劉 鵬 韓志勇

(中冶京誠工程技術(shù)有限公司 北京100176)

·設(shè)備介紹·

新型八輥軋機(jī)介紹

劉 鵬①韓志勇

(中冶京誠工程技術(shù)有限公司 北京100176)

介紹一種帶有背襯軸承的新型八輥軋機(jī)。該八輥軋機(jī)支撐輥采用多點(diǎn)支撐的背襯軸承，通過液壓缸帶動齒條推動偏心齒輪，從而使背襯軸承壓下，通過中間輥傳遞，達(dá)到工作輥壓下調(diào)節(jié)的目的。相對于傳統(tǒng)的四、六輥軋機(jī)，該形式的軋機(jī)具有如下特點(diǎn)：輥系小、軋機(jī)整體重量輕、壓下快速響應(yīng)。該軋機(jī)具有多種的板形調(diào)節(jié)手段，例如中間輥橫移、工作輥正負(fù)彎、背襯軸承調(diào)節(jié)等。八輥軋機(jī)目前已形成450、800、1250、1450系列，其中1250以及1450系列軋機(jī)已成功運(yùn)用到五機(jī)架連軋生產(chǎn)線中，生產(chǎn)線速度最高達(dá)到800m/min。

八輥軋機(jī) 背襯輥軸承 板形調(diào)節(jié)

1 前言

從20世紀(jì)90年代開始，中國引進(jìn)國外的技術(shù)與裝備，相繼建成了產(chǎn)能在120～210萬t規(guī)模的冷軋生產(chǎn)線。而投資較少，規(guī)模中等的冷軋生產(chǎn)線相對較少。為了順應(yīng)市場需求，中冶京誠開發(fā)了產(chǎn)能在50～80萬t且投資較少的八輥軋機(jī)系列產(chǎn)品。該產(chǎn)品投入市場以來，由于投資少、見效快，得到了市場的高度認(rèn)可。從2007年開始，中冶京誠致力于新一代的八輥軋機(jī)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了寬幅(1250和1450)軋機(jī)的投產(chǎn)，速度達(dá)到600～800m/min， 一些新的技術(shù)應(yīng)用到新型的八輥軋機(jī)中。新型八輥軋機(jī)的技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 新型八輥軋機(jī)的主要參數(shù)

2 新型八輥軋機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

不同于傳統(tǒng)的四輥或六輥軋機(jī)，八輥軋機(jī)有著它自身的一些特點(diǎn)。在某些方面，八輥軋機(jī)的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的四輥或六輥軋機(jī)。

2.1 八輥軋機(jī)的輥系

八輥軋機(jī)的輥系來源于森吉米爾六輥軋機(jī)，采用1-1-2的輥系，一對中間輥加到工作輥和背襯輥之間，如圖2所示。

圖1 森吉米爾六輥軋機(jī)輥系

圖2 八輥軋機(jī)輥系

如圖1所示， 在森吉米爾六輥軋機(jī)的輥系中，背襯軸承之間的間隙在工作輥上很容易形成輥印，這種印記會直接反映到帶鋼表面。而在圖2的八輥軋機(jī)中，由于在背襯軸承和工作輥之間增加了中間輥，因而有效地消除了帶鋼表面的輥印。

2.2 八輥軋機(jī)的牌坊

在傳統(tǒng)的六輥軋機(jī)牌坊中，牌坊只有2點(diǎn)受力，受力比較集中，如圖3所示。八輥軋機(jī)的牌坊具有較好的受力條件，牌坊有8個受力點(diǎn)，能把壓制力有效地進(jìn)行分解傳遞，這樣就可以減小牌坊的尺寸及重量，有效的節(jié)約了制造成本，如圖4所示。八輥軋機(jī)牌坊的外形圖如圖5所示。重量約為傳統(tǒng)單機(jī)架軋機(jī)的1/3。

圖3 傳輥4(6)輥軋機(jī)牌坊受力

圖4 八輥軋機(jī)牌坊受力

圖5 八輥軋機(jī)牌坊三維圖

2.3 八輥軋機(jī)的傳動形式

在舊系列的八輥軋機(jī)中，采用工作輥傳動，受到工作輥扭矩的限制，工作輥不能設(shè)計(jì)得太小。而新型八輥軋機(jī)采用中間輥驅(qū)動，如圖6所示，這種傳動方式可以使工作輥的尺寸設(shè)計(jì)得比較小，可以有效地減小軋制力，從而使得軋機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸以及驅(qū)動電機(jī)大幅減少，節(jié)約成本及能耗。

圖6 八輥軋機(jī)傳動形式

2.4 八輥軋機(jī)工作輥竄動的自動連接裝置

工作輥的竄動是八輥軋機(jī)板形調(diào)節(jié)的控制方式之一，如圖7所示。工作輥竄動裝置設(shè)計(jì)成自動連接的形式，通過液壓缸驅(qū)動的T型頭旋轉(zhuǎn)90o，使工作輥和工作輥竄動裝置能有效地脫開或連接，提高了工作輥的換輥效率。

圖7 工作輥竄動的自動連接裝置

2.5 背襯軸承單獨(dú)調(diào)節(jié)裝置

在新型八輥軋機(jī)中，背襯軸承的壓下量可以單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖8所示，背襯軸承與芯軸有一定的偏心量，通過液壓缸帶動齒條的伸縮來驅(qū)動偏心齒輪，從而達(dá)到調(diào)整壓下量的目的。在八輥軋機(jī)的每根支撐輥芯軸上，裝有5個背襯軸承，每個背襯軸承都可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，這樣可以通過控制每個背襯軸承不同的壓下量，來形成板寬方向的支撐輥各種凸度，從而達(dá)到調(diào)整板形的目的。

