1、第一章 軋鋼設(shè)備基本知識,本章將講述的主要內(nèi)容 （1）簡單介紹軋鋼機的發(fā)展歷史，并簡單介紹軋鋼機的基本工作原理； （2）簡要介紹軋鋼工藝及產(chǎn)品，使同學(xué)們能從感性上了解軋鋼生產(chǎn)過程及主要產(chǎn)品； （3）簡明講解軋鋼機的分類 （4）軋鋼機主輔設(shè)備的基本組成和結(jié)構(gòu) （5）軋鋼機的標稱方法 （6）軋鋼機的新發(fā)展 重點掌握：軋鋼機分類方法；主機列及工作機座組成及各部分作用； 難點內(nèi)容：軋鋼機新技術(shù)，要求能有一定的感性認識即可，后面詳述。,1.1 軋鋼生產(chǎn)工藝流程及其產(chǎn)品 軋鋼生產(chǎn)：將鋼錠或連鑄坯軋制成鋼材的過程。 工藝流程：軋鋼生產(chǎn)過程要經(jīng)過多種工序，這些工序按順序的排列。 基本工序：坯料準備、坯料加熱、

2、鋼的軋制、精整。 鋼材：一種具備了一定質(zhì)量標準（尺寸、形狀、性能），并可直接供社會使用的產(chǎn)品。 國際習慣劃分： 長材：鐵道用鋼材、型鋼、棒材、鋼筋、盤條等 扁平材（即鋼板）：厚度與寬度、長度比相差較大的平板 管材：兩端開口并具中空斷面，長度與周邊比較大的鋼材 其他鋼材,1.2 軋鋼機的定義和組成 1.2.1. 定義 狹義定義：軋制鋼材的機械設(shè)備。它使軋件在旋轉(zhuǎn)的軋輥間產(chǎn)生塑性變形，軋出所需斷面形狀和尺寸的鋼材。即主要設(shè)備主機列。（厚板、中板、薄板、軌梁、槽鋼、角鋼、螺紋鋼筋、線材等） 廣義定義：用于軋制鋼材生產(chǎn)工藝全部所需的主要設(shè)備和輔助設(shè)備的成套機組。包括軋制，運輸、翻鋼、冷卻、剪切、矯直等

3、設(shè)備。 1.2.2. 組成：主要設(shè)備和輔助設(shè)備 主要設(shè)備：主機列。包括工作機座（機架、軸承、調(diào)整裝置、導(dǎo)衛(wèi)）、傳動裝置（齒輪、減速機、連軸節(jié)）和主電機。 輔助設(shè)備：主機列之外的其它設(shè)備。車間的自動化程度越高，重量所占的比例越大。(是主要設(shè)備重量的34倍),1.3 軋鋼機分類 1.3.1 軋鋼機按用途分類：可直觀顯現(xiàn)軋機的主要性能參數(shù)和所生產(chǎn)的產(chǎn)品形狀、尺寸。,1.3.2 按結(jié)構(gòu)分類：根據(jù)軋輥在機座中的布置形式 1.3.2.1軋輥水平布置 （1）二輥式軋鋼機,（2）三輥式軋機,三輥勞特式軋機,（3）四輥軋機,（4）多輥式軋機,泰勒 軋機,六輥 軋機,HC,HC 軋機,（偏）(八)輥軋機,偏八,偏

4、十,雙偏八,十二輥軋機,二十輥軋機,三十二輥軋機,三十六輥軋機（成品厚度：0.00070.0008mm ）,PC軋機,CVC軋機,CBS軋機,行星軋機,1.3.2.2 具有垂直軋輥的軋機和萬能軋機 （1）立輥式軋機,（2）二輥萬能式軋機,（3）H型鋼軋機,（4）平立式軋機組,1.3.2.3軋輥傾斜布置的軋機,（1）斜輥式軋機,（2）450式軋機,（3）150/750式軋機,（4）三輥Y型軋機,1.3.2.4 軋輥具有其它不同布置形式的軋機,（1）擺鍛式軋機,（2）橫軋機,1.2.3按軋鋼機的布置形式分類,（1）單機座式軋機,（2）橫列式軋機,（3）縱列式軋機,（4）半連續(xù)式軋機,（5）連續(xù)式軋

