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材料科学与工程学院教案用纸
课程章节名称 项目六 高速线材粗中轧操作
教学目的、要求 理解粗中轧的任务。 熟悉粗中轧区域的典型设备与布置方式。 掌握粗中轧区域轧机的结构与功能。 掌握粗、中轧机组轧制前的准备操作中轧辊设定与导卫设定理论与要求。 掌握粗、中轧机组轧制过程中的轧机调整操作中导卫与辊缝调整操作理论与要求。 理解张力设定与调整思想。 掌握换辊步骤与调整方法。 掌握导卫安装与调整方法。 能分析典型生产事故并提出解决措施。
重点 难点 粗中轧区域操作和各项参数
教学环节时间分配 3课时
教学手段、教学方法和实施步骤 多媒体
授课内容: 任务一：粗、中轧区的设备布置与参数 一、粗中轧轧制工艺与机组布置 1.粗、中轧的主要功能 粗轧是使坯料得到初步压缩和延伸,得到温度合适、断面形状正确、尺寸合格、表面良好、端头规矩、长度适合工艺要求的轧件。中轧的作用是继续缩减粗轧机组轧出的轧件断面。 2.粗、中轧机组的布置方式 (1) 水平二辊串列式轧机布置 其适合于以碳素结构钢和低合金钢为主的轧制和多线轧制。其工作机座多采用闭口式轧机,亦有采用预应力轧机和短应力线轧机的。 (2) 平立交替串列式轧机布置 轧机其轧件无扭转轧制,特别适合高牌号合金钢线材的生产。 (3) 短中心距紧凑式轧机布置 最理想的途径是在加热炉不做大改造和中轧机组不变的情况下,用一种新型的大变形量的粗轧机组在原来的位置上替代原粗轧机组,以适应钢坯断面的加大。 3.粗轧阶段采用轧件扭转和小张力轧制 因为粗轧阶段一般采用的是二辊水平轧机,所以轧件通过扭转导卫扭转90°;轧件断面尺寸较大,对张力不敏感,设置活套实现无张力轧制十分困难也极不经济,所以粗轧阶段采用小张力轧制。 4.对粗、中轧轧后的轧件要求 为保证成品尺寸的高精度、保证生产工艺稳定和避免粗轧后工序的轧制事故,通常要求粗轧轧出的轧件尺寸偏差不大于±1mm;为减少精轧机的事故一般要求中轧轧出的相应轧件断面尺寸偏差不大于±0.5mm。 5.粗轧后切头、尾 轧件头尾两端的散热条件不同于中间部位,轧件头尾两端温度较低,塑性较差;同时轧件端部在轧制变形时由于温度较低,宽展较大,同时变形不均造成轧件头部形状不规则,这些在继续轧制时都会导致堵塞入口导卫或不能咬入。为此在经过道次粗轧后必须将端部切去。通常切头切尾长度为70~200mm。 二、粗、中轧区的设备布置与参数 1.出炉拉料辊的作用 将由出钢机自加热炉推出或由炉内出炉辊道送出的钢坯继续从加热炉里拉出,并以大于第一架粗轧机轧入的速度将钢坯推入第一架粗轧机进行轧制。 2.出炉分钢器的作用 将出炉的钢坯分别依次导入多线线材轧机的各条轧线,并尽可能提高轧槽利用率。通常分钢器具有将钢坯前端沿垂直于轧制线方向平面横移的导向功能和在钢坯前端被轧入后能将炉内的钢坯尾部抬起,使下一根钢坯能向出炉位置移动的抬升避让功能。 3.轧机 虽然国内各高速线材厂的粗、中轧机各有特点,但轧机主要结构如牌坊、轧辊及其轴承、上辊平衡机构、压下机构、轧辊轴向压紧及调节机构等在原理上是大同小异的。 3.轧机 (1)机架(牌坊) 机架由两个框架状的轧机牌坊联结而成。