辊轧机及高精度冷轧带钢生产

前冷轧钢带的生产能力，是一个国家钢铁工业发展水平的重要标志。‘目前，工业发达国家多用四辊连续式冷轧机(以及轧辊为简支梁结构的轧机)生产普通冷轧钢带；用多辊冷轧机生产不锈钢、硅钢、合金钢、合金材料等难变形的金属带材，以及高精度的、宽而薄的、极薄的金属带材。‘多辊冷轧机问世已逾半个世纪。半个世纪以来，随着科学技术和工业的发展，多辊冷轧机得到了很大的发展和广泛的应用，其中尤其以二十辊冷轧机发展最为完善，使用最为普遍，而且有多种结构形式并存。多辊冷轧机的主要特在我国，长期以来仅将多辊冷轧机用来生产不锈钢、硅钢、合金钢、合金材料等难变形的金属带材。近年来，我国经济迅速发展，多辊冷轧机已悄悄地进入了碳素结构钢的生产领域，用来生产高精度的、极薄的钢带。继秦皇岛龙腾精密带钢首先采用二十辊可逆式冷轧机生产高精度冷轧碳素结构钢带之后，相继有多台二十辊冷轧机建成投产，用来轧制碳随着我国国民经济的不断发展，冷轧不锈钢带、硅钢带、精密合金带、高温难熔合金带、稀有合金带、高精度的极薄冷轧碳素钢带以及有色金属带材的需要量将急速增长。多辊冷轧机，尤其是二十辊冷轧机也将得到快速发本书对二十辊冷轧机的类型、结构、特点、受力分析，以及不锈钢、硅钢、高精度碳素钢冷轧钢带的生产技术进行了较详细的介绍，可供从事冷轧由于作者水平所限，书中不当之处恳请读者批评指正作者20032 l多辊轧机冷轧技术概 罗恩型钳式多辊轧 型多辊轧 原研制的多辊轧 轧机调整机 可胀缩卷筒卷取 实心卷筒卷取 3重卷机 卷纸机馑纸 开卷 喂料机构…5 压下系统 辅助系 厚度控制方 板形控制系 工艺润滑一冷却 过滤 轧机的发 3.1轧机轧 轧辊辊系布 轧辊配置及配辊 轧辊材质及制 轧辊磨削加 轧辊表面与带材表面质 静压时的辊系受 轧制过的辊系受 轧机传动力 平均单位压力及总压力计 辊系各分力计 传动力矩计 主电机容量计 计算机计算程序框 机 轧辊系 轧机调整机 辅助设 主传 自动换辊机 胀缩卷筒卷取 实心卷筒卷取 单轴可逆式卷取 卷取机的发展及轧机新布 上机架倾 弯 第一中间辊的轴向调 矿物油系 液系 轧机机 轧辊系 轧机的调整机 轧机的特 轧机机 轧辊系 轧机的调整机 轧机的特 冷轧钢带的原 原料纵 原料酸 机组组 轧制过 轧制工 热处 ，热处理类 再结晶退 退火炉形 罩式退火炉技 保护气体 6．6．1平 不锈钢的分 不锈钢的成分、性能及用 不锈钢带表面加工等 不锈钢的浇铸方 不锈钢带的热 冷轧不锈钢带生产工艺特 冷轧不锈钢带生产工艺技 冷轧不锈钢带生产工艺流 不锈钢带冷轧设 冷轧不锈钢带的检 电工钢的分 电工钢的性能要 生产硅钢的理论依 硅钢生产工艺路 冶 浇 热 热轧钢带的常化及酸 轧制工 钢带焊接机组 中间退 取向硅钢脱碳退火及MgO涂 无取向硅钢成品脱碳退火及绝缘涂 取向硅钢高温退 取向硅钢热平整退火及涂绝缘 硅钢联合剪切机组 精密合金的定义及分 精密合金的性 精密合金的冶炼工艺及设 精密合金的热加工工艺及设 冷轧工艺对精密合金带材性能的影 精密合金的冷轧工艺性 精密合金带冷轧生产工 内磁罩钢 附 附表1φ215mm／φ560mm×450mm四辊轧机轧制程序 附表2ZR-33WF-18二十辊轧机轧制程序 附表5WF制造的冷轧机(1—2—3—4型 附表6WF制造的冷轧机(1—2—3型 附表7WF制造的冷轧机(1—2型 附表8公司制造的冷轧机(1—2—3—4型 附表10DEMAG制造的冷轧机(1—2—3—4型 附表1112S制造的冷轧机(1—2—3--4型 附表15SUNDWIG制造的四柱式二十辊冷轧 附表16FROEHLING制造的直接压下二十辊冷轧 附表17DEMAG制造的直接压下二十辊冷轧 附表18I2S制造的直接压下二十辊冷轧 附表19FROEHLING制造的直接压下十二辊冷轧 参考文 1多辊轧机冷轧技术概述最初出现的多辊轧机是六辊轧机，接着发展为十二辊轧机、二十辊轧机。图1—1为六辊系配置示于图1-3。另外，还有诸如MKW(偏八辊)轧机、“Z"(十八辊)轧机、CR(十二辊)1—4。在诸多的多辊轧机类型中，以二十辊轧机1-1a-八辊轧机；b-十二辊轧机；c1-4偏八辊、“Z”、CR1-52080年代初我国自行研制成功了三十辊轧机。1—5该轧机的辊系配置图。轧机工作辊直径2mm，背衬轴承直径26mm，轧制金属及合金，轧制成品最大宽度45mm，最小厚度O.001mm。现已轧出O.O008mm×40mm极薄钛带。多辊轧机的用多辊轧机的用途主要有以下三个方比如，铬镍不锈钢1Crl8Ni9Ti，在变形程度为80％时的拉伸强度达1840MPa，而碳008％20世纪60年代至70年代中期，由于压下厚度自动控制(HAGC)技术的采用，带材纵向厚度精度得到了明显的提高。但是，由于现代四辊轧机的支撑辊辊子数量少，支撑辊支L／D5.2～30，钢带横向厚度可以用多点调节支撑辊心轴的曲a-ZR-33WF-18″二十辊轧机；b-φ250mm/φ600mm×550mm多，工作辊直径可以越小，轧制带材厚度就越薄。例如：十二辊轧机(ZRl5辊辊径为12mm，可轧成品厚度O.01mm；二十辊轧机(WV20S一55型)的最小辊径为5.5mm，O.0015mm2mm、1.5mm1.5mmO.001mmDEPa；hmin——带材最小可轧厚度，mm；μ ．—轧辊半径，mm；比较(详见附表12)。