先进的棒材生产设备——3-辊减径定径轧机组
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Total No.122冶金设备总第122期Au g ust2000M E TALL U R GICAL EQU IPM EN T2000年8月第4期先进的棒材生产设备———3-辊减径定径轧机组W.-J Ammerlin g F.Alzetta(德国KOC KS公司)(意大利/Butt rio DAN IEL I公司)摘要介绍KO KS/DAN EL I公司先进的3-辊RSB棒线材轧机的特点,以及目前世界上棒线材生产工艺中最具特色的轧辊系列、C-模块传动、快速换辊和机架更换的摇控系统,低温精轧和低成本、高回报率的特点等进行了论述。
关键词棒线材轧制3-辊减径-定径轧机组C-模块传动快速换辊摇控系统低温精轧图书分类号T G335.19Modern E q ui p ment of Bar and Wire Rod Production———the3-roll Reducin g and Sizin g BlockW.-J Ammerlin g F.Alzetta(K ocks GMB H,German y)(Butt rio NAN IEL I Co.,Ital y)ABSTRACT The t echnolo gy fe ature s of3-roll RSB for ko cks/DANIE LI Co.are intro duce d.The re duc2 in g and sizin g blo ck t echnolo gy re p re sent s the stat e of the art in first q ualit y bar and wire ro d p ro duction.The se cont ent s are rollin g s y st em,c-mo dule s roll drive s y st em,q uick stand chan g in g and q uick roll chan g2 in g s y st em.Low t em p erature fini shin g rollin g and maximum y ield,hi g h utilization,low co st s etc.KEYWO RDS Bar and wire ro d rollin g3-roll RSB C-mo dule s roll drive s y st em Quick stand chan g2 in g Remot e control s y st em Low t em p erature fini shin g rollin g1.前言KOC KS的3-辊技术于1954年投入使用并产生了今天的减径及定径轧机组技术。
自从80年代中期精密定径轧机组(PSB)和减径定径轧机组(RSB)问世以来,该项技术一直在不断革新。
到目前为止,已有40台KOC KS/DAN IEL I 轧机组已投入生产或正在建设之中。
年生产能力可达约1,400万吨,而且还在快速增加,因为减径-定径轧机组技术代表了一流质量棒线材生产的最先进水平。
现在越来越多的用户依靠这种高经济效益的3-辊RSB技术。
3-辊RSB技术能满足现代棒线材轧机的要求,即:1)保证可靠而且一致的高质量(公差、表面、冶金特性);2)高度灵活性(任何时候生产任何钢种及任何规格的钢材);3)显示最佳操作经济指标(最高成材率、高轧机利用系数及低操作费用)。
尽管机械费用较高,仍选择3-辊机架而不选择2-辊机架,因为与2-辊机比较,3-辊系统具有本征优势特点。
这些特点是:・宽展较小,因此变形效率较高,能量消耗较低;・整个棒材截面上变形比较均匀;・上游公差自动补偿;・广范围孔形调整;・更大的自由尺寸范围;・孔形磨损较小。
2RSB的应用KOC KS/DAN IL EI RSB代表了由3-辊技术与高延伸率3-辊孔形特殊定径能力相结合多年经验获得的知识。
2000年钢铁大会专刊2000年8月第4期全世界许多著名公司使用该项技术的业绩,证明了RSB技术的应用灵活性:1)从10,000t/a到825,000t/a各种能力;2)从10mm到最大127mm直径(在有色金属的情况下甚至最小可到4mm)KOC KS/DAN IEL I RSB在棒材精轧或线材预精轧机中最多可替代4个机架。
因此RSB既可用于线材精轧机组中轧制所有必要的预定径道次,或者用于精轧侧出料卷取机卷取的精轧棒材卷,还可用于精轧往冷床上输送的直条棒材。
在多用线棒材轧机上可轧制上述产品的任何组合,即轧制线材(光面及螺纹钢),B IC(光面及螺纹钢)以及往冷床上输送的棒材(光面及螺纹钢),如图2所示。
3粗轧和中轧机中的单一孔型系列轧制采用RSB技术后,形成废品率低,操作方便的粗、中轧机系列。
因为RSB的孔形序列能把来自中轧机的不连续圆孔形尺寸中的间隙连接起来,所以实现了真正的单一孔型系列轧制,从这种孔形能进行任何线材的预定径轧制或棒材的定径轧制。
单一孔型系列轧制意味着上游粗轧和中轧机中根本没有调整、也没有尺寸改变和机架或轧辊改变。
任何时间都能使用已经证明是可靠的轧机设定,结果减少了操作、机械和电气停机时间,因而大大提高了轧机利用率。
通过遥控调整辊架,“自由尺寸轧制”在自由尺寸范围内简化了尺寸改变的步骤,并减少了改变尺寸所用的时间,使改变尺寸所需时间减少到最多为30-60秒。
