冷轧机械设备和工艺介绍.ppt

1、1,冷轧机械设备,二辊实验冷轧机整体图,因轧薄和板形控制的需要，出现了各种各样的板带冷轧机,轧机主要由工作机座和主传动系统两大部分组成。,工作机座是支撑和固定轧辊及导卫，调整辊缝（轧制线）位置、辊缝大小、辊缝形状的系统，包括轧液压弯辊装置、轧辊轴向串动调整装置、机架、上辊平衡装置、导卫装置等。,轧辊的转动、转向和转速是靠主传动系统的驱动和控制来实现的。,2,二辊实验冷轧机传动系统分解图,变速齿轮箱,传动齿轮箱,万向接轴,压下系统,3,压下电机,上辊平衡弹簧,轧辊转动的动力传递顺序：,主电动机,减速机,人字齿轮箱机,接轴,轧辊,轧钢用的主电动机容量和体积较大，目前大多选用交流电动机，依靠变频调速

2、系统来得到轧钢工艺要求的变化的轧辊转速。,4,新型轧机,从传动侧看,5,从操作侧看,新型轧机,6,轧机模型,7,轧机模型,8,1.轧辊,锻钢工作辊,锻钢工作辊,锻钢支承辊,多辊轧机，比如六辊轧机，轧辊分为工作辊、中间辊和支承辊。工作辊直接与轧件接触。支承辊支撑着工作辊，通过工作辊接触轧件可以减小工作辊直径、增强工作辊刚度。,1.1轧辊种类及构成,9,冷轧辊是冷轧机的主要部件。轧辊由辊身、辊颈和轴头3部分组成。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。轴头和连接轴相连，传递轧制力矩。此外，还有制造、安装所需的某些辅助表面，如中心孔、紧固吊装用沟槽、螺孔以及轧机试运转前盘动轧辊用的

3、带槽轴伸等。 冷轧工作辊可分整体工作辊和镶套辊两种。其中整体工作辊中又有实心辊和空心辊之分。,冷轧辊的直径超过400mm时，在锻造后大多在轧辊中心镗一个，170250mm的中心孔。这样，当工作辊进行表面淬火时，可用冷水通过轧辊中心孔，提高淬火效果，保证淬火层的硬度和厚度。轧辊中心部分的金属往往具有疏松、气孔及其他缺陷，这些缺陷是淬火时产生应力集中的因素。镗了中心孔以后，可使轧辊经热处理后内应力分布比较均匀。中心孔也可用来预热轧辊和生产中对轧辊进行冷却。,10,1-传动端； 2-辊颈； 3-辊身； 4-圆锥过渡区； 5-紧固件槽； 6-键槽； 7-辊颈润滑油沟； 8-平口； 9-内孔； lO-双

4、圆锥过渡区； 11-心轴；,12-硬质合金套；13-螺钉；14-轴向紧定用螺母,三种工作辊,11,支撑辊也有实心辊和空心辊两种。支撑辊辊颈有圆柱形(装设滚动轴承用)和圆锥形两种。采用圆锥形辊颈是为了便于拆装油膜轴承。锥度一般取1：5。空心辊的两端有中心孔塞，以便在车削轧辊时定心。支撑辊两边对称布置的吊装用槽，是专为吊装时挂钢绳而设置的。两端的盘车用槽，在轧机试运转前，可与专门套筒连接，以便在试运转前先用吊车盘动轧辊。,冷轧过程中，轧辊表面承受着很大的挤压应力和强烈的磨损，高速轧制时，卡钢、过烧等会造成辊面裂纹。因此，冷轧工作辊应具有极高而均匀的硬度，一定深度的硬化层，以及良好的耐磨性与抗裂性。

5、轧辊具有良好的耐过烧、抗裂性是延长轧辊寿命的主要因素。降低轧辊硬度，虽能改善抗裂性，但耐磨性降低。因此，必须正确选择轧辊的表面硬度。 冷轧辊直径愈大，要求硬化层愈深，对钢的淬透性要求也愈高。 冷轧辊用钢均为高碳合金钢，主要钢号有9Cr、9Cr2、9Cr2W、9Cr2Mo。,12,轧件对冷轧工作辊巨大的轧制压力，大部分传递到支撑辊上。支撑辊既要能承受很大的弯曲应力，还要具有很大的刚性来限制工作辊的弹性变形，以保证钢板厚度均匀。 轧机支撑辊的表面肖氏硬度一般为HS45左右。目前为提高板厚精度与延长轧辊的寿命，支撑辊硬度有提高的趋势。支撑辊常用钢号有9Cr2Mo、9CrV及60CrMnMo等。,对轧

6、辊制造提出要求，是为了保证轧辊的机械强度、带钢的表面质量和轧辊的安装精度。 (1)保证轧辊机械强度所规定的技术要求。保证轧辊材料的化学成分及力学性能；轧辊铸造时，不允许有铸造缺陷，如气孔、砂眼、裂纹、夹渣及偏析等；锻造轧辊的坯料必须经多方均匀锻压，锻压比不得小于3；热处理后的残余应力应最小；保证轧辊接触强度所需的表面硬度。 (2)保证带钢表面质量所规定的技术要求。在轧制过程中，轧辊表面与带钢表面直接接触，因此必须保证轧辊表面具有较高的耐磨性，以保证带钢的表面质量。轧辊的耐磨性取决于轧辊的表面硬度。,13,(3)保证安装和轧制精度所规定的轧辊配合尺寸与形位公差要求。轧辊配合尺寸有辊颈直径、安装轴

7、承的定位套筒和轴承紧固螺丝用的尺寸、工作辊与联轴器的配合尺寸，工作辊传动扁头的尺寸。 规定轧辊的形位公差包括辊颈的椭圆度和柱度公差、辊身相对于辊颈的同轴度、各端面相对于轧辊轴心线的垂直度、工作辊传动扁头的两平行平面相对于工作辊轴心线的对称度、轧辊辊颈上各台阶相对于辊颈的径向跳动、各键槽表面相对于轧辊轴心线的对称度等。,轧辊形位公差的标注,14,1.2 换辊,（1）轧辊的管理 用冷却剂调整轧辊凸度和弯辊等方法来调整轧制钢板的板形的技术进步非常大，但不要忘记轧辊原始凸度这一重要的板形控制因素。由于轧制尺寸不同而轧制尺寸范围又广的轧机，配合一定的轧制规程，必须研磨轧辊原始凸度。通常平整机和冷轧机的轧

