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单辊破碎机在生产中的改进摘要单辊破碎机在生产中的使用寿命一直是困扰钢铁企业生产的一个重要问题。
本文通过对辊轴装置，传动装置，导料槽的改进，减少了能源消耗，提高了单辊破碎机的使用寿命。
关键词单辊破碎机；辊轴装置；导料槽0引言随着现代钢铁企业的发展，对节能减排的要求也越来越高，所有现代钢铁企业的设备也在不断的改进。
本文就以水冷轴式单辊破碎机为例，对其进行改进，减少了能源消耗，提高了使用寿命，取得了较显著的经济效益。
1单辊破碎机单辊破碎机安装在烧结机的尾部，用来破碎经烧结机烧结后从烧结台车上卸下来的热烧结矿饼。
单辊破碎机由传动装置、辊轴装置、篦板冷却水给排装置、篦板台车及卷扬装置、篦板等组成。
驱动由电动机经减速装置带动辊轴旋转。
安装有篦板的移动台车水平搁置在辊轴下面；热烧结矿饼从烧结机尾部卸到导料槽上，再溜到篦板上。
辊轴旋转时，借助破碎齿的剪切和挤压作用将热烧结矿饼破碎。
破碎后的热烧结矿块粒度≤150mm，从单辊破碎机下的溜槽进入冷却机。
本文将从以下三部分对单辊破碎机的改进做一下详细说明：1.1传动装置我们知道，传统的单辊破碎机传动多数采用电机、定扭矩联轴器、平行齿轮减速机、大小齿轮传动，这种传动系统结构比较复杂，成本比较高，启动要求也比较高。
随着科学技术的发展，单辊破碎机传动系统在近几年，采用液力耦合器取代定扭矩联轴器，降低了电机的启动要求；慢慢取消大小齿轮传动部分，采用行星轮减速机代替平行轴减速机，通过滚珠联轴器直接连接到辊轴上，精简机构，节省成本；这种结构已被越来越多的厂家所接受。
1.2辊轴装置辊轴装置由辊轴、轴承座、辊轴给排水装置等组成。
辊轴由主轴、辊齿组成，辊齿设计成堆焊坑，以便堆焊耐高温、耐磨的合金材料，同时，辊轴外露部分均以堆焊耐高温耐磨合金层包裹。
单辊破碎机发展到现在，辊轴装置结构形式多样，如固定式齿，滑动式齿，如轴通水辊齿不通水，辊齿和辊轴均通水的结构等等。
我们现在设计的多数单辊破碎机分大型单辊破碎机和小型单辊破碎机两种形式：大型单辊破碎机以固定铸造焊接齿、辊轴通水结构为主，小型单辊破碎机以滑动铸造齿、辊轴通水结构为主。
辊式破碎机的破碎效率与能耗优化研究辊式破碎机是一种常用的矿石破碎设备，广泛应用于采矿、冶金、建筑等行业。
破碎效率和能耗是评估辊式破碎机性能的主要指标，因此开展破碎效率与能耗的优化研究对于提高设备的工作效率、降低成本具有重要意义。
本文将从破碎机参数优化、工作条件优化以及研究方法改进三个方面探讨辊式破碎机破碎效率与能耗的优化研究。
一、破碎机参数优化破碎机的参数对于破碎效率和能耗具有重要影响。
首先，辊式破碎机的辊缝大小需要合理选择。
辊缝过大会导致过于块状的物料通过破碎机，影响破碎效率；辊缝过小则容易导致设备堵塞。
因此，辊缝的大小需要根据物料的特性和破碎要求进行合理选择。
其次，辊式破碎机的辊轴转速和辊直径也是影响破碎效率和能耗的关键参数。
适当调整辊轴转速和辊直径可以实现更好的破碎效果和能耗控制。
破碎机的传动方式、电机功率等参数也需要综合考虑，通过参数优化来提高设备的破碎效率和降低能耗。
二、工作条件优化工作条件的优化对于提高辊式破碎机的破碎效率和降低能耗也具有重要意义。
首先，物料的进料方式和进料粒度需要合理控制。
物料的均匀进料可以提高破碎效率，减少设备堵塞的概率；同时，根据不同物料的破碎要求合理选择进料粒度，避免过细或过粗的物料进入破碎机。
其次，在破碎过程中，破碎机的负荷情况也需要进行实时监测和调整。
