高速線材軋機概述課件

高速線材軋機高速線材軋機1一、高速線材的誕生二、高速線材軋機的機型三、高速線材軋機的發(fā)展回主頁回目錄一、高速線材的誕生回主頁回目錄2

一、高速線材的誕生

第一臺線材軋機問世于17世紀，第一臺真正的線材軋機誕生于1817年，為橫列式。直到19世紀末，線材軋機仍以橫列式為主，其間雖有連續(xù)式線材軋機問世，但由于盤重小、質(zhì)量差、生產(chǎn)效率不如橫列式，因此未得到發(fā)展?；刂黜摶啬夸浺?、高速線材的誕生回主頁回目錄3線材軋機的進步是在20世紀，由橫列式、半連續(xù)式、連續(xù)式直到高速軋機，每一次進步都使得線材的軋制速度、產(chǎn)品質(zhì)量和盤重有所提高，而真正發(fā)展迅速的是高速軋機。

高速軋機的發(fā)展得到了冶金技術(shù)、電傳電控技術(shù)、機械制造技術(shù)、高精度檢測技術(shù)和計算機技術(shù)的有力支持?；刂黜摶啬夸浘€材軋機的進步是在20世紀，由橫列式、半4二戰(zhàn)結(jié)束后（1945年），世界上工業(yè)發(fā)達的國家線材生產(chǎn)的發(fā)展方向仍然沿著高速和連續(xù)兩個主要方向發(fā)展，其代表有兩家：

一家是以美國摩根公司為代表的精軋機組集體傳動的二輥水平式軋機；

另一家是以德國施羅曼公司為代表的精軋機組單獨傳動平－立交替式軋機?；刂黜摶啬夸浂?zhàn)結(jié)束后（1945年），世界上工業(yè)發(fā)達的國5

1、精軋機組集體傳動的二輥水平式軋機

特點：多線軋制（4線），軋輥水平，集體傳動，軋制速度35m/s；軋制方向回主頁回目錄1、精軋機組集體傳動的二輥水平式軋機軋制方向6

問題：

由扭轉(zhuǎn)翻鋼造成的工藝事故多、多線軋制相互影響、多線軋制的產(chǎn)品尺寸精度低。軋制方向回主頁回目錄問題：軋制方向回主頁回目錄7

①由扭轉(zhuǎn)翻鋼造成的工藝事故多

由于精軋機組使用的是橢圓－圓孔型系統(tǒng)，軋輥水平布置，因此橢圓軋件在進入圓孔型時必須翻轉(zhuǎn)900，當軋件前進速度提高時，軋件的翻鋼（特別是細軋件）極易發(fā)生憋鋼（主要是翻轉(zhuǎn)角度很難掌握）事故。翻轉(zhuǎn)

900翻轉(zhuǎn)

900θ回主頁回目錄①由扭轉(zhuǎn)翻鋼造成的工藝事故多8②、多線軋制相互影響

水平軋機一般均為多線軋制，各軋制線之間不免相互影響。當一條軋制線出現(xiàn)故障時，就必須全組停下來進行處理，因為在高速軋制時，絕不允許進入防護罩內(nèi)處理故障?；刂黜摶啬夸洟凇⒍嗑€軋制相互影響回主頁回目錄9

③、多線軋制的產(chǎn)品尺寸精度低多線軋制時，軋件的尺寸精度受同時軋制根數(shù)的影響，一般較低。如：4線軋制時，軋件的斷面尺寸精度為±0．38mm，3線軋制時為±0．3mm，2線軋制時為±0．25mm，1線軋制時為±0．2mm?；刂黜摶啬夸洟?、多線軋制的產(chǎn)品尺寸精度低回主頁回10

2、精軋機組單獨傳動平－立交替式軋機特點：軋輥平—立交替布置，軋制無扭轉(zhuǎn)，單獨驅(qū)動，單線軋制，軋制速度35m/s；軋制方向回主頁回目錄2、精軋機組單獨傳動平－立交替式軋機軋制方向回主頁回11問題：