8、辊尺寸采用同一设计，使其具有互换性。根据平整冷轧五架、四、三、二、一架其轧辊辊径及轧辊硬度的顺序变化，结合使用目的的不同依次运用。由于磨损，辊径随之减少，轧辊硬度下降，辊上有伤痕，为了防止轧制的钢板质量下降，轧辊要进行再淬火，以增加其硬度。关于整个轧辊的运用，最近，考虑采用计算机根据最适宜方式管理轧辊，以提高钢板质量、降低成本和节省劳力。,(2)轧辊的预热 从换辊后开始轧制到热凸度稳定前，轧制板形的质量是不稳定的。因此，在轧制前预先给个设想的热凸度，进行轧辊预热。有的仅以,15,最后一架工作辊进行预热，但也有所有机架上的轧辊都进行预热的。加热有用蒸汽、煤气、电加热器和热风循环加热等方法，可以离

9、线， 也可以在线进行。,(3)轧辊轴承座的更换 在轧制过程中，轴承烧伤的原因有润滑不良、润滑部分混进杂物、轴承寿命、轧机的水平度不好及压下率太大等，但最多的是往轧辊装卸时碰伤和由于轴承的内圈与辊轴外面的配 合较松，在滑动时产生伤痕。考虑为了节省劳动力，轧辊轴承更换装置应充分定心，这对防止碰伤很有益处。在进行高速轧制及油雾润滑时，避免碰伤显得更加重要。把改变轴承与轴承座的相对位置叫做轴承的位置更换。提高轴承寿命必须定期检修。,(4)轧辊轴承座的清洗 换轴承座前，为了防止烧伤，检查一下轴承，对轴承座及轴承进行清洗。从前清洗是在地面上用手工进行的，而现在把轴承座用台车或,16,吊车装入密闭或开启的清

10、洗罐中，用高压射流或者浸泡进行清洗。洗涤剂用碱液、煤油、有机溶剂，但存在各自的废液处理、爆炸性、 毒性及损坏密封材质等问题。轴承座装卸到轧辊上由采用吊车操作，朝着采用拆卸工具的自动化方向发展。,17,1.3 上轧辊平衡装置,作用：消除轴承座、压下螺丝、螺母之间由于零件自重而产生的间隙，消除冲击。,1.3.1 上轧辊平衡装置的作用与特点,类型：取决于轧机的型式 型钢轧机：调整量小, 采用弹簧平衡。 初轧机： 调整量大，快速、频繁 采用重锤或液压平衡。 四辊轧机：调整量小，低速、但要考虑打滑条件 采用液压平衡。,18,全液压轧机液压缸布置简图,19,四辊轧机压下与工作辊窜辊示意,20,液压式平衡特

11、点：结构紧凑、使用方便、易于操作及换辊。 缺点：系统复杂、投资大、维修困难。 液压式平衡装置广泛应用于四辊轧机，同时在新设计的初轧机上也开始使用，如宝钢1300初轧机。根据液压缸的数量，可分为五缸式与八缸式的两种。,21,1700冷连轧机液压平衡装置,工作辊平衡（正弯及压紧缸4）42=8 工作辊负弯缸2 42=8 上支承辊平衡缸 3 22=4 （兼提升轨道）,22,四辊轧机在空载启动、制动和反转时应考虑工作辊与支承辊辊面之间不能打滑。即空载时，其被动辊的启动力矩应小于主动辊作用于从动辊的摩擦力矩。 四辊轧机其驱动方式大多由工作辊驱动，其支承辊转动系由工作辊通过辊面的摩擦力带动。对于支承辊驱动的

12、情况，只用于工作辊直径较小的轧机中。以下分两种工况进行讨论：,工作辊与支承辊之间的打滑条件,23,工作辊主动，支承辊被动 不考虑支承辊轴承的摩擦阻力则不打滑条件为：,D1，D2工作辊，支承辊直径，米 （GD2）2支承辊飞轮力矩，kg.m2 dn/dt工作辊的角加速度，rpm/sec， 辊间摩擦系数,24,工作辊与支承辊之间过平衡力Q的确定,25,根据相同的原理，可以推导出支承辊主动时支承辊从动时，过平衡力Q所应满足的条件：,支承辊主动，工作辊被动,26,这里所说的工作辊过平衡力Q与前面所说的工作辊的平衡力Q1是有差别的；过平衡力Q是总平衡力Q1的一部分。 总的平衡力Q1=（1.21.4）G，其

13、方向与被平衡件的重力方向相反，实际的Q是工作辊通过平衡机构作用的平衡力Q1（向上）除去工作辊及其轴承、轴承座的重量的剩余平衡力，这个剩余量必须满足不打滑条件的要求值。如果满足不了，则必须增加其大小，直到满足打滑条件为止。 对于下工作辊尽管没有平衡上的要求，同样存在打滑的问题，实际上，下辊需要压紧力（四辊轧机的下工作辊一定要有压紧缸 ！）；上式中的Q力应为压紧力与工作辊及其轴承座的重量的和。,27,. 轧辊的轴向调整与固定,轧辊轴向调整及其机构 作用 型钢轧机必须对准上下轧辊形成的孔型。 调整轴瓦的轴向间隙。 承受轴向载荷，固定轧辊。 CVC、HC轧机通过轴向移动轧辊（串辊） 控制板带材的板形。

