第2章 产品大纲及坯料选择 2.3.2表面缺陷清理
钢锭、钢坯或连铸坯表面会存在各种缺陷(如结疤、折叠、裂纹、皮下气泡等),如不在轧制前加以清理去除,会在轧制过程延伸、扩大,轻者造成钢材应力集中和腐蚀的起点,使材料强度和耐腐蚀能力降低,严重的影响金属在轧制时的塑性和成型,造成废品。所以坯料表面缺陷的清理是提高钢材合格率,保证钢材质量的重要措施,也是轧钢生产分成二个阶段的重要原因[7]。
常用的清理表面缺陷的方法很多,常用的有:火焰清理、风铲清理、砂轮清理和机床清理等四种。
表2-2 各种清理方法费用比较
清理方法名称 风铲清理 砂轮清理
清理费用(%) 100 307
清理方法名称 机床清理 火焰清理
清理费用(%) 60 53
本设计采用风铲清理。
2.3.3钢坯规格及允许偏差
连铸坯横断面尺寸及允许偏差(符合YB2011-8标准)
表2-3 连铸坯横断面尺寸及允许偏差 长度
名义尺寸
尺寸
150×150
150
偏差 ±5
尺寸 150
偏差 ±5 宽度
对角线长度偏
差 ≤7
单重Kg/m
172.4
钢坯长度定尺:10080~10000mm;
钢坯弯曲度不得大于15mm,总弯曲度不得大于80mm; 端部切斜不得大于20mm;
13
河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书 第3章 轧机的选择
轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制钢材的生产环节。用轧制方法生产钢材具有生产率高、品种多、生产过程连续性强,易于实现机械化自动化等优点。轧钢机是完成轧制变形的主要设备,轧机刚度对产品精度有重要影响,因此轧机选择的合理与否对车间生产具有非常重要的意义。
轧钢机选择的主要依据是:车间生产钢材的品种,产品品种和规格,生产规模的大小,以及由此而确定的产品生产工艺过程。
3.1 轧机型式对比与选择
对机架的要求有足够的强度和刚度外,还要考虑装卸方便、快速换辊等方面的可能性。一般轧钢机的机架型式按照结构特点不同可以分为:闭口式、开口式和半闭口式三类。不同类型的机架形式可作如下的分析:
3.1.1 开式机架
这种机架的上盖(上横梁)可以拆卸,其主要优点是更换辊方便,因此它主要用在换辊比较频繁的横列式布置的型钢轧机上。其主要缺点是刚性较差,轧出的产品精度不高。
3.1.2 闭式机架
这种机架的上盖和立柱形成封闭式的整体框架。结构简单,制造容易,具有较高的强度和刚度。闭式机架的主要缺点是换辊不便。
3.1.3半闭口机架
实际也是开口式机架的一种。其上盖和主体的连接完全由斜楔完成。因它兼有换辊方便和刚性较好的优点,因此又称为半闭口机架。近年来在型钢轧机上被广泛的采用,获得了较好的使用效果。
14
第3章 轧机的选择 3.1.4 短应力线轧机
轧机的刚性也即刚度是指轧钢机工作机座在轧制时抵制发生弹性变形的能力。通常用刚度系数来表示。在一定的轧制压力作用下刚度系数K越大,工作机座发生的弹性变形越小,此时轧机刚性越大;反之,刚度系数K值小,工作机座的弹性变形就大,轧机的刚性就差[8]。
a-通常轧机的应力回线 b-短应力线轧机的应力回线
图3.1 轧机的应力回线
短应力线轧机的主要特点是:
1.最短的应力线保证轧机的高刚度,通常刚度系数可达1800~2200kN/mm; 2.轴承受力分布均匀,改善了轴承和轴承座的受力情况,提高了轴承的使用寿命;
3.能够进行预调整,提高了金属的成材率;
4.采用机械手换辊装置,实现了对称调整和轧辊的整体更换。这样就简化了调整过程.缩短了调整和换辊时间,为提高轧机作业率打下了基础;
5.辊缝对称调节,使轧制线水平保持稳定; 6.设备质量轻,体积小,操作维修方便。
3.1.5 平立可转换轧机
采用平立交替式布置是为了满足灵活的轧制工艺而设计的。根据不同产品的孔型设置,可灵活地调整轧机使其水平布置或垂直布置。机架放置在一个小车上,本身结构与普通二辊轧机机架基本相同。立辊为了平衡轧辊质量,在轧辊辊系中
15
河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书 增加了止推轴承。机架与小车用螺栓连接在一起,小车可以水平移动,实现水平轧制换孔槽功能。在垂直轧制时,小车坐在一个由电机驱动蜗轮、蜗杆、丝杠螺母机构组成的台架上,台架可上下移动,完成换孔槽动作。位置调整好后,由液压锁紧缸将机架定位。
中、精轧机的作用是将轧件在高温状态下经过孔型逐道次压缩变形。根据产品大纲及各车间工艺的不同,第一种情况是由中轧机为精轧机输送形状正确、尺寸合格的轧件。第二种情况是由中轧机组直接轧制出断面较大的产品,精轧机组被甩掉(空过),由替换辊道代替,此时中轧机组的作用和精轧机组一样成为成品轧机。
在相同的开轧温度情况下,中轧机组轧件温度为三个机组的最低区域,而精轧机组的轧件温度则随着道次的增加而逐渐有所升高。过低的开轧温度造成摩擦系数增加,容易在中轧机组前几架产生堆钢。
图3.2 平立可转换轧机
采用平立交替式布置,且精轧部分的偶数架轧机可平立转换,此种布置形式的优点:
1.轧制过程稳定,此种轧机在平辊轧机上采用椭圆孔型,在立轧机上采用圆孔型,这样在平辊上轧出的椭圆件在水平方向是长轴,增大了轧件与轧机的接触面积,所以增加了轧件在机架之间运行的稳定性;
2.平立布置的轧机可采用立活套而立—平布置必须采用侧活套。立活套的优点:设施少、占地面积小,更易检测和控制;如果采用立平布置,就必须采用侧活套,因为立轧机上轧出的扁轧件是立着的,对水平压辊或水平推辊磨损严重,所以采用平立布置且使用立活套效果更好;
3.易控制成品质量。在立式轧机上轧出的成品比水平轧机轧出的成品质量好控制,因为立式轧机的轧辊运行更为平稳,成品尺寸波动小,精度高。
平立布置轧机的缺点:
1.成品轧机的进、出口导卫装置更换调整较困难;
16
第3章 轧机的选择 2.成品轧机轧辊轴向调整不便。
因为采用平立交替的轧机布置形式利大于弊,且精轧机的偶数架次采用平立可转换式,可以轧制多种规格的产品[8]。
3.2 轧机布置选择比较
轧钢机按工作机架排列成某种方式称为轧钢机布置,可以分为六种: 1.单机架布置;
2.横列式布置,包括一列、二列和多列式布置; 3.顺列式(跟踪式)布置; 4.布棋式布置; 5.半连续式布置; 6.连续式布置。
a—单机架;b—横列式;c—顺列式;d—布棋式;e—半连续式;f—连续式
图3.3 轧钢机按机架排列的分类
轧钢机布置的基本形式只有三种。即横列式布置、顺列式布置和连续式布置。布棋式布置可以视为为了缩短车间长度所采取的顺列式布置的一种变形,而半连续式布置则常常是连续式和其它形式(例如:横列式布置)的组合。
3.2.1 横列式布置轧机
横列式布置的轧机,同一机列轧辊的转速相同,轧制速度并不随轧件长度增
17