多辊轧制设备.ppt

特种轧制2011.8绪论一、特种轧制介绍1、轧材的种类按轧材断面形状尺寸的不同，分为各种规格的板材、带材、型材、线 材、管材及特殊品种轧材等板带材、型线材、管材等绪论特种轧制是钢材深加工技术的重要方式之一，通常是对板带材、线 棒材和钢管等轧制材料再次以轧制的方式进行深度加工特种轧制主要用于机械零件的制造，是一种少切屑或无切屑、高质 量、高效率的生产方式，在材料加工和机械制造等行业中具有愈来愈重 要的作用特种轧制也是提高产品质量，降低生产成本的重要手段特种轧制技术对国民经济的发展，提高企业经济效益和社会效益有着 十分重要的意义绪论二、特种轧制的轧制方式特种轧制可以采用纵轧、横轧和斜轧等3种轧制方式，由于产品的种 类繁多，所采用的变形方式和设备形式也很多纵轧、斜轧和横轧不同之处主要表现在金属的流动上，纵轧时金属 流动的主要方向与轧辊表面的运动方向相同，横轧时金属的流动方向垂 直于变形工具的运动方向，斜轧则处于纵轧与横轧之间，变形金属的流 动方向与变形工具轧辊的运动方向成一角度，金属除了前进运动外，还 有绕本身轴线的转动，做螺旋前进运动绪论1、纵轧 轧辊轴线相平行，旋转方向相反，轧件作直线运动的轧制方法 。

绪论2、横轧轧辊轴线与轧件轴线平行且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法 横轧的基本类型包括: 1)齿轮横轧 带齿形的轧辊与圆形坯料在对滚中，实现局部连续成形 ，轧制成齿轮这种横轧的变形主要在径向进行，轴向变形很小既有 热轧也有冷轧此方法还可以轧制链轮、花键轴等 2)螺旋横轧 螺旋横轧又称螺纹滚压，两个带螺纹的轧辊(滚轮)，以相 同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，其中一个轧辊径向进给，将坯料轧 制成螺纹这种横轧的变形主要在径向进行 3)楔横轧 两个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料 旋转，坯料在楔形型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴这种横轧的 变形主要为径向压缩和轴向延伸绪论绪论3、斜轧 轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转， 同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法 绪论三、特种轧制的分类 1、按照轧制的变形方式，特种轧制的分类大致为2、按照所加工原料的形式可以分为：1)板带材特种轧制设备 用途：用于板带材的深加工，如薄带和极薄带材轧制、横向和纵向不等 厚带材和螺旋装带材轧制 机型：多辊板带轧机、锥形辊板带材轧机、辊锻机绪论2)线、棒、管材特种轧制设备 用途：各种实心或空心的回转体轧件，如阶梯轴类零件、球形零件、各 种螺纹制品、散热器用的翅片管和羽翎管一级麻花钻头等 机型：楔横轧机、钢球轧机、螺纹轧机、翅片管轧机、钻头轧机、管或 筒形件旋压机、冷轧带肋钢筋轧机等3)盘、环件特种轧制设备用途：用于生产轴对称类机械零件、盘类零件设备：产生轴向变形的摆动碾压机，径向变形的旋压机，轧环机。

绪论带肋钢筋U型翅片管翅片管多辊轧制设备2.0冷轧带钢简介冷轧带钢和薄板一般厚度为0.1～3mm,宽度为100～2000mm；均 以热轧带钢或钢板为原料，在常温下经冷轧机轧制成材冷轧带钢和薄 板具有表面光洁、平整、尺寸精度高和机械性能好等优点，产品大多成 卷，并且有很大一部分经加工成涂层钢板出厂成卷冷轧薄板生产效率 高，使用方便,有利于后续加工因此应用广泛,已逐渐取代同样厚度的 热叠轧薄板只有少量的非凡用途的冷轧合金钢板采取单片轧制冷轧 带钢和薄板的产量在工业发达国家已占钢材总产量的30％左右钢种 除普通碳钢外，还有硅钢、不锈钢和合金结构钢等 多辊轧制设备冷轧带钢和薄板的产品规格及用途多辊轧制设备冷轧带钢历史进程1553年法国人布律列尔(Brulier)制成一台轧机,轧制造币用的金板和 银板最早的冷轧机是二辊式，以后采用工作辊辊径较小而刚性较大的 四辊轧机为了轧制更薄和更硬的带钢，又发展出工作辊辊径更小而刚 性更大的六辊、十二辊、二十辊和偏八辊（M.K.W.式）等轧机 单片轧制 成卷轧制(冷轧带钢生产) 单机架可逆式四辊冷轧机 连续式轧机多辊轧制设备单片轧制单片轧制时没有张力,轧制的产品较厚(＞1mm)，速度较低(＜ 2m/s)，仅用于生产少量特殊用途的钢板。