14、（采用液压缸）,28,四辊轧机轧辊调整示意,29,2. 卷取机,用来卷取超长轧件（一般指线材、带材），以便储存、运输。,30,2.1 冷带卷取机的类型及工艺特点,2.1.1分类 一般为卷筒式，主要由胀缩卷筒及传动装置组成，卷筒同时配有皮带助卷器或钳口。 为改善轧制条件，改善板形，卷取整齐，卷取时必须有一定的张力。按张力的大小，可分为：轧制及平整线上的大张力卷取机及精整线（退火、酸洗、涂层作业线）上的卷取机。其卷筒大多是棱锥式、弓形块式。也有用实心卷筒的。 2.1.2工艺特点 张力：0以可逆式轧机为最高，比张力最大达0.50.8。而精整线为0.050.10最低（比张力定义为张力与相对应材料的屈服

15、极限之比）。 几何形状：无论张开或缩起，必须为一整圆不能有缺口。,31,稳定性：对于大张力薄带卷取，有产生塌卷的可能，这是不能允许的。 纠偏控制：一般采用光电元件伺服阀，进行在线纠偏。,2.2 冷带卷取机的结构,一般以卷筒的结构进行分类。 （1）实心卷筒卷取机：其结构最简单，刚度大，可受大张力；但无法胀缩故无法卸卷。 （2）四棱锥卷取机： 用于20辊1180轧机。它由四个扇形块、四棱锥（=7045）及胀缩液压缸组成。液压油由左端的旋转接头进入液压缸使胀缩液压缸右移，同时使棱锥轴右移；锥轴上的四个斜面将扇形板沿径向顶开。而棱锥轴左移则实现卷筒收缩。在卷筒表面安有钳口，以固定带钢头部。,32,33

16、,34,酸洗-轧机联合机组是一冷轧的主要生产机组。在常温状态下，将材质为热轧低碳钢、超低碳钢等钢种，经连续通过机械及化学方法将热轧带钢氧化铁皮除掉，并经连轧机连续轧制成各类规格的具有所需厚度、表面粗糙度的冷轧带卷。 酸洗段采用三段浅槽紊流酸洗槽，使用盐酸酸洗；冷连轧机采用串列式五机架4辊CVC轧机。酸洗-轧机联合机组年产量1600000t/a。,一、概述,35,一冷轧产品定位,36,酸轧机组入口出口带钢规格比较,入口 出口 带钢厚度：1.506.0mm 0.252.0mm 带钢宽度：7301630mm 7001630mm 钢卷内径：762mm 610mm 钢卷外径：10002080mm 900

17、2080mm 卷 重： max.45.6t 同左,37,二、工艺流程介绍,1、酸洗工艺 2、轧钢工艺,38,1、酸洗工艺,39,酸洗工艺流程图 酸洗原理图,40,2、轧钢工艺,41,42,三、主要设备功能介绍,酸洗入口设备 开卷机 设备精度： 序号设备名称功能名称精度指标名称精度要求1开卷机带钢开卷开卷机平行度2mm2开卷机带钢开卷开卷机顶滑板间隙0.070.15mm3开卷机带钢开卷开卷机侧滑板间隙0.050.10mm4开卷机带钢开卷卷筒和开卷小车的平行度5mm1.2 主要功能概况： 开卷机是由两台直径760的开卷机组及其驱动系统组成，借助开卷机移行液压油缸，将两侧开卷机卷筒插入开卷小车送来的

18、钢卷中，对中好后胀开，然后电机驱动卷筒和钢卷一起转动，使带头进入夹送辊矫直机，展开钢卷，送至下道工艺。 2. 设备主要性能参数 最大钢卷重量： 30.5T 带钢运行速度：max. 600 m/min 开卷机横移最大距离： 1000mm 卷筒尺寸：公称直径： 760700 胀开直径： 790700 收缩直径： 725700 电转传动部分：电机 N0125131/131KW n=0500535/2100rpm 开卷时带钢最大张力： 25KN 停车时带钢最大张力： 7.5KN 卷筒最大对中调整距离： 150mm 胀缩液压缸： 300/100140 行走液压缸： 180/1101150 液压缸操作压力

19、： 6.4MPa,43,44,45,夹送矫直机 主要功能概况： 安装在开卷机之后，起夹送和粗矫直带钢带头的作用，主要用于矫直带钢的头部和尾部，以便于下一道工序能顺利进行。 设备主要性能参数 夹送辊：3201800 2根 夹送辊电机：型 号： G355S04FK3 功 率： N=200 KW 转 速： n1004/1100 rpm 夹送辊升降缸：125/60150 矫直辊：2001800 5根 五辊矫直辊电机：型 号： G355M08FK3 功 率： N=250 KW 转 速： n=999/1100 rpm 矫直辊升降缸：140/80150 磁力辊电机：型 号： DKF840AV/200L 功

20、率： N=0.75 KW 转 速：n=40.5 rpm 磁力辊摆动缸： 100/50245 磁力辊移动缸： 80/562600 深弯辊： 工作辊： 1271020 支承辊： 2031020 深弯辊升降缸： 160/901580 减速机速比：i1=1.67(电机与夹送辊) i2=1.04(电机与矫直辊) 润滑方式： 循环液体润滑 辊缝调节器调定行程： 60 ,46,47,拉矫机 设备功能：拉伸 设备精度： 序号设备名称功能名称精度指标名称精度要求备注1拉伸矫直破鳞机破裂带钢表面氧化层工作辊基准零位1mm1.2 主要功能概况： 通过减少酸洗时间来提高酸洗线的产量并改善带钢的板形。采用小直径的辊子来

21、使热轧带钢产生弯曲以形成塑性变形并使带钢表面氧化铁皮剥落或产生裂纹。 通过带钢延伸，消除带钢纵向纤维长度的不均匀，从而获得良好板形。 2. 设备主要性能参数 最大区间速度：240m/min 最大张力：30.5T 延伸率： 03% 弯曲辊 601800 4根 （辊径可使用至57） 矫直辊 1001800 1根 （辊径可使用至97） 支撑辊 100302 50根 导向辊 2401800 2根 张力计辊 2401800 1根 张力辊 12501800 4根 （旧辊辊径可使用至1240）,48,49,圆盘剪 主要功能概况： 圆盘剪及碎边剪位于工艺段出口轧机入口之间，主要功能是将来自工艺段的带钢按照设定