電機傳動的速度精度低、速度不高、費用較貴和張力問題。

⑴電機傳動的速度精度低

速度精度不能控制在1%以內(nèi)，相鄰軋機的速度比不能做到絕對不變，且波動較大；軋制方向回主頁回目錄問題：軋制方向回主頁回目錄12

⑵速度不高

由于立式軋機結(jié)構(gòu)龐大，軋輥在高速運轉(zhuǎn)時震動大，所以軋制速度并沒有質(zhì)的提高，仍未超過二輥水平機組；軋制方向回主頁回目錄⑵速度不高軋制方向回主頁回目錄13

⑶費用較貴

平－立交替機組的設備費用高于水平二輥機組約100%，尺寸精度提高20%，速度并無提高，顯然經(jīng)濟性不高?；刂黜摶啬夸洟琴M用較貴回主頁回目錄14

⑷張力問題張力在線材生產(chǎn)中是有害的，它會造成線材同條尺寸不均，兩頭大中間小。解決的辦法是采用微張力軋制，盡可能地減少張力的危害。實現(xiàn)微張力就必須提高傳動精度，在高速狀態(tài)下，只有集體傳動能達到這一要求。軋制方向回主頁回目錄⑷張力問題軋制方向回主頁回目錄15到20世紀60年代，線材軋機的軋制速度雖然已達到了35m/s，盤重550kg，較之以前有了很大的進步，但人們?nèi)栽谧非蟾叩乃俣取?/p>

因為提高了軋制速度就是提高產(chǎn)量。回主頁回目錄到20世紀60年代，線材軋機的軋制速16

2、高速線材軋機的機型

高速軋機是指最大軋制速度高于40m/s的軋機。高速線材軋機的特點是：高速、單線、無扭、微張力、碳化鎢輥環(huán)、自動化；高速線材產(chǎn)品的特點是：盤重大、精度高、質(zhì)量好。回主頁回目錄2、高速線材軋機的機型回主頁回目錄17高速線材軋機的機型有：⑴、按軋輥直徑分大輥徑φ250～290mm，小輥徑φ152～210mm⑵、按軋輥中心線相對于地面的角度分150/750，450（側(cè)交、頂交），平－立交替回主頁回目錄高速線材軋機的機型有：回主頁回目錄18高速線材軋機的機型有：⑶、按軋輥的支撐狀況分雙支點式，懸臂式⑷、按傳動結(jié)構(gòu)分外齒傳動，內(nèi)齒傳動回主頁回目錄高速線材軋機的機型有：回主頁回目錄19三、高速線材軋機的發(fā)展1、軋制速度的發(fā)展

2、坯重與盤重

3、品種與質(zhì)量

4、粗軋機機型

5、控制與自動化

6、高速軋機技術(shù)的新進展回主頁回目錄三、高速線材軋機的發(fā)展1、軋制速度的發(fā)展2、坯重與盤重20

1、軋制速度的發(fā)展

高速線材軋機的代表是摩根公司研制的摩根高速線材軋機，其軋制速度的提高經(jīng)歷了六代。保證速度：43m/s→100m/s，提高了1．3倍；最大輥徑時軋制速度：50m/s→120m/s，提高了1．4倍；電機最大轉(zhuǎn)速時的軋制速度：60m/s→140m/s，提高了1．33倍；回主頁回目錄1、軋制速度的發(fā)展回主頁回目錄21

2、盤重與坯重當成品軋制速度在43m/s時，盤重一般為600kg左右；而當成品軋制速度提高到50～75m/s時，盤重可增加到1000～2000kg左右。所以，盤重隨軋制速度的提高而增加。增加盤重就必須提高坯重，方法有兩個：增加坯料長度和增加坯料的斷面尺寸。回主頁回目錄2、盤重與坯重回主頁回目錄22

