辊型的中间辊或工作辊是比较常用的,这方面的实例有受到普遍重视的 CVC 轧机。
另外,设定更合理的轴向移动辊的辊型是这种技术的一个有效的发展方向,UPC 技术就是这方面的一个进展。
图 5 轴向移动非圆柱形轧辊 WRS 型四辊轧机上下工作辊左右相对轴向移动,可以分散轧辊的磨损和热凸度,但是对板材的凸度控制能力较低。
而德国西马克公司将轧机的上下工作辊均磨成“S”形,上下辊形状完全相同,将其中一根绳子旋转 180 ° 布置,辊缝可以形成对称的厚度断面形状,图 为 CVC 轧机的各种辊缝轮廓形状简图。
当上下轧辊沿轴向相对移动时,辊缝的凸度也是正反变化,辊缝轮廓也相应发生变化。
因轧辊移动量是可以无级设定的,辊缝的凸度也使连续可变的,CVC 轧机由此而得名。
上下两轧辊在基准位置为中性凸度,辊缝两侧对应的高度相同,和一般的轧辊相同。
当上辊向右移动,下辊对称的向左移动时,辊缝中间薄,相当于轧辊的正凸度;反之,当上辊向左,下辊向右做对称移动时,则辊缝中间厚,相当于轧辊的负凸度。
通常 CVC 轧机的设计是基于轧辊移动距离等于轧辊辊身支撑长度的± 57,每一根辊子的凸度设定范围大致为 0.5 毫米。
CVC 轧机可以是而辊式,四辊式或六辊式。
这种轧机凸度调节范围大,可以预设定,也可以在轧制过程中调整辊型,在热带和冷带轧机中得到广泛采用。
a—零凸度 b—正凸度 c—负凸度 图 6 CVC 各种辊缝轮廓形状3).轧辊交叉技术-------PC 轧机 任何轧机的轧辊轴线之间都不可能是绝对平行的,工作辊轴线与带材运动方向也不可能绝对垂直,它们之间都会有交叉角存在。
最早开始利用轧辊交叉现象来改变辊缝形状的是美国的 BETHLEHEM 公司,它们是利用支撑辊或工作辊的单独交叉来改变辊缝形状的,1981 年日本的河野辉雄等人对工作辊交叉的轧机进行了研究。
之后日本的新日铁公司和三菱重工业公司又开发了工作辊与支撑辊同时交叉的 PC 轧机,并对这种轧机的各种特性进行了大量的理论和实验研究。
除此之外,1982 年安田健一在他的博士论文中还提出了六辊轧机的轧辊交叉方案。
图 给出了以上四种交叉辊轧机的交叉形式。
与现有的其它板形控制方式相比,轧辊交叉有一个突出的优点,就是其板形控制能力强,特别是在轧制宽带时,其凸度可控范围远远大于其它任何以中板形控制方式。
实际上,双交叉方式的凸度控制能力仅占第二位,凸度控制能力最大的是工作辊交叉方式,它的凸度控制能力是双交叉及支撑辊交叉二者之和。
因此,工作辊交叉方式的凸度可控范围大这一优点比双交叉方式更明显。
a b c d a—工作辊交叉 b—中间辊交叉 c—支撑辊交叉 d—双交叉交叉 图7 轧辊交叉形式 在现有的 4 种轧辊交叉方案中,支撑辊交叉和中间辊交叉两种方案,由于其凸度可控范围比双交叉和工作辊交叉的可控范围小,且有轧辊磨损和轧辊轴向力相对较大等缺点,所以,这两种交叉方式叫难发展。
尽管工作辊交叉方式也存在磨损和轴向力较大的缺点,但由于它具有板形控制能力最强,凸度可控范围最大这样一个突出的优点,同时还可以通过减小最大交叉角(牺牲部分凸度控制能力)给轧辊以合理的硬度值以及采用合理润滑方式减小它的轧辊磨损量和轴向力,所以,这种交叉方式仍是一种很有发展前途的板形控制方式。
第二章 轧辊的设计 轧辊是轧机的重要部件。
按照轧机类型可分为板带轧机、型钢轧机和钢管轧机三大类。
板带轧机轧辊的辊身呈圆柱形,热轧板带轧辊的辊身微凹,当受热膨胀时,可保持较好的板型;冷轧板带轧辊的辊身呈微凸,当它受力弯曲时可保证良好板型;型钢轧机轧辊的辊身上有轧槽,根据型钢轧制工艺要求,安排孔型。
钢管轧制中采用斜轧原理轧制的轧辊有圆锥形、腰鼓形或盘形。
轧辊按辊面硬度可分为:1 软辊:肖氏硬度约为 30~40HS,用于开坯机、大型型钢轧机的粗轧机等。
2 半硬辊:肖氏硬度约为 40~60HS,用于大型、中型、小型型钢轧机和钢板轧机的粗轧机。
3 硬面辊:肖氏硬度约为 60~85HS,用于薄板、中板、中型型钢和小型型钢轧机的精轧机及四辊轧机的支撑辊。
4 特硬辊:肖氏硬度约为 85~100HS,用于冷轧机。
轧辊由辊身、辊颈和轴头三部分组成。
辊颈安装在轴承中,并通过承座和压下装置把轧制力传给机架。
轴头和连接轴相连接,传递轧制扭矩。
轴头有三种主要形式:梅花轴头、万向轴头、带键槽的或圆柱形轴头。
2.1 轧辊材料及主要参数的确定 不论热轧或冷轧,轧辊都是实现轧制过程中金属变形的直接工具,因此,对轧辊质量要求严格。
其主要质量要求有强度、硬度、耐热性及耐用性。
轧制强度是最基本的指标,在满足强度要求的同时,还必须有一定的耐冲击韧性。
要使轧辊具有足够的强度,主要从选择轧辊材质及确定合理的轧辊结构与尺寸上全面考虑。
轧辊强度足够与否,可根据轧辊强度计算确定。
硬度通常是指轧辊工作表面的硬度,也是轧辊的主要质量指标。
它决定轧辊的耐磨性,在一定程度上决定轧辊的使用寿命。
轧辊的硬度可通过材料选用及对轧辊表面进行某种热处理来满足要求。
另外,对于热轧辊来说,它还应具有一定的耐热性,以保证轧制产品的精度,同时也决定轧辊的使用寿命。
2.1.1 常用轧辊的材质选择 工作辊材质的选择 粗轧前段工作辊(R1):粗轧前段工作辊必须具有强韧性、耐磨性及抗热裂性。
硬度范围为 HS40—55 左右。
一般选用 60CrNiMo 铸钢等材质轧辊。
:粗轧后段工作辊要求使用耐热裂性能良好的 粗轧后段工作辊(R2)材质。
一般选用半钢、高铬钢、高速钢等材质。
:精轧前段工作辊温度高,负荷大。
一般选 精轧前段工作辊(F1-4)用铸造半钢和高铬离心复合铸铁等材质。
高铬离心复合铸铁具有较高的辊面耐磨性和抗热裂性,而且能抑制辊面斑带缺陷。
:精轧后段工作辊使用在轧制的最终阶段, 精轧后段工作辊(F5-7)对产品质量,表面状.
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