轧机牌坊的敞开部分叫做“窗”,在这个“窗”中安装轧辊的轴承座。闭式轧机具有刚性大、体积小、重量轻的优点。 (2)轧辊 ① 轧辊基本结构:分为3个部分,即辊身、辊颈、辊头。② 轧辊直径:粗轧机组轧辊辊身直径一般为轧件平均高度的4~5倍。 (3)轧辊平衡装置 轧辊平衡装置起着平衡上辊及其轴承座重量的作用。有些高线厂使用了缓冲器,这是一种平衡弹簧,具有体积小、寿命长和使用方便等优点。 (4)轧辊水平调整装置 轧辊的水平调整包括轧机中心线的标高调整和上、下辊间距的调整。 (5)轧机的压下装置 轧机的压下装置是实现上辊压下、调整辊缝的机构。调整后轧辊两侧的辊缝相等。粗轧机轧辊径向调整量较大,一般为轧辊直径的15%左右。 (6)轧辊的轴向调整装置 轴向调整的目的是使轧辊沿轴向移动,实现上下轧辊的孔型对中一致,消除错辊现象。 4.导卫装置及导槽 导卫是引导轧件在轧制过程中始终按预定的方位进出孔槽的装置。导卫装置按用途可分为滑动导卫、辊式入口导卫、辊式出口扭转导卫等。 椭圆轧件来料,经A机架辊式入口导卫的导卫副,进入A机架轧制成圆轧件;之后圆轧件通过A机架的滑动出口导卫、过桥导槽及B机架的滑动进口导卫进入B机架轧制,轧成椭圆轧件;椭圆轧件经B机架出口的辊式扭转导卫扭转90°后再进入下面的辊式进口导卫和下架轧机。 5.冷却水系统 轧槽和辊式导卫的导辊都长时间与高温轧件直接接触,故需要充足的冷却水带去热量,以保护轧槽表面和保证轧机的正常运行。操作工要定期点检冷却水压和各供水点的畅通情况。 6.导辊润滑系统 粗、中轧机辊式导卫的润滑通常采用油雾或油气润滑。油雾和油气润滑,是使用充分清除了水分、灰尘等异物的压缩空气将油雾化,然后使这种油雾与空气的混合物强制性地通过专门管路输入轴承内部的润滑方式。两者都具有省油、润滑效果好等优点,而后者又具有避免油雾外逸污染的优点。实际生产中,如果润滑油气供给不正常,就会损坏导辊轴承。现场统计数据表明:在导卫、导辊采用超硬合金制造后,导卫的更换常常不是因为导辊本身的寿命问题,而是由轴承寿命来决定的,因此,生产中经常检查导卫、导辊的润滑情况就尤为重要。 7.换辊装置 粗、中轧机换辊基本上有三种方式: (1)采用整机架换辊的方式; (2)采用C型钩换轧辊的方式; (3)采用专用换辊小车换轧辊的方式。 优点是换辊时间短,轧机作业率高, 缺点是设备投资大,需要准备一定数量的备用机架,在准备车间事先将轧辊及导卫装置预装好。 换辊小车方法是将上、下轧辊及其轴承座当作一个整体来更换，由于小车使用方便,定位准确,操作时不会因吊运轧辊失误造成辊头与机架窗口等撞击而损伤设备,故得到普遍采用。换辊小车由轧辊托架滑道和驱动装置构成。 8.剪机 在粗、中轧区,按照其工艺布置特点,一般设有两台剪机:一是加热炉与第一机架间的事故卡断剪;二是粗轧机组后的飞剪。 (1)事故卡断剪 作用：当轧制过程中出现事故时将已经进入粗轧机组的钢坯切断并阻止钢坯继续进入粗轧机,以防止事故扩大。 (2)飞剪 作用：在粗轧以后出现轧制事故时,用这个剪子将粗轧机组轧出的轧件连续切成小碎段,以防止事故扩大。 总结：切头及碎断三部分：剪前的夹送辊装置；飞剪, 切断运行中的轧件；切头及碎段收集装置。 9.现场操作柜 在粗、中轧机组机旁,设有现场操作柜,以进行机旁的操作控制。