5、機,（6）串（順）列往復(fù)式（跟蹤式、越野式）軋機,（7）布棋式軋機,（8）復(fù)二重式軋機,1.4 主機列的構(gòu)成及各部分的作用,二輥冷軋機,飛輪：軋制時，沖擊負荷作用下，系統(tǒng)減速，負載的一部分有飛輪放出儲存的動能來克服。軋件軋出后（空載），負載突減，主電機帶動飛輪加速，飛輪儲存能量。 目的：降低軋制時主電機尖峰負荷，增加空載時的主電機負荷，從而使負荷均勻化。 儲存能量： 適用范圍（1）軋制時間間隙時間；（2）軋輥不可逆。,主電機；傳動機構(gòu)（裝置）；工作機座,主電機：為軋輥旋轉(zhuǎn)提供動力的設(shè)備 傳動機構(gòu)：通常由減速機、齒輪座、連接軸和連軸器等部件組成 工作機座（1）機架：在其窗口內(nèi)安裝軋輥的軸承 （2

6、）軋輥：軋件在其間被軋制（壓縮變形） （3）軋輥軸承：用于軋輥的支承和定位 （4）軋輥調(diào)整裝置及上輥平衡裝置：前者用于調(diào)整軋輥間的距離，后者用來消除上軸承座與壓下系統(tǒng)間的間隙 （5）導(dǎo)位裝置：用來使軋件按照規(guī)定的位置、方向和狀態(tài)準確進出孔型 （6）軌座（地腳板）機架安裝在軌座上，軌座固定在基礎(chǔ)上 不同類型軋機，工作機座組成部分大體一致。,型鋼軋機工作機座簡圖,1.5 常見輔助設(shè)備結(jié)構(gòu)特點和作用,1.6 軋鋼機的標稱,標稱內(nèi)容：（1）產(chǎn)品類別（2）輥身尺寸（3）軋輥數(shù)目 （4）軋機臺數(shù)（5）軋機布置（6）軋機工作制度,（1）鋼坯和型鋼軋機： 用軋輥名義直徑標稱。因為它與能夠軋制的最大斷面尺寸有關(guān)

7、。 如果在一個軋鋼車間中裝有若干列或有若干架軋機時，則以最后一架精軋機的軋輥名義直徑作為軋鋼機的標稱。 例：1150二輥可逆初軋機 800三輥可逆/7602三輥/650二輥兩列橫列式大型型鋼軋機 （2）鋼板軋機 用輥身長度標稱，因為與能夠軋制的鋼板的最大寬度有關(guān)。 例： 100/400500四輥可逆冷軋板帶軋機 1700二輥可逆/1700四輥可逆/17002四輥軋機/17007四輥連軋熱帶鋼軋機 （3）鋼管軋機 用其所軋鋼管最大外徑來標稱。 例：400軋管機組,1.7 軋鋼機和技術(shù)新發(fā)展 1.7.1 我國政府頒布的淘汰技術(shù) 2005年7月8日，中國國家發(fā)改委頒布的鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策第十七條：疊軋

8、薄板軋機、普鋼初軋機及開坯用中型軋機、三輥勞特式中板軋機、復(fù)二重式線材軋機、橫列式小型軋機、熱軋窄帶鋼軋機、直徑76mm以下熱軋無縫管機組等落后工藝技術(shù)裝備。,1.7.2 熱軋板帶軋鋼機技術(shù)的新進展 （1）連鑄坯連續(xù)鑄軋直接將金屬熔體“軋制”成半成品帶坯或成品帶材的工藝稱為連續(xù)鑄軋。這種工藝的顯著特點是其結(jié)晶器為兩個帶水冷系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鑄軋輥，熔體在其輥縫間完成凝固和熱軋兩個過程，而且在很短的時間內(nèi)(23s)完成的。 直接軋制即“連鑄一切斷一加熱或補熱一軋制”方式的組合。連鑄坯拉出鑄機后切斷成定尺，在線的進行鑄坯的均熱或邊部補償加熱后進入軋機，連鑄與軋制在同一作業(yè)線上，但不是同步軋制。,（2）在線

