轧钢机,是实现金属
轧制过程的机械设备。泛指完成轧材生产全过程的装备,包括有主要设备、辅助设备、起重运输设备和附属设备等。但一般所说的
轧机往往仅指主要设备。
简介
据说在14世纪
欧洲就有轧机,但有记载的是1480年意大利人
列奥纳多·达·芬奇(LeonardodaVinci)设计出轧机的草图。1553年法国人布律列尔(Brulier)轧制出金和银板材,用以制造钱币。此后在
西班牙、
比利时和
英国相继出现轧机。图11728年设计的生产圆棒材用的轧机为1728年英国设计的生产圆棒材用的轧机。英国于1766年有了串行式小型轧机,19世纪中叶,第一台可逆式板材轧机在英国投产,并轧出了船用铁板。1848年
德国发明了万能式轧机,1853年
美国开始用三式的型材轧机(图2最初的三辊式轧机侧视),并用
蒸汽机传动的升降台实现
机械化。接着美国出现了劳特式轧机。1859年建造了第一台连
轧机。万能式型材轧机是在1872年出现的;20世纪初制成半连续式
带钢轧机,由两架三辊
粗轧机和五架四辊精轧机组成。
中原地区于1871年在
福州船政局所属拉铁厂(轧钢厂)开始用轧机;
轧制厚15mm以下的铁板,6~120mm的方、
圆钢。1890年
汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架2450mm二辊
中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及350/300mm小型轧机。随着冶金工业的发展,现已有多种类型
轧机。轧机的主要设备有工作机座和传动装置(图3二辊可逆式初轧机示意)。
专业名词解释
工作机座
由
轧辊、轧辊轴承、机架、轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置和
换辊装置等组成。
轧辊
是使金属塑性变形的部件(见轧辊)。
轧辊轴承
支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大,因此要求轴承
摩擦系数小,具有足够的强度和
刚度,而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。
滚动轴承的刚性大,摩擦系数较小,但承压能力较小,且外形尺寸较大,多用于板带
轧机工作辊。
滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。半干摩擦
轧辊轴承主要是
电木粉、铜瓦、
尼龙瓦轴承,比较便宜,多用于型材轧机和
开坯机。液体摩擦轴承有动压、静压和静-动压三种。优点是摩擦系数比较小,承压能力较大,使用工作速度高,刚性好,缺点是油膜厚度随速度而变化。液体摩擦轴承多用于板带轧机
支承辊和其它高速轧机。
轧机机架
由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置,需有足够的强度和钢度承受
轧制力。机架形式主要有闭式和开式两种。闭式机架是一个整体框架,具有较高强度和
刚度,主要用于轧制力较大的初
轧机和板带轧机等。开式机架由机架本体和上盖两部分组成,便于
换辊,主要用于横列式型材轧机。
此外,还有无牌坊轧机。
轧机轨座
用于安装机架,并固定在
地基上,又称地脚板。承受工作机座的重力和倾翻
力矩,同时确保工作机座安装尺寸的精度。
用于调整辊缝,使轧件达到所要求的断面尺寸。上辊调整装置也称“压下装置”,有手动、电动和液压三种。手动压下装置多用在型材轧机和小的轧机上。电动压下装置包括电动机、
减速机、制动器、压下螺丝、压下
螺丝螺母、压下位置指示器、球面垫块和
测压仪等部件;它的传动效率低,运动部分的转动
惯性大,反应速度慢,调整精度低。70年代以来,板带
轧机采用AGC(厚度自动控制)系统后,在新的带材冷、热轧机和厚板轧机上已采用液压压下装置,具有板材厚度偏差小和产品合格率高等优点。
