第一章冷轧带钢生产概述1

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1 第 一 章 冷 轧 带 钢 生 产 概 述 1. 什 么 叫 冷 轧, 冷 轧 带 钢 有 哪 些 优 点? 金 属 在 再 结 晶 温 度 以 下 进 行 轧 制 变 形 叫 做 冷 轧, 一 般 指 带 钢 不 经 加 热 而 在 室 温 直 接 进 行 轧 制 加 工 冷 轧 后 的 带 钢 可 能 烫 手, 但 还 是 叫 冷 轧 冷 轧 生 产 可 提 供 大 量 高 精 确 度 和 性 能 优 良 的 钢 板 和 带 材, 其 最 主 要 的 特 点 是 加 工 温 度 低, 同 热 轧 生 产 相 比, 它 有 以 下 优 点 : (1) 冷 轧 带 钢 产 品 尺 寸 精 确, 厚 度 均 匀, 带 钢 厚 度 差 一 般 不 超 过 O mm 或 更 小, 完 全 可 以 符 合 高 精 度 公 差 的 要 求 (2) 可 获 得 热 轧 无 法 生 产 的 极 薄 带 材 ( 最 薄 可 达 0.001mm 以 下 ) (3) 冷 轧 产 品 表 面 质 量 优 越, 不 存 在 热 轧 带 钢 常 常 出 现 的 麻 点 压 入 氧 化 铁 皮 等 缺 陷, 并 且 可 根 据 用 户 的 要 求, 生 产 出 不 同 表 面 粗 糙 度 的 带 钢 ( 光 泽 面 或 麻 糙 面 等 ), 以 利 于 下 道 工 序 的 加 工 (4) 冷 轧 带 钢 具 有 很 好 的 力 学 性 能 和 工 艺 性 能 ( 如 较 高 的 强 度 较 低 的 屈 服 极 限 良 好 的 深 冲 性 能 等 ) (5) 可 实 现 高 速 轧 制 和 全 连 续 轧 制, 具 有 很 高 的 生 产 率 2. 冷 轧 生 产 方 法 有 哪 几 种? 冷 轧 板 带 钢 生 产 方 法 分 为 单 片 轧 制 和 成 卷 轧 制 两 种 方 法 (1) 单 片 轧 制 单 片 轧 制 最 早 采 用 二 辊 式 轧 机, 目 前 多 用 四 辊 式 冷 轧 机 四 辊 冷 轧 机 按 其 轧 辊 运 转 方 向 可 分 为 可 逆 式 和 不 可 逆 式 采 用 不 可 逆 式 四 辊 轧 机 进 行 单 片 生 产 时, 轧 制 操 作 是 由 人 工 逐 张 将 钢 板 喂 入 轧 机, 全 垛 钢 板 轧 完 一 道 次 后, 用 吊 车 将 板 垛 吊 送 到 轧 机 前, 进 行 下 一 道 次 的 轧 制, 如 此 循 环 进 行, 直 到 轧 成 规 定 的 成 品 尺 寸 时 为 止 采 用 可 逆 式 轧 机 时, 则 轧 制 操 作 有 两 种, 一 种 是 每 一 张 钢 板 在 轧 机 上 往 返 轧 制, 直 到 轧 制 成 最 终 的 成 品 尺 寸, 然 后 再 进 行 第 二 张 钢 板 的 轧 制 这 种 操 作 方 法 虽 然 压 下 调 整 操 作 频 繁, 但 产 品 表 面 不 易 划 伤, 故 实 际 生 产 中 应 用 较 多, 特 别 是 轧 制 单 重 和 尺 寸 较 大 的 钢 板, 均 采 用 此 法 另 一 种 是 每 张 钢 板 逐 张 送 入 轧 机, 待 全 垛 钢 板 轧 完 一 道 次 后, 再 逐 张 返 回 轧 制 第 二 道 次 此 种 操 作 方 法 使 轧 制 产 品 尺 寸 较 均 一, 而 且 省 去 了 轧 辊 反 转 和 压 下 的 调 整 时 间, 从 而 冷 轧 机 产 量 较 高, 但 板 面 之 间 有 时 可 能 造 成 划 伤 单 张 轧 制 方 法 由 于 不 能 采 用 张 力, 故 每 道 次 的 压 下 率 一 般 不 超 过 14%, 轧 制 道 次 增 多, 钢 板 加 工 硬 化 程 度 增 大 因 此, 单 张 轧 制 不 能 生 产 厚 度 很 薄 的 冷 轧 产 品 (2) 成 卷 轧 制 目 前, 冷 轧 生 产 大 多 是 采 用 成 卷 轧 制, 其 基 本 形 式 分 为 单 机 成 卷 轧 制 和 多 机 架 连 续 式 成 卷 轧 制 两 种 成 卷 轧 制 采 用 二 辊 轧 机 四 辊 轧 机 偏 八 辊 轧 机 十 二 辊 轧 机 二 十 辊 轧 机 等 不 可 逆 式 和 可 逆 式 的 冷 轧 机 单 饥 不 可 逆 式 冷 轧 机 主 要 有 二 辊 轧 机 和 四 辊 轧 机 两 种 ( 图 1-1), 这 种 轧 机 在 我 国 有 数 百 台 之 多, 其 辊 身 长 度 在 mm 之 间, 辊 径 在 mm 之 间 在 这 些 轧 机 中, 大 部 分 设 有 开 卷 机 和 卷 取 机 这 些 轧 机 主 要 用 来 生 产 600mm 以 下 的 窄 带 钢 或 平 整 成 卷 的 窄 带 钢, 轧 制 速 度 在 Om/s 范 围 内

2 图 1-1 不 可 逆 式 冷 轧 机 a- 二 辊 不 可 逆 式 ;b- 四 辊 不 可 逆 式 单 机 可 逆 式 冷 轧 机 分 为 四 辊 轧 机 和 多 辊 轧 机 ( 偏 八 辊 轧 机 十 二 辊 轧 机 二 十 辊 轧 机 ) 轧 机 大 部 分 采 用 工 作 辊 驱 动 方 式, 这 样 可 使 总 变 形 抗 力 减 小, 降 低 电 能 消 耗, 可 轧 制 较 薄 的 产 品 表 1-1 给 出 了 1200mm 四 辊 可 逆 式 冷 轧 机 的 主 要 技 术 性 能 与 单 机 座 可 逆 式 冷 轧 机 相 比, 多 机 架 连 续 式 冷 轧 机 具 有 如 下 特 点 : (1) 轧 制 速 度 高, 一 般 在 25m/s 以 上 ( 最 高 可 达 41 m/s) (2) 产 品 质 量 好, 能 满 足 用 户 提 出 的 力 学 性 能 表 面 质 量 厚 度 精 度 等 各 种 要 求 (3) 钢 卷 的 两 端 均 能 压 下, 减 少 了 切 头 切 尾 损 失, 金 属 收 得 率 高 (4) 产 量 高, 年 产 量 一 般 在 数 十 万 吨 到 100 万 t 以 上 (5) 采 用 液 压 压 下 装 置 和 一 系 列 自 动 化 控 制 及 各 种 新 技 术, 其 优 点 更 为 突 出 表 mm 四 辊 可 逆 式 冷 轧 机 主 要 技 术 性 能 性 能 1200mm 四 辊 可 逆 式 冷 轧 机 工 作 辊 直 径 / 支 撑 辊 直 径 辊 身 长 度 /mm mm 轧 制 力 /kn 最 大 轧 制 速 度 /m s-1 主 电 机 功 率 /kw 压 下 形 式 原 料 厚 度 宽 度 /mm mm 成 品 厚 度 /mm 钢 卷 质 量 /t 钢 卷 最 大 外 径 /mm 卷 取 机 直 径 /mm 卷 取 机 电 机 功 率 /kw 卷 取 机 最 大 张 力 /kn 卷 取 机 最 大 速 度 /m s-1 开 卷 机 功 率 /kw 开 卷 机 张 力 /kn 开 卷 机 速 度 /m s-1 年 产 量 / 万 t 400/ 电 动 压 下 (1.8-3.O) ( ) O.2~

3 多 机 架 连 续 式 冷 轧 机 的 缺 点 是 : (1) 各 机 架 的 延 伸 和 轧 制 速 度 不 易 调 整, 生 产 操 作 较 难 掌 握 (2) 轧 制 品 种 范 围 受 一 定 限 制 (3) 设 备 投 资 较 大 3. 冷 轧 板 带 的 生 产 工 艺 流 程 是 怎 样 的? 冷 轧 板 带 的 轧 制 方 法 虽 有 单 张 和 成 卷 单 机 座 和 多 机 座 之 分, 但 它 们 的 生 产 工 艺 过 程 却 基 本 相 似 冷 轧 薄 板 带 钢 中 有 3 大 典 型 产 品 : 镀 层 板 汽 车 板 与 电 工 硅 钢 板 其 生 产 工 艺 流 程 大 致 如 图 1-2 所 示 图 1-2 冷 轧 薄 板 带 钢 生 产 工 艺 流 程 4. 冷 轧 薄 带 钢 生 产 的 发 展 概 况 怎 样? 薄 板 带 钢 的 生 产 技 术 是 钢 铁 工 业 发 展 水 平 的 一 个 重 要 标 志 薄 钢 板 除 了 供 汽 车 农 机 化 工 食 品 罐 头 建 筑 电 器 等 工 业 使 用 外, 还 与 日 常 生 活 有 直 接 关 系, 如 家 用 电 冰 箱 洗 衣 机 电 视 机 等 都 需 要 薄 钢 板 因 而 在 一 些 工 业 发 达 的 国 家 中, 薄 钢 板 占 钢 材 的 比 例 逐 年 增 加, 在 薄 板 带 钢 中, 冷 轧 产 品 占 很 大 部 分 冷 轧 生 产 最 初 是 在 二 辊 轧 机 四 辊 轧 机 上 进 行 的 随 着 科 学 技 术 和 工 业 的 发 展, 需 要 更

4 薄 质 量 要 求 更 高 的 带 材, 尤 其 是 仪 表 电 子 通 讯 设 备 上 需 要 极 薄 带 材 四 辊 轧 机 往 往 不 能 满 足 这 一 要 求, 这 样 便 出 现 了 新 型 结 构 的 轧 机, 如 六 辊 轧 机 十 二 辊 轧 机 二 十 辊 轧 机 偏 八 辊 轧 机 和 其 他 复 合 式 多 辊 冷 轧 机, 如 图 1-3 所 示 图 1-3 多 辊 冷 轧 机 a- 十 二 辊 轧 机 ;b- 二 十 辊 轧 机 ;c- 偏 八 辊 轧 机 冷 轧 带 钢 可 以 用 单 机 和 多 机 架 连 轧 机 来 生 产, 目 前 主 要 采 用 三 机 架 到 六 机 架 四 辊 冷 连 轧 机, 这 种 轧 机 的 特 点 是 生 产 率 高, 机 械 化 自 动 化 程 度 高, 产 品 质 量 好 近 年 来, 冷 轧 带 钢 生 产 技 术 的 发 展 主 要 有 以 下 几 个 方 面 : (1) 增 加 钢 卷 质 ( 重 ) 量 增 加 钢 卷 质 量 是 提 高 设 备 生 产 能 力 的 有 效 方 法, 因 为 冷 轧 带 钢 是 以 钢 卷 方 式 生 产 的, 每 一 个 钢 卷 在 送 到 机 组 内 轧 制 或 处 理 前, 都 必 须 经 过 拆 捆 开 卷 穿 带, 然 后 加 速 到 正 常 速 度 工 作, 在 每 一 卷 终 了 时 又 需 要 有 减 速 剪 切 卷 取 及 卸 卷 的 过 程, 占 用 较 多 的 生 产 时 间 钢 卷 质 量 增 大 后, 可 相 应 地 增 加 作 业 的 时 间, 而 且 由 于 每 卷 带 钢 长 度 的 增 加, 带 钢 在 稳 定 速 度 下 轧 制 的 时 间 也 相 应 增 加, 机 组 的 速 度 才 能 真 正 得 到 提 高, 带 钢 的 质 量 也 才 能 得 以 改 善 然 而, 钢 卷 质 量 也 不 可 无 限 制 地 增 加, 它 受 到 开 卷 机 卷 取 机 等 机 械 设 备 的 结 构 与 强 度 的 限 制, 也 受 到 电 动 机 调 速 范 围 的 限 制, 而 且 卷 重 太 大 还 会 给 车 间 内 钢 卷 的 运 输 和 存 放 带 来 困 难 目 前, 冷 轧 带 卷 的 质 量 已 达 40t, 个 别 的 达 到 60t, 以 带 钢 单 位 宽 度 计 算 的 卷 重 达 到 30-36kg/mm (2) 提 高 机 组 和 轧 机 的 速 度 以 五 机 架 轧 机 为 例,20 世 纪 50 年 代 大 都 在 20m/s 左 右, 60 年 代 以 来 已 逐 步 提 高 到 30m/s 左 右, 最 高 轧 制 速 度 达 37.5m/s 六 机 架 冷 连 轧 机 的 最 高 轧 制 速 度 已 超 过 了 40m/s 但 是, 轧 制 速 度 的 进 一 步 提 高 会 受 到 工 艺 润 滑 材 料 与 方 式 的 限 制

5 其 他 作 业 线 ( 如 单 机 架 平 整 机 组 双 机 架 平 整 机 组 各 剪 切 机 组 连 续 热 镀 锌 机 组 酸 洗 机 组 电 镀 锡 机 组 等 ) 的 机 组 速 度 也 都 相 应 提 高 (3) 提 高 产 品 厚 度 精 度 为 提 高 冷 轧 带 钢 的 厚 度 精 度, 在 冷 轧 机 上 采 用 了 全 液 压 压 下 装 置, 以 便 增 加 轧 机 压 下 装 置 的 反 应 速 度, 并 采 用 了 带 钢 厚 度 自 动 控 制 装 置 对 于 高 速 高 产 量 的 带 钢 冷 连 轧 机, 实 现 了 计 算 机 控 制 (4) 改 善 板 形 在 带 钢 冷 连 轧 机 上, 广 泛 采 用 液 压 弯 辊 装 置 来 改 善 板 形 (5) 提 高 自 动 化 程 度 在 生 产 操 作 自 动 化 方 面, 普 遍 采 用 各 种 形 式 的 极 限 开 关 光 电 管 等 对 每 个 动 作 实 行 自 动 程 序 控 制, 实 现 了 钢 卷 对 中 带 钢 边 缘 纠 偏 机 组 中 带 钢 速 度 的 自 动 调 整 剪 切 钢 板 的 自 动 分 选 等 自 动 化 操 作 和 控 制 (6) 改 进 轧 机 结 构 1971 年 以 来, 出 现 了 全 连 续 式 冷 连 轧 机 这 种 轧 机 只 要 一 次 引 料 穿 带 后, 就 可 实 现 连 续 轧 制 此 时, 后 续 带 卷 的 头 部 通 过 焊 接 机 与 前 一 带 卷 尾 部 焊 接 在 一 起 为 了 保 证 带 钢 能 够 连 续 轧 制, 在 连 轧 机 人 口 端 设 置 了 活 套 装 置 在 冷 连 轧 机 组 出 口 端 没 置 了 分 卷 用 的 飞 剪 机, 并 设 置 了 两 台 卷 取 机, 以 便 交 替 地 卷 取 带 钢 全 连 续 式 冷 连 轧 饥 即 使 在 换 辊 时, 带 钢 依 然 停 留 在 轧 机 内 换 辊 一 结 束, 轧 机 可 立 即 进 行 轧 制 采 用 全 连 续 式 冷 连 轧 机, 可 以 提 高 生 产 率 30%-50%, 产 品 质 量 和 收 得 率 也 都 得 到 提 高 (7) 改 进 生 产 工 艺 不 断 采 用 新 工 艺 新 设 备, 例 如 深 冲 钢 板 连 续 退 火 作 业 线 和 浅 槽 盐 酸 酸 洗 HC 轧 机 和 异 步 轧 制 等, 以 简 化 冷 轧 工 艺 过 程, 提 高 冷 轧 带 钢 的 精 度 和 节 省 能 量 5. 什 么 叫 镀 锡 薄 钢 板 其 热 镀 锡 生 产 工 艺 流 程 怎 样? 通 过 热 浸 加 工 或 电 解 加 工, 使 冷 轧 薄 板 表 面 牢 固 地 附 着 一 层 异 种 金 属 的 过 程 叫 镀 层 板 加 工 工 艺 过 程 而 镀 锡 的 薄 钢 扳 叫 做 镀 锡 板, 俗 称 马 口 铁 锡 是 化 学 稳 定 性 较 强 的 元 素 之 一, 其 相 对 原 子 量 为 l18.7, 密 度 为 7.3g/cm 3, 熔 点 为 232 锡 在 硫 酸 硝 酸 和 盐 酸 的 稀 溶 液 中 几 乎 不 溶 解 它 的 塑 性 较 钢 好, 本 身 无 毒, 对 人 体 无 害 镀 锡 板 主 要 用 于 罐 桶 和 食 品 包 装 盒 箱 等 方 面 镀 锡 饭 以 片 状 或 者 成 卷 交 货 镀 锡 钢 板 的 生 产 方 法 有 热 镀 和 电 镀 两 大 类 热 镀 锡 时, 带 钢 通 过 熔 融 的 锡 槽, 将 锡 热 镀 在 带 钢 表 面 电 镀 锡 时, 带 钢 通 过 电 解 槽, 用 电 解 的 方 法 将 锡 镀 在 带 钢 表 面 热 镀 时 镀 层 较 厚. 单 位 面 积 镀 锡 量 多 数 大 于 25g/m 2, 且 镀 层 不 均 匀 通 常 热 镀 锡 只 存 速 度 低, 生 产 率 不 高 的 单 张 或 窄 带 镀 锡 机 组 上 使 用 热 镀 锡 工 艺 流 程 如 下 : 原 料 一 电 解 酸 洗 一 高 压 水 冲 洗 一 溶 剂 处 理 一 热 镀 锡 一 油 处 理 一 碱 洗 一 除 油 一 抛 光 一 成 品 检 验 热 镀 锡 原 板 先 进 行 白 酸 洗. 清 洗 表 面 轻 微 氧 化 膜 和 油 污 等. 或 在 盐 酸 槽 内 进 行 电 解 酸 洗, 以 迅 速 清 除 表 面 氧 化 铁 皮 镀 锡 槽 中 的 锡 液 温 度 为 进 入 锡 槽 前 的 原 板 先 通 过 熔 剂 槽, 清 除 表 面 氧 化 膜, 由 锡 槽 出 来 的 钢 板 需 通 过 棕 榈 油 槽 ( 油 温 ), 来 防 止 锡 发 生 氧 化 并 保 持 熔 融 状 态, 以 便 由 镀 锡 辊 挤 掉 多 余 的 锡 量 然 后 经 过 洗 涤 机 洗 去 油 脂, 抛 光 机 抛 光, 就 可 得 到 表 面 光 洁 的 镀 锡 板 6. 电 镀 锡 板 生 产 过 程 是 怎 样 的? 电 镀 锡 板 较 老 式 的 热 镀 锡 板 具 有 镀 层 薄 而 均 匀 表 面 美 观 锡 层 附 着 牢 固 等 优 点, 但 是 需 要 的 生 产 设 备 较 庞 大 电 镀 锡 工 艺 流 程 如 下 :

6 根 据 所 使 用 的 电 镀 液 不 同, 电 镀 锡 机 组 有 碱 性 酸 性 和 卤 素 型 3 种 类 型 碱 性 型 电 镀 锡 机 组 采 用 碱 性 电 镀 液, 腐 蚀 性 小, 不 需 要 耐 酸 槽 和 耐 酸 泵, 其 设 备 简 单, 投 资 低 但 是, 带 钢 的 电 镀 时 间 长, 电 耗 大, 机 组 速 度 低, 一 般 为 180m/min, 最 大 速 度 也 只 能 达 到 300m/min 酸 性 型 电 镀 锡 机 组 的 电 镀 效 率 高, 镀 层 厚 度 能 控 制, 可 以 得 到 两 个 表 面 镀 层 厚 度 不 等 的 差 厚 镀 层 带 钢 这 种 机 组 的 最 大 速 度 可 达 550m/min 在 这 种 机 组 上, 由 于 需 要 耐 酸 槽 和 耐 酸 泵, 在 带 钢 电 镀 前 还 要 有 对 带 钢 进 行 电 解 脱 脂 等 镀 前 处 理 设 备, 故 机 组 投 资 费 用 较 大 常 用 的 酸 性 电 镀 液 有 硫 酸 盐 和 氟 硼 酸 盐 两 种, 氟 硼 酸 盐 电 镀 液 的 电 镀 效 率 较 高, 但 其 腐 蚀 性 更 大, 对 设 备 的 维 修 要 求 更 高 卤 素 型 电 镀 锡 机 组 的 电 镀 液 是 卤 化 物, 电 镀 效 率 比 氟 硼 酸 盐 还 高, 机 组 最 高 速 度 可 达 760m/min 由 于 速 度 较 高, 电 镀 槽 采 用 水 平 式, 以 便 于 控 制 卤 化 物 的 腐 蚀 性 很 强, 必 须 十 分 注 意 防 蚀 措 施 目 前, 国 内 外 应 用 最 广 泛 的 是 酸 性 型 电 镀 锡 机, 机 组 简 图 如 图 1-4 所 示 图 1-4 酸 性 型 电 镀 锡 机 组 简 图 1- 带 卷 运 输 机 ; 2- 开 卷 机 ; 3 4- 送 料 辊 ; 5- 双 刃 剪 切 机 ; 6- 焊 接 机 ;7- 送 料 辊 ; 8- 活 套 ;9- 张 力 装 置 ;10- 电 解 清 洗 和 酸 洗 装 置 ;11- 刷 洗 机 ;12- 电 镀 锡 设 备 ;13- 打 印 机 ;14- 软 熔 设 备 ;15- 钝 化 设 备 ;16- 涂 油 机 ;17- 张 力 装 置 ;18- 送 料 辊 ;19- 剪 切 机 ;20- 卷 取 机 ;21- 开 卷 机 ;22- 飞 剪 机 ;23- 分 选 和 堆 垛 装 置 图 1-4 所 示 的 酸 性 型 电 镀 锡 机 组 的 主 要 技 术 性 能 如 下 : 带 钢 规 格 : 带 钢 厚 度 O.15~O.6mm 带 钢 宽 度 457~1016mm 带 卷 最 大 外 径 1800mm 带 卷 内 径 500mm 进 料 段 带 卷 最 大 质 量 15t 出 料 段 带 卷 最 大 质 量 5t 堆 垛 最 大 质 量 4t 机 组 速 度 : 进 料 段 最 大 速 度 550m/min 工 艺 段 和 出 料 段 速 度 m/min

7 在 酸 性 型 电 镀 锡 机 组 中, 电 镀 液 的 主 要 成 分 是 硫 酸 亚 锡 和 酚 磺 酸 电 镀 时 以 锡 为 阳 极, 带 钢 为 阴 极, 这 样, 锡 阳 极 就 溶 解 成 二 价 锡 离 子 进 入 电 镀 液, 并 在 带 钢 表 面 析 出 电 镀 锡 钢 板 的 镀 层 厚 度 与 电 流 密 度 成 正 比, 因 此 可 分 别 调 节 正 反 两 面 的 电 镀 电 流 而 得 到 各 自 不 同 的 镀 层 厚 度 电 镀 的 锡 层 附 着 力 差, 没 有 光 泽, 必 须 通 过 软 熔 装 置 将 带 钢 加 热 到 锡 的 熔 点 以 上 的 温 度, 使 锡 层 熔 融, 然 后 立 即 浸 入 水 中 冷 却, 使 之 变 为 有 光 泽 的 镀 锡 板 软 熔 后 的 带 钢 表 面 覆 有 一 层 自 然 产 生 的 锡 的 氧 化 物 ( 主 要 是 氧 化 亚 锡 ), 当 长 期 贮 存 或 涂 料 烘 烤 时, 会 氧 化 而 发 黄, 耐 蚀 性 也 就 变 坏 为 了 消 除 这 些 缺 点, 还 要 进 行 钝 化 处 理 ( 化 学 处 理 ) 钝 化 是 将 带 钢 放 入 碳 酸 盐 铬 酸 盐 溶 液 中 进 行 化 学 处 理 或 在 重 铬 酸 钠 溶 液 中 进 行 铬 化 电 解 处 理 通 过 钝 化, 将 自 然 产 生 的 锡 氧 化 膜 溶 解 掉, 并 生 成 一 层 很 薄 但 很 致 密 的 铬 酸 盐 钝 化 膜, 这 种 钝 化 膜 有 很 好 的 保 护 作 用 镀 锡 钢 带 经 钝 化 后, 通 过 清 洗 干 燥 涂 油 ( 一 般 用 静 电 涂 油 ) 最 后 切 成 定 尺, 或 卷 成 带 钢, 供 应 用 户 7. 什 么 叫 镀 锌 板 其 生 产 方 法 怎 样? 锌 是 一 种 蓝 白 色 的 金 属, 熔 点 为 419.4, 密 度 为 7.14g/cm 3 锌 具 有 中 等 的 延 展 性 室 温 下, 锌 在 干 燥 的 空 气 中 不 起 变 化 在 潮 湿 的 空 气 中 锌 表 面 则 生 成 一 层 很 致 密 的 碳 酸 锌 薄 膜, 它 能 保 护 锌 内 部 不 再 受 到 腐 蚀 由 于 锌 有 这 样 一 种 优 良 的 特 性, 所 以 将 锌 镀 在 钢 板 表 面 上 以 防 止 腐 蚀, 这 种 钢 板 称 为 镀 锌 板 钢 板 镀 锌 后 能 大 大 延 长 使 用 寿 命 如 果 钢 板 上 锌 层 没 有 被 破 坏, 那 么 锌 可 以 防 止 腐 蚀 介 质 ( 水 氧 气 二 氧 化 碳 等 ) 接 触 钢 板 表 面, 这 与 镀 锡 层 防 腐 的 作 用 完 全 一 样 但 是, 如 果 当 镀 锌 层 发 生 了 破 坏, 个 别 部 位 的 铁 露 出 表 面 时, 由 于 锌 的 化 学 性 质 比 铁 活 泼, 在 腐 蚀 过 程 中 锌 与 铁 形 成 了 微 电 池, 锌 是 微 电 池 的 阳 极, 在 腐 蚀 时 被 溶 解, 而 铁 是 阴 极 则 受 到 了 保 护 因 此, 镀 锌 器 皿 即 使 局 部 地 方 露 铁 仍 然 不 会 生 锈 如 果 铁 表 面 暴 露 得 太 大, 那 么 铁 就 同 未 镀 锌 一 样 被 腐 蚀 由 此 可 见, 镀 锌 板 具 有 良 好 的 防 锈 性 能, 是 建 筑 车 辆 家 具 机 械 电 气 和 包 装 等 行 业 广 泛 应 用 的 板 材 带 钢 镀 锌 有 电 镀 锌 和 热 镀 锌 两 种 方 法 用 电 镀 锌 方 法 生 产 的 带 钢, 镀 层 较 薄, 但 工 艺 复 杂 8. 热 镀 锌 板 的 生 产 过 程 是 怎 样 的? 热 镀 锌 板 生 产 方 法 是 由 热 镀 锡 生 产 方 法 发 展 而 来 的, 大 致 可 归 纳 为 下 列 几 种 : 所 谓 线 外 退 火, 指 原 料 ( 热 冷 轧 薄 板 ) 在 进 入 热 镀 锌 作 业 线 之 前, 首 先 进 行 再 结 晶 退 火 ; 所 谓 线 内 退 火, 指 在 热 镀 锌 作 业 线 上, 钢 板 先 进 行 再 结 晶 退 火, 接 着 热 镀 锌 目 前, 广 泛 采 用 森 吉 米 尔 法, 也 称 为 氧 化 一 还 原 法 冷 轧 后 的 时 钢 被 直 接 送 到 热 镀 锌 机 组, 带 钢 在 连 续 退 火 过 程 中 先 将 油 烧 去, 并 在 带 钢 表 面 形 成 薄 薄 的 一 层 氧 化 膜, 再 经 过 退 火 炉 的 还 原 段, 使 表 面 的 氧 化 膜 还 原 成 纯 铁 体, 因 而 在 进 入 锌 锅 时 镀 层 与 铁 基 结 合 得 很 好 图 1-5 是 1700mm 连 续 热 镀 锌 机 组 的 简 图 机 组 的 进 料 段 和 出 料 段 的 设 备 布 置 和 工 作 情 况 基 本 上 与 连 续 电 镀 锡 机 组 相 同 连 续 热 镀 锌 机 组 工 艺 段 包 括 镀 前 处 理 ( 脱 脂 和 热 处 理 ) 热 镀 锌 矫 正 和 钝 化 4 个 主 要 工 序 机 组 的 速 度 为 m/min

8 1700mm 连 续 热 镀 锌 机 组 采 用 快 速 加 热 炉 脱 脂 退 火 的 方 法, 退 火 炉 加 热 最 高 温 度 达 980, 退 火 后 的 带 钢 在 温 度 下 进 入 锌 槽, 以 保 持 锌 液 温 度 不 变 控 制 镀 层 厚 度 采 用 气 刀 法, 即 在 锌 槽 出 口 采 用 可 控 的 喷 嘴 沿 一 定 角 度 向 带 钢 喷 吹 压 缩 空 气 或 过 热 蒸 汽, 以 除 去 多 余 的 锌 液, 用 这 种 方 法 可 以 生 产 正 反 两 面 镀 层 厚 度 不 同 的 差 厚 镀 锌 钢 板 为 使 原 板 表 面 形 成 一 层 锌 铁 合 金, 使 它 具 有 良 好 的 延 伸 性, 镀 锌 后 的 钢 板 应 经 过 再 加 热 ( 即 通 过 镀 层 退 火 炉 ), 加 热 温 度 约 为 550 为 提 高 镀 锌 钢 板 的 防 腐 性 能, 带 钢 冷 却 后, 应 在 铬 酸 或 磷 酸 液 中 进 行 钝 化 处 理 镀 锌 机 组 的 头 部 设 备 与 一 般 带 钢 连 续 作 业 线 相 类 似 尾 部 设 备 除 一 般 的 卷 取 横 剪 和 垛 板 设 备 外, 常 设 有 平 整 机 和 拉 伸 矫 正 机, 以 提 高 带 钢 的 力 学 性 能 和 改 善 板 形 mm 连 续 电 镀 锌 机 组 工 艺 和 机 组 特 点 是 什 么? 近 年 来, 对 薄 镀 锌 板 的 需 要 量 不 断 增 加, 使 电 镀 锌 板 生 产 技 术 得 到 迅 速 的 发 展 2030mm 连 续 电 镀 锌 机 组 的 年 产 量 为 15 万 t, 机 组 组 成 如 图 1-6 所 示 2030mm 连 续 电 镀 锌 机 组 的 主 要 产 品 有 单 面 镀 锌 板 双 面 镀 锌 板 及 差 厚 镀 锌 板 等 各 种 类 型 的 锌 板 其 主 要 指 标 为 : 板 厚 : mm 宽 度 mm; 镀 层 的 厚 度 : 双 面 镀 时 为 3-40g/m 2, 差 厚 镀 锌 时 镀 层 厚 度 可 在 此 范 围 内 调 整, 单 面 镀 时 锌 层 厚 度 可 达 80g/m 2 图 mm 连 续 热 镀 锌 机 组 的 简 图 1- 带 卷 运 输 机 ;2- 开 卷 机 ;3 4- 送 料 辊 ;5- 双 刃 剪 切 机 ;6- 焊 接 机 ;7- 水 平 活 套 车 ;8- 张 力 辊 ;9- 三 段 式 热 处 理 炉 ;10- 镀 锌 槽 ;11- 气 刀 装 置 ;12- 锌 层 热 处 理 炉 ;13- 带 钢 冷 却 装 置 ;14- 张 力 辊 ;15- 平 整 机 ;16- 张 力 辊 ;17- 拉 伸 弯 曲 矫 正 机 ;18- 张 力 辊 ;19- 钝 化 处 理 设 备 ;20- 平 活 套 车 ;21- 剪 切 机 ;22- 涂 油 机 ;23- 卷 取 机 ;24- 活 套 坑 ;25- 飞 剪 机 ;26- 堆 垛 装 置 连 续 电 镀 锌 的 主 要 工 艺 流 程 为 : 清 洗 一 电 镀 一 后 处 理 (1) 清 洗 清 洗 过 程 主 要 包 括 脱 脂 酸 洗 刷 洗 等 脱 脂 又 分 化 学 脱 脂 和 电 解 脱 脂 化 学 脱 脂, 使 用 NaOH NaC03 NaP0 4 等 药 品 对 动 植 物 油 起 皂 化 作 用, 对 矿 物 油 起 乳 化 作 用 图 1-6 连 续 电 镀 锌 机 组 的 组 成

9 化 学 脱 脂 反 应 过 程 如 下 : 电 解 脱 脂 化 学 反 应 过 程 如 下 : 溶 液 温 度 70~80, 温 度 高 可 提 高 反 应 速 度 酸 洗 的 目 的 是 去 除 氧 化 铁 皮 酸 液 可 采 用 盐 酸 或 硫 酸, 图 1-6 所 示 机 组 采 用 硫 酸 溶 液 酸 洗 的 化 学 反 应 过 程 如 下 : 酸 洗 条 件 : 硫 酸 的 质 量 分 数 一 般 为 5%-10%; 温 度 (2) 电 镀 2030mm 连 续 电 镀 锌 机 组 采 用 喷 射 式 不 溶 性 阳 极 电 镀 槽 将 卧 式 槽 增 加 喷 射 电 镀 液 的 集 流 管, 可 溶 性 锌 阳 极 改 为 不 溶 性 Pb-Sn 合 金 阳 极, 其 结 构 如 图 1-7 所 示 图 1-7 电 镀 锌 槽 的 结 构 1- 导 电 辊 ;2- 不 溶 性 阳 极 ;3- 绝 缘 垫 ;4- 集 流 管 ;5- 槽 体 ;6- 收 集 槽 ;7- 循 环 槽 ;8- 冷 却 器 ;9- 泵 ;10- 锌 溶 解 槽 ;11- 沉 淀 槽 电 镀 槽 由 外 槽 内 槽 不 溶 性 阳 极 导 电 辊 边 缘 罩 支 持 辊 绝 缘 垫 和 电 解 液 循 环 系 统 组 成 喷 射 式 不 溶 性 阳 极 电 镀 锌 是 采 用 硫 酸 锌 作 为 电 解 液, 硫 酸 锌 在 水 中 电 离, 其 化 学 反 应 过 程 如 下 :

10 在 电 镀 锌 中, 带 钢 作 为 阴 极, 不 溶 性 锌 板 作 阳 极, 当 通 电 后 发 生 如 下 反 应 : 在 阴 极 带 利 表 面, 锌 离 子 获 得 两 个 电 于 被 还 原 成 锌 而 沉 积 在 带 钢 表 面, 使 带 钢 表 面 镀 上 一 层 很 薄 的 锌 层 在 电 解 液 中, 由 于 锌 离 子 不 断 沉 积 到 带 钢 表 面, 这 样, 溶 液 中 锌 离 子 不 断 减 少 在 可 溶 性 阳 极 是 采 用 锌 板 做 阳 极, 锌 阳 极 失 去 两 个 电 子 变 成 锌 离 子 而 溶 解 到 电 解 液 中, 即 这 样, 保 持 电 解 液 中 的 锌 离 子 平 衡 而 不 溶 性 阳 极 则 是 由 外 界 不 断 向 电 解 槽 中 添 加 浓 度 较 大 的 硫 酸 锌 溶 液, 锌 离 子 通 电 后 沉 积 到 带 钢 表 面 从 而 镀 上 锌 层 电 镀 液 中 所 用 各 种 药 品 的 作 用 为 : 另 外, 电 流 密 度 为 30A/dm 2, 温 度 为 室 温 镀 锌 量 的 控 制 是 根 据 法 拉 第 定 律 进 行 的, 并 可 推 导 出 下 面 公 式 : 根 据 上 式 得 出 如 下 结 论 : 电 镀 锌 的 镀 锌 量 与 电 流 密 度 电 解 槽 长 度 和 数 目 成 正 比 ; 与 带 钢 的 线 速 度 成 反 比 根 据 上 式, 可 以 指 导 我 们 在 电 镀 生 产 中 确 定 合 理 的 工 艺 速 度 喷 射 式 不 溶 性 阳 极 电 镀 锌 作 业 线, 有 9 个 电 解 槽, 电 流 总 计 为 198kA, 槽 长 为 1.5m 这 样, 可 以 根 据 生 产 不 同 宽 度 的 带 钢 和 不 同 厚 度 的 镀 锌 量 来 确 定 机 组 适 当 的 运 行 速 度 ( 工 艺 段 速 度 为 15-90m/min) 另 外, 喷 射 式 不 溶 性 阳 极 电 镀 法 很 容 易 得 到 单 面 镀 锌 钢 板 除 控 制 电 源 有 单 面 阳 极 外, 还 可 控 制 喷 射 液, 使 不 镀 锌 的 那 面 不 喷 液, 这 样 便 可 较 完 美 地 做 到 单 面 镀 层 (3) 后 处 理 电 镀 锌 后 处 理 的 主 要 目 的 是 改 善 镀 锌 板 表 面 的 涂 漆 性 能 和 抗 腐 蚀 性 能, 以 延 长 电 镀 锌 板 使 用 寿 命 电 镀 锌 的 后 处 理 包 括 : 1) 活 化 处 理 和 磷 化 处 理 磷 化 处 理 就 是 使 电 镀 锌 板 的 表 面 生 成 一 层 极 薄 的 凹 凸 不 平 的 磷 化 层 结 晶, 对 涂 漆 性 能 有 所 改 善, 但 是, 表 面 的 磷 化 层 结 晶 很 不 均 匀 为 了 使 磷 化 层 的 结 晶

11 细 小 而 均 匀, 在 磷 化 处 理 之 前 先 进 行 活 化 处 理 活 化 处 理 就 是 使 电 镀 锌 板 表 面 形 成 小 的 结 晶 核 这 样 磷 化 时, 磷 化 层 就 在 这 些 小 结 晶 核 上 形 成 磷 化 层, 从 而 形 成 细 小 而 均 匀 的 磷 化 层, 其 厚 度 为 1.O-2.0g/m 2 活 化 处 理 采 用 胶 体 磷 酸 钛 溶 液, 温 度 为 30-60, 时 间 为 1-2s 即 可 磷 化 处 理 采 用 磷 酸 二 氢 锌 + 有 机 磷 ( 磷 酸 淀 粉 ), 温 度 为 60, 时 间 为 5-6s 2) 密 封 处 理 和 铬 化 处 理 将 磷 化 膜 内 凹 处 用 镀 层 封 闭 以 提 高 抗 腐 蚀 性, 采 用 稀 铬 酸, 温 度 为 45, 处 理 时 间 约 为 3s 作 密 封 处 理 时 铬 酸 的 质 量 浓 度 为 0.12g/L 经 密 封 处 理 的 锌 表 面 形 成 一 层 极 薄 的 钝 化 膜 如 果 需 进 一 步 提 高 抗 蚀 性, 则 可 对 磷 化 处 理 后 的 锌 板 进 行 铬 化 处 理 铬 化 处 理 所 用 的 溶 液 成 分 与 密 封 处 理 所 用 的 溶 液 成 分 相 同, 只 是 各 成 分 的 浓 度 不 同 铬 化 处 理 时 铬 酸 的 质 量 浓 度 为 log/l, 处 理 时 间 约 为 5s, 温 度 为 铬 化 处 理 后 的 锌 板 表 面 形 成 的 钝 化 膜 厚 度 为 15-40mg/m 2, 对 钢 板 有 良 好 的 保 护 作 用 10. 什 么 是 彩 色 钢 板 其 生 产 流 程 怎 样? 彩 色 钢 板 是 以 镀 锌 板 铝 板 镀 锌 铝 合 金 板 冷 轧 板 等 作 为 基 体 材 料, 表 面 ( 单 面 或 双 面 ) 涂 以 ( 液 体 辊 涂 ) 或 敷 以 ( 单 面 或 双 面 ) 薄 膜 层, 即 各 种 有 机 涂 料 或 薄 膜, 如 聚 氯 乙 烯 聚 氟 乙 烯 丙 烯 酸 环 氧 树 脂 等 涂 料 和 聚 氯 乙 烯 薄 膜 等 由 于 这 些 有 机 涂 料 和 薄 膜 可 以 配 制 各 种 不 同 颜 色 和 压 出 各 种 花 纹 图 案, 故 称 之 为 彩 色 钢 板 从 技 术 上 说, 世 界 上 开 始 研 制 彩 色 涂 层 板 是 20 世 纪 30 年 代 的 事 情, 达 到 工 业 化 生 产 时 是 单 张 生 产 的, 即 第 一 代 涂 层 技 术 ; 第 二 代 涂 层 技 术 是 连 续 式 一 涂 一 烘 生 产 方 式 ; 第 三 代 涂 层 技 术 是 两 涂 两 烘 生 产 方 式, 而 近 十 几 年 来 已 出 现 第 四 代 涂 层 技 术, 即 三 涂 三 烘 生 产 方 式 总 之 涂 层 技 术 正 处 在 发 展 阶 段, 品 种 繁 多, 用 途 广 泛, 日 益 引 起 各 方 面 的 重 视 三 涂 三 烘 工 艺 的 生 产 流 程 示 于 图 1-8 图 I-8 三 涂 三 烘 工 艺 生 产 流 程 l- 开 卷 机 ;2- 活 套 塔 ;3- 表 面 预 处 理 槽 ;4-l 号 辊 涂 机 ;5-1 号 烘 烤 炉 ;6-2 号 辊 涂 机 ;7-2 号 烘 烤 炉 ;8-3 号 辊 涂 机 ;9-3 号 烘 烤 炉 ;lo- 调 质 轧 制 区 ;11- 平 整 辊 ;12- 活 套 塔 ;13- 涂 蜡 机 ;14- 卷 取 机 基 板 运 到 开 卷 机 1, 经 过 开 卷 后 切 头, 与 前 边 的 钢 板 焊 接 起 来, 进 入 活 套 塔 2, 然 后 进 入 表 面 预 处 理 槽 3, 进 行 表 面 处 理, 处 理 好 的 带 钢 送 入 1 号 辊 涂 机 4, 涂 后 送 入 1 号 烘 烤 炉 5, 依 次 连 续 进 入 2 号 辊 涂 机 6 2 号 烘 烤 炉 7 3 号 辊 涂 机 8 3 号 烘 烤 炉 9 经 过 冷 却 后 进 人 调 质 轧 制 区 10 和 平 整 辊 11, 再 进 入 活 套 塔 12, 在 成 卷 前 经 过 涂 蜡 机 13 涂 蜡, 然 后 卷 成 成 品 钢 卷 11. 什 么 叫 全 连 续 式 冷 连 轧 机? 常 规 的 冷 连 轧 机 生 产 是 单 卷 生 产 的 轧 制 方 式, 因 此 就 一 个 钢 卷 来 说 构 成 多 机 架 连 轧, 但 对 冷 轧 生 产 过 程 来 看, 还 不 是 真 正 的 连 续 生 产 单 卷 轧 制 不 能 消 除 穿 带 脱 尾 加 减 速 轧 制 以 及 过 焊 缝 降 速 等 过 渡 阶 段, 引 起 冷 轧 产 品 的 尺 寸 精 度 发 生 波 动 同 时, 常 规 冷 轧 机 工 时 利 用 率 也 低 全 连 续 冷 轧 机 的 出 现 解 决 了 单 卷 轧 制 的 弊 病