多辊轧制设备成卷轧制冷轧带钢生产采用成卷轧制，使用张力卷取和开卷装置,速度高（ 达42m/s）,道次压缩率大,板形平直轧机有单机可逆式和连续式两种 多辊轧制设备单机架可逆式四辊冷轧单机架可逆式四辊冷轧机适合于生产多品种、小批量、厚度 0.2mm以上的普通碳钢或低合金钢轧制硅钢、不锈钢等高合金特殊钢 多采用二十辊或偏八辊轧机 多辊轧制设备全连续冷轧带钢轧机连续式轧机由3～7个机架组成机架数愈多，总压缩率愈大,产品 厚度薄；轧制速度愈快，产量愈大;适用于产量大、品种规格少的普通 碳钢汽车板、镀锌板、镀锡板等70年代已发展出少量全连续冷轧机,带钢卷在进入轧机前，前一卷 尾与后一卷头焊接，利用活套贮存足够的带钢，保证在焊接时轧机仍继 续轧制由计算机控制轧制过程，在动态中即可改变规格轧后由飞剪 切断、分卷全连续轧机轧制每卷带钢时无需穿带和甩尾，节省了换卷 间隙时间全连续轧机每台年产量达 200万吨消除了钢卷头尾厚度超 出公差的废品，提高了带材轧制精度和收得率多辊轧制设备宝钢七机架连轧机多辊轧制设备2.1、多辊轧机的用途和特点 1、用途多辊轧机主要用于高强度钢和精密合金的冷轧薄板和薄带钢轧制生 产，在薄板带的生产中占有特殊的地位。

在生产薄板带的冷轧机中约有 10%以上的设备是多辊轧机几乎所有的不锈钢薄板都是由冷轧机生产 ，电工钢板、超硬金属、铝合金、铜合金等薄带的生产也使用多辊轧机 多辊轧机也用于稀有金属、双金属和贵金属的生产由于国民经济规模的扩大，特别是高新技术的快速发展，各个工业 部门如电子、信息、仪器、机电等行业对各种金属及合金薄带和极薄带 材的需求增长很快因为在轧制极薄带材时，工作辊的弹性压扁将等于 或大于带材的厚度，此时轧件的压缩是不可能的，因此必须使用直径更 小的工作辊才能轧制极薄带材由于工作辊直径小，接触变形区也小，相应的轧制力也较小，所 以同样的轧制压力可以生产较大的压下量多辊轧制设备轧制力计算公式： 轧制压力：F—轧件与轧辊的接触面积—平均单位压力 平均单位压力接触面积：多辊轧制设备板、带材产品分类： 单张供应的板材和成卷供应的带材总称为板、带材 按尺寸规格分：厚板（包括中板和特厚板）、薄板和极薄带材 厚度在4.0mm以上为中、厚板（其中4~20mm者为中板，20~60mm为 厚板，60mm以上为特厚板），4.0~0.2mm为薄板，0.2mm以下为极薄 带钢或箔材铝箔按厚度差异可分为厚箔、单零箔和双零箔。

①厚箔：厚度为0 ．1～0．2mm的箔②单零箔：厚度为0．01mm和小于0．1mm/的箔 ③双零箔：所谓双零箔就是在其厚度以mm为计量单位时小数点后有 两个零的箔，通常为厚度小于0.01的铝箔,即0.005~0.009mm的铝箔叠轧：对于厚度小于0.012mm的极薄铝箔，由于轧辊的弹性压扁 ，用单张轧制的方法是非常困难的，因此采用双合轧制的方法，两张铝 箔中间加上润滑油，然后合起来进行轧制 多辊轧制设备2、冷轧带钢最小可轧厚度 根据冷轧带钢的最小厚度公式：（mm） 式中：D—工作辊直径，mmt—平均张应力，（其中：t0—后张应力；t1—前张应力），N/mm2E—工作辊弹性模量，N/mm2，N/mm2 K—轧件变形抗力，K=1.15多辊轧制设备从公式中可以看出：轧制的最小厚度与工作辊直径和弹性模量、 变形抗力和平均张应力的大小有关带钢的变形抗力取决于其机械性能 ；提高轧辊的弹性模量轧制更薄带钢受到轧辊材料限制；冷轧带钢时采 用较大的轧制张力有利于减小带钢厚度，但过大的轧制张力容易引起断 带；因此，减小轧辊直径轧制更薄的带材是一个很好的途径减小工作辊直径，可以减小轧制力和轧制力矩，轧出更薄的带材来 ，但是工作辊的刚度和扭转强度都要受到限制，因此就出现了支撑辊数 量大于2的多辊轧机。

