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A程捷&恒诺

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日志

 
 

切分轧制(slitting rolling)  

2011-04-29 12:31:42|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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切分轧制(slitting rolling)
    在钢坯和型线材生产中,将一根轧件在特殊的孔型中轧出两根或两根以上的并联轧件,借助于轧辊或其他切分装置沿纵向剖分成数根单根轧件的轧制方法,也叫多槽轧制。此法能显著节省能源和提高轧机生产率,多应用于钢坯、简单断面型材和线材以及部分异形断面型材如球扁钢和T字钢的生产上。
    简史      切分轧制方法的提出已有10O多年了,但长期被用于利废轧制:先把加热好的废钢轨用具有特殊切分孔型的轧辊切分成头、腰、底3部分,然后进一步轧成型钢。20世纪60年代中国等国家开始研究用钢坯进行切分轧制生产型材并取得了成果。20世纪70年代初期瑞典进行了用初轧和连铸板坯切分轧制小方坯的研究并取得成果,后来在英国获得专利。70年代中期加拿大创立了切分轧制技术并推广到日本、美国、英国等国家。80年代中期中国建成了并联轧件在变形中分离的轧辊切分轧制,与此同时日本创立了多线轧辊扭切法等新技术。世界上许多国家如美国、日本、俄国、中国、瑞典、意大利、德国和法国等都应用了这种新技术,并取得了良好的经济效果。

切分方法:剖分并联轧件的方法有多种,其中主切qie要的方法有切分轮切分法、圆盘剪切分法、轧辊切分法和火焰切分法等。
    (1)切分轮切分法。利用一对从动切分轮(图0)和特殊的导卫装置,将轧出的并联轧件从连接带处沿纵向剖分的切分方法。采用这种切分方法时,对孔型设计参数选择要求精确,而且需增加辅助切分装置,如切分轮和辊式导卫装置,只适于一切为二的切分轧制。
    (2)圆盘剪切分法。与切分轮切分法相似,它是利用圆盘剪将轧出的并联轧件从连接带处沿纵向剖分成单根轧件的切分方法(图6)。这种切分方法可用在粗轧机组进行较大断面轧件的切分,也可用在较小断面轧件切分。圆盘剪上下剪刃重合,切分时轧件易产生扭转和切偏,安装调整也不方便。

   (3)轧辊切分法。简称辊切法,它是依靠轧辊上的特殊孔型(切分孔型)使并联轧件在变形过程中自行分开的切分方法(图c)。这种方法可用于一切为二或多根切分的场合,既可用在连续式轧机上,也可用于横列式轧机上;既可用于粗轧机较大断面轧件的切分,也可用于精轧机较小断面轧件的切分。该法无需增设辅助的剪切装置,除切分孔导卫装置外,其他孔型的导卫装置均可按常规方法设计。其缺点是对孔型设计要求严格,切分孔磨损快,对轧辊材质要求高。
    (4)火焰切分法。先把钢坯轧成并联轧件,再利用火焰切割器从连接带处把并联轧件沿纵向剖分成单根轧件的切分方法。这种方法可以同时切分多根轧件,生产率高,但需要装设火焰切割器,金属和燃料消耗大并且在切割过程中造成中心缺陷的暴露和氧化,导至轧件表面质量恶化。火焰切分法曾用于由初轧或连铸板坯切分轧制小方坯或窄板坯的场合,目前很少使用。

切分轧制

优缺点 切分轧制有如下的优点:(1)切分轧制与传统的单根轧制相比,可以缩短总的轧制时间和部分间隙时间,因而缩短了轧制节奏时间,大幅度提高轧机生产率,一般小时产量可提高20%~30%;(2)当轧机与连铸配合时,不经开坯,可以热装炉或直接轧制,因此可以显著节约燃料,减少能耗;在现有的轧机上采用切分轧制,可以直接用大坯轧小材,避免二次开坯,或由于轧制周期短、可降低加热温度,从而明显地节省能源;由于切分轧制总变形量小,因而电能消耗也少。综合能耗可降低5%~20%;(3)与传统的多线轧制比,采用切分轧制时,被切分后的轧件同时进入后续机架进行轧制,轧辊弹跳值稳定,轧件短,头尾温度差小,因而产品的精度可提高5%~20%;以钢锭或连铸坯为原料进行切分轧制时,切分楔的楔入有利于充分破坏铸态组织,成品内部质量好:(4)由于切分轧制缩短轧制周期时间和减小了轧件长度,适当加大坯料断面或减小产品规格,不会受到温降和设备间距与尺寸的限制,所以在设备能力允许的条件下,可以用小轧机轧大坯,大轧机轧小材来扩大轧机的用坯和轧材的规格范围;(5)新建厂时,采用切分轧制不仅可以减少机架,而且所需电机功率小,剪切机数量少,冷床尺寸可缩短,厂房长度也可减小,因此投资减少;在原有轧机上采用切分轧制时由于能源消耗和轧辊消耗的减少,产品质量和生产能力的提高,生产成本可大幅度降低;(6)在以连铸板坯为主的国家,由于不再用初轧机轧大钢锭开坯,可采用切分轧制将板坯切成多条方坯,为中小型轧机供坯。切分轧制的缺点是:切分部位带毛刺,切口不规则,轧后易形成折叠,影响轧材表面质量。不适于轧制表面质量要求高的型线材。

 