12 图 1-9 为 一 套 五 机 架 全 连 续 式 冷 轧 机 组 的 设 备 组 成 原 料 板 卷 经 高 速 盐 酸 酸 洗 机 组 处 理 后 送 至 开 卷 机, 拆 卷 后 经 头 部 矫 平 机 矫 平 及 端 部 剪 切 机 剪 切, 板 卷 在 高 速 闪 光 焊 接 机 中 进 行 首 尾 对 焊 在 焊 卷 期 间, 为 保 证 轧 机 机 组 仍 按 原 速 轧 制, 需 要 配 置 专 门 的 活 套 仓 在 活 套 仓 的 入 口 与 出 口 处 装 有 焊 缝 检 测 器, 若 在 焊 缝 前 后 有 厚 度 的 变 更, 则 由 该 检 测 器 给 计 算 机 发 出 信 号, 以 便 对 轧 机 作 出 相 应 的 调 整 图 1-9 五 机 架 全 连 续 式 冷 轧 机 组 设 备 组 成 示 意 图 1 2- 活 套 小 车 ;3- 焊 缝 检 测 器 ;4- 套 入 口 勒 导 装 置 ;5- 焊 接 机 ;6- 夹 送 辊 ;7- 剪 断 机 ;8- 三 辊 矫 平 机 ;9 10- 开 卷 机 ;11- 机 组 人 口 勒 导 装 置 ;12- 导 向 辊 ;13- 分 切 剪 断 机 ;14- 卷 取 机 ;15-x 射 线 测 厚 仪 在 冷 连 轧 机 组 末 架 ( 第 五 机 架 ) 与 两 台 张 力 卷 取 机 之 间 装 有 一 套 特 殊 的 夹 送 辊 与 回 转 式 横 切 飞 剪 夹 送 辊 的 用 途 是 当 带 钢 一 旦 被 切 断 而 尚 未 进 入 第 二 个 张 力 卷 取 机 之 前, 维 持 第 五 机 架 一 定 的 前 张 力 在 通 常 情 况 下, 夹 送 辊 不 与 带 钢 相 接 触 横 切 飞 剪 用 于 分 卷 设 置 两 台 卷 取 机 以 便 于 交 替 卷 取 带 钢 全 连 续 式 冷 连 轧 机 即 使 在 换 辊 时, 带 钢 仍 然 停 留 在 轧 机 内 换 辊 结 束, 轧 机 可 立 即 进 行 轧 制 与 常 规 冷 连 轧 相 比 较, 全 连 续 式 冷 轧 的 优 点 是 : (1) 工 时 利 用 率 大 为 提 高 这 是 因 为 : 消 除 了 穿 带 过 程 所 引 起 的 工 时 损 失 ; 减 少 了 换 辊 次 数 ; 节 省 了 加 减 速 时 间 在 全 连 续 冷 轧 机 组 中, 轧 机 一 经 开 动 后, 一 般 不 减 速, 只 在 更 换 产 品 规 格 及 飞 剪 剪 切 时 才 有 必 要 将 速 度 降 至 5-10m/s 左 右 (2) 提 高 了 成 材 率 减 少 带 卷 头 尾 厚 度 超 差 及 头 尾 剪 切 损 失 (3) 轧 辊 使 用 条 件 改 善 减 少 了 因 穿 带 轧 折 与 脱 尾 冲 击 而 引 起 辊 面 损 伤 ; 因 加 减 速 次 数 减 少, 也 使 轧 辊 磨 损 减 小 结 果 使 换 辊 次 数 减 少, 轧 辊 的 储 备 和 磨 削 工 作 量 相 应 地 减 少, 同 时 也 提 高 了 产 品 的 表 面 质 量 (4) 节 省 劳 动 力 由 于 轧 机 工 作 不 需 要 人 工 调 定, 并 取 消 了 穿 带 脱 尾 作 业, 而 且 生 产 控 制 的 主 要 任 务 都 由 计 算 机 完 成, 故 操 作 人 员 可 大 大 缩 减 12. 酸 洗 一 冷 连 轧 联 合 机 组 的 特 点 是 什 么? 酸 洗 一 冷 连 轧 联 合 机 组 是 在 全 连 续 式 ( 无 头 轧 制 ) 冷 轧 机 的 基 础 上 发 展 起 来 的 前 者 的 优 点 也 基 本 上 包 含 了 后 者 所 有 的 优 点 并 有 所 发 展 酸 洗 一 冷 连 轧 联 合 机 组 的 优 点 是 : (1) 设 备 减 少, 与 传 统 的 常 规 轧 机 相 比, 省 掉 了 酸 洗 机 组 的 尾 部 和 连 轧 机 组 头 部 的 机 电 设 备 (2) 减 少 主 厂 房 建 筑 面 积, 省 掉 了 酸 洗 与 轧 机 之 间 的 中 间 钢 卷 存 放 库 并 缩 短 了 生 产 周 期 (3) 跟 无 头 轧 制 一 样, 免 除 了 穿 带 甩 尾 等 容 易 造 成 事 故 的 作 业, 操 作 比 较 平 稳, 提 高 了 轧 机 的 作 业 率 和 金 属 收 得 率, 产 品 质 量 得 到 了 提 高 (4) 跟 无 头 轧 制 一 样, 可 以 不 停 机 来 变 换 产 品 规 格, 生 产 灵 活, 计 划 安 排 比 较 方 便 (5) 由 于 轧 制 速 度 比 常 规 轧 制 低, 主 电 机 容 量 相 应 可 以 减 少 1/4-1/3, 电 气 设 备 容 量 和

13 能 耗 可 以 减 少 (6) 由 于 工 序 和 设 备 减 少, 自 动 化 程 度 提 高, 操 作 人 员 可 大 大 减 少 酸 洗 一 冷 连 轧 联 合 机 组 的 几 个 关 键 设 备 为 ( 见 图 l-10): 图 1-10 连 续 酸 洗 及 冷 轧 机 布 置 图 1- 辅 助 开 卷 机 及 带 卷 准 备 ;2- 开 卷 机 ;3- 矫 平 ;4- 闪 光 对 接 焊 机 ;5- 酸 洗 线 入 口 活 套 ;6- 张 矫 ;7- 酸 洗 段 ; 8- 剪 边 机 ;9- 剪 机 ;10- 涂 蜡 机 ;11- 张 力 卷 取 机 ;12- 焊 接 机 ;13- 导 向 装 置 ;14- 冷 连 轧 机 组 ;15 一 飞 剪 ; 16 一 在 线 检 验 台 (1) 酸 洗 头 部 的 焊 接 机 带 钢 的 焊 接 质 量 能 否 经 受 拉 伸 矫 直 酸 洗 轧 制 的 考 验, 焊 接 周 期 能 否 缩 短, 都 取 决 于 焊 机 的 好 坏 生 产 中 的 断 带 不 仅 影 响 产 量 而 且 往 往 损 伤 设 备 新 一 代 的 焊 机 不 仅 能 在 带 钢 的 厚 度 和 宽 度 方 向 上 进 行 自 动 调 整 和 对 中, 而 且 有 机 内 剪 切 装 置, 以 保 证 带 钢 端 头 几 何 形 状 的 准 确, 从 而 提 高 焊 缝 质 量, 焊 接 周 期 也 可 从 loos 以 上 缩 短 到 70-75s (2) 酸 洗 段 的 拉 伸 矫 直 机 酸 洗 前 的 拉 伸 机 械 预 除 鳞 对 提 高 酸 洗 速 度 和 质 量 以 及 降 低 酸 耗 有 显 著 作 用, 而 拉 伸 矫 直 被 认 为 是 最 好 的 机 械 除 鳞 装 置 其 伸 长 率 要 达 到 2% 效 果 才 显 著, 对 改 进 原 料 带 钢 的 板 形 也 较 为 有 利 (3) 酸 洗 尾 部 的 剪 边 机 和 废 边 处 理 装 置 这 是 机 组 容 易 出 现 事 故 和 影 响 生 产 的 薄 弱 环 节 当 带 钢 宽 度 变 化 时 要 能 快 速 调 整 ; 剪 刃 的 更 换 和 调 整 更 要 求 能 快 速 进 行 为 了 解 决 这 些 问 题, 有 的 是 采 用 了 两 台 圆 盘 剪 交 替 使 用, 近 来 更 多 的 是 采 用 一 台 回 转 刀 台 式 拉 剪 废 边 的 处 理 有 的 采 用 卷 取 成 团 的 办 法, 也 有 的 采 用 碎 边 剪 剪 成 小 段 通 过 运 输 带 运 出 主 厂 房 外 (4) 轧 机 前 的 张 力 辊 组 和 张 力 调 节 装 置 为 保 证 带 钢 能 顺 利 地 进 入 轧 机 并 有 适 当 的 后 张 力, 跟 全 连 续 无 头 轧 制 一 样 在 轧 机 的 人 口 要 有 适 当 的 张 紧 辊 组 和 张 力 调 节 装 置 (5) 轧 机 尾 部 的 卷 取 机 与 全 连 续 无 头 轧 制 一 样, 带 钢 在 轧 机 出 口 飞 剪 切 分 后 要 迅 速 准 确 地 进 入 另 一 卷 取 机 ( 或 卷 取 机 的 另 一 卷 筒 ), 否 则 容 易 发 生 事 故 在 欧 洲 多 采 用 两 台 卷 取 机, 在 日 本 则 采 用 一 台 双 位 卷 筒 回 转 式 卷 取 机 13. 对 冷 轧 板 带 钢 通 常 要 求 哪 些 力 学 性 能 和 工 艺 性 能? 为 了 合 理 地 使 用 板 带 钢 和 评 定 其 质 量, 技 术 标 准 中 都 有 对 钢 材 进 行 力 学 性 能 及 工 艺 性 能

14 试 验 的 规 定 力 学 性 能 是 指 钢 材 受 外 力 作 用 时 反 映 出 来 的 各 种 指 标, 包 括 抗 拉 强 度 屈 服 强 度 伸 长 率 断 面 收 缩 率 和 冲 击 韧 性 等 工 艺 性 能 试 验 的 目 的, 是 检 验 板 带 钢 具 有 的 再 加 工 性 能, 工 艺 性 能 包 括 弯 曲 冲 压 焊 接 性 能 等 板 带 钢 的 各 种 力 学 性 能 和 工 艺 性 能 的 名 词 解 释 列 于 表 1-2 和 表 1-3 表 1-2 力 学 性 能 名 称 符 号 单 位 解 释 极 限 强 度 (1) 抗 拉 强 度 (2) 屈 服 强 度 σb σs MPa MPa MPa 材 料 抵 抗 外 力 破 坏 作 用 的 最 大 能 力, 即 材 料 在 断 裂 前 能 承 受 的 最 大 载 荷 除 以 原 横 截 面 积 得 到 的 应 力, 叫 做 极 限 强 度 外 力 是 拉 力 时 的 极 限 强 度 叫 做 抗 拉 强 度 材 料 ( 试 样 ) 在 受 外 力 作 用, 载 荷 增 大 到 某 一 数 值 时, 试 样 发 生 连 续 伸 长 的 现 象 叫 做 屈 服 现 象 这 时 材 料 抵 抗 外 力 的 能 力 叫 做 屈 服 强 度 σ0.2 MPa 一 般 把 引 起 试 样 标 距 部 分 发 生 一 定 残 余 伸 长 量 的 载 荷, 规 定 为 试 样 的 屈 服 载 荷 若 标 距 内 的 残 余 伸 长 量 定 为 拉 伸 试 样 原 标 距 长 度 的 O.2%, 此 时 的 屈 服 强 度 常 用 σ0.2 表 示 塑 性 塑 性 是 金 属 材 料 受 力 后 发 生 永 久 变 形 而 不 破 坏 的 能 力 金 属 材 料 塑 性 的 高 低 是 用 两 种 指 标 来 表 示 的, 即 伸 长 率 和 断 面 收 缩 率 ( 也 叫 面 缩 率 ) (1) 伸 长 率 δ % 材 料 受 拉 力 作 用 而 断 裂 时. 伸 长 的 长 度 与 原 有 长 度 的 百 分 比 叫 做 伸 长 率 伸 长 率 公 式 为 : δ=( 试 样 拉 断 时 的 长 度 L- 试 样 原 来 长 度 Lo)/ 试 样 原 来 长 度 L 100% (2) 断 面 收 缩 率 δ5 δ10 ψ % % % δ5 表 示 试 样 的 标 距 等 于 5 倍 直 径 的 伸 长 率 ; δ10 表 示 试 样 的 标 距 等 于 lo 倍 直 径 的 伸 长 率 材 料 受 拉 力 作 用 断 裂 时, 断 面 缩 小 的 面 积 与 原 来 断 面 积 的 百 分 比, 叫 做 断 面 收 缩 率 断 面 收 缩 率 公 式 为 : ψ=( 试 样 原 来 断 面 积 F0- 试 样 断 裂 处 的 断 面 积 F1)/ 试 样 原 来 断 面 积 F0 100%

15 名 称 符 号 单 位 解 释 硬 度 硬 度 是 材 料 抵 抗 硬 的 物 体 压 入 自 己 表 面 的 (1) 布 氏 硬 度 (2) 洛 氏 硬 度 HB HR 能 力 布 氏 硬 度 试 验 是 测 量 硬 度 的 主 要 方 法 之 一 其 原 理 是 以 一 定 的 载 荷 ( 一 般 为 30000N) 把 一 定 大 小 ( 直 径 一 般 为 10mm) 的 淬 硬 钢 球 压 人 材 料 表 面, 然 后 以 材 料 表 面 上 凹 坑 的 表 面 积 来 除 载 荷, 其 商 即 为 硬 度 值 布 氏 硬 度 值 可 根 据 印 痕 直 径 的 数 值 在 专 门 的 硬 度 换 算 表 上 查 得 当 测 定 硬 度 时, 一 般 不 将 硬 度 值 单 位 MPa 列 出 当 材 料 硬 度 超 过 布 氏 硬 度 HB450 以 上, 或 者 试 样 过 小 时, 均 不 能 采 用 布 氏 硬 度 试 验. 而 改 用 洛 氏 硬 度 计 洛 氏 硬 度 试 验 是 用 一 个 顶 角 120 的 金 刚 石 圆 锥 或 直 径 为 1.59mm 3.18mm 的 钢 球. 在 一 定 载 荷 下 压 人 被 测 材 料 表 面, 由 压 痕 的 深 度 求 出 材 料 的 硬 度 洛 氏 硬 度 试 验 时, 根 据 试 验 材 料 可 能 的 硬 度, 采 用 不 同 的 压 头 与 载 荷, 所 得 的 硬 度 分 别 用 3 种 不 同 的 标 度 来 表 示 : HRB,HRC,HRA 续 表 l-2 名 称 符 号 单 位 解 释 1) 标 度 C 2) 标 度 B 3) 标 度 A (3) 维 氏 硬 度 HRC HRB HRA HV 标 度 C 是 采 用 1500N 载 荷 和 钻 石 锥 压 入 器 求 得 的 硬 度 值 HRC 用 于 测 量 硬 度 很 高 的 材 料, 如 淬 火 钢 轧 辊 ; 标 度 B 是 采 用 1000N 载 荷 和 直 径 1.59mm 淬 硬 的 钢 球 求 得 的 硬 度 HRB 用 于 测 量 硬 度 较 低 的 材 料, 如 退 火 钢 ; 标 度 A 是 采 用 600N 载 荷 和 钻 石 锥 压 入 器 求 得 的 硬 度 HRA 用 于 测 量 硬 度 极 高 的 材 料, 如 碳 化 物 硬 质 合 金 等 ; 它 是 以 1200N 以 内 的 载 荷, 把 顶 角 为 136 方 锥 形 金 刚 石 压 头 压 人 材 料 表 面, 然 后 以 材 料 表 面 上 凹 坑 的 表 面 积 来 除 载 荷, 其 商 即 为 维 氏 硬 度 值 冲 击 值 ( 冲 击 韧 性 ) αk J/m 2 金 属 材 料 抵 抗 冲 击 载 荷 的 能 力, 叫 做 冲 击 韧 性 以 试 样 断 口 处 的 断 面 积 来 除 冲 断 试 样 所 耗 用 功 的 商, 叫 做 冲 击 值 在 常 温 下 进 行 的 冲 击 试 验 叫 常 温 冲 击 韧 性 ; 在 低 温 下 进 行 的 冲 击 试 验 叫 低 温 冲 击 韧 性 冲 击 值 公 式 : αk= 击 断 试 样 所 消 耗 的 冲 击 功 AK/ 试 验 前 试 样 断 面 积 F 表 1-3 工 艺 性 能

16 名 称 解 释 焊 接 性 能 金 属 材 料 的 焊 接 性 能 是 指 在 给 定 的 工 艺 条 件 和 焊 接 结 构 方 案 下, 用 焊 接 方 法 获 得 预 期 质 量 要 求 的 优 良 焊 接 接 头 的 性 能 冷 弯 性 能 冷 弯 是 材 料 承 受 弯 曲 变 形 能 力 的 指 标, 它 间 接 反 映 钢 材 的 塑 性, 常 用 于 板 带 材 检 验 通 常, 试 样 宽 度 等 于 厚 度 的 2 倍, 弯 曲 直 径 为 厚 度 的 1-5 倍, 当 弯 到 180 时, 检 查 试 样 弯 曲 处 情 况, 如 果 没 有 裂 纹 或 分 层 缺 陷, 即 为 冷 弯 性 能 合 格 冲 击 性 能 在 冲 压 变 形 过 程 中 金 属 板 料 不 产 生 裂 纹 等 缺 陷 的 变 形 极 限 常 用 板 料 的 宽 厚 塑 性 变 形 比 R 的 大 小 来 表 示 板 料 的 冲 击 能 力 测 定 冲 击 能 力 的 试 验 方 法 有 杯 突 法 ( 也 叫 艾 利 克 森 试 验 法 ) 和 拉 伸 试 验 法 14. 冷 轧 板 带 有 哪 些 品 种 和 规 格? 冷 轧 钢 板 和 带 材 的 品 种 很 多, 国 家 标 准 作 了 相 应 规 定 ( 见 表 1-4 和 表 1-5) 需 要 量 最 大 的 有 深 冲 钢 板 镀 层 钢 板 和 电 工 硅 钢 板 3 大 品 种, 它 们 的 特 点 如 下 : 表 l-4 冷 轧 钢 板 的 品 种 和 规 格 冷 轧 钢 板 品 种 厚 度 范 围 /mm 宽 度 范 围 /mm 普 通 薄 钢 板 合 金 结 构 钢 板 深 冲 钢 板 弹 簧 钢 板 不 锈 钢 板 电 工 硅 钢 板 纯 铁 薄 板 酸 洗 钢 板 镀 锌 钢 板 镀 铅 钢 板 镀 锡 钢 板 0.2~4.O O.2~4.O O.8~3.0 O.7~4.0 O.5~ ~1.O O.2~4.O O.25~2.O 0.35~1.5 O.50~O ~O ~ ~1500 约 ~ ~ ~ ~ ~ ~lOOO 600~ ~1100 表 l-5 冷 轧 钢 带 的 品 种 和 规 格 冷 轧 钢 带 品 种 厚 度 范 围 /mm 宽 度 范 围 /mm 普 通 冷 轧 钢 带 冷 轧 焊 管 坯 冷 轧 冲 压 钢 带 碳 素 结 构 钢 带 弹 簧 工 具 钢 带 不 锈 钢 带 热 镀 锡 钢 带 O.05~3.0 O.50~4.0 O.05~3.6 O.1~3.O O.1~3.O 0.05~2.5 O.08~O.52 5~200 50~500 4~300 4~200 4~200 20~400 90~300 (1) 深 冲 钢 板 主 要 是 汽 车 钢 板, 特 点 是 宽 度 较 大, 钢 板 表 面 要 求 平 滑 洁 净, 对 钢 板 厚 度 公 差 及 板 形 要 求 也 十 分 严 格 在 冷 状 态 下, 钢 板 具 有 较 好 的 加 工 和 焊 接 性 能, 一 般 均 为 优 质

17 低 碳 结 构 钢 ( 碳 的 质 量 分 数 低 于 0.09%), 结 晶 组 织 是 均 匀 的 等 轴 铁 素 体 细 晶 粒 ( 晶 粒 度 6-7 级 ) 加 少 量 粒 状 珠 光 体 或 渗 碳 体 的 组 织 (2) 镀 锡 钢 板 一 般 多 为 沸 腾 钢 或 封 顶 钢 它 的 特 点 是 除 了 具 有 良 好 的 深 冲 性 能 外, 还 具 有 很 好 的 耐 蚀 性, 良 好 的 外 观 质 量, 能 够 进 行 精 美 的 印 刷 和 涂 饰 因 此, 它 是 罐 头 食 品 工 业 的 重 要 材 料 ; 也 广 泛 用 于 制 盒 玩 具 和 日 用 品 工 业 中 除 了 镀 锡 钢 板 外, 还 有 镀 锌 镀 铝 镀 铅 及 搪 瓷 板 塑 料 覆 层 板 等 镀 锌 板 抗 大 气 腐 蚀 性 能 较 好, 表 面 美 观, 加 工 性 能 也 较 好, 大 多 用 于 建 筑 工 业 和 容 器 等 日 用 品 工 业 镀 铝 板 耐 高 温 氧 化 性 能 甚 好, 为 普 通 钢 板 的 3-5 倍, 多 用 于 热 处 理 炉 的 内 罩 及 热 气 流 导 管 等 镀 铅 板 对 汽 油 有 很 好 的 耐 蚀 性, 主 要 用 于 汽 车 油 箱 等 处 塑 料 覆 层 钢 板 具 有 良 好 的 耐 酸 耐 蚀 等 塑 料 的 固 有 性 能, 可 与 基 体 钢 板 同 时 冲 压 焊 接, 而 且 色 泽 鲜 艳, 现 已 用 于 车 辆 船 舶 建 筑 器 具 等 制 造 业 中 (3) 电 工 硅 钢 板 主 要 是 硅 钢 薄 板, 硅 的 质 量 分 数 为 0.5%-5 % 它 是 制 造 电 机 电 器 和 变 压 器 铁 心 的 材 料, 以 要 求 电 磁 性 能 为 主 ( 磁 导 率 高 和 铁 损 低 ), 也 要 求 板 形 好, 尺 寸 公 差 小 ( 得 到 较 高 的 充 填 系 数 ) 及 表 面 带 有 优 良 的 绝 缘 薄 膜 此 外, 还 有 工 业 钝 铁 它 的 主 要 特 点 是 成 本 低, 磁 导 率 高, 加 工 性 能 好, 也 是 制 造 电 机 和 电 器 的 适 用 材 料 冷 轧 电 工 硅 钢 板 的 铁 损 较 热 轧 电 工 硅 钢 板 减 少 50%, 磁 感 值 提 高 30%, 相 应 可 减 少 钢 材 用 量 达 20%-30%, 而 且 也 节 约 了 电 能 和 铜 导 线 等 材 料 冷 轧 硅 钢 薄 板 的 硅 的 质 量 分 数 小 于 3.5%, 可 分 为 取 向 硅 钢 薄 板 ( 用 于 变 压 器 制 造 ) 和 非 取 向 硅 钢 薄 板 ( 用 于 电 机 制 造 ) 两 大 类 此 外 尚 有 弹 簧 工 具 耐 热 及 不 锈 等 冷 轧 薄 钢 板, 虽 然 这 些 品 种 需 要 量 都 不 大, 但 却 是 国 民 经 济 发 展 和 国 防 现 代 化 所 必 需 的 关 键 性 产 品 各 种 冷 轧 钢 带 还 可 按 照 制 造 精 度 表 面 状 态 表 面 颜 色 边 缘 状 态 用 途 材 料 状 态 力 学 性 能 和 表 面 质 量 等 8 个 方 面 进 行 分 类, 其 分 类 情 况 和 规 定 符 号 列 于 表 1-6 表 1-6 冷 轧 钢 带 分 类 分 类 规 定 符 号 生 产 钢 号 冷 轧 冷 轧 冷 轧 冷 轧 热 及 分 组 普 通 优 质 弹 簧 低 碳 处 理 碳 素 碳 素 工 具 钢 带 弹 簧 钢 带 钢 带 钢 带 钢 带 (1) 按 制 造 精 度 分 : (1) 冷 轧 碳 素 钢 带 用 普 通 精 度 钢 带 宽 度 精 度 较 高 的 钢 带 厚 度 精 度 较 高 的 钢 带 宽 度 厚 度 精 度 较 高 的 钢 带 较 高 精 度 钢 带 高 级 精 度 钢 带 P K H KH P K H KH P K H KH P K H KH P J G (2) 按 表 面 状 态 分 : 光 亮 钢 带 不 光 亮 钢 带 磨 光 钢 带 不 磨 光 钢 带 G BG G BG G BG M BM 碳 素 结 构 钢 生 产 ; (2) 冷 轧 优 质 碳 素 钢 带 用 和 70 钢 生 产 ; (3) 冷 轧 弹 簧 钢 带 用 T7 ~T13 T8MnA T7A~T13A( 不 包 括 Tll 及 TllA) 生 产, 冷 轧 工 具 钢 带 用 Cr06 8CrV W9Cr4V

18 (3) 按 表 面 颜 色 分 : W18Cr4V 50CrVA 抛 光 钢 带 P0 65Si2MnVA 光 亮 钢 带 Gn 60Si2Mn 60Si2MnA 经 色 调 处 理 的 钢 带 S 70Si2CrA 生 产 ; 灰 暗 色 钢 带 A (4) 按 边 缘 状 态 分 : 切 边 钢 带 Q Q Q Q Q 不 切 边 钢 带 BQ BQ BQ BQ 磨 边 钢 带 M 压 扁 钢 丝 制 的 钢 带 Y (5) 按 用 途 分 : (4) 冷 轧 低 碳 钢 带 食 品 工 业 用 S 用 Q195 或 非 食 品 工 业 用 F 05F 08F 10F 生 产 ; (6) 按 材 料 状 态 分 : 冷 硬 钢 带 退 火 ( 再 结 晶 退 火 ) 钢 带 球 化 退 火 钢 带 特 软 钢 带 软 钢 带 半 软 钢 带 低 硬 钢 带 I T T QT I I TR R BR di (5) 热 处 理 弹 簧 钢 带 用 T7A~T10A 65Mn 60Si2MnA 70Si2CrA 生 产 按 强 度 分 3 级 : I 级 1300~1600Mpa; Ⅱ 级 1610~1900Mpa; Ⅲ 级 <1900MPa (7) 按 强 度 分 : I 一 级 强 度 钢 带 Ⅱ 二 级 强 度 钢 带 Ⅲ 三 级 强 度 钢 带 (8) 按 力 学 性 能 分 : I 级 钢 带 I Ⅱ 级 钢 带 Ⅱ Ⅲ 级 钢 带 Ⅲ (9) 按 表 面 质 量 分 I I 级 钢 带 Ⅱ Ⅱ 级 钢 带 Ⅲ Ⅲ 级 钢 带

19 第 二 章 坯 料 与 酸 洗 一 冷 轧 坯 料 15. 冷 轧 坯 料 有 哪 几 种 有 哪 些 要 求? 冷 轧 板 带 所 用 的 原 料 主 要 有 热 轧 带 卷 热 轧 钢 板 热 轧 窄 带 钢 和 热 轧 扁 钢 等 现 代 化 冷 轧 带 钢 车 间 全 部 采 用 热 轧 带 卷, 质 量 在 几 吨 到 几 十 吨 之 间, 它 是 由 连 续 式 热 带 钢 轧 机 或 炉 卷 轧 机 供 应 的 宽 度 小 于 600mm 的 冷 轧 窄 带 钢, 使 用 的 原 料 有 3 种 : 用 热 轧 宽 带 钢 卷 经 分 条 剪 切 的 窄 带 卷 ; 由 热 轧 窄 带 钢 轧 机 轧 制 的 窄 带 卷 ; 由 小 型 热 轧 机 轧 制 的 窄 扁 带 钢 在 一 些 条 件 不 完 备 的 车 间, 也 采 用 厚 度 较 大 的 条 形 扁 钢 作 为 冷 轧 薄 板 带 的 原 料 单 张 冷 轧 钢 板 使 用 的 原 料, 有 的 是 用 热 轧 中 厚 板 或 热 轧 带 钢 经 剪 切 而 得 的 板 坯 ; 有 的 是 采 用 型 钢 车 间 供 应 的 扁 坯, 经 过 热 轧 开 成 冷 轧 所 需 要 坯 料 尺 寸 对 冷 轧 坯 料 要 求 如 下 : (1) 钢 的 化 学 成 分 应 符 合 国 家 标 准 的 规 定 ; (2) 坯 料 厚 度 和 宽 度 尺 寸 应 符 合 规 定 ( 单 张 坯 料 则 还 包 括 长 度 尺 寸 ); (3) 表 面 无 氧 化 铁 皮, 边 部 无 裂 纹 等 ; (4) 无 条 状 划 伤 压 印 压 坑 凸 泡 和 分 层 等 缺 陷 ; (5) 带 卷 无 塔 形 松 卷 16. 对 冷 轧 碳 素 结 构 钢 带 的 坯 料 有 哪 些 技 术 要 求? 冷 轧 碳 素 结 构 钢 带 通 常 用 热 轧 窄 钢 带 或 钢 卷 作 为 坯 料, 其 宽 度 为 mm, 厚 度 为 Omm 碳 素 结 构 钢 的 牌 号 和 化 学 成 分 见 表 2-1, 力 学 性 能 和 冷 弯 试 验 见 表 2-2 和 表 2-3 表 2-l 碳 素 结 构 钢 的 牌 号 和 化 学 成 分 (GB/T ) 化 学 成 分 ( 质 量 分 数 )/% 牌 号 等 级 Si S P 脱 氧 方 法 C Mn 不 大 于 Q195 O.06~O.12 O.25~O.50 O.30 O.050 O.045 F b Z A Q ~O.15 O.25~ O.045 F b Z B O.045 A O.14~O.22 O.30~O.65 O.050 O.045 F b Z B 0.12~0.20 O.30~0.70 O.30 O.045 Q235 C 0.18 O.040 O.040 Z 0.35~0.80 D O.035 TZ A O.050 Q ~O.28 O.40~O.70 O.30 O.045 F b Z B O.045 Q275 O.28~O.38 O.50~O.80 O.35 O b Z 注 :Q235A B 级 沸 腾 钢 锰 含 量 ( 质 量 分 数 ) 上 限 为 O.60%

20 补 充 规 定 :1. 沸 腾 钢 硅 含 量 ( 质 量 分 数 ) 不 大 于 0.07%; 半 镇 静 钢 硅 含 量 ( 质 量 分 数 ) 不 大 于 O.17%; 镇 静 钢 硅 含 量 ( 质 量 分 数 ) 下 限 值 为 O.12% 2.D 级 钢 应 含 有 足 够 的 形 成 细 晶 粒 结 构 的 元 素, 例 如 钢 中 酸 溶 铝 含 量 ( 质 量 分 数 ) 不 小 于 % 或 全 铝 含 量 ( 质 量 分 数 ) 不 小 于 0.020% 3. 钢 中 残 余 元 素 铬 镍 铜 含 量 ( 质 量 分 数 ) 应 各 不 大 于 O.30%, 氧 气 转 炉 钢 的 氮 含 量 ( 质 量 分 数 ) 应 不 大 于 O.008%, 如 供 方 能 保 证, 均 可 不 做 分 析 经 需 方 同 意,A 级 钢 的 铜 含 量 ( 质 量 分 数 ) 可 不 大 于 O.35% 此 时, 供 方 应 做 铜 含 量 的 分 析, 并 在 质 量 证 明 书 中 注 明 其 含 量 4. 钢 中 砷 的 残 余 含 量 ( 质 量 分 数 ) 应 不 大 于 O.080% 用 含 砷 矿 冶 炼 生 铁 所 冶 炼 的 钢, 砷 含 量 由 供 祷 双 方 协 议 规 定 如 原 料 中 没 有 含 砷, 对 钢 中 的 砷 含 量 可 以 不 做 分 析 5. 在 保 证 钢 材 力 学 性 能 符 合 本 标 准 规 定 情 况 下, 各 牌 号 A 级 钢 的 碳 硅 锰 含 量 和 各 牌 号 其 他 等 级 钢 碳 锰 含 量 下 限 可 以 不 作 为 交 货 条 件, 但 其 含 量 ( 熔 炼 分 析 ) 应 在 质 量 证 明 书 中 注 明 6. 在 供 应 商 品 钢 锭 ( 包 括 连 铸 坯 ) 钢 坯 时, 供 方 应 保 证 化 学 成 分 ( 熔 炼 分 析 ) 符 合 本 表 的 规 定, 但 为 保 证 轧 制 钢 材 各 项 性 能 符 合 本 标 准 要 求, 各 牌 号 A B 级 钢 的 化 学 成 分 可 以 根 据 需 方 要 求 进 行 适 当 调 整, 另 订 协 议 表 2-2 碳 素 结 构 钢 的 力 学 性 能 拉 伸 试 验 冲 击 试 验 屈 服 点 σs/mpa 伸 长 率 δ5/% V 形 冲 击 钢 板 厚 度 ( 直 径 )/mm 抗 拉 强 钢 板 厚 度 ( 直 径 )/mm 吸 收 功 牌 号 等 级 16 >16 >60 >100 度 >40 >150 ~ ~ 16 >16 >60 >100 温 度 >40 ( 纵 向 ) σb/ ~ ~ >150 / ~40 ~60 ~40 ~60 /J MPa 不 小 于 不 小 于 不 小 于 (195 ( ~ Q ) ) 430 A QZl5 B ~ A B 375~ 20 Q C 500 O 27 D -20 A Q255 B ~ ~ Q 注 ;1. 牌 号 Q195 的 屈 服 点 仅 供 参 考, 不 作 为 交 货 条 件 2. 用 沸 腾 钢 轧 制 各 牌 号 的 B 级 钢 材, 其 厚 度 ( 直 径 ) 一 般 不 大 于 25mm

21 表 2-3 碳 素 结 构 钢 的 冷 弯 试 验 牌 试 冷 弯 试 验 B=2a,180 牌 试 冷 弯 试 验 B=2a,180 号 样 钢 材 厚 度 ( 直 径 )/mm 号 样 钢 材 厚 度 ( 直 径 )/mm 方 60 >60~100 >100~200 方 60 >60~100 >100~200 向 弯 心 直 径 d 向 弯 心 直 径 d Q19 纵 O Q23 纵 a 2a 2.5a 5 横 0.5a 5 横 1.5a 2.5a 3n Q21 5 纵 O.5a 1.5a 2a 2a 2.5a Q25 5 Q27 2a 3a 3a 4a 3.5a 4.5a 5 注 :l. B 为 试 样 宽 度,a 为 钢 材 厚 度 ( 直 径 ) 2. 各 牌 号 A 级 钢 的 冷 弯 试 验, 在 需 方 有 要 求 时 才 进 行 当 冷 弯 试 验 合 格 时, 抗 拉 强 度 上 限 可 不 作 为 交 货 条 件 碳 素 结 构 钢 带 的 宽 度 和 厚 度 允 许 偏 差 见 表 2-4 钢 带 的 厚 度 应 均 匀, 在 同 一 截 面 的 中 间 部 分 和 两 边 部 分 测 量 3 点 厚 度 的 最 大 差 值 (3 点 差 ) 以 及 沿 轧 制 方 向 的 同 一 直 线 上 任 意 测 定 3 点 厚 度 的 最 大 差 值 ( 同 条 差 ) 应 符 合 表 2-5 和 表 2-6 的 规 定 钢 带 的 镰 刀 弯 应 每 米 不 大 于 4mm 分 类 及 代 号 尺 寸 范 围 厚 度 允 许 偏 差 表 2-4 碳 素 结 构 钢 冷 轧 钢 带 的 尺 寸 规 格 )(mm) 按 尺 寸 精 度 分 类 按 表 面 精 度 分 类 按 边 缘 状 态 分 类 接 力 学 性 质 分 类 普 通 精 度 P 宽 度 较 高 精 度 K 软 钢 带 R 厚 度 较 高 精 度 H 普 通 精 度 表 面 I 切 边 Q 半 软 钢 带 BR 宽 厚 度 较 高 精 度 较 高 精 度 表 面 不 切 边 BQ 硬 钢 带 Y KH Ⅱ 厚 度 O.10~3.00, 宽 度 10~250, 尺 寸 问 隔 按 用 户 要 求 厚 度 允 许 偏 差 厚 度 允 许 偏 差 普 通 精 度 较 高 精 度 普 通 精 度 较 高 精 度 O.02 O >O.70~ 1.OO O -O.07 O >0.15~ 0.25 O -O O.02 >1.OO~ O O.07 >O.25~ O O >1.50~ 2.50 O -O.12 O >O.4~ O O >2.50~ O O O.15 -O.12

22 续 表 2-4 切 边 钢 带 宽 厚 度 宽 度 允 许 偏 差 度 允 许 偏 差 宽 度 120 宽 度 >120 普 通 精 度 较 高 精 度 普 通 精 度 较 高 精 度 0.50 O O.15 O -O O.25 >0.5~1.00 O -O.35 O -O.25 O -O >1.00~ 3.00 O -O.50 O -O.40 O O.50 不 切 边 钢 带 宽 度 允 许 偏 差 宽 度 允 许 偏 普 通 精 度 较 高 精 度 差 120 士 l.5 ±1.O >120 士 2.5 士 2.O 标 记 示 例 : 用 Q235A F 钢 轧 制 的 普 通 精 度 尺 寸, 较 高 精 度 表 面, 切 边, 半 软 态, 厚 度 为 120mm 的 钢 带, 标 记 为 : 冷 轧 钢 带 Q235A F-P-II-Q-BR-0.5X120GB/T 表 2-5 热 轧 钢 带 的 3 点 差 (GB/T )(mm) 钢 带 宽 度 3 点 差 钢 带 宽 度 3 点 差 100 >1OO~ O.12 >150~200 >200~400 >400 O.14 O.15 O.17 表 2-6 热 轧 钢 带 的 同 条 差 (GB/T )(mm) 钢 带 宽 度 同 条 差 150 O.20 >150 O.25 钢 带 表 面 光 洁, 不 得 有 裂 缝 折 叠 分 层 气 孔 非 金 属 夹 杂 粗 毛 刺 和 鳞 片 层 ; 允 许 有 深 度 或 高 度 不 大 于 厚 度 允 许 偏 差 一 半 的 局 部 细 小 凹 陷 划 痕 麻 点 凸 起 和 深 度 不 大 于 O.08mm 的 红 斑 钢 带 侧 面 不 得 有 裂 边 ; 允 许 有 轻 微 的 毛 边, 其 深 度 不 大 于 宽 度 允 许 负 偏 差 的 1/5 17 坯 料 常 见 缺 陷 有 哪 些, 对 冷 轧 生 产 有 什 么 影 响? 冷 轧 所 使 用 的 各 种 形 式 的 原 料, 最 常 见 的 缺 陷 是 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 边 部 裂 纹 表 面 麻 坑 凸 泡 过 大 纵 条 状 划 伤 沿 纵 向 厚 度 不 均 沿 横 向 厚 度 偏 差 过 大 沿 纵 向 呈 镰 刀 弯 或 S 弯 钢 卷 塔 形 浪 形 扁 卷 长 舌 头 冷 松 卷 等 凡 属 表 面 缺 陷 ( 裂 纹 麻 坑 凸 泡 划 伤 等 ) 应 以 程 度 不 同 而 区 别, 经 修 磨 处 理 符 合 公 差 尺 寸 和 技 术 规 程 要 求 者, 即 可 通 过 相 应 的 措 施 处 理 ; 凡 缺 陷 超 过 规 程 规 定 的, 应 作 判 废 处 理, 不 宜 勉 强 进 行 轧 制 凡 属 尺 寸 方 面 的 缺 陷, 也 应 按 具 体 情 况 分 别 处 理 坯 料 常 见 缺 陷 及 其 对 冷 轧 生 产 的 影 响 简 述 如 下 : (1) 宽 度 及 厚 度 偏 差 原 料 带 钢 宽 度 偏 差 是 指 带 钢 全 长 内 偏 离 公 称 宽 度 的 数 值, 实 际 生