表1-l四辊轧机与二十辊轧机轧制力及能耗比较 123456789带厚压下量张力41.9出口张力轧制速度/m·s-轧制力 带材张力的情况下，可获得大的道次压下60％)，总的压下率90％以上；工塔形辊塔形辊系是多辊轧机结构的另一大特点塔形辊系结构能够很好地保证小直径工作辊在垂直平面和水平面内具有较大的刚1／3，设备总质量约为前者的一半。因此，多辊轧机可减少车间生产面尔二十辊轧机，工作辊辊径使用范围为φ47.96～φ29.18mm，有效利用率达63％。比较，限制了轧制速度的提高。目前二十辊轧机的设计最高轧制速度为1067m／在二十辊轧机的基础上增10个支撑辊，可以得到三十辊轧机。十1930年，罗恩(W．Rohn)领到第一台多辊轧机的专利特许证。该轧机为塔形辊系钳式十后来，罗恩的专利被森德威(Sundwig)公司并加以完善。为了减小十二辊轧机工作辊直径，并同时提高轧机的刚度，在十二辊轧机6个支撑辊外又安装了8个支撑辊，便得到68钳式二十辊、十二辊轧机见附表34。带材最大宽度辊身长度/m·s-最 WVl2R-0.01-1.2-WVl2R-0.012-1.2-WV20R-0.0015-0.01-WV20R-0.003-0.06-WV20R-0.005-0.65-WV20R-0.008-0.70-WV20R-0.01-1.5-WV20R-0.012-1.2-1932年，波兰工程师(Sendzimir)发明了轧机机架为整体结构的多辊冷轧机。第二次期间，先生辗转来到，1939年在申请了该轧机的专利权，并成立了公司。轧机由康涅狄格州沃特伯里·法雷尔公司(WaterburyFarrel，conn，以下简称WF公司)独家制造。1940年制造出了第一台十二辊轧机，型号为ZR9-19″；1945年制造出了第一台二十辊轧机，型号为ZR24-191/2。以后还设计、制造过少量型六辊冷轧机。至1958年专利到期前，由公司设计、WF公司制造，共生产了各种型号的森吉米尔轧机91台，其中二十辊轧机58台。的为199台，占轧机总数大约44％。轧机的主要规格型号列于表1-3。 公司、法国DMS公司、德国Demag公司以及的I2S公司制造销售的二缃轧机见附表8、附表9、附表10及附表11，十二辊轧机 见附表12，六辊轧机 表13。 工作辊长度轧制最大宽度1—2—3—ZR-ZR-ZR-ZR-ZR-ZR-ZR-ZR-ZR-1—2—3ZR-ZR-ZR-1—2ZS-75-1—10。对于小规格轧机，机架用锻钢制造；对支撑辊由一套具有加厚外环的圆柱滚子轴承1、鞍座2和心轴3组成(见图1—11)，鞍座固定在机架的梅花形镗孔内，心轴3将轴1和鞍座2连接起来。支撑辊的轴承受第二中图1-11轧机支撑辊结 工作辊通过6个第二中间辊中4个边部传动辊的摩擦而4个第二中间辊由减小，轧辊辊径的补偿通过边部4个支撑辊的偏心装置来完成。属于开口机架，见图1—12。梁，使辊系的刚度与轧机相近，可以轧制宽的带材，目前已达到1350mm。造7台，详见附表15。带材最大宽度辊身长度/m·s-最最坯 WV20S-8O.0015-O.05-WV20S-O.003-O.12-WV20S-O.006-O.15-O.015-1.O-WV20S-2.5O.025-1-WV20S-O.03-1-WV20S-O.04-1.5-WV20S-O.06-7.5-WV20S-O.08-8-1976年德国弗若凌(Fröhling)公司开发并制造了一种新型的多辊轧机——十二辊轧作侧的牌坊连成一个整体机架，参见图1—13。的曲线，改变辊形；第二中间辊4个传动的外侧辊，可以进行弯辊；第一中间辊的一端带的直接压下二十辊冷轧机。其中1台以二手设备的形式进口到我国浙江慈溪某厂，参见附20世纪90年代德国公司MannesmannDemagSack、制造了3台在轧机下部进行压下的二十辊轧机，参见附表16。直接压下的十二辊轧机是郑红专先生(郑州拓普轧钢技术)1989年发明的，1991年获得中国发明专利，1992年第一台XGK—LD350轧机在华丰冷轧带钢厂建成。到4XGK—LD350、1XGK—LD800、1XGK—LDl0001XGKLDl100原研制的多辊轧和极薄带，后来研制了辊身长度为60～2000mm的二十辊轧机系列。原研制的多辊轧机有数十台之多三全苏冶金机械科学设计的多辊轧机的主要规格型号及性能见表1—5。其结构形式大致分为两大类：一类为整体机架，即轧辊直径带材厚度带材宽度/m·s-23我国多辊轧机的研制我国从20世纪60年代初期开始研制二十辊冷轧机，于1967年制造出了我国第一台280mm二十辊轧机，又于1970年制造出了大型的二十辊轧机。现在西安重型机械研究所已设计了8种规格的型二十辊轧机，见表1-6。图l-141601-下部牌坊；2-下辊箱；3-支撑轴承；4-铰链；5-轴；6-上辊箱；7-上部牌坊；89-器；10-拉杆；11-偏心轴；12-压下装置；13-蜗轮 轧 BL20-BL20-BL20-BL20-BL20-BL20-BL20-BL20-厚度O.1-O.5-0.5-O.5-1.8-宽度100-100-100-200-300-350-350-650-厚度O.03-0.05-O.06-0.03-O.2-宽度100-00-100-200-300-350-350-650-钢卷内径工作辊长度工作辊直径支撑辊直径轧制力7主电机功率2x2x2x电机总功率557冷轧板带产品有板带材与箔材之分。通常板带材厚度为O.2～4.0mm，宽度为600～以下的薄钢带(材)，按厚度分为以下3类：薄钢带(材 超薄钢带(材 1-1计算。从公式1-1中可看出，工作辊辊径的确定与带材的厚度、力学性能、张力，以及 时对轧辊材质的要求也更高。