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三輥減定徑機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)
摘 要：介紹了減定徑機(jī)組的分類，并分別對(duì)三輥與二輥減定徑進(jìn)行比較，新型三輥與傳統(tǒng)三輥減定徑進(jìn)行比較，并闡述了三輥減定徑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。
關(guān)健詞： 三輥，減定徑，KOCKS
1 概述
減定徑機(jī)組分為二輥和三輥兩種，二輥RSB主要應(yīng)用在高速線材軋機(jī)，其型式主要有MORGAN機(jī)型、DANIELI機(jī)型、SMS機(jī)型三種，其中MORGAN和DANIELI機(jī)型應(yīng)用比較廣泛，SMS機(jī)型應(yīng)用較少。三輥技術(shù)早在1954年得到推廣，并在1980年獲得PSB和RSB技術(shù)上的突破，我們現(xiàn)在所說的KOCKS三輥減定徑機(jī)組RSB是德國(guó)FRIEDRICH KOCKS公司于1991年開發(fā)的組合式減定徑機(jī)組，因其具有眾多優(yōu)點(diǎn)，故在世界各地迅速推廣，該公司后來被DANIELI兼并。RSB通常由4個(gè)或5個(gè)機(jī)架組成，特殊情況下，也可以設(shè)置3個(gè)或6個(gè)以上機(jī)架。國(guó)內(nèi)的大冶特鋼、上鋼五廠分別于01年、02年引進(jìn)這項(xiàng)新技術(shù)（均為4架）。興澄特鋼（5架）、湘鋼（5架）分別于06年、07年也相繼引進(jìn)了三輥RSB，其減徑定徑工藝具有達(dá)23%壓下量的減徑道次和較低壓下量6%~16%之間的兩個(gè)所謂定徑道次，所有道次均帶孔型。該機(jī)組作為棒材的精軋機(jī)或線材的預(yù)精軋機(jī)或大盤卷的精軋機(jī)，用于特殊鋼的精密控制軋制。
2 三輥RSB和二輥RSB的比較
三輥RSB與二輥RSB均可低溫軋制并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，最低軋制溫度都在800℃以下，滿足熱機(jī)軋制要求，改善了軋件的力學(xué)性能，簡(jiǎn)化或取消后道的熱處理并大大降低后道工序成本。經(jīng)過RSB軋制后整個(gè)軋件截面上可獲得均勻的細(xì)晶粒組織，避免了在純定徑軋機(jī)軋制時(shí)粗晶的形成�？販剀堉飘a(chǎn)生了有利的顯微組織，降低了軋件的抗拉強(qiáng)度和硬度，因此可完全取消或縮短隨后的退火。
雖然三輥RSB與二輥RSB機(jī)械制造成本高，但三輥RSB工藝技術(shù)具有優(yōu)于二輥RSB的特性，操作成本大大降低，主要表現(xiàn)在以下方面：
�。�1）軋件寬展較小，變形效率較高，能耗較低（能耗比二輥系統(tǒng)降低約30%）和溫升較少；
（2）沿軋件橫截面變形均勻，并對(duì)軋件橫截面的變化進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償；
（3）具有精確公差的自由定徑軋制，具有較寬的孔型調(diào)節(jié)范圍；
（4）軋輥和軋件之間速度差較低，孔型磨損減少；
（5）輥環(huán)重量小、機(jī)加工簡(jiǎn)單；
3 KOCKS RSB與傳統(tǒng)三輥RSB的比較
三輥KOCKS RSB與傳統(tǒng)三輥RSB的共同點(diǎn)均為單線、無扭軋制，機(jī)架間距小，縱向張力�。ㄎ埧刂疲�，機(jī)架間無需設(shè)置活套，設(shè)備占地面積��；三輥軋制三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)尤其有利于難變形的高合金鋼軋制變形，軋件頭部很少產(chǎn)生劈頭，經(jīng)10道次軋制無需切頭；軋件尺寸公差小，表面光潔；在線用更換小車對(duì)機(jī)組進(jìn)行整體快速更換，換輥停車時(shí)間短；
與傳統(tǒng)三輥RSB相比，三輥KOCKS RSB的特點(diǎn)是：