23 产 中 带 钢 宽 度 往 往 是 中 间 窄 两 头 宽, 有 时 中 间 窄 得 剪 不 着 边, 两 头 宽 得 剪 下 的 毛 边 超 过 了 允 许 宽 度 实 践 证 明, 带 钢 宽 度 超 过 最 大 允 许 偏 差 时, 剪 边 过 宽, 入 碎 边 剪 后 不 易 被 剪 断, 往 往 造 成 碎 边 剪 出 现 事 故 相 反, 当 带 钢 宽 度 过 窄 时, 剪 边 过 窄, 在 带 钢 中 心 出 现 偏 离 时, 可 能 出 现 空 过 圆 盘 剪 而 造 成 空 剪 窄 尺, 当 带 钢 在 连 续 酸 洗 作 业 下 运 行 时, 往 往 会 出 现 跑 偏 事 故 热 轧 带 钢 的 厚 度 由 于 轧 制 过 程 中 轧 件 温 度 不 均 匀 和 张 力 波 动, 通 常 头 部 较 尾 部 厚 O.15~0.20mm; 有 时 由 于 操 作 方 面 的 原 因, 带 钢 某 段 出 现 一 边 厚 一 边 薄, 或 一 段 厚 一 段 薄 的 现 象, 或 者 出 现 带 钢 全 长 超 厚 现 象, 这 些 都 会 给 并 卷 焊 接 及 冷 轧 造 成 困 难 因 此, 对 于 不 同 厚 度 的 原 料 带 卷, 其 厚 度 偏 差 都 有 具 体 的 要 求, 例 如 带 钢 厚 度 小 于 3mm 时, 厚 度 偏 差 应 为 ±O.20mm; 带 厚 为 3~5mm 时, 厚 度 偏 差 为 ±0.24mm; 带 厚 大 于 5mm 时, 厚 度 偏 差 应 为 土 0.27mm. (2) 夹 杂 及 氧 化 铁 皮 压 入 夹 杂 和 氧 化 铁 皮 压 人, 从 外 观 看 较 容 易 发 现, 夹 杂 和 氧 化 铁 皮 压 入 采 用 酸 洗 的 方 法 多 数 是 不 易 清 除 掉 的 ; 轻 微 的 夹 杂 和 氧 化 铁 皮 压 人, 即 使 能 够 酸 洗 掉, 但 会 造 成 其 他 部 位 板 面 过 酸 洗, 个 别 情 况 将 会 使 板 面 留 下 坑 痕, 冷 轧 后 因 坑 痕 扩 大 而 造 成 废 品 (3) 划 伤 原 料 表 面 出 现 超 过 厚 度 正 负 偏 差 一 半 深 度 的 划 条 称 为 划 伤 这 种 缺 陷 在 冷 轧 过 程 中 不 易 消 除, 最 终 会 导 致 成 品 板 带 降 级 实 践 证 明, 当 原 料 表 面 存 在 不 大 于 厚 度 正 负 偏 差 一 半 的 压 痕 发 裂 麻 点 划 伤 凸 泡 及 轧 辊 网 纹 时, 在 40% 的 冷 轧 压 下 率 轧 制 后 基 本 上 都 可 以 消 除 (4) 气 泡 和 结 疤 气 泡 和 结 疤 是 指 从 外 观 上 不 易 被 发 现 的 两 种 缺 陷, 它 们 只 有 当 原 料 经 过 酸 洗 后 才 暴 露 出 来 气 泡 呈 现 为 孔 隙 或 裂 缝 状 态, 结 疤 呈 现 为 凹 坑 状 经 过 冷 轧 之 后, 这 两 种 缺 陷 都 不 易 被 消 除 (5) 边 部 或 中 部 浪 形 原 料 存 在 边 部 和 中 部 浪 形, 是 热 轧 产 品 的 缺 陷 它 往 往 是 由 于 在 热 轧 过 程 中 两 边 或 中 间 与 两 边 压 下 量 不 均, 轧 件 加 热 不 均 匀, 而 使 纵 向 延 伸 不 均 匀 造 成 的 使 用 具 有 这 样 缺 陷 的 原 料, 是 难 以 冷 轧 出 高 质 量 成 品 的 特 别 是 有 这 样 缺 陷 的 热 轧 带 卷, 在 连 续 机 组 上 运 行 时, 浪 形 下 部 表 面 往 往 出 现 新 的 划 伤, 如 果 浪 形 严 重 时, 在 剪 边 后 还 会 出 现 多 肉 和 卷 取 后 出 现 端 部 松 紧 不 同 等 缺 陷, 在 冷 轧 过 程 中 出 现 跑 偏 轧 皱 和 轧 制 不 稳 定 等 现 象 (6) 镰 刀 弯 和 S 弯 镰 刀 弯 和 S 弯 出 现 在 热 轧 带 钢 中, 它 是 指 带 钢 中 心 线 沿 带 钢 长 度 方 向 出 现 的 镰 刀 形 和 S 形 的 变 化 有 镰 刀 弯 和 S 弯 的 原 料 在 连 续 机 组 和 在 冷 轧 机 组 轧 制 时, 必 然 引 起 带 钢 跑 偏, 严 重 时 造 成 断 带 事 故 同 时 它 们 在 圆 盘 剪 上 剪 切 时, 往 往 不 能 保 证 带 边 均 匀 和 取 直, 使 带 钢 卷 取 时 产 生 塔 形, 钢 卷 上 下 两 端 松 紧 不 匀 产 生 镰 刀 弯 和 S 弯 的 原 因 是, 热 轧 过 程 中 两 边 压 下 量 不 匀 和 加 热 温 度 不 均 它 属 于 无 法 消 除 的 缺 陷 为 保 证 冷 轧 过 程 顺 利 进 行, 带 钢 的 镰 刀 弯 应 符 合 技 术 标 准 的 规 定 (7) 塔 形 热 轧 带 钢 出 现 镰 刀 弯 后, 在 卷 取 成 卷 时 必 然 出 现 塔 形 塔 形 钢 卷 在 吊 运 和 在 辊 道 上 运 送 时, 塔 峰 易 窝 折 或 卡 出 破 口 当 窝 折 的 折 角 小 于 90 时, 则 必 然 被 拉 辊 压 成 折 叠 当 破 口 深 度 超 过 剪 边 宽 度 时, 破 口 则 不 能 完 全 剪 掉 当 带 钢 跑 偏 时 可 能 在 破 口 处 被 拉 裂 塔 形 钢 卷 在 连 续 作 业 线 和 轧 制 过 程 中, 钢 卷 中 心 线 不 易 始 终 对 准 作 业 线 或 轧 制 中 心 线, 经 常 造 成 跑 偏 事 故 (8) 扁 卷 扁 卷 是 在 以 钢 卷 为 原 料 时 出 现 的 一 种 缺 陷 它 是 在 过 高 温 度 下 卷 取 后, 在 辊 道 上 卧 式 放 置 运 输 时, 吊 卸 不 及 时 及 钢 卷 互 相 冲 撞 挤 压 造 成 的 当 扁 卷 的 内 径 小 于 开 卷 机 的 锥 体 最 小 直 径 时, 则 扁 卷 只 有 被 判 废 改 作 它 用 (9) 长 舌 头 长 舌 头 多 出 现 在 热 轧 带 钢 的 尾 部, 它 是 因 为 带 钢 在 轧 制 过 程 中 尾 端 失 去 控 制, 使 其 延 伸 自 由 所 造 成 的 有 长 舌 头 的 钢 卷 不 利 于 开 卷, 往 往 需 要 多 次 反 复 才 能 拆 开 同 时, 由 于 增 加 了 切 头 质 量,

24 使 金 属 成 材 率 降 低 另 外, 热 轧 带 钢 卷 外 圈 应 标 明 炉 罐 号 钢 质 规 格 质 量 及 卷 序 号 等, 以 防 混 淆 18. 酸 洗 前 矫 直 带 钢 有 什 么 作 用? 带 钢 在 酸 洗 前 常 用 五 辊 矫 直 机 进 行 矫 直 矫 直 机 的 作 用 是 使 带 钢 由 拆 卷 和 氧 化 铁 皮 破 碎 机 产 生 的 弯 曲 得 以 矫 直, 也 能 在 一 定 程 度 上 使 带 钢 浪 形 和 由 于 拉 辊 两 边 辊 缝 不 均 造 成 的 带 钢 小 浪 形 得 以 减 少, 从 而 消 除 因 带 钢 板 形 不 好 在 机 组 上 运 行 时 产 生 的 表 面 划 伤, 保 证 带 钢 头 尾 剪 切 断 面 平 直, 有 利 于 焊 接 和 光 整, 保 证 剪 边 和 卷 取 的 质 量 矫 直 机 矫 直 带 钢 的 过 程 是 : 使 带 钢 在 矫 直 机 运 行 中 受 到 与 原 弯 曲 方 向 相 反 且 逐 次 减 小 的 反 复 弯 曲, 最 后 达 到 消 除 原 始 曲 率, 使 带 钢 平 直 的 目 的 此 外, 带 钢 由 于 受 到 多 次 反 复 弯 曲, 所 以, 矫 直 机 在 一 定 程 度 上 起 到 破 碎 带 钢 氧 化 铁 皮 的 作 用 实 际 上, 五 辊 矫 直 机 也 是 一 种 最 简 单 的 氧 化 铁 皮 破 碎 机 带 钢 的 厚 度 不 同, 矫 直 机 上 下 辊 的 间 隙 也 应 不 同 矫 直 机 上 下 辊 的 间 隙 调 整 机 构 如 图 2-1 所 示 通 过 转 动 手 轮 使 蜗 杆 1 旋 转 带 动 蜗 轮 2, 丝 杠 3 上 下 动 作 带 动 上 辊 升 降 在 弹 簧 4 的 控 制 下, 达 到 调 整 间 隙 的 目 的 评 定 带 钢 矫 直 的 标 准 是 带 钢 头 部 出 矫 直 机 后 不 上 翘 下 弯 在 正 常 工 作 情 况 下, 上 辊 不 应 随 意 抬 起, 以 保 证 矫 直 带 钢 和 使 矫 直 机 起 到 破 碎 带 钢 氧 化 铁 皮 的 作 用 图 2-1 五 辊 矫 直 机 示 意 图 1- 蜗 杆 ;2- 蜗 轮 ;3- 丝 杠,4- 弹 簧 当 矫 直 厚 度 为 2~4mm 的 带 钢 时, 可 用 辊 径 为 200mm 的 五 辊 矫 直 机 矫 直 辊 采 用 材 料 为 50 号 钢 洛 氏 硬 度 45~60 的 辊 子, 生 产 约 50 万 t 带 钢 需 重 磨 一 次 矫 直 辊 当 矫 直 辊 使 用 到 辊 身 直 径 小 于 轴 承 瓦 座 高 度 和 保 证 不 了 矫 直 最 薄 带 钢 所 需 上 下 矫 直 辊 间 隙 要 求 时, 矫 直 辊 便 报 废 19. 什 么 叫 闪 光 焊 接? 相 邻 两 卷 带 钢 的 端 头 经 剪 切 机 切 头 切 尾 以 后, 在 对 焊 机 上 对 接 起 来, 以 保 证 酸 洗 机 组 的 连 续 生 产 对 焊 机 的 形 式 有 闪 光 对 焊 机 二 氧 化 碳 气 体 保 护 焊 机 和 惰 性 气 体 保 护 焊 机 目 前, 碳 钢 大 多 使 用 闪 光 对 焊 机 闪 光 焊 是 电 阻 焊 的 一 种, 又 叫 火 花 焊 它 利 用 带 钢 本 身 的 固 有 电 阻 及 带 钢 端 面 的 接 触 电 阻, 当 通 以 电 流 时, 引 起 金 属 的 加 热 和 烧 化 接 触 面 被 熔 化 时, 发 出 强 烈 的 火 花 然 后 中 断 电 流, 给 予 大 的 顶 锻 力, 带 钢 两 端 部 在 高 压 下 被 锻 接 在 一 起 由 此 可 见, 带 钢 闪 光 对 焊 由 闪 光 ( 熔 化 ) 和 顶 锻 两 个 过 程 组 成 顶 锻 又 可 分 成 带 电 流 顶 锻 和 不 带 电 流 顶 锻 闪 光 焊 接 机 如 图

25 2-2 所 示 图 2-2 闪 光 焊 接 机 示 意 图 1- 活 动 牌 坊 ;2- 后 带 钢 ;3- 后 调 整 辊 ;4- 后 定 心 立 辊 ;5- 后 压 紧 液 压 缸 ;6- 后 上 下 电 极 ;7- 定 缝 刀 ; 8- 前 压 紧 液 压 缸 ;9- 前 上 下 电 极 ;lo- 前 定 心 立 辊 ;11- 前 调 整 辊 ;12- 前 带 钢 ;13- 固 定 牌 坊 ;14- 变 压 器 ; 15- 推 动 活 动 牌 坊 液 压 缸 闪 光 焊 接 的 原 理 和 过 程 如 下 : 首 先, 调 整 好 带 钢 两 端 头 的 距 离, 并 用 对 焊 机 压 紧 缸 或 钳 口 夹 紧 带 钢, 通 过 变 压 器 14 送 电, 电 流 通 过 电 极 加 热 带 钢 头 尾, 与 此 同 时 用 液 压 缸 推 动 活 动 牌 坊, 使 带 钢 焊 接 头 互 相 接 触 在 焊 接 开 始 时, 这 些 接 触 点 压 力 不 大, 其 电 阻 相 当 大, 焊 接 电 流 把 接 触 点 及 其 邻 近 区 域 的 金 属 很 快 加 热 到 熔 化 温 度, 使 带 钢 头 尾 接 触 部 分 形 成 液 态 金 属 过 梁, 连 续 的 迅 速 加 热 使 过 梁 处 液 态 金 属 加 热 至 沸 点, 呈 现 金 属 蒸 气 当 金 属 蒸 气 的 压 力 大 于 液 态 金 属 的 表 面 张 力 时, 过 梁 发 生 爆 破, 于 是 进 发 出 强 烈 的 火 花, 形 成 闪 光 活 动 牌 坊 连 续 靠 近, 使 火 花 在 焊 接 过 程 中 连 续 进 发, 这 样, 将 热 量 传 导 到 焊 接 头 的 深 处, 直 到 烧 化 过 程 完 了 为 止 最 后, 当 活 动 牌 坊 触 及 到 顶 锻 行 程 开 关 时, 顶 锻 缸 动 作, 以 一 定 的 顶 锻 力 迅 速 将 带 钢 头 尾 锻 接, 并 在 顶 锻 过 程 中 切 断 电 源 松 开 压 紧 缸 或 钳 口, 对 焊 过 程 完 毕 20. 小 型 闪 光 对 焊 机 的 结 构 性 能 怎 样? 小 型 闪 光 对 焊 机 的 结 构 如 图 2-3 所 示 其 传 动 系 统 见 图 2-4 图 2 3 小 型 闪 光 对 焊 机 的 结 构 1- 压 紧 风 动 液 压 缸 ;2- 钳 口 ;3- 烧 化 传 动 装 置 ;4- 顶 锻 传 动 装 置

26 图 2 4 对 焊 机 传 动 系 统 图 1- 固 定 钳 口 ;2- 活 动 钳 口 ;3- 压 紧 风 动 液 压 缸 ;4- 烧 化 电 动 机 ;5- 接 手 ;6- 减 速 机 ;7- 凸 轮 ;8- 连 杆 ; 9- 顶 锻 风 动 液 压 缸 ;10- 缓 冲 缸 ;11- 钳 口 对 焊 机 由 下 列 部 件 组 成 : 底 座 夹 具 ( 上 下 钳 口 左 右 钳 口 ) 烧 化 带 钢 的 传 动 装 置 顶 锻 传 动 装 置 风 动 装 置 电 气 装 置 冷 却 系 统 等 下 钳 口 固 定 在 底 座 上, 通 过 手 轮 可 以 调 整 左 下 钳 口 的 水 平 位 置 上 钳 口 由 固 定 于 机 盖 上 的 弹 簧 提 起 压 紧 缸 固 定 在 机 盖 上 钳 口 距 离 可 通 过 右 钳 口 中 间 的 固 定 螺 母 来 调 节 烧 化 过 程 可 通 过 凸 轮 来 控 制 和 调 节 电 气 系 统 包 括 焊 接 变 压 器 等 级 转 换 开 关 烧 化 电 动 机 操 作 台 和 控 制 柜 ; 冷 却 系 统 包 括 4 条 平 行 的 冷 却 支 线, 第 一 条 冷 却 焊 接 变 压 器 的 二 次 线 圈, 第 二 条 冷 却 接 触 栅, 第 三 条 冷 却 焊 接 变 压 器 的 接 触 板 和 接 触 角 钢, 第 四 条 冷 却 接 触 钳 口 ; 风 动 液 压 系 统 包 括 压 紧 两 个 钳 口 的 风 动 液 压 缸 和 用 于 顶 锻 的 风 动 液 压 缸 以 及 相 应 的 各 种 风 阀 MS-300 型 闪 光 对 焊 机 的 主 要 性 能 如 下 : 焊 接 钢 种 规 格 数 据 低 碳 钢 350mm 5mm 中 碳 钢 300mm 3mm 硅 钢 片 300mm 2mm 碳 素 或 合 金 工 具 钢 (90~300)mm (1.6~3)mm 焊 接 变 压 器 功 率 300kW 一 次 电 压 380V 二 次 电 压 2.84~9.05V 二 次 电 压 调 整 级 数 16 级 正 常 生 产 率 70 次 /h 最 大 挤 压 力 220kN 最 大 夹 紧 力 500kN 夹 紧 钳 口 间 最 大 距 离 80mm 活 动 夹 具 最 大 行 程 24mm 烧 化 边 缘 的 最 大 速 度 4mm/s 最 大 顶 锻 速 度 30mm/s

27 压 缩 空 气 压 力 烧 化 电 动 机 功 率 O.5MPa 1kW 21. 怎 样 选 用 带 钢 闪 光 对 焊 的 工 艺 参 数? 闪 光 焊 是 电 阻 焊 的 一 种, 由 于 带 钢 头 尾 的 焊 合 是 接 通 电 流 通 过 电 阻 加 热 后 再 给 以 一 定 压 力 实 现 的, 所 以 要 保 证 对 焊 头 的 焊 接 质 量, 关 键 是 根 据 不 同 规 格 不 同 材 质 的 带 钢, 合 理 地 选 择 加 热 温 度 和 压 力 影 响 闪 光 对 焊 的 主 要 工 艺 参 数 有 : 焊 件 伸 出 长 度 l 焊 接 电 流 密 度 i( 常 用 次 级 空 载 电 压 U20 表 示 ) 闪 光 留 量 f 闪 光 速 度 vh 顶 锻 压 力 Fd 顶 锻 留 量 d( 包 括 有 电 及 无 电 顶 锻 留 量 ) 顶 锻 速 度 vd 下 面 着 重 介 绍 低 碳 钢 的 闪 光 对 焊 工 艺 参 数 的 选 用 (1) 带 钢 伸 出 长 度 l 它 影 响 加 热 条 件 和 塑 性 变 形 当 长 度 过 小 时, 向 电 极 散 热 增 加 而 使 加 热 区 变 窄, 不 利 于 塑 性 变 形, 顶 锻 时 所 需 的 顶 锻 压 力 较 大 ; 当 长 度 过 大 时, 加 热 区 变 宽, 电 能 消 耗 大 焊 接 薄 板 厚 度 δ 为 1~4mm 时, 为 了 稳 定, 一 般 伸 出 长 度 为 : (2) 闪 光 留 量 f 闪 光 留 量 应 满 足 焊 件 均 匀 加 热 的 要 求, 其 大 小 取 决 于 : 1) 是 否 有 预 热 有 预 热 时, 加 热 区 的 加 热 主 要 是 通 过 预 热 阶 段 来 达 到 而 随 后 的 激 烈 闪 光, 一 方 面 是 为 了 使 端 面 温 度 进 一 步 提 高 并 分 布 均 匀, 另 一 方 面 也 可 防 止 端 面 氧 化 并 获 得 均 匀 的 液 体 金 属 层 因 此, 预 热 闪 光 对 焊 的 闪 光 留 量 可 比 连 续 闪 光 对 焊 小 30%~50% 2) 带 钢 断 面 尺 寸 随 着 板 厚 的 增 加, 闪 光 留 量 也 应 增 大, 这 是 为 了 更 好 地 顶 锻 所 需 要 的 低 碳 钢 焊 接 时 的 闪 光 留 量 和 顶 锻 留 量 可 参 阅 表 2-7 表 2-7 低 碳 钢 钢 带 的 闪 光 留 量 和 顶 锻 留 量 (mm) 厚 度 宽 度 闪 光 留 量 顶 锻 留 量 ~ (3) 闪 光 速 度 vf 闪 光 速 度 与 带 钢 材 料 电 流 密 度 和 是 否 有 预 热 有 关 当 焊 接 易 氧 化 及 形 成 难 熔 氧 化 物 的 材 料 时, 闪 光 速 度 应 适 当 大 些, 例 如, 焊 奥 氏 体 钢 时 要 比 焊 低 碳 钢 时 闪 光 速 度 大 提 高 电 流 密 度 会 加 快 闪 光 速 度, 采 用 较 大 的 电 流 密 度, 初 始 闪 光 速 度 可 达 3~5mm /s 有 预 热 时 可 提 高 闪 光 速 度 为 了 闪 光 稳 定, 闪 光 速 度 在 闪 光 阶 段 一 般 不 是 固 定 的 开 始 时 初 始 闪 光 速 度 小, 以 利 于 带 钢 的 加 热 ; 到 闪 光 后 期, 在 即 将 进 入 顶 锻 阶 段 前 应 采 用 较 高 的 闪 光 速 度 ( 不 应 低 于 2.5~

28 3.Omm/s) 钢 的 平 均 闪 光 速 度 为 1~3mm/s (4) 顶 锻 速 度 vd 为 防 止 对 接 处 严 重 氧 化 及 对 口 间 隙 中 液 体 金 属 冷 却 而 造 成 氧 化 物 排 除 的 困 难, 顶 锻 速 度 愈 快 愈 好 实 践 证 明, 随 着 钆 的 提 高 可 增 大 焊 缝 的 冲 击 韧 性 对 于 不 同 的 钢 带, 最 低 的 顶 锻 速 度 为 10~40mm/s (5) 顶 锻 留 量 d 顶 锻 留 量 应 该 足 以 使 带 钢 完 全 封 口, 从 封 口 挤 出 全 部 液 体 金 属, 并 使 带 钢 产 生 一 定 的 塑 性 变 形 最 小 的 顶 锻 留 量 d 为 (0.8~1.5)δ 在 顶 锻 末 期, 带 电 流 顶 锻 保 持 一 定 时 间 ( 一 般 O.2s) 后 再 切 断 焊 接 电 流 这 样 使 顶 锻 末 期 焊 接 头 有 较 高 和 均 匀 的 温 度, 提 高 接 头 塑 性, 提 高 焊 缝 质 量 (6) 顶 锻 压 力 Fd 顶 锻 压 力 对 焊 接 质 量 的 影 响 非 常 显 著 如 果 顶 锻 压 力 小, 熔 渣 及 金 属 氧 化 物 挤 不 出 去 而 留 在 焊 缝 内, 熔 化 时 产 生 的 火 孔 也 无 法 封 闭 顶 锻 压 力 过 大, 甚 至 将 热 金 属 全 部 挤 出, 焊 接 强 度 反 而 降 低 小 型 闪 光 焊 机 顶 锻 压 力 约 100kN 左 右, 宽 带 钢 的 闪 光 焊 机 顶 锻 压 力 最 大 为 850kN 厚 度 为 2~4mm 宽 度 为 650~1550mm 的 碳 钢 带 焊 接 工 艺 参 数 列 于 表 2-8 不 锈 钢 带 和 硅 钢 带 的 焊 接 规 范 见 表 2-9 和 表 2-10 表 2-8 宽 带 钢 的 焊 接 工 艺 参 数 空 载 电 流 每 边 留 出 长 调 节 缝 宽 闪 光 末 速 闪 光 留 量 /v 度 /mm 度 /mm /mm /mm s-1 10~12 17~19 24~28 5~6 10~12.5 顶 锻 留 量 /mm 顶 锻 速 度 顶 锻 压 力 终 端 距 离 /mm /mm s-1 /MPa 2.5~3 10~15 4~6 8~10 表 2-9 不 锈 钢 带 ( 板 宽 700~900mm) 的 闪 光 和 顶 锻 留 量 (mm) 厚 度 最 终 钳 口 距 闪 光 留 顶 锻 留 伸 出 长 度 离 量 量 O 表 2-10 硅 钢 片 闪 光 对 焊 规 范 焊 接 参 数 带 钢 截 面 尺 寸 /mm mm 伸 出 长 度 /mm

29 闪 光 留 量 /mm 11 9 闪 光 速 度 /mm s-1 平 均 值 最 大 值 2.6~2.8 4~5 3.0~3.2 6~9 顶 锻 留 量 /mm 3~4 2.5~3 顶 锻 速 度 /mm s-1 40~50 40~50 40~50 单 位 顶 锻 压 力 /N mm-2 100~ ~ ~120 最 大 夹 紧 力 /kn 变 压 器 功 率 /kv A 窄 带 钢 闪 光 对 焊 会 产 生 哪 些 缺 陷 操 作 中 怎 样 防 止? 由 于 工 艺 参 数 选 择 不 当 或 者 操 作 不 当, 对 焊 可 能 产 生 错 位 搭 焊 过 烧 无 顶 锻 未 焊 透 等 缺 陷 (1) 错 位 错 位 表 现 为 带 钢 头 尾 的 中 心 线 不 在 一 条 直 线 上 错 位 可 能 是 头 尾 没 有 对 齐 造 成 的 ; 也 可 能 是 切 断 断 口 与 带 钢 中 心 线 不 垂 直, 切 斜 了, 对 焊 时 头 尾 中 心 线 构 成 一 个 钝 角, 呈 镰 刀 弯 或 者 是 头 尾 带 钢 有 一 个 窄 的 错 位 的 对 焊 头 在 机 组 中 容 易 造 成 跑 偏 等 故 障, 应 倒 回 重 切 重 焊 (2) 搭 焊 搭 焊 表 现 为 头 尾 断 面 没 有 对 齐, 有 上 下 搭 接 的 现 象 当 搭 接 超 过 带 钢 厚 度 的 1/3 时 应 重 焊 造 成 搭 焊 的 主 要 原 因 是 : 1) 钳 口 和 下 切 剪 磨 损 严 重 ; 2) 固 定 左 钳 口 的 顶 丝 松 动, 使 左 钳 口 上 下 活 动 ; 3) 左 右 钳 口 不 在 同 一 水 平 面 上 ; 4) 顶 锻 压 力 和 顶 锻 行 程 过 大, 应 合 理 选 择 工 艺 参 数 (3) 未 焊 透 产 生 未 焊 透 的 主 要 原 因 是 电 压 低 烧 化 速 度 太 快 烧 化 留 量 少 烧 化 时 间 不 足 等 (4) 过 烧 过 烧 的 特 征 是 正 常 烧 化 过 程 被 破 坏, 金 属 不 是 以 火 花 形 式 及 时 喷 溅 出 去, 而 是 固 态 金 属 和 固 态 金 属 相 接 触, 使 电 流 形 成 短 路, 这 种 现 象 的 对 焊 接 头 称 过 烧 产 生 过 烧 的 主 要 原 因 是 : 1) 烧 化 速 度 或 电 压 调 整 不 当, 有 两 种 情 况 : 一 是 烧 化 速 度 过 快, 焊 接 电 压 过 低, 这 样 头 尾 两 端 一 接 触 便 是 固 态 金 属 和 固 态 金 属 相 接 触, 形 成 过 烧 ; 二 是 烧 化 速 度 过 慢, 焊 接 电 压 过 高, 通 电 流 之 后 大 量 金 属 飞 溅 出 去 由 于 烧 化 速 度 很 慢, 两 端 不 能 较 快 靠 拢, 形 成 一 个 很 大 的 间 隙, 由 于 空 气 是 绝 缘 体, 烧 化 立 即 停 止, 等 钳 口 慢 慢 地 靠 拢 时, 大 量 金 属 又 飞 溅 出 去, 又 形 成 一 个 间 隙, 这 样 烧 化 是 断 续 进 行 的, 仍 是 固 态 金 属 相 接 触, 电 流 短 路, 造 成 过 烧 2) 由 于 带 钢 表 面 有 油, 不 能 很 好 地 导 电, 相 当 于 降 低 了 电 压, 造 成 过 烧 3) 右 钳 口 向 前 移 动 时, 由 于 风 阀 窜 风 或 机 械 上 的 其 他 原 因 受 到 阻 力, 正 常 烧 化 受 到 破 坏 4) 在 没 有 给 电 流 前, 头 尾 两 端 距 离 过 大 或 紧 紧 地 靠 在 一 起, 造 成 短 路 和 过 烧 (5) 无 顶 锻 无 顶 锻 的 特 征 是 当 烧 化 完 成 后, 没 有 一 个 足 够 的 顶 锻 力, 使 焊 件 两 端 的 金 属 组 织 不 能 很 好 地 锻 合 在 一 起, 经 不 起 拉 力, 容 易 断 头 产 生 原 因 可 能 是 : 1) 顶 锻 风 阀 压 力 不 足, 达 不 到 需 要 的 风 压, 或 顶 锻 电 气 系 统 和 机 械 系 统 有 故 障 2) 带 钢 表 面 有 油, 减 小 了 夹 具 和 带 钢 之 间 的 摩 擦 系 数, 或 者 钳 口 夹 紧 力 太 小, 或 者 上 下 钳 口 之 间 有 高 于 带 钢 厚 度 的 异 物, 使 钳 口 不 能 很 好 地 压 紧 带 钢 当 顶 锻 时 使 夹 具 和 带 钢 之 间 产 生 相 对 运 动, 实 质 上 造 成 了 无 顶 锻 或 顶 锻 行 程 小 3) 准 备 顶 锻 时 间 过 长, 或 没 有 带 电 流 顶 锻 顶 锻 过 程 在 时 间 上 分 3 个 阶 段, 即 :

30 总 顶 锻 时 间 = 准 备 顶 锻 时 间 + 带 电 流 顶 锻 时 间 + 无 电 流 顶 锻 时 间 以 上 各 时 间 都 能 通 过 延 时 继 电 器 调 整 若 烧 化 完 成 以 后, 马 上 切 掉 电 流 顶 锻 ( 完 全 是 无 电 流 顶 锻 ), 虽 然 时 间 很 短, 但 这 时 端 面 的 温 度 很 高 ( 即 将 熔 化 的 温 度 ), 所 以 在 两 端 的 接 合 部 分 马 上 形 成 一 层 氧 化 铁 薄 膜, 使 头 尾 两 端 接 合 部 分 金 属 组 织 根 本 没 有 锻 合 在 一 起 应 正 确 地 调 整 各 延 时 继 电 器 旋 钮 4) 夹 具 油 缸 和 顶 锻 油 缸 油 量 减 少, 也 会 出 现 无 顶 锻 或 顶 锻 小 的 现 象, 应 勤 检 查, 勤 加 油 (6) 断 头 断 头 只 在 对 焊 以 后 的 工 序 中 暴 露 出 来 断 头 对 生 产 的 影 响 是 严 重 的, 往 往 是 造 成 较 大 事 故 或 影 响 产 量 的 原 因 所 有 上 述 对 焊 缺 陷 都 可 能 造 成 断 头 因 此 必 须 密 切 注 视 对 焊 质 量, 防 止 断 头 二 酸 洗 工 艺 23. 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 结 构 是 怎 样 的? 带 钢 表 面 的 氧 化 铁 皮 是 由 于 热 轧 带 钢 在 加 热 轧 制 及 冷 却 过 程 中 与 空 气 接 触 而 生 成 的 随 着 带 钢 与 空 气 接 触 的 温 度 时 间 等 不 同, 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 的 结 构 厚 度 和 性 质 也 不 同 了 解 氧 化 铁 皮 生 成 的 这 些 因 素 和 特 性 是 为 了 能 够 更 好 地 清 除 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 由 加 热 生 成 的 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 比 较 疏 松 和 有 裂 缝, 在 粗 轧 机 上 轧 制 时 即 被 破 碎, 再 借 助 于 高 压 水 的 猛 烈 冲 刷 和 激 烈 冷 却 爆 破 的 作 用, 几 乎 把 加 热 炉 内 生 成 的 氧 化 铁 皮 全 部 从 带 钢 表 面 上 除 掉 只 有 当 水 压 不 够 时, 才 可 能 残 留 部 分 氧 化 铁 皮 热 带 钢 粗 轧 阶 段 在 表 面 上 又 生 成 气 泡 状 薄 层 氧 化 铁 皮, 随 着 带 钢 轧 制 延 伸, 这 薄 层 氧 化 铁 皮 破 碎 而 被 除 掉 带 钢 粗 轧 后 在 输 送 辊 道 上 又 会 生 成 氧 化 铁 皮, 进 入 精 轧 机 组 后 也 会 被 破 碎 除 去 带 钢 在 精 轧 机 组 里 轧 制 时 间 很 短, 压 下 率 又 较 大, 因 此 带 钢 表 面 生 成 的 氧 化 铁 皮 也 迅 速 地 被 水 和 蒸 汽 冲 掉 这 样 带 钢 从 精 轧 机 组 轧 出 时 表 面 是 纯 净 的 所 以 热 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 主 要 是 终 轧 后 卷 取 以 及 成 卷 后 的 冷 却 过 程 中 生 成 并 成 长 的 因 此, 带 钢 的 终 轧 温 度 卷 取 速 度 和 成 卷 后 带 钢 冷 却 速 度 是 影 响 氧 化 铁 皮 生 成 和 性 质 的 主 要 因 素 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 通 常 是 由 3 层 构 成 的, 如 图 2-5 所 示 热 带 钢 轧 机 轧 出 的 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 总 厚 度 一 般 为 loμm 其 内 层 是 疏 松 多 孔 的 细 结 晶 组 织 且 易 于 破 坏 的 氧 化 铁 Fe0, 占 氧 化 铁 皮 总 厚 度 约 50%; 中 间 层 是 致 密 而 无 裂 纹 的 呈 玻 璃 状 断 口 的 四 氧 化 三 铁 Fe304, 占 铁 皮 总 厚 度 的 40% 左 右 ; 外 层 是 呈 柱 状 结 晶 构 造 的 三 氧 化 二 铁 Fe203, 占 铁 皮 总 厚 度 约 10% 但 是, 由 于 热 带 钢 各 部 分 温 度 和 冷 却 速 度 不 同, 如 沿 热 带 钢 长 度 方 向 的 头 中 尾 部 和 沿 带 钢 宽 度 方 向 的 边 部 中 间 以 及 带 钢 外 层 数 圈 和 内 层 数 圈 的 温 度 和 冷 却 速 度 不 同, 导 致 即 使 同 一 带 钢 表 面 上 其 各 部 位 的 氧 化 铁 皮 结 构 也 不 相 同 图 2-5 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 的 结 构

31 热 轧 宽 带 钢 和 窄 带 钢 的 表 面 氧 化 铁 皮 结 构 也 各 不 相 同 宽 带 钢 上 多 半 是 一 层 Fe3O4, 有 时 也 出 现 在 Fe304 层 中 夹 杂 着 明 显 Fe0 的 变 态 层 窄 带 钢 上 氧 化 铁 皮 通 常 为 3 层 结 构 带 钢 沿 宽 度 和 长 度 上 的 表 面 氧 化 铁 皮 结 构 不 同, 故 所 要 求 的 酸 洗 时 间 也 不 同 从 表 2-11 可 以 看 出, 带 钢 尾 部 表 面 的 氧 化 铁 皮 在 酸 洗 时 很 快 被 去 除, 这 是 因 为 带 钢 尾 部 轧 制 温 度 一 般 比 带 钢 中 部 和 头 部 的 轧 制 温 度 低 30~50, 因 此 带 钢 尾 部 氧 化 铁 皮 的 生 成 过 程 结 束 得 早, 氧 化 铁 皮 也 薄, 对 酸 洗 有 利 最 难 酸 洗 的 是 带 钢 头 部 表 面 氧 化 铁 皮 这 是 由 于 其 生 成 过 程 结 束 得 迟, 使 氧 化 铁 皮 增 厚 的 缘 故 表 2-11 带 钢 表 面 各 部 位 氲 化 铁 皮 的 酸 洗 时 间 (min) 带 钢 部 分 带 钢 头 部 带 钢 中 部 带 钢 尾 部 氧 化 铁 皮 结 构 Fe203 FeO 或 总 计 Fe203 或 FeO 总 计 Fe203 或 FeO 总 计 Fe304 Fe304 Fe304 边 部 2.1 O O 中 部 O O 总 之, 热 轧 速 度 低 终 轧 温 度 和 卷 取 温 度 较 高 带 钢 冷 却 速 度 慢 都 会 使 氧 化 铁 皮 增 厚 和 促 使 FeO 分 解 成 Fe203 或 Fe304, 引 起 氧 化 铁 皮 结 构 的 变 化, 导 致 带 钢 酸 洗 时 间 增 长 因 此, 在 酸 洗 操 作 中, 应 根 据 具 体 情 况 适 当 地 控 制 酸 洗 时 间, 以 避 免 造 成 酸 洗 缺 陷 24. 清 除 氧 化 铁 皮 的 方 法 有 哪 几 种? 清 除 氧 化 铁 皮 的 方 法 有 以 下 3 种 : (1) 机 械 破 鳞 法 主 要 有 砂 轮 研 磨 弯 曲 破 鳞 和 喷 丸 破 鳞 3 种 形 式 砂 轮 研 磨 除 鳞 可 采 用 手 动 砂 轮 或 专 用 砂 轮 磨 床 由 于 此 法 效 率 低, 除 鳞 后 钢 板 表 面 质 量 差, 所 以 在 原 料 除 鳞 中 很 少 采 用, 只 是 在 去 除 个 别 局 部 铁 鳞 时 才 采 用 弯 曲 破 鳞 主 要 形 式 如 图 2-6 所 示, 它 多 安 装 在 连 续 酸 洗 作 业 线 上 带 钢 表 面 的 氧 化 铁 皮, 因 带 钢 的 反 复 弯 曲 而 被 破 碎 此 法 能 起 到 破 碎 铁 鳞 有 利 于 提 高 酸 洗 除 鳞 的 效 果, 但 不 能 完 全 清 除 铁 鳞 所 以 弯 曲 破 鳞 与 酸 洗 除 鳞 联 合 在 一 起 使 用 图 2-6 弯 曲 破 鳞 装 置 示 意 图 a- 双 支 撑 辊 式 ;b- 三 辊 式 1- 开 卷 拉 辊 ;2- 后 导 板,3- 下 工 作 辊 和 支 撑 辊 ;4- 折 叶 导 板 ;5- 前 导 板 ;6- 上 工 作 辊 和 支 撑 辊,7- 双 拉 辊 喷 丸 破 鳞 的 作 用 与 弯 曲 破 鳞 相 似 该 装 置 是 将 喷 丸 ( 细 小 的 铁 珠 ) 用 高 压 空 气 送 入 高 速 旋 转 的 叶 片 上, 获 得 加 速 度 之 后, 均 匀 地 喷 打 在 运 动 的 带 钢 表 面 上, 达 到 破 碎 和 清 除 板 面 铁 鳞 的 目 的 由 于 此 法 可 使 全 部 板 面 受 到 喷 丸 的 喷 打, 所 以 破 鳞 效 果 好, 效 率 高 生 产 实 践 中 喷 丸 破 鳞 装 置 多 安 装 在 连 续 酸 洗 作 业 线 上, 与 酸 洗 配 合 使 用, 大 大 加 快 了 酸 洗 除 鳞 的 速 度 和 提