为了采用合理的轧制制度，一般都按下式来选取工作辊直径 50mm；对于大型宽带钢轧机，a75～125mm200mm1—7轧机机构方案选择表轧机类直径之比辊径之比之比’环所需宽度为一个级别，一级一级地跳跃变化；参见图1—10。例如，WF公司的二十辊轧机的辊身长度及轧制带材最大宽度的变化级差如ZR-1ZR-6ZR-2ZR-ZR-2ZR-ZR-42森吉米尔二十辊呈连续布置的轧机，如公司1969年为日新制钢公司厂设计余三架均为，ZR21-50"型轧机，轧制规格为O.3mm×1270mm22t，轧制速度600m／min。图2—1为该四机架全连续式轧机。图2—1日新制钢厂四机架全连续式二十辊轧图2-2冷轧机形式 1-2-3-4基本型ZR21的工作辊直径。ZR21AZR33WW最大为2032mm的软钢及硅钢，厚度偏差为±O.005mm。。轧制带材最小厚度。轧制带材最小厚度与其宽度和钢种有关。轧制硅钢最小厚度00O127mm；200mmO.01mmO.0018mm(ZR32-41/4型，。本等国轧制硅钢及不锈钢的ZR21型轧机轧制速度可达800m／min。机构、AGC系统、系统、冷却系统、排油烟系统等部分。工作机四柱式二十辊冷轧机的刚度为4000～5000kN／mm，而Sendzimir二十辊冷轧机的刚度则为力，在8个梅花状通孔位置被整体机架所吸收。轧机机架于20世纪30年末目前大多数二十辊轧机仍为这种形状的轧机。图2-7所示为支撑辊装置作用于机架上的作用力。从上半部分机架受力情况不难看出，B、C两处力的作用是使机架顶部向上弯曲，而A、D两处的力则给机架以反方向作用。由于B、C两处与A、D两处的受力大小是不同的，所以需将机架设计成相应的不同图8见图2-9。二十辊轧机辊系是按1-2-3-4呈塔形布置上下对称设置在机架的8个梅花孔内(见图2-10和图2-11)。上下两个工作辊分别靠在两个第一中间辊上；上下两对第一中间辊

a-B(C)辊(有辊形调整)；b-B(C)辊(无辊形调整)；cB(C)辊外的其他辊组柱轴承(亦称背衬轴承，背衬轴承的形状见图2-20)和鞍座安装在同一轴上，鞍座断面示于A多；在轧制的过也能够很轻便灵活地回转。B、C支撑辊组的结构如图2-14所示。B、C齿条移动量与轧机压下量的关系曲线。扇形齿转角度大70°左右。图2- B、C支撑辊组结构与二十辊轧机的几何结构有关，参见图2-16。B调整的方法是：移动机架下面的一根双面齿条，使固定在F、G撑辊偏心轴一端的扇形齿转，支撑辊背衬轴承便向上或向下移动，下工作辊或向上移动，以保F、G支撑辊结构如图2-18所示 AB、C2-19径向辊形调整机构间的鞍座里的外偏心环来实现的。它叫做“AS-U-ROLL”辊形调整机构，即在轧制过使用驱动的辊形调整机构。将外偏心环与两侧的扇形齿轮片3连接在一起，组成径向辊形调整机构。每个鞍座处的心的，因此支撑辊心轴在该鞍座部位产生变形，从而使支撑辊的相应背衬轴承8位置发生变1-减压阀；2-电液换向阀；3-马达；4-蜗杆；5-蜗轮；6-丝杠；7-双面齿调整双面齿条7也随之作上下运动。这种径向辊形调整机构，是采用按钮和机械式指示进行控制。图2-22及图2-23为新型径向辊形调整机构示意图及滑杆式控制盘示意图。滑杆2-23新型径向辊形调整机构(Y-Y置能与的板形传感器及控制装置联用。缸移动现象，从而使得控制电源切断时，凸度调节缸也依然能保持在原位。齿条缸相连接的反馈电位计来决定，如图2-24所示。 AS-U-ROLL辊形调整机构一般设置在B、C两组支撑辊上。1991年日立公司制造的K-ZR二十辊轧机投入运行。该轧机采用了双AS-U-ROLL辊形调整机构，分别设置在A、B和C、D两对辊组上，即轧机上部4组支撑辊均可调整，因此平直度的控制能力较调B、C辊组双AS-U-ROLL径向辊形调整机构与单AS-U-ROLL结构形式完全一样，只是分别设在A、B支撑辊组和C、D支撑辊组而已。另一径辊形整构示图226杆1环4及其上的齿片转动，该齿片又带动与其啮合的另一支撑辊上的齿片及鞍座环转动，，2-25双AS-U-ROLLB轴向辊形调整机轴向辊形调整机构除了可以促使带材沿横向尺寸均匀还可以用来消除在轧制由于工作辊弯曲变形而产生的带材边浪工成锥形，以其相向或相反的轴向移动来调整重合的平行部分(即有效平面量)的长度，这样就可以调节带材边部的形状。图27较早的轴向辊形调整机构不能在轧制过进行调整，在轧制之前预先调整好。轴向移动是由马达通过链轮实现的。图2-28为该种轴向辊形调整机构的传动原理图(ZR-22BS-42"轧机)。上下两对第一中间辊各用一个马达拖动，马达经过装置般使有效重合宽度值为所轧钢带宽度的80％左右。1-调整辊形1-调整辊形 1-工作辊；2-第一中间辊；3新型的轴向辊形调整机构(图2-29)可以在轧制过进行调整。轴向移动是用缸 ，当轧制速度大于15.24m／min轧机上设有轧辊辊径补偿调整机构。轧机外侧4A和_H、D和E各组成一组辊径补偿调整机构，在无负荷条件下进行调整(图2-30)。支撑A、HD、E与支撑辊F、G的结构基本相似，不同的只是偏心距不同，A、H和D、E的偏心距较F、G的小；另外传动偏心轴的不是F、G所用的扇形齿轮，而是一个完整的圆柱齿轮，并且设在轧机传动侧一端的心轴上，见图2-31。2-31A、HD、E1-圆柱齿轮；2-背衬轴承；3-鞍座；4-偏心环；5-心轴；6到“1010等份标出，每一等份为18°。标记“O”表示装置完全打开，调到10即度与背衬轴承的位移量以及与工作辊的位移量的关系如图2-33所示。