�。�1）機(jī)架剛性高，具有大壓下變形能力；機(jī)架布置形式為“Y”（輥軸與輥軸呈120°）與倒“Y”交替布置。
�。�2）傳統(tǒng)三輥軋機(jī)，每臺(tái)機(jī)架只有1根傳動(dòng)輸入軸，其它兩根輥軸的動(dòng)力靠機(jī)架內(nèi)部的傘齒輪傳遞。三輥KOCKS軋機(jī)，機(jī)組內(nèi)所有機(jī)架相同且可互換，每架軋機(jī)由1臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)1臺(tái)具有雙速比的減速機(jī)，減速機(jī)的出軸接至C型傳動(dòng)模塊的聯(lián)合齒輪系統(tǒng)，該聯(lián)合齒輪系統(tǒng)有3根傳動(dòng)輸出軸，分別驅(qū)動(dòng)3根輥軸，因?yàn)槿∠麢C(jī)架內(nèi)部的傳動(dòng)傘齒輪從而改善了機(jī)架內(nèi)部結(jié)構(gòu)，機(jī)架允許軋制力和軋制力矩比傳統(tǒng)機(jī)架高30%左右。
�。�3）KOCKS三輥軋機(jī)機(jī)架的3根輥軸都裝在可同步旋轉(zhuǎn)的偏心套內(nèi)，通過遠(yuǎn)程控制同步偏心套實(shí)現(xiàn)輥縫的同步無級(jí)調(diào)節(jié)（MORGAN與DANIELI設(shè)計(jì)的產(chǎn)品級(jí)差為0.5mm）�？仔驼{(diào)整方便，軋輥利用率高，實(shí)現(xiàn)“自由規(guī)格軋制”。
�。�4）KOCKS三輥軋機(jī)每臺(tái)機(jī)架分別由1臺(tái)主電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，每臺(tái)機(jī)架的軋制速度可分別設(shè)定和調(diào)整，易于張力控制，并且提高了軋輥利用率（軋輥可多次重車）。
（5）輥環(huán)通過1根用1個(gè)螺母固定的預(yù)應(yīng)力液壓拉桿夾緊在2個(gè)輥軸法蘭之間，3個(gè)輥環(huán)都可以借助于液壓更換工具在30min內(nèi)進(jìn)行更換。輥環(huán)可分別在標(biāo)準(zhǔn)車床或磨床上進(jìn)行機(jī)加工，無需專用車床。
�。�6）每1臺(tái)3輥機(jī)架由C模塊傳動(dòng)軋輥。在1個(gè)機(jī)組內(nèi)對(duì)于每1個(gè)機(jī)架位置而言這些C模塊相同，固定在一個(gè)共用頂部框架的基礎(chǔ)框架上，形成一個(gè)緊湊機(jī)組，馬達(dá)和相應(yīng)的減速齒輪交替安裝在上下位置，節(jié)約了空間。
（7）3輥機(jī)架定位在一個(gè)共用的支撐框架上，該框架裝有液壓機(jī)架夾緊和移動(dòng)系統(tǒng)。更換系統(tǒng)時(shí)，將上、下機(jī)架聯(lián)軸器液壓后退，也可以將所有的機(jī)架或單個(gè)機(jī)架通過一個(gè)液壓缸移出機(jī)組放到更換小車上。因此，該系統(tǒng)可以根據(jù)軋制程序表同時(shí)更換機(jī)組中的若干個(gè)機(jī)架。裝有若干舊機(jī)架的小車先被移到一個(gè)暫存地再移至軋輥間（專用），而裝有下一規(guī)格范圍新機(jī)架的小車則被移到機(jī)組前方。在將新機(jī)架推入到軋制線后，軋制繼續(xù)進(jìn)行，暫存的舊機(jī)架被拉到軋輥間，換一次機(jī)架時(shí)間約為15min。
（8）在自由定徑范圍內(nèi)換品種必須盡快精確地調(diào)整軋機(jī)的軋輥和導(dǎo)衛(wèi)。其調(diào)節(jié)裝置由司服馬達(dá)和減速齒輪組成，組裝在1個(gè)垂直縱向伸縮的安全蓋中，在蓋板閉合時(shí)，調(diào)節(jié)軸與馬達(dá)嚙合。軋輥和導(dǎo)衛(wèi)的調(diào)整數(shù)值由一個(gè)軋機(jī)配置程序（BAMICON）進(jìn)行計(jì)算并遠(yuǎn)程控制，該程序由所要求的成品決定。在最大坯料間隙（1min）內(nèi)進(jìn)行，精度為0.02mm。