32 高 酸 洗 除 鳞 的 质 量 (2) 化 学 除 鳞 法 此 法 主 要 利 用 氧 化 铁 皮 能 和 酸 发 生 化 学 反 应 的 基 本 原 理, 使 钢 板 或 钢 带 全 部 浸 泡 在 一 定 浓 度 的 酸 液 中, 并 使 它 与 酸 液 作 相 对 的 运 动, 加 速 化 学 反 应 过 程 的 进 行, 最 后 达 到 清 除 表 面 氧 化 铁 皮 的 目 的 此 法 虽 可 将 铁 鳞 全 部 除 掉, 但 所 需 时 间 较 长, 特 别 是 对 铁 鳞 厚 度 不 匀 的 板 料, 往 往 发 生 局 部 过 酸 洗, 局 部 铁 鳞 未 除 净 的 缺 陷, 所 以 在 有 条 件 的 情 况 下, 也 尽 量 不 单 独 采 用 (3) 机 械 一 化 学 联 合 法 此 法 是 目 前 最 普 遍 采 用 的 除 鳞 形 式, 从 设 备 上 看 可 分 为 弯 曲 一 酸 洗 和 喷 丸 破 鳞 一 酸 洗 两 种 形 式 25. 硫 酸 酸 洗 和 盐 酸 酸 洗 的 机 理 是 什 么 哪 一 种 酸 洗 好? 从 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 结 构 一 题 中 已 经 知 道, 热 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 通 常 是 3 层 结 构 : 外 层 为 Fe2O3( 三 氧 化 二 铁 ), 中 层 为 Fe304( 四 氧 化 三 铁 ), 内 层 为 Fe0( 氧 化 铁 ) 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 由 于 具 有 多 孔 和 开 裂 的 性 质, 加 上 机 械 破 碎 而 造 成 裂 缝, 因 而 带 钢 一 进 入 酸 溶 液, 其 表 面 3 层 氧 化 铁 皮 便 与 酸 同 时 起 反 应 酸 溶 液 所 用 的 酸 一 般 有 硫 酸 和 盐 酸 两 种 下 面 分 别 叙 述 硫 酸 和 盐 酸 的 酸 洗 机 理 (1) 硫 酸 的 酸 洗 机 理 硫 酸 溶 液 与 氧 化 铁 皮 的 化 学 反 应 为 : 氧 化 铁 皮 中 3 种 氧 化 铁 都 溶 解 于 硫 酸 溶 液, 生 成 可 溶 于 水 的 硫 酸 铁 和 硫 酸 亚 铁, 从 而 去 除 了 带 钢 表 面 的 氧 化 铁 皮 这 种 作 用 称 为 溶 解 作 用 硫 酸 溶 液 通 过 疏 松 的 氧 化 铁 皮 直 接 与 钢 中 的 铁 起 化 学 反 应, 其 反 应 式 为 : 钢 中 的 铁 与 硫 酸 溶 液 反 应, 产 生 大 量 氢 气, 氢 气 产 生 的 膨 胀 压 力 把 氧 化 铁 皮 从 带 钢 上 剥 落 下 来, 这 种 作 用 称 为 机 械 剥 离 作 用 氢 气 的 剥 离 作 用 加 快 了 酸 洗 速 度, 减 少 硫 酸 的 消 耗 硫 酸 酸 - 洗 主 要 是 靠 机 械 剥 离 作 用 除 去 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 的 钢 中 铁 与 硫 酸 溶 液 起 反 应 时, 生 成 大 量 氢 原 子 氢 原 子 很 活 泼, 具 有 很 强 的 还 原 能 力, 能 把 高 价 铁 氧 化 物 还 原 成 易 溶 于 硫 酸 溶 液 的 低 价 铁 氧 化 物, 使 酸 洗 过 程 加 快 这 一 作 用 称 为 还 原 作 用 其 化 学 反 应 是 : (2) 盐 酸 的 酸 洗 机 理 盐 酸 溶 液 与 氧 化 铁 皮 的 化 学 反 应 为 : 盐 酸 溶 液 能 较 快 地 溶 蚀 各 种 氧 化 铁 皮, 酸 洗 反 应 可 以 从 外 层 往 里 进 行 盐 酸 酸 洗 是 以 化 学 腐 蚀 为 主 盐 酸 酸 洗 对 金 属 基 体 的 侵 蚀 甚 弱 因 此, 盐 酸 酸 洗 的 效 率 对 带 钢 氧 化 铁 皮 的 结 构 并 不 敏 感, 不 像 硫 酸 酸 洗 那 样 酸 洗 反 应 速 度 与 酸 洗 前 带 钢 氧 化 铁 皮 的 松 裂 程 度 密 切 相 关

33 试 验 表 明, 盐 酸 酸 洗 速 率 约 为 硫 酸 酸 洗 速 率 的 两 倍, 而 且 酸 洗 后 的 板 带 钢 表 面 银 亮 洁 净 带 钢 连 续 盐 酸 酸 洗 与 硫 酸 酸 洗 相 比 较, 有 下 列 优 点 : (1) 盐 酸 能 完 全 溶 解 3 层 氧 化 铁 皮, 因 而 不 产 生 酸 洗 残 渣 而 用 硫 酸 酸 洗 时, 就 必 须 经 常 清 刷 酸 槽, 并 中 和 这 些 黏 液 ; 硫 酸 不 易 除 去 压 入 板 面 的 Fe2O3, 从 而 会 产 生 相 应 的 表 面 缺 陷 (2) 盐 酸 基 本 上 不 腐 蚀 基 体 金 属, 这 样, 经 盐 酸 酸 洗 后 板 面 平 滑 银 亮, 无 酸 洗 痕 迹, 不 会 发 生 过 酸 洗 ; 盐 酸 酸 洗 的 铁 损 比 硫 酸 酸 洗 低 20%; 硫 酸 酸 洗 时, 金 属 铁 在 酸 液 中 溶 解 时 会 生 成 氢, 氢 扩 散 进 入 板 面, 会 引 起 氢 脆, 而 盐 酸 酸 洗 就 很 少 产 生 这 种 缺 陷 (3) 氧 化 铁 很 易 溶 解, 易 于 除 去, 故 不 易 引 起 表 面 酸 斑, 这 也 是 盐 酸 酸 洗 板 面 特 别 光 洁 的 原 因 之 一 而 硫 酸 铁 因 会 形 成 不 溶 解 的 水 化 物, 往 往 使 板 面 出 现 酸 斑 (4) 盐 酸 酸 洗 速 率 较 高, 特 别 在 温 度 较 高 时, 盐 酸 酸 洗 时 间 与 硫 酸 相 比 有 很 大 差 别 (5) 废 盐 酸 和 清 洗 废 液 可 以 完 全 再 生 为 新 酸, 循 环 使 用, 从 而 解 决 了 废 酸 污 染 问 题 26. 怎 样 配 制 酸 溶 液? 实 际 生 产 中 配 制 酸 溶 液 分 两 种 情 况, 一 是 由 于 在 酸 洗 过 程 中 酸 溶 液 浓 度 不 断 下 降, 需 要 补 充 新 酸 液 ( 母 液 ); 二 是 在 没 有 母 液 的 情 况 下, 只 能 用 浓 硫 酸 和 盐 酸 加 入 一 定 量 的 水 配 成 所 需 浓 度 的 酸 溶 液 浓 硫 酸 或 盐 酸 加 水 配 成 所 需 浓 度 的 酸 溶 液 时, 所 需 工 业 酸 质 量 由 下 式 确 定 : 式 中 G 所 需 工 业 酸 质 量,t; V 酸 洗 槽 有 效 容 积,m3; D 预 定 浓 度 酸 溶 液 的 密 度,t/m3; A 预 定 酸 溶 液 的 硫 酸 或 盐 酸 的 质 量 分 数,%; S 业 酸 的 质 量 分 数,% 配 制 过 程 为 : 先 在 酸 洗 槽 中 注 入 一 半 水 ; 注 入 算 出 的 所 需 工 业 酸 的 质 量 ; 再 加 水 至 酸 洗 槽 的 有 效 高 度 配 制 过 程 中 必 须 遵 守 先 加 水 后 加 酸 的 要 求, 否 则 如 把 水 注 入 硫 酸 中 会 因 稀 释 热 而 引 起 酸 泡 沫 飞 溅 而 烧 伤 酸 溶 液 浓 度 下 降 需 补 充 新 酸 液 ( 母 液 ) 时, 所 需 新 酸 液 的 体 积 由 下 式 确 定 : 式 中 V 所 需 新 酸 液 ( 母 液 ) 的 体 积,m3; V1 酸 洗 槽 中 原 有 酸 溶 液 的 体 积,m3; D1 酸 洗 槽 中 原 有 酸 溶 液 的 密 度,g/cm3; A1 酸 洗 槽 中 原 有 酸 溶 液 中 酸 的 质 量 分 数,%; A 新 酸 液 ( 母 液 ) 中 酸 的 质 量 分 数,%; D 新 酸 液 的 密 度,g/cm3 连 续 酸 洗 经 常 采 用 后 一 种 方 法 即 补 充 母 液 的 方 法 来 配 制 酸 溶 液 27 硫 酸 溶 液 中 为 什 么 要 加 缓 蚀 剂 为 什 么 加 食 盐? 由 于 氧 化 铁 皮 的 结 构 厚 度 和 性 质 不 同, 带 钢 表 面 各 部 位 氧 化 铁 皮 的 酸 洗 时 间 也 不 同, 在 难 溶 层 完 全 除 掉 的 时 间 里, 会 有 80% 裸 露 的 金 属 表 面 被 酸 腐 蚀 着 同 时 酸 通 过 氧 化 铁 皮 的 孔 隙 和 裂 纹 进 入 内 层 与 金 属 基 体 起 作 用, 这 样 不 仅 金 属 损 失 增 加, 而 且 生 成 的 氢 原 子 在 一

34 定 条 件 下 有 一 部 分 结 合 成 氢 分 子 从 酸 溶 液 中 逸 出, 并 将 酸 滴 带 到 空 气 中, 使 车 间 工 作 环 境 恶 化 氢 原 子 又 能 往 钢 中 扩 散, 使 带 钢 产 生 气 泡, 降 低 带 钢 的 力 学 性 能 往 硫 酸 溶 液 中 加 适 量 的 缓 蚀 剂, 一 是 能 保 护 金 属 基 体 不 被 腐 蚀 和 防 止 氢 往 钢 中 扩 散, 二 是 在 酸 溶 液 面 上 形 成 一 层 泡 沫, 阻 止 氢 的 逸 出, 改 善 工 作 条 件 因 此, 在 硫 酸 酸 洗 液 中 需 加 缓 蚀 剂 常 用 的 缓 蚀 剂 有 氯 化 柴 油 废 酸 水 和 PD-A 型 缓 蚀 剂 两 种 (1) 氯 化 柴 油 废 酸 水 是 洗 涤 页 岩 柴 油 所 得 的 废 酸 水, 用 盐 酸 处 理 制 成 对 氯 化 柴 油 废 酸 水 照 质 量 的 要 求 是 : 取 50mL 试 样 于 直 径 为 20~22mm 的 100mL 试 管 中, 在 高 温 下 静 置 一 昼 夜, 液 体 表 面 与 管 壁 不 得 有 焦 油 出 现 在 90 士 10 的 25%( 质 量 分 数 ) 硫 酸 溶 液 中, 当 缓 蚀 剂 含 量 为 10mL/L 时, 其 缓 蚀 效 率 ( 即 加 和 不 加 缓 蚀 剂 时 金 属 质 量 损 失 差 与 不 加 缓 蚀 剂 时 金 属 质 量 损 失 之 比 ) 不 得 低 于 97% 缓 蚀 剂 中 的 粗 吡 啶 盐 基 含 量 不 得 低 于 14%( 质 量 分 数 ) 在 25%( 质 量 分 数 ) 的 硫 酸 液 中 酸 洗 带 钢 时, 氯 化 柴 油 废 酸 水 加 入 量 为 10mL/L 最 适 宜 ( 约 占 纯 硫 酸 含 量 的 4%) (2)PD-A 型 缓 蚀 剂, 是 煤 焦 油 经 脱 酚 后 的 剩 余 物, 用 硫 酸 处 理 所 得 的 重 吡 啶 残 渣 为 原 料, 经 蒸 馏 取 230~290 温 度 区 间 的 馏 分, 再 经 氯 化 除 油 而 制 得 使 用 PD-A 型 缓 蚀 剂, 酸 洗 后 的 带 钢 表 面 呈 灰 白 色, 对 普 碳 钢 在 硫 酸 溶 液 中 停 留 30min, 其 表 面 也 没 有 过 酸 洗 现 象 但 是, 这 种 缓 蚀 剂 不 能 在 酸 液 面 上 形 成 泡 沫, 不 能 防 止 酸 汽 扩 散, 故 需 加 泡 沫 剂 硫 酸 溶 液 浓 度 为 25%( 质 量 分 数 ), 温 度 95 土 1, 加 入 2%( 按 浓 硫 酸 的 质 量 分 数 计 )PD-A 型 缓 蚀 剂, 酸 洗 普 碳 钢 时, 其 缓 蚀 效 率 达 99% 以 上 2- 硫 酸 溶 液 中 随 着 盐 浓 度 的 增 加, 促 使 酸 溶 液 导 电 性 增 加 或 SO4 离 子 增 加, 加 速 溶 解 氧 化 铁 皮 实 际 应 用 中, 酸 溶 液 中 加 入 5%~6%( 按 硫 酸 的 质 量 分 数 计 ) 的 食 盐 较 为 适 宜, 这 样, 不 仅 能 够 加 速 酸 洗 过 程, 还 能 使 带 钢 表 面 光 洁 28. 酸 溶 液 怎 样 进 行 加 热? 酸 溶 液 的 温 度 是 影 响 酸 洗 速 度 的 主 要 因 素 酸 溶 液 加 热 通 常 采 用 以 下 两 种 方 法 : (1) 蒸 汽 直 接 加 热 采 用 蒸 汽 直 接 加 热 酸 溶 液, 是 在 酸 洗 槽 4 个 角 处 各 设 一 直 径 50mm 的 垂 直 插 入 的 铅 管 使 用 的 蒸 汽 有 过 热 蒸 汽 和 饱 和 蒸 汽 两 种 过 热 蒸 汽 较 饱 和 蒸 汽 在 相 同 压 力 下 温 度 高 且 冷 凝 水 也 少 因 此, 通 常 使 用 过 热 蒸 汽 加 热 酸 溶 液 用 蒸 汽 直 接 加 热 酸 溶 液 的 优 点 是 升 温 快, 时 间 短, 方 法 简 单, 操 作 容 易 在 加 热 过 程 中 由 于 蒸 汽 的 对 流 作 用, 酸 溶 液 得 到 搅 拌 而 增 加 其 活 性, 从 而 加 快 了 酸 洗 速 度 但 蒸 汽 冷 凝 水 稀 释 酸 溶 液 浓 度 而 不 利 于 酸 洗, 同 时 使 废 酸 大 量 增 加 (1t 蒸 汽 就 是 1t 水 ), 导 致 废 酸 回 收 机 组 的 负 荷 增 加 蒸 汽 直 接 加 热 会 产 生 较 多 酸 气 增 加 排 风 系 统 的 负 荷 在 酸 洗 槽 盖 密 封 不 良 的 情 况 下, 会 污 染 环 境 (2) 石 墨 热 交 换 器 间 接 加 热 石 墨 热 交 换 器 加 热 酸 溶 液 是 通 过 蒸 汽 热 交 换 间 接 加 热 的 酸 溶 液 自 酸 洗 槽 一 端 流 出, 经 过 滤 器 过 滤, 由 泵 送 入 热 交 换 器, 通 过 热 交 换 获 得 热 量, 由 酸 洗 槽 另 一 端 输 入 酸 溶 液 不 断 循 环, 保 持 酸 液 工 作 温 度 石 墨 热 交 换 器 装 置 系 统 如 图 2-7 所 示

35 图 2-7 石 墨 热 交 换 器 装 置 系 统 示 意 图 1- 酸 洗 槽 ;2- 过 滤 器 ;3- 酸 泵 ;4- 石 墨 热 交 换 器 ;5- 气 动 薄 膜 阀 ;6- 蒸 汽 总 压 力 表 ;7- 蒸 汽 工 作 压 力 表 ; 8- 阻 汽 排 水 阀 ;9- 膨 胀 节 ;10- 酸 溶 液 放 出 阀 ;11- 手 动 控 制 蒸 汽 阀 ;l2- 电 阻 温 度 计 ;13- 压 力 温 度 计 ( 当 酸 溶 液 温 度 达 到 预 定 温 度 时, 自 动 调 节 气 动 薄 膜 阀 ) 石 墨 热 交 换 器 通 常 采 用 圆 块 孔 式 和 乳 头 列 管 式 两 种 圆 块 孔 式 石 墨 热 交 换 器 结 构 简 单, 导 热 系 数 较 大, 使 用 压 力 和 温 度 高, 体 积 和 流 体 阻 力 小, 检 修 方 便, 但 价 格 较 高 圆 块 孔 式 石 墨 热 交 换 器 常 出 现 的 故 障 是 热 圈 老 化 和 不 严 密, 酸 液 通 孔 被 铁 盐 堵 塞 垫 圈 不 严 时, 只 要 适 当 拧 紧 固 定 拉 杆 弹 簧 即 可 垫 圈 老 化 时, 要 及 时 拆 除 更 换 酸 液 通 孔 堵 塞 时, 用 60 左 右 的 热 水 将 铁 盐 溶 解 使 其 消 除 堵 塞 乳 头 列 管 式 石 墨 热 交 换 器 的 性 能 比 圆 块 孔 式 石 墨 热 交 换 器 差, 检 修 麻 烦, 但 价 格 较 便 宜 乳 头 列 管 式 石 墨 热 交 换 器 常 出 现 填 料 函 和 石 墨 橡 胶 板 垫 片 泄 漏 传 热 管 与 管 板 接 合 的 胶 接 缝 渗 漏 管 子 损 坏 等 故 障 操 作 注 意 事 项 如 下 : (1) 往 换 热 器 里 送 酸 液 一 定 时 间 后 送 入 蒸 汽, 蒸 汽 压 力 不 超 过 允 许 压 力 值 ( 一 般 在 O.2MPa 以 下 ) (2) 在 酸 液 实 行 强 制 循 环 流 量 很 大 时, 严 禁 突 然 变 换 操 作, 应 逐 渐 调 节 控 制 系 统 的 阀 门, 以 免 冲 击 损 坏 (3) 换 热 器 停 止 工 作 时, 应 将 系 统 中 酸 液 全 部 排 除, 并 用 温 水 冲 洗 干 净, 以 防 系 统 被 结 晶 的 铁 盐 所 堵 塞 (4) 定 期 分 析 冷 却 水 是 否 含 有 酸 质, 以 鉴 定 换 热 器 是 否 泄 漏 ; 定 期 测 定 换 热 器 的 工 作 性 能 和 传 热 效 果, 检 查 结 垢 情 况 并 加 以 处 理 (5) 石 墨 酸 泵 或 玻 璃 钢 酸 泵 需 精 心 操 作 和 维 护, 酸 泵 不 准 逆 转 和 无 负 荷 运 转, 以 防 损 坏 机 械 密 封 衬 套 29. 为 什 么 带 钢 酸 洗 后 要 进 行 清 洗 和 钝 化? 清 洗 的 作 用 是 把 带 钢 表 面 残 留 的 酸 液 和 其 他 杂 物 冲 洗 干 净, 以 利 钝 化 工 艺 取 得 良 好 效 果 冷 水 洗 槽 要 经 常 保 持 满 流, 高 压 水 要 不 停 地 冲 洗, 水 压 应 保 持 在 0.5MPa 以 上 在 上 述 条 件 下 冷 水 中 酸 的 质 量 浓 度 不 得 超 过 O.1g/L, 否 则 酸 洗 后 的 带 钢 容 易 锈 蚀 冷 水 中 酸 的 质 量 浓 度 每 昼 夜 检 验 - 一 次 热 水 槽 的 热 水 温 度 要 在 95 以 上, 热 水 中 不 应 有 酸 质, 以 防 带 钢 锈 蚀 热 水 槽 出 口 的 一 对 挤 水 胶 辊 要 压 紧, 保 证 最 大 限 度 地 挤 掉 带 钢 表 面 的 水 分 在 连 续 酸 洗 机 组 里, 酸 洗 后 带 钢 进 行 涂 油, 使 带 钢 在 轧 制 前 存 放 期 间 (10 天 左 右 ) 不 生 锈 可 是, 在 框 式 酸 洗 中, 只 能 用 带 钢 钝 化 来 防 锈

36 钝 化 是 使 酸 洗 后 的 带 钢 表 面 形 成 钝 化 膜, 提 高 抗 环 境 腐 蚀 能 力, 一 般 保 证 带 钢 在 2~3 天 内 不 再 生 锈 钝 化 液 是 1%~4%( 质 量 分 数 ) 亚 硝 酸 钠 (NaN02) 的 水 溶 液, 带 钢 在 室 温 钝 化 液 中 的 钝 化 时 间 为 30s 30 影 响 带 钢 酸 洗 的 因 素 有 哪 些? 影 响 带 钢 酸 洗 的 主 要 因 素 有 : (1) 酸 溶 液 浓 度 ( 质 量 分 数 ) 和 温 度 的 影 响 酸 溶 液 浓 度 和 温 度 的 变 化 对 酸 洗 速 度 与 酸 洗 质 量 有 直 接 影 响 如 硫 酸 溶 液 的 质 量 分 数 由 2% 增 加 到 25% 时, 酸 洗 速 度 提 高 1 倍, 即 所 需 的 酸 洗 时 间 最 短 如 果 质 量 分 数 超 过 25%, 酸 洗 速 度 反 而 下 降 这 是 因 为 硫 酸 的 氧 化 和 钝 化 作 用 增 强, 使 带 钢 表 面 生 成 钝 化 薄 膜, 阻 碍 酸 和 金 属 表 面 继 续 作 用 的 缘 故 在 实 际 生 产 中, 带 钢 在 质 量 分 数 为 5%~20% 的 硫 酸 溶 液 里 进 行 酸 洗, 或 在 质 量 分 数 为 3%~15% 的 盐 酸 溶 液 中 酸 洗 为 使 酸 洗 效 果 显 著 而 又 经 济, 与 其 增 加 酸 溶 液 浓 度 倒 不 如 提 高 酸 溶 液 的 温 度 酸 溶 液 的 温 度 比 浓 度 对 酸 洗 速 度 的 影 响 大 得 多 如 硫 酸 溶 液 温 度 由 18 提 高 到 60 时, 温 度 只 升 高 2.3 倍, 酸 洗 速 度 却 提 高 14 倍 ; 硫 酸 溶 液 的 质 量 分 数 由 2% 增 加 到 25%, 质 量 分 数 增 加 了 11.5 倍, 而 酸 洗 速 度 只 提 高 1 倍 在 实 际 生 产 中, 硫 酸 溶 液 温 度 控 制 在 45~80, 盐 酸 溶 液 温 度 控 制 在 60~90 (2) 酸 溶 液 中 亚 铁 盐 含 量 的 影 响 在 酸 洗 过 程 中, 随 着 钢 中 的 铁 和 表 面 氧 化 铁 皮 的 溶 解, 酸 溶 液 的 浓 度 逐 渐 降 低, 而 酸 溶 液 中 硫 酸 亚 铁 FeS04 或 二 氯 化 铁 FeCl2 含 量 不 断 增 加, 使 酸 洗 速 度 减 慢 当 硫 酸 溶 液 质 量 分 数 为 15% 时, 质 量 分 数 为 5%FeS04 溶 液 的 酸 洗 时 间 约 为 30s 而 质 量 分 数 为 15%FeS04 溶 液 的 酸 洗 时 间 约 为 60s, 即 酸 洗 时 间 增 加 一 倍 另 外, 硫 酸 亚 铁 不 容 易 清 洗, 影 响 表 面 缺 陷 的 清 理 在 实 际 生 产 中, 当 硫 酸 溶 液 质 量 分 数 下 降 到 5% 以 下, 硫 酸 亚 铁 的 质 量 浓 度 达 到 300~ 350g/L 时 应 该 更 换 酸 液 采 用 盐 酸 酸 洗 时,FeCl2 的 质 量 浓 度 控 制 在 140g/L 以 下 (3) 氧 化 铁 皮 破 碎 程 度 的 影 响 带 钢 在 酸 洗 之 前 往 往 经 过 剥 壳 机 ( 或 叫 做 辊 式 破 鳞 机 五 辊 矫 直 机 ) 反 复 弯 曲 变 形, 削 弱 了 氧 化 铁 皮 与 金 属 本 体 的 附 着 力 和 完 整 程 度, 将 有 许 多 碎 粒 从 金 属 表 面 上 破 碎 脱 落 下 来, 从 而 加 速 了 酸 洗 过 程 氧 化 铁 皮 结 构 和 被 破 碎 的 程 度 不 同, 所 需 的 酸 洗 时 间 也 不 同 通 常 结 构 的 氧 化 铁 皮 经 破 碎 者 较 未 经 破 碎 的 酸 洗 时 间 缩 短 40% 左 右 弯 曲 变 形 程 度 相 同 时, 厚 带 钢 比 薄 带 钢 所 需 酸 洗 时 间 较 长 带 钢 拉 伸 变 形 程 度 越 大, 则 氧 化 铁 皮 的 致 密 程 度 降 低, 加 速 了 酸 洗 速 度 (4) 酸 溶 液 搅 动 的 影 响 酸 洗 时 酸 溶 液 一 般 用 蒸 汽 加 热, 因 而 酸 溶 液 在 蒸 汽 压 力 作 用 下, 自 然 地 产 生 了 搅 动, 使 带 钢 附 近 的 酸 溶 液 不 断 更 新, 从 而 提 高 了 酸 洗 速 度 ; 同 时, 空 气 中 氧 气 不 断 进 入 酸 溶 液 中, 增 强 了 酸 的 活 性, 提 高 酸 洗 速 度 此 外, 酸 溶 液 的 流 动, 使 酸 溶 液 成 为 均 匀 体, 可 以 消 除 蒸 汽 在 带 钢 表 面 上 的 停 滞, 使 酸 洗 均 匀, 提 高 酸 洗 质 量 (5) 带 钢 退 火 和 未 退 火 的 影 响 有 些 钢 种 在 酸 洗 前 常 要 预 先 退 火 ( 如 Crl3) 预 先 退 火 的 带 钢 和 不 经 过 退 火 的 带 钢 相 比, 它 们 表 面 氧 化 铁 皮 在 酸 溶 液 中 的 溶 解 速 度 将 有 很 大 差 异 实 践 证 明 : 未 经 退 火 的 带 钢, 其 酸 洗 速 度 快, 且 酸 洗 质 量 好 经 退 火 的 带 钢 表 面 往 往 出 现 条 状 的 氧 化 铁 皮 痕 迹 31. 连 续 硫 酸 酸 洗 工 艺 参 数 是 怎 样 的? 酸 洗 工 艺 制 度 包 括 : 酸 溶 液 中 硫 酸 浓 度 及 硫 酸 亚 铁 浓 度 酸 溶 液 温 度 酸 洗 速 度 冷 热

37 水 洗 和 干 燥 条 件 等 各 酸 洗 槽 酸 溶 液 中 硫 酸 及 硫 酸 亚 铁 的 浓 度 和 酸 溶 液 温 度 规 定 如 表 2-12 所 示 表 2-12 酸 洗 槽 中 酸 溶 液 的 硫 酸 硫 酸 亚 铁 浓 度 和 酸 溶 液 温 度 槽 号 硫 酸 的 质 量 分 数 /% ( 质 量 浓 度 /g L-1) 硫 酸 亚 铁 的 质 量 浓 度 /g L-1 酸 溶 液 温 度 / 4 25~23(295~267) 80~100 90~ ~20(254~228) 100~120 96~ ~16(202~178) 140~160 95~ ~12(153~130) 180~200 92~90 当 酸 洗 低 合 金 钢 和 硅 钢 时, 各 酸 洗 槽 的 硫 酸 浓 度 分 别 取 上 限 各 酸 洗 槽 中 酸 溶 液 的 硫 酸 和 硫 酸 亚 铁 浓 度 每 班 至 少 检 验 两 次 通 常 是 前 2h 检 验 一 次, 后 2h 再 检 验 一 次 酸 溶 液 取 样 应 在 酸 洗 槽 中 间 位 置, 使 其 具 有 代 表 性 酸 溶 液 检 验 结 果 应 使 操 作 工 知 道, 以 便 根 据 洗 出 带 钢 表 面 质 量 情 况 来 控 制 酸 洗 速 度 根 据 酸 溶 液 浓 度 的 检 验 结 果, 酸 洗 工 要 及 时 地 加 入 母 液 调 配 酸 溶 液 浓 度 母 液 中 硫 酸 浓 度 应 不 低 于 4 号 酸 洗 槽 中 酸 溶 液 的 硫 酸 浓 度, 而 应 保 持 : 硫 酸 的 质 量 分 数 为 29%~27%( 质 量 浓 度 为 350~322g/L), 硫 酸 亚 铁 的 质 量 浓 度 在 70g/L 以 下 母 液 应 连 续 打 入 4 号 酸 洗 槽 硫 酸 酸 洗 要 求 尽 可 能 提 高 酸 溶 液 的 温 度 从 上 述 表 中 可 以 看 出 :2 号 和 3 号 酸 洗 槽 酸 溶 液 温 度 较 高, 主 要 是 充 分 发 挥 了 酸 溶 液 的 作 用 ;4 号 酸 洗 槽 酸 溶 液 温 度 较 低, 这 是 为 了 防 止 带 钢 表 面 过 酸 洗 ;1 号 酸 洗 槽 酸 溶 液 温 度 略 低 些 是 便 于 加 速 酸 液 的 周 转 酸 洗 合 金 钢 和 硅 钢 时, 各 酸 洗 槽 酸 溶 液 温 度 均 应 达 到 上 限 酸 溶 液 温 度 每 班 要 测 量 4 次, 即 每 2h 测 量 1 次 酸 溶 液 温 度 应 在 酸 洗 槽 中 间 测 量, 不 应 在 加 热 管 附 近 测 量 温 度 测 量 结 果 应 及 时 通 知 操 作 工, 以 便 掌 握 酸 洗 速 度 由 于 各 种 钢 的 氧 化 铁 皮 结 构 厚 度 性 质 不 同, 破 碎 程 度 也 不 同, 所 以, 在 上 述 酸 洗 工 艺 参 数 条 件 下, 为 确 保 带 钢 酸 洗 表 面 质 量, 各 种 钢 的 酸 洗 速 度 是 不 同 的 各 种 钢 的 酸 洗 速 度 列 于 表 2-13 表 2-13 各 种 钢 的 酸 洗 速 度 钢 种 带 钢 厚 度 /mm 酸 洗 速 度 /m s-1 低 碳 钢 低 碳 钢 中 碳 钢 中 碳 钢 高 碳 钢 高 碳 钢 合 金 钢 硅 钢 2.O~ ~4.O 2.O~2.5 3.O~4.O 2.O~2.5 3.O~4.O 2.5~4.O ~1.4 1.O~1.2 1.O~1.2 O.8~1.0 O.8~1.O O.7~O.9 O.6~O.7 O.3~ 带 钢 酸 洗 会 产 生 哪 些 缺 陷, 怎 样 防 止? 普 碳 钢 带 经 酸 洗 水 洗 和 干 燥 后, 其 表 面 应 呈 灰 白 色 或 银 白 色 但 因 操 作 不 当 酸 洗 工 艺 制 度 和 某 些 机 械 设 备 不 良 的 影 响, 往 往 会 造 成 带 钢 的 不 同 缺 陷 这 些 缺 陷 主 要 有 : 酸 洗 气 泡 过 酸 洗 欠 酸 洗 锈 蚀 夹 杂 划 伤 和 压 痕 等 这 些 缺 陷 占 冷 轧 产 品 缺 陷 的 2% 左 右, 其 中 主 要 是 欠 酸 洗 过 酸 洗 和 酸 洗 气 泡 等 (1) 酸 洗 气 泡 酸 洗 气 泡 是 由 于 酸 与 裸 露 的 金 属 作 用 生 成 氢 气 所 造 成 的 它 在 冷 轧 时 会

38 发 生 噼 啪 的 爆 炸 声, 它 的 外 观 特 征 是 呈 条 状 的 小 鼓 泡, 破 裂 后 呈 黑 色 细 裂 缝 经 过 轧 制 后, 气 泡 裂 缝 会 延 伸 扩 大, 致 使 产 品 的 力 学 性 能 ( 冲 击 韧 性 ) 降 低 酸 洗 气 泡 产 生 的 机 理 是 : 金 属 和 酸 产 生 化 学 反 应 时, 生 成 了 部 分 氢 原 子, 它 渗 透 到 金 属 的 结 晶 格 子 中, 并 使 其 变 形, 变 形 后 使 氢 更 向 金 属 内 扩 散, 其 中 一 部 分 氢 原 子 穿 过 金 属 并 分 子 化, 从 酸 液 中 逸 出, 部 分 氢 原 子 的 分 子 化 在 晶 格 变 形 产 生 的 显 微 空 孔 边 界 上, 或 金 属 的 夹 杂 及 孔 隙 中 进 行, 氢 在 空 孔 中 的 压 力 可 达 到 很 大 值 ( 几 十 兆 帕 ), 使 金 属 中 产 生 了 引 起 氢 脆 的 内 应 力 防 止 产 生 气 泡 的 措 施 是 : 调 整 酸 液 的 浓 度 ; 控 制 酸 洗 时 溶 液 的 温 度 和 带 钢 表 面 平 直 状 态 等 (2) 过 酸 洗 金 属 在 酸 溶 液 中 停 留 时 间 过 长, 使 其 在 酸 溶 液 作 用 下, 表 面 逐 渐 变 成 粗 糙 麻 面 的 现 象 称 为 过 酸 洗 过 酸 洗 的 带 钢 延 伸 性 大 大 降 低, 在 轧 制 过 程 中, 很 容 易 断 裂 和 破 碎, 并 且 造 成 粘 辊 过 酸 洗 的 带 钢 即 使 轧 制 成 材 也 不 能 作 为 成 品, 因 为 它 的 力 学 性 能 大 大 降 低 了 产 生 过 酸 洗 的 原 因 是 : 机 组 连 续 作 业 中 断, 使 酸 洗 失 去 连 续 性, 或 因 带 钢 断 带 处 理 时 间 过 长 等 防 止 措 施 是 尽 量 密 切 全 机 组 的 操 作 配 合, 保 证 生 产 正 常 进 行 (3) 欠 酸 洗 钢 带 酸 洗 之 后, 表 面 残 留 局 部 未 洗 掉 的 氧 化 铁 皮 时 称 为 欠 酸 洗 欠 酸 洗 的 带 钢 ( 或 钢 板 ), 轻 者 在 轧 制 之 后 产 品 表 面 呈 暗 色 或 花 脸 状 ; 严 重 时 氧 化 铁 皮 被 压 人 呈 黑 斑 此 外, 氧 化 铁 皮 的 延 伸 性 较 差, 故 在 轧 制 后 因 延 伸 不 均 使 产 品 出 现 浪 形 或 瓢 曲 等 缺 陷 有 时 铁 皮 可 能 牢 固 地 贴 附 在 轧 辊 表 面, 直 接 造 成 轧 制 废 品 增 多 等 造 成 欠 酸 洗 的 原 因 是 : 氧 化 铁 皮 厚 度 不 匀, 较 厚 部 分 的 氧 化 铁 皮 需 要 较 长 酸 洗 时 间, 同 时 其 中 的 Fe0 分 解 成 了 较 难 溶 解 的 Fe2O3(Fe3O4); 带 钢 波 浪 度 和 镰 刀 弯 较 大, 在 酸 洗 过 程 中, 起 浪 部 分 或 弯 起 部 分 没 有 浸 泡 在 酸 液 中 通 过, 造 成 漏 酸 洗 ; 酸 洗 前 机 械 破 鳞 不 完 善, 特 别 是 带 钢 两 边 端 铁 皮 未 被 破 碎 等 实 际 生 产 中 欠 酸 洗 多 出 现 在 带 钢 的 头 尾 段 和 两 侧 边 缘 根 据 实 测 数 据, 欲 酸 洗 掉 大 块 红 色 铁 皮 需 要 3~4 倍 的 酸 洗 黑 色 氧 化 铁 皮 的 时 间, 此 时 已 洗 掉 铁 皮 的 带 钢 将 会 形 成 过 酸 洗 因 此 处 理 欠 酸 洗 的 方 法 是 : 预 先 平 整 好 板 形, 对 于 铁 皮 较 厚, 而 面 积 又 不 大 的 带 钢, 可 采 用 先 局 部 酸 洗 一 次, 而 后 再 过 酸 洗 线 的 方 法 去 锈 (4) 锈 蚀 原 料 酸 洗 后 表 面 重 新 出 现 锈 层 的 现 象 称 为 锈 蚀 锈 蚀 形 成 的 原 因 是 : 带 钢 ( 钢 板 ) 酸 洗 后 表 面 残 留 少 许 的 酸 溶 液, 或 带 钢 清 洗 后 没 有 达 到 完 全 干 燥 而 使 表 面 重 新 生 锈 此 外, 带 钢 在 酸 洗 后 于 高 温 的 清 洗 水 中 停 留 时 间 过 长, 也 会 产 生 锈 蚀 现 象 带 钢 锈 蚀 处 的 钢 板 表 面 在 轧 制 之 后 呈 暗 色, 它 促 使 成 品 在 库 存 时 再 次 锈 蚀, 从 而 降 低 成 品 材 的 表 面 质 量, 严 重 时 使 产 品 报 废 防 止 锈 蚀 的 措 施 是 严 格 执 行 酸 洗 清 洗 操 作 规 程, 及 时 给 表 面 涂 油, 并 应 堆 放 在 干 燥 的 地 方 (5) 夹 杂 带 钢 在 酸 洗 后 表 面 出 现 深 陷 的 星 罗 棋 布 的 黑 点 疵 病 称 为 夹 杂 它 是 由 于 热 轧 时 氧 化 铁 皮 被 压 入 所 形 成 的 这 样 的 缺 陷 不 可 能 采 取 酸 洗 法 除 去 当 它 经 过 冷 轧 后, 黑 点 便 扩 展 延 伸 呈 黑 色 条 状, 大 大 降 低 了 成 品 钢 板 的 冲 击 性 能 (6) 划 伤 带 钢 在 机 组 运 行 过 程 中 新 出 现 的 划 伤, 是 由 于 卷 取 辊 弯 曲 辊 的 表 面 出 现 质 硬 的 异 物, 或 带 钢 的 浪 形 及 折 棱 与 导 板 成 线 接 触, 或 带 钢 在 拆 卷 过 程 中 拍 打 折 头 刮 板 等, 使 表 面 划 出 新 的 伤 痕 另 外 也 有 部 分 伤 痕 出 现 在 热 轧 后 冷 却 和 卷 取 的 过 程 中 带 钢 的 划 伤 可 分 为 上 表 面 划 伤 和 下 表 面 划 伤 划 伤 的 原 料 经 冷 轧 后, 在 成 品 带 钢 表 面 将 形 成 宽 而 长 的 黑 条 带 钢 划 伤 深 度 超 过 带 钢 厚 度 允 许 公 差 一 半 时, 轧 制 后 不 能 消 除 防 止 划 伤 的 措 施 是 经 常 检 查 机 组 的 滚 动 部 件 和 导 板, 维 护 好 设 备

39 (7) 压 痕 压 痕 是 指 带 钢 ( 钢 板 ) 表 面 呈 凹 下 去 的 压 迹 压 痕 形 成 的 原 因 是 : 并 卷 焊 时 的 焊 渣 没 有 吹 净, 被 带 钢 带 到 拉 辊 上, 而 后 在 带 钢 表 面 压 出 了 痕 ; 拉 辊 在 带 钢 表 面 滑 动 造 成 粘 辊, 使 带 钢 表 面 造 成 压 痕 ; 热 轧 过 程 中 压 下 失 灵, 突 然 压 下 停 车, 而 后 抬 起 压 下 轧 制 等 压 痕 深 度 超 过 带 钢 厚 度 允 许 偏 差 一 半 时, 冷 轧 之 后, 压 痕 不 能 消 除 总 之, 上 述 带 钢 表 面 缺 陷, 只 要 精 心 操 作, 严 格 执 行 酸 洗 工 艺 制 度 和 操 作 规 程, 及 时 检 查 和 维 修 设 备, 是 可 以 避 免 和 减 少 的 33. 怎 样 从 废 酸 中 回 收 硫 酸? 硫 酸 酸 洗 后 的 废 酸 中 含 有 大 量 的 硫 酸 亚 铁 和 相 当 一 部 分 硫 酸 废 酸 回 收 是 把 废 酸 中 的 硫 酸 亚 铁 提 取 出 来, 硫 酸 再 回 送 到 酸 洗 槽 循 环 使 用 根 据 FeS04 在 不 同 的 酸 溶 液 温 度 和 浓 度 下 溶 解 度 不 同, 随 着 酸 溶 液 浓 度 的 提 高 和 温 度 的 降 低,FeS04 的 溶 解 度 降 低 因 此, 通 过 提 高 酸 溶 液 浓 度 和 降 低 其 温 度 的 方 法, 使 FeS04 在 酸 溶 液 中 过 饱 和 而 逐 渐 结 晶 出 来 废 酸 回 收 通 常 采 用 真 空 结 晶 法 真 空 结 晶 是 在 一 定 的 真 空 度 下, 使 酸 溶 液 低 温 沸 腾 而 蒸 发, 并 在 酸 溶 液 中 加 入 一 定 比 例 的 硫 酸, 以 便 降 低 FeS04 的 溶 解 度 并 起 辅 助 蒸 发 作 用, 使 FeSO4 过 饱 和 而 结 晶 出 来 其 工 艺 流 程 如 图 2-8 所 示 图 2-8 真 空 结 晶 工 艺 过 程 示 意 图 1- 废 液 槽 ;2- 硫 酸 槽 ;3- 蒸 发 罐 ;4-1 号 结 晶 罐 ;5-2 号 结 晶 罐 ;6-3 号 结 晶 罐 ;7- 主 冷 凝 器 ;8- 双 联 式 冷 凝 器 ;9- 气 压 槽 ;10-1 号 结 晶 液 接 收 槽 ;11- 泵 ;12-2 号 结 晶 液 接 收 槽 ;13- 离 心 机 ;14- 下 料 斗 ; 15- 流 量 计 ; 专 用 放 出 阀 ;I~Ⅵ- 喷 射 器 废 液 槽 1 中 的 废 液 与 硫 酸 槽 2 中 的 硫 酸, 按 一 定 的 比 例 借 助 于 蒸 发 罐 3 的 真 空 吸 人 其 中, 由 于 蒸 发 罐 和 依 次 排 列 的 结 晶 罐 的 真 空 度 是 逐 渐 增 大 的 ( 即 压 力 逐 渐 减 小 ), 故 溶 液 从 蒸 发 罐 顺 序 自 流 入 各 结 晶 罐 在 蒸 发 罐 中 的 溶 液 水 分 靠 加 入 的 硫 酸 稀 释 放 热 和 真 空 (95.3kPa) 而 蒸 发, 蒸 发 罐 中 溶 液 温 度 为 36 溶 液 在 1 号 ~3 号 结 晶 罐 的 真 空 和 低 温 ( 分 别 为 96.8kPa,31 ;99.2kPa,18 ;100.4kPa,6 ) 条 件 下 沸 腾 蒸 发, 溶 液 逐 渐 浓 缩 达 到 过 饱 和, 含 有 7 个 结 晶 水 的 硫 酸 亚 铁 (FeS04 7H20) 便 结 晶 出 来 FeS04 7HzO, 开 始 形 成 极 细 微 的 结 晶 核 结 晶 核 随 着 猛 烈 搅 拌, 迅 速 冷 却 的 作 用 而 迅 速 形 成 结 晶 核 数 量 越 多, 生 成 的 晶 体 越 多, 反 之 越 少 晶 体 大, 杂 质 多, 不 纯 洁 ; 晶 体 小 则 纯 洁 在 结 晶 罐 搅 拌 器 的 不 断