B电动调整机一台ZR-22BS-42型轧机的轧辊辊径补偿电动调整机构如图2-34所示。当需要进行辊径补偿调整时，启动电动机10，经蜗杆机9后，其输出轴上76，3和8D和A和心轴旋转，鞍座里的偏心环旋转，使支撑辊背衬轴衬偏移。调整量经连杆2盘1补偿调整机构的传动原理如图2-35所示。轧机辅助设压板。在轧制时轧机还必须有导卫板、擦拭器等辅助设备，见图2-36。两侧各数个，对称布置，使其与带材边部产生尽可能小的摩擦力。在ZR-24轧机上；压压板分上压板和下压板，压板的贴面材料与带材的接触面需产生尽可能大的摩擦的为它导卫导卫板设置在轧机辊缝的上下两侧，左右对称擦拭取过容易发生滑带事故，影响生产。擦拭器有带式和辊式两种型式。机架两侧各设两对，用缸夹2-37带式擦拭器，是由带有直条纹的耐油橡胶管或聚四氟乙烯管，装可以使用两个面，圆形软管可以转动4个方位使用之后才更换。上下移动；上方的两个挤干辊框架两端连接有缸，控制上挤于辊抬起或压下。挤干辊有采用钢质辊的，也有采用橡胶辊面1-缸；2-机架；3-调整机构；4-轴承；5-擦拭小直径的张力计用辊(测张辊)以及两个压力传感器，见图2-40。的，但是它使内侧测张辊上带材的包角固定不变；另外，它为AGC脉冲测速计提供一个稳压力传感器装在测张辊的轴承下。每个压力传感器测定带材张力T作用在测张辊上的R分力Y带材在测张辊180°-α。由图2-40由于α1／sinαYT第二中间辊外侧的4根轧辊，其他轧辊均为辊，靠摩擦传动。方又啮合了一个相同齿数的轴齿轮，这4个小轴齿轮的输出轴与万向接轴连接。这种传动方比为1：1。其结构如图2-41所示。构图。传动为加速传动，具有较小的传动比。图2-42为一台1200mm二十辊轧机的联合齿轮机座结构图，传动比i=O.78。连接传动辊和齿轮机座的万向接轴在传动辊侧，为了简化换辊而采用爪式联轴节(图2-44卡爪啮合的万向接轴一样，均设有气动或平衡装置。10％～70％o250～300MPa200～400MPa250～O.05mm600～750MPa。而在四辊轧机上单位张力仅在60～100MPa350～400kN。通常卷取机电机的功率约为主电机O.5～O.75一般从1：501：80。为了扩大张力调节范围，采用由几个不同功率的电机组成的卷取机机每转一周，数字脉冲发生器发出100个脉冲信号；通过连接电缆，将脉冲信号输入轧机计7°～7°30″。根据卷筒的长度不同，四棱锥轴分规格为φ510mm和φ610mm，也有采用φ558mm的。2-45)；而对于轧2-46)。在进行卷取时卷筒活动支座支撑卷筒悬臂端，这时卷筒有了两个支点。在卸卷时，可将活动支座移开，移开动作由缸完成。

2-45臂式卷取机连接见图2-47。性，见图2-48。重卷机重卷机构包括重卷开卷机、张力计、重卷机、卷筒换位装置重卷开卷为控制。开卷机结构很简单，如图2-49所示。卷机卷筒结构如图2-50所示。张力卷筒换位采用一种卷筒换位装置后，调换卷筒就比较方便灵活了，不需要吊车配合。卷筒位装置实际上就是两对可移动的导轨，如图2-51示。重卷过程所用时间总比轧机轧后将移动导轨移回原处。移动装置采用装置操作，导轨对接处设有定位销。卷纸机2．2．5．卸卷装置包括卷材升降机构和横移机构两部分。参见图2-52。升降机构为传动，V形座钢结构件。缸布置在V形座下部中间位置， 横移机构也是采 传动的，装有辊轮、 的轨道、地面滑板和滑槽，式中KM——比例系数，常数①——磁通，枢——电动机电枢电流卷取张T与电动机力矩的关系或其中ETk之，在保持线速度钞不变的条件下，一定的电枢电流珠表示一定的卷取张力TDn成正比，欲使口不变，随着卷径D的变化，带卷转速必须相应变化。一般采用电势调调整。一般来说机组速度的调节，可采用改变电压(降压)的方法，从基数基往下调；大机组速度'Ornax和最大卷径D。x时的转速为基速挖基。因此，调激磁的调速范围应式中nrtmx、基——分别为卷筒的最大转速、基速D、d——分别为带卷的外径、综上所述，电枢电j枢与卷取张T比例；磁通量①与卷径D比例。在电器电动机力矩M式中E——电势，V；卷取功率N由式2-10得：=K1K2=常数(2-由上式可知，只要电枢电流J枢随着参值变化而变化，就可以保持张力恒因此要合理选择转速基。在基数基以上调速时，属于调磁通调速，在弱磁通条件下动磁场调速范围占整个卷取机调速范围的65％～85％为宜。过分压缩变磁场调速范围，2-53时，即>基，电动机保持电势-E为额定值，磁通量①随着卷径D的增加而增加，电动机电枢电流J枢保持恒定；在基速以下运行时，即<，z基，卷径D增大到D基(此转速降低，电势减小，J枢增加。最大力矩张力调速系统具有以下特点 统所发出的张力大1．2～1．3倍j； (2)电动机调速范围不受卷径比的限制，可以用于大卷径比的卷取机。当卷径矩和投资费用。2．3开卷机及上料、喂料机构●开卷轧机的开卷机与其他类型轧机的开卷机没有开卷机的型用的较大的轧机上采锥体四棱锥。，·开卷机一般为非传动的，仅设置一个点动传动装置，以便将带材头部送出。点动动装置由一台交流齿轮电机和一个离合器组成，可做正、反向点动而使带卷在卷径逐渐变小的过保持张力恒定。一台单锥体浮动开卷机示于图2-54，卷筒结构示于图2-55 ，‘大型轧机上一般多使用上料小车上料。上料小车与卸 。， 2-56。置(图2-56)上料。在座辊上旋转。在开卷箱两侧设有缸推动的推板，将带卷控制在轧制线中．央。开卷箱结构简单，造价低，但是对于厚2．