在操作柜上一般布置有轧机事故停车、冷却水开关、机架横移和固定以及传动接轴点动爬行旋转等各种操作控制开关。 任务二：粗中轧区域操作 安装与调整的总体要求 1.轧机的安装 (1)检查轨座(轧机地脚板),要求轨座要平,两条轨座,左右两端应保持在一个水平位置,并且间距相等,相互平行,轨座地脚螺栓不允许松动,要与基础联结牢固。 (2)牌坊固定在轨座上后,左右牌坊窗口中心线要重合并在人字齿轮座的中心线的延长线上。窗口内的轴承座支持台要在一个水平面上。牌坊应与两条轨座组成的平面垂直。 (3)轧机的调整机构要灵活可靠。 2.轧辊的安装 先质检合格方能安装。轧辊安装时应注意轧制线的位置,其实际位置与要求位置之差一般粗、中轧的不应大于2mm。轧辊应保证一定水平度,精、中轧的轧辊斜度不应大于0.5mm/m。轴承座与窗口配合应保证轧机设计要求的精度。 3.机组的轧制线与工艺平台 为了保证轧件的顺利运行,连轧机各机座的轧制线应在一个水平高度上,并与轧件在机组中运行的轧制线即内孔槽导卫和导槽组成的线(称为纵向轧制线)组成一个工艺平台。纵向轧制线在多线轧制的轧机上会出现左右偏斜不易保证直线贯通,但应尽可能减少偏斜,特别是在有拉钢的前后两架之间。 4.高速线材轧机调整的高精度概念 高速线材轧机是生产效率很高的高度机械化、高度自动化轧机。轧件的规律运行是靠轧机和工艺装备的高精度。因此调整工必须严格安装、规范调整,检测轧机安装轧机靠仪表,调整安装轧辊、导卫靠样棒,轧机部件零件和导卫等工装件靠加工精度,轧辊导卫安装一般不允许使用垫片等手段凑合。 二、粗、中轧机组轧制前的准备操作 1.轧辊安装——换辊小车换辊 (1)换辊小车的安放 换辊前先将换辊小车吊运到相应的机架旁定位。 (2)轧辊吊运 轧辊对吊运至换辊小车前,应先将下轴承座底部清擦干净,换辊小车的轧辊托架与下轴承座的接触面必须擦净并涂油。 (3)辊头位向调整 轧辊吊上换辊小车后,应先进行轧辊扁头定向,即辊头的位向调整,以使扁头的位向与传动接轴轴套的位向一致,从而保证轧辊的上、下轧辊扁头能顺利地插入相应的轴套内。 (4)轧辊对装入机架 辊头调整后,轧辊对即可被装入机架，涂抹润滑油。 (5)轧辊轴向定位、紧固与辊缝初步设定 经常对轧机牌坊内侧的衬板,以及基准轧辊的垫板进行检查,更换必要的磨损件。在安装轧辊时,要用水平尺对基准辊进行水平度的测量。 2.导卫安装与调整 (1)导板梁标高的找正 关系到轧制能否稳定进行 (2)导卫横梁移动 通过横移导卫横梁来实现 (3)导卫的吊装 由人推着导卫向前接近轧辊,同时吊钩下行将导卫置于横梁上。 (4)导卫的固定 需微调导卫梁的位置,使导卫内孔的中心线与已调整完毕的轧辊孔型中心线相一致。 (5)过桥导槽与喇叭口 通过过桥小车底部的定位销来实现 (6)导卫鼻端与轧槽的间距 导管的鼻端与轧槽的距离可调在0.5~2mm。 (7)导卫与孔型的对中 导卫的两内侧面与孔型的位置需对称。 3.冷却水管、油气润滑管的安装 (1)安装冷却水管 轧机的冷却水用于冷却轧辊和辊式导卫的导辊。 (2)安装润滑油管 轧机上的润滑油管是为辊式导卫的导辊轴承提供润滑。更换辊式导卫时,需先拆卸油气管。 4.轧辊设定 (1)轴向调整 轧辊的轴向调整主要是解决错辊现象,使上、下轧 辊孔型对中。