22、宽度剪边后进入轧机，碎边剪则将圆盘剪出来的钢带剪碎通过废料皮带运出。 设备主要性能参数 圆盘剪性能参数： 刀片直径： 420mm (新) 380mm（磨损后） 刀片厚度： 38mm（新） 最大带钢速度：330mm/min 最大带钢宽度：1600mm 最小带钢宽度：700mm 最大带钢厚度：6mm 最小带钢厚度：1.5mm 最大废边宽度：25mm 最小废边宽度：6mm 机械最大开口：约2850mm 机械最小开口：约600m,50,1伺服电机 2丝杆 3液压马达 4上、下刀轴 5上、下刀盘 6轴承 7拉杆 8螺母 9鼓形齿连轴器 10丝杆 11弹性柱销连轴器 12减速机 13电机,51,碎边剪 碎

23、边剪位于圆盘剪剪机架出口，用于将圆盘剪切下的废边切成一条一条的碎边，以便于运输和集中处理。 碎边剪性能参数： 刀刃宽度： 140mm 机架行走速度： V22.5mm/min 减速机速比： i32 碎边剪切厚度： 1.56mm（带钢） 刀盘开口度： 5002400mm,52,轧机设备,a、入口设备 b、主轧设备 c、出口设备,53,a、入口设备,9张力辊 位于轧机入口，双纠偏辊前后 为轧机提供轧制后张力。 8#张力辊有一套压辊带传动装置。,54,a、入口设备,三辊稳定辊 中间辊由液压缸带动下降后与固定在下部的2个辊形成包角来限制带钢在轧机入口的抖动。同时该装置能够阻止带钢减速时乳化液倒流。能够防

24、止带钢在一号轧机入口跑偏。上辊升降采用机械同步装置，保证传动侧和操作侧同步升降。,55,56,b、主轧设备,设备功能：带钢轧制 设备精度： 设备名称设备分级功能功能名称精度精度名称及指标1#机架A1钢带轧制3厚度调节精度0.01mm工作辊牌坊间隙精度0.51.25mm支承辊牌坊间隙精度0.51.25mm2#机架A1钢带轧制3厚度调节精度0.01mm工作辊牌坊间隙精度0.51.25mm支承辊牌坊间隙精度0.51.25mm3#机架A1钢带轧制3厚度调节精度0.01mm工作辊牌坊间隙精度0.20.5mm支承辊牌坊间隙精度0.20.5mm4#机架A1钢带轧制3厚度调节精度0.01mm工作辊牌坊间隙精度

25、0.20.5mm支承辊牌坊间隙精度0.20.5mm5#机架A1钢带轧制3厚度调节精度0.01mm工作辊牌坊间隙精度0.51.25mm支承辊牌坊间隙精度0.51.25mm,57,主要功能概况： 使钢板在转动的轧辊间产生塑性变形，轧出所需厚度和宽度的带钢。 设备主要性能参数 总成参数 机架牌坊高度 max 9415 mm min 4000 mm 方柱断面 2730815 mm 牌坊重量 112.5吨 牌坊窗口宽度 传动侧 1623 mm 操作侧 1627 mm 牌坊间距 2760 mm 机架中心距 4500 mm 恒定理论轧制线高度 970 mm 最大轧制力 2500T,58,b、主轧设备,轧辊参

26、数 工作辊尺寸: 4503901550mm 辊系重量： 14313kg 工作辊最大开口度: 20mm 中间辊尺寸： 5204601580mm 辊系重量： 20702kg 支承辊尺寸:130011501550mm 辊系重量： 86772kg,59,分系统参数 2.2.1 五机架主传动架技术参数 电机额定功率： N=41500 KW 转速： 250/765 rpm 名义扭矩： 196 KNm 最大扭矩： 490 KNm 破坏扭矩： 588 KNm 速度区间： 175/537 rpm 安装角度： 1.60 拆卸角度： 1.23 传动轴额定扭矩： 960 KNm 最大扭矩： 1430 KNm 最小扭矩

27、： 630 KNm 最大速度： 870 rpm 最大操作角度： 1.70 最大设计角度： 2.50 安全系数： 2.21 托轴液压缸： 140/90100,60,五机架主传动架技术参数 电机额定功率： N=41500 KW 转速： 250/765 rpm 名义扭矩： 196 KNm 最大扭矩： 490 KNm 破坏扭矩： 588 KNm 速度区间： 175/537 rpm 安装角度： 1.60 拆卸角度： 1.23 传动轴额定扭矩： 960 KNm 最大扭矩： 1430 KNm 最小扭矩： 630 KNm 最大速度： 870 rpm 最大操作角度： 1.70 最大设计角度： 2.50 安全系数

28、： 2.21 托轴液压缸： 140/90100,61,b、主轧设备,轧机压下 提供轧制压力，并补偿上工作辊、上中间辊和上支承辊轧辊的磨损量。 垫块推拉装置 调整并补偿轧辊的磨损区域 。 斜楔调整装置 换辊后保持轧制线标高恒定，并补偿辊径变化。,62,b、主轧设备,乳化液喷射装置 向轧辊、辊缝提供乳化液，对带钢和轧辊起润滑和冷却作用，并对带钢分段冷却。 轴承润滑装置 对轧辊轴承座进行润滑。,63,五机架主传动架技术参数 电机额定功率： N23000KW 电机转速： n10250/750rpm n20226/667rpm 传动力矩： T1116.88KNm T22129.18KNm 总减速比： i

29、1.1053:1 油压力： 1.21.6bar 力矩接受： Z36 m16 d567mm 传动轴： Z52 m8 d416 mm 操作角： 130 拆卸角： 430 需用油量： 12.5L/min 托轴液压缸： 140/90100,64,c、出口设备,皮带助卷器及磁力皮带 分切后带钢向卷取机喂料并助卷。 该装置由双行程液压缸驱动，用于将钢板送入不同规格的卷筒上。另外该装置中配有电磁铁的磁力皮带，该皮带在穿带时起到送料的作用。,65,五机架主传动架技术参数 电机额定功率： N23000KW 电机转速： n10250/750 rpm n20226/667 rpm 传动力矩： T1116.88 KN

