h型炼钢九辊悬臂式变节距矫直机的开发

h型炼钢九辊悬臂式变节距矫直机的开发

1产业用钢开发技术1998年建成的h马钢h级钢系中国第一个大型h钢和大型h钢的发热生产板，由德国迪马克（mds）、西门子（sientan）和美国伊泰姆（itam）提供设计、技术和主要设备，并在20世纪90年代初达到较高的水平。至2002年底已累计生产H型钢、U形钢板桩、工字钢等176万t,产品除满足国内工程建设需求外,还有46万t出口到欧美及东南亚市场。开发的产品规格达180余个,开发的新钢种基本包括了日本、美国、英国和欧盟等结构用钢标准中的常用钢种,还开发了铁路车辆、海洋石油平台、建筑用防火钢等特殊用途产品。其中的九辊悬臂式变节距矫直机结构新颖,技术先进,且其矫直辊的节距可以从1200～2200mm进行调整,以适应不同规格产品的矫直要求。主要介绍它的结构、性能及其矫直辊的设计特点等。2直机结构及其调整2.1翼缘扭转、压应力九辊悬臂式变节距矫直机布置在步进式冷床之后,其主要作用是用来矫直轧件在轧制、冷却、运输过程中由于受到变形不均匀应力、温度应力等多种因素影响而可能出现的翼缘内并、外扩、扭转及镰刀弯等缺陷,使钢材平直度和断面形状达到国家相应标准的要求。辊式矫直机的矫直原理是由精轧机轧出的轧件经冷床冷却后进入九辊矫直机,在交错排列矫直辊的外力作用下其弯曲部位产生一定的反弯曲,使该部位产生一定的塑性变形,当外力去除后,钢材经过弹性回复后趋于平直。2.2矫直辊节距小九辊矫直机的机械设备由MDS提供,电气传动及控制系统由SIEMENS提供,主要由主传动系统、矫直辊系统、调整系统及辊系夹紧系统等组成。辊系由四个上矫直辊、五个下矫直辊组成。四个上矫直辊为主动辊,五个下矫直辊为被动辊并装有助动液压马达,以保证上下辊同步运转。矫直辊之间的节距可根据被矫钢材品种规格的不同在1200～2200mm范围内连续调整,小规格产品的矫直辊节距小,以满足不同规格产品的矫直要求。其结构如图1所示。辊式矫直机的主要技术参数为:型号:RSM1200-2200/7+2辊距(节距):Max2200mm,Min1200mm矫直辊数量:9个主传动辊数量:4个(上辊)辅传动辊数量:5个(下辊:3个矫直辊+2个托辊)立辊数量:进口2个,出口2个矫直辊直径:Ø1050mm～Ø1230mm矫直辊材质:高铬锻钢矫直速度:0～4m/s矫直最大截面模数:1244cm3传动电机功率:220kW(DC),n=0～920/1800r/min辊环锁紧压力:350Pa～800Pa2.3矫直辊调整试验矫直机的调整主要有上、下矫直辊的轴向调整,下矫直辊的压上调整,矫直辊的节距调整,矫直标高调整等。调整的顺序一般是先调整矫直标高,其次调整矫直辊节距,再次调整下矫直辊的压上,最后是上、下矫直辊的轴向调整。矫直过程中的所有调整参数都由二级计算机系统给出,一级计算机PLC控制系统执行。在矫直机前的输入辊道上设置一台喂钢机(一对直径为Ø260mm的夹持辊),由液压马达驱动,可以旋转、升降、横移,以保证轧件对准矫直机辊子的中心线。2.3.1上、下、自冲辊的轴向调整对上、下矫直辊进行轴向电动调整使其对准孔型,调整的行程为±40mm。为防止轴向窜动,安装了圆锥止推轴承,并将轴承座液压锁紧。2.3.2动调整调整距离矫直机的上辊垂直方向固定,下辊在垂直方向上可电动调整,调整的行程为350mm,上、下矫直辊的调节距离为:850～1200mm。下辊的压上调整作用一是与上辊压靠找零位,二是调整辊子的压下量。2.3.3确定辊距调整系统节距调整系统分左右两部分,以5号辊(固定辊)为中心,左右两个上辊和一个下辊构成两套节距调整系统,分别由两个马达传动等辊距调整,调整行程为2200-1200mm=1000mm。2.3.4矫直机液压升降机构中,应注意以下几个在矫直不同品种H型钢时,由于矫前辊道的标高不变,为使被矫钢材的断面中心线和矫直中心线保持一致,矫直机的整机架必须升降,机架升降的行程为300mm。2.4矫直辊和锥套卸压矫直辊的装卸是用专用液压换辊工具进行的,换辊时分别对矫直辊和锥套卸压,取下矫直辊锥套将预装好的矫直辊装上,再分别对锥套和矫直辊加压。更换全套矫直辊的时间不超过30min。3直尺的设计特点3.1矫直机的配置矫直辊设计的好坏直接关系到矫直产品的产量、质量和矫直作业率,在设计时主要考虑因素为:(1)矫直辊的直径和辊型圆角的大小;(2)矫直机的操作是否方便安全;(3)钢材矫直缺陷的消除等。H型钢的矫直方法采用平矫,其矫直辊的设计比较先进,采用组合式辊环,上下矫直辊的辊环一样。每个矫直辊由两片辊环加上其间厚度不等的垫片、斜块等装配而成,见图2所示。这样矫直辊的设计主要是进行辊环的设计,并且产品规格相近、圆角半径相等的H型钢其矫直辊辊环可以共用,从而节约了辊子,降低了成本,且便于管理。3.2采用直辊环的设计尺寸H型钢矫直辊辊环的设计主要是确定辊环宽度B,圆角半径R1、R2,辊子的内外径d和D等尺寸,见图3所示。3.2.1矫直稳定性验算每片辊环宽度B主要依据产品腹板宽度的不同及考虑矫直稳定、满足矫直机强度要求来确定。B值在80～130mm之间。在配置辊环时主要考虑:加垫片组成的矫直辊辊型宽度比H型钢腹板内宽小2～3mm。3.2.2半径大2m的特点设计时取每片辊环两侧的圆角半径R1、R2不同,比H型钢的圆角半径大2mm。根据新制定的国家标准,各类宽翼缘、中翼缘、窄翼缘H型钢及H型钢桩的圆角半径只有10、13、16、20、24、28等六种,因此减少了辊子的套数,大大提高了辊子的共用性。3.2.3内和外直径H型钢的矫直辊辊环的内径d为Ø730mm,外径D为Ø1050mm～Ø1230mm。3.3同钢种的压力值调整矫直辊相对零位的压下量称为压力,压力值的大小取决于矫前钢材的弯曲程度、钢质和钢温及其规格形状等因素。一般调整原则是:对同钢种同内宽而腹板薄的钢材、同规格而钢种硬的钢材、同规格同钢种的低温钢钢材其压力值均需加大。不同的矫直辊其压力调整时按3号、5号、7号辊的压力沿钢材前进方向逐渐减少的原则进行,3号辊的压力值约为10～13mm,5号辊的压力值约为5～7mm,7号辊的压力值约为3～5mm,压力分配曲线示意图如图4所示。4产品内部出现裂纹在H型钢厂投产五年来的实际生产过程中,九辊悬臂式变节距矫直机遇到了以下几个方面的