适当的负荷可以保持破碎机的平稳运行，提高破碎效率，减少能耗。
最后，破碎机的润滑和维护工作也不能忽视。
良好的润滑和维护可以降低设备的能耗和故障率，提高设备的工作效率。
三、研究方法改进辊式破碎机的破碎效率与能耗的优化研究需要采用合适的研究方法和手段。
传统的试验方法在时间和成本上存在一定的局限性，因此可以考虑采用数值模拟和仿真方法来优化破碎机的参数和工作条件。
数值模拟可以建立有效的数学模型，通过计算机进行模拟分析，辅助优化破碎机的设计和工艺。
同时，借助仿真软件，可以模拟不同工况下的破碎过程，系统地研究破碎机的破碎效率与能耗。
拉矫机破鳞原理研究发布时间：2023-03-02T06:23:40.305Z 来源：《科技新时代》2022年第19期作者：党全军赵震[导读] 随着我国经济的发展和技术的不断发展，对冷轧薄板产品的质量提出了更高的要求。
酸洗党全军赵震广西北港新材料有限公司广西北海536000摘要：随着我国经济的发展和技术的不断发展，对冷轧薄板产品的质量提出了更高的要求。
酸洗拉弯矫直机作为热轧、冷轧之间的一种承前启后的设备，在高速、高效的除鳞和提高板形质量等方面发挥着重要的作用，尤其是最近才发展起来的酸洗-冷轧联机工艺，更是起着决定性的作用。
本文从理论上分析了拉矫机的工作原理，对其结构和控制模式进行了研究，并对典型的酸洗钢板进行了不同的压下量和伸长率破鳞率的实验，并对其设置参数进行了优化，为提高产品质量提供了技术保障。
关键词：拉矫机；破鳞原理；工艺优化引言近几年来，由于板形质量不断改善，导致了带材的表面质量问题。
在实践中，如何更好地实现对板形和破鳞的双重作用，其实就是对拉矫机的工艺性能进行优化，而这个问题的解决也需要对其进行深入的研究。
一、氧化铁皮的破坏形式（一）压应力作用下的破坏形式假设一种均匀的氧化铁板在外载作用下的破坏形态，此时可以忽略其蠕变效应，而在这种情况下，氧化铁板在外力作用下的失效形式是由原来的微观裂纹形成的。
在横向压缩条件下，氧化层的断裂主要依赖于氧化层与金属界面的方向和垂直方向的扩展。
EV ANS发现，氧化铁板在压力作用下的剥离可以分为两个阶段，这两个阶段决定了氧化铁板本身的强度和与基体的粘接强度的关系。
（二）拉应力作用下的破坏形式氧化物在受拉应力的情况下，只会透过金属基底传递至氧化铁片，所以若基材本身的应变大于屈服应变，则会使氧化铁片不再承受较大的压力，而随着基材的应变持续增大，氧化层就会形成“孤岛”，而不会脱落[1]。
二、拉矫机的工作原理（一）机械破鳞原理拉矫机通过张紧辊的进口和出口，对带材施加张力，同时通过弯曲矫直单元对其进行弯曲和矫直。
125中国设备工程 2020.07 （上）中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng剂（硅钙钡和铝锭）、硅锰和硅铁合金进行脱氧预合金化。
合金加入顺序为：脱氧剂→硅锰合金，合金在出钢至1/4～1/3时开始加入，出钢至2/3～3/4时加完。
合金加入量计算过程中，出钢量按68.00t/炉计，钢液成分按照各元素含量下限控制。
1.6 钢包精炼操作控制钢包精炼操作的主要任务是微调成分、调整温度、去气去夹杂和调节电炉与连铸生产节奏。
精炼操作的核心在于白渣精炼，因精炼操作处理周期有限，白渣形成时间越早，则有效精炼时间越长，效果也越好，精炼渣采用CaO-Al 2O 3-SiO 2系，以保障熔渣良好的流动性，实现高碱度、低熔点、低氧化铁的精炼过程，控制好LF 炉内的还原性气氛，同时，做好良好的底吹氩搅拌，保证炉内具有较高的传质速度，过程中取样查看钢液成分情况，适当补加合金元素达到目标值。