3、品種與質(zhì)量高速線材軋機的產(chǎn)品品種主要是圓形和螺紋圓形。規(guī)格以φ5．5～13mm為主，近年又發(fā)展到φ14～18mm，并有向大規(guī)格發(fā)展的趨勢。鋼種可基本上覆蓋全部鋼種范圍，但以非合金鋼和低合金鋼為主。線材產(chǎn)品質(zhì)量包括：外形、尺寸精度、表面質(zhì)量、化學成分、金相組織和力學性能?；刂黜摶啬夸?、品種與質(zhì)量回主頁回目錄23

4、粗軋機機型與高速線材軋機相配套的粗中軋機也有發(fā)展，如：擺鍛式粗軋機，三輥行星軋機，緊湊式軋機等。回主頁回目錄4、粗軋機機型回主頁回目錄24

5、控制與自動化

高速線材軋機對控制及自動化水平的要求非常高，主要體現(xiàn)在：

⑴不采用計算機的常規(guī)控制系統(tǒng)常規(guī)控制系統(tǒng)采用了大量的接觸器、繼電器并借助于光電檢測系統(tǒng)；這種控制系統(tǒng)的特點是靠硬件完成控制過程，工作不太可靠，日常維護量大；回主頁回目錄5、控制與自動化回主頁回目錄25

⑵計算機加常規(guī)控制系統(tǒng)計算機代替了部分或大部分的硬件控制內(nèi)容，使得控制更加可靠，修改工藝參數(shù)時，只需修改相應的計算機程序即可，而不必更換大量的接觸器和繼電器。計算機的控制分為：中央管理級，車間管理級，過程控制級和設備控制級四級?；刂黜摶啬夸洟朴嬎銠C加常規(guī)控制系統(tǒng)回主頁回目錄26

6、現(xiàn)代高速軋機技術(shù)的新進展

⑴高速精軋機組的發(fā)展趨勢高速精軋機組仍在致力于軋制速度的提高，采取的措施有：a、降低機組的重心降低主傳動軸的高度，減少機組的震動。如：摩根公司的V型機組。回主頁回目錄6、現(xiàn)代高速軋機技術(shù)的新進展回主頁回目錄27b、強化軋機增加精軋機組中大輥徑軋機的個數(shù)，給予軋機以強化。c、改進軋機的調(diào)整性能增加輥縫傳感器和數(shù)字顯示器?；刂黜摶啬夸沚、強化軋機回主頁回目錄28

⑵采用控溫軋制和低溫軋制當成品軋制速度在75m/s以內(nèi)時，使用軋后控冷工藝；而當成品軋制速度在75m/s以上時，為保證終軋溫度，在精軋機組之前就要設置冷卻裝置，用以冷卻軋件。同時，低溫軋制對細化晶粒十分有利。回主頁回目錄⑵采用控溫軋制和低溫軋制回主頁回目錄29

⑶線材無頭軋制將連鑄成的圓形連鑄坯經(jīng)除鱗、自動焊接、毛刺自動清理、感應加熱后進入軋鋼機組軋制，無間歇地生產(chǎn)線材及棒材，其優(yōu)點是：1、大大減少了頭尾的剪切量，減少短尺，提高成材率；2、減少因頭尾而產(chǎn)生的工藝故障，提高生產(chǎn)效率；3、成品盤卷的重量不受坯料的大小影響；4、減少了設備維修成本?；刂黜摶啬夸洟蔷€材無頭軋制回主頁回目錄30

⑷線材Tekisun軋機設備特點：2或4架450頂交無扭軋機安裝在同一底座上，集體傳動，構(gòu)成一個小單元機組，在控制上與精軋機組動態(tài)同步。

布置位置一般在1號冷卻水箱之后，也可以根據(jù)需要布置在任意水箱之后，甚至是在冷卻段之后。精軋機組1#水箱2#水箱歸圓機回主頁回目錄⑷線材Tekisun軋機精軋31

