的30m i n内完成。

研磨轧辊不需要专用车床,因为辊环可以单独在标准立式车床上或磨床上(碳化钨的情况)进行研磨。

每个3辊机架上的轧辊传动,由一个所谓C形模块提供。机组内的每个机架位置上的C

形模块都是相同的,并且都安装在一个带有共同顶架的共同基础上,构成一个紧凑机组。电

机和各自的减速箱交替安装在高、低位置上,因而形成一个极其紧凑和节省空间的布置。

3辊机架都放置在一个共同支架上,该支架还容纳液压的机架卡紧和移动系统。换机架,采用液压方法,将上下机架联轴节拉出,然后可以采用液压缸将全部机架或单个机架从机

组中移出,放到更换车上。因此,该系统可以根据轧制程序要求,更换机组中的个别机架或

同时更换所有机架。将载有用过机架的更换车移开,将载有新准备好的用于下个尺寸范围的

机架的第二个更换车开到机组前。将新机架推入轧制线以后,轧制继续进行。根据这种灵活

更换系统的布置,更换时间最多为5m i n。

轧辊和导卫的远距离控制:为了在自由尺寸范围内,从一种棒材尺寸改变成另一种尺寸,必须尽可能准确地调整轧机的轧辊和导卫。

例如,对一个4机架R S B以及调整机架和辊式导卫的连接轴,由伺服电机及减速齿轮

组成的传动装置,采用一个可垂直收回的安全盖,安全盖一关闭,便与轴相联接(齿轮型联接)。根据要求的成品材,由棒材轧机构形(B A M I C O N)程序计算轧辊和导卫的调整

量值。相应的调整可在1m i n的最大钢坯间隙时间内进行,准确度±0.01m m。

采用上述调整系统,就有可能高效、经济而高度精确地操纵R S B,因而可避免人为误差。

机架和导卫的计算机辅助调整系统:在轧辊车间更换辊环之后,可借助于利用激光光源

和C C D摄像机的计算机控制光学装置,正确地调整机架。

采用一种专门研制的计算机程序,对信号进行自动评估,而径向和轴向轧辊调整值显示

在监控器上。

轧辊和导卫调整精度很高(±0.01m m),而且可靠,因而适合于“允许偏差第一”的操作,因为可避免人为误差。

操作结果

作为R S B的有关操作、经济和市场优点的一个实例,新日铁公司室兰厂1999年8

月投产的新一代R S B的操作结果如下。

这个现代化工程的主要目标为:

高的轧机刚性。

严格的尺寸公差。