5～3mm的带材不宜使用，特别是当带材松开，带材较薄时承受不住侧向推力，造成带材卷边甚至，而不能进行轧制。喂料机构如果在矫直设备后设有剪时，带材可以在此进行切头直机中小型轧机一般采用刮板式三辊直头机(参见图2-58)。刮板装在直头机人口侧，液将从导板上引向直头机。直头机由两个压紧辊和一个弯曲辊组成。下压紧辊为传动辊， 口侧设有上摆式导尽量避免划伤带材。当第一道轧制或倒带完成后，导板台缩短并上摆到。三辊直头机的另一种形式如图2-59所示，并带有剪一般大型的轧机采用刮板式五辊矫直机喂料。它同样包括刮板装置和上摆式导板台。五辊矫直机由一对夹送辊和5个矫直辊组成；7个辊子均为传动辊；上夹送辊可以在部3个矫直位置固定，而上部两个矫直辊则在缸一种五辊矫直机的结构如图2—60所示2.4系一般二十辊轧机的系统包括压下系统辊形调整系统及辅助些轧机共用一个系统。压下系生产年代早晚的不同而差别较大，大致在3．5～14MPa的范围内。一台ZR-33WF-18森吉米尔二十辊轧机的轧机站(包括压下系统和辊形调整系统)原理图示于图2-61。十辊轧机是一种非常精密的加工机器，对油内杂质含量要求非常苛刻。系统对高压下工作的油，在经系统工作后油温会升高，一般不得高于60℃。当回 多设计为二程式。水管用黄铜制作，而不用，因为，且易生锈。图2-63为一台ZR-24-14"二十辊轧机的系统原理图。该轧机只有这一个一压下两种类型。、机械一压下的工作原理是：机械一压下系统如图2—65所示，复合泵输出的压力 图2—66随动阀杆的动作原理图l一端盖；2一螺栓；3一垫圈；4一中心齿轮；5行星凸轮及随动阀机构中随动阀杆的动作原理及随动阀的工作原理见图‘2— 24．1．2电气一液．~-,ff,-T2-68图2-68位置传感器电气’压F系 4，使压下油缸下腔的通路打开，上腔与回油通路相通，在上12一上工作辊位置指示器；13B,C支撑辊；14一压差计；15一半转式缸；16一传感器0．03～就会产生谐波信号e】和e2，并且：E系统的一个机。整两种形式之分，要求站提供的油压力也不同。 重复性好。采用缸直接移动双面齿条，要求油压力较高，图2—61为一台ZR-33WF一18”轧机的辊形调整站原理图(与压下站一起)，油压力为10．5MPa。往还共用一个油箱(见图2-61)。图2-72辊形调整系统原理图(缸直接调整)条，系统要求油压力较低，图2-21所示的一台ZR-22BS-42"轧机的辊形调整机构辅助系车升降及推动等，以及浮动开卷(或卷取)机的对中。’一台ZR-33WF-18"轧机的辅助系统站原理图如图2-74所示。该系统包括中布置形式的较多，即将各种控制阀相对集中地设置在几个阀站内，阀站与站用3根总控接线却相对方便。图2-75是一台ZR-33WF-18"轧机一个阀站及机的控制原理图。开卷／卷取机采用浮动机构，设有对中装置。对中装置的缸一般缸径较大，行程长，工作频繁，油耗量较大。这种浮动机构一般是属于辅助系统控制，现在有设 P——轧制力；K—U——轧制速度；和如果调整由公式2-21不难看出，K值越大，即轧机的刚度系数越大，M值越小，即轧件的塑 L’，所以厚度变化测定有一段滞后时间￡I=难进行稳定控制。例如在1点测出厚差赫，本应调整1点使其消除厚差，但却调整了2点。但2点偏差不一定与l点的偏差相同这就可能使2点本来偏薄(或偏厚)的偏差经过调整变得更薄(或更厚)了，以至发生超调现象。·轧制力P，再用^=S+P／K求出^)，这是一种无滞后的直接测厚的方法。设给定板厚为^0，板厚偏差为眺，则：并得出2-78。，如果(^0，、在人口侧的测厚仪测出轧件厚度与给定厚度^o之厚差8H，根据程序厚度在轧制的升速和降速过，摩擦系数等参数将随速度而变化，因而影响产品精度，p—△：护／Ki型=，(口)(2-J、式中，RSPC2-82所示。图2-82速度程序厚度控制系统口一压下调整；6一张力调整式逻辑线路厚控系统应用得更为广泛，而现在计算机控制的厚控系统则应用得最为普遍。质量流控制所谓质量流，且p是指金属在塑性变形前与变形后，其体积不发生变化，只是外形尺寸改变。冷轧钢带轧制时，宽度不发生变化，因此带材轧制前的长度L与厚度H的乘积应等于轧出的长度z与厚度^的乘积，即：0．254mm轧辊开口度变化△S，这时轧机的开口度为S+△S，这样就可使轧件出口尺寸不致有很大的如果在轧制过，带材的力学性能发生变化，将使轧机开口度变化△S’，这时轧机开口度应当是S+△S+△S’。△S’的变化值即是压下缸活塞杆的移动量。在机械一液差。．一台采用位置传感器压下系统的二十辊轧机的自动控制原理图，如图2-83所对于工作辊全部行程为0．000635mm(0．635tma)，而在限制行程为+／一O．127mm时为0．mm(0．0635tma)；整个控制系统可以做到每76．2mm0．001mm(1tan)，偏差分辨率为0．000125mm(0．125tan)。 (6) 表面划痕。当被测带材速度大于10m／s、厚度小于0．1mm时，这种测厚仪便不能使用，所没有终止。t度接触式测厚仪，并且很快就在世界范围内得到广泛的应用。在我国也有大量的VOLLMER测厚仪使用在二十辊轧机及高精度四辊轧机上。1985年VOLLMER公司还在设立了VOLLMER产品销售维修站，推广和销售VOLLMER产品。VOLLMER每1肛m200001mm外，其他无痕迹出现。为保证测量环境温度有最大的稳定性，测厚仪上装有电控加热器，06*(2头，每个测头有两个微型触角，这些触角相互配合工作。