40 搅 拌 下, 结 晶 液 保 持 悬 浮 状 态, 最 后 结 晶 液 自 3 号 结 晶 罐 自 动 流 入 1 号 结 晶 液 接 收 槽, 结 晶 液 在 1 号 结 晶 液 接 收 槽 中 被 不 断 搅 拌, 并 停 留 30min 以 上, 然 后 经 泵 打 入 2 号 结 晶 液 接 收 槽, 由 下 开 口 的 专 用 放 出 阀 放 人 离 心 机, 将 FeS04 7H20 分 离 出 来 附 于 滤 布 上, 达 到 一 定 质 量 后 用 木 铲 铲 下 入 库, 液 体 ( 母 液 ) 通 过 滤 布 经 管 道 流 人 另 一 处 的 贮 存 罐 中 贮 存, 供 酸 洗 使 用 蒸 发 罐 3 和 各 结 晶 罐 蒸 发 出 来 的 气 体, 通 过 O.6~O.7MPa 的 喷 射 器 连 续 地 排 入 主 冷 凝 器 7 和 双 联 式 冷 凝 器 8 中 气 体 经 这 两 个 冷 凝 器 上 面 喷 下 的 冷 水 冷 却, 排 人 气 压 槽 9, 从 而 达 到 和 保 持 蒸 发 结 晶 罐 的 高 度 真 空 蒸 发 结 晶 系 统 的 真 空 是 靠 喷 射 器 形 成 的 通 过 调 节 蒸 发 结 晶 罐 的 真 空 度 来 调 节 其 温 度, 使 溶 液 冷 却 34. 蒸 发 结 晶 机 组 的 操 作 要 点 是 什 么? 蒸 发 结 晶 机 组 的 操 作 要 点 如 下 : (1) 检 查 各 槽 是 否 满 流, 各 管 道 是 否 畅 通 无 阻 或 有 无 泄 漏 (2) 向 主 双 联 式 冷 凝 器 供 水, 水 压 保 持 在 O.1MPa 正 常 操 作 时, 主 冷 凝 器 水 温 不 超 过 39, 双 联 式 冷 凝 器 水 温 不 超 过 : 上 部 40, 下 部 50 (3) 各 喷 射 器 分 别 为 : 喷 射 器 号 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V Ⅵ 真 空 度 /kpa 当 真 空 度 达 26.6kPa 时, 开 V 号 喷 射 器 ; 达 48~53.3kPa 时, 开 Ⅳ 号 喷 射 器 ; 达 66.7kPa 时, 开 Ⅲ 号 喷 射 器 ; 达 79.98kPa 时, 再 开 Ⅱ 号 和 I 号 喷 射 器 与 此 同 时 应 适 当 调 节 进 水 量 机 组 各 段 真 空 度 达 到 规 定 值 后, 供 给 硫 酸 和 废 酸 液, 然 后 开 动 各 搅 拌 器 进 入 正 常 操 作 (4) 各 罐 的 温 度 和 压 力 分 别 为 : 蒸 发 罐 1 号 结 晶 罐 2 号 结 晶 罐 3 号 结 晶 罐 温 度 / 压 力 /kpa (5)FeS04 不 结 晶 或 晶 粒 大 的 解 决 办 法 FeS04 不 结 晶 主 要 是 由 于 废 酸 液 中 FeS04 含 量 较 低 真 空 度 不 够 结 晶 罐 温 度 降 不 下 来 硫 酸 加 得 少 等 原 因 造 成 的 因 此, 可 通 过 采 取 加 大 蒸 汽 压 力 减 少 废 酸 液 流 量 适 当 增 加 硫 酸 流 量 延 长 蒸 发 结 晶 周 期 等 措 施 来 解 决 FeS04 晶 粒 大 主 要 是 由 结 晶 液 流 出 量 少 ( 即 结 晶 周 期 长 ) 废 酸 液 中 杂 质 多 下 料 管 不 畅 通 或 停 车 时 罐 内 结 晶 液 未 放 净 等 造 成 的 因 此, 须 保 持 下 料 管 畅 通, 定 期 清 理 管 道, 罐 内 结 晶 液 要 放 净 (6) 结 晶 罐 回 水 温 度 高 和 结 晶 罐 真 空 度 不 高 的 解 决 办 法 如 下 : 结 晶 罐 回 水 是 由 于 结 晶 罐 泄 漏, 使 冷 凝 器 上 下 真 空 差 过 大 ( 上 大 下 小 ), 这 样 冷 凝 器 喷 下 来 的 水 就 流 不 下 去, 或 者 冷 凝 器 给 水 过 大 所 造 成 的 处 理 方 法 是 : 使 Ⅲ 号 和 Ⅳ 号 喷 射 器 按 规 定 进 行 正 常 工 作, 冷 凝 器 给 水 适 量, 检 查 并 处 理 泄 漏 结 晶 罐 温 度 高 的 原 因 是 蒸 汽 压 力 过 大 使 蒸 汽 流 量 过 大, 或 者 冷 凝 器 进 水 温 度 过 高, 不 能 很 快 冷 凝 蒸 汽, 使 结 晶 罐 真 空 度 下 降, 温 度 升 高 处 理 方 法 是 : 经 常 注 意 蒸 汽 压 力 的 变 化, 冷 凝 器 进 水 温 度 一 定 要 保 持 在 25 以 下 结 晶 罐 真 空 度 不 高 的 原 因 是 :I 号 结 晶 液 接 收 槽 液 面 下 降, 使 Ⅲ 号 结 晶 罐 下 料 管 出 口 暴 露 在 大 气 中, 吸 入 空 气 或 者 蒸 发 结 晶 罐 及 管 道 泄 漏 处 理 方 法 是 使 结 晶 液 接 收 槽 液 面 保 持 一

41 定 高 度, 注 意 检 查 并 保 证 系 统 无 泄 漏 ( 泄 漏 用 蜡 烛 检 查 ) (7) 滤 布 不 能 有 破 洞 或 出 现 密 死 现 象, 注 意 及 时 更 换 滤 布 给 料 要 均 匀, 以 免 离 心 机 晃 动 或 漏 锅 35. 怎 样 再 生 废 盐 酸? 流 化 床 式 盐 酸 再 生 设 备 如 图 2-9 所 示 一 号 酸 洗 槽 ( 即 带 钢 入 口 处 ) 有 一 个 溢 流 口, 该 溢 流 口 把 铁 的 质 量 浓 度 为 140~110g/L 和 盐 酸 的 质 量 浓 度 为 40g/L 的 废 酸 洗 液 流 到 酸 洗 机 组 的 中 间 罐 中 这 个 罐 中 安 装 有 一 个 液 位 控 制 器, 待 液 位 达 到 一 定 高 度 后 自 动 使 泵 启 动, 把 废 酸 洗 液 抽 人 再 生 站 的 废 酸 罐 15 中 再 生 站 再 生 的 酸 将 连 续 补 充 酸 洗 机 组 的 第 五 号 酸 洗 槽 中 再 生 酸 的 成 分 ( 质 量 浓 度 ) 为 :HCl 180g/L,Fe 10g/L 在 5 个 串 列 的 酸 洗 槽 中, 由 于 溢 流 的 作 用 四 号 槽 及 三 号 二 号 一 号 槽 中 的 酸 也 得 到 适 量 的 更 新 图 2-9 废 盐 酸 再 生 工 艺 流 程 图 1- 反 应 炉,2- 运 输 机 ;3- 氧 化 铁 渣 贮 斗 ;4- 除 尘 器 ;5- 文 氏 管 ;6- 文 氏 管 预 蒸 发 器 ;7- 贮 槽 ;8- 循 环 泵 ; 9- 喷 淋 装 置 ;10- 收 水 器 ;11- 排 风 机 ;12- 填 料 ;13- 再 生 酸 泵 ;14- 再 生 酸 罐 ;15- 废 酸 罐 ;16- 废 酸 泵 ; 17- 废 酸 阀 门 ;18- 滥 流 口 盐 酸 回 收 再 生 的 原 理 如 下 : 酸 泵 站 的 废 酸 泵 16 将 废 酸 洗 液 连 续 地 打 人 文 氏 管 预 蒸 发 器 6( 又 称 文 氏 管 循 环 系 统 ), 废 酸 洗 液 经 过 预 蒸 发 器 后, 喷 入 反 应 炉 中 反 应 炉 1 排 出 的 炽 热 气 体 通 过 预 蒸 发 器, 与 废 液 之 间 进 行 热 交 换 此 时, 通 过 预 蒸 发 器 的 气 体 温 度 将 由 800 左 右 降 低 到 100, 这 些 失 去 的 热 量 使 酸 洗 液 蒸 发 和 浓 缩, 从 而 利 用 了 废 热, 这 也 就 是 文 氏 管 循 环 系 统 浓 缩 废 液 的 原 理 从 预 蒸 发 器 浓 缩 的 废 酸 液 中, 提 取 了 一 部 分 被 浓 缩 的 酸 液 通 过 两 个 钛 制 酸 枪 射 入 反 应 炉 流 化 床 中, 浓 缩 的 废 酸 液 在 890 的 温 度 下 进 行 反 应, 生 成 盐 酸 气 体 和 氧 化 铁 盐 酸 再 生 过 程 的 反 应 式 如 下 : 流 化 过 程 的 特 点 是 在 整 个 反 应 炉 的 床 层 里 都 要 保 持 恒 定 的 温 度, 这 是 氯 化 铁 分 解 的 先 决 条 件 氯 化 铁 在 流 化 的 过 程 中 形 成 了 小 的 氧 化 铁 颗 粒 ( 直 径 可 达 1~3mm), 然 后, 氧 化 铁 颗 粒 由 流 化 床 层 分 布 板 上 的 排 料 管 连 续 地 或 间 断 地 排 出

42 在 反 应 炉 中 未 沉 下 的 细 小 颗 粒 连 同 炽 热 的 气 流 一 起 流 入 旋 风 分 离 器 进 行 分 离, 分 离 下 来 的 氧 化 铁 颗 粒 通 过 旋 风 除 尘 器 4 底 部 的 回 灰 阀 返 送 人 反 应 炉 中 而 反 应 炉 排 出 的 炽 热 气 流 流 向 预 蒸 发 器 系 统, 炽 热 气 体 通 过 预 蒸 发 器 使 废 酸 液 浓 缩, 气 体 温 度 逐 渐 降 至 100, 并 使 气 体 进 一 步 净 化, 使 再 生 的 盐 酸 的 纯 度 提 高 通 过 预 蒸 发 器 的 气 体 进 入 吸 收 塔 下 端, 在 吸 收 塔 顶 部 设 有 新 水 的 喷 淋 管 和 漂 洗 水 的 喷 淋 装 置 9, 水 流 和 盐 酸 气 体 呈 逆 流, 用 水 来 吸 收 盐 酸 气 体, 吸 收 率 可 达 98% 此 时, 在 吸 收 塔 的 底 部 将 连 续 地 生 成 质 量 分 数 为 18%~20% 的 盐 酸, 通 过 吸 收 塔 塔 顶 后 的 废 气 含 酸 量 已 很 少, 可 直 接 排 人 大 气 36. 怎 样 处 理 盐 酸 酸 气? 盐 酸 酸 气 是 由 蜂 窝 式 吸 收 塔 加 以 处 理 的 蜂 窝 式 吸 收 塔 的 作 用 原 理 系 扩 散 过 程, 物 质 以 分 子 扩 散 形 式 从 一 个 相 转 移 到 另 一 相 蜂 窝 的 作 用 在 于 增 大 气 相 和 液 相 间 的 有 效 接 触 面 积, 用 液 体 ( 水 NaOH 溶 液 等 ) 作 吸 收 剂 处 理 酸 气, 喷 淋 的 液 体 在 蜂 窝 表 面 成 膜 状 下 降, 气 液 两 相 即 通 过 有 效 表 面 进 行 接 触, 气 态 的 HCI( 酸 气 ) 被 流 动 的 液 膜 吸 收,HCl 由 气 体 转 变 到 液 体 吸 收 塔 系 圆 形 断 面, 塔 内 3 层 填 料,4 层 喷 淋 这 种 蜂 窝 式 填 料 表 面 积 大, 气 体 阻 力 小, 耐 腐 蚀, 质 量 轻 吸 收 塔 结 构 如 图 2-10 所 示 图 2-10 蜂 窝 式 吸 收 塔 1- 脱 水 器,2- 蜂 窝 式 填 料 ;3- 喷 淋 管 ;4- 风 机 ;5- 循 环 泵 ;6- 循 环 槽 ;7- 酸 洗 槽 ;8- 烟 囱 ;9- 吸 收 塔 37. 怎 样 计 算 酸 的 消 耗 量? 酸 洗 带 钢 的 酸 消 耗 量 的 多 少, 标 志 着 酸 洗 工 艺 是 否 合 理 和 产 品 成 本 的 高 低 影 响 酸 消 耗 量 的 因 素 很 多, 难 以 详 细 计 算, 通 常 酸 的 消 耗 量 以 酸 洗 1t 金 属 所 消 耗 酸 的 公 斤 数 来 表 示, 即 式 中 A 单 位 表 面 积 带 钢 的 酸 消 耗 量,kg/m2; a 单 位 质 量 带 钢 的 酸 消 耗 量,kg/t; S 带 钢 表 面 积,m2; G 带 钢 质 量,t;

43 ρ 钢 的 密 度,t/m3( 碳 钢 :ρ:7.8t/m3); H 带 钢 厚 度,m 以 上 为 理 论 计 算 的 酸 消 耗 量 还 应 将 影 响 酸 消 耗 的 各 种 因 素 所 消 耗 的 酸 量 加 在 内, 才 能 得 到 酸 的 实 际 消 耗 量 氧 化 铁 皮 所 消 耗 的 酸 量 由 下 式 确 定 : 式 中 A 皮 单 位 质 量 氧 化 铁 皮 所 消 耗 的 酸 量,kg/kg; a 单 位 质 量 带 钢 的 酸 消 耗 量,kg/t; G 重 损 带 钢 酸 洗 时 的 单 位 质 量 的 质 量 损 失,kg/t 蒸 汽 冷 凝 水 对 酸 溶 液 浓 度 的 稀 释, 使 废 酸 液 过 剩, 使 废 酸 来 不 及 回 收 而 被 迫 排 掉 的 酸 约 占 酸 消 耗 量 的 7.5% 带 钢 从 酸 洗 槽 中 带 走 的 酸, 约 占 酸 消 耗 量 的 1% 使 用 的 酸 洗 缓 蚀 剂 好, 会 减 少 酸 洗 过 程 中 金 属 的 损 失, 从 而 降 低 酸 的 消 耗 经 破 碎 比 未 经 破 碎 的 带 钢 酸 洗 时 间 要 短, 酸 消 耗 量 减 少 因 此 提 高 铁 皮 破 碎 机 的 效 率 是 降 低 酸 消 耗 的 有 效 措 施 实 际 生 产 得 知, 单 体 式 酸 洗 槽 酸 洗, 酸 的 综 合 消 耗 量 为 25~28kg/t, 串 级 式 酸 洗 槽 酸 洗, 酸 的 综 合 消 耗 量 为 14~16kg/t 上 述 计 算 未 考 虑 酸 再 生 回 收 的 因 素 三 酸 洗 设 备 及 其 操 作 38. 怎 样 操 作 拆 卷 机? 酸 洗 机 组 常 用 双 锥 体 式 和 带 拆 头 的 双 锥 体 式 两 种 拆 卷 机, 如 图 2-11 和 图 2-12 所 示 图 2 11 双 锥 体 式 拆 卷 机 示 意 图 1- 翻 料 斗 ;2- 升 降 台 ;3- 压 辊 ;4- 刮 板 ;5- 拉 辊 ;6- 锥 体 ;7- 夹 板

44 图 2-12 带 拆 头 的 双 锥 体 式 拆 卷 机 示 意 图 1- 升 降 台 ;2- 传 动 辊,3- 压 辊 ;4- 拆 头 传 动 辊 ;5- 带 刮 板 的 空 转 辊 ;6- 分 离 导 板 ;7- 锥 体 18- 拉 辊 双 锥 体 式 拆 卷 机 的 操 作 是 将 钢 卷 由 翻 钢 机 的 翻 料 斗 1 推 出, 滚 到 升 降 台 2 上, 升 降 台 将 钢 卷 升 至 对 准 两 锥 体 6 的 中 心 线, 与 此 同 时 合 拢 两 锥 体 撑 住 钢 卷, 升 降 台 下 降 回 到 原 位 接 着 两 夹 板 7 夹 紧 钢 卷, 同 时 压 辊 3 压 下, 转 动 夹 板 使 钢 卷 头 处 于 拆 头 位 置, 驱 动 刮 板 4 贴 上 钢 卷 将 带 钢 头 拆 开 并 送 入 拉 辊 5, 刮 板 复 位, 压 辊 抬 起, 两 夹 板 离 开 钢 卷 一 定 距 离 (30~ 50mm), 此 时 即 可 拆 卷 操 作 中 应 注 意 : (1) 根 据 带 钢 宽 度 及 钢 卷 塔 形 大 小, 控 制 夹 板 夹 紧 钢 卷 情 况 及 拆 卷 过 程 中 夹 板 分 离 钢 卷 的 适 当 距 离 (2) 注 意 调 节 升 降 台 的 高 度, 以 保 证 带 钢 上 表 面 不 被 划 伤 (3) 拆 卷 拉 辊 应 及 时 调 整 辊 缝, 当 钢 卷 头 引 过 拉 辊 跑 偏 时, 上 辊 迅 速 升 起 ; 在 拆 卷 过 程 中 带 钢 跑 偏 时, 上 辊 迅 速 升 降, 及 时 进 行 纠 偏 (4) 带 钢 在 拆 卷 过 程 中 是 将 钢 卷 各 层 强 行 拉 开, 可 能 产 生 硬 折 棱 随 着 钢 卷 直 径 减 小, 带 钢 所 产 生 的 硬 折 棱 多 而 严 重 带 钢 硬 折 棱 处 容 易 被 划 伤 采 用 张 力 拆 卷 可 减 少 带 钢 硬 折 棱 39. 怎 样 操 作 调 整 电 动 式 下 切 剪? 电 动 式 下 切 剪 用 于 带 钢 焊 接 头 尾 的 剪 切, 或 者 用 于 当 焊 缝 质 量 不 合 格 或 焊 缝 光 整 不 好 而 需 要 重 新 焊 接 时 的 剪 切 带 钢 剪 切 机 一 般 采 用 斜 刀 片 剪 切 机, 刀 片 斜 度 为 1 30ˊ~6 剪 切 机 有 上 切 剪 和 下 切 剪 之 分 下 刀 固 定, 上 刀 向 下 剪 切 的 是 上 切 剪 ; 下 刀 向 上 剪 切 的 是 下 切 剪 下 切 剪 的 结 构 如 图 2-13 所 示 下 切 剪 由 工 作 机 架 传 动 装 置 等 主 要 部 分 组 成, 并 附 有 润 滑 部 件 和 风 动 部 件 机 架 中 的 偏 心 轴 上 的 两 列 圆 锥 滚 柱 轴 承 上, 装 有 传 动 刀 架 运 动 的 套, 刀 架 上 固 定 着 下 刀 片, 刀 架 安 放 在 导 架 中 下 刀 片 的 升 降 是 通 过 传 动 偏 心 轴 来 实 现 的 上 刀 片 固 定 在 横 梁 上, 呈 2 斜 角 剪 切 机 由 交 流 电 机 经 过 两 级 圆 柱 齿 轮 减 速 机 来 传 动 控 制 器 安 装 在 减 速 机 的 低 速 轴 上, 剪 切 机 剪 切 之 后, 当 刀 架 到 达 极 限 位 置 时, 控 制 器 即 切 断 电 源 图 2-13 电 动 式 下 切 剪 示 意 图 1- 带 刀 架 横 梁 ;2- 带 下 刀 的 刀 架 ;3- 偏 心 轴 ;4- 接 手 ;5- 减 速 机 ;6- 挠 性 接 手 ;7- 控 制 器 ;8- 电 动 机 ; 9- 制 动 器 ;lo- 滚 动 轴 承 ;11- 带 拨 料 机 的 风 动 气 缸

45 为 了 抛 下 带 钢 的 切 头 切 尾, 在 下 刀 架 上 装 有 可 动 的 台 架, 台 架 靠 气 缸 来 动 作, 台 架 升 起, 带 钢 切 头 顺 斜 槽 落 入 废 料 槽 中 对 于 生 产 操 作 人 员 来 说, 刀 刃 间 隙 的 确 定 和 调 整 十 分 重 要 刀 刃 间 隙 的 大 小, 除 了 影 响 剪 切 功 最 大 剪 切 力 外, 还 直 接 影 响 剪 切 质 量 如 果 剪 切 断 口 毛 刺 大, 则 说 明 剪 刃 间 隙 过 大 剪 刃 间 隙 根 据 所 切 带 钢 厚 度 来 选 定, 一 般 等 于 被 剪 切 带 钢 厚 度 的 5%, 不 大 于 带 钢 厚 度 的 7% 剪 切 1.2~5mm 厚 的 带 钢, 推 荐 的 间 隙 值 为 0.06~O.3mm 带 钢 越 厚, 间 隙 值 越 大 必 须 说 明, 如 果 剪 刃 间 隙 量 过 小, 例 如 当 间 隙 值 为 带 钢 厚 度 的 2%~3% 时, 剪 切 中 不 仅 使 最 大 剪 切 力 增 加, 而 且 在 这 种 情 况 下 所 得 到 的 剪 切 断 口 也 是 不 整 齐 的 调 整 上 下 剪 刃 间 隙 时, 用 塞 尺 检 查 剪 切 机 未 工 作 时, 其 上 下 剪 刃 的 开 度 应 最 大, 上 下 剪 刃 的 重 合 量 应 调 整 到 2mm 左 右 刀 片 一 般 是 用 5CrW2Si 材 质 做 的 生 产 中 发 现, 剪 刃 用 钝 时 应 及 时 更 换 刀 片, 否 则 剪 切 力 大 幅 度 上 升, 断 面 质 量 也 极 差 为 了 保 证 前 后 两 卷 带 钢 对 接 整 齐 平 直, 并 在 同 一 中 心 线 上, 切 断 后 的 断 面 应 与 带 钢 中 心 线 垂 直 电 动 式 下 切 剪 已 逐 渐 被 液 压 下 切 剪 所 代 替 液 压 剪 的 结 构 简 单, 可 靠 好 用 40. 活 套 装 置 有 什 么 作 用 各 种 活 套 装 置 有 哪 些 优 缺 点? 活 套 装 置 的 主 要 作 用 是 贮 存 足 够 的 带 钢, 使 机 组 头 ( 尾 ) 部 段 在 进 行 带 钢 上 卷 直 头 剪 切 焊 接 及 卸 卷 等 工 序 时, 机 组 中 部 段 的 带 钢 仍 能 连 续 运 行 目 前, 活 套 装 置 的 形 式 有 4 种 : (1) 带 钢 堆 成 多 层 的 活 套 坑 ( 图 2-14a) 这 种 活 套 装 置 的 优 点 是 带 钢 贮 存 量 大, 活 套 坑 结 构 简 单, 成 本 低 此 外, 带 钢 能 以 较 高 的 速 度 进 入 坑 中 一 个 长 度 12m 深 度 为 4m 的 活 套 坑 可 贮 存 带 钢 长 度 达 280m 这 种 活 套 装 置 的 主 要 缺 点 是 带 钢 容 易 造 成 折 痕 ; 带 钢 从 坑 中 拉 出 速 度 太 快 时, 容 易 擦 伤 带 钢 表 面 这 种 活 套 装 置 一 般 用 于 厚 带 钢 机 组 图 2-14 活 套 装 置 的 形 式 a- 带 钢 堆 成 多 层 的 活 套 坑 ;b- 带 钢 自 由 悬 垂 的 活 套 坑 ;c- 垂 直 活 套 塔 ;d- 水 平 活 套 车 (2) 带 钢 自 由 悬 垂 的 活 套 坑 ( 图 2-14b) 这 种 活 套 装 置 可 以 消 除 带 钢 在 活 套 坑 中 产 生 折 痕 和 擦 伤 等 缺 陷 但 是, 带 钢 运 行 速 度 不 能 太 高, 因 为, 当 带 钢 板 形 不 好 又 高 速 运 行 时, 自 由 悬 垂 的 活 套 易 在 坑 内 摆 动, 甚 至 发 生 活 套 反 身 现 象 对 于 薄 带 钢 来 说, 摆 动 情 况 更 为 严 重 此 外, 在 带 钢 高 速 运 行 时, 也 易 使 带 钢 边 口 擦 伤 这 种 活 套 坑 深 度 一 般 为 12~30m

46 由 于 不 能 充 分 利 用 坑 的 深 度, 带 钢 贮 存 量 不 大 带 钢 自 由 悬 垂 的 活 套 坑 主 要 优 点 是 : 在 带 钢 速 度 较 低 时, 能 减 少 带 钢 表 面 损 伤 ; 带 钢 导 向 简 单 ; 占 车 间 面 积 小 与 垂 直 活 套 塔 和 水 平 活 套 车 相 比, 其 机 械 设 备 较 小 这 种 活 套 坑 一 般 用 于 带 钢 速 度 低 和 贮 存 量 不 大 的 机 组 上 (3) 垂 直 活 套 塔 ( 图 2-14c) 其 主 要 优 点 是 带 钢 贮 存 量 大, 带 钢 不 易 跑 偏, 占 车 间 面 积 小 ; 带 钢 速 度 较 高 时, 带 钢 边 口 擦 伤 比 自 由 悬 垂 活 套 要 少 其 主 要 缺 点 是 垂 直 高 度 高 机 械 设 备 贵 带 钢 断 带 后 穿 带 较 困 难 垂 直 活 套 塔 有 上 面 辊 子 固 定 而 底 横 梁 上 下 移 动 和 底 部 辊 子 固 定 而 上 横 梁 上 下 移 动 两 种 形 式 第 一 种 形 式 用 得 较 广, 因 为, 移 动 底 横 梁 能 使 带 钢 张 力 保 持 不 变, 可 以 使 机 械 和 电 气 控 制 简 单 但 是 辊 子 维 修 和 穿 带 要 在 高 空 进 行 这 种 活 套 用 于 高 速 机 组 上 (4) 水 平 活 套 车 ( 图 2-14d) 目 前, 在 卧 式 酸 洗 机 组 退 火 机 组 上, 广 泛 采 用 水 平 活 套 车 其 主 要 优 点 是 垂 直 高 度 低, 带 钢 转 向 辊 少, 带 钢 张 力 容 易 保 持 恒 定 但 是, 水 平 活 套 车 需 要 有 很 长 的 水 平 移 动 距 离 为 了 防 止 活 套 车 上 面 的 带 钢 下 垂 到 下 面 的 带 钢 上, 一 般 都 装 有 带 钢 分 离 器, 使 上 下 层 带 钢 相 互 不 接 触 这 使 活 套 车 的 机 械 设 备 复 杂, 造 价 高, 活 套 车 的 移 动 速 度 也 受 到 一 定 限 制 活 套 车 的 最 大 移 动 速 度 为 120~135m/min 41. 窄 带 钢 圆 盘 剪 的 结 构 是 怎 样 的, 其 操 作 和 调 整 应 注 意 什 么? 为 了 保 证 带 钢 两 侧 边 缘 整 齐, 并 严 格 控 制 带 钢 宽 度, 在 圆 盘 剪 上 对 带 钢 两 边 进 行 切 边 切 下 的 边 缘 在 碎 边 机 上 破 碎 宽 带 圆 盘 剪 的 构 造 比 较 复 杂, 而 窄 带 钢 可 使 用 简 易 的 圆 盘 剪, 其 结 构 和 传 动 系 统 如 图 2-15 所 示 图 2-15 窄 带 钢 圆 盘 剪 和 碎 边 机 传 动 系 统 示 意 图 1- 测 速 发 电 机 ;2- 电 机 ;3- 减 速 机 ;4- 刀 轴 升 降 调 整 机 构 ;5- 偏 心 套 ; 6- 刀 轴 ;7- 侧 向 调 整 机 构 ; 8- 离 合 机 构 电 机 ;9- 离 合 机 构 减 速 机 ;10- 离 合 丝 杠 ;11- 碎 边 机 电 机 ;12- 碎 边 机 减 速 机 ;13- 飞 轮 ; 14- 固 定 碎 边 刀 ;15- 旋 转 碎 边 刀 圆 盘 剪 的 前 面 有 一 对 立 辊, 用 来 控 制 带 钢 中 心 线 严 格 对 正 剪 刀 中 心 线 圆 盘 剪 的 后 面 是 碎 边 机 碎 边 机 由 固 定 在 机 座 上 的 固 定 刀 刃 和 安 装 有 两 个 刀 刃 的 旋 转 刀 组 成 旋 转 刀 轴 由 电 机 经 减 速 机 传 动, 并 在 轴 两 端 安 装 有 两 个 飞 轮 带 钢 边 通 过 固 定 刀 和 旋 转 刀 之 间 的 间 隙 时, 被 破 碎 成 碎 段, 流 人 下 面 的 料 斗 中 圆 盘 剪 由 传 动 部 分 刀 轴 部 分 调 整 部 分 离 合 部 分 以 及 辅 助 部 分 等 组 成

47 传 动 部 分 通 过 电 机 经 减 速 机 万 向 接 轴 传 动 右 侧 两 根 主 轴 刀 轴 部 分 由 各 固 定 了 两 片 圆 盘 刀 的 上 下 刀 轴 组 成 离 合 部 分 在 圆 盘 剪 的 下 方, 通 过 电 机 减 速 机 和 丝 杠 调 整 圆 盘 剪 左 右 两 侧 机 座 的 横 向 位 置, 使 左 侧 机 座 的 游 动 轴 和 右 侧 机 座 的 传 动 轴 与 上 下 刀 轴 连 接 在 一 起, 从 而 可 以 传 动 刀 轴 当 离 合 机 构 使 左 右 两 侧 机 座 分 离 时, 即 可 使 刀 轴 脱 离 机 座 的 传 动 轴, 以 便 于 进 行 换 刀 的 作 业 调 整 部 分 包 括 压 下 抬 起 的 调 整 机 构 和 刀 片 轴 向 位 置 的 调 整 机 构 在 上 下 传 动 轴 和 游 动 轴 的 外 面 各 有 一 个 偏 心 距 为 14mm 的 偏 心 套, 一 转 动 压 下 手 轮, 通 过 传 动 机 构, 两 端 上 下 的 偏 心 套 同 时 转 动, 从 而 使 两 侧 上 下 轴 之 间 的 距 离 发 生 变 化 压 下 机 构 用 以 调 整 上 下 刀 刃 之 间 的 重 合 量, 并 在 换 刀 时 用 以 抬 起 上 刀 在 左 右 两 侧 机 座 的 前 方 各 有 一 个 手 轮, 在 两 侧 上 部 偏 心 套 上 各 固 定 一 个 蜗 轮, 蜗 轮 通 过 螺 母 与 偏 心 套 上 的 螺 纹 连 接 转 动 手 轮 可 以 调 节 偏 心 套 的 轴 向 位 置, 从 而 调 节 上 刀 轴 的 轴 向 位 置, 使 左 右 两 侧 上 下 刀 之 间 的 间 隙 保 持 均 匀 一 致, 并 调 节 剪 切 中 心 线 使 之 与 机 组 中 心 线 相 一 致 辅 助 部 分 包 括 引 导 带 钢 平 直 地 从 剪 刃 间 出 来 的 上 下 托 板, 以 及 固 定 上 下 托 板 的 横 梁 等 部 件, 还 有 将 切 边 导 入 碎 边 机 的 左 右 导 槽 以 及 固 定 和 调 整 导 槽 的 部 件 该 圆 盘 剪 的 主 要 性 能 如 下 : 剪 切 带 钢 材 质 低 碳 钢 低 合 金 钢 剪 切 带 钢 宽 度 65~325mm 剪 切 带 钢 厚 度 1.2~4.75mm 剪 切 带 钢 强 度 极 限 600MPa 材 料 相 对 伸 长 率 12%~24% 剪 切 力 矩 1700J 圆 盘 刀 直 径 400~445mm 圆 盘 刀 材 质 4CrW2Si 剪 切 速 度 20~60m/min 圆 盘 剪 电 机 23kW 碎 边 机 电 机 3.6kW 圆 盘 剪 的 操 作 和 调 整 应 注 意 如 下 各 点 : (1) 换 刀 时 要 严 格 检 查 4 把 刀 片 的 直 径 是 否 一 致 同 一 轴 上 的 两 把 刀 片 的 直 径 应 当 相 等 上 下 轴 的 刀 片 直 径 差 不 得 大 于 1.5mm 要 严 格 检 查 刀 刃 有 无 磕 伤 掉 肉 刀 片 在 轴 上 要 打 紧 (2) 同 一 侧 上 下 刀 片 之 间 的 轴 向 间 隙 应 该 等 于 剪 切 带 钢 厚 度 的 1%~5%, 剪 软 钢 时 间 隙 取 小 些 上 下 刀 片 之 间 的 重 合 量 应 为 剪 切 带 钢 厚 度 的 一 半 (3) 圆 盘 剪 剪 切 时 发 生 缺 陷 应 及 时 处 理 圆 盘 剪 剪 切 时 产 生 缺 陷 及 处 理 方 法 如 下 : 1) 切 不 断 这 是 由 于 刀 刃 磨 损 严 重 或 者 间 隙 太 大 造 成 的, 应 予 以 调 整 或 换 刀 ; 或 者 是 由 于 刀 轴 背 母 松 扣 造 成 刀 刃 间 隙 过 大, 应 打 紧 2) 毛 刺 高 剪 切 后 两 边 缘 有 较 高 的 隆 起 的 毛 刺, 这 是 因 为 刀 刃 磨 损 了, 应 换 刀 3) 划 伤 带 钢 表 面 ( 底 面 或 上 面 ) 有 一 道 道 的 划 伤, 这 是 由 于 上 下 托 板 与 带 钢 摩 擦 造 成 的, 应 该 调 整 托 板 的 高 度 并 进 行 整 修 4) 切 边 有 波 浪 弯 这 是 由 于 带 钢 跳 导 向 立 辊 的 孔 槽, 带 钢 在 圆 盘 剪 内 摆 动 和 波 动 引 起 的 5) 碎 边 切 不 断 这 是 因 为 碎 边 刀 磨 损 严 重 造 成 的 经 调 整 后 仍 然 无 效 时 应 更 换 碎 边 刀 42. 无 张 力 卷 取 带 钢 时 会 产 生 什 么 缺 陷? 连 续 酸 洗 机 组 常 采 用 无 张 力 卷 取 机 来 卷 取 带 钢, 如 图 2-16 所 示 带 钢 被 拉 辊 1 咬 人, 送 入 弯 曲 辊 2 使 带 钢 产 生 适 合 于 钢 卷 内 径 的 相 应 挠 度, 随 后 绕 上 去 在 卷 取 辊 4 的 支 撑 和 旋 转 下 自 行 成 卷 钢 卷 达 到 要 求 质 量 时, 剪 断 带 钢, 最 后 由 卸 卷 机 6 将 钢 卷 从 卷 取 机 上 推 出, 滚

48 到 斜 坡 辊 道 上 斜 坡 辊 道 上 的 推 钢 机 将 钢 卷 推 到 斜 坡 辊 道 的 末 端, 用 吊 车 把 它 吊 至 钢 卷 放 置 场 贮 存 无 张 力 卷 取 机 卷 取 带 钢 时 易 产 生 下 列 缺 陷 : (1) 划 伤 辊 式 卷 取 机 无 张 力 卷 取 的 特 性 决 定 了 钢 卷 不 可 能 卷 紧 由 于 钢 卷 卷 得 不 紧, 带 钢 拆 卷 折 棱 和 在 活 套 坑 中 造 成 的 折 棱 造 成 钢 卷 层 间 接 触, 当 钢 卷 卸 卷 时 容 易 产 生 带 钢 层 间 错 动 而 划 伤 图 2-16 无 张 力 辊 式 卷 取 机 示 意 图 1- 卷 取 拉 辊 ;2- 带 钢 弯 曲 辊 ;3- 空 转 辊 ;4- 卷 取 辊 ;5- 夹 板 立 辊 ;6- 卸 卷 机 (2) 塔 形 带 钢 的 镰 刀 形 弯 曲, 造 成 在 卷 取 过 程 中 卷 成 塔 形, 带 钢 越 薄 塔 形 越 严 重 带 钢 在 卷 取 过 程 中, 夹 板 立 辊 5 在 一 定 程 度 上 起 到 控 制 钢 卷 塔 形 的 作 用 ; 但 在 带 钢 较 薄 的 情 况 下, 因 夹 板 立 辊 夹 得 过 紧, 则 会 使 带 钢 边 部 特 别 是 塔 形 突 出 部 分 造 成 浪 形, 严 重 时 会 使 带 钢 产 生 窝 边 带 钢 越 薄 越 容 易 产 生 上 述 缺 陷 (3) 粘 辊 或 擦 伤 弯 曲 辊 和 卷 取 辊 表 面 往 往 被 带 钢 毛 边 和 卷 取 辊 与 带 钢 之 间 滑 动 造 成 擦 伤 或 粘 辊, 从 而 将 带 钢 表 面 擦 伤 当 钢 卷 在 卷 取 中 质 量 逐 渐 增 大 时, 特 别 是 薄 带 钢, 卷 取 中 发 生 摇 晃, 使 下 表 面 擦 伤 更 为 严 重 (4) 带 钢 起 套 带 钢 在 卷 取 过 程 中, 随 着 钢 卷 直 径 的 增 大, 有 时 带 钢 不 能 绕 钢 卷 卷 取, 而 形 成 活 套 这 是 由 于 卷 取 辊 滑 动 使 钢 卷 旋 转 速 度 降 低, 但 拉 辊 拉 钢 的 速 度 不 变, 结 果 就 出 现 活 套 此 时 应 适 当 增 大 拉 辊 的 辊 缝 来 消 除 带 钢 起 套 现 象 43. 小 型 冷 轧 车 间 酸 洗 工 序 的 操 作 要 点 是 什 么? 小 型 冷 轧 车 间 一 般 均 没 有 连 续 酸 洗 机 组, 其 带 钢 酸 洗 工 序 如 下 : 剥 壳 一 打 圈 一 装 架 一 酸 洗 一 清 洗 一 钝 化 一 送 轧 机 酸 洗 工 序 操 作 要 点 是 : (1) 认 真 核 对 钢 带 的 钢 种 规 格 和 炉 号 (2) 按 钢 带 的 不 同 宽 度, 调 整 进 口 导 辊 的 距 离 ( 大 于 钢 带 宽 度 10~30mm), 避 免 造 成 钢 带 跑 偏 过 大 而 损 坏 设 备 根 据 剥 壳 ( 机 械 去 铁 皮 ) 的 钢 带 厚 度, 应 调 整 限 制 开 关 的 横 弹 支 头 螺 丝, 不 致 使 限 制 开 关 失 灵, 并 及 时 调 整 引 料 辊 压 下 螺 丝, 但 压 得 不 应 过 紧, 以 防 止 损 坏 钢 带 表 面 及 产 生 事 故 (3) 钢 带 剥 壳 时, 钢 带 头 必 须 敲 直 ( 平 ), 以 免 造 成 叠 头 和 缠 辊 事 故 ; 如 发 现 缠 辊 现 象, 应 立 即 停 车, 松 开 辊 子 间 隙, 进 行 反 转, 将 钢 带 取 出, 敲 直 钢 带 后 再 进 行 剥 壳 在 取 出 钢 带

