(轧钢机械)授课课件_1概述_2(高速线材轧机)（PPT34页)

高速线材轧机一、高速线材的诞生二、高速线材轧机的机型三、高速线材轧机的发展回主页回目录一、高速线材的诞生第一台线材轧机问世于17世纪，第一台真正的线材轧机诞生于1817年，为横列式。直到19世纪末，线材轧机仍以横列式为主，其间虽有连续式线材轧机问世，但由于盘重小、质量差、生产效率不如横列式，因此未得到发展。回主页回目录线材轧机的进步是在20世纪，由横列式、半连续式、连续式直到高速轧机，每一次进步都使得线材的轧制速度、产品质量和盘重有所提高，而真正发展迅速的是高速轧机。高速轧机的发展得到了冶金技术、电传电控技术、机械制造技术、高精度检测技术和计算机技术的有力支持。回主页回目录二战结束后（1945年），世界上工业发达的国家线材生产的发展方向仍然沿着高速和连续两个主要方向发展，其代表有两家：一家是以美国摩根公司为代表的精轧机组集体传动的二辊水平式轧机；另一家是以德国施罗曼公司为代表的精轧机组单独传动平－立交替式轧机。回主页回目录1、精轧机组集体传动的二辊水平式轧机特点：多线轧制（4线），轧辊水平，集体传动，轧制速度35m/s；轧制方向回主页回目录问题：由扭转翻钢造成的工艺事故多、多线轧制相互影响、多线轧制的产品尺寸精度低。轧制方向回主页回目录①由扭转翻钢造成的工艺事故多由于精轧机组使用的是椭圆－圆孔型系统，轧辊水平布置，因此椭圆轧件在进入圆孔型时必须翻转900，当轧件前进速度提高时，轧件的翻钢（特别是细轧件）极易发生憋钢（主要是翻转角度很难掌握）事故。翻转900翻转900θ回主页回目录②、多线轧制相互影响水平轧机一般均为多线轧制，各轧制线之间不免相互影响。当一条轧制线出现故障时，就必须全组停下来进行处理，因为在高速轧制时，绝不允许进入防护罩内处理故障。回主页回目录③、多线轧制的产品尺寸精度低多线轧制时，轧件的尺寸精度受同时轧制根数的影响，一般较低。如：4线轧制时，轧件的断面尺寸精度为±0．38mm，3线轧制时为±0．3mm，2线轧制时为±0．25mm，1线轧制时为±0．2mm。回主页回目录2、精轧机组单独传动平－立交替式轧机特点：轧辊平—立交替布置，轧制无扭转，单独驱动，单线轧制，轧制速度35m/s；轧制方向回主页回目录问题：电机传动的速度精度低、速度不高、费用较贵和张力问题。⑴电机传动的速度精度低速度精度不能控制在1%以内，相邻轧机的速度比不能做到绝对不变，且波动较大；轧制方向2211vFvFC1221vvFF回主页回目录⑵速度不高由于立式轧机结构庞大，轧辊在高速运转时震动大，所以轧制速度并没有质的提高，仍未超过二辊水平机组；轧制方向回主页回目录⑶费用较贵平－立交替机组的设备费用高于水平二辊机组约100%，尺寸精度提高20%，速度并无提高，显然经济性不高。回主页回目录⑷张力问题张力在线材生产中是有害的，它会造成线材同条尺寸不均，两头大中间小。解决的办法是采用微张力轧制，尽可能地减少张力的危害。实现微张力就必须提高传动精度，在高速状态下，只有集体传动能达到这一要求。轧制方向回主页回目录到20世纪60年代，线材轧机的轧制速度虽然已达到了35m/s，盘重550kg，较之以前有了很大的进步，但人们仍在追求更高的速度。因为提高了轧制速度就是提高产量。回主页回目录2、高速线材轧机的机型高速轧机是指最大轧制速度高于40m/s的轧机。高速线材轧机的特点是：高速、单线、无扭、微张力、碳化钨辊环、自动化；高速线材产品的特点是：盘重大、精度高、质量好。回主页回目录高速线材轧机的机型有：⑴、按轧辊直径分大辊径φ250～290mm，小辊径φ152～210mm⑵、按轧辊中心线相对于地面的角度分150/750，450（侧交、顶交），平－立交替回主页回目录高速线材轧机的机型有：⑶、按轧辊的支撑状况分双支点式，悬臂式⑷、按传动结构分外齿传动，内齿传动回主页回目录三、高速线材轧机的发展1、轧制速度的发展2、坯重与盘重3、品种与质量4、粗轧机机型5、控制与自动化6、高速轧机技术的新进展回主页回目录1、轧制速度的发展高速线材轧机的代表是摩根公司研制的摩根高速线材轧机，其轧制速度的提高经历了六代。