工藝特點：軋機的孔型均為直徑相同的圓形，但各個孔型的槽口寬度不一樣，由大至小，變形量也是由大至小，總減面率約為5%～15%（延伸系數(shù)1．05～1．18）。使用效果：布置位置一般在1號冷卻水箱之后，也可以根據(jù)需要布置在任意一個水箱之后，甚至是在整個冷卻段之后，可以方便地被整體移開或推入，很容易實現(xiàn)控溫軋制和高精度軋制?；刂黜摶啬夸浌に囂攸c：軋機的孔型均為直徑相321、尺寸精度可以達到±0．1mm，因尺寸超差導致的廢品大大減少；2、可以在較大程度上縮短頭尾尺寸超差長度，減少去頭尾量，提高成材率；3、簡化精軋機組的孔型配置。精軋機組孔型不變，只需更換Tekisun軋機的孔型即能軋出所需規(guī)格，利用調(diào)整Tekisun軋機的孔型輥縫也可軋制出規(guī)格相近的非標準尺寸產(chǎn)品。

可以大大降低精軋機組的工藝備件數(shù)量，減少工藝停車時間，提高作業(yè)率；回主頁回目錄1、尺寸精度可以達到±0．1mm，因尺寸超差334、除速度以外，精軋機組及上游機架的工藝條件基本保持不變，可以減化工藝調(diào)整；5、有利于提高軋制速度，當使用該套軋機對原有速度較低的軋機進行改造時，軋制速度一般可以提高約30%～50%。回主頁回目錄4、除速度以外，精軋機組及上游機架的工藝條件34

高速線材軋機高速線材軋機35一、高速線材的誕生二、高速線材軋機的機型三、高速線材軋機的發(fā)展回主頁回目錄一、高速線材的誕生回主頁回目錄36

一、高速線材的誕生

第一臺線材軋機問世于17世紀，第一臺真正的線材軋機誕生于1817年，為橫列式。直到19世紀末，線材軋機仍以橫列式為主，其間雖有連續(xù)式線材軋機問世，但由于盤重小、質(zhì)量差、生產(chǎn)效率不如橫列式，因此未得到發(fā)展?；刂黜摶啬夸浺?、高速線材的誕生回主頁回目錄37線材軋機的進步是在20世紀，由橫列式、半連續(xù)式、連續(xù)式直到高速軋機，每一次進步都使得線材的軋制速度、產(chǎn)品質(zhì)量和盤重有所提高，而真正發(fā)展迅速的是高速軋機。

高速軋機的發(fā)展得到了冶金技術(shù)、電傳電控技術(shù)、機械制造技術(shù)、高精度檢測技術(shù)和計算機技術(shù)的有力支持?；刂黜摶啬夸浘€材軋機的進步是在20世紀，由橫列式、半38二戰(zhàn)結(jié)束后（1945年），世界上工業(yè)發(fā)達的國家線材生產(chǎn)的發(fā)展方向仍然沿著高速和連續(xù)兩個主要方向發(fā)展，其代表有兩家：

一家是以美國摩根公司為代表的精軋機組集體傳動的二輥水平式軋機；

另一家是以德國施羅曼公司為代表的精軋機組單獨傳動平－立交替式軋機?；刂黜摶啬夸浂?zhàn)結(jié)束后（1945年），世界上工業(yè)發(fā)達的國39

1、精軋機組集體傳動的二輥水平式軋機

特點：多線軋制（4線），軋輥水平，集體傳動，軋制速度35m/s；軋制方向回主頁回目錄1、精軋機組集體傳動的二輥水平式軋機軋制方向40

問題：

由扭轉(zhuǎn)翻鋼造成的工藝事故多、多線軋制相互影響、多線軋制的產(chǎn)品尺寸精度低。軋制方向回主頁回目錄問題：軋制方向回主頁回目錄41

①由扭轉(zhuǎn)翻鋼造成的工藝事故多

由于精軋機組使用的是橢圓－圓孔型系統(tǒng)，軋輥水平布置，因此橢圓軋件在進入圓孔型時必須翻轉(zhuǎn)900，當軋件前進速度提高時，軋件的翻鋼（特別是細軋件）極易發(fā)生憋鋼（主要是翻轉(zhuǎn)角度很難掌握）事故。翻轉(zhuǎn)

900翻轉(zhuǎn)