用于厚度在2mm以下的带材时，采20MUBE2mm20MOBE，下部采用一个20MUBE；电缆接头有保护软管。微型触角20MUBE结构2-86。B非接触式测厚仪非接触式测厚仪为电磁测厚仪，主要有：x射线测厚仪及放射性同位素测厚仪(y射线测厚仪、线测厚仪)等。x射线测厚仪的原理是基于被测带材对x射线的吸收作用。x射线具有很高的能量和本领，但是x射线在带材时其能量要被带材部分吸收而减弱。x射线带材后，强度出带材的厚度。X射线测厚仪原理示于图2-87。2-86微型触20MUBE的结构图’-=?堕；；=jj鬯导向管；3一弹簧的支撑垫圈，上部；4一测量头；5一套筒(护套)；6锁紧螺栓；7一弹簧i噔垫圈，下部；8一线圈支座；9一顶盖；10一电缆导管；11一差动变压器；12一磊筷菇芯；13—12的维持赶；14一连杆；15一石顶头；16一触头压力弹簧；17--蛇形弹簧；18一无头螺栓1：24一橡胶萄。’图2-87X射线测厚仪示意图l—x射线管；2一被测带材；3一标准楔形试样；4一给 电准楔形试3(以下还放有给定厚度试样4)，分别都被吸收一部分，其余的射到荧光板5上，它的可见辉光决定于所接受的x射线的强度。荧光板的辉光分别作用到光电倍增器6上，所产生的光电流之差取决于两组射线强度之差。经电子放大器7放大后的交变电压作用在两组电容电动机9的电容器绕8上。电动机第二个电容器绕组10机的轴与标准楔形试样3由机械联系，电动机转动带动楔形试样移动，直到差异电压等于零为止。由此通过比较射线强度差而测得带厚。．式中Io卢——被测物的吸收系数；X— 后进入射线探测器(电离室)3，它是用一个加速电源4来供电的。当透过带材的射线进人电用标准电压降U2对【，1进行补偿，U2是由恒定电源9供电的电位计8来进行调整的。这计6之中，此静电计的反馈很大，零点稳定性高，并经电动电容器把测量电压(直流电压)转化为1000r／s的交流电压，经放大后整流成适当的相。用于相位灵敏整流器输出的直流电压U3(测量值)作为名义值的偏差值，由偏差指示计7示出，并由记录仪记出名义值的偏 2-88性同位素测厚仪装置示意图1一射源；2一带材；3一电离室；4一加速电源；5一高欧姆电阻； 透力。经常使用的7射线源有钴(C0)60、铯(Cs)137、镅(Am)241等。p射线是带负电荷的p射线源有锶(Sr)90、钌(Ru)106和钍(Th)204等。在多辊轧机冷轧测厚中，也有这(1)中心装置需预热一定时间(约0．5h)后，方可使测量和控制装置进行工作。)对射线的防护是一个必须予以足够重视的问题。射线从射源盒上方窗出后呈一85。的射线锥，可用专门的测量仪表测出射源附近各操作点的射线的剂量。为了做到的增方便了操作。。。图2-89是一台1，射线测厚。近年来我国从国外引进的16套二十辊轧机中，7套使用VOLLMER接触式测厚仪；9套为7射线测厚仪，详见表2—2。西安从德国引进的一台四辊轧机使用了VOLLMER测厚形精备快宽简高中中繁高由宽简中中雍繁中轧备型形l年ZR-22BS-3镅2年ZR- 13年ZR-24WF-14年ZR24-WF-15年ZR2416年17年ST6—1镅铜相当于ZR-338年ZR七3WF-19年ZR-22B-2镅年ST9一l镅铜年2镅相当于ZR-22昏年ZR- 1澳大利亚年记1脉冲测速量流控制原理，由侧带材的厚度便可以计算出轧机出口侧带材的厚度。．’脉冲测速仪的传感器测速轮每转动一周，可以发出2000个脉冲信号，再加上线的倍增插件板(4倍)，故每转一周可发出8000个脉冲信号。脉冲测速仪装在、出口侧导向辊支架的传动侧。当其进量时，测量轮压在测速轮在带材表面会发生打滑现象，也会磨损，但是测速仪系统有故障自检器，以图2-91是一台脉冲测速仪结构及安装示意图。类型：Motorola68000处理器；字长：322clock：图2-91脉冲测速仪结构及安装示意图AGC参数：EEPROM4K(150×1019s)RAM64K(150×10s)；诊断程序操作：与AGC通时中断延时：0．5×10咱s板形控板形控制的目的是要轧出外形平直的带材，即带材的平直度控制。‘平直度是表示带材在没有外力作用时，失去平坦的外形表面特征而出现浪形、翘曲等形状缺陷的指标。产生平直度缺陷的直接原因是轧制时带材在宽度方向上变形不均‘带材在冷轧过，由于带材的宽厚比很大，所以在轧制过，基本没有宽展发地按比例减薄，那么，成品带材表面将是平坦的。如果在轧制过，带材在宽度方向平直度缺陷(边浪或者中浪)。因此，带材沿宽度方向各点的相对伸长率LXL／L量带材平直度的标志(见图2-92)。平直度的定量表示方法主要有两翘曲度A，其计算公式为6一接触式板形仪的多段测量辊L相对延伸差e，其单位是i，其计算公式为式中S波的弧长 —波对应的直线长平直度缺陷主要有边浪、1／4中浪、中浪、侧弯等。各种缺陷可以叠加。图2-为平直度缺陷的类型及相对伸长率的分布 图2-93平直度缺陷的类型(n)及相对伸长率的分布lit(b)在轧制过由于有张力的式中E——带材的弹性模量／k(~T——带材的变化量，由式2-35可知的变化量△8下反映出了相对伸长率的大小，即在带材上张力小。因此，测出实际与平均的偏差△升沿带材宽度方向的分布，所反映整带材宽度方向上的变形量，达到减小△艿T从而获得良好板形的目的。也就是说，控制，带材横断面张力的分布可通过板形仪来进行检手工检测的方法在中小型的轧机上，基本能满足需要。