49 时, 旁 人 不 得 擅 自 开 车 经 剥 壳 后, 钢 带 表 面 氧 化 铁 皮 必 须 剥 落 或 疏 松, 经 酸 刷 后 表 面 刷 净 操 作 时 严 禁 用 油 手 套, 钢 带 表 面 不 允 许 有 油 污 铁 屑 等 黏 附 物 (4) 根 据 不 同 规 格 钢 带 调 整 打 圈 机, 使 剥 壳 后 钢 带 呈 疏 松 发 条 状, 各 圈 的 间 隙 约 15mm (5) 装 架 应 整 齐, 圈 与 圈 之 间 应 有 一 定 的 间 隙, 装 好 后 应 在 架 子 的 牌 子 上 写 明 钢 种 规 格 炉 号 ; 必 须 注 意, 同 一 架 子 上 不 允 许 有 不 同 钢 种 规 格 的 钢 带 (6) 酸 洗 时, 钢 带 必 须 全 部 浸 没 在 酸 溶 液 中, 并 经 常 用 撬 棒 摇 动, 使 酸 液 保 持 流 动, 以 加 速 酸 洗 根 据 坯 料 的 具 体 情 况, 酸 洗 时 间 可 延 长 或 缩 短 5min, 但 要 绝 对 防 止 钢 带 过 酸 洗 和 欠 酸 洗, 特 别 是 酸 洗 高 碳 钢, 更 要 经 常 检 查, 严 格 掌 握 好 酸 洗 时 间 各 种 钢 带 的 酸 洗 制 度 按 表 2-14 执 行 (7) 高 浓 度 废 硫 酸 用 来 酸 洗 优 质 钢, 低 浓 度 废 硫 酸 用 来 酸 洗 普 碳 钢 酸 液 缸 内 沉 积 物 必 须 经 常 清 除, 一 般 2~3 天 清 理 一 次 表 2-14 钢 带 酸 洗 和 钝 化 工 艺 钢 种 工 艺 名 称 溶 液 名 称 溶 液 的 质 量 溶 液 温 度 处 理 时 间 分 数 /% / /min 08,10,15,20, Cr03 30~60, T7~T10, 65Mn,65Si2Mn 碳 素 结 构 钢 酸 洗 废 硫 酸 >12 8~12 55~65 60~70 15~25 20~30 清 洗 清 水 0 室 温 不 限 钝 化 亚 硝 酸 钠 1~2 65~75 0.2~O.5 酸 洗 废 硫 酸 >12 55~65 10~20 8~12 60~70 15~20 清 洗 清 水 O 室 温 不 限 钝 化 亚 硝 酸 钠 1~2 65~75 O.2~O.5 酸 洗 废 硫 酸 >12 8~12 5~8 55~65 60~70 65~70 25~30 25~30 25~35 清 洗 清 水 O 室 温 不 限 钝 化 亚 硝 酸 钠 1~2 65~75 0.2~O.5 (8) 酸 洗 后 钢 带 立 即 送 清 水 缸 进 行 清 洗, 清 洗 时 要 不 断 冲 水, 以 减 少 清 洗 时 间, 减 少 清 水 缸 中 硫 酸 的 含 量 和 杂 质, 一 般 清 洗 时 间 为 5~10min 清 水 缸 内 硫 酸 的 质 量 分 数 不 得 超 过 0.%( 质 量 浓 度 为 2g/L), 一 般 每 星 期 清 理 一 次, 清 理 时 必 须 将 清 水 缸 内 的 水 全 部 放 完, 然 后 将 沉 积 物 清 除 干 净, 冲 洗 缸 体 后 再 放 水 (9) 清 洗 后 钢 带 进 行 钝 化, 必 须 保 证 钝 化 液 的 浓 度 和 温 度 ( 温 度 严 禁 超 过 80 ), 钝 化 时 间 以 浸 没 钢 带 后 3~5s 即 可 钝 化 缸 每 周 清 理 一 次, 换 钝 化 液 时 应 出 清 缸 内 杂 质 和 垃 圾, 缸 体 冲 洗 干 净 后 再 放 人 新 钝 化 液 (10) 每 班 测 定 两 次 硫 酸 的 浓 度 和 温 度, 作 好 记 录 并 及 时 通 知 酸 洗 工 经 常 测 定 钝 化 液 的 浓 度 和 检 查 含 杂 质 情 况 当 酸 液 和 钝 化 液 达 不 到 规 定 要 求 时, 应 及 时 处 理 44 半 连 续 酸 洗 机 组 的 工 艺 操 作 过 程 是 怎 样 的 应 注 意 哪 些 安 全 事 项? 图 2-17 为 半 连 续 酸 洗 机 组 的 示 意 图 在 这 种 酸 洗 机 组 上 可 酸 洗 宽 20~1050mm 厚 0.8~ 9.5mm 的 带 钢, 酸 洗 带 钢 的 品 种 较 多 当 带 钢 宽 度 小 于 600mm 时, 可 同 时 酸 洗 2~6 条 带 钢 机 组 的 设 备 费 用 较 低, 因 此, 在 中 小 型 冷 轧 车 间 里 得 到 广 泛 的 应 用

50 图 2-17 半 连 续 酸 洗 机 组 示 意 图 1- 开 卷 机 ;2- 矫 直 机 ;3- 酸 洗 槽 ;4- 清 洗 槽 ;5- 烘 干 装 置 ;6- 圆 盘 剪 ;7- 碎 边 剪 ;8- 铡 刀 式 剪 断 机 ; 9- 张 紧 装 置 ;10- 卷 取 机 半 连 续 酸 洗 机 组 的 工 艺 操 作 过 程 如 下 : 钢 带 开 卷 后, 经 过 矫 直 机 矫 平 送 人 酸 洗 槽, 带 钢 从 酸 洗 槽 出 来 立 即 进 入 清 洗 槽 清 洗 ; 带 钢 在 烘 干 之 后 立 即 涂 油, 然 后 在 卷 取 机 上 卷 取 成 卷 ; 并 把 钢 卷 的 钢 种 炉 罐 号 流 水 作 业 号 涂 写 在 钢 卷 外 表 面 上 在 机 组 中 段 安 装 1~2 对 弯 曲 辊, 用 来 矫 正 板 卷 的 弯 曲 带 钢 进 入 机 组 时 先 进 行 矫 直, 其 目 的 是 矫 直 带 钢 头 部 和 使 带 钢 顺 利 通 过 机 组 如 果 同 时 通 过 几 条 带 钢, 则 每 根 带 钢 需 单 独 使 用 矫 直 机 酸 槽 用 塑 料 板 做 成 槽 盖 采 用 分 段 密 封 盖 机 组 操 作 时 应 注 意 的 主 要 安 全 事 项 如 下 : (1) 处 理 酸 洗 槽 断 带 时, 要 配 戴 防 护 眼 镜 横 跨 酸 洗 槽 的 跳 板 要 搭 得 牢 靠 用 钢 绳 拉 带 钢 要 注 意 断 带 钢 落 槽 时 酸 液 溅 出, 以 避 免 烧 伤 一 旦 被 酸 烧 伤, 要 立 即 用 水 冲 洗 (2) 卷 取 机 在 卷 取 带 钢 时, 操 作 人 员 不 能 站 在 卷 取 机 出 口 方 向, 以 免 被 钢 卷 在 卷 取 中 弓 起 的 活 套 打 伤 (3) 检 查 带 钢 表 面 质 量 时, 应 停 车 (4) 更 换 各 种 零 部 件 时, 必 须 先 使 整 个 机 组 断 电 (5) 处 理 粘 辊 或 辊 子 拉 毛 时, 不 能 在 拉 辊 咬 人 端 锉 磨, 一 定 要 在 辊 子 出 口 端 锉 磨, 以 免 将 手 带 进 辊 缝 而 压 伤 普 碳 钢 的 酸 洗 工 艺 如 下 : 用 盐 酸 溶 液 进 行 酸 洗, 酸 洗 速 度 为 8m/min, 钢 带 在 酸 洗 液 中 通 过 时 间 为 2.5min 钝 化 液 为 亚 硝 酸 钠 (NaN02) 的 水 溶 液, 其 质 量 分 数 为 4% 左 右, 钢 带 在 钝 化 液 中 通 过 时 间 为 O.5min 钝 化 液 温 度 为 室 温 对 盐 酸 溶 液 的 质 量 浓 度 和 温 度 规 定 如 下 : 质 量 浓 度 /g L ~250 loo~200 50~100 温 度 / 40~60 50~70 75 左 右 45. 连 续 酸 洗 机 组 的 作 用 是 什 么, 其 设 备 组 成 和 工 艺 流 程 怎 样? 带 钢 冷 轧 前 必 须 酸 洗, 清 洗 其 表 面 氧 化 铁 皮, 因 为 氧 化 铁 皮 在 冷 轧 时 会 损 坏 轧 辊 表 面, 而 导 致 带 钢 表 面 产 生 缺 陷 先 进 的 冷 轧 厂 都 采 用 高 速 运 行 的 连 续 酸 洗 机 组 所 谓 连 续 酸 洗, 就 是 将 带 钢 连 续 地 通 过 几 个 酸 洗 槽 进 行 酸 洗 为 使 作 业 线 上 过 程 连 续, 将 前 一 个 热 轧 带 钢 卷 的 尾 部 和 后 一 个 钢 卷 头 部 焊 接 起 来, 酸 洗 后 带 钢 当 卷 成 一 定 质 量 的 钢 卷 时 切 断 带 钢 连 续 酸 洗 机 组 除 完 成 清 除 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 的 任 务 外, 还 有 几 个 作 用 : (1) 用 圆 盘 剪 将 带 钢 侧 边 剪 齐 (2) 调 节 钢 卷 的 质 量, 根 据 生 产 要 求 将 大 的 热 轧 钢 卷 分 成 小

51 卷, 或 把 几 个 小 钢 卷 合 并 成 一 个 大 卷, 以 提 高 冷 轧 机 的 产 量 (3) 检 查 并 剔 除 对 以 后 各 工 序 有 害 的 带 钢 表 面 缺 陷 (4) 在 酸 洗 好 的 带 钢 表 面 上 涂 上 一 层 油, 起 防 锈 和 润 滑 作 用 图 2-18 为 硫 酸 酸 洗 机 组 示 意 图 连 续 酸 洗 机 组 根 据 工 作 性 质 分 成 3 段 : 上 料 拆 卷 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 破 碎 矫 正 剪 头 剪 尾 焊 接 焊 缝 光 整 为 人 口 段 ; 酸 洗 冷 热 水 洗 以 及 烘 干 为 酸 洗 段 ; 剪 切 涂 油 以 及 最 后 卷 取 为 出 口 段 为 使 酸 洗 机 组 连 续 运 行, 在 酸 洗 段 的 两 端 各 设 一 活 套 坑 机 组 的 工 艺 流 程 是 : 图 2 18 硫 酸 酸 洗 机 组 示 意 图 1- 带 翻 钢 机 的 链 式 运 输 机 ;2- 拆 卷 机 ;3- 拆 卷 拉 辊 ;4- 铁 皮 破 碎 机 ;5- 双 拉 辊 ;6- 五 辊 矫 正 机 ;7-1 号 下 切 剪 ;8- 闪 光 焊 接 机 ;9- 犁 刀 式 光 整 机 ;10-2 号 下 切 剪 ;11- 缝 合 机 ;12-1 号 拉 辊 ; 13-1 号 活 套 坑,14-1 号 无 传 动 五 辊 矫 正 机 ;15-2 号 拉 辊 ;16-1 号 酸 洗 槽 ;17- 冷 水 槽 ;18- 热 水 槽 ;19- 热 风 干 燥 机 ;20- 拉 辊 ; 21- 活 套 坑,22- 矫 正 机 ( 无 传 动 );23- 拉 辊 ;24- 切 头 剪 ;25- 圆 盘 剪 ;26- 涂 油 机 ;27- 卷 取 机 ;28- 斜 辊 道 (1) 机 组 入 口 段 : 热 轧 带 卷 立 置 在 链 式 运 输 机 上 翻 钢 机 将 带 卷 转 成 平 卧 一 锥 体 式 拆 卷 机 2 拆 卷 一 拉 辊 3 将 带 钢 送 入 三 辊 式 铁 皮 破 碎 机 4 双 拉 辊 5 破 碎 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 五 辊 矫 正 机 6 矫 正 1 号 电 动 下 切 剪 7 切 头 尾 闪 光 焊 接 机 8 焊 接 前 后 两 卷 带 钢 犁 刀 式 光 整 机 9 光 整 焊 缝 1 号 活 套 坑 13 储 存 带 钢 (2) 机 组 酸 洗 段 :2 号 拉 辊 拉 出 带 钢 1 号 无 传 动 五 辊 矫 正 机 14 矫 正 4 个 硫 酸 酸 洗 槽 16 中 酸 洗 冷 水 槽 17 高 压 水 冲 洗 热 水 槽 18 清 洗 和 预 热 热 风 干 燥 机 19 烘 干 3 号 拉 辊 20 将 带 钢 送 人 2 号 活 套 坑 21 (3) 机 组 出 口 段 :2 号 无 传 动 五 辊 矫 正 机 22 矫 正 4 号 拉 辊 23 将 带 钢 送 入 切 头 剪 24 圆 盘 剪 25 剪 边 辊 式 涂 油 机 26 涂 防 锈 油 卷 取 机 27 卷 取 钢 卷 由 斜 辊 道 28 送 轧 前 存 放 场 连 续 硫 酸 酸 洗 机 组 的 主 要 技 术 性 能 如 下 : 带 钢 规 格 带 钢 厚 度 1.8~4mm 带 钢 宽 度 700~1550mm 卷 重 7.5t 钢 种 碳 素 结 构 钢 优 质 结 构 钢 低 合 金 钢 硅 钢 及 合 金 钢 机 组 速 度 机 组 入 口 段 机 组 酸 洗 段 机 组 出 口 段 45~180m/min 18~72m/min 21.6~86.5m/min

52 46. 卧 式 盐 酸 酸 洗 机 组 的 设 备 布 置 和 工 艺 过 程 怎 样? 卧 式 盐 酸 酸 洗 机 组 是 由 入 口 段 酸 洗 段 和 出 口 段 组 成, 如 图 2-19 所 示, 各 段 工 艺 流 程 如 下 : (1) 机 组 入 口 段 热 轧 带 钢 卷 由 步 进 梁 1 送 至 带 卷 准 备 装 置 2 带 卷 准 备 装 置 由 开 卷 刮 刀 1 对 夹 送 辊 3 个 矫 正 辊 和 1 台 液 压 剪 组 成 带 卷 在 准 备 装 置 上 进 行 预 开 卷 已 预 开 卷 的 带 卷 由 步 进 梁 3 送 至 上 卷 小 车 4, 上 卷 小 车 将 带 卷 旋 转 90, 使 带 卷 对 准 开 卷 机 然 后, 将 带 卷 套 在 双 头 开 卷 机 5 上 带 卷 头 部 经 五 辊 矫 正 机 7 矫 正 和 初 步 除 鳞 后, 在 液 压 剪 8 上 剪 平 此 时, 前 一 带 卷 尾 部 也 在 液 压 剪 10 上 剪 平 前 后 带 卷 头 尾 通 过 闪 光 焊 接 机 9 焊 接 在 一 起 带 钢 通 过 人 口 端 活 套 车 12 和 拉 伸 弯 曲 矫 正 机 14 后, 进 入 酸 洗 槽 酸 洗 拉 伸 弯 曲 矫 正 机 对 带 钢 进 行 二 次 破 鳞, 以 加 速 带 钢 酸 洗 速 度 (2) 机 组 酸 洗 段 酸 洗 槽 17 分 隔 为 5 个 槽, 各 槽 盐 酸 溶 液 浓 度 顺 序 增 加 沿 带 钢 前 进 方 向 的 第 一 个 酸 槽 酸 液 的 质 量 分 数 为 3%~5%, 最 后 一 个 酸 槽 酸 液 的 质 量 分 数 为 1l%~13%, 酸 液 温 度 为 70~90 酸 洗 后 带 钢 进 入 清 洗 槽 18 清 洗, 并 通 过 空 气 干 燥 器 19 干 燥 图 mm 冷 轧 车 间 卧 式 连 续 酸 洗 机 组 1- 步 进 梁 ;2- 带 卷 准 备 装 置 ;3- 步 进 梁 ;4- 上 卷 小 车 ;5- 双 头 开 卷 机 ;6 3l 33- 夹 送 辊 ;7- 五 辊 矫 正 机 ; 8 lo 30- 液 压 剪 ;9- 闪 光 焊 接 机 ;ll 张 力 辊 ; 活 套 车 ;14- 拉 伸 弯 曲 矫 正 机 ;15- 张 力 装 置 ;16- 带 钢 夹 紧 装 置 ;17- 酸 洗 槽 ;18- 清 洗 槽 ;19- 空 气 干 燥 器 ;20- 带 钢 夹 紧 装 置 ;24- 检 查 台 ;26- 冲 孔 机 ;27- 圆 盘 剪 ;29- 涂 油 机 ; 卷 取 机 (3) 机 组 出 口 段 干 燥 后 的 带 钢 经 过 出 口 端 活 套 车 21, 在 检 查 台 24 上 用 肉 眼 检 查, 再 由 圆 盘 剪 27 涂 油 机 29 进 行 切 边 和 涂 油, 然 后 通 过 卷 取 机 32 或 34 重 新 卷 成 带 卷 当 卷 重 达 到 规 定 质 量 后, 液 压 剪 30 将 带 钢 剪 断 最 后, 将 带 卷 从 卷 取 机 卸 下 运 走 涂 油 机 共 有 两 台, 可 根 据 需 要, 分 别 涂 以 棕 榈 油 或 乳 化 液 矿 物 油, 一 台 涂 油 机 工 作 时, 另 一 台 可 移 出 机 组 机 组 中 入 口 和 出 口 端 活 套 车 12 和 21 是 用 来 储 存 带 钢 的, 以 保 证 机 组 头 部 中 部 和 尾 部 3 段 的 连 续 生 产 入 口 端 和 出 口 端 活 套 车 行 程 都 为 145m, 车 速 为 150m/min, 入 口 端 活 套 车 能 储 存 带 钢 580m 出 口 端 活 套 车 能 储 存 带 钢 290m 在 酸 洗 槽 入 口 和 空 气 干 燥 器 出 口 处 均 设 有 带 钢 夹 紧 装 置, 当 机 组 发 生 事 故 时, 用 来 拉 紧 带 钢, 以 免 带 钢 在 酸 洗 槽 内 浸 泡 过 久 形 成 过 酸 洗 冲 孔 机 26 用 来 在 焊 缝 附 近 冲 孔, 便 于 冷 轧 时 自 动 检 测 焊 缝 位 置, 使 轧 机 在 过 焊 缝 时 减 速 运 行 卧 式 盐 酸 酸 洗 机 组 是 应 用 较 广 泛 的 酸 洗 机 组, 其 酸 洗 段 设 备 简 单, 且 生 产 率 较 高 机 组 的 主 要 技 术 性 能 如 下 : 带 钢 规 格 带 钢 厚 度 1.5~6.Omm 带 钢 宽 度 600~1570mm 带 卷 内 径 φ6lo~760mm 带 卷 外 径 φ1100~2550mm

53 带 卷 质 量 ( 最 大 质 量 ) 30~50t 带 钢 抗 拉 强 度 650MPa 酸 洗 后 带 卷 规 格 带 卷 内 径 φ6lomm 带 卷 外 径 ( 最 大 外 径 ) φ2550mm 带 卷 质 量 ( 最 大 质 量 ) 45t 机 组 速 度 机 组 入 口 段 ( 最 大 速 度 ) 600m/min 机 组 酸 洗 段 ( 最 大 速 度 ) 240m/min 机 组 出 口 段 ( 最 大 速 度 ) 330m/min 芽 带 速 度 30~60m/min 机 组 生 产 率 144 万 t/a 机 组 全 长 297m 按 送 料 顺 序, 带 钢 离 开 人 口 段 活 套 坑 直 接 进 入 酸 洗 段 第 一 槽 此 槽 充 以 带 弱 酸 的 沸 水 ( 水 温 接 近 100 ) 设 热 水 槽 的 目 的 在 于 使 带 钢 在 进 入 后 面 各 槽 酸 洗 之 前, 尽 量 吸 收 较 多 的 热 量 这 种 预 热 作 用 可 使 酸 洗 时 间 大 为 缩 减, 并 且 弱 酸 热 水 也 能 起 显 著 的 酸 洗 作 用 5 个 酸 洗 槽 的 酸 液 成 分 和 温 度 如 表 2-15 所 示 槽 号 项 目 W(HCl)/% W(FeCl2)/% 温 度 / 表 2-15 各 酸 洗 槽 的 酸 液 成 分 和 温 度 第 1 槽 第 2 槽 第 3 槽 第 4 槽 第 5 槽 O 13.0 O O 塔 式 盐 酸 酸 洗 机 组 有 哪 些 优 缺 点? 图 2-20 为 塔 式 盐 酸 酸 洗 机 组 简 图, 其 主 要 特 点 是 将 机 组 中 部 的 酸 洗 段 垂 直 布 置 成 酸 洗 塔 带 钢 在 酸 洗 塔 中 垂 直 地 连 续 运 行 时, 喷 嘴 11 向 带 钢 两 面 喷 射 盐 酸 酸 液, 以 清 除 氧 化 铁 皮 酸 洗 塔 中 的 上 转 向 辊 9 和 10 是 可 以 升 降 的, 它 起 活 套 作 用 在 机 组 头 部 装 有 开 卷 矫 正 剪 切 焊 接 以 及 焊 缝 光 整 等 设 备, 以 保 证 带 钢 能 连 续 地 进 入 机 组 酸 洗 塔 在 机 组 中 部, 除 了 酸 洗 塔 外, 还 设 有 带 钢 清 洗 和 干 燥 装 置, 使 酸 洗 后 带 钢 表 面 清 洁 干 燥 机 组 尾 部 装 有 剪 切 机 和 卷 取 机 等, 使 带 钢 重 新 成 卷 有 的 机 组 尾 部 还 装 有 涂 油 装 置 600mm 塔 式 盐 酸 酸 洗 机 组 的 主 要 技 术 性 能 如 下 : 带 钢 厚 度 2~3mm 带 钢 宽 度 最 大 520mm 带 钢 卷 重 2t 酸 洗 工 艺 制 度 酸 液 的 质 量 分 数 10%~20% 酸 液 温 度 65~85 酸 洗 时 间 30~90s 机 组 速 度 O.4~1.2m/s 机 组 年 产 量 2~4 万 t

54 图 2-20 塔 式 盐 酸 酸 洗 机 组 简 图 1- 带 钢 ;2- 开 卷 机 ;3- 矫 正 机 ;4 15- 剪 切 机 ;5- 焊 接 机 ;6- 焊 缝 光 整 机 ;7- 导 向 辊 ;8- 下 转 向 辊 ;9 lo- 上 转 向 辊 ;11- 喷 嘴 ;12- 塑 料 弹 性 墙 ;13- 清 洗 装 置 ;14- 干 燥 机 ;16- 卷 取 机 ;17- 凹 槽 ;18- 酸 液 收 集 槽 ; 19- 上 转 向 辊 升 降 装 置 ;20- 上 转 向 辊 系 塔 式 盐 酸 酸 洗 的 优 点 如 下 : 带 钢 表 面 酸 洗 质 量 好 ; 盐 酸 酸 洗 是 一 种 纯 化 学 酸 洗, 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 无 需 经 过 破 碎 处 理, 从 而 简 化 了 设 备, 并 减 少 了 带 钢 的 弯 曲 硬 化 ; 酸 洗 是 带 钢 通 过 直 立 的 塔, 酸 溶 液 由 喷 嘴 喷 到 带 钢 表 面 上, 酸 洗 效 率 高, 酸 洗 时 间 比 卧 式 盐 酸 酸 洗 缩 短 20%; 酸 洗 时 只 需 将 喷 射 的 酸 溶 液 加 热 即 可, 减 少 了 蒸 汽 消 耗, 同 时, 在 机 组 因 调 整 和 检 查 等 原 因 临 时 停 车 时, 关 闭 喷 嘴, 从 而 避 免 了 带 钢 过 酸 洗 ; 酸 洗 塔 是 密 封 的, 热 损 失 减 少, 同 时, 酸 洗 塔 占 地 面 积 小, 其 占 地 面 积 约 为 卧 式 酸 洗 的 三 分 之 一 ; 酸 洗 成 本 约 降 低 20%~30% 塔 式 盐 酸 酸 洗 的 缺 点 是 : 酸 洗 塔 较 高, 一 般 为 21~45m, 有 的 高 达 60m, 吊 车 不 易 通 过, 维 修 不 便 ; 当 带 钢 断 带 和 跑 偏 时, 不 易 解 决 ; 如 塔 体 密 封 不 好, 将 使 工 作 环 境 很 恶 劣 mm 塔 式 盐 酸 酸 洗 机 组 的 操 作 要 点 是 什 么? 塔 式 盐 酸 酸 洗 机 组 的 操 作 要 点 是 : (1) 按 照 热 轧 带 钢 质 量 验 收 合 格 书 收 料 ; 进 料 时 应 按 钢 种 规 格 炉 号 等 依 次 整 齐 堆 放 ; 进 料 时 不 得 混 钢 种 炉 号 (2) 在 双 锥 开 卷 机 上 卷 后, 钢 带 中 心 要 与 机 组 中 心 重 合, 偏 移 量 不 得 大 于 20mm; 左 右 两 锥 一 定 要 夹 紧, 避 免 带 钢 在 运 行 中 松 动 和 脱 离 (3) 带 钢 喂 人 五 辊 矫 直 机 时 要 平 直, 不 偏 斜, 运 行 中 随 时 调 整 ; 发 现 来 料 有 夹 层 裂 边 翻 卷 等 现 象 时, 应 立 即 停 车, 处 理 后 再 开 车 (4) 液 压 剪 要 把 带 钢 头 尾 不 符 合 标 准 部 分 切 净, 剪 切 断 面 要 平 直, 倾 斜 度 不 得 大 于 2mm (5) 带 钢 用 搭 焊 焊 接,206mm 宽 的 带 钢 搭 头 长 度 为 30mm 以 下 ;520mm 宽 的 带 钢 搭 头 长 度 为 50mm 以 下 焊 缝 要 连 续 光 滑 平 直, 中 间 无 夹 杂, 不 烧 穿 带 钢 焊 接 技 术 参 数 如 下 : 焊 机 型 号 额 定 容 量 电 流 调 节 范 围 用 途 BX kV A 80~450A 焊 接 低 碳 钢 BX kV A 30~250A 焊 接 低 碳 薄 板

55 (6) 酸 洗 工 艺 规 程 如 表 2-16 所 示 表 2-16 塔 式 盐 酸 酸 洗 工 艺 规 程 钢 种 盐 酸 质 量 浓 度 / 酸 液 温 度 / 酸 洗 速 度 /m min -1 g L -1 鞍 钢 料 (Q195 F,Q215 F 等 ) 250~ ~ ~120 55~70 65~85 75~85 45~60 30~50 20~40 日 本 料 (SPHC,SPHD 等 ) 250~ ~150 50~65 65~80 60~72 45~65 武 钢 料 (Q195 F,Q215 F 等 ) 150~90 70~85 30~45 (7) 生 产 准 备 工 作 完 毕 后, 先 开 酸 泵 冷 却 水, 检 查 酸 泵 后 起 动, 使 酸 液 喷 人 塔 内, 进 行 循 环 ; 经 常 检 查 酸 洗 塔 内 喷 酸 管 喷 淋 情 况, 如 有 堵 塞 损 坏 等 应 及 时 清 洗 和 调 换 ; 每 天 停 车 后, 将 酸 液 过 滤 网 冲 洗 一 次 停 车 或 发 生 事 故 时, 先 关 蒸 汽 阀 门 后 停 酸 泵, 再 关 冷 却 水 (8) 每 次 化 验 酸 液 浓 度 和 FeCl2 浓 度, 做 好 记 录 ; 酸 液 浓 度 达 到 报 废 浓 度 (FeCl2 的 质 量 浓 度 为 280g/L) 时 停 车, 将 废 酸 打 入 废 酸 贮 罐, 待 处 理 后 重 新 配 液 (9) 清 洗 是 把 带 钢 表 面 残 留 的 酸 液 和 其 他 杂 物 冲 洗 干 净, 以 利 钝 化 工 艺 取 得 良 好 效 果 清 洗 塔 用 水 是 经 酸 气 处 理 系 统 的 冷 却 水 ( 泵 压 O.2MPa 以 上 ), 应 保 证 足 够 水 量, 根 据 清 洗 效 果 进 行 及 时 调 整 (10) 钝 化 是 使 酸 洗 后 的 带 钢 表 面 形 成 钝 化 膜, 提 高 抗 环 境 腐 蚀 能 力, 一 般 保 证 带 钢 在 2~3 天 内 不 再 生 锈 采 用 质 量 分 数 为 4%~6% 的 亚 硝 酸 钠 溶 液, 用 气 流 喷 射 法 同 时 喷 带 钢 两 面, 压 缩 空 气 压 力 为 0.3MPa 以 上 ; 调 节 压 缩 空 气 和 钝 化 液 的 液 量, 保 证 钝 化 液 雾 化 状 态 和 喷 洒 均 匀 (11) 喂 料 卷 取 时, 使 带 钢 中 心 对 准 卷 筒 中 心 ; 卷 取 机 卷 筒 必 须 胀 足 ; 用 手 动 水 平 摆 动 纠 偏 装 置, 尽 量 使 带 钢 卷 齐 (12) 注 意 酸 洗 塔 的 密 封 酸 洗 塔 是 由 长 度 适 宜 的 玻 璃 钢 ( 或 加 强 塑 料 ) 一 节 一 节 并 接 而 成 的 塔 节 之 间 的 密 封 采 用 泡 沫 塑 料 密 封 垫 和 对 接 螺 柱 连 接, 然 后 在 塔 体 内 壁 再 衬 贴 环 氧 玻 璃 钢 带 钢 进 出 塔 体 处 采 用 水 封 装 置 进 行 密 封, 同 时 在 带 钢 与 水 封 装 置 开 口 处 用 泡 沫 塑 料 片 进 行 密 封 塔 中 的 酸 溶 液 喷 嘴 分 多 层 布 置 在 带 钢 通 行 路 线 上 喷 嘴 采 用 聚 乙 烯 塑 料 管 或 玻 璃 钢 管 喷 嘴 管 与 塔 体 连 接 采 用 锥 形 耐 酸 橡 胶 塞 并 由 法 兰 螺 钉 拧 紧 进 行 密 封 酸 液 可 用 不 同 的 压 力 喷 射 一 般 认 为, 随 着 喷 射 压 力 的 增 加 酸 洗 时 间 将 减 少, 当 喷 射 压 力 从 O.1MPa 增 加 到 0.2MPa, 酸 洗 时 间 可 减 少 20%~30% (13) 穿 带 时 可 先 将 上 转 向 辊 抽 出, 在 3 个 下 转 向 辊 之 间 放 上 两 根 直 径 较 小 的 引 带 辊, 带 钢 一 次 通 过 几 根 下 转 向 辊, 然 后 用 塔 顶 电 动 葫 芦 将 引 带 辊 提 升, 以 后 在 塔 顶 将 上 转 向 辊 一 根 一 根 地 插 入, 并 抽 出 引 带 辊 即 可 这 种 穿 带 方 法 时 间 较 短, 如 果 塔 中 酸 洗 部 分 和 上 转 向 辊 均 能 下 降 至 下 转 向 辊 下 面, 则 更 便 于 穿 带 操 作 (14) 断 带 处 理 酸 洗 过 程 中 一 旦 发 生 断 带 事 故 时, 首 先 应 立 即 停 止 喷 酸, 同 时 塔 顶 酸 气 处 理 系 统 的 风 机 应 继 续 工 作, 将 塔 内 酸 气 抽 掉 关 闭 回 酸 阀, 打 开 供 水 阀, 连 续 向 塔 内 喷 水, 将 塔 内 冲 洗 干 净, 同 时 打 开 塔 底 阀 门 放 掉 冲 洗 水 然 后, 打 开 塔 体 入 孔, 操 作 人 员 进 入 塔 内 ( 或 将 带 钢 钩 出 塔 外 ), 根 据 断 带 部 位 及 断 带 情 况 进 行 处 理, 连 接 两 个 断 头, 通 过 转 向 辊 逐 次 引 导 带 钢 通 过 酸 洗 塔 (15) 酸 气 处 理 由 于 盐 酸 容 易 挥 发, 塔 内 酸 气 较 多 且 有 一 定 压 力, 为 了 防 止 酸 气 外 逸,

56 改 善 操 作 条 件 和 消 除 公 害, 应 回 收 塔 内 酸 气, 降 低 酸 液 消 耗 机 组 装 有 酸 气 处 理 设 备, 它 是 采 用 冷 凝 一 吸 收 一 清 洗 一 抽 风 一 排 风 管 系 统 进 行 处 理 的 mm 冷 轧 机 浅 槽 连 续 盐 酸 酸 洗 机 组 和 工 艺 过 程 是 怎 样 的? 2050mm 冷 轧 机 浅 槽 连 续 盐 酸 酸 洗 机 组 ( 图 2-21) 的 年 生 产 能 力 为 万 t 带 钢 卷 图 ram 冷 轧 机 浅 槽 连 续 盐 酸 酸 洗 机 组 工 作 示 意 图 (1) 酸 洗 前 库 酸 洗 所 需 的 原 料 热 轧 卷 由 热 轧 厂 经 运 输 链 和 钢 卷 小 车 运 输 系 统 运 送 到 冷 轧 酸 洗 前 库 钢 卷 库 设 9 个 停 车 位 置, 运 输 小 车 根 据 库 位 安 排 而 停 在 事 先 确 定 的 停 车 位 置, 装 载 小 车 运 行 速 度 为 80m/min, 空 车 返 回 速 度 为 90m/min, 在 装 卸 区 是 爬 行 速 度 运 行 钢 卷 小 车 系 统 伸 入 酸 洗 钢 卷 库 245m 深 处, 当 需 要 卸 卷 时, 该 区 的 显 示 信 号 灯 亮, 以 指 示 吊 车 停 到 卸 卷 位 置 吊 放 钢 卷, 该 指 示 灯 一 直 亮 到 钢 卷 卸 完 为 止 该 系 统 考 虑 了 所 有 小 车 既 可 在 同 一 卸 卷 区 卸 卷, 也 可 以 有 2 辆 或 3 辆 小 车 在 不 同 卸 卷 区 卸 卷 的 可 能 (2) 工 艺 过 程 由 步 进 梁 经 链 式 运 输 机 运 来 的 钢 卷, 经 C 形 钩 钢 卷 小 车 送 到 开 卷 机 上, 整 个 上 卷 过 程 是 自 动 进 行 的, 带 头 从 开 卷 机 经 穿 带 台 送 到 夹 送 辊 矫 直 机, 然 后 送 到 横 切 剪 切 头 在 夹 送 辊 矫 直 机 闪 光 焊 机 和 拉 伸 矫 直 机 内 设 有 氧 化 铁 皮 收 集 吸 尘 装 置 在 夹 送 辊 矫 直 机 后 设 有 光 电 跑 偏 控 制 系 统 以 及 带 钢 测 厚 仪 超 差 的 带 头 部 分 在 横 切 剪 No.1 No.2 处 切 去, 可 以 进 退 的 废 料 斗 接 收 切 头 废 料 前 后 的 张 力 辊 组 除 了 牵 引 带 钢 向 前 运 行 外, 还 为 后 面 的 带 钢 加 张 力 此 时 另 一 台 开 卷 机 的 带 头 已 做 好 开 卷 的 准 备 工 作, 带 头 处 在 等 待 位 置, 直 到 前 一 卷 带 钢 甩 尾 离 开 开 卷 机 为 止 前 一 卷 带 钢 的 带 尾 和 后 一 卷 带 钢 的 带 头 分 别 在 焊 机 内 进 行 精 确 剪 切, 以 保 证 焊 接 工 艺 所 需 要 的 直 角 端 头, 整 个 焊 接 过 程 是 自 动 控 制 的 带 钢 经 过 张 力 辊 组 和 控 制 辊 进 入 可 存 贮 720m 长 带 钢 的 进 口 活 套 内 3 个 活 套 小 车 对 活 套 中 的 带 钢 进 行 充 套 和 松 套 活 套 车 最 大 运 行 速 度 为 130m/min 安 装 在 活 套 小 车 之 间 及 前 后 的 控 制 辊 保 证 带 钢 对 中 运 行 和 带 钢 进 入 拉 伸 矫 直 机 时 的 对 中 拉 伸 矫 直 机 内 有 3 个 带 支 撑 辊 的 矫 直 辊 在 工 作, 拉 矫 机 入 口 和 出 口 的 张 力 辊 组 为 其 内 的 带 钢 提 供 最 大 张 力 为 400kN 其 后 的 跳 动 辊 用 来 控 制 带 钢 进 人 酸 洗 槽 的 张 力 拉 伸 矫 直 机 在 此 起 到 两 个 作 用, 其 一 是 对 带 钢 进 行 预 破 鳞, 其 二 是 改 善 带 钢 的 板 形 酸 洗 工 艺 如 下 : 酸 洗 机 组 的 最 大 酸 洗 产 量 为 500t/h, 最 高 速 时 最 小 酸 洗 时 间 为 22.5s, 酸 洗 槽 共 有 4 个, 总 长 为 140m, 各 槽 的 酸 含 量 和 酸 液 温 度 控 制 见 表 2-17 每 个 酸 洗 槽 配 一 个 循 环 槽 以 及 相 应 的 酸 加 热 系 统, 它 的 作 用 是 当 酸 洗 线 因 故 障 停 车 时, 酸 液 可 以 流 到 循 环 槽 中, 不 致 产 生 过 酸 洗 加 热 系 统 包 括 有 石 墨 热 交 换 器 阀 门 泵 等, 两 槽 之 间 设 有 挤 干 辊, 把 带 钢 表 面 酸 挤 干 净, 以 防 带 到 下 一 个 酸 洗 槽 中 经 过 酸 洗 的 带 钢 进 入 5 级 串 联 冲 洗 槽, 把 带 钢 冲 洗 干 净

57 冲 洗 水 是 由 热 交 换 器 收 集 来 的 冷 凝 水 以 及 脱 盐 水, 槽 冲 洗 水 温 度 为 85, 这 里 的 水 是 由 蒸 汽 直 接 加 热 的 表 2-17 各 酸 洗 糟 的 酸 含 量 和 温 度 序 号 铁 的 质 量 浓 度 /g L -1 HCI 的 质 量 浓 度 /g L -1 温 度 ~120 80~100 60~80 40~60 34~60 60~86 86~ ~ 酸 洗 后 带 钢 进 入 钝 化 槽, 温 度 为 50 的 钝 化 液 喷 到 带 钢 表 面, 以 防 带 钢 生 锈 酸 洗 槽 和 冲 洗 槽 都 是 密 封 的, 每 个 槽 盖 都 与 排 风 系 统 相 连 接 经 钝 化 处 理 的 带 钢 进 入 带 钢 干 燥 系 统, 在 干 燥 器 后 面 设 有 控 制 辊, 可 对 冲 洗 后 带 钢 进 行 反 向 对 中 控 制 其 后 的 张 力 辊 用 来 牵 引 带 钢 进 入 出 口 活 套 出 口 活 套 容 量 450m, 有 两 个 活 套 车, 最 高 运 行 速 度 为 125m/min 带 钢 在 运 行 过 程 中 处 于 张 紧 状 态 在 出 口 段 由 控 制 辊 把 带 钢 导 入 检 查 台, 当 检 验 带 钢 上 下 表 面 时, 可 将 出 口 带 钢 运 行 速 度 降 至 200m/min 圆 盘 剪 前 面 的 控 制 辊 可 以 保 证 带 钢 对 中 地 进 行 切 边 在 圆 盘 剪 前 面 还 装 有 冲 矩 形 的 冲 切 机, 圆 盘 剪 的 位 置 根 据 带 钢 切 边 要 求 进 行 调 节 剪 切 的 废 边 由 后 面 的 碎 边 机 切 成 碎 边, 由 皮 带 运 输 机 运 到 厂 房 外 面 的 废 料 箱 内, 再 由 汽 车 运 走 由 双 头 圆 盘 剪 出 来 的 带 钢 进 入 张 力 辊 装 置, 此 装 置 为 张 力 卷 取 机 提 供 所 需 的 反 张 力 一 台 可 移 动 出 作 业 线 外 的 涂 油 机 为 常 规 轧 制 的 带 钢 进 行 涂 油 横 切 剪 根 据 计 划 要 求 进 行 分 卷, 也 可 用 来 切 焊 缝 和 取 样 张 力 卷 取 机 上 配 有 辊 式 助 卷 器, 在 卷 取 3 圈 之 后 卷 取 机 助 卷 器 自 动 退 出 分 卷 后 的 钢 卷 经 C 形 钩 小 车 运 到 链 式 运 输 机, 经 打 捆 称 重 标 号 由 出 口 运 输 链 运 至 轧 前 跨 内, 然 后 由 吊 车 吊 放 到 轧 前 库 设 计 时 考 虑 了 重 新 酸 洗 带 钢 的 可 能 性, 所 以 卷 取 机 和 开 卷 机 卷 筒 直 径 是 相 同 的, 不 合 格 欠 酸 洗 的 钢 卷 可 直 接 送 回 开 卷 机 进 行 二 次 酸 洗 (3) 浅 槽 酸 洗 机 组 的 特 点 浅 槽 酸 洗 机 组 的 特 点 是 : 1) 带 头 带 尾 可 以 进 行 最 佳 准 备, 采 用 最 新 式 全 自 动 米 巴 赫 闪 光 对 焊 机, 焊 接 时 间 短, 焊 接 质 量 好 2) 两 台 开 卷 机 可 以 交 替 灵 活 使 用, 当 一 组 开 卷 机 发 生 故 障 时, 另 一 组 开 卷 机 可 继 续 操 作 3) 带 钢 在 酸 槽 中 无 垂 度 控 制, 所 以 简 化 了 进 出 口 控 制 辊 的 机 电 设 备 4) 浅 槽 酸 洗 设 有 循 环 槽 系 统, 因 而 保 证 各 槽 间 不 混 酸, 各 酸 槽 的 温 度 浓 度 控 制 比 较 精 确, 提 高 了 酸 洗 产 品 质 量 5) 浅 槽 酸 洗 槽 进 排 酸 比 较 容 易, 如 有 断 带 发 生, 可 以 很 快 发 现 带 头 进 行 处 理, 且 不 会 发 生 过 酸 洗 6) 酸 洗 槽 人 口 采 用 喷 洗 系 统, 因 此 提 高 了 酸 洗 效 率, 缩 短 了 酸 洗 时 间, 另 外 酸 与 带 钢 接 触 长 度 增 加 采 用 喷 射 冲 洗 和 钝 化 系 统, 提 高 了 带 钢 表 面 冲 洗 效 果 并 提 高 了 表 面 耐 钝 能 力 7) 由 于 出 口 段 采 用 两 套 卷 取 设 备, 因 此 换 卷 操 作 不 影 响 机 组 运 行, 提 高 了 机 组 的 产 量 8) 带 钢 在 整 个 机 组 运 行 中 都 进 行 张 力 和 对 中 控 制, 因 而 可 以 保 证 带 钢 在 各 段 比 较 定 中 地 运 行, 特 别 进 入 圆 盘 剪 切 边 时, 良 好 的 定 中 可 以 保 证 带 钢 的 切 边 尺 寸 50. 浅 槽 连 续 盐 酸 酸 洗 机 组 废 酸 再 生 工 艺 是 怎 样 的? (1) 工 艺 过 程 废 酸 再 生 系 统 与 酸 洗 槽 部 分 形 成 一 个 闭 合 回 路, 把 酸 洗 用 过 的 废 酸 进 行 处 理 后, 重 新 再 供 给 酸 洗 机 组 用, 其 工 艺 过 程 简 述 如 下 :