9、調(diào)寬技術(shù) 1）獨立的重型立輥 2）調(diào)寬機架：帶立輥 3）粗軋機配重型立輥 4）定寬壓力機,（3）寬度自動控制（AWC）：根據(jù)設(shè)在精軋機前后的測寬儀、溫度計、立輥上的壓力傳感器測得的參數(shù)，及時、動態(tài)地調(diào)整立輥寬度，以求得減小軋件全長上的寬度偏差。目前5mm以下。,（4）厚度液壓控制（AGC）： 板材軋機采用液壓壓下來提高板厚精度的技術(shù)。近20年主要是通過完善的檢測裝置和采用新的控制技術(shù)來提高來提高精度水平。目前，新建的熱帶鋼軋機都采用了長行程的液壓缸代替原來笨重的電動壓下機構(gòu)。由于液壓壓下具有可變剛度的功能，機架牌坊的立柱斷面也可減少，設(shè)備重量大大減輕。目前精度達30微米。,（5）板形控制：板形

10、控制主要是通過變更軋輥凸度來控制。為了增大軋輥凸度調(diào)整效果，開發(fā)了多種新型軋機。主要有三種：1）橫移工作輥：HC、CVC軋機；2）三菱重工及新日鐵開發(fā)的PC軋機，通過調(diào)整工作輥交叉角來形成不同凸度輥縫；3）石川島播磨開發(fā)的，在支撐輥中間設(shè)置液壓油腔，在其中注入高壓油從而調(diào)整支撐輥凸度的VC軋機。,（6）控制軋制：適當控制加熱溫度、軋制溫度、變形條件，使鋼材具有所需要的金相組織和較好的力學(xué)性能，從而使有些品種可取消軋后的常化和調(diào)制處理，簡化生產(chǎn)工藝。要求軋機具有大的剛度和能力?？刂平K軋溫度是通過控制帶鋼入口溫度和機架間冷卻水，目前控制精度達15K。 控制冷卻：控制熱軋后鋼材的冷卻速度以改善鋼材組

11、織提高鋼材性能。熱帶鋼軋機上，上表面通過層流冷卻，鋼板下表面通過采用噴霧冷卻和噴水冷卻。為保證鋼板內(nèi)在質(zhì)量，帶鋼卷取溫度精度控制要很嚴，現(xiàn)達到15K。,（7）卷板箱和保溫罩 卷板箱（熱卷箱）：設(shè)在熱帶軋機粗軋與精軋之間，將粗軋軋出的帶坯卷成卷，減少了帶坯散熱面積，調(diào)換了帶坯頭尾。從而減少溫降，頭尾溫差，在20度左右，無須升速軋制，從而精軋機組電機功率減少，能耗下降。,（8）卷取機：改進有助卷輥、液壓伸縮等控制，卷筒多級漲縮，以避免頭尾壓痕和迅速建立穩(wěn)定的卷取張力和方便卸卷。,（9）無頭軋制：20世紀90年代始于日本千葉。將粗軋后的帶坯在中間輥道上焊合起來，并連續(xù)不斷地通過精軋機組軋制。效果：1

12、）帶坯在精軋機軋制只穿一次帶，頭部廢品減少，產(chǎn)品質(zhì)量大大提高；2）減少帶鋼頭部穿帶難度，緩和穿帶速度限制，從而可以軋制更薄的帶鋼；3）帶鋼全長在同一速度下軋制，終軋和卷取溫度均勻，力學(xué)性能也均勻；4）減少精軋機軋制薄帶鋼甩尾、疊軋等操作故障，提高金屬收得率和作業(yè)率。,保溫罩：在中間輥道設(shè)置，作用同上，廣泛采用。,（10）薄（中厚）板坯連鑄連軋。被認為是當今最成功的技術(shù)。1989年在美國紐柯克勞福茲維爾廠采用西馬克的CSP技術(shù)建成第一條生產(chǎn)線。連鑄機直接鑄成50mm厚的薄板坯，經(jīng)直通式隧道爐均溫后，直接進入精軋機軋成2.512.7mm的帶鋼。與傳統(tǒng)熱帶鋼軋機相比：1）建設(shè)費用省2034%；2）降