比如的几台ZR-22BS-42"~但是，大型轧机由于轧制的带材宽度大，以及一些对带材板形要求非常高的中机，往往都配备板形仪及板形自动控制系统板形测量 一般的多段板形测量辊是将张力测量辊作成宽度大约为m的若干圆环连接而成4个互为90*的磁压力传感器。轧制时测量辊与带材一起运行，在度方向上应力分布的不均匀，因此就反映了带材宽度方向上变形的不均匀。图2—94为德国西门子公司的BFI板形控制系统的多段式板形测量辊的结构示意图。 极大的测量范围：0．01～90000N；(5)极好的线性特征，典型值0．1％；(6)机械承受极至 (8)(9)采用压电晶体传感器的测压辊，在2～10000N的工作范围内的精度几乎是一致的。在。。另一种新型高精度板形测量辊是德国VOLLMER公司的“新型VOLLMER板形测量辊置，在90。内顺序错开一个角度，便于测量数据、传送和处理。传感器的直径只有形测量4次，每次测量完成后，传感器要进行自动调零。测得的数据进行数字化处理，并从操作原理见图2—103。一台包括板形仪、控制计算机和驱动器(AS-U-ROLL示在终端显示器上。同时计算机通过计算选择校正板形的控制方法并发出相应的控制命令。，轧机的板形自动控制系统的执行机构主要是：AS-U—ROLL 2—105新型板形控制系统的操作和工艺过程联系图2．7轧机润滑一系轧机润滑一冷却系统的作轧机润滑一冷却系统有两种作用，即润滑作用和冷却作用。轧机润滑又包括轧艺润滑及支撑辊背衬轴承润滑两部工艺润附着在轧材表面上的油膜，能部分地保护轧材在卷取成卷时免受损背衬轴承轴承的。背衬轴承润滑有如用：(1)减小了轴承间连接元件的摩擦(4)帮助外来物侵入，通过冲洗，清除外来物冷少轧制道次，节约能量消耗，提高生产力。·脂一冷却剂，不因其残留在带材表面而发生热处理腐蚀现象(即在带材表面产生斑点或留下痕迹)。称液。矿物油系统围在38*(2时为50～100SSU(相当于14．6×10“～23．8×10山m2／S)。矿物油黏度低会／S(5038～40*(2。为了充分地冷却辊系和带3L／(rain·kW)，或稍大一些。国内引进的几套森吉米尔二十辊轧机系统矿物油流量列于表2-3。／—／L·—1ZR-24-2ZR-24-不3ZR-33-4ZR-22-芯；过滤后的净油经冷却器后进人净油箱。该筒式过滤器的精度为5t~m；过滤器进口和出图2-106ZR-33WF-18”轧机工艺润滑一冷却系统 净油箱，油的精度提高到3,am；另外硅藻土过滤器可将油中变质的物质滤出。 5,ttrn，以保证轴为一台图2-107ZR。24—14”轧机工艺润滑一冷却系统 润滑的形式，不让液进入背衬轴承。％。液的使用温度为35～55℃，视轧制不同产品而定。液的流量／电机功率比旷物油的小，一般在2L／(rnin·kW)左右。0．2～0．27MPa；而其他两组在液面以上，压力值为0．07～0．135MPa。为了防止液一台ZR-22BS-42"型轧机的液及油雾润滑装置系统示于图2-108器，过滤精度可达15p．m，滤后净液流到净液箱。净液用泵送至轧机使采用泵循环加热。’油雾润滑系统中，除气3大件(分水滤气器、减压阀或调压阀、油雾发生器)外，还设有缩孔后的油雾粒度约0．03mm(粗雾型)，适用于滚子轴承。关于液及油雾润滑系统，在实际使用中发生了根本的变化，即不用油雾润滑系统。据资料介绍，广烟制铁所电磁钢板工厂的一台ZR-22-42"型轧机，轧制硅一轴孔．‘‘●钢时轧制速度最高为434m／min，主轧机功率为2200kW，具有液和油雾1974年我国从引进了两台与广烟厂类似的轧机轧制硅钢。轧机型号为ZR-22BS-42”，主轧机功率为2×1100kW，最高轧制速度为450m／rain，工艺润滑和轧机冷了，全部使用液。20世纪90年代为了提高产量，我国从引进第三台轧机时，没有了油雾润滑，磁力过滤装置用于清除油或液中的磁性末屑，而不受过滤精度的限制。图2—110为滤芯呈圆筒状。筒内筒和外筒，用带均匀小孔的镀锌铁皮做成。筒底和筒盖呈圆3～5m，但是滤纸强度低，通油能力0．005～0．1mm，0．24～0．34。在显微镜下观察，硅 硅藻土介质而得到过滤。过滤精度可达到3肛m。过滤后的油仍回到净油箱，循环过滤。循环过滤流量低于系统供油量的10％。图2-113硅藻土预涂过滤器的原理中的杂质通过滤芯，而起到高精度的过滤作用，过滤状态如图2-113下图所示。硅藻土预涂过滤器的操作程序如下：。过滤循环(见图2-114b>。污图2-114硅藻土预涂过滤器使用过程示意图口一预涂；6一过滤；c一排污(反冲洗)成的滤糕表面覆盖新的硅藻土层，以提供新的滤孑L，保持过滤能力，延长使用周期。2—114c)。随着过滤时间的延长，硅藻土层逐渐被堵塞而失去过油箱；8一供油泵；回污油箱；然后，用0．2～0．3MPa的压缩空气从上到下依次对每层过滤元件吹3～4次。静压式过滤器的滤芯是用玻璃纤维缠绕、压紧制成的。玻璃纤维的间隙是10m，纤可达1弘m。但效率较低，当需要的流量较大时，就需要增大油罐和滤芯数量。图2-116重力式平床过滤器的工作原理 液，汇集到系统中的箱，以备送到轧机使用。 过滤器设置有专门的抽气机，滤纸及输送滤纸的金属网带是连续工作的。2．8油雾处理系200℃；用液时，带材出口温度也有80～90℃。一台ZR-33WF-182-118密封的槽中滑动，以避免形成越过过滤器的油烟旁路。油烟收集装置结构见图2—119。图2-119油雾收集装置结构示意图2·9轧机的发近年来，法国DMS(DUJ’ARDINMONTBARDSOMENOR)公司与公司一起，终于打破了轧机为整体机架的传统观念，推出了“分体式机架轧分体式机架，即将机架分为上下两部分。两部分在机架四角由4 缸紧密地上得以保留。机架可允许有130mm的开口度，以便轧机穿带及某些部件的装卸。 (6)机架正反两面的 缸驱动的第一中间辊位移横向推式控制 二十辊轧机辊系是按1—2—3—-4其余的16个辊子是靠辊子间的摩擦力耐转动