58 由 酸 洗 线 来 的 含 有 溶 解 铁 盐 的 废 酸 集 中 在 废 酸 贮 槽 内, 该 贮 槽 的 容 量 为 260m 3 2 废 酸 送 到 再 生 装 置 之 前, 必 须 进 行 过 滤, 清 除 废 酸 内 的 杂 质 一 般 需 进 行 再 生 的 废 酸 铁 的 质 量 浓 度 为 110g/L 废 酸 进 入 液 面 保 持 恒 定 的 预 浓 缩 器 的 底 部, 预 浓 缩 器 的 酸 液 循 环 流 动, 并 与 燃 气 发 生 直 接 热 交 换, 因 此 废 酸 液 被 浓 缩, 其 浓 度 保 持 铁 的 质 量 浓 度 在 130g/L 左 右 经 浓 缩 的 废 酸 从 焙 烧 炉 上 部 喷 入 其 反 应 方 程 式 为 : 2FeCl2+2H20+1/2 O2=Fe203+4HCI 反 应 生 成 的 固 体 颗 粒 Fe2O3 以 红 色 粉 末 颗 粒 降 到 焙 烧 炉 下 锥 部, 然 后 送 到 氧 化 物 收 集 槽 含 有 氯 化 氢 的 焙 烧 气 体, 经 焙 烧 炉 顶 部 进 入 双 旋 风 分 离 器 被 分 离 出 的 氧 化 铁 粉, 再 返 送 回 焙 烧 炉, 焙 烧 气 体 进 入 预 浓 缩 器, 焙 烧 气 体 在 此 与 循 环 酸 直 接 接 触 进 行 冷 却 和 清 洗, 以 保 证 尽 可 能 少 的 氧 化 铁 粉 进 人 吸 收 塔 另 外, 由 酸 洗 过 来 的 过 滤 冲 洗 水, 在 吸 收 塔 内 进 行 传 质 反 应, 吸 收 氯 化 氢, 生 成 再 生 酸, 再 生 酸 离 开 吸 收 塔 底 部, 流 进 酸 贮 槽, 以 供 酸 洗 线 再 用 从 吸 取 塔 顶 部 排 出 的 气 体 含 有 微 量 氯 化 氢 氧 化 铁 粉 以 及 燃 气 尾 气, 因 此 还 需 用 新 鲜 水 冲 洗 排 气 风 机 进 行 气 体 最 后 清 洗 由 排 风 机 下 来 的 废 水 和 漂 洗 水 一 起 进 入 漂 洗 水 贮 槽, 整 个 系 统 在 负 压 下 操 作, 最 终 尾 气 氯 化 氢 的 质 量 浓 度 低 于 30mg/m, 氧 化 铁 的 质 量 浓 度 低 于 100mg/m 3 (2) 工 艺 特 点 工 艺 特 点 如 下 : 1) 酸 再 生 系 统 酸 回 收 效 率 高, 可 达 99%, 大 大 降 低 了 系 统 的 酸 耗, 每 生 产 lt 带 钢 酸 耗 约 为 3.5kg 最 大 处 理 废 酸 能 力 为 L/h 2) 该 系 统 焙 烧 工 艺 采 用 低 温 400, 生 成 氧 化 铁 时, 温 度 约 250, 这 种 氧 化 铁 粉 可 以 用 于 电 子 工 业, 做 软 磁 材 料 和 硬 磁 材 料, 也 可 用 做 粉 末 冶 金 工 业 和 颜 料 工 业 原 料 3) 系 统 废 气 排 放 控 制 较 好, 基 本 上 对 环 境 无 污 染, 综 合 利 用 较 好 51. 浅 槽 连 续 盐 酸 酸 洗 机 组 的 自 动 控 制 系 统 是 怎 样 的? 自 动 控 制 包 括 3 部 分 : 材 料 跟 踪 过 程 控 制 和 生 产 程 序 化 酸 洗 区 有 终 端 8 台 : 其 中 作 业 长 办 公 室 终 端 1 台 CRT, 钢 卷 库 终 端 1 台 CRT, 酸 洗 入 口 操 作 台 终 端 1 台 CRT, 焊 机 操 作 台 终 端 1 台 CRT, 质 量 检 查 台 终 端 1 台 CRT, 尾 部 操 作 台 终 端 1 台 CRT, 酸 再 生 控 制 终 端 2 台 CRT 酸 洗 各 控 制 台 之 间 酸 洗 和 再 生 系 统 之 间 酸 洗 和 钢 卷 库 之 间 都 有 对 讲 机 和 电 话 进 行 通 讯 联 系, 酸 洗 前 库 还 有 手 提 式 对 讲 机 进 行 人 机 对 话 提 高 工 作 效 率 (1) 材 料 跟 踪 材 料 跟 踪 是 由 计 算 机 控 制 的, 热 轧 供 给 冷 轧 的 原 料 钢 卷 数 据 信 息 由 热 轧 管 理 机 提 供 给 冷 轧 管 理 机, 酸 洗 热 卷 库 有 8000~10000 个 钢 卷 编 号 位 置 贮 存 在 冷 轧 管 理 机 (FLS) 中 每 次 向 酸 洗 过 程 机 (PC) 提 供 10 个 钢 卷 数 据, 带 钢 酸 洗 计 划 是 由 宽 到 窄 安 排 的 产 品 规 格 根 据 轧 机 轧 制 要 求 分 类, 并 考 虑 钢 卷 的 带 钢 厚 度 宽 度 质 量 及 材 质 计 算 机 (PC) 根 据 钢 卷 的 实 际 数 据 进 行 预 设 定 来 控 制 带 钢 的 侧 导 板 及 带 钢 的 张 力 穿 带 之 后, 夹 送 辊 后 的 光 电 管 控 制 横 剪 处 第 一 次 剪 切 所 需 的 前 移 长 度, 该 长 度 由 计 算 机 预 先 设 定, 适 用 于 带 钢 头 部 夹 送 辊 矫 直 机 后 测 厚 仪 根 据 超 差 确 定 再 补 充 剪 切 的 次 数 当 1 号 开 卷 机 运 行 时, 带 钢 由 上 方 经 转 向 辊 运 行 至 焊 机 前 的 等 待 位 置 如 果 2 号 开 卷 机 运 行 时, 带 钢 直 接 运 行 至 焊 机 前 等 待 位 置 此 时 导 板 台 上 侧 导 卫 系 统 根 据 计 算 机 给 出 的 数 据 进 行 调 节, 以 适 应 带 钢 宽 度 的 要 求 当 带 钢 的 尾 部 (2 号 开 卷 机 ) 通 过 转 向 辊 后 的 光 电 管 时, 下 一 个 钢 卷 的 头 部 (1 号 开 卷 机 )

59 开 始 运 行 到 焊 机 入 口 等 待 位 置, 准 备 焊 接 借 助 光 电 管 的 光 电 信 号, 计 算 机 预 设 定 两 个 带 头 带 尾 的 运 行 距 离 带 钢 头 尾 在 焊 机 中 对 中 并 夹 紧, 通 过 夹 送 辊 矫 直 机 向 前 和 焊 机 后 夹 送 辊 的 向 前, 使 带 钢 形 成 前 后 活 套 将 带 钢 头 尾 端 头 精 切 冲 孔 后 移 到 焊 接 位 置, 并 进 行 焊 接, 焊 接 之 后 带 钢 移 至 焊 缝 清 理 刨 光 位 置, 焊 缝 经 光 整 运 行 到 冲 月 牙 弯 处, 进 行 冲 切 焊 缝 的 焊 接 质 量 通 过 焊 接 电 压 测 量 电 流 测 量 记 录 可 看 出 整 个 操 作 过 程 都 是 自 动 进 行 的, 当 然 也 可 以 手 工 操 作 张 力 建 立 之 后, 进 口 段 开 始 充 套, 加 速 时 间 约 15s 拉 伸 矫 直 机 处 的 伸 长 率 是 根 据 带 钢 规 格 预 设 定 的 当 带 钢 焊 缝 通 过 拉 伸 矫 直 机 之 前 时 必 须 减 张 力 ( 速 度 不 变 ), 为 此 带 钢 跟 踪 系 统 在 拉 伸 矫 直 机 前 25m 处 焊 缝 检 测 器 发 出 信 号, 使 拉 伸 辊 同 步 运 行 此 时 拉 伸 矫 直 机 前 的 张 力 由 跳 动 辊 进 行 调 节, 焊 缝 通 过 拉 矫 机 时 弯 曲 辊 抬 起 ( 距 离 由 脉 冲 发 生 器 和 计 数 器 计 算 ) 整 个 机 组 有 4 个 焊 缝 检 测 器, 用 于 焊 缝 跟 踪, 入 口 两 台, 出 口 两 台, 都 装 在 特 定 的 位 置 出 口 段 焊 缝 检 测 器 发 出 下 面 两 种 信 号 : 当 宽 度 变 化 时, 焊 缝 距 冲 切 剪 ( 冲 梯 形 ) 的 距 离, 当 宽 度 相 同 时, 焊 缝 距 分 切 3 号 横 切 剪 的 距 离 酸 液 的 流 量 温 度 都 由 产 量 功 能 计 算 机 进 行 控 制, 酸 液 中 铁 含 量 冲 洗 水 ph 值 都 是 通 过 分 析 测 量 装 置 完 成 的 双 头 圆 盘 剪 剪 切 的 宽 度 由 计 算 机 测 量 并 控 制 当 带 钢 宽 度 变 化 时, 可 进 行 瞬 时 预 设 定 在 出 口 横 切 剪 后, 带 钢 由 计 算 机 控 制 并 根 据 材 料 跟 踪 装 置 的 位 置 自 动 停 车 这 里 预 设 定 的 数 据 可 以 是 卷 重 带 钢 卷 的 外 径 或 焊 缝 位 置 将 最 终 的 钢 卷 数 据 送 人 计 算 机 ( 酸 洗 过 程 机 ), 然 后 送 给 冷 轧 管 理 机 FLS, 再 把 生 产 钢 卷 的 信 息 送 给 连 轧 机 过 程 计 算 机 (2) 过 程 控 制 热 轧 和 冷 轧 酸 洗 的 钢 卷 运 输 是 由 A B 两 个 操 作 台 进 行 操 作 和 控 制 的,A 操 作 台 属 热 轧 厂,B 操 作 台 属 冷 轧 厂, 设 在 酸 洗 前 库 内, 两 个 操 作 台 都 设 有 CRT 显 示 装 置, 可 以 输 入 输 出 显 示 打 印 钢 卷 有 关 的 数 据 在 A 操 作 台 上 设 有 监 视 小 车 位 置 的 监 视 装 置, 在 操 作 台 上 可 以 了 解 到 运 行 的 每 辆 小 车 所 在 位 置 及 其 运 行 状 态 ;B 操 作 台 按 计 划 保 证 小 车 运 行 到 所 要 求 的 卸 卷 位 置, 库 位 工 指 挥 吊 车 把 钢 卷 吊 放 到 规 定 的 堆 放 场 地 热 轧 管 理 机 把 钢 卷 数 据 传 输 给 冷 轧 管 理 计 算 机, 由 于 在 运 输 过 程 中 有 些 钢 卷 掉 队, 例 如 在 DDQ 中 间 库 冷 却 以 及 因 抽 查 而 掉 卷, 会 造 成 钢 卷 顺 序 打 乱, 这 些 都 需 要 在 A 操 作 台 进 行 确 认, 并 把 信 息 传 送 给 B 操 作 台 在 酸 洗 机 组 开 卷 机 处, 测 量 系 统 获 得 钢 卷 数 据 ( 内 径 外 径 和 宽 度 ), 计 算 机 根 据 钢 卷 的 厚 度 计 算 出 带 钢 长 度, 并 通 过 焊 缝 进 行 跟 踪 在 正 常 操 作 情 况 下, 最 后 50~100m 带 钢 的 运 行 速 度 降 到 酸 洗 速 度 以 后 继 续 降 到 80m/min 根 据 酸 洗 带 钢 厚 度 不 同 计 算 机 可 以 调 节 酸 洗 温 度 和 酸 液 排 放 量 根 据 活 套 的 贮 量 并 预 设 定 酸 洗 速 度, 考 虑 了 实 际 停 车 时 间, 计 算 机 可 以 计 算 出 进 口 速 度 当 实 际 停 车 时 间 过 长 时, 则 可 把 进 口 段 的 速 度 升 到 最 大 值, 若 仍 不 能 平 衡, 则 可 降 低 酸 洗 速 度 酸 再 生 系 统 两 台 焙 烧 炉 同 时 开 车, 每 生 产 1h 再 生 酸, 可 供 酸 洗 机 组 生 产 用 酸 约 2h, 所 以 在 一 般 情 况 下, 酸 再 生 机 组 可 隔 天 开 炉 一 次 但 在 开 工 生 产 的 头 两 年, 由 于 产 量 低 所 以 开 炉 周 期 以 及 开 几 台 炉 子 可 以 适 当 调 整 (3) 生 产 程 序 化 生 产 程 序 步 骤 为 : 1) 根 据 酸 洗 计 划 钢 卷 库 管 理 人 员 指 挥 吊 车 上 卷 ; 2) 开 卷 上 料 工 核 对 钢 卷 号, 核 对 带 钢 宽 度 ; 3) 钢 卷 在 小 车 上 转 动, 带 头 压 到 底 部 ; 4) 开 卷 前 拆 除 捆 带 ; 5) 带 钢 卷 由 钢 卷 小 车 放 到 开 卷 机 上, 其 过 程 自 动 高 度 对 中 ;

60 6) 钢 卷 涨 缩 内 径 测 量, 卷 径 计 算, 最 终 计 算 出 带 钢 长 度 ; 7) 在 焊 机 内, 带 头 带 尾 精 切, 满 足 焊 接 工 艺 要 求 的 直 角 端 头, 冲 孔 ; 8) 自 动 定 位, 并 焊 接 ;. 9) 焊 缝 光 整, 冲 月 牙 弯 ; 10) 拉 伸 矫 直 机 矫 直 辊 整 体 更 换, 机 架 倾 斜 和 伸 长 率 设 定 ; 11) 带 钢 对 中 进 入 酸 洗 槽, 漂 洗, 钝 化 和 干 燥 ; 12) 双 头 圆 盘 剪 切 边, 碎 边 剪 碎 边, 废 料 运 到 废 料 箱 ; 13)3 号 横 切 剪 分 卷, 从 张 力 卷 取 机 上 卸 卷 ; 14) 钢 卷 打 捆 称 重 写 号 ( 冷 轧 号 ); 15) 钢 卷 运 输 机 把 钢 卷 运 到 轧 前 库, 由 吊 车 吊 放 到 适 当 位 置 放 置 52. 推 拉 式 酸 洗 机 组 的 特 点 是 什 么? 上 海 某 薄 板 厂 采 用 推 拉 式 酸 洗 机 组, 其 设 计 能 力 为 55 万 t/a 推 拉 式 酸 洗 机 组 如 图 2-22 所 示 图 2-22 推 拉 式 酸 洗 机 组 示 意 图 1- 上 料 小 车 ;2- 钢 卷 ;3- 矫 直 机 ;4 6- 双 机 架 夹 送 辊 ;5-8 节 酸 洗 槽 ;7- 冲 洗 段 ;8- 烘 干 机 ;9- 尾 剪 ;10- 活 套 坑 ;11- 圆 盘 剪 ;12- 卷 边 机 ;13- 张 力 辊 ;14- 卸 料 小 车 ;15- 卷 取 机 ;16- 涂 油 辊 连 续 式 酸 洗 机 组 的 工 艺 特 点 是 钢 卷 逐 卷 展 开 后, 钢 卷 与 钢 卷 之 间 头 尾 焊 接 起 来 连 续 地 通 过 酸 洗 槽 而 推 拉 式 酸 洗 机 组 则 仅 逐 卷 展 开 后 即 穿 过 酸 洗 槽, 卷 与 卷 之 间 不 进 行 焊 接, 因 此 推 拉 式 酸 洗 机 组 又 称 为 半 连 续 式 酸 洗 机 组. 当 然 就 酸 洗 过 程 而 言, 实 质 上 都 是 连 续 进 行 的 由 于 工 艺 的 特 点, 决 定 了 推 拉 式 酸 洗 机 组 比 连 续 式 酸 洗 机 组 有 如 下 优 点 : (1) 由 于 省 去 了 昂 贵 的 焊 机 以 及 拉 矫 机 前 后 贮 料 活 套 等, 因 此 设 备 简 单 设 备 总 重 小, 同 时 需 要 的 厂 房 高 度 也 较 低, 因 而 投 资 省 (2) 由 于 不 焊 接, 因 此 钢 卷 规 格 变 换 不 受 限 制, 组 织 生 产 较 灵 活 (3) 由 于 推 拉 式 酸 洗 机 组 必 须 用 浅 槽 式 酸 槽, 因 此 具 备 浅 槽 酸 洗 所 有 的 优 点, 如 酸 洗 时 间 较 短 加 热 启 动 快 调 节 酸 液 成 分 快 等 (4) 停 机 期 间 酸 槽 中 无 带 钢, 重 新 启 动 时 无 需 引 带 可 直 接 用 大 循 环 加 热 酸, 减 少 了 对 酸 槽 的 热 冲 击 (5) 对 于 窄 带 钢 可 以 同 时 酸 洗 多 条 带 钢 推 拉 式 酸 洗 机 组 的 缺 点 有 : (1) 圆 盘 剪 只 能 使 用 动 力 剪, 而 连 续 式 酸 洗 机 组 除 可 使 用 动 力 剪 外 还 可 使 用 拉 剪 (2) 由 于 不 能 装 备 拉 伸 矫 直 机, 因 此 其 改 善 带 钢 平 直 度 能 力 较 差 (3) 受 穿 带 速 度 较 低 的 限 制, 大 多 数 机 组 运 行 速 度 较 低, 一 般 穿 带 速 度 多 取 30m/min, 运 行 速 度 30~90m/min 改 进 后, 最 新 的 机 组 可 以 达 到 穿 带 运 行 速 度 均 为 180m/min (4) 穿 带 速 度 受 带 钢 平 直 度 的 影 响, 平 直 度 很 差 的 带 钢 通 过 时 困 难

61 53. 酸 洗 塔 中 带 钢 跑 偏 自 控 装 置 是 怎 样 的? 为 了 使 带 钢 在 塔 式 酸 洗 过 程 中 正 常 传 送, 不 使 带 钢 向 左 或 向 右 偏 离, 故 采 用 带 钢 跑 偏 自 控 装 置, 它 由 检 测 发 信 器 和 控 制 线 路 两 部 分 组 成 图 2-23 检 测 发 信 器 1- 气 源 管 ;2- 接 收 板 ;3- 带 钢 ;4- 发 射 板 ;5- 发 射 管 ;6- 接 收 管 检 测 发 信 器 由 发 射 板 和 接 收 板 组 成, 如 图 2-23 所 示 在 发 射 板 上 有 一 个 发 射 管, 在 接 收 板 上 有 一 个 气 源 管 和 一 个 接 收 管, 每 一 个 管 中 开 有 25 个 小 孔 当 带 钢 不 遮 住 发 射 管 时, 气 源 管 中 所 有 小 孔 发 出 的 信 号 被 发 射 管 中 所 有 小 孔 发 出 的 信 号 吹 掉, 使 接 收 管 无 气 信 号 输 出 当 带 钢 遮 住 发 射 管 时, 接 收 管 就 有 气 信 号 输 出, 其 输 出 大 小 与 带 钢 遮 住 发 射 管 中 小 孔 数 成 比 例 关 系 控 制 线 路 如 图 2-24 所 示 当 带 钢 在 动 辊 ( 调 整 辊 ) 上 正 常 传 送 时, 带 钢 边 缘 处 在 检 测 发 信 器 中 间 位 置, 检 测 压 力 输 入 到 比 例 元 件 第 一 级 的 右 侧 控 制 端, 液 压 缸 的 反 馈 杆 也 处 在 反 馈 发 信 器 ( 与 检 测 发 信 器 一 样 ) 的 中 间 位 置, 反 馈 压 力 输 入 到 比 例 元 件 第 一 级 的 左 侧 控 制 端, 此 时, 因 检 测 压 力 等 于 反 馈 压 力, 所 以 经 三 级 比 例 元 件 放 大 后 的 两 端 输 出 压 力 相 等, 液 压 缸 处 于 中 间 位 置, 动 辊 处 于 水 平 位 置 假 使 带 钢 在 传 送 过 程 中 向 左 偏 离, 此 时, 检 测 发 信 器 的 检 测 压 力 增 加, 三 级 比 例 元 件 放 大 后 的 两 端 输 出 压 力 就 不 相 等, 经 气 一 液 比 例 放 大 器 放 大 后 使 液 压 缸 向 上 移 动 它 一 方 面 使 动 辊 绕 支 点 向 上 移 动, 将 带 钢 恢 复 正 常 位 置 ; 另 一 方 面 使 反 馈 杆 进 入 反 馈 发 信 器, 使 反 馈 压 力 增 加 与 检 测 压 力 相 平 衡 此 时, 比 例 元 件 两 端 输 出 压 力 又 相 等, 系 统 处 于 平 衡 状 态 在 线 路 中 加 入 一 个 双 稳 元 件 和 阻 容 环 节 组 成 的 振 荡 器, 它 可 用 来 消 除 气 一 液 比 例 放 大 器 中 滑 阀 的 摩 擦 图 2-24 酸 洗 塔 中 带 钢 跑 偏 控 制 线 路 示 意 图 1- 检 测 发 信 器 ;2- 液 压 缸 ;3- 反 馈 杆 ;4- 反 馈 发 信 器 ;5- 带 钢 ;6- 动 辊 ;7- 气 一 液 比 例 放 大 器

62 54. 涂 油 机 怎 样 工 作? 为 了 使 酸 洗 干 燥 后 的 带 钢 表 面, 在 轧 制 前 存 放 一 定 时 间 内 (10 天 左 右 ) 不 锈 蚀, 卷 取 前 需 进 行 涂 油 一 般 采 用 20 号 工 业 油 图 2-25 辊 式 涂 油 机 示 意 图 1- 油 槽 ;2- 下 涂 油 辊 ;3- 上 涂 油 辊 ;4- 喷 油 嘴 ;5- 毡 辊 辊 式 涂 油 机 如 图 2-25 所 示 由 电 动 机 传 动 的 下 涂 油 辊 2 在 油 槽 1 中 旋 转, 喷 油 嘴 4 将 油 喷 到 上 涂 油 辊 3 的 表 面 上, 带 钢 经 过 辊 缝 后 上 下 表 面 被 涂 上 油 辊 式 涂 油 机 涂 油, 油 层 往 往 较 厚 和 不 均 匀, 为 此 在 涂 油 机 出 口 装 设 一 对 空 转 毡 辊 5, 带 钢 经 过 毡 辊 挤 油 后, 油 层 变 得 均 匀 和 减 薄 在 带 钢 有 浪 形 瓢 曲 和 折 棱 等 缺 陷 的 地 方, 涂 油 往 往 不 均, 甚 至 有 空 白 面 油 应 呈 中 性 或 微 碱 性, 不 允 许 呈 酸 性 每 隔 一 定 时 间 油 要 检 验 一 次 油 温 应 经 常 保 持 在 50 左 右 为 使 油 泵 不 被 磨 损 和 油 喷 嘴 不 堵 塞, 油 需 要 进 行 过 滤, 除 去 杂 质 在 半 连 续 酸 洗 机 组 和 框 式 酸 洗 作 业 中, 没 有 涂 油 机, 酸 洗 后 带 钢 的 防 锈 就 用 钝 化 处 理 来 保 证 55. 什 么 是 打 卷 机? 打 卷 机 的 作 用 是 将 送 至 弯 曲 辊 间 带 钢 弯 曲 后 卷 绕 成 钢 卷 打 卷 机 的 优 点 是 不 用 卷 筒, 结 构 简 单, 卸 卷 方 便 其 缺 点 是 卷 绕 的 钢 卷 不 紧 密, 带 钢 不 容 易 卷 整 齐, 由 于 钢 卷 层 间 不 紧 密, 容 易 互 相 摩 擦 而 引 起 带 钢 擦 伤 ; 且 带 钢 卷 取 速 度 不 能 提 高, 超 过 15m/s 时 咬 入 就 困 难 了 图 2-26 是 700 打 卷 机 示 意 图 它 是 由 送 进 辊 11 13, 弯 曲 辊 6 7, 支 撑 辊 8, 导 卷 箱 10 和 机 架 4 等 组 成 的 上 送 进 辊 和 上 弯 曲 辊 的 位 置 是 固 定 的, 下 送 进 辊 借 助 于 手 动 蜗 轮 减 速 机 15 可 以 上 下 移 动, 以 调 节 两 个 送 进 辊 之 间 的 距 离 气 缸 1 和 手 动 蜗 轮 蜗 杆 传 动 装 置 5 带 动 轴 承 座 3 上 的 两 根 下 弯 曲 辊 6 在 机 架 4 内 移 动 滑 块 2 可 相 对 轴 承 座 移 动, 以 调 节 上 下 弯 曲 辊 间 的 距 离, 使 带 钢 得 到 所 需 要 的 曲 率 半 径 带 钢 在 支 撑 辊 8 上 旋 转 成 卷 打 卷 完 毕, 气 缸 9 通 过 曲 柄 连 杆 机 构 驱 动 导 卷 箱 10 向 右 倾 斜, 把 钢 卷 卸 下

63 图 无 卷 筒 三 辊 打 卷 机 1- 气 缸 ;2- 滑 块 ;3- 轴 承 座 ;4- 机 架 ;5- 手 动 蜗 轮 蜗 杆 传 动 装 置 ;6- 下 弯 曲 辊 ;7- 上 弯 曲 辊 ;8- 支 撑 辊 ; 9- 气 缸 ;lo- 导 卷 箱 ;11- 上 送 进 辊 ;12- 导 辊 ;13- 下 送 进 辊 ;14- 下 送 进 辊 调 整 机 构 ;15- 手 动 蜗 轮 减 速 机 两 根 送 进 辊 和 三 根 弯 曲 辊 由 电 动 机 通 过 减 速 机 齿 轮 座 和 万 向 联 轴 节 来 传 动 两 根 支 撑 辊 通 过 上 送 进 辊 和 上 弯 曲 辊 由 两 对 开 式 齿 轮 来 传 动 700 打 卷 机 用 来 卷 取 厚 度 为 2~5mm 宽 度 为 300~600mm 的 带 钢, 卷 径 为 500~900mm, 卷 重 不 大 于 750kg 56. 什 么 叫 中 性 电 解 去 鳞? 中 性 电 解 去 鳞 改 变 了 传 统 的 酸 洗 喷 丸 去 除 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 的 方 法, 它 采 用 中 性 无 毒 无 害 的 硫 酸 钠 水 溶 液 作 电 解 液, 其 工 艺 流 程 如 图 2-27 所 示 硫 酸 钠 是 强 电 解 质, 在 水 -2 溶 液 中 完 全 电 离 成 钠 离 子 Na+ 和 硫 酸 根 离 子 SO4 又 因 Na2S04 是 强 酸 和 强 碱 构 成 的 盐, 在 水 中 实 际 上 不 发 生 水 解 作 用, 因 此, 其 水 溶 液 呈 中 性 (ph-7) 图 2-27 中 性 电 解 去 鳞 工 艺 流 程 图 1- 开 卷 机 ;2- 剪 机 ;3- 焊 接 机 ;4- 送 料 辊 ;5- 活 套 坑 ;6- 剥 壳 机 ;7 10- 清 刷 机 ;8 11- 冲 洗 ;9- 中 性 电 解 槽 ;12- 烘 干 ;13- 夹 送 辊 ;14- 四 辊 冷 轧 机 ;15- 剪 机 ;16- 卷 取 机 ;17- 回 液 槽 带 钢 先 进 入 配 置 有 阳 极 板 的 电 解 槽, 再 进 入 配 置 有 阴 极 板 的 电 解 槽 槽 内 装 有 质 量 分 数 为 20% 的 硫 酸 钠 溶 液 整 个 电 回 路 是 通 过 溶 液 中 的 离 子 传 导 及 电 子 流 经 带 钢 本 身 构 成 的,

64 如 图 2-28 中 箭 头 所 示 根 据 电 化 学 原 理, 在 电 解 时, 阳 极 上 发 生 氧 化 作 用, 即 失 去 电 子 的 作 用 电 极 电 位 ( 还 原 电 位 ) 愈 负 的 过 程 愈 易 在 阳 极 发 生 阴 极 发 生 还 原 作 用, 即 取 得 电 子 的 作 用 电 极 电 位 愈 正 的 过 程 愈 易 在 阴 极 发 生 电 解 时, 除 了 溶 液 中 的 Na+ H+ SO4 2- OH - 等 离 子 可 能 在 电 极 上 发 生 放 电 外, 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 (FeO Fe304 和 Fe20s) 在 通 电 时 也 能 直 接 得 到 ( 或 失 去 ) 电 子 而 被 还 原 ( 或 氧 化 ) 图 2-28 中 性 电 解 去 鳞 的 电 化 学 原 理 在 阳 极 槽 ( 正 缸 ) 的 主 要 反 应 如 下 : 石 墨 阳 极 上, 水 溶 液 中 的 OH - 离 子 失 去 电 子 析 出 氧 气, 即 带 钢 作 为 相 对 阴 极, 将 使 其 表 面 氧 化 铁 皮 中 高 价 铁 化 合 物 吸 收 电 子 而 还 原 为 低 价 铁 化 合 物 或 铁 这 样 使 原 来 紧 密 的 氧 化 铁 皮 层 变 得 较 为 疏 松, 易 于 脱 落 其 化 学 反 应 如 下 : 水 溶 液 中 的 H+ 离 子 也 会 在 带 钢 表 面 及 氧 化 铁 皮 与 铁 间 还 原 成 氢 气 析 出, 氢 气 泡 的 产 生 促 使 氧 化 铁 皮 剥 落 新 生 的 氢 原 子 也 起 化 学 还 原 作 用, 把 高 价 铁 变 成 低 价 铁 在 阴 极 槽 ( 负 缸 ) 的 主 要 反 应 如 下 : 铁 阴 极 上, 水 溶 液 中 的 H+ 离 子 取 得 电 子, 析 出 氢 气, 即 带 钢 作 为 相 对 阳 极, 表 面 上 新 还 原 出 来 的 铁 被 氧 化 成 Fe2+, 溶 解 人 溶 液, 并 与 OH- 离 子 结 合 成 氢 氧 化 亚 铁, 再 被 溶 液 中 氧 所 氧 化, 沉 淀 为 Fe(OH)3 其 化 学 反 应 如 下 : 总 之, 在 中 性 电 解 去 鳞 工 艺 中, 带 钢 先 作 为 相 对 阴 极 再 作 为 相 对 阳 极 其 表 面 氧 化 铁 皮 层 先 被 还 原 成 低 价 铁 的 氧 化 物 或 铁, 这 些 新 形 成 的 铁 和 低 价 氧 化 物 在 表 面 附 着 且 易 于 剥 落 同 时 氢 气 泡 的 析 出 也 起 到 机 械 剥 离 作 用 然 后, 在 带 钢 作 为 相 对 阳 极 时, 再 使 新 形 成 的 铁 溶 解, 并 沉 淀 为 Fe(0H)3 而 从 表 面 除 去 硫 酸 钠 水 溶 液 在 电 解 时, 实 际 上 只 是 水 被 电 解 成 氢 和

65 - 氧,Na+ 和 SO4 只 起 离 子 导 电 作 用, 不 在 电 极 析 出 因 此, 硫 酸 钠 本 身 并 不 被 消 耗 掉, 在 除 去 Fe(OH)3 沉 淀 后, 电 解 液 可 以 循 环 使 用 中 性 电 解 去 鳞 工 艺 的 优 点 是 : (1) 采 用 中 性 无 毒 无 害 的 硫 酸 钠 电 解 液, 且 可 循 环 使 用, 因 此 既 经 济 又 根 除 了 废 酸 和 酸 雾 对 环 境 的 污 染 (2) 中 性 电 解 去 鳞 的 带 钢 ( 普 碳 带 钢 ) 没 有 脆 性, 对 带 钢 本 体 金 属 侵 蚀 作 用 小, 表 面 粗 糙 度 低, 带 钢 不 易 生 锈 此 工 艺 不 仅 适 合 于 碳 素 钢, 也 适 用 于 各 种 类 型 的 不 锈 钢 硅 钢 等 中 性 电 解 去 鳞 虽 然 比 酸 洗 工 艺 有 很 多 优 点, 但 是 真 正 要 能 够 在 生 产 中 推 广, 必 须 把 电 耗 降 到 最 低

66 第 三 章 冷 轧 工 艺 一 冷 轧 工 艺 特 点 57. 金 属 变 形 的 方 式 是 怎 样 的? 金 属 一 般 都 是 由 无 数 单 个 晶 粒 构 成 的 多 晶 体, 要 了 解 金 属 的 塑 性 变 形 性 质, 必 须 先 了 解 单 个 晶 粒 或 单 晶 体 的 塑 性 变 形 机 构 塑 性 变 形 时 加 在 金 属 上 的 力, 使 金 属 中 大 量 原 子 群 定 向 地 多 次 地 从 一 个 稳 定 平 衡 位 置 转 移 到 另 一 个 稳 定 平 衡 位 置, 在 宏 观 上 便 产 生 不 能 恢 复 的 塑 性 变 形 根 据 原 子 成 群 移 动 发 生 的 条 件 和 方 式 不 同, 可 观 察 到 各 种 不 同 的 塑 性 变 形 机 构, 如 滑 移 孪 生 及 其 他 机 构 等 (1) 滑 移 滑 移 是 指 晶 体 在 外 力 的 作 用 下, 其 中 一 部 分 沿 着 一 定 晶 面 和 这 个 晶 面 上 的 一 定 晶 向, 对 其 另 一 部 分 产 生 的 相 对 移 动, 此 晶 面 称 为 滑 移 面, 此 晶 向 称 为 滑 移 方 向 滑 移 时 原 子 移 动 的 距 离 是 原 子 间 距 的 整 数 倍, 滑 移 后 晶 体 各 部 分 的 位 向 仍 然 一 致 滑 移 结 果, 使 大 量 原 子 逐 步 地 从 一 个 稳 定 位 置 移 到 另 一 个 稳 定 位 置, 晶 体 产 生 宏 观 的 塑 性 变 形 如 图 3-1 所 示 为 晶 体 以 滑 移 方 式 进 行 的 塑 性 变 形 用 金 相 显 微 镜 所 观 察 到 的 每 一 条 纹 是 由 许 多 滑 移 面 与 试 样 抛 光 平 面 的 交 线 所 组 成 的, 称 为 滑 移 带 滑 移 带 是 由 一 群 滑 移 层 所 形 成 的 滑 移 线 组 成 的 ( 见 图 3-2) 一 般, 在 各 种 金 属 ( 晶 体 点 阵 ) 中, 滑 移 不 是 沿 任 意 晶 面 和 晶 向 进 行 的, 而 总 是 沿 着 原 子 密 度 最 大 的 晶 面 和 晶 向 发 生 的 这 是 因 为 原 子 密 度 最 大 的 晶 面, 原 子 间 距 小, 原 子 间 的 结 合 力 强, 同 时 其 晶 面 间 的 距 离 较 大, 即 晶 面 与 晶 面 间 的 结 合 力 较 弱 同 理 也 可 以 解 释 滑 移 为 什 么 沿 着 原 子 密 度 最 大 的 晶 向 发 生 滑 移 面 与 滑 移 方 向 数 值 的 相 乘 积 称 为 滑 移 系 图 3 1 晶 体 滑 移 示 意 图

67 图 3-2 单 晶 体 的 滑 移 带 滑 移 线 和 滑 移 层 示 意 图 金 属 的 3 种 常 见 晶 格 的 主 要 滑 移 面 滑 移 方 向 和 滑 移 系 如 表 3-1 所 示 (2) 孪 生 ( 孪 晶 双 晶 ) 金 属 的 塑 性 变 形 除 以 滑 移 方 式 进 行 外, 孪 生 也 是 其 重 要 方 式 之 一 孪 生 是 晶 体 在 切 应 力 的 作 用 下, 其 一 部 分 沿 某 一 定 晶 面 和 晶 向, 按 一 定 的 关 系 发 生 相 对 的 位 向 移 动, 其 结 果 使 晶 体 的 一 部 分 与 原 晶 体 的 位 向 处 于 相 互 相 称 的 位 置, 如 图 3-3 所 示 表 3-1 金 属 的 主 要 滑 移 面 滑 移 方 向 和 滑 移 系

68 图 3-3 晶 体 的 孪 生 示 意 图 在 孪 生 变 形 时, 所 有 平 行 于 孪 生 面 的 原 子 平 面 都 朝 着 一 个 方 向 移 动 每 一 晶 面 移 动 距 离 的 大 小 与 它 们 距 孪 生 面 的 距 离 成 正 比 每 一 晶 面 与 相 邻 晶 面 的 相 对 移 动 值 等 于 点 阵 常 数 的 几 分 之 一 孪 生 变 形 后, 晶 体 的 变 形 部 分 与 未 变 形 部 分 以 孪 生 面 为 对 称 面 形 成 对 称 孪 生 变 形 是 否 出 现, 与 晶 体 的 对 称 性 有 密 切 关 系 面 心 立 方 晶 体 组 织 的 金 属 ( 如 镍 铝 等 ), 由 于 对 称 性 高, 容 易 滑 移, 孪 生 变 形 不 常 见, 只 在 少 数 情 况 下 ( 如 低 温 变 形 ) 才 能 见 到 体 心 立 方 晶 体 组 织 的 金 属 ( 如 α 铁 铬 钼 等 ), 在 高 速 变 形 ( 如 冲 击 ) 或 在 低 温 拉 伸 时, 常 常 出 现 孪 生 例 如 铁 在 低 温 受 冲 击 载 荷 时, 可 发 生 孪 生 密 排 六 方 晶 体 组 织 的 金 属, 其 对 称 性 较 差, 滑 移 系 少, 当 晶 体 取 向 不 利 于 滑 移 时, 孪 生 便 成 为 塑 性 变 形 的 主 要 形 式 孪 生 的 进 行 过 程 往 往 是 突 变 式 的, 并 可 听 到 特 有 的 干 裂 声, 在 某 些 情 况 下 会 使 晶 体 产 生 空 隙, 降 低 其 密 度 除 了 滑 移 和 孪 生 外, 在 塑 性 变 形 中 由 于 各 个 晶 块 ( 镶 嵌 块 ) 相 互 转 动 的 结 果, 晶 体 产 生 变 形, 并 破 坏 晶 块 间 的 联 系 和 在 晶 块 间 界 上 形 成 显 微 破 坏 由 于 变 形 条 件 的 不 同, 这 些 破 坏 可 能 愈 合, 也 可 能 发 展 为 宏 观 破 坏 总 之, 滑 移 是 金 属 塑 性 变 形 的 主 要 方 式, 金 属 在 冷 塑 性 变 形 时 通 过 滑 移 变 形, 使 晶 粒 伸 长 镶 嵌 块 碎 化 晶 格 歪 扭 增 多, 导 致 金 属 变 形 抗 力 增 加 58. 什 么 叫 加 工 硬 化 怎 样 消 除? 带 钢 在 冷 轧 后, 晶 粒 被 压 扁 拉 长 ( 见 图 3 4) 晶 格 歪 扭 畸 变 晶 粒 破 碎, 使 金 属 的 塑 性 降 低 强 度 和 硬 度 增 高, 这 种 现 象 叫 做 加 工 硬 化 图 3 4 冷 轧 前 后 晶 粒 形 状 变 化 a- 变 形 前 的 退 火 状 态 组 织 ;b- 变 形 后 的 冷 轧 变 形 组 织