保证速度：43m/s→100m/s，提高了1．3倍；最大辊径时轧制速度：50m/s→120m/s，提高了1．4倍；电机最大转速时的轧制速度：60m/s→140m/s，提高了1．33倍；回主页回目录2、盘重与坯重当成品轧制速度在43m/s时，盘重一般为600kg左右；而当成品轧制速度提高到50～75m/s时，盘重可增加到1000～2000kg左右。所以，盘重随轧制速度的提高而增加。增加盘重就必须提高坯重，方法有两个：增加坯料长度和增加坯料的断面尺寸。回主页回目录3、品种与质量高速线材轧机的产品品种主要是圆形和螺纹圆形。规格以φ5．5～13mm为主，近年又发展到φ14～18mm，并有向大规格发展的趋势。钢种可基本上覆盖全部钢种范围，但以非合金钢和低合金钢为主。线材产品质量包括：外形、尺寸精度、表面质量、化学成分、金相组织和力学性能。回主页回目录4、粗轧机机型与高速线材轧机相配套的粗中轧机也有发展，如：摆锻式粗轧机，三辊行星轧机，紧凑式轧机等。回主页回目录5、控制与自动化高速线材轧机对控制及自动化水平的要求非常高，主要体现在：⑴不采用计算机的常规控制系统常规控制系统采用了大量的接触器、继电器并借助于光电检测系统；这种控制系统的特点是靠硬件完成控制过程，工作不太可靠，日常维护量大；回主页回目录⑵计算机加常规控制系统计算机代替了部分或大部分的硬件控制内容，使得控制更加可靠，修改工艺参数时，只需修改相应的计算机程序即可，而不必更换大量的接触器和继电器。计算机的控制分为：中央管理级，车间管理级，过程控制级和设备控制级四级。回主页回目录6、现代高速轧机技术的新进展⑴高速精轧机组的发展趋势高速精轧机组仍在致力于轧制速度的提高，采取的措施有：a、降低机组的重心降低主传动轴的高度，减少机组的震动。如：摩根公司的V型机组。回主页回目录b、强化轧机增加精轧机组中大辊径轧机的个数，给予轧机以强化。c、改进轧机的调整性能增加辊缝传感器和数字显示器。回主页回目录⑵采用控温轧制和低温轧制当成品轧制速度在75m/s以内时，使用轧后控冷工艺；而当成品轧制速度在75m/s以上时，为保证终轧温度，在精轧机组之前就要设置冷却装置，用以冷却轧件。同时，低温轧制对细化晶粒十分有利。回主页回目录⑶线材无头轧制将连铸成的圆形连铸坯经除鳞、自动焊接、毛刺自动清理、感应加热后进入轧钢机组轧制，无间歇地生产线材及棒材，其优点是：1、大大减少了头尾的剪切量，减少短尺，提高成材率；2、减少因头尾而产生的工艺故障，提高生产效率；3、成品盘卷的重量不受坯料的大小影响；4、减少了设备维修成本。回主页回目录⑷线材Tekisun轧机设备特点：2或4架450顶交无扭轧机安装在同一底座上，集体传动，构成一个小单元机组，在控制上与精轧机组动态同步。布置位置一般在1号冷却水箱之后，也可以根据需要布置在任意水箱之后，甚至是在冷却段之后。精轧机组1#水箱2#水箱归圆机回主页回目录工艺特点：轧机的孔型均为直径相同的圆形，但各个孔型的槽口宽度不一样，由大至小，变形量也是由大至小，总减面率约为5%～15%（延伸系数1．05～1．18）。使用效果：布置位置一般在1号冷却水箱之后，也可以根据需要布置在任意一个水箱之后，甚至是在整个冷却段之后，可以方便地被整体移开或推入，很容易实现控温轧制和高精度轧制。回主页回目录1、尺寸精度可以达到±0．1mm，因尺寸超差导致的废品大大减少；2、可以在较大程度上缩短头尾尺寸超差长度，减少去头尾量，提高成材率；3、简化精轧机组的孔型配置。精轧机组孔型不变，只需更换Tekisun轧机的孔型即能轧出所需规格，利用调整Tekisun轧机的孔型辊缝也可轧制出规格相近的非标准尺寸产品。可以大大降低精轧机组的工艺备件数量，减少工艺停车时间，提高作业率；回主页回目录4、除速度以外，精轧机组及上游机架的工艺条件基本保持不变，可以减化工艺调整；5、有利于提高轧制速度，当使用该套轧机对原有速度较低的轧机进行改造时，轧制速度一般可以提高约30%～50%。回主页回目录