13、低能耗7080%；3）生產(chǎn)周期短，可大幅降低流動資金占有量；4）噸鋼成本下降80100美元；5）經(jīng)濟規(guī)模在80200萬噸，非常適合日益興起的短流程小鋼廠采用。,（11）其他：德馬克ISP連鑄機，鑄出6080mm有液芯的鑄坯，由緊靠連鑄機的3個機架液芯鑄軋成1330mm厚帶坯，經(jīng)感應(yīng)加熱和卷取爐保溫后送至精軋機軋成帶。 達涅利的FTSR連鑄機鑄出5075mm的帶坯，切成定尺，經(jīng)橫向移動板坯的步進式均熱爐均溫加熱后，送往精軋機軋制。 蒂平斯的TSP連鑄機鑄出100125mm的板坯，經(jīng)剪切在常規(guī)的加熱爐中均熱，然后在爐卷軋機上軋制。 曼內(nèi)斯曼和美國Chaparral開發(fā)的UHTS連鑄成90mm厚板坯

14、，經(jīng)感應(yīng)加熱后在大壓下行星軋機上軋成2mm帶鋼，然后在4輥精軋上軋成0.7mm帶鋼。,1.7.3 冷軋板帶鋼軋鋼機技術(shù)的新發(fā)展 （1）酸洗-冷軋聯(lián)合 串列式軋機和連續(xù)酸洗線直接連接，將傳統(tǒng)分開放置的機組連接成一個聯(lián)合機組，能力匹配，因而很快得到推廣。由于連續(xù)退火線生產(chǎn)能力比串列式軋機低得多，一般不聯(lián)合。,（2）連續(xù)退火 20世紀70年代后期，日本開發(fā)了能生產(chǎn)深沖板的連續(xù)退火技術(shù)，迅速推廣，到1995年全世界達54套。連續(xù)退火技術(shù)不斷發(fā)展，帶鋼在爐內(nèi)一次冷卻技術(shù)、帶鋼爐內(nèi)控制技術(shù)、板形控制技術(shù)、在線檢測技術(shù)都達到了一個新水平。,（3）全氫罩式退火 20世紀70年代后期，奧地利艾伯納公司開發(fā)出強對

15、流全氫退火爐，80年代初德國羅意公司開發(fā)出高頻率全氫退火爐。優(yōu)點：生產(chǎn)效率提高約1倍，產(chǎn)品深沖性能良好，表面光潔，特別適合生產(chǎn)規(guī)模不大，品種多、批量小的冷軋帶卷。迅速推廣，90年代，建成1000多座。,（4）板形控制技術(shù) 1）普遍使用液壓彎輥技術(shù) 2）改善了工藝潤滑劑性能及其控制手段，潤滑劑能沿輥身長度分成幾十個段并分別控制流量噴撒。 3）使用板形儀及靈敏的液壓系統(tǒng)，板形儀能準確地測板形 4）采用軋輥傾斜自動調(diào)整系統(tǒng) 5）研制出一批能有效控制板形的新型軋機。,（5）涂鍍層生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展 最有成效的涂鍍層生產(chǎn)有熱鍍鋅、熱鍍鋅鋁、熱鍍鋁鋅及鋅鐵合金，電鍍鋅、電鍍鋅鎳，有機涂層板、減震板，電鍍錫、低

16、鎳鍍錫、電鍍鉻，熱鍍鋁、熱鍍鉛鋁等。 除了熱鍍、電鍍，已開始氣相鍍。氣相鍍不受鍍層金屬限制，而且復(fù)層、合金化容易。,1.7.4 型鋼技術(shù)的新發(fā)展 （1）連鑄坯直接熱裝 可逆式步進冷床的成功開發(fā)，可做到靈活調(diào)節(jié)連鑄坯的生產(chǎn)和供應(yīng)，使用這種冷床，可補償短暫的軋制中斷（如換輥）。當軋機繼續(xù)工作后，冷床上存儲的連鑄坯與直接從連鑄機拉出的連鑄坯一起更具需要送入加熱爐。當停機時間過長或軋機生產(chǎn)效率較低時，不需要的連鑄坯可通過冷床輸出、儲存。,（2）近終形連鑄坯 20世紀80年代以來，大型軌梁軋機的重要新技術(shù)之一就是近終形連鑄坯的采用，將連鑄設(shè)備與軋制設(shè)備緊湊布置，縮短生產(chǎn)流程，省去大型開坯機，減少設(shè)備數(shù)量