2 切分轧制导卫系统

  在切分轧制过程中,导卫系统除了保证轧件准确地进入孔型进行轧制之外,还有切分并联轧件的作用。在实际生产中,导卫系统在保证轧制过程中轧件变形的稳定性以及弥补孔型设计的不足等方面也起着重要作用。该生产线切分轧制的导卫系统根据安装位置不同,立式机架入口采用滚动导卫,水平机架入口采用滑动导卫;出口除切分机架为切分导卫外,其余均采用滑动导卫,其中中、精轧出口采用出口导管。滚动导卫一般为两轮,但切分轧制的专用滚动导卫为四轮。

  粗轧轧制速度低,来料断面大,对导卫的冲击较大,采用简单的滑动导卫。而中、精轧机一般采用带导卫盒的滑动导卫,调整方便。滚动导卫对轧件摩擦小、夹持作用强,除了保证对轧件的导向作用外,还可以有效地避免倒钢。切分轧制专用的四轮滚动导卫对轧件则具有一定的矫直作用。为了方便调整,滚动导卫内部设计有专门的调整机构,以调节导轮的中心距,使导轮能够准确地夹持轧件。同时为保证滚动导卫能够较长时间正常运行,对导轮轴承的润滑以及导轮、夹板的冷却要求非常严格。切分导卫主要包括切分导嘴、切分轮、分钢器、调整机构等部件,如图1所示。切分导嘴对预切分轧件进行导向,切分轮将轧件切开,分钢器使轧件彻底分开;调整机构用于调节切分轮间隙。出口导管根据其内部中空截面的不同形状(矩形、圆形),分别在中轧、精轧的不同机架采用。

图1 切分导卫结构

3 系统的适应性改进

  切分轧制导卫系统在使用初期,即出现了四轮滚动导卫不能正常运行、滚动导卫导轮频繁损坏、切分机架处经常堆钢、出口导管处粉尘严重影响操作等问题,直接影响了生产,并使备件成本居高不下。为此对切分导卫系统进行了改进。

3.1 四轮滚动导卫润滑和冷却管路的修复

  四轮滚动导卫结构复杂,其内部油路、水路的走向也比较复杂,如图2所示。由于制造原因,导卫盒体有铸造缺陷并且加工不当,造成油路、水路相通,使润滑和冷却功能相混,导卫无法使用。针对铸造砂眼问题,采取了以下方法修复:先把盒体砂眼处镗孔,然后镶套,将油路、水路隔开;同时,采取钻孔镶入销子的方法对其它水路与油路相通处进行修复。

图2 四轮滚动导卫油、水路结构

3.2 轴承防尘盖的设计加工

  原设计中,滚动导卫的轴承多数不带密封。在轧制过程中,导轮直接夹持高温轧件进行高速旋转,一方面使润滑脂很快流失,另一方面氧化铁皮、冷却水等侵入轴承内部,使滚动体产生滑动摩擦,产热大而烧坏轴承,进而影响了导轮的使用寿命。经详细分析导轮、轴承的工作状态并考虑轴承外圈的尺寸,设计出三种防尘盖用于滚动导卫。防尘盖外径小于轴承外圈外径1mm,内径略大于导轮轴直径。在导轮旋转过程中,防尘盖外沿压在轴承外圈上,随导轮一起旋转,既能封住轴承内部润滑脂不向外溢出,保证润滑效果;又能防止外部氧化铁皮等杂物落入轴承内部。

3.3 切分导卫的改进

  针对切分轧制时切分导卫频繁粘钢进而造成堆钢的问题,进行了分析,认为是由于切分导嘴设计不合理造成的。原设计两片切分导嘴之间留给红钢通过的空间偏小,切分导嘴分料棱与红钢接触过于紧密。而红钢塑性好,表面摩擦系数大,冷却水又不充足,经过一段时间后,摩擦脱落物逐渐积累,发生粘钢,进而堆钢。为此,重新设计了切分导嘴,将分料棱改为圆弧过渡,增大过钢空间。在切分导嘴上开出冷却水路,强制冷却导嘴。

  改造实施后,切分导嘴粘钢现象大大减少。针对随后出现的切分轮严重粘钢的问题,通过改造切分轮压紧碟簧和加强维护,减少了过钢时切分轮的弹跳。

3.4 水封器的设计加工

  轧制过程中,车间内弥漫着大量的粉尘,直接影响对红钢运行状态的观察,同时影响环境卫生、危害职工身体健康。粉尘主要集中在轧制区,特别是轧机出口导管处。分析认为是由于轧制力大和轧制温度高,大量粉末状氧化铁皮弥散形成的。原设计未考虑除尘装置,各机架后也没有足够的安装空间。为解决此问题,利用一定压力的轧机冷却水在出口导管处形成水帘,吸收粉尘,粉尘随水排入地沟进入沉淀池沉淀,即“水封除尘”。如图3所示,针对圆导管,设计了一种分离式水封器。对于出口半管,利用其壁厚空间,直接在侧壁上打通主水路和喷水孔,实现水封除尘。

图3 水封器主体示意图

  根据现场生产的实际情况,从熟悉导卫结构入手,进行针对性分析并迅速解决问题,取得了事半功倍的效果。同时,通过对导卫系统的适应性改进,使工艺件的使用效果最大限度地处于受控范围内,大大降低了备件消耗,有效地保证了正常生产的需要。

 

 

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