30、m T22129.18 KNm 总减速比： i1.10531 油压力： 1.21.6bar 力矩接受： Z36 m16 d567 mm 传动轴： Z52 m8 d416 mm 操作角： 130 拆卸角： 430 需用油量： 12.5L/min 托轴液压缸： 140/90100,66,c、出口设备,Carrousel卷取机 将轧制后的带钢卷取成卷并与S5机架之间建立前张力。,67,五机架主传动架技术参数 电机额定功率： N=41500KW 转速： 250/765rpm 名义扭矩： 196KNm 最大扭矩： 490KNm 破坏扭矩： 588KNm 速度区间： 175/537 rpm 安装角度： 1

31、.60 拆卸角度： 1.23 传动轴额定扭矩：960KNm 最大扭矩： 1430KNm 最小扭矩： 630KNm 最大速度： 870 rpm 最大操作角度： 1.70 最大设计角度： 2.50 安全系数： 2.21 托轴液压缸： 140/90100,68,五机部件参数 支撑辊锁紧缸： 80/4560 工作辊锁紧缸： 120/60210 压力块走行缸： 160/110600 斜铁调整柱塞油马达： 型号 RN 5000KN 压力 15MPa 速度 1.23mm/s 带钢压辊液压缸： 125/70250 张力液压缸：80/45120 张力液压缸： 80/45230 防缠导板移出缸： 63/36220

32、 压紧辊和张力辊规格：2751640,69,机械结构图 五机架机械部分主要由电机、传动轴、齿轮箱、上下支撑辊、上下工作辊、楔铁、张力辊、压紧辊等设备组成，其结构简图如图所示：,70,液压系统示意图 五机液压系统采用五套液压控制系统对整个轧制过程及各辅助设备进行控制。 4.2.1 6MPa泵站 该系统为辅助设备动作和传动提供动力。系统图如图1-4示：,71,15MPa泵站 该液压系统为楔铁调整装置的液压马达提供动力。系统图见图1-5所示：阀 台架楔铁油马达架楔铁油马达架楔铁油马达15MPa泵站架楔铁油马达架楔铁油马达,72,18MPa泵站该系统为、架弯辊缸和支撑辊平衡缸提供动力。结构如图1-6所

33、示：,18MPa泵站,73,25MPa泵站 该系统为压下装置驱动提供动力，分1-2系统，3-5系统。系统图如图1-7所示：阀 台架压下缸架压下缸架压下缸架压下缸架压下缸25MPa泵站减压站,74,31.5MPa泵站 该系统为架支撑辊平衡缸及工作辊和窜辊液压缸提供动力。系统图如图1-8所示：31.5MPar泵站阀 台、架支撑辊平衡缸出口液压剪油马达、架窜辊缸、架弯辊缸,75,冷轧工艺,76,主要内容,首钢1850冷轧简介 冷轧工艺 冷轧视频,77,首钢1850酸洗冷轧联合机组简介,首钢1850冷轧产品：汽车板、家电板为主。 1850冷轧主要包括一条酸轧机组、一条连续退火机组和两条热镀锌机组。 酸

34、洗段采用紊流盐酸酸洗，冷轧段采用六辊CVC轧机。,78,热轧原料卷主要技术参数,钢种： CQ, DQ, DDQ, EDDQ, SEDDQ和 HSS 抗拉强度： CQ, DQ, DDQ, EDDQ, SEDDQmax.390 N/mm HSSmax.800 N/mm 屈服强度： CQ, DQ, DDQ, EDDQ, SEDDQmax.270N/mm HSSmax.615N/mm 带钢厚度：1.6 6.0 mm 带钢宽度：800 1900 mm 钢卷外径：Max. 2150 mm Min. 1000 mm 钢卷内径： 760 mm 卷重Max. 38 t,79,冷轧卷主要技术参数,软钢 钢种：CQ

35、, DQ, DDQ, EDDQ, SEDDQ 带钢厚度:0.2 2.5 mm 带钢宽度:800 1 870 mm 钢卷外径: Max. 2100 mm Min. 1000 mm 钢卷内径: 610 mm 卷重: max. 38 t,80,冷轧卷主要技术参数,硬钢 钢种：CQ DDQ - HSS, BH, DP, Trip 带钢厚度:0.35 2.5 mm 带钢宽度:800 1 870 mm 钢卷外径: Max. 2 100 mm Min. 1000 mm 钢卷内径: 610 mm 卷重: max. 38 t,81,轧机区主要设备简介,轧机入口段设备： 焊缝检测仪 测张辊 带钢夹紧装置 横切剪

36、测厚仪 卷扬机 带钢侧导,82,轧机区主要设备简介,轧机段设备： 机架 液压调整系统 楔形调整系统 中间辊窜辊系统 轧辊 换辊装置 乳化液喷淋装置 防缠导板,83,轧机区主要设备简介,轧机出口段设备： 测厚仪 带钢板形仪 测速仪 夹送辊 转鼓飞剪 皮带运输机 卡罗塞卷取机 钢卷小车 打捆、称重设备 套筒运输设备 离线检查站,84,冷轧工艺基本概念,1) 连轧常数 秒流量是指单位时间内通过轧制变形区内任一横断面的金属体积，则秒流量不变原则可描述为： F1V1F2V2= FnVnC 其中C连轧常数；F板带横截面积 对于冷轧而言，不考虑宽展，故此式可化为： H1V1=H2V2=HnVn=C,85,冷

37、轧工艺基本概念,2) 张力轧制 在连续轧制时，实际上保持理论上的秒流量相等使连轧常数恒定是相当困难的，为了使轧制过程能够顺利进行，常有意识地采用堆钢或拉钢的操作技术。对于机架与机架之间采用拉钢轧制，即张力轧制。所谓张力轧制，就是轧件的轧制变形是在有一定的前张力和后张力作用下实现的。,86,冷轧工艺基本概念,3) 板形 板形是指板带材的平坦度，即轧制后在不存在张力的状态下（自然状态），板带材的平坦性。 板形不良直观地表现为带钢外观的翘曲。若边部延伸率大,则产生边浪；中部延伸大,则产生中浪或瓢曲；一边比另一边延伸大,则产生“镰刀弯”。,87,板形不良是由于带宽方向上各处延伸不均造成内部残余应力分布

