四辊热轧钢板轧机的结构及板形控制

四辊热轧钢板轧机的结构及板形控制

摘要：中厚钢板大约有200 年的生产历史，一个国家的中厚板轧机水平也是一个国家钢铁工业装备水平的标志这之一。通过对四辊可逆式轧机的结构及影响板形的一些因素的分析，例如：轧机的压下平衡装置，AGC 液压弯辊技术以及矫直机的机理等。进一步加深了对四辊可逆式轧机的结构及板形控制的分析和了解并且对中厚板生产和钢板质量的提高有举足轻重的作用。最后从两个问题分析中得出大多数四辊可逆式中厚板轧机的基本结构大致包括以下几部分：辊系、机架部件、压下平衡装置、轧辊的轴向固定装置等。在板形控制方面控制板形的方法大致包括：设定合理的轧辊凸度，合理的生产安排，合理制定轧制规程以及通过调温控制等。但随着近几年液压弯辊技术的广泛应用，大部分四辊可逆式轧机在原来轧机的基础上运用了液压弯辊技术，进而VC 辊，CVC 系统，PC 轧机，HCW 轧机，AGC 轧机，CVC轧机这些新一代运用液压弯辊技术的设备应运而生，这些新技术的推广对中厚板的板形控制起到了举足轻重的作用。

关键词：机架；压下装置；辊系；平衡装置；轴向固定装置；液压弯辊

一、前言

板带轧机自18 实际初正式诞生至今，已有210年的发展历史。由于板带钢是应用最广泛的钢材，所以提高板带钢在钢材生产中的比例是世界各国发展的普遍趋势。

一般将单张钢板和成卷带钢统称为板带钢。板带材是一种厚度与宽度、长度比相差较大的扁平断面钢材，也称扁平材。新标准产品分类：其中薄板的厚板界限为3mm，窄带钢与宽带钢的宽度界限为600mm。特厚板（厚度≥50mm）；厚板（20≤厚度＜

50mm）；中板（3mm≤厚度＜20mm）;热轧薄板（厚度＜3mm，单张）；冷轧薄板（厚度＜3mm,单张）；中厚宽钢带（3mm≤厚度＜20mm，宽度≥600mm）；热轧薄宽钢带（厚度＜3mm,宽度≥600mm）；冷轧薄宽钢带（厚度＜3mm,宽度≥600mm）；热轧窄钢带（宽度＜600mm）；冷轧窄钢带（宽度＜600）; 镀层板（带）；涂层板（带）、电工钢板（带）。由于板带材有单位体积的表面积大、易成型加工等特点，被称为：“万能钢材”，故广泛用于轮船舰艇、航空、航天器、锅炉、压力容器、汽车、火车、起重机、金属制品、金属结构、屋面板、各种管线等。所以在生产中要求板带产品具有：尺寸精准、板型良好、表面光洁、性能较高。但由于板带的断面特点，在轧制过程

中产生极大的轧制力，轧件与轧机同时变形。要满足上述产品要求，就必须发展轧件的变形控制轧机的变形。发展轧件的变形主要有两个途径：（1）降低轧件的变形抗力，如加热轧件、退伙轧件等；（2）改变轧件轧制轧制时的应力状态，如减少摩擦力、增加张力，采用小直径轧辊、异步轧制等。控制轧机的变形主要有两个途径：（1）提高轧机刚度，如增加机架的断面尺寸、缩小轧机应力线长度等；（2）板型控制、厚度和宽度自

动控制，板型控制主要是通过变更轧辊的凸度来控制，基本有三种：一种是横移工作辊，如：HC 轧机、CVC 轧机。另一种是调整工作辊间交叉角度来形成不同凸度辊缝，如PC 轧机。第三种是在支撑中间设置液压油腔，在其中注入高压油从而调整支撑凸度的VC 轧辊。以提高产品强度、韧性、焊接性能为目标的控制轧制、控制冷却技术得以广泛应用。

