PC轧机是为轧辊成对交叉轧机,其工作原理是相互平行的上工作辊,上支承辊中心线与相互平行的下工作辊,下支承辊中心线的交叉成一定角度,这一角度等同于工作辊凸度。通过改变这一交叉角度就能改变轧辊辊缝形状,从而达到控制带钢凸度和平直度的目的。
PC轧机能很好解决磨损和能耗的问题,PC轧机比单辊交叉所承受的轴向力要小,PC轧机结构上设计有能够承受轴向力的止推装置来克服轴向力,此止推装置安装在工作操作侧轴端。
PC轧机的缺点:轧制结构复杂、轴向力大(达到轧制力的8%~~10%)将使轴承寿命缩短,使维护工作量大,并且增加了轧制力的测量的滞后性、操作与控制复杂、投资成本增加。
目前热轧机选型用的最多的是CVC轧机和PC轧机,其中CVC板型凸度控制能力强,轧机结构简单,易改造,能实现自由轧制,操作简单,投资少。从降低生产成本,扩大产品品种,改善板带质量和提高经济效益来考虑的。要求轧机具有很高的板型和板凸度控制能力,要求轧件轧得很薄,要求轧制品种更多的特点。轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备,代表着车间的技术水平,为了实现压下量极大的控制轧制,现在轧钢车间都选用轧制力大的轧钢机和轧辊设备,板带轧机主要是四辊轧机。在本次设计中都选用CVC四辊轧机。
1.2 坯料尺寸
本设计为板坯连铸连轧生产线,板坯厚度为250mm;板坯宽度取决于产品规格;板坯长度受加热炉炉膛宽度以及轧件温降的限制。本次设计采用250mm板厚×2100mm板宽×8m长的板坯。
1.3 压下制度
此车间采用粗轧和精轧两个阶段轧制,即采用综合轧制方法,先在粗轧阶段轧六道次,达到产品所需宽度后,再在精轧机中连续轧制七道次。
制定压下制度的方法很多,一般有理论方法和经验方法。由于理论方法比较复杂,理论公式本身也有误差,因此,在此选用经验方法,按经验分配压下量后,再进行校核及修订。经验方法简单易行,可通过不断修正最后达到合理化。
粗轧阶段压下量分配原则为:(1) 粗轧机组变形量一般要占总变形量的70~85%;(2) 为保证精轧机组的终轧温度,应尽可能提高精轧机组轧出的带坯温度;(3) 一般粗轧机轧出的带坯厚度为30~65mm;(4) 第一道考虑咬入及坯料厚度
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偏差不能给以最大压下量,中间各道次应以设备能力所允许的最大压下量轧制,最后道次为了控制出口厚度和带坯的板形,应适当减小压下量。
精轧机组充分利用高温的有利条件,把压下量尽量集中在前几道,在后几架轧机上为了保证板形、厚度精度及表面质量,压下量逐渐减小。第一架可以留有适当余量,即考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等,而使压下量略小,于设备允许的最大压下量;第2~4架,为了充分利用设备能力,尽可能给以大的压下量轧制;以后各架,随着轧件温度降低,变形抗力增大,应逐渐减小压下量;为控制带钢的板形、厚度精度及性能质量,最后一架的压下量一般在10~15%左右。对于生产厚规格板带时可适当提高末机架的压下量。
此设计采用半连轧方式,前两架粗轧机可逆轧制,轧制道次由下式确定:
N?log?аlog?平 ………………………………………………………(2)
式中: N—轧制道次;
?а—总延伸系数;
?平—平均延伸系数,?平经验上取1.45。
总延伸计算模型
?а=轧件的总长度/轧件的原始长度
=轧件的成品厚度/轧件的原始厚度(忽略宽展)
表4 两架可逆粗轧各道次压下量分配
参数
入口厚度(mm) 压下量(mm) 压下率(%)
1道次
250 65 26.0
2道次
185 54 29.2
3道次
131 39 29.8
4道次
92 28 30.4
5道次
64 18 28.1
6道次
46 11 23.9