用目测或样棒测量来判断准确。 (2)辊缝的调整与设定 根据试轧后的轧件实际高度确定辊缝;或者使用停轧之前记录的辊缝值予以修正。 5.轧制线对中 连续轧制要求各机架轧制线处于一条直线上。轧制线对中的含义既包括同一机架的进、出口导卫与在轧孔型的对中,还包括整个机组在轧制线上的一致。 机组轧制线的对中方法： (1)利用光源观察对中 从第一架入口导卫处置一光源(如手电筒),在机组末架出口导卫处观察。 (2)利用绳线对中 选加热炉出钢口处的一点和机组末架后的飞剪导槽的另一点(这两点必须是纵向轧制线上的不动点)为基准,借助钢丝或其他绳线,从机组第一架开始,逐架穿过孔型进行横移调整,以校准轧制线的位置,最后以钢丝在机组前后的两个不动点上拉成直线为准。 6.换辊操作 随着轧出量的增加,孔型磨损的凹凸不平,轧件的表面粗糙度和孔型尺寸便发生了改变,当通过调整压下量和修磨槽孔仍不能轧出符合工艺要求的轧件时,就应该更换轧槽或换辊。 (1)轧辊拆卸 操作步骤为:① 拆卸掉机架上各种防止冷却水外溅用的挡板;② 利用天车吊卸机架的防护罩盖;③ 拆卸冷却水管、油膜轴承润滑油—气管;④ 拆卸导卫;⑤ 抬高压下装置;⑥ 松开轧机的轴向压紧装置(如轴向压板);⑦ 利用换辊小车或C型钩将轧辊拉出机架, (2)轧辊安装 操作步骤为:① 将牌坊窗口底部的两侧用洗油擦净,检查其磨损情况,更换必要的磨损件,然后给牌坊窗口、轧辊扁头及轴承箱两侧均匀地涂抹上甘油;② 调整轧辊扁头的方向,使其与接轴套筒内的滑板方向一致,套上C形钩并调整C形钩吊环的位置,使轧辊能被水平地吊起;③ 搬动接轴托架手动液压缸,把托架升起使接轴保持水平;④ 用吊车将下轧辊水平吊起放入牌坊窗口内,使轧辊扁头插入接轴套筒里,然后按照装下轧辊的操作把上轧辊装入牌坊内,去掉接轴托架液压缸的压力,使其回至低位;⑤ 再按拆卸轧辊的相反步骤完成其他项目操作。 (3)换辊时间的确定 除了出现断辊事故或者其他情况的轧槽意外损坏需及时换辊外，一般换辊是根据轧辊材质及磨损情况所设定的轧槽寿命定期进行的。粗、中轧轧机换辊换槽必须全线停车，为提高轧机作业率，就须考虑尽量在一次停车时多更换几架轧机的轧槽。 7.换槽操作 (1)松开出、入口导板梁螺丝，卸下出口导卫，横移出、入口导板梁到新的同一轧槽，紧固出、入口导板梁，安装出口导卫。 (2)参照原孔型高度设定新孔型的辊缝值。 (3)调整冷却水管的位置，使冷却水能准确地浇在新轧槽上。 (4)横移轧机使新的在用轧槽处在轧制线位置上 三、粗、中轧机组轧制过程中的轧机调整操作 1.导卫操作 (1)辊式导卫的辊间距调整 原则：辊间距的设定是通过标准试棒进行的，以试棒在两导辊间能推拉带动两辊同时转动为合适。 操作：扭转角度的调整，即辊间距的调整，是通过调节扭转导卫上的调节螺栓来实现的。调整在扭转导卫空载时进行。 (2)导卫的一般操作 原因：导卫在轧制过程中，各固定件很容易松动，造成导卫与孔型不对中，以致堆钢。因此，需要经常检查，及时紧固和处理。 操作：在轧制过程中应经常用铁锤等工具敲击导卫的固紧螺栓和紧固楔铁等紧固件，检查其松动情况。 2.轧件尺寸的检查——通常检查粗、中轧机组末架出口轧件的头部或尾部 (1)试样选取 取样一般在换钢种、换成品规格以及调整轧机后进行，通常要求在轧制恢复后的第一根轧件上选取试样。 (2)尺寸测量 测量多采用游标卡尺，测量读数应精确到小数点后一位数，测量时卡尺应与轧件垂直，否则影响测量精度。（注意热胀冷缩的影响） 3.辊缝调整 (1)由于轧制一定数量后轧槽磨损而变深变宽，尺寸变大，需进行辊缝补偿调节。 (2)依据轧件尺寸和所轧钢材的钢料变化及工艺参数的变化所采用的辊缝灵活调整。 (3)轧辊的轴向调节装置松动或接触不良，发现了错辊，需进行轴向调整。 4.张力的设定与调节 对张力的要求是:各架张力恒稳不变，减少张力波动对轧件尺寸和轧制过程的影响。 4.张力的设定与调节 判别张力：(1)根据敲击轧件的拉紧程度。 (2)根据未轧部分的宽度变化。 调张力的方法：主要是通过调节轧机转速实现的。 5.新槽的试轧 换槽后新轧槽须去除油污，然后用砂轮(或砂纸)打磨，增加表面的粗糙，并用短料试轧。第一步是短料单机试轧，第二步是整个机组的半长坯试轧。 (1)短料试轧 目的：“烧孔”以增加轧槽的粗糙程度和检查设定的辊缝值 措施：① 对新槽进行打磨使其表面粗糙，以增加摩擦； ② 对短料的头部进行劈尖处理，以减少咬入角； ③ 短料喂人孔型时，可用铁锤打击短料尾部，以外力帮助咬入。 (2)半长坯试轧 半长坯试轧时，切断后剩下的钢坯应及时送回炉内。主要是观察轧件的运行情况，拾取此时的切头切尾试样进行轧件尺寸检查，以及张力的检查。 四、粗中轧区典型事故分析 1.事故分类 (1)设备因素造成 (2)明显的操作失误 (3)操作技能不高(不熟练)而未能察觉出事故隐患 2.具体事故分析——试小样(短料)时的堆钢原因及处理 原因：在换孔、辊后，首先要试轧小样，尽管试轧前对孔型表面已进行了一番处理，中轧机试小样过程中，仍可能出现头部和中部打滑的现象，形成堆积。 处理：让钢在孔型中继续被啃咬一段时间，借此来打磨孔型。然后立即用割锯将尚未降温的堆起部分在受阻部位割断，让孔型中的小样继续通过。小样通过后，应立即测量小样的高度尺寸，随即进行辊缝调整。在长料轧制时，可利用轧机调速逐渐消除张力并调整轧件的宽度至期望值。用于轧件的小样，应做头部劈尖处理。 五、粗中轧区域安全注意事项 (1)轧制中的辊缝调节与检查 (2)轧制中粗轧导卫的调节 轧制生产中，当观察到轧件扭转角度不正确时，需要调节扭转导卫的导辊间距。 (3)用铁棒敲击轧件以检查张力时，要保持身体的重心稳定 要警惕敲击过程中，轧件突然脱尾轧过，铁棒落空，致使身体前倾于两轧机之间的危险。 (4)开轧前对轧线的检查 开轧前，对轧线设备安装情况，对各类过桥、导卫的装配情况需进行一次复查，了解工具与扳手的放置位置和其他操作者的所处位置 (5)其他 例如检查轧件尺寸、去拾取切头试样时，就应该注意切头红钢的下落方向；氧气切割设施的准备和使用应严格遵守有关安全条例；启用现场操作柜时，操作柜旁应有专人守护等等。 总之，遵守安全操作规程、精心操作、细心观察是保证安全的关键。
课堂讨论 讨论粗中轧区的常见事故和解决方法
课外思考、练 习及作业题 课后习题
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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