900θ回主頁回目錄①由扭轉(zhuǎn)翻鋼造成的工藝事故多42②、多線軋制相互影響

水平軋機一般均為多線軋制，各軋制線之間不免相互影響。當一條軋制線出現(xiàn)故障時，就必須全組停下來進行處理，因為在高速軋制時，絕不允許進入防護罩內(nèi)處理故障?；刂黜摶啬夸洟?、多線軋制相互影響回主頁回目錄43

③、多線軋制的產(chǎn)品尺寸精度低多線軋制時，軋件的尺寸精度受同時軋制根數(shù)的影響，一般較低。如：4線軋制時，軋件的斷面尺寸精度為±0．38mm，3線軋制時為±0．3mm，2線軋制時為±0．25mm，1線軋制時為±0．2mm。回主頁回目錄③、多線軋制的產(chǎn)品尺寸精度低回主頁回44

2、精軋機組單獨傳動平－立交替式軋機特點：軋輥平—立交替布置，軋制無扭轉(zhuǎn)，單獨驅(qū)動，單線軋制，軋制速度35m/s；軋制方向回主頁回目錄2、精軋機組單獨傳動平－立交替式軋機軋制方向回主頁回45問題：

電機傳動的速度精度低、速度不高、費用較貴和張力問題。

⑴電機傳動的速度精度低

速度精度不能控制在1%以內(nèi)，相鄰軋機的速度比不能做到絕對不變，且波動較大；軋制方向回主頁回目錄問題：軋制方向回主頁回目錄46

⑵速度不高

由于立式軋機結(jié)構(gòu)龐大，軋輥在高速運轉(zhuǎn)時震動大，所以軋制速度并沒有質(zhì)的提高，仍未超過二輥水平機組；軋制方向回主頁回目錄⑵速度不高軋制方向回主頁回目錄47

⑶費用較貴

平－立交替機組的設備費用高于水平二輥機組約100%，尺寸精度提高20%，速度并無提高，顯然經(jīng)濟性不高?；刂黜摶啬夸洟琴M用較貴回主頁回目錄48

⑷張力問題張力在線材生產(chǎn)中是有害的，它會造成線材同條尺寸不均，兩頭大中間小。解決的辦法是采用微張力軋制，盡可能地減少張力的危害。實現(xiàn)微張力就必須提高傳動精度，在高速狀態(tài)下，只有集體傳動能達到這一要求。軋制方向回主頁回目錄⑷張力問題軋制方向回主頁回目錄49到20世紀60年代，線材軋機的軋制速度雖然已達到了35m/s，盤重550kg，較之以前有了很大的進步，但人們?nèi)栽谧非蟾叩乃俣取?/p>

因為提高了軋制速度就是提高產(chǎn)量?；刂黜摶啬夸浀?0世紀60年代，線材軋機的軋制速50

2、高速線材軋機的機型

高速軋機是指最大軋制速度高于40m/s的軋機。高速線材軋機的特點是：高速、單線、無扭、微張力、碳化鎢輥環(huán)、自動化；高速線材產(chǎn)品的特點是：盤重大、精度高、質(zhì)量好?；刂黜摶啬夸?、高速線材軋機的機型回主頁回目錄51高速線材軋機的機型有：⑴、按軋輥直徑分大輥徑φ250～290mm，小輥徑φ152～210mm⑵、按軋輥中心線相對于地面的角度分150/750，450（側(cè)交、頂交），平－立交替回主頁回目錄高速線材軋機的機型有：回主頁回目錄52高速線材軋機的機型有：⑶、按軋輥的支撐狀況分雙支點式，懸臂式⑷、按傳動結(jié)構(gòu)分外齒傳動，內(nèi)齒傳動回主頁回目錄高速線材軋機的機型有：回主頁回目錄53三、高速線材軋機的發(fā)展1、軋制速度的發(fā)展