二、分析四辊热轧钢板轧机的结构及板形的控制热轧中厚板生产工艺流程（图5-1）一般包括坯料准备、加热、轧制和精整。

上图为热轧中厚板的工艺流程图，下面主要剖析轧制工序里面的四辊轧机的结构。

某2300四辊可逆式轧机机座如图5-31所示。由两台2050kW 、转速60/120r/min 的直流电动机，分别通过万向接轴直接传动工作辊。最大轧制力20000kN，单根主传动轴传递的最大扭矩600kN·m。轧辊尺寸，工作辊径φ750mm,支撑辊径φ

1300mm，辊身长度2350mm，轧辊开口度200mm 。

一）、轧辊与轧辊轴承

工作辊、支撑辊相互位置关系及形状尺寸如图5-32所示。l B、d B、D B 分别代表支撑辊辊颈长度、辊颈直径、辊身直径，l w,d w、D w分别代表工作辊辊颈长度、辊颈直径、辊身直径，L 代表轧辊辊身长度。轧辊材料一般采用冷硬铸铁、合金铸铁和合金铸钢，下述的2300四辊轧机的工作辊和支撑辊均是用60CrMo 铸钢制成。2300四辊可逆式轧机轧辊轴承装配如图5-33所示。该轧机工作辊和支撑辊均是采用四列圆锥滚子轴承支承。轴承的游隙可以调整，根据使用情况，四列圆锥滚子的各列游隙可相等或不相等配置。近年来，多采用四列圆柱滚子轴承与止推轴承组合的方法，代替四列圆锥滚子轴承。这样，可在不改变轴承径向尺寸的情况下，提高轴承轴向和径向承载能力。工作辊和支撑辊轴承座均由碳素钢铸成。上、下工作辊轴承座，分别装在上、下支撑辊轴承座的Ⅱ形开口内。上、下支撑辊轴承座，装在机架窗口内。工作辊轴承座和支撑辊轴承座的轴向定位，分别由置于换辊侧支撑辊轴承座和机架上的压板7、挡板8完成。上支撑辊轴承座的顶部，装有止推凸球面铜垫9。为使工作辊紧压到支撑辊上，在工作辊轴承座上各设有

两个液压缸 10

系统

（二）压下装置 2300 四辊可逆式轧机压下装置如图 5-34 所示。由两台直流电动机 2 （116kW ）

经联轴器 3、减速机 4 和蜗杆 6、蜗轮 9传动压下螺丝 7，在压下螺 母 8 中转动并上下

移动，实现轧辊调整。锻钢（ 48SiMn2V ）制成的压下螺丝外 径科 50mm 、螺距 l omm

（锯齿形螺纹）。离合器 5 可使两个压下螺丝同步或单 独压下。无处理卡钢或“坐辊”事

故装置，若有事故出现，则用天车盘动联轴器 回松。有的轧机，将压下螺丝上端做的长一

些，能伸出压下蜗轮箱上盖，用以回 松处理事故，也有的轧机另装了一套回松装置。

为保证板形控制， 除将轧辊磨成凸或凹的辊形外，

在有的轧机上还采用液压弯辊

（三）、上辊平衡装置

2300四辊可逆式轧机压下装置如图5-35所示。其由装于机架上连接横梁中部的大液压缸（图中未示出）、大柱塞15、一组铰接的杠杆12、13、14 组成。液压缸柱塞，通过一组接的杠杆将上支撑辊及其轴承座吊起平衡。上工作辊及辊轴承座，由位于下工作辊轴承座内的各两个小液压缸柱塞16顶起平

衡，使得工作辊紧压到支撑辊上。平衡力取被平衡零件总重量的 1.2~1.4倍。

（四）、机架

2300 四辊可逆式轧机机架装置如图5-36 所示。该机架由两片形状相同的闭式机架（牌坊）3,6、上连接横梁1（可装上辊平衡装置液压缸）、下连接横梁4 、轨座12、底横梁（底座）13 等零件组成。机架由ZG25MnV 制成。为保护机架窗口和间隙调整，窗口两侧装有可换钢质衬板9。换辊侧窗口宽度比传动侧宽l0mm 。每片机架窗口顶部的锉孔中，装有铜质的压下螺母并用压板7、螺

栓8 固定。装有换辊用导轨11 。