多辊轧机的使用能够保证小直径工作辊在垂直面 和水平面上获得较高的刚度，并能够在轧制力相当大的情况下降所需的 轧制扭矩传递给工作辊除HC六辊轧机和六辊CVC轧机外，还有12辊 轧机、20辊轧机、复合八辊轧机、复合12辊轧机、偏八辊轧机36辊轧 机等多辊轧机，如下图所示多辊冷带轧机的型式 1—12辊轧机 2—20辊轧机 3—复合式8辊轧机 4—偏8辊轧机 5—复合式12辊轧机 6—7辊轧机 7—36辊轧机多辊轧制设备举例计算：四辊轧机，工作辊直径为100mm，采用无张力轧制屈服极 限为100MPa，摩擦系数为0.1，是否能轧出厚度为0.01mm的产品其他参数不变，要轧出厚度为0.005mm的产品，工作辊直径最大为多 少？冷轧的摩擦系数与润滑剂有关，0.04~0.1多辊轧制设备3、多辊轧机的工作机座多辊轧机的工作机座是一个复杂的整体，主要组成部分与常用的板 带轧机相同，包括轧机牌坊、支撑辊和工作辊构成的辊系、压下装置、 轧辊磨损补偿机构、轧辊和支撑辊的辊型控制和平衡机构、轧辊传动装 置、固定式和可卸式导卫、润滑和冷却系统、工艺参数控制设备及轧机 自动化装置等特点：能够保证小直径工作辊在垂直面和水平面上获得较高的刚度 ，并能够在轧制力相当大的情况下将所需的轧制扭矩传递给工作辊。

多辊轧制设备4、多辊轧机发展历程1925年，W．罗恩（Rohn）设计了有十或十八支承辊的轧机，并 获得了第一台多辊轧机的专利权这种轧机采用塔形支承辊系，能够保 证工作辊有较大的横向刚度该轧机的工作辊直径为10毫米，中间辊 辊径为20毫米，外围支承辊辊径为24毫米，用于轧制镍带最小轧制 厚度为0.010毫米在这种辊系配置中，下一列的每一个轧辊自由地靠 在上一列的两个轧辊上支承辊是由安装在固定心轴上的轴承组构成的 ，轴承的外圈即为支承辊辊面，中间辊传动，工作辊没有辊颈，可以方 便地从辊系中取出塔形支承辊系安装在上下两个横梁中，横梁的一端 采用铰接方式联接，另一端用拉杆联结，调整拉杆可以使横梁绕铰接中 心转动，从而满足不同轧辊直径的要求后来，W．Rohn的发明被 Sundwig公司买去并加以改进，形成了四柱式的开式机架的二十辊轧机 多辊轧制设备1932年森吉米尔，制造了第一台森吉米尔多辊轧机，其结构特点 是采用了整体机架，辊系安装在机架内部与罗恩型二十辊轧机相比， 森吉米尔轧机工作机座的刚度较高，因而可以轧制厚度公差范围更窄的 带材与其他多辊轧机相比，森吉米尔轧机的突出特点是轧机刚性好， 轧制精度高。

由于机架采用整体铸钢制作，因而轧机有很高的刚度，同 时采用了特殊的辊型调整机构，轧制产品的厚度精度很高，板形良好 例如，森吉米尔轧机轧制0.2mm厚的不锈钢带，公差0.003~0.005mm ，而四辊轧机的一般精度为0.01~0.03mm，相差约5倍多辊轧制设备5、多辊轧机具有如下特点： 1)工作辊直径小：多辊轧机的工作辊直径都在100多毫米以下，最小直 径达2mm，细而长，因此多辊轧机都有一个刚度很好的支撑辊系，而 且采用支撑辊传动工作辊直径小，轧制力小，可以采用比较大的的道次压下量和总压 下量，道次压下量最大可达到80%，总压下量可达到90%；轧辊直径小 换辊方便，而且形状简单，可以采用硬质合金作为轧辊材料，提高其弹 性模量，轧出更薄的带材由于工作辊直径小，轧制更容易产生不均匀变形，对带钢的板形问 题更加敏感，因此多辊轧机都设有比较完善的板形调节装置；采用比较 大的前后张力来克服不均匀变形；加大前后张力不仅有利于改善板形， 而且还可以减小轧制力和改善因轧辊直径小而恶化的咬入条件多辊轧制设备2)多辊轧机的轧制精度高：多辊轧机的制造精度高，轧机的刚度大，又 有良好的板厚和板形调节系统，因此多辊轧机轧制带材的板厚和板形精 度高，有的多辊轧机的轧制被誉为精密轧制。

3)多辊轧机特别适用于各种难于变形金属的轧制，如：不锈钢﹑耐热合 金钢和硅钢的轧制 4)多辊轧。