�。�9）在軋輥間更換輥環(huán)之后，借助于激光光源和一架CCD攝像機(jī)的計(jì)算機(jī)光學(xué)裝置進(jìn)行機(jī)架的適當(dāng)調(diào)整。并通過一個(gè)專門的計(jì)算機(jī)程序（CAPAS）對(duì)CCD攝像機(jī)信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，并將徑向和軸向軋輥調(diào)整值顯示在監(jiān)視器上，精度為0.02mm。
4 三輥RSB孔型設(shè)計(jì)
三輥技術(shù)與僅有很小自由定徑范圍的二輥軋機(jī)相比，所需的孔型與機(jī)架更換數(shù)大大減少。KOCKS RSB孔型設(shè)計(jì)具有很寬的調(diào)節(jié)范圍，從一個(gè)入口斷面可生產(chǎn)出很大范圍的產(chǎn)品尺寸；此特點(diǎn)被用于“單一孔型軋制原理”，借助于該原理，在粗中軋中單一孔型軋制產(chǎn)生的不同的入口圓鋼斷面僅需調(diào)節(jié)RSB中的減徑道次就可以得到平衡；產(chǎn)品公差達(dá)到了±0.1mm~±0.3mm。成材率96.5%提高到97%，軋機(jī)利用率提高約5%。
孔型系統(tǒng)特點(diǎn)如下：
（1）采用“切線”孔型
軋槽槽底部分是一段圓弧，槽口部分是與圓弧相切的切線，槽底圓弧的擴(kuò)張角為10°~20°，3個(gè)軋槽圍成的孔型接近于1個(gè)弧邊三角形（與平三角孔型相似，具有孔型寬展余量大的優(yōu)點(diǎn)，適用于延伸孔型）。精軋孔型（成品前孔及成品孔）槽底圓弧的擴(kuò)張角為30°，三個(gè)軋槽圍成的孔型接近于圓（任何一個(gè)規(guī)格都必須保證有2道或2道以上的精軋孔，若第1架承接圓形來料，用作延伸孔，或第2、3分別作前孔和成品孔；或第1、2作為延伸孔、3、4作為前孔和成品孔；或第1、2、3作為延伸孔，4、5作為前孔和成品孔）。
（2）變形量及變形量分配
三輥RSB機(jī)組（4~5架）主要對(duì)圓形來料進(jìn)行減徑和定徑，機(jī)組的總變形量不大，在熱軋狀態(tài)下只定徑，機(jī)組的總變形率為10%~50%，在熱機(jī)軋制狀態(tài)，為了滿足再結(jié)晶對(duì)變形量的要求�？傋冃温蕿�20%~50%，軋件既減徑又定徑。在熱軋狀態(tài)和熱機(jī)軋制狀態(tài)下，每個(gè)規(guī)格組距中的最大總變形率都隨著成品直徑的加大而減小，主要是受到設(shè)備性能的制約。在每個(gè)規(guī)格組距中，各道次變形率分配為第2機(jī)架最大，第3機(jī)架次之，第1、4架更小，第5架最小。
（3）“自由規(guī)格軋制”范圍較大
“自由規(guī)格軋制”即在同一對(duì)圓形切線孔型（精軋孔型）中僅通過調(diào)整輥縫，就可以軋出很大范圍內(nèi)任意規(guī)格的、高精度的產(chǎn)品。切線孔型“自由規(guī)格軋制”范圍為最終直徑的9%至最大3mm，這個(gè)范圍顯然大于2輥系統(tǒng)一道次的調(diào)節(jié)可能性，帶來的道次少、機(jī)架更換次數(shù)少，軋輥和導(dǎo)衛(wèi)存儲(chǔ)量小等優(yōu)點(diǎn)。
5 結(jié)語
綜上所述，KOCKS軋機(jī)具有所有其他形式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)也帶來一系列的問題，引進(jìn)價(jià)格昂貴，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高，備件國(guó)產(chǎn)化程度低，據(jù)湘鋼的人介紹，除了輥環(huán)國(guó)產(chǎn)外，其它如導(dǎo)衛(wèi)（每架軋機(jī)入口、出口均設(shè)置滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，油氣潤(rùn)滑）、軋機(jī)軸承（SKF，油氣潤(rùn)滑）、導(dǎo)管等均需進(jìn)口，采購周期長(zhǎng)達(dá)一年，給生產(chǎn)帶來諸多不便。 |
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樓主: qianlixiao
樓主
發(fā)表于 2013-2-19 21:41:26