通过快速更换机架和轧辊实现的无拱腰轧制,使在自由尺寸范围外改变尺寸所需时间减少到3-5分钟。
由于自由尺寸轧制以及无拱腰轧制能力,甚至使得轧制策略变的真正灵活,可以不用根据尺寸来归类订单,而是根据钢种或用户这些标准来归类订单。
4设计特点为了提高用户的效益,KOC KS巳开发出C-模块设计的最新一代RSB,它具有下面所有这些特点:・压下能力大、坚固且无需维护的机架;・轧辊及导卫装置遥控调整以便进行自由尺寸轧制;・在轧辊车间内快速更换轧辊,以便实现无拱腰轧制;・机架自动更换;・在轧辊车间内进行轧辊及引导装置的计算机辅助设定,以便实现一开始就符合公差的轧制。
4.13-辊机架3-辊机架牌坊是最坚固的铸件,在此种机架牌坊中3-辊围绕轧制线相互成120度布置如图3所示。
每个机架都装有三根输入轴,以便允许极端转矩和轧制力。
轧机组中的所有机架都是相同的,可以互换。
进行调整时轧辊在偏心套中转动。
通过遥控调节螺丝的转动,所有三个偏心套同时转动,这样就能同心地调节辊缝。
进行(任何轴的)轴向调整时,转动一个有止推轴承的螺纹套筒(此项操作在车间内换轴环后进行)。
在机架内采用特殊的迷宫环和轻度空气压力,以防止水及铁屑进入轴承,从而保证很长的轴承使用寿命。
轴承在车间内更换轴承环之后用油脂润滑。
辊环通过用螺母固定的液压预应力拉杆夹在两个辊轴法兰上。
这种辊环卡夹方法特别适合于使用碳化钨辊环材料,因为转矩是通过轴向法兰的紧固力传递的,这样就能避免辊环上产生有害的径向应力。
总第122期冶金设备2000年8月第4期4.2C-模块及轧辊传动系统每—个3-辊机架的轧辊驱动是由如图4所示的所谓c-模块提供的。
c一模块是3—辊轧机组使用的最新一代驱动系统。
它们被设计成标准齿轮装置,其特点是噪音低、防扭变的焊接钢齿轮箱,与公用顶框架一起安装在公共底框架上,形成一个紧凑的组块。
标准C-模块既可以按Y形辊架构形安装,也可以按反-Y形辊架构形安装。
这样,模块的输入轴被高低交替地定位,结果,电机及其各自的减速齿轮类似地安装在两个高度,获得极其紧凑而且节省空间的布置。
主驱动既可以采用AC电机也可采用DC电机。
每个机架都利用安全联轴器防止过载。
3辊机架定位在-个共同支架上,该支架还容纳液压机架卡夹系统和机架移位系统。
更换机架时,利用液压力将上、下机架连接器拉出,利用—个液压缸既可把所有机架从轧机组拉出,也可把个别机架从轧机组中拉出。
如果需要,视具体生产要求而定,还可提供可变速比的减速器,以获得需要的速度范围。
4.3机架快速更换系统用液压操作的机架移位系统将机架从支架中移出,并将其安放到机架更换车上。
根据轧制程序的要求,该系统可以同时更换轧机组的个别机架和所有机架。
使用过的机架由机架更换车移走后,装着新准备好的供下一个尺寸范围用的机架的另一台机架更换车从轧机组的前方移入。
将新机架推入轧制钱以后,轧制继续进行,如图5所示。
视离轧辊车间的距离而定,更换全套机架所需时间最长5分钟。
根本不需要工厂吊车操作。
4.4快速换辊轧辊快速更换在轧辊车间的一个专用装置上进行。
在此同时用另—套机架继续进行轧制,以保持高度经济的轧机利用率。
另外,不需要特殊的轧辊车床,因为可以在标准车床或磨床(在碳化钨的情况下)上对轧辊进行机加工。
4.5机架和引导装置用的计算机辅助调整系统为了避免试错轧制,减径一定径(RSB)轧机架在轧辊车间采用计算机化光学装置进行精确这种计算机化光学装置利用激光源和CD(计算机控制显示)摄像机。
信号由一个专门开发的计算机程序评价,径向和轴向调整值显示在监视器屏幕上。
轧辊和导卫装置调整精度很高(±0.01mm),这种高精度调整可靠地适合于“一开始就符合公差"的操作,最大限度地避免了人为误差。
第一根棒材就符合公差的意思是:—成材率提高;-生产率提高;-轧钢厂不用准备备用方坯。
4.6轧辊和引导装置的遥控最新一代减径—定径轧机组(RSB)按自由轧制公差最严密的棒材设计,轧辊和导卫装置的更2000年钢铁大会专刊2000年8月第4期换及其调整均在轧辊车间进行,与此同时,轧制正在用另一套机架继续进行,这样,除了进行机架快速更换外,不用中断生产。
为了在自由轧制范围内从—种棒材规格改变到另一种规格,需要在很短的时间内在轧机上尽可能精确地调整轧辊和导卫装置。
图6中的照片示出-个正在操作中的4—机架减径—定径轧机组(RSB),以及调整机架(4)和辊子导卫装置(3)用的连接轴。
由伺服电机和压下齿轮组成的驱动装置集成在一个垂直退回的盖内,而且当关闭这个盖时,该驱动装置就与轴联接。
轧辊和引导装置的调整数字,是根据要求的精轧产品,采用操作顺序程序计算的。
相应的调整是在最长为一分钟的方坯间隙期间内进行的,调整精度为+/-0.01mm。
机架和引导装置的遥控调整是在主控台上进行的。
进行维护时,也可在机旁控制台上进行这些调整。
因此,由于使用了上述高精度的调整系统,而且又最大限度地避免了人为误差,所以能以最有效、最经济的方法操作减径—定径轧机组(RSB)。
5工艺特性5.1自由尺寸轧制自由尺寸轧制指的是,从相同的截面开始,并且保持良好的公差,不用更换机架,就能轧制一定范围直径的精轧棒材。
KOC KS公司已经开发出有名的用于此目的的自由尺寸孔型设计,顾名思义,这种自由尺寸孔型设计严格保持自由范围内的公差(例子:用于(35mm的孔型可以轧制(33.5-36.5mm的任何尺寸)。