38、不均导致的。 冷轧带钢的翘曲比热轧带钢复杂，这是由于内应力的不同分布造成的。根据内应力的分布规律和带钢翘曲情况，将板形缺陷分为不同的类型,88,冷轧工艺基本概念,4) 板凸度及板凸度一定原则 板凸度是描述带材横截面形状的一项主要指标。首先介绍板凸量()的概念，板凸量为板带宽度中点处厚度与边部标志点厚度之差。如式17所示。 =hc-he （式17） 板凸度则表示为板凸量与板带边部标志点厚度之比，即/he。 所谓板凸度一定原则就是指为了满足均匀变形的条件，保证板形良好，必须使轧制前板凸度等于轧制后的板凸度。 5) 边部减薄 边部减薄（E）是指带钢与轧辊接触处的轧辊压扁在板带边部由于过渡区而造成的带

39、钢边部减薄的现象。 E =he-hE 式中hE为带材实际边部的厚度。,89,冷轧工艺基本概念,6) 楔形 楔形（CT）即左右边部标志点厚度之差，如下图所示： CT=her - hel,90,冷轧机的发展,第一阶段是在战后20年，这时轧机向大型、高刚度、高速度方向发展，并致力于对张力拉断的控制，以适应生产高速发展的需要。 第二阶段是从1964年实现计算机厚控开始的，冷轧系统采用了合理的厚度控制模型，加上计算机的自动控制等，使冷轧厚度0.4mm以下的薄板纵向厚度公差可达3m。 最近10多年步入了第三阶段，其特征是致力于产品断面和平直度的改善。,91,冷轧机的发展,日本日立公司在70年代初开发的HC

40、轧机是目前应用较广的冷轧机型。这种轧机的主要特征是在普通四辊轧机的工作辊与支承辊之间增加了可轴向抽动的中间辊，中间辊又增加了弯辊装置，工作辊也可改成轴向抽动式并带有弯辊。,92,CVC轧机原理,CVC轧机是德国西马克公司于80年代初开发的新机型。这种轧机的特点是采用了特殊的S型轧辊，上下辊形状相同，但左右倒向配置，并可按相反方向同时作轴向移动。四辊CVC轧辊的轴向抽动将直接改变辊缝的几何形状。六辊CVC用这种辊作中间辊时，可以调整工作辊的弯曲变形，从而改变实际辊缝凸度。,93,CVC轧机优缺点,凸度调节范围大。调整CVC辊型参数可直接改变调节区域和调节幅度； 辊间接触压力变化不大，但压力分布有

41、些变化。平均接触压力与普通四辊相同； 可以动态调整。CVC辊的抽动可以在轧制过程中进行，参与板形闭环控制； 板形控制能力较强，CVC辊的抽动与弯辊力的配合，可以有效纠正板形缺陷。 CVC轧机的缺点是辊型复杂，磨削难度大，适用轧制较宽产品。为了弥补CVC轧机的缺点，公司又开发了ESS辊。ESS辊一段仍为CVC曲线，但另一段为平辊。当使用ESS辊时，CVC轧机的使用方法与HC轧机类似：生产前按照来料宽度进行轧辊串动预设定，在线不能调整。,94,冷轧生产技术的发展,近年来, 冷轧带钢生产的连续化方面进展很快。以往冷轧带钢的生产需经酸洗、冷轧、电解清洗、退火、冷却、平整和精整等七道工序,为了缩短生产周

42、期,节约投资,人们力图把这一个个的单体工序连接起来。随着技术的发展,在实际生产中已经实现了冷轧带钢生产的连续化。按连续化的程度,世界上冷轧带钢生产可分为三种情况：,95,冷轧生产技术的发展,单一全连续轧机 单一全连续轧制又称无头轧制(Endless Rolling), 是将热轧带卷头尾焊接,从而实现不间断轧制。 单一全连续轧制的优点： 轧机生产能力提高30%40%； 提高产品质量。全连续冷轧机不需频繁穿带、甩尾,工作辊表面不易损伤,提高了带钢表面质量,减少冲击,使轧制平稳； 提高成材率1%左右。,96,冷轧生产技术的发展,联合式全连轧机 单一全连轧机再与其它生产工序（或其它机组）联合,称为联合

43、式全连轧机。酸洗冷轧联合机组，冷轧退火联合机组。 酸洗冷轧联合机组发展较快。目前世界上已有近20套酸洗-轧机联合机组，我国的本钢第一套酸洗-轧机联合机组。 酸洗联合式轧机能得以发展的共存条件：产量基本相当；酸洗机组出口段速度与轧机的入口速度基本匹配；两个机组的利用率基本相当；二个机组的设备使用寿命基本相当。设计、操作、机电设备以及自动控制等方面进行技术改进。,97,冷轧生产技术的发展,完全联合式全连轧机 单一全连轧机与前面的连续酸洗机组,又与后面的连续退火机组(包括清洗、退火、冷却、平整、检查工序)均联合起来,称为完全联合式连轧机 板带生产以往从酸洗到最终成品,通常需12天,目前,由于完全联合

44、式全连轧机的实现,只需20min左右时间。以往从炼钢到最终板带成品,通常需要20多天。目前,由于前工序薄板坯连铸连轧以及后工序完全联合式全连轧机的实现,生产周期大大缩短,用二三天就能完成。,98,首钢冷轧工艺流程及主要工艺参数,主要工艺参数如下 轧制力： 最大33 000 kN 弯辊力： 工作辊正弯 最大500 kN 负弯 最大350 kN 中间辊正弯 最大650 kN 负弯 最大450 kN 上支撑辊平衡力： 最大 500 kN 中间辊窜动量： CVC辊 200 mm (可在线动态串辊) ESS辊 285 mm (预设定),99,冷轧板带材的轧制工艺特点,1）加工温度低，在轧制中将产生不同程