圖8 背襯軸承單獨(dú)調(diào)節(jié)裝置

1-背襯軸承; 2-芯軸; 3-偏心環(huán); 4-齒輪; 5-齒條

2.6 新型的換輥小車

在舊式八輥軋機(jī)中，只能通過換輥車進(jìn)行上中間輥和工作輥的更換，而且換輥車的剛度較低，換輥時，換輥車變形比較大，如圖9所示。在新型八輥軋機(jī)中，對換輥車進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，在增加換輥車剛度的情況下，實(shí)現(xiàn)了上支撐輥也可用換輥車進(jìn)行換輥。如圖10所示。

圖9 舊式八輥軋機(jī)換輥車

圖10 新式八輥軋機(jī)換輥車

2.7 背襯輥修磨裝置

在傳統(tǒng)的多輥軋機(jī)中，背襯輥都是發(fā)運(yùn)到軸承制造廠單獨(dú)進(jìn)行修磨的。目前，新設(shè)計(jì)了八輥軋機(jī)的專用磨床，可以在背襯軸承裝配好之后進(jìn)行軋輥的修磨，這樣就可以根據(jù)實(shí)際情況，修磨生產(chǎn)實(shí)際需要的真實(shí)輥形，增加了調(diào)控手段，節(jié)約了修磨時間。如圖11所示。

圖11 新型八輥軋機(jī)背襯輥修磨裝置

2.8 八輥軋機(jī)的配套磨床

如圖12所示，六輥軋機(jī)中，支撐輥的輥徑達(dá)到φ1500mm，與之配套的磨床也比較龐大。而八輥軋機(jī)中，背襯軸承外徑為φ520mm，而中間輥的輥徑為φ450～φ485，配套φ500的外圓磨床即可達(dá)到要求，這樣大大降低了磨輥間的投資，如圖13所示。

圖12 六輥軋機(jī)的支撐輥磨床

圖13 八輥軋機(jī)的配套磨床

3 新型八輥軋機(jī)的理論計(jì)算

3.1 軋機(jī)牌坊的計(jì)算

如圖14中，通過對新型八輥軋機(jī)牌坊的有限元分析，優(yōu)化了牌坊結(jié)構(gòu)，增加了牌坊的剛度。舊式的八輥軋機(jī)，軋制力設(shè)計(jì)最大為11000kN，在牌坊1450mm的長度范圍內(nèi)，最大的彎曲變形為0.097mm。而新型的八輥軋機(jī)，軋制力提升到13000kN，在牌坊1450mm的長度范圍內(nèi)，最大的彎曲變形減小到0.06mm。

3.2 背襯軸承的分析

在新型的八輥軋機(jī)中，軋制力從11000kN提高到13000kN，背襯軸承的直徑由φ410mm提升到φ520mm。通過計(jì)算，當(dāng)軋制力為9000kN時，直徑φ410mm的背襯軸承與中間輥的最大接觸應(yīng)力為334MPa, 而同樣的軋制力，φ520mm的背襯軸承與中間輥的最大接觸應(yīng)力為283MPa，減小了15%，這樣就增加了背襯軸承的使用壽命。

圖14 牌坊的有限元分析

4 結(jié)論

八輥軋機(jī)由于投資小，見效快，有著比較廣闊的市場前景。通過增大背襯軸承直徑、改成中間輥驅(qū)動模式、改進(jìn)工作輥竄動自動連接機(jī)構(gòu)、增強(qiáng)換輥小車功能、增加背襯軸承修磨裝置等不斷地改進(jìn)提高，八輥軋機(jī)已能很好地適應(yīng)于50～80萬t規(guī)模的鋼鐵冷軋企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了800m/min較高速的連軋生產(chǎn)。同時，八輥軋機(jī)技術(shù)也適用于單機(jī)架可逆軋機(jī)的形式，值得推廣。

[1]欒紹鈞. 帶鋼冷軋機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)變革. 冶金設(shè)備, 2005 (5): 17-20, 59.

[2]江東海. 八輥冷軋機(jī)設(shè)計(jì)原理及發(fā)展. 第二屆冶金設(shè)備設(shè)計(jì)交流會文集, 2008: 129-134.

[3]譚川. 基于ANSYS Workbench二十輥森吉米爾軋機(jī)機(jī)架優(yōu)化設(shè)計(jì). 機(jī)械工程師, 2013 (11): 65-67.

[4]鄒家祥, 施東成主編. 軋鋼機(jī)械理論與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(上冊). 北京: 冶金工業(yè)出版社, 1993.

Introduction of New Cold Rolling Mill of 8-Roll

Liu Peng Han Zhiyong

(MCC Capital Engineering & Research Incorporation Limited, Beijing 100176)

This paper shows a new cold rolling of 8-roll with the back-up bearing roll. Back-up bearing is used to the 8-roll cold rolling mill. By the servo-cylinder to push forward the eccentric gear, the work roll can be pushed down which is pass through the intermediate roll. By contrast with the 4 or 6 rolling mill, it has some characteristics, such as: the smaller roller system, lighter weight, the fast response for the screw down. This kind of the cold rolling mill has many strip flatness adjustments, such as the intermediate roll shifting, the work roll bending and the back-up bearing roll adjusting. A series of this type of mills such as 450, 800, 1250, 1450 series have been produced into the factory. The mills for 1250 and 1450 series have been applied in five-stand cold rolling mill, and the rolling speed of 800m/min has been realized.

8-roll cold rolling mill Back-up bearing roll Flatness adjustments

劉鵬，男，1977年出生，畢業(yè)于北京科技大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)，碩士，高級工程師

TG332

B

10.3969/j.issn.1001-1269.2015.04.012

2015-05-20)