图3—1二十辊轧机辊由于轧机的压下及轧制线调整、辊径补偿，是靠8个支撑辊装置的偏心调整机不能接触为准，并留一定间隙。图3-2为一台ZR-33型轧机的配辊图。图中左半幅为压下42mm并能轧制出最薄的轧件。表3—1ZR-33WF-18No．1：D1、D3、 52.90852.45151.96851.48651.00350.52150.03849.55549.07348.590131.03231.62132.24332.86733.49234.11934.74735.37536.00536.63626.72126.94927.17727.52028.13428.74829.36429.98030.59831.217232.23432.82733.45334.07934.70735.33535.96436.59737.22937.86227.49727.72628.08628.70029.31629.933 31.16931.78932.409333.528 34.74935.37836.010 37.90838.54339.17928.34228.735 29.96830.58631.20431.82432.44533.06833.691；434.78935.38636.016囊叠i嘛。培。3}．28237.91538.55039.18939.82640.46629.38129.96530.583霸．20231.82332.44433.06733.69034.31634.94136.10036.70137.33337.96938.60539.24139.87940.52141.16241.805530.65731.24431.86532.48733.10933.73334.35834.98535.61236.241637.38337.98338.61939.25839.89640.53641.17841.82242.46743.11331.90332.49133.11433.73934.36334.99035.61836.24736.87837.510738.71439.31839.95740.59941.24141.88442.52943.17743.82544.47533.19633.78834.41335.04035.66936.29836.929 38.19538.830840.01540.62241.26441.91042.55543.20143.85044.50245.15345.80734.45935.05335.68236.31236.94337.57538.20938.844 40.759No．2：D1、 D3、 52.90852.45151.96851.48651.00350.52150.03849.55549.07348.590131.23331.82232.44733.07233.69734.32434.95235.57936.20936．{；4226.85727.06927.30727.71828.33228.94629.56230.17830.79731.416232.43933.03033.65634.28334.91135.53936.17136.80237.43438.07027.64427.859,28.28428.89929.51530.132,30.75031.36831.98932.610●333.73434.32834.95535.58636.21536.84737.48138.11538.75039.38928.47428.93529.55030.16730.78531.40432.02532.64633.26933.892434.99535.59336.22336.85637.48938.12338.76039.39740.03540.67529.58130.16630.78431.40432.02432.64633.26933.89334.51835.145536.31036.90837.54138.17838.81339.45040.09l40.73141.37242.01530.85931.44632.06732.68833.31233.93734.56135.18835.81636.445637.59138.19338.82939.46840.10740.74741.39142.03442.67843.32532.10532.69433.31833.94234.56835.19535.82336.45337.08437.716738.92539.52940.17040.81141.45342.09642.74443.39044.03944.68933.40133.99234.61935.24635.87536.50537.13537.76838.40239.037840.22740.83441.47942.12342.76843.41544.06644.71645.36846.02234.66435.25935.88836.51837.14937.78238.41739.05239.69040.327图3-2ZR-33型轧机