表5 七机架精轧各道次压下量分配 参数 入口厚度(mm) 压下量(mm) 压下率(%)
F1 35 9.5 27.1
F2 20.5 6 29.2
F3 14.5 4.5
F4 10 2.6
F5 7.4 1.9 25.7
F6 5.5 1.4 25.4
F7 4.1 0.6 14.6
31.0 26.0
在此处连铸坯的厚度是250毫米,带钢的成品厚度是3.5毫米,代入数据 N=[log(250/3.5)]/log1.45
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=11.5 ≈12 道
粗轧第一架三道,粗轧第二架轧三道,较大的压缩比,足够的压下量,以实现带钢厚度的减薄,控制中间坯板型。后面七架精轧机采用连轧以减少带钢温度的降低,在奥氏体区进行轧制,最终得到好的组织和优良的综合机械性能,以满足用户的需要。
1.4 校核咬入能力
热轧钢板时咬入角一般为15~22°,低速咬入可取20°,由公式
?hmax?D(1?cos?).................................... (3)
得:
??arccos(1??h) ………………………… (4) D将各道次压下量及轧辊直径代入可得各轧制道次咬入角为:
表6 粗轧各道次的咬入角
道次 Δh(mm) D(mm) 咬入角(ο)
1 65 1350 17.6
2 54 1350 16.3
3 39 1350 14
4 28 1200 11.7
5 18 1200 9.2
6 11 1200 7.3
表7 精轧各道次的咬入角
道次 Δh(mm) D(mm) 咬入角(ο)
F1 9.5 850 8.6
F2 6 850 6.8
F3 4.5 850 5.9
F4 2.6 850 4.5
F5 1.9 850 3.8
F6 1.4 850 3.3
F7 0.6 850 2.1
根据计算结果可见咬入不成问题。
1.5 轧钢机机架布置及数目的确定
轧钢机布置是轧钢机按工作机架排列成某种方式。轧钢机布置的基本形式有三种:横列式布置、顺列式布置和连续式布置。
轧钢机机架数目的确定与很多因素有关。主要有:坯料的断面尺寸,生产的品种范围,生产数量的大小,轧机布置的形式,投资的多少以及建厂条件等因素。
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但是在其它条件既定的情况下,主要考虑与轧机布置形式有关。
根据本车间生产情况及现场实际状况,粗轧阶段选用两台带立辊的四辊可逆式轧机。立辊轧机的作用是轧边,限制宽展,同时破碎轧件表面的氧化铁皮。四辊可逆式粗轧机既可满足板坯精度高的要求,又可保证足够的压下量及较好的板形。
1.5.1 粗轧前立轧机(E1、E2)
E1E2立辊轧机[12](AWC),位于R1R2四辊轧机之前与札记相连,主要用于将钢坯从宽展方向进行轧制,改善带钢的边部组织性能,主要技术参数如下:
辊径 φ1100mm(1000mm)×650mm 轧制力 670KN(最大) 压下量 50mm/每道次 (最大) 辊缝(开口度) 700-2400mm 主传动电机功率 2×1500KW 转速 n=0±160/400r/min 传动比 i=3.67 轧辊线速度 0±1.5-6.5m/s
1.5.2 四辊第一粗轧机(R1)
四辊粗轧机主要参数[7]: 最大轧制压力: 5500t;
工作辊尺寸:辊径φ1350~φ1230 mm,辊面长2250 mm; 支承辊尺寸:辊径φ1850~φ1730 mm,辊面长2250 mm; 工作辊最大开口度:270mm; 辊子平衡:采用液压平衡缸;
主传动马达:2×6500kw,转速为40/60转/分的直流马达。
1.5.3 四辊第二粗轧机(R2)
四辊粗轧机主要参数:
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