2、坯重與盤重

3、品種與質(zhì)量

4、粗軋機機型

5、控制與自動化

6、高速軋機技術(shù)的新進展回主頁回目錄三、高速線材軋機的發(fā)展1、軋制速度的發(fā)展2、坯重與盤重54

1、軋制速度的發(fā)展

高速線材軋機的代表是摩根公司研制的摩根高速線材軋機，其軋制速度的提高經(jīng)歷了六代。保證速度：43m/s→100m/s，提高了1．3倍；最大輥徑時軋制速度：50m/s→120m/s，提高了1．4倍；電機最大轉(zhuǎn)速時的軋制速度：60m/s→140m/s，提高了1．33倍；回主頁回目錄1、軋制速度的發(fā)展回主頁回目錄55

2、盤重與坯重當成品軋制速度在43m/s時，盤重一般為600kg左右；而當成品軋制速度提高到50～75m/s時，盤重可增加到1000～2000kg左右。所以，盤重隨軋制速度的提高而增加。增加盤重就必須提高坯重，方法有兩個：增加坯料長度和增加坯料的斷面尺寸?；刂黜摶啬夸?、盤重與坯重回主頁回目錄56

3、品種與質(zhì)量高速線材軋機的產(chǎn)品品種主要是圓形和螺紋圓形。規(guī)格以φ5．5～13mm為主，近年又發(fā)展到φ14～18mm，并有向大規(guī)格發(fā)展的趨勢。鋼種可基本上覆蓋全部鋼種范圍，但以非合金鋼和低合金鋼為主。線材產(chǎn)品質(zhì)量包括：外形、尺寸精度、表面質(zhì)量、化學成分、金相組織和力學性能。回主頁回目錄3、品種與質(zhì)量回主頁回目錄57

4、粗軋機機型與高速線材軋機相配套的粗中軋機也有發(fā)展，如：擺鍛式粗軋機，三輥行星軋機，緊湊式軋機等?；刂黜摶啬夸?、粗軋機機型回主頁回目錄58

5、控制與自動化

高速線材軋機對控制及自動化水平的要求非常高，主要體現(xiàn)在：

⑴不采用計算機的常規(guī)控制系統(tǒng)常規(guī)控制系統(tǒng)采用了大量的接觸器、繼電器并借助于光電檢測系統(tǒng)；這種控制系統(tǒng)的特點是靠硬件完成控制過程，工作不太可靠，日常維護量大；回主頁回目錄5、控制與自動化回主頁回目錄59

⑵計算機加常規(guī)控制系統(tǒng)計算機代替了部分或大部分的硬件控制內(nèi)容，使得控制更加可靠，修改工藝參數(shù)時，只需修改相應的計算機程序即可，而不必更換大量的接觸器和繼電器。計算機的控制分為：中央管理級，車間管理級，過程控制級和設備控制級四級?；刂黜摶啬夸洟朴嬎銠C加常規(guī)控制系統(tǒng)回主頁回目錄60

6、現(xiàn)代高速軋機技術(shù)的新進展

⑴高速精軋機組的發(fā)展趨勢高速精軋機組仍在致力于軋制速度的提高，采取的措施有：a、降低機組的重心降低主傳動軸的高度，減少機組的震動。如：摩根公司的V型機組?；刂黜摶啬夸?、現(xiàn)代高速軋機技術(shù)的新進展回主頁回目錄61b、強化軋機增加精軋機組中大輥徑軋機的個數(shù)，給予軋機以強化。c、改進軋機的調(diào)整性能增加輥縫傳感器和數(shù)字顯示器?；刂黜摶啬夸沚、強化軋機回主頁回目錄62

⑵采用控溫軋制和低溫軋制當成品軋制速度在75m/s以內(nèi)時，使用軋后控冷工藝；而當成品軋制速度在75m/s以上時，為保證終軋溫度，在精軋機組之前就要設置冷卻裝置，用以冷卻軋件。同時，低溫軋制對細化晶粒十分有利?；刂黜摶啬夸洟撇捎每販剀堉坪偷蜏剀堉苹刂黜摶啬夸?3

⑶線材無頭軋制將連鑄成的圓形連鑄坯經(jīng)除鱗