002-多辊轧机发展方向探讨.doc

多辊轧机发展方向探讨刘 宝 珩(北京科技大学）1 多辊轧机的成就多辊轧机一般指用于冷轧生产较薄板带的１2辊、2０辊、(HＣ)6辊、偏八辊等多种类型冷轧机而言如图1、2、3、４所示目前这些轧机正用于大量生产市场急需的冷轧汽车板、彩色涂层薄板、不锈钢薄板家用电器工钢薄板以及高科技用多种金属极薄材等多种板材，在国内工业发展中起着重要作用改革开放二十近年来国内钢铁工业高速发展，已从70年代的7千万吨年产量猛增到4亿吨水平为此,本来起步较晚的国内冷轧板带工业迎来了巨大市场需求压力国家采用紧急措施,一方面大量进口冷轧板带,另一方面加速钢铁工业改造,引进大批国外先进冷轧机板带技术和装备,同步国内轧机制造业也边改革边学习逐渐提高新型轧机制造能力，目前已获得很大进展随着计算机,自动化仪表等高科技产品水平不断提高，国内冷轧板带技术装备正在向国外先进水平迈进目前国内轧钢技术装备已能生产连铸连轧成套热连轧板卷轧机，冷连轧板带成套设备也正在建设中，板面宽度已达2米以上图１ 多辊轧机示意图ａ)1２辊；ｂ)2０辊图2　偏八辊轧机的辊系图3 HC轧机简图图4 １2辊轧机工作机座断面图1－上轧辊箱;2－下轧辊箱;3－齿条传动；4-卫板；5-导向辊；６-电动机２　多辊轧机构造的变化与发展 早在上个世纪４0年代为解决薄带轧制难题美国森吉米尔发明了20辊轧机，到目前已有６０年历史如图５、6所示。

在此期间该技术得到很大发展其轧机工作辊径从d≈6mm发展到ｄ≈90mm,辊身长度Ｌ从～１50发展到＞3000mm，产品厚度ｈ=2∥-0.1ｍｍ后来在50年代,当时苏联为简化2０辊构造改为联合式,即下辊用20辊构造，上辊用４辊轧机构造,在应用中也获得良好效果，如图7、８所示构造德国施罗曼公司70年代研制出偏八辊轧机(MKW轧机）这种轧机是在四辊冷轧机基本上改善的，将小工作辊加以侧支撑而形成的新构造在国内应用其生产效果也较好从国外多辊轧机发展经历看出，为轧薄材遵循一种原则就是减小工作辊径,使变形区弧长减小，减少轧制压力在同等压力条件下，小辊径可以获得较大压下量和延伸率但从另一方面应当看到,当板带厚度轧到一定限度时由于材料加工硬化很高,轧辊系列另件弹性变形和压扁使变形区中摩擦阻力加大，以至产生轧件不能延伸，这种现象特别在轧制高碳系列合金钢，不锈钢及较硬钢种时浮现为此生产中要增长轧程和退火次数为改善这种状况冷轧采用多种润滑剂,以减少摩擦阻力,但效果是有限的图5　森吉米尔轧机图6 Sundｗig公司的二十辊轧机 好何解决这一难题,若使上下工作辊表面存在一定速差，在变形区中产生一对剪切力参与延伸变形，这使延伸变形阻力的摩擦力转换成参与和增进延伸的剪切力,有效改善变形区力学条件,这将也许得到减少轧制压力,提高轧机刚度，改善轧件板型的良好效果。

上下工作辊的速差AV可用轧辊辊径差AＤ来实现在直流电机单独传动轧辊时也可用电控系统实现两个轧辊保待一定的速差An以满足轧制条件 　以上提出的,用上下工作辊一定速差使变形区产生剪切变形以利轧件延伸的概念是有生产实践根据的,如下举例阐明加以论证１)某冷轧厂为生产高碳系列合金钢带公司,在生产中由于常常断辊、磨辊，常常换辊、辊径差或多或少客观存在，很难保持辊径相等，通过实验发现辊径差在一定范畴内对较硬钢种易于压下延伸，并且轧件三点差,即带钢横断面中间与边部厚度差较小，轧制道次和退火次数均可减少,从此看出一定速差可带来改善板型,减少轧制压力，减少道次和退火次数等效果图７ 联合式多辊轧机图８ цквмм—38联合式轧机 　 （２）辊径差AD在实验生产中也是普遍存在的,武钢１70０测定轧机上下辊传动力矩也是不相等的,这均与速差有关3）在上世纪7０年代苏联学者维德林实验成功“S”平整法,即将板带环绕两工作辊呈Ｓ形，两轧辊保持一定速差,卷取机予以一定张力，轧件在变形区中承受剪切变形，达到良好平整效果轧制中并有恒延伸现象，如图９所示图９　 “S” 平整轧机 (4)某些热轧板厂在产品最后平整工序中常用单辊传动的二辊轧机进行生产。

此单辊传动二辊轧机,事实上被动的轧辊速度稍低于主传动轧辊，存在少量速差AV（一般<5％)，其变形区内力学条件与图1０ b相似在剪切力作用下可得到改善板型效果为从轧制原理角度分析上述现象，如图１０-a、b所示，图１0 a、老式典型轧制理论出发点为上下辊径相等轧辊转速相似的条件下分析其咬入条件,力学平衡,变形特点，功能消耗等等，但实际生产中，一对工作辊径很难长期保待绝对相等由于有磨损,要常常换辊在存在辊径差AD状况下其变形区力学条件产生变化，如图5、b所示变形区中浮现一种搓轧区，剪切力从磨擦阻力变成增进轧件延伸的作用力，这使轧制压力减少，并对改善板型有利图10-a　等径轧制Vm—轧件线速度;V1=Ｖ２—轧辊线速度图10－b不等径轧制3　简化多辊轧机新方案　　 根据以上从生产实践和轧制原理分析,为得到平整较薄板带仅用小工作辊辊径依托压力解决轧件延伸,必然相应产生轧辊压扁和弹性变形加大，这对板型不利，合适运用剪切力作用在变形区中变化轧件变形力学条件是对冷轧板带非常有利并且用较大轧辊直径Ｄ对剪切力作用更有利这使轧机构造大为简化为此提出用新型４辊轧机构造采用异步轧制新工艺轧制薄板带图１１，ａ,b,所示为可运用４辊冷轧机改造方案，在此方案中可以运用顶轮液压调控板型,更换上工作辊径可得到异步轧制效果。

用离合器可实现单辊传动轧制工艺图11－a图11－b参照文献:[1]　A.B特列奇雅可夫. 姜春阳译． 薄带轧制． 北京：冶金工业出版社，195９,７，21，3２[2] 古可,刘炳南，锺掘.　武钢1７0０热连轧机主传动系统测试研究. 中国金属学会年会论文. 1981　 [3]　朱泉等.　异步轧制极薄带材． 鉴定资料. 19８１　　[4］　王邦文主编. 新型轧机. 北京：冶金工业出版社,1994 ． ４,７[５］ 周存发等编著. 特种轧制设备. 北京：冶金工业出版社, .　6,７。