用于抬升上辊和防止轧件进出轧辊时受冲击的装置。形式有﹕弹簧式、多用在型材轧机上;重锤式,常用在轧辊移动量大的初轧机上;液压式,多用在四辊板带轧机上。
为提高作业率,要求轧机
换辊迅速、方便。换辊方式有C形钩式、套筒式、小车式和整机架换辊式四种。用前两种方式换辊靠
汽车起重机辅助操作,而整机架换辊需有两套机架,此法多用于小的
轧机。小车换辊适合于大的轧机,有利于自动化。目前,轧机上均采用快速自动换辊装置,换一次
轧辊只需5~8分钟。
传动装置
由电动机、
减速机、
齿轮座和连接轴等组成。齿轮座将传动
力矩分送到两个或几个轧辊上。
辅助设备包括
轧制过程中一系列辅助工序的设备。如原料准备、加热、翻钢、
剪力、矫直、冷却、探伤、
热处理、
酸洗等设备。
起重运输设备
附属设备
有供、配电、轧辊车磨,润滑,供、排水,供燃料,
压缩空气,液压,清除氧化铁皮,机修,电修,排酸,油、水、酸的回收,以及环境保护等设备。
按轧制品种、轧机型式和公称尺寸来命名。“公称尺寸”的原则对型材轧机而言,是以
齿轮座人字齿轮节圆直径命名;初轧机则以
轧辊公称直径命名;板带轧机是以工作轧辊辊身长度命名;钢管轧机以生产最大管径来命名。有时也以轧机发明者的名字来命名(如森吉米尔轧机)。
轧机的选择
按生产的产品品种、规格、质量和产量的要求来选定成品或半成品轧机的类型和尺寸,并配备必要的辅助、起重运输和附属设备,然后根据各种因素的要求最后加以平衡选定。
1590年
英国开始用
水轮机拖动轧辊,直到1790年还有用水轮机配以石制飞轮拖动四辊式钢板轧机的(图4水轮机拖动的钢板轧机)。1798年英国开始用
蒸汽机拖动轧机。现代的轧机均为直流或
交流电动机拖动,有单机拖动,也有通过
齿轮成组拖动。
轧机的分类
轧机可按
轧辊的排列和数目分类,可按机架的排列方式分类,也可按生产的产品分类,分别列于表1轧机按轧辊的排列和数目分类、表2轧机按机架排列方式分类和表3轧机按生产产品分类。
现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化,产品质量高,消耗低。60年代以来轧机在设计、研究和制造方面取得了很大的进展,使带材冷热轧机、厚板轧机、
高速线材轧机、H型材轧机和连轧管机组等性能更加完善,并出现了
轧制速度高达每秒钟115米的线材轧机、全连续式带材冷轧机、5500毫米宽厚板轧机和连续式H
型钢轧机等一系列先进设备。轧机用的原料单重增大,液压AGC、板形控制、
电子计算器过程控制及测试手段越来越完善,轧制品种不断扩大。一些适用于连续铸轧、控制轧制等新轧制方法,以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的
轧机都在发展中。(见彩图
鞍山钢铁集团初轧厂连轧机组生产情景、初轧坯的定尺切断设备──2000吨大剪、板坯初轧机在
轧制板坯、上海第五钢铁厂初轧车间
均热炉出钢、
中国制造的4200毫米厚板轧机、宽厚钢板的热
矫直机、钢板
粗轧机前的高压水除铁鳞机、2300毫米钢板轧机生产场面、1700毫米
带钢热轧机主控室、带钢冷轧机正在生产、带钢冷轧机生产的成品──
钢卷、带钢的热镀锌机组、H形宽边
H型钢轧钢机、中型轧钢厂、型材定尺切断的主要方法──热锯、大型轧钢厂的
钢轨冷床、保证
盘条性能的线材散卷冷却、轧制线材的新式45°无扭精轧机、小型轧钢机的围盘。横列式小型
轧机的重要辅助设备、线材轧机的成品收取设备──线材
卷取机、
轧制直径140毫米
无缝管的自动轧管机、70年代制成的大直径钢管,直径2540毫米、现代管材生产方法之一──大直径
螺旋焊管、无缝钢管厂保证钢管尺寸精度的均整机、无缝钢管坯正在穿孔、轧制箔材用的森吉米尔20辊轧机、火车车轮和轮轧机的工作情景、
中国制造的大型
锻压设备──32000吨
水压机、新型塑性加工设备──精锻机、3000吨卧式
挤压机、
铝箔轧机、品类繁多的
轧辊,用于轧制各种产品、铝连续铸轧机)。
参考资料
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