2 冶炼结果通过采取以上工艺控制措施，对Q195前5炉钢液生产情况进行统计，如表3所示。
3 结语通过采用合理化学成分设计，控制好电炉炼钢和LF 钢包精炼炉关键操作要点，成功冶炼获得了符合国标Q195的化学成分，并且钢液的氧含量较低。
试验工艺生产Q195钢液相关冶炼周期均在正常生产控制范围内，在以后日常生产中是合理可行和值得推酸处理机组改进试验主要是为了解决酸处理机组上下轴辊之间布的内张力大、下轴辊磨损严重、主动轴连续传动无法消除收缩速差、布面外观不平整等问题。
试验先后完成了酸处理槽的方案设计、装置的加工制作、安装与试验等工作，分别使用薄布、厚布对试验设备进行了测试，收集了可靠的实验数据，从而确定了酸机组的改进方案，玻璃钢酸处理机组的改进与试验武晓春（陕西华特新材料股份有限公司，陕西 兴平 713100）摘要：酸处理工艺是玻璃纤维布生产过程中一个重要的工序,而酸处理机组性能的优劣对玻璃纤维布的质量、最终的强力都有着很大的影响，试验通过选择不同的橡胶材料、改变机组的设计结构来解决轴辊内张力过大、轴辊磨损严重等问题。
关于酸洗破鳞机产生带钢亮痕问题的浅析栾英伟王伟丁丽（承德钢铁集团有限公司，河北承德067000）摘要：承德钢铁集团有限公司冷轧事业部酸洗线使用为国产拉矫破鳞机，在生产过程中，带钢上下表面出现亮痕，尤其是1#弯曲单元投用时，问题尤为明显，我事业部对于此问题进行了不断的分析和尝试。
关键词：拉矫破鳞机；亮痕；弯曲单元1破鳞机介绍破鳞拉矫机组用于热轧带钢的除鳞生产线。
它由两部分组成，破鳞拉矫主机与前后张力辊。
破鳞拉矫主机对带钢施加弯曲应力；前后张力辊对带钢施加拉伸应力；在这两种应力的配合作用下，让带钢在所受的张应力远低于材料屈服极限的情况下，就能够产生适度延伸。
一方面这种延伸可以改善板形，消除带钢的浪形、瓢曲、镰刀弯等缺陷；同时消除屈服平台，改善带钢的机械性能；另一方面，由于带钢表面的氧化层与铁基体在性能上有着巨大差异，带钢在弯曲与拉伸作用下，氧化层大量脱落，仍然附着在板面上的氧化层也会产生裂纹，从而提高酸槽酸洗除鳞的效率。
脱落的氧化层用吸风除尘系统收集。
张力辊驱动电机输出力矩与转速的调控由电控系统来实现。
[1]我方选用的破鳞机特点如下：[2]配置有两对弯曲辊盒，一个矫直辊盒，三套转向辊。
另外配置机内吹扫装置，灰尘收集装置与密封门等。
主要特点：机架有足够的刚度与强度，整机精度高。
安装、检修、调试都很方便。
配备两对弯曲辊盒，可以同时使用，也可以一用一备。
拉矫机在过焊缝时上辊盒可以快速打开，焊缝过后可以快速压下。
工作辊与带钢包角的调整，采用升降机调整下辊盒的位置来实现。
下矫直辊与转向辊配合工作可以矫正带钢横弯。
换辊小车采用油缸驱动，一次可以拉出一个或多个（全部）辊盒。
上辊盒可以在小车上翻转，方便换辊。
采用一次性注油润滑支承辊。
这种支承辊在装配时加注适量润滑脂，在正常使用期间不用加脂。
这种支承辊密封性好，工作时不用通气。
机内吹扫装置减少脱落的氧化层被钢带带出拉矫机，灰尘收集斗与密封门减少灰尘外溢。
机组能力覆盖厚度8mm，宽度1630mm，抗拉强度850MPa，以及厚度6mm，宽度1500mm，抗拉强度980MPa的酸洗产品。
酸洗机组破鳞辊结构改进对提高使用寿命的分析研究
摘要：破鳞辊是酸洗机组开卷机区域重要的附属设备之一，其主要作用是对热轧卷进行预破鳞，将带钢表面附着力差、粗大的氧化铁皮去除。
破鳞辊在工作过程中直接与大张力、高速的带钢表面接触，其结构的优劣对破鳞辊的可靠性和使用寿命紧密相关。