45、度的加工硬化,100,冷轧板带材的轧制工艺特点,2）冷轧中要采用工艺冷却和润滑（工艺冷润） A、工艺冷却。冷轧过程中产生的剧烈变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，故必须采用有效的人工冷却。轧制速度越高，压下量越大，冷却问题越显得重要。 B、工艺润滑。冷轧采用工艺润滑的主要作用是减少金属的变形抗力，这不但有助于保证实现更大的压下，而且可使轧机能够生产厚度更小的产品。 生产中的工艺冷润是采用乳化剂把少量的轧制油与大量的水混合起来，制成乳状的冷润液（简称乳化液）。在这种情况下，水是作为冷却剂与载油剂而起作用的。,101,冷轧板带材的轧制工艺特点,3）冷轧中要采用张力轧制 采用张力轧制的作用： 1、防

46、止带钢在轧制过程中跑偏。若轧件出现不均匀延伸，则沿轧件宽向上的张力分布将会发生相应的变化，延伸较大的一侧张力减小，而延伸较小的一侧张力增大，结果便自动地起到纠偏的作用。 2、使所轧带材保持平直和良好的板形。由于轧件的不均匀延伸将会改变沿带材宽度方向上的张力分布，这种改变后的张力分布反过来又会促进延伸的均匀化，从而有利于保证良好的板形，不均匀延伸将使轧件内部出现残余应力，采用张力轧制可以使其大大削减，减轻了轧制中板面出现浪皱的可能，保证冷轧的正常进行。 3、降低金属变形抗力，便于轧制更薄的产品，可以适当调整冷轧机主电机负荷。由于张力的变化，会引起前滑与轧辊速度的一定程度的反向改变，所以在连轧过程

47、中，有一定的自调稳定化作用。,102,冷轧板带材轧制制度的制定,板带材轧制制度主要包括压下制度、张力制度、速度制度、辊型制度及润滑制度等，其中主要是压下制度（它必然涉及到速度制度、温度制度和张力制度）和辊型制度，他们决定着实际辊缝的大小和形状。 板带材轧制制度的确定要求充分发挥设备潜力、提高产量、保证质量，并且操作方便、设备安全。故设计合理的轧制规程必须满足下列原则和要求。 1） 在设备能力允许的条件下尽量提高产量 （提高压下量、缩减轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、减少换辊时间、提高作业率） 2）在保证操作稳定的条件下提高质量（定心轧制）,103,压下制度,压下规程的中心内容就是要确

48、定由一定的板坯轧成所要求的板带成品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道压下量的大小。与此相关联的，还要涉及到各道轧制速度、轧制温度及前后张力制度的确定及原料尺寸的合理选择等内容。,104,制订压下规程的方法,A、理论方法，就是从充分满足轧制规程的原则要求出发，按预设的条件通过理论(数学模型)计算或图表的方法，求得最佳的轧制规程。 B、经验方法，由于在人工操作的条件下，理论计算方法比较复杂而用处又不大，故生产中往往参照现有类似轧机，根据已有的轧制规程和经验资料进行压下分配及校核计算，这就是所谓经验的方法。,105,压下量预设定计算方式,各机架压下量的分配通过过程计算机进行预设

49、定计算，预设定计算有三种方式： 1、自动轧制指令方式 轧机操作工在操作室的HMI操作画面上选择自动轧制方式后，过程自动化计算机会根据钢卷数据，利用模型自动计算出各种预设定值。 2、标准轧制指令方式 标准轧制规程是以材料和尺寸的方式存储在过程计算机里。生产时由操作工输入原料厚度、出口厚度、宽度等数据，计算机就可以从数据库中自动选择相应的轧制规程。 在调试阶段，标准轧制规程可以根据客户的要求进行优化，也可以在调试后由工艺工程师维护。如果没有标准轧制规程，就用自动轧制指令方式进行轧制。 3、手动方式 在手动下，操作工可以自己编写指令，对各种数据如压下量、轧制速度、轧制张力等进行预设定。 当为比较特殊

50、带钢的选择轧制指令预设定方式时，手动方式具有最高优先级，如果没有操作工输入，则用标准轧制指令方式，再没有标准方式，就用自动轧制指令方式,106,压下制度,107,张力制度,（一）张力制度的制订 张力是由于线速度差产生的拉力，采用张力轧制是冷轧带钢轧制的主要工艺特点之一， “张力轧制”就是轧件的轧制变形是在一定的前张力和后张力作用下实现的。 生产中张力的选择主要指平均单位张力z。从理论上讲z应当尽量选高一些，但不应超过带材的屈服极限s，不同的轧机，不同的轧制道次，不同的品种规格，不同的原料，均需有不同的z与之相适应，根据轧制经验，应在z=（0.1-0.6）s范围内选取。 （二）张力制度的应用 五

51、机架冷轧机组的入口张力是由1号机架前的5号张力辊产生，并通过控制保持张力恒定，以满足厚度高精度轧制的要求。 五机架连轧机组在1机架前、各机架间和五机架后都有测张装置，通过张力自动控制系统(ATC)来调节机架间的张力，使实际张力值与设定值相符合。,108,速度制度,速度制度的制订 轧制速度决定着轧机的生产能力，也标志着连轧的技术水平。提高轧速可以缩短轧制周期，有效地提高生产率。 计算机在确定各机架压下分配后，计算出轧制力、轧制力矩和前滑等轧制参数。各机架轧制速度值是以工艺规定的第五机架最大轧制速度为依据，按秒流量相等原理，反向求出各架速度。,109,辊型制度,（一）辊型制度的制订 轧制中实际辊缝