17、，降低成本。SMS公司的生產(chǎn)方法稱為緊湊式鋼梁生產(chǎn)法（CBP）。該方法，比普通連鑄坯，生產(chǎn)效率提高10%以上，成本降低2%；比軋鋼坯效率提高8-10%，降低能耗30%。,（3）柔性軋制設(shè)備的開發(fā) 柔性軋制：用一套軋制設(shè)備可生產(chǎn)不同尺寸規(guī)格、不同斷面形狀、不同鋼種材料、不同性能等級的多種產(chǎn)品。 世界上已投產(chǎn)了多種具有柔性軋制能力的新型型鋼連軋機組。開發(fā)出以下柔性軋制新技術(shù)：H型鋼自由尺寸軋制，延伸道次的無孔型軋制，多輥萬能孔型軋制等。 柔性型鋼連軋機組一般都裝有平-立軋機轉(zhuǎn)換裝置，既適應(yīng)平-立軋制方圓斷面產(chǎn)品，又能滿足水平軋制異型斷面產(chǎn)品。,（4）切分軋制技術(shù) 20世紀70年代，在連續(xù)小型軋機上

18、成功應(yīng)用切分法生產(chǎn)螺紋鋼筋，目前切分軋制廣泛采用切分輥設(shè)備和切分輪設(shè)備。 輥切法：利用軋輥孔型的特殊設(shè)計，在變形過程中同時將軋件分開。但孔型設(shè)計要合理準確。 切分輪：利用不帶傳動的，安裝在軋機出口處，將已具備切分形狀的軋件切開，這種方法在連軋機上普遍采用。 可實現(xiàn)不同規(guī)格產(chǎn)品同樣的高速度軋制，新建的小型連軋機組一般都采用切分軋制技術(shù)。,（5）精密軋制新設(shè)備 又稱緊公差軋制，公差控制在國際通用標準（DIN、JIS、AISI）規(guī)定公差范圍的1/4-1/10。 設(shè)備特點：小輥徑、短輥身、單孔型軋輥；高剛度、緊湊式軋機結(jié)構(gòu)；采用平立布置得2-3個孔型；采用小壓下量。 典型軋機：PR高精度軋機、Teki

19、sum定徑機、PSB定徑機、CGS定徑機等,1.7.5 線材技術(shù)新發(fā)展 （1）大壓下定徑機（HRSM）作預(yù)精整機 這種預(yù)精整機由3個機架組成，其壓下量范圍為6-25%，覆蓋了整個產(chǎn)品軋制時的變形要求。采用兩套孔型系統(tǒng)，既能滿足其后高速精軋機的需求，使用幾種甚至一種規(guī)格的入口坯料，就能軋制出具有精確尺寸偏差的產(chǎn)品。,（2）雙模塊高速精軋機（TMB） 達涅利-摩格沙瑪公司開發(fā)。把傳統(tǒng)的大模塊精軋機組分成兩組：第一模塊為固定式，第二模塊安裝在滑板（小車）上為移動式，當作成品機架。采用這種可橫移的成品機架，卡大大節(jié)省更換機架的時間。精軋速度可達115m/s。,（3）高速切頭切尾 剪機為回轉(zhuǎn)式飛剪，由一

20、臺微處理器控制換向器速度和剪刀位置相匹配，以確保切頭長度的精確設(shè)定。對吐絲機尤其有利，這樣，在輸送冷卻線上就省去了修剪工序，提高了盤卷質(zhì)量并節(jié)省了人員。,（4）V字形微型軋機 摩根公司開發(fā)的新軋機。利用該公司性能優(yōu)良的第6代V字形精軋機軋輥箱結(jié)構(gòu)組合成微型模塊式軋機。可有2個或4個機架組成。 摩根(Morgan)450精軋機組在當前線材生產(chǎn)中 占主導(dǎo)地位，現(xiàn)在的摩根型45“軋機最高設(shè)計 速度為14om/s。摩根型45。精軋機組是由8一10架(多 為10架)軋機組成的整體機組，各架軋機以很短的中 心距(約400一60omm)成直線組合排列，機組總長只 有sm左右。所有機架由一臺或二臺直流電機成組