本文以某钢厂酸洗机组破鳞辊为例，通过对破鳞辊使用情况的分析，找出影响其使用寿命的主要因素，提出新的结构改进方案，并予以实施，大大提高了破鳞辊的使用寿命。
关键词：酸轧机组破鳞辊使用寿命
1 引言
某钢厂五冷轧作为新建的生产高表面精度、高质量冷轧精品的项目已于2008年竣工投产，其中酸轧机组引进德国西马克公司技术。
该机组破鳞辊是开卷机区域重要的附属设备之一，其主要作用是对热轧卷进行预破鳞，去除带钢表面附着力差、粗大的氧化铁皮，是对拉矫机破鳞作用的一个补充，共同保证酸洗后带钢表面质量。
破鳞辊依照西马克公司图纸制造，设计精巧，破鳞效果好。
然而在使用中发现破鳞辊在平均使用不到四个月后就需要下机修复，大大低于其它同类机组破鳞辊的使用周期。
过于频繁的更换，增加了机组停机时间的同时也增加了设备的维护、检修费用。
表1为该机组上通道破鳞辊在2010年12月18日至2012年8月7日期间更换情况说明，经简单计算每套破鳞辊的平均使用寿命仅为3.27个月。
鉴于此，有必要对该破鳞辊进行分析、改进，延长其工作寿命，
提高使用经济性。
2 破鳞原理
破鳞辊的工作机理是利用铁基体与氧化铁皮覆层材料性能的巨大差异，采用机械方法进行弯曲，基体材料受力后产生一定的弹性变形，表面氧化铁皮则由于较低的弹性变形且破坏强度低，同时与铁基体附着力差，这样当氧化铁皮不能适应金属形状变化而引起的内应力大于其破坏强度时，它便要破裂。
带钢在经过破鳞辊时上下表面处于不同的应力状态，最终产生不同形式的氧化铁皮剥落。
相关的研究表面，大弯曲能取得较好的破鳞效果。
具体来说，当带钢通过破鳞辊时，带钢两个表面变形情况不同，一个表面受到张力拉伸，氧化铁皮和铁基体的界面会产生裂纹，而与破鳞辊接触的另一面将受到压缩力的作用，氧化铁皮会被挤碎成网状，有的不再附着于基体上，直至脱落，其破鳞示意图见图1. 图1 破鳞示意图
3 原破鳞辊的使用分析
3.1 破鳞辊工作环境
五冷轧酸轧机组主要处理热轧普通碳钢卷和高强钢卷，入口段带钢最高运行速度可达，开卷机区域带钢的最大张力为。
在带钢冲套、甩尾的整个过程中，破鳞辊完全投入使用，工作过程中，氧化铁皮剥落，粉尘较大。
此外由于热轧来料卷型、板型良莠不齐、带钢平均厚度大，在高速开卷、冲套过程中难免会对破鳞辊造成异常的冲击和振动，在生产高强钢时，情况更为严重。
3.2 破鳞辊结构
破鳞辊主要由安装在同一辊盒内的工作辊和支撑辊组组成。
工作辊为单辊，直径为134mm；支撑辊组由两列共16个支撑辊组成，每个支撑辊直径120mm；两类棍子均为被动辊，呈品型分布。
由于工作辊直接与带钢接触，表面做了硬化处理，硬化层深度2.5mm，
hrc58-62。
工作辊和支撑辊通过轴承组件安装在辊盒内，整个破鳞辊共有34个滚动轴承。
图2 破鳞辊结构
3.3 破鳞辊使用现状及分析
正如前文所述，机组破鳞辊平均使用寿命仅不到四个月，远低于其它同类机组的破鳞辊平均使用寿命。
初步分析认为：破鳞辊结构复杂，转动部件多，工作环境恶劣，维护保养不便是影响破鳞辊工作寿命的主要原因。
机组上破鳞辊更换标准为辊面出现异常磨损、粘结、划痕、剥落、热损伤、异常声音与振动等劣化迹象，预计会影响带钢表面质量就应更换。
结合破鳞辊的历史更换记录，在7次更换中有5次是由工作辊磨损严重引起，有2次是由异音引起。
故，我们可把工作辊磨损和破鳞辊的异常声音与振动，作为影响破鳞辊使用寿命的主要原因而加以分析。
3.3.1 工作辊磨损情况分析
破鳞辊工作辊直接与运行的带钢表面接触，难免会产生磨损。
当辊面硬化层被磨掉，或局部严重磨损预计会影响带钢表面质量即需
更换。
图3为工作辊磨损严重需下机更换的破鳞辊。
图3 因局部磨损需更换的破鳞辊