52、的形状决定了板带横向厚度差和板形，所以辊型制度的制订要综合考虑影响辊缝形状的因素： 1、轧辊的热膨胀：轧制时轧件变形而产生的热量，轧件与轧辊的摩擦而产生的热量使轧辊受热，乳化液使轧辊冷却。由于辊身长度上其受热和冷却不一致，在各种因素下，轧辊中部比两端热膨胀大，使轧辊产生热凸度，影响辊缝形状。 2、轧辊的磨损：轧件与工作辊之间及支持辊与工作辊之间的相互摩擦都会使轧辊磨损不均匀，影响辊缝形状。影响磨损的因素很多，如轧辊与轧件的材质、轧制压力、速度、前滑、后滑等。 3、弹性变形：主要包括轧件的弹性弯曲和轧件的弹性压扁。弹性弯曲使轧辊产生弯曲挠度是影响辊缝的主要因素。轧制时由于轧制压力作用，带钢与轧辊

53、，相邻轧辊之间均会产生弹性压扁，这种弹性压扁会不均匀的引起辊缝形状变化。 为了补偿上述因素造成的辊缝形状变化，需要赋予轧辊辊面一定的原始形状，使轧辊在受力和受热轧制时，仍能保持平直的辊缝，这就是原始辊凸度设计，通过设计轧辊的原始凸度来弥补轧辊热膨胀和轧辊的弹性变形，通过换辊、合理安排轧制计划、设定合理压下规程等方式来补偿轧辊磨损。,110,辊型制度,（二）辊型制度的应用 五机架冷轧机组轧辊的工作辊磨有一定的凸度（50m），中间辊和支撑辊带CVC曲线，并且按照轧辊使用周期定期更换。 为了提高轧辊的耐磨性，最好对工作辊表面进行镀铬处理。 在生产中还要采用以下方法来调节辊型。 1、预热制度 （1）当

54、轧机停机时间超过4小时后，重新开始轧制时，前3卷轧制速度应低于300m/min。 （2）当出口厚度0.7mm，轧机停机时间超过2小时后，重新启动轧制，先采用比标准变形率降低一级进行轧制，3卷后过渡到要求轧制厚度上来。 2、乳化液流量调节：在轧制时根据生产工艺和操作情况调节乳化液的喷射量来调节热凸度，5机架还可以使用分段冷却来控制板形。 3、弯辊调节法：就是利用液压缸施加压力使轧辊产生附加弯曲，以补偿辊缝形状的变化，保证生产出高精度的产品。五机架冷轧机组的工作辊和中间辊都带有正负弯辊。,111,冷轧板带轧制规程制定,一种常用的压下规程设计法是： （l）先按经验并考虑到规程设计的一般原则和要求，对

55、各道(架)压下进行分配；（2）按工艺要求并参考经验资料，选定各机架间的单位张力；（3）校核设备的负荷及各项限制条件，并作适当修正。,112,轧机的调整,1 轧辊位置的调整 在更换轧辊后，由于轧辊直径不同，使轧制线发生变化。为了保持轧制水平线，必须根据轧辊直径不同，来调整轧辊的位置。在每个轧机下部都安装有一个楔形块，换辊后，计算机根据新辊辊径自动计算出楔形块的调整量，通过液压驱动楔形块进行调节。 2 轧机的零位调整 轧机的零位调整是在轧辊位置调整基础上进行的，是将轧辊靠紧，其靠紧程度等于工作机座所有零件间隙全部消失。相当于用一定的预压力使轧辊压靠后进行辊缝水平调整。 3 轧制过程中的调整 轧制过

56、程中的调整是经常的，无论是自动调整还是人工调整都是随机的。对于手动操作，就要求轧机主操工在轧制过程中根据实际轧制状态，对压下量、速度、张力、弯辊力、串动量等参数进行调节，从而达到最佳轧制状态。,113,冷轧中的工艺润滑,由于高速轧制能够使得轧机的轧制周期大为缩短，生产率大为提高，因此，带钢轧制的高速化已经成为现代化冷连轧机生产的一大趋势。轧机在轧制过程中能否发挥出最大能力，取决于轧制规程和工艺润滑等参数给定是否合理。当轧制速度较高或变形量大而工艺润滑能力不足时，带钢表面将会由于润滑的局部破坏而产生表面缺陷，从而也限制了轧制速度的提高。因此，工艺润滑是保证冷轧生产顺利进行不可或缺的条件之一。 冷

57、轧工艺润滑和冷却的主要目的有以下几个方面： 1) 工艺润滑和冷却在轧制过程中起润滑作用，这样可以降低轧制功率，延长轧辊的使用寿命。 2) 工艺润滑和冷却液在辊缝的热平衡中能带走摩擦热及轧材塑性变形产生的大部分热量。 3) 工艺润滑和冷却液在轧制过程中可以冲走轧辊及轧材表面的金属粉尘，使轧后带钢表面能获得好的清洁性。 4) 工艺润滑和冷却还可以在轧制过程中改善轧辊的热凸度，使轧后带钢获得良好的板形精度。,114,乳化液的组成和性能,生产过程中，通常将少量的油和大量的水混合成乳化液使用，油起润滑剂的作用，水起冷却剂和润滑油溶剂的作用。所谓乳化液，就是一种液相以细小液滴的形式分布于另一种液相中，形成

58、两种液相组成的足够稳定的系统，将其称之为乳化液。形成液滴的液体称为分散相。乳化液的其余部分称为分散(连续)介质。 乳化液广泛应用于各种轧制过程。它的冷却能力比油大得多，在循环系统中可长期使用，耗油量较低，而且有良好的抗磨性能。,115,乳化液的性能要求, 高温，高压条件下，具有良好的润滑特性和冷却效果。 脱脂性能良好，润滑剂轧后易于清除，保证成品带钢表面光洁。 具有良好的化学稳定性，带钢不易生锈，不易腐蚀。 具有良好的乳化性能，使用方便。 成本低，废液易处理，无环境污染。,116,乳化液的评价指标,浓度 皂化值 酸值 PH值 铁含量 氯化物含量,117,乳化液的评价指标,灰分含量 电导率 粘度 颗粒度 离水展着性（Plate-out）,118,轧制过程中变形区的摩擦状态,边际润滑在接触表面存在由油脂所形成的单分子膜 液体润滑在摩擦表面之间存在着较厚的润滑层 极压润滑通过各种添加剂在轧制过程中于钢板表面形成一层保护性油膜，防止在高温下表面熔结所产生的表面缺陷