21、傳 動，電機經(jīng)增速器、三聯(lián)齒輪箱、上下主軸、精密傘齒 輪和斜齒輪帶動軋輥轉(zhuǎn)動，取消了普通軋機的接軸和 聯(lián)軸器，使各回轉(zhuǎn)部分得到動平衡，保證軋機在高速下 運行平穩(wěn)，消除了振動，因而可進行高速無扭軋制。使 用由合金鋼輥軸和耐磨性好的碳化鎢輥套組成的組合 式小輥徑軋輥，以液壓螺母無鍵連接方式將輥套固定 在輥軸上，裝卸方便。軋輥可對稱調(diào)整，通過螺桿同時 調(diào)節(jié)兩軸的偏心套在保持軋制線不變的情況下，改變 軋輥開口度。碳化鎢輥套上刻有兩個(新建軋機為4 個)軋糟，當一個軋槽磨損后可使用另一個，且每對車L 輥可重磨19一20次，顯著提高了軋輥的使用壽命。采 用小輥徑軋輥，提高了道次延伸率和產(chǎn)品尺寸精度。車L

22、輥使用承載能力大的液體摩擦軸承或靜壓軸承，摩擦 系數(shù)低、壽命長、抗振性好、不發(fā)熱、無噪音。軋機采 用油霧潤滑的滾動導(dǎo)板，可在高速下連續(xù)工作。相鄰譏 架軋輥軸線互相垂直，并與地面成45。交角，不僅便于 消除氧化鐵皮，而且實現(xiàn)了高速無扭軋制，使軋制速度 可以達到14om/s。,（6）軋件外形測量儀系統(tǒng)和熱態(tài)在線測徑裝置及渦流探傷 可對軋制過程有更多的了解，可對線材從頭至尾的尺寸精度和表面狀態(tài)進行檢測，可把不合格產(chǎn)品降到最少。,（5）減徑定徑機 摩根公司1993年開發(fā)的專利技術(shù)設(shè)備。由4架V型結(jié)構(gòu)的懸臂梁式軋機組成，2架減徑，2架定徑。減徑機和定徑機可單獨從軋制線上移出或移進，機組移出時由導(dǎo)槽取代其

23、位置。,（7）吐絲機的新發(fā)展和裝有線圈分配器的集卷系統(tǒng) 最新設(shè)計的傾斜式吐絲機不僅根據(jù)線材尺寸大小可調(diào)整傾角和設(shè)有控制最后線圈尺寸大小的控制裝置，而且可以快速更換吐絲管，更換時間縮短至4分鐘。這種吐絲機設(shè)有振動監(jiān)測裝置和吐絲管內(nèi)鐵皮吹除裝置。 集卷系統(tǒng)中的線圈分配器，使線圈下落過程中沿圓周均勻分布，使線圈更密實整齊，使盤卷高度降低，使后工序放線更順利。,（8）控制軋制和控制冷卻裝置 由專門的微處理器通過水流量調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)各個水冷段入口水流量的連續(xù)調(diào)節(jié)，從而達到軋件溫度的實時控制。 用于提高螺紋鋼筋強度和改善焊接及彎曲性能的回火工藝設(shè)備（穿水冷卻）日臻完善。 控制冷卻包括水冷和風冷，水冷裝置可實現(xiàn)溫度自動閉環(huán)控制。最新的散卷控制冷卻裝置能實現(xiàn)超延遲冷卻，其冷卻速度小于0.5度/秒（如用于高合金鋼），也能實現(xiàn)超快速冷卻，冷卻速度達70度/秒。在散卷控制冷卻輸送機上邊設(shè)有水霧裝置，下邊為高速（亞音速）鼓風機。,1.7.6 無縫鋼管技術(shù)裝備的新發(fā)展 （1）連鑄管坯取代軋制管坯 連鑄管坯直徑范圍80-560mm，鋼種包括碳素鋼、合結(jié)構(gòu)、不銹耐熱鋼等，其表面和內(nèi)部質(zhì)量及尺寸公差都優(yōu)于軋制管坯，基本可以不經(jīng)修磨，直接送去軋制。與模鑄-軋制管坯相比，從鋼水到成材，金屬收得率提高10-15%，節(jié)省能源40