通过对破鳞原理和破鳞辊结构的介绍，我们知道该结构下工作辊的直径相对较小，硬化层厚度也较薄，虽然小辊径能带来好的破鳞效果，但同时也削弱了工作辊的耐磨性，降低了破鳞辊的使用寿命。
建立如图4所示的磨损模型，其中为工作辊直径，为硬化层深度，令为截面单位时间磨损量。
（1-1）
从式1-1可以看出，要提高工作辊的耐磨性可以从增大辊径，提高硬化层深度两个方面入手。
3.3.2 异常声音与振动分析
根据现场经验，破鳞辊的异常声音与振动大多与轴承的非正常磨损有关。
滚动体润滑不充分，氧化物颗粒渗入都能引起非正常磨损。
破鳞辊共有34个滚动轴承，任意一个轴承的损坏都有可能引起停机事故，假设在一定条件下一个轴承的使用可靠系数是0.99，那么整个破鳞辊的可靠系数为 0.9934≈0.71。
故，可从提高单个轴承的可靠系数和减少轴承使用数量两个方面考虑，降低异常磨损发生的概率。
原设计中支撑辊的作用是增加工作辊的刚性，若增大工作辊辊径使之有足够的刚性，则可考虑省去支撑辊，仅保留工作辊和使用2个轴承，维护保养方便的同时大大提高了轴承影响的可靠系数。
另外，随着辊径的增大相应可选择承载力更大、性能更优的轴承。
综上分析，在不考虑破鳞效果的前提下，可以通过改变破鳞辊结构，采用大尺寸单辊形式，以达到延长工作辊的使用时间、减小轴承异常磨损概率、提高破鳞辊可靠系数和使用寿命的目的。
3.4 破鳞效果与生产成本的平衡
虽然大弯曲能取得较好的破鳞效果，但弯曲的增大也不能随心所欲，一方面要考虑对材料加工硬化的影响，另一方面棍子太细会带来磨损块、使用周期短、生产成本上升等问题。
因此选择破鳞辊结构与工作辊辊径大小时应综合平衡破鳞效果与生产成本的关系。
正如前文所述，破鳞辊主要作用是对热轧卷进行预破鳞，将带钢表面附着力差、粗大的氧化铁皮去除，我们知道机组中主要用来破鳞的设备是拉矫机，大多数的氧化铁皮是在这里被去除。
可以认为，若破鳞辊的维护成本明显高于同类机组时，在不影响产品质量的和环保要求允许的情况下，可以适当降低破鳞效果以达到与生产成本的平衡。
某酸洗机组破鳞辊采用单辊形式，结构简单、使用寿命长，经对比分析认为本机组也可参照单辊形式设计新的破鳞辊。
4 新结构破鳞辊的使用情况
参照其它同类机组入口段破鳞辊的结构形式，结合本机组的使用环境，我们设计了新的破鳞辊，采用单辊形式，工作辊直径加大至250mm，硬化层深度提高至5mm，轴承、轴承座、油封等相关零部件也作相应选择与调整。
新结构破鳞辊已于2011年9月在机组入口下通道试验性投入使
用，使用至今工作情况良好，正常工作时间超过20个月，没有因破鳞效果不好而影响带钢酸洗质量的情况发生，说明新结构破鳞辊的破鳞效果与实际生产是相适应的。
图5 原破鳞辊实物图图6 改进后上机的破鳞辊
6 结束语
破鳞辊虽然不是酸轧机组的关键设备，但其破鳞效果与生产实际的匹配一方面影响设备的维护成本，另一方面也影响了整个机组的生产顺行。
效果与成本的关系，在各个机组应该是普遍存在的，如何平衡好两者的关系，寻求最优点是每个技术工作者孜孜不懈追求的目标。
本文从所在机组破鳞辊的工作环境、结构、使用情况出发，分析了影响其使用寿命的主要原因，在参考其它同类机组和平衡效果与成本关系的基础上，设计了新的结构并予以实施，大大提高了破鳞辊的使用寿命。
参考文献：
[1] 宝钢股份c502酸轧机组机械设备培训教材2007年5月
[2] 王建军，李同庆. 拉矫机破鳞原理的研究[j]. 上海金属，1999，21（1）： 12～15
作者简介：韩铁拴，男，1981年12月，宝钢湛江钢铁有限公司冷轧项目组，工学硕士学位，从事设备维护工作。