69 冷 轧 带 钢 加 工 硬 化 后 提 高 了 钢 的 变 形 抗 力, 给 带 钢 继 续 冷 轧 带 来 困 难 为 了 消 除 加 工 硬 化, 大 多 数 带 钢 必 须 在 加 工 过 程 中 进 行 再 结 晶 退 火 ( 软 化 退 火 或 中 间 退 火 ) 再 结 晶 退 火 ( 软 化 退 火 或 中 间 退 火 ) 时, 将 带 钢 加 热 到 再 结 晶 温 度 ( 碳 钢 一 般 为 450~ 500 ) 以 上 150~200, 保 温 一 定 时 间, 然 后 在 空 气 或 炉 中 冷 却 再 结 晶 退 火 时 钢 的 内 部 组 织 变 化 过 程, 分 为 回 复 再 结 晶 和 晶 粒 长 大 几 个 阶 段 金 属 加 工 硬 化 后, 处 于 组 织 不 稳 定 状 态, 即 处 于 高 能 状 态, 因 而 它 本 身 就 有 自 发 恢 复 变 形 前 组 织 的 倾 向 在 回 复 阶 段 中, 冷 轧 变 形 后 形 成 无 数 的 位 错 大 部 分 密 集 在 晶 界 上, 随 着 加 热 过 程 的 进 行, 金 属 内 部 原 子 活 动 能 力 增 大, 使 位 错 移 动 合 并 或 者 重 新 排 列, 使 晶 格 畸 变 减 小, 金 属 的 应 力 可 以 消 除, 但 是 金 属 的 力 学 性 能 较 回 复 前 略 有 下 降 当 继 续 加 热 时, 由 于 位 错 聚 集 在 晶 粒 间 界 上, 这 些 位 错 移 动 合 并, 并 形 成 新 的 晶 核, 随 着 温 度 的 继 续 升 高, 晶 核 逐 渐 长 大 形 成 新 的 晶 粒 这 时 晶 粒 的 畸 变 大 大 减 小, 原 子 排 列 规 则, 破 碎 的 晶 粒 变 成 整 齐 的 晶 粒, 长 晶 粒 变 成 等 轴 晶 粒, 从 而 导 致 带 钢 力 学 性 能 恢 复 到 加 工 前 的 状 态, 这 就 完 成 了 再 结 晶 过 程 而 以 完 全 实 现 回 复 再 结 晶 的 温 度 称 为 再 结 晶 温 度 图 3-5 是 冷 加 工 后 在 加 热 时 组 织 性 能 的 变 化 示 意 图 冷 轧 带 钢 的 再 结 晶 退 火, 一 般 分 慢 速 加 热 退 火 和 快 速 加 热 退 火 两 种 慢 速 加 热 退 火 一 般 用 燃 煤 ( 气 ) 退 火 炉 或 罩 式 退 火 炉 进 行 ; 快 速 加 热 退 火 一 般 采 用 连 续 退 火 炉 图 3-5 冷 加 工 后 金 属 在 加 热 时 组 织 性 能 的 变 化 δ- 伸 长 率 ;σb- 抗 拉 强 度 59. 冷 轧 使 带 钢 的 组 织 发 生 什 么 变 化? 钢 在 常 温 下 进 行 冷 轧, 将 完 全 发 生 加 工 硬 化 现 象 钢 在 冷 轧 中 组 织 发 生 如 下 变 化 : (1) 晶 粒 被 拉 长 冷 轧 中, 随 着 带 钢 厚 度 的 改 变, 其 内 部 的 晶 粒 形 状 也 发 生 相 应 的 变 化, 即 都 沿 轧 制 方 向 ( 最 大 主 变 形 方 向 ) 被 拉 长 拉 细 或 压 扁, 如 图 3-4 所 示 晶 粒 被 拉 长 的 程 度 取 决 于 变 形 程 度, 变 形 程 度 越 大, 晶 粒 形 状 变 化 也 越 大 在 晶 粒 被 拉 长 的 同 时, 金 属 中 的 夹 杂 物 也 在 延 伸 方 向 拉 长 或 拉 碎, 呈 链 状 排 列, 这 种 组 织 称 为 纤 维 组 织 变 形 程 度 越 大, 纤 维 组 织 越 明 显 由 于 纤 维 组 织 的 存 在, 变 形 金 属 的 横 向 ( 垂 直 于 延 伸 方 向 ) 力 学 性 能 降 低 (2) 亚 结 构 亚 结 构 是 金 属 冷 轧 后, 其 各 个 晶 粒 被 分 割 成 许 多 单 个 的 小 区 域 每 个 小 区

70 域 称 为 晶 块 这 些 区 域 的 内 部 位 错 密 度 很 低, 晶 格 的 畸 变 很 小 而 在 这 些 小 区 域 的 边 界 上 存 在 有 大 量 位 错 组 成 的 位 错 缠 结 (3) 变 形 织 构 如 图 3-6a 所 示, 金 属 的 多 晶 体 是 由 许 多 不 规 则 排 列 的 晶 粒 所 组 成 的 但 在 冷 轧 过 程 中, 当 达 到 一 定 的 变 形 程 度 后, 由 于 在 各 晶 粒 内 晶 格 取 向 发 生 了 转 动, 其 特 定 的 晶 面 和 晶 向 趋 于 排 成 一 定 方 向 ( 图 3-66), 从 而 使 原 来 位 向 紊 乱 的 晶 粒 出 现 有 序 化, 并 有 严 格 的 位 向 关 系 金 属 所 形 成 的 这 种 组 织 结 构 叫 做 变 形 织 构 板 结 构 是 某 一 特 定 晶 面 平 行 于 板 面, 某 一 特 定 晶 向 平 行 于 轧 制 方 向 图 3 6 多 晶 体 晶 粒 的 排 列 情 况 a- 晶 粒 的 紊 乱 排 列 ;b- 晶 粒 的 整 齐 排 列 60. 冷 轧 使 带 钢 的 性 能 发 生 什 么 变 化? 钢 的 性 能 是 与 钢 的 组 织 密 切 相 关 的 冷 轧 时, 钢 的 组 织 要 发 生 变 化, 因 此 钢 的 性 能 也 要 改 变 (1) 力 学 性 能 的 改 变 由 于 在 冷 变 形 中 产 生 晶 格 畸 变 晶 粒 拉 长 和 细 化 出 现 亚 结 构 以 及 产 生 不 均 匀 变 形 等, 金 属 的 变 形 抗 力 指 标 ( 屈 服 极 限 强 度 极 限 硬 度 等 ), 随 变 形 程 度 的 增 加 而 升 高 又 由 于 在 变 形 中 产 生 晶 内 和 晶 间 的 破 坏 不 均 匀 变 形 等, 金 属 的 塑 性 指 标 ( 伸 长 率 断 面 收 缩 率 等 ) 随 变 形 程 度 的 增 加 而 降 低 图 3-7 为 碳 的 质 量 分 数 为 O.27% 的 碳 钢 在 冷 拔 时 力 学 性 能 的 变 化 图 图 3-7 碳 的 质 量 分 数 为 O.27% 的 碳 钢 冷 拔 时 力 学 性 能 的 变 化 σb- 强 度 极 限 ;σs- 屈 服 极 限 ;σp- 比 例 极 限 ;σyn- 弹 性 极 限 ;ψ- 断 面 收 缩 率 ; δ10- 伸 长 率 ;HB- 布 氏 硬 度 (2) 理 化 性 质 的 改 变 变 形 金 属 的 密 度 降 低 由 于 在 冷 变 形 过 程 中, 晶 内 和 晶 间 物 质 的 破 碎,

71 变 形 金 属 内 产 生 大 量 的 微 小 裂 纹 和 空 隙, 使 金 属 密 度 降 低 例 如, 退 火 状 态 钢 的 密 度 为 7.865g/cm 3, 而 经 冷 变 形 后 则 降 低 到 7.78g/cm 3 金 属 的 导 电 性 降 低 随 着 变 形 程 度 的 增 加, 晶 向 和 晶 内 的 破 坏, 使 单 位 电 阻 增 加 金 属 的 导 热 性 降 低 冷 变 形 可 改 变 金 属 的 磁 性 磁 饱 和 基 本 上 不 变, 矫 顽 力 和 磁 滞 增 大, 而 金 属 的 最 大 磁 导 率 则 降 低 冷 变 形 使 金 属 耐 蚀 性 降 低 金 属 产 生 各 向 异 性, 即 材 料 的 不 同 方 向 上 具 有 不 同 的 性 能 这 是 由 于 冷 变 形 后 出 现 了 纤 维 组 织 和 织 构 由 于 晶 粒 及 晶 间 物 质 ( 杂 质 等 ) 沿 着 变 形 方 向 被 拉 长, 带 钢 在 横 向 ( 垂 直 于 纤 维 方 向 ) 的 力 学 性 能 低 于 其 纵 向 ( 平 行 于 纤 维 方 向 ) 因 织 构 的 出 现 而 形 成 的 各 向 异 性, 有 其 不 利 的 一 面, 但 在 一 定 条 件 下 也 可 带 来 有 益 的 效 果 例 如, 若 对 具 有 织 构 的 薄 板 进 行 冲 压 时, 则 常 使 加 工 后 的 产 品 的 边 缘 带 有 波 形, 突 出 的 波 形 部 分 称 为 制 耳, 从 而 使 产 品 的 废 品 率 和 切 边 损 失 增 加 相 反, 铁 的 磁 化 性 能 与 晶 向 有 关, 若 将 硅 钢 片 制 成 某 一 特 定 晶 向 的 织 构, 用 它 作 变 压 器 的 铁 芯, 与 无 织 构 硅 钢 片 比 较, 它 具 有 很 大 的 优 越 性 因 此, 目 前 工 业 上 大 量 生 产 单 取 向 硅 钢 片 61. 冷 轧 工 艺 有 哪 些 特 点? 冷 轧 带 钢 的 轧 制 工 艺 特 点 有 以 下 3 点 : (1) 带 钢 在 轧 制 过 程 中 产 生 不 同 程 度 的 加 工 硬 化 加 工 硬 化 超 过 一 定 程 度 后, 带 钢 因 过 分 硬 脆 而 不 适 于 继 续 轧 制 因 此 带 钢 经 冷 轧 一 定 的 道 次 ( 即 完 成 一 定 的 冷 轧 总 压 下 量 ) 之 后, 往 往 要 经 软 化 热 处 理 ( 再 结 晶 退 火 等 ), 使 轧 件 恢 复 塑 性, 降 低 变 形 抗 力, 以 便 继 续 轧 薄 在 冷 轧 生 产 过 程 中, 每 次 软 化 退 火 之 前 完 成 的 冷 轧 工 作 称 为 一 个 轧 程 在 一 定 轧 制 条 件 下, 钢 质 愈 硬 成 品 愈 薄, 所 需 的 轧 程 愈 多 (2) 冷 轧 过 程 必 须 采 用 工 艺 冷 却 和 润 滑 实 验 表 明, 冷 轧 带 钢 的 变 形 功 约 有 84%~88% 转 变 为 热 能, 使 带 钢 与 轧 辊 的 温 度 升 高, 故 须 采 用 冷 却 措 施 辊 面 温 度 过 高 会 引 起 工 作 辊 淬 火 层 硬 度 下 降, 影 响 带 钢 的 表 面 质 量 和 轧 辊 寿 命 辊 温 的 升 高 和 辊 温 分 布 不 均 匀 会 破 坏 正 常 的 辊 形, 直 接 影 响 带 钢 的 板 形 和 尺 寸 精 度 同 时, 辊 温 过 高 也 会 使 冷 轧 工 艺 润 滑 剂 失 效 ( 油 膜 破 裂 ), 使 冷 轧 不 能 顺 利 进 行 综 上 所 述, 为 了 保 证 冷 轧 的 正 常 生 产, 对 轧 辊 和 带 钢 应 采 取 有 效 的 冷 却 与 调 节 辊 温 的 措 施 水 是 比 较 理 想 的 冷 却 剂, 油 的 冷 却 能 力 则 比 水 差 得 多 因 此 大 多 数 生 产 轧 机 都 用 以 水 为 主 要 成 分 的 冷 却 剂 冷 轧 采 用 工 艺 润 滑 的 主 要 作 用 是 减 小 金 属 的 变 形 抗 力, 这 样 在 已 有 的 轧 机 能 力 条 件 下 实 现 更 大 的 压 下, 还 可 使 轧 机 生 产 出 更 薄 的 产 品 图 3-8 为 采 用 不 同 润 滑 剂 的 轧 制 效 果 比 较 由 图 可 知, 当 冷 轧 机 工 作 辊 直 径 为 88mm, 带 钢 原 始 厚 度 为 0.5mm, 用 水 做 润 滑 剂 时, 轧 至 厚 度 为 0.18mm 左 右 就 难 以 再 轧 薄 了 ; 而 用 棕 榈 油 做 工 艺 润 滑 剂 时, 则 可 用 4 道 次 轧 至 O.05mm 的 厚 度 此 外, 工 艺 润 滑 对 降 低 轧 辊 的 温 升 也 起 到 良 好 的 作 用 ; 采 用 工 艺 润 滑 还 可 起 到 防 止 金 属 粘 辊 的 作 用 常 用 的 工 艺 润 滑 剂 有 乳 化 液 各 种 黏 度 的 矿 物 油 ( 机 油 等 ) 和 动 植 物 油 ( 牛 油 菜 油 棕 榈 油 等 ) (3) 冷 轧 中 采 用 张 力 轧 制 张 力 轧 制 就 是 带 钢 在 轧 辊 中 轧 制 变 形 是 在 一 定 前 张 力 和 后 张 力 作 用 下 进 行 的

72 图 3-8 不 同 润 滑 剂 的 轧 制 效 果 比 较 l- 水 ;2- 矿 物 油 ;3- 棕 榈 油 ;4- 合 成 棕 榈 油 ;5- 干 辊 轧 制 张 力 的 作 用 主 要 是 : 防 止 带 钢 在 轧 制 过 程 中 跑 偏 ( 即 保 证 正 确 对 中 轧 制 ); 使 所 轧 带 钢 保 持 平 直 ( 包 括 在 轧 制 过 程 中 保 持 板 形 平 直 和 轧 后 板 形 良 好 ); 降 低 金 属 的 变 形 抗 力, 有 利 于 轧 制 更 薄 的 产 品, 起 适 当 调 整 冷 轧 机 主 电 机 负 荷 的 作 用 由 于 张 力 的 变 化 会 引 起 前 滑 与 轧 辊 速 度 的 改 变, 故 其 对 冷 轧 过 程 有 一 定 的 自 动 调 节 作 用 通 过 改 变 卷 取 机 或 开 卷 机 的 转 速 各 架 轧 机 主 电 机 的 转 速 以 及 各 架 的 压 下, 可 以 使 轧 制 压 力 张 力 在 较 大 范 围 内 变 化 生 产 中 张 力 的 选 择 主 要 是 指 选 择 平 均 单 位 张 力 σ 平 不 同 的 轧 机, 不 同 的 轧 制 道 次, 不 同 的 品 种 规 格, 甚 至 不 同 的 原 料, 要 求 有 不 同 的 σ 平 来 适 应 当 轧 钢 工 人 操 作 技 术 水 平 较 高 时, 可 选 用 σ 平 大 些 ; 当 带 钢 硬 脆 边 部 不 理 想 或 者 操 作 不 熟 练 时,σ 平 可 取 得 小 些 根 据 以 往 的 轧 制 经 验,σ 平 在 (0.1~O.6)σs 的 范 围 内 选 取 62. 冷 轧 工 艺 润 滑 的 目 的 和 对 工 艺 润 滑 莉 的 要 求 是 什 么? 在 冷 轧 中 应 用 工 艺 润 滑 可 达 到 下 列 几 个 目 的 : (1) 减 小 变 形 区 接 触 弧 表 面 上 的 摩 擦 系 数 和 摩 擦 力, 使 轧 制 压 力 和 能 量 消 耗 降 低 应 用 润 滑 剂 可 增 大 道 次 压 下 量 和 减 少 道 次 数, 同 时 还 可 提 高 轧 制 速 度 (2) 有 润 滑 轧 制 可 使 轧 机 轧 出 更 薄 的 带 材 所 谓 可 轧 制 厚 度 的 极 限, 取 决 于 轧 辊 的 弹 性 压 扁 润 滑 能 减 小 摩 擦 系 数 和 轧 制 压 力, 从 而 能 轧 制 更 薄 的 带 材 (3) 润 滑 可 防 止 金 属 粘 ( 焊 ) 在 轧 辊 上 (4) 工 艺 润 滑 剂 兼 有 冷 却 剂 的 功 能 润 滑 剂 也 能 起 洗 涤 剂 的 作 用, 它 能 保 证 从 辊 面 和 金 属 表 面 冲 洗 掉 金 属 微 粒 ( 磨 损 物 ) 和 其 他 污 垢 (5) 冷 轧 带 钢 平 整 中, 采 用 润 滑 剂 可 改 善 金 属 表 面 粗 糙 度 工 艺 润 滑 剂 应 满 足 一 系 列 工 艺 经 济 和 劳 动 卫 生 特 点 的 要 求 一 般 的 基 本 要 求 如 下 : (1) 降 低 外 摩 擦 力 ( 摩 擦 系 数 ); (2) 减 少 磨 损 并 防 止 轧 辊 粘 钢 ; (3) 保 证 轧 材 表 面 光 洁 ; (4) 很 高 的 热 容 ( 用 做 润 滑 一 冷 却 液 ); (5) 成 分 和 性 质 的 稳 定 性 ;

73 (6) 便 于 喷 涂 到 轧 辊 和 金 属 上 ; (7) 对 金 属 和 设 备 没 有 损 害 ( 腐 蚀 等 ); (8) 无 毒 性 没 有 难 闻 气 味 ; (9) 最 小 污 染 和 废 水 净 化 简 单 ; (10) 便 宜 和 资 源 丰 富 ( 适 合 广 泛 应 用 ) 菜 子 油 或 豆 油 能 满 足 冷 轧 工 艺 润 滑 的 要 求 ; 棕 榈 油 的 润 滑 效 果 好, 但 来 源 短 缺, 成 本 昂 贵 ; 乳 化 液 是 实 际 生 产 中 用 得 最 广 的 一 种 冷 轧 润 滑 冷 却 剂 矿 物 油 中 加 入 其 他 添 加 剂, 也 可 提 高 矿 物 油 的 润 滑 性 能, 且 来 源 丰 富, 成 本 低 廉 63. 冷 轧 工 艺 润 滑 剂 有 哪 几 种? 冷 轧 工 艺 润 滑 剂 常 采 用 下 列 几 种 : (1) 矿 物 油 轧 制 中 采 用 的 矿 物 油 有 : 变 压 器 油 12 号 和 20 号 机 油 (2 号 和 3 号 锭 子 油 ) 11 号 汽 缸 油 24 号 汽 缸 油 ( 黏 油 ) 28 号 轧 钢 机 油 ( 亮 滑 油 ) 等 在 轧 制 中 以 纯 油 方 式 应 用, 或 者 加 少 量 防 腐 添 加 剂 洗 涤 剂 抗 氧 化 剂 等 (2) 植 物 油 作 为 工 艺 润 滑 油 的 植 物 油 中 用 途 最 广 的 是 : 棕 榈 油 蓖 麻 油 棉 子 油 葵 花 子 油 等 (3) 乳 化 液 一 种 液 体 以 细 小 的 液 滴 分 布 在 另 一 种 液 体 中, 形 成 两 种 液 体 组 成 的 足 够 稳 定 的 液 体, 称 为 乳 化 液 乳 化 液 广 泛 应 用 于 各 种 轧 制 过 程 它 的 冷 却 能 力 比 油 大 得 多, 在 循 环 系 统 中 可 长 期 使 用, 耗 油 量 较 低, 而 且 有 良 好 的 抗 磨 性 能 乳 化 液 所 用 的 基 础 油 有 矿 物 油 植 物 油 和 动 物 脂 肪 等 常 见 的 以 矿 物 油 和 植 物 油 ( 或 合 成 产 品 ) 混 合 物 为 基 础 的 乳 化 液 有 : 以 20 号 或 12 号 机 油 加 合 成 脂 肪 酸 和 三 乙 醇 胺 聚 合 物 形 成 的 乳 化 液 ; 聚 合 物 棉 子 油 和 20 号 机 油 ( 配 比 1:1) 混 合 物 的 乳 化 液 实 际 上, 常 用 乳 化 油 一 混 合 物 ( 油 和 乳 化 剂 组 成 ) 制 备 乳 化 液 乳 化 油 由 油 脂 化 工 厂 供 应 在 轧 钢 车 间 直 接 用 乳 化 油 制 备 乳 化 液 在 轧 钢 生 产 中 采 用 的 水 一 油 乳 化 液, 其 质 量 分 数 通 常 在 1 %~10% 范 围 内 64. 什 么 叫 最 小 可 轧 厚 度, 怎 样 使 轧 机 轧 出 更 薄 的 产 品? 生 产 实 践 表 明, 在 一 定 轧 机 上 轧 制 某 种 产 品 时, 随 着 带 钢 的 逐 渐 变 薄, 压 下 愈 来 愈 困 难, 当 带 钢 厚 度 薄 到 某 一 限 度 后, 不 管 如 何 旋 紧 压 下 螺 丝 或 加 大 液 压 压 下 的 压 力, 不 管 反 复 轧 制 多 少 道, 也 不 可 能 再 使 产 品 轧 薄 这 时 带 钢 的 极 限 厚 度 称 为 最 小 可 轧 厚 度 在 轧 制 中, 轧 件 与 轧 辊 相 互 作 用, 轧 件 在 轧 辊 作 用 下 产 生 塑 性 变 形 当 然, 轧 件 也 伴 有 微 小 的 弹 性 变 形, 通 过 轧 辊 后 有 一 极 小 的 弹 性 变 形 量 恢 复, 增 加 了 轧 件 厚 度 轧 机 轧 辊 等 受 轧 件 的 反 力 产 生 弹 性 变 形 如 图 3-9 所 示, 厚 度 为 H 的 轧 件 经 过 轧 辊 压 下 h 总, 但 轧 辊 弹 性 变 形 使 轧 件 减 少 压 下 h1, 同 时 轧 件 出 轧 辊 后, 弹 性 变 形 恢 复 又 使 轧 件 压 下 减 少 h2, 结 果, 轧 件 实 际 压 下 量 为 : 由 上 式 可 知, 当 时, 轧 件 通 过 轧 辊 将 不 产 生 压 下 这 时 的 轧 件 的 厚 度 就 叫 最 小 可 轧 厚 度

74 图 3-9 轧 机 弹 性 变 形 对 轧 件 尺 寸 的 影 响 生 产 中, 一 台 带 钢 冷 轧 机 所 能 轧 出 的 最 薄 厚 度 是 一 定 的 如 四 辊 轧 机, 工 作 辊 直 径 为 85~90mm, 可 轧 出 最 小 厚 度 为 O.05~0.10mm 的 钢 带 工 作 辊 辊 径 与 成 品 带 材 厚 度 的 比 例 关 系 为 : 这 是 最 大 的 比 例, 轧 制 较 困 难, 往 往 需 增 加 中 间 退 火 和 轧 制 道 次, 对 轧 辊 材 质 的 要 求 也 更 高 一 般 工 作 辊 辊 径 与 成 品 带 材 厚 度 的 比 例 关 系 按 下 式 来 选 取 或 确 定 : 应 该 指 出 : 带 钢 最 小 可 轧 厚 度 不 仅 仅 由 轧 机 工 作 辊 直 径 这 一 因 素 所 决 定, 还 取 决 于 金 属 材 料 的 性 质 张 力 润 滑 情 况 轧 辊 材 料 等 带 钢 最 小 可 轧 厚 度 为 : 根 据 上 式 分 析, 要 想 轧 制 厚 度 更 薄 的 带 钢, 显 然 应 该 : (1) 有 效 地 减 小 金 属 在 轧 制 过 程 中 的 实 际 变 形 抗 力, 减 小 工 作 辊 直 径, 采 用 高 效 率 的 工 艺 润 滑 剂, 适 当 采 用 张 力 轧 制, 适 当 安 排 软 化 热 处 理 (2) 增 加 轧 机 的 刚 性, 主 要 是 要 有 效 地 减 小 轧 辊 的 弹 性 压 扁 例 如, 二 十 辊 冷 轧 机 采 用 直 径 小 达 10mm 的 碳 化 钨 工 作 辊, 其 弹 性 模 量 E 几 乎 是 一 般 合 金 锻 钢 辊 的 30 倍, 可 轧 制 厚 度 小 达 O.001mm 的 极 薄 带 钢

75 二, 冷 轧 工 艺 参 数 65. 怎 样 用 图 表 法 求 出 咬 入 角? 轧 制 是 利 用 两 个 旋 转 着 的 轧 辊 将 轧 件 咬 入 辊 缝 而 进 行 的 轧 辊 咬 入 轧 件 是 实 现 轧 制 所 必 须 的 条 件 在 实 际 生 产 中, 咬 入 是 否 顺 利 对 轧 钢 机 的 正 常 操 作 和 产 量 有 直 接 影 响 压 下 量 大 不 易 咬 入 如 图 3-10 所 示, 轧 制 时 轧 件 与 轧 辊 表 面 接 触 的 弧 线 叫 咬 入 弧 咬 入 弧 所 对 的 圆 心 角 称 为 咬 入 角 咬 人 角 由 压 下 量 确 定 在 不 同 轧 制 条 件 下, 最 大 允 许 咬 人 角 是 不 同 的, 其 大 小 与 轧 辊 表 面 和 轧 件 的 表 面 状 态 轧 制 温 度 以 及 轧 辊 转 速 等 因 素 有 关, 即 与 轧 辊 和 轧 件 间 摩 擦 系 数 有 关 当 轧 辊 的 线 速 度 在 1.5~2.5m/s 时, 在 表 面 粗 糙 的 轧 辊 上 冷 轧, 最 大 允 许 咬 人 角 为 5º~6º; 在 表 面 光 滑 带 润 滑 的 轧 辊 上 冷 轧, 咬 人 角 为 3º~4º 图 3-10 h-a-d 图 表 由 图 3 10 可 知, 咬 入 角 的 计 算 公 式 为 : 或 式 中 h 压 下 量 (Δh=H-h),mm; D 轧 辊 工 作 直 径,mm; a 咬 入 角 当 咬 入 角 大 于 最 大 允 许 的 咬 入 角 时, 轧 件 不 能 咬 入 a h 和 D 三 者 之 间 的 关 系 可 用 图 表 表 示 出 来 ( 见 图 3 10) 如 果 上 面 三 值 中 二 者 为 已 知, 则 另 一 值 能 够 迅 速 地 借 此 图 表 求 得 例 如, 已 知 D=165mm a=5 时, 由 图 可 求 得 h=0.627mm 已 知 D=460mm Δh=29mm 时, 由 图 可 求 出 α=20 20ˊ

76 66. 影 响 冷 轧 轧 制 压 力 的 因 素 有 哪 些? 影 响 轧 制 压 力 的 因 素 很 多, 基 本 上 可 以 分 为 两 大 类 第 一 类 是 影 响 金 属 变 形 阻 力 的, 其 中 有 金 属 材 料 的 化 学 成 分 变 形 温 度 与 变 形 程 度, 金 属 变 形 阻 力 增 高, 将 使 压 力 加 大 第 二 类 是 影 响 应 力 状 态 条 件 的 因 素, 其 中 有 外 摩 擦 ( 即 摩 擦 系 数 ) 轧 件 及 轧 辊 直 径 张 力 等 下 面 分 别 说 明 上 述 各 因 素 的 影 响 : (1) 钢 种 不 同, 即 金 属 材 料 化 学 成 分 不 同, 材 料 本 身 力 学 性 能 不 同, 因 而 变 形 阻 力 不 同 (2) 变 形 程 度 的 影 响 也 就 是 加 工 硬 化 的 影 响 金 属 塑 性 变 形 时, 其 形 状 变 化 能 量 大 部 分 用 于 塑 性 变 形, 以 热 的 形 式 存 在 ; 另 外 一 部 分 则 产 生 晶 格 扭 转 位 错 等, 内 能 增 高, 这 部 分 保 留 在 金 属 中 的 能 量 叫 做 残 留 畸 变 能, 此 能 量 将 使 金 属 的 变 形 阻 力 增 加, 出 现 加 工 硬 化 现 象 在 冷 轧 时, 轧 制 是 在 再 结 晶 温 度 以 下 进 行 的, 其 组 织 性 能 不 能 恢 复, 产 生 了 强 化, 则 变 形 阻 力 将 随 变 形 程 度 增 加 而 增 加 (3) 随 着 变 形 温 度 的 升 高, 变 形 阻 力 降 低 随 着 变 形 速 度 的 提 高, 变 形 阻 力 将 增 加 但 是, 对 冷 轧 来 说, 变 形 温 度 和 变 形 速 度 对 变 形 阻 力 的 影 响 不 很 显 著 (4) 摩 擦 力 越 大, 压 力 也 越 大 粗 糙 表 面 轧 辊 的 摩 擦 系 数 比 光 滑 表 面 轧 辊 高, 所 以 压 力 也 大 (5) 轧 件 厚 度 和 轧 辊 直 径 的 影 响 随 着 轧 件 厚 度 的 减 薄, 轧 制 压 力 增 加 在 其 他 条 件 相 同 情 况 下, 轧 辊 直 径 越 小, 轧 制 压 力 越 低 这 一 方 面 是 接 触 面 积 减 小 使 轧 制 力 减 小, 另 一 方 面 是 单 位 压 力 减 小 而 使 轧 制 压 力 减 小, 所 以 在 冷 轧 薄 带 时, 为 了 降 低 轧 制 压 力, 一 般 均 采 用 小 直 径 轧 辊, 如 轧 制 极 薄 带 材 时, 轧 辊 直 径 甚 至 小 到 2mm 此 时 用 增 加 支 撑 辊 的 办 法 来 提 高 其 刚 性 (6) 张 力 的 影 响 带 钢 的 前 后 张 力 都 使 单 位 压 力 降 低, 且 后 张 力 影 响 更 为 明 显 由 于 存 在 张 力, 变 形 区 内 金 属 在 轧 制 方 向 产 生 附 加 拉 应 力, 此 拉 应 力 引 起 轧 制 时 三 向 压 应 力 状 态 的 水 平 方 向 主 应 力 减 小, 从 而 降 低 了 单 位 压 力 因 中 性 面 偏 向 带 钢 出 口, 故 后 张 力 影 响 大 于 前 张 力 67. 轧 制 压 力 与 变 形 抗 力 有 何 区 别? 轧 制 压 力 是 指 金 属 轧 制 变 形 时 所 需 的 总 压 力, 它 是 选 择 和 确 定 轧 钢 设 备 的 主 要 数 据 变 形 抗 力 是 指 金 属 抵 抗 塑 性 变 形 的 能 力, 它 的 单 位 是 Pa 变 形 抗 力 的 大 小 取 决 于 金 属 中 原 子 间 的 结 合 力 这 与 钢 种 变 形 温 度 变 形 程 度 和 变 形 速 度 有 密 切 关 系 轧 制 压 力 的 大 小, 除 了 与 钢 种 的 变 形 抗 力 有 关 之 外, 还 与 变 形 时 的 受 力 方 式 轧 件 形 状 尺 寸 和 摩 擦 条 件 等 有 关 68. 金 属 塑 性 和 金 属 柔 软 性 是 一 回 事 吗? 金 属 所 以 能 轧 制, 主 要 是 由 于 金 属 具 有 塑 性 这 一 特 点 金 属 塑 性 是 指 金 属 在 外 力 作 用 下, 能 确 定 地 发 生 永 久 变 形 而 不 破 坏 其 完 整 性 的 能 力 金 属 塑 性 的 大 小, 可 用 金 属 在 断 裂 前 产 生 的 最 大 变 形 程 度 来 表 示 它 表 示 压 力 加 工 时 金 属 塑 性 变 形 的 限 度, 所 以 也 叫 塑 性 极 限, 一 般 通 称 塑 性 指 标 金 属 的 塑 性, 不 仅 受 金 属 内 在 的 化 学 成 分 和 组 织 结 构 的 影 响, 也 和 外 在 的 变 形 条 件 有 密 切 关 系 同 一 金 属 或 合 金, 由 于 变 形 条 件 ( 拉 伸 或 压 缩 等 ) 不 同, 可 能 表 现 有 不 同 的 塑 性, 甚 至 由 塑 性 物 体 变 为 脆 性 物 体, 或 由 脆 性 物 体 变 为 塑 性 物 体 例 如, 受 单 向 拉 伸 的 大 理 石 是 脆 性 物 体, 但 在 较 强 的 静 水 压 力 下 ( 三 向 压 应 力 ) 压 缩 时, 却 能 产 生 明 显 的 塑 性 变 形 而 不 破 坏 金 属 柔 软 性 是 反 映 金 属 的 软 硬 程 度, 它 用 变 形 抗 力 的 大 小 来 衡 量 因 此, 不 能 把 塑 性 和 柔 软 性 混 淆 起 来, 不 要 认 为 变 形 抗 力 小 的 金 属 塑 性 就 好, 或 变 形 抗 力 大 的 金 属 塑 性 就 差 例

77 如, 室 温 下 奥 氏 体 不 锈 钢 的 塑 性 很 好, 可 经 受 很 大 的 变 形 而 不 破 坏, 但 其 变 形 抗 力 却 很 大 ; 过 热 和 过 烧 的 金 属 和 合 金 的 塑 性 很 小, 甚 至 完 全 丧 失 塑 性 变 形 的 能 力, 而 其 变 形 抗 力 也 很 小 ; 也 有 些 金 属 塑 性 很 好, 变 形 抗 力 又 小, 如 室 温 下 的 铅 等 69. 什 么 叫 附 加 应 力 和 残 余 应 力, 它 们 对 金 属 性 能 有 何 影 响? 由 于 各 种 因 素 ( 如 摩 擦 温 度 不 均 匀 或 轧 辊 变 形 等 ) 造 成 轧 件 变 形 不 均 匀 时, 在 金 属 内 部 就 会 引 起 内 应 力 金 属 在 轧 制 过 程 中 产 生 的 这 种 内 应 力 称 为 附 加 应 力 ; 轧 制 后 残 存 在 金 属 内 部 的 附 加 应 力 称 为 残 余 应 力 无 论 是 附 加 应 力 还 是 残 余 应 力, 其 中 各 自 都 包 含 拉 应 力 和 压 应 力, 二 者 同 时 存 在, 且 互 相 平 衡 其 中 拉 应 力 更 为 有 害, 当 其 值 超 过 强 度 极 限 时, 轧 件 就 会 产 生 裂 纹 由 于 变 形 和 应 力 分 布 不 均 匀, 单 位 变 形 力 升 高, 则 可 能 在 轧 件 中 较 早 达 到 金 属 的 强 度 极 限 而 发 生 破 坏, 因 而 使 塑 性 降 低 附 加 应 力 会 使 变 形 能 量 消 耗 增 加, 单 位 变 形 力 增 高 此 外, 应 力 不 均 匀 分 布, 将 使 轧 件 内 实 际 的 应 力 分 布 情 况 与 基 本 应 力 有 很 大 不 同, 使 主 应 力 状 态 发 生 变 化, 可 能 使 单 位 变 形 力 升 高 若 轧 件 中 存 在 残 余 应 力, 会 使 轧 件 的 力 学 性 能 降 低, 此 外 还 要 使 轧 件 形 状 弯 曲 或 起 皱 纹, 严 重 时 将 产 生 裂 纹 或 破 断 而 造 成 废 品 在 实 际 生 产 中, 力 求 变 形 和 应 力 均 匀 分 布, 以 减 少 附 加 应 力 和 残 余 应 力 例 如, 在 冷 轧 薄 板 时, 由 于 轧 辊 中 部 产 生 的 弹 性 弯 曲 与 压 扁 较 大, 故 应 将 轧 辊 磨 成 凸 形 70. 怎 样 确 定 冷 轧 时 的 带 钢 变 形 阻 力? 冷 轧 时, 由 于 存 在 加 工 硬 化 现 象, 在 计 算 冷 轧 薄 板 平 均 单 位 压 力 时, 轧 件 材 料 变 形 阻 力 ( 对 冷 轧 亦 可 称 为 屈 服 极 限 ) 需 按 考 虑 加 工 硬 化 后 的 来 选 用 由 于 存 在 加 工 硬 化 的 影 响, 各 道 次 的 变 形 阻 力 不 仅 与 各 道 次 变 形 程 度 有 关, 而 且 还 与 前 面 各 道 次 的 总 变 形 程 度 有 关 对 各 道 次 来 说, 沿 接 触 弧 上 金 属 变 形 阻 力 也 是 变 化 的, 出 口 处 比 入 口 处 要 大 计 算 时 一 般 把 变 形 区 作 为 圆 弧 ( 或 抛 物 线 ) 变 化 来 计 算 平 均 总 变 形 程 度 ε 总, 按 此 平 均 总 变 形 程 度 来 查 出 变 形 阻 力 ( 即 σ0.2) 平 均 总 变 形 程 度 ε 总 用 下 式 计 算 :

78 例 题 : 由 退 火 原 料 开 始 轧 制, 带 钢 原 始 厚 度 为 1.85mm, 轧 制 0.50mm 的 产 品, 轧 制 道 次 为 两 道 Q215 F 钢 种 的 加 工 硬 化 曲 线 如 图 3-11 所 示 第 1 道 :ho=1.85mm,h1=1.0mm,δh=0.85mm, 由 于 为 退 火 状 态 进 行 轧 制, 故 入 口 压 下 率 ε 为 零, 出 口 压 下 率 为 : 平 均 总 压 下 率 ε 总 为 : ε 总 =O.4ε0+0.6ε1= %=28% 由 图 3-11 查 出 对 应 于 ;ε 总 =28% 的 σ 0.2=490MPa 图 3-11 Q215 F 钢 种 的 加 工 硬 化 曲 线 1- 纵 向 ;2- 横 向 第 2 道 : 入 口 总 压 下 率 为 46%,h2=0.5mm, 出 口 总 压 下 率 为 : 第 2 道 平 均 总 压 下 率 为 : 对 应 于 ε 总 为 62% 的 σ0.2=700mpa 若 多 道 次 轧 制, 计 算 方 法 相 同 71. 计 算 冷 轧 轧 制 压 力 时 怎 样 选 用 摩 擦 系 数? 冷 轧 时 的 摩 擦 系 数 与 采 用 的 润 滑 剂 及 轧 辊 表 面 状 况 有 关, 可 按 表 3 2 选 择

79 表 3-2 在 研 磨 的 轧 辊 上 轧 制 冷 轧 钢 板 钢 带 时 的 摩 擦 系 数 轧 材 品 种 润 滑 剂 摩 擦 系 数 薄 钢 带 扁 钢 和 钢 板 棕 榈 油 乳 化 棕 榈 油 橄 榄 油 蓖 麻 油 羊 毛 脂 乳 化 矿 物 油 乳 化 棕 榈 油 O.03~0.05 O.05~O O O.07~ ~O.08 在 研 磨 的 轧 辊 上 平 整 钢 板 和 扁 钢 时, 若 无 润 滑, 可 取 f=0.12~o.15 冷 轧 时 的 摩 擦 系 数 与 轧 制 速 度 有 关, 随 着 轧 制 速 度 的 增 大, 摩 擦 系 数 有 所 降 低 ( 见 表 3-3) 表 3-3 冷 轧 时 摩 擦 系 数 值 与 轧 制 速 度 的 关 系 润 滑 剂 轧 制 速 度 /m s-1 3 以 下 10 以 下 20 以 下 大 于 20 乳 化 液 O.14 O.10~0.12 矿 物 油 O.10~0.12 O.09~O.10 O.08 O.06 棕 榈 油 O.08 O.06 O 怎 样 用 斯 通 公 式 计 算 冷 轧 轧 制 压 力? 在 冷 轧 薄 带 时, 由 于 轧 辊 直 径 相 对 轧 件 厚 度 来 说 很 大, 考 虑 到 轧 辊 压 扁 现 象, 斯 通 近 似 认 为 冷 轧 轧 制 过 程 相 当 于 两 平 行 平 板 间 的 压 缩 过 程 根 据 平 行 平 板 的 压 缩 变 形 推 导 出 平 均 单 位 压 力 公 式 斯 通 平 均 单 位 压 力 公 式 写 成 下 式 :

80 X O O.O O.1 O.2 O.3 O.4 O.5 O.6 O O O l l l l.209 l.215 l.229 l.236 l l l l.333 l l l l l l l lO 用 斯 通 公 式 直 接 计 算 比 较 困 难, 通 常 采 用 图 表 法 ( 见 图 3-12), 计 算 步 骤 如 下 : (1) 已 知 H h R qh gh; (2) 由 金 属 加 工 硬 化 曲 线, 查 得 σs0 σs1, 计 算 k 值 ;

81 图 3-12 确 定 flˊ/h 压 之 图 表 (6) 利 用 表 3-4 查 出 应 力 状 态 系 数 n=(e x -1)/T 值, 并 计 算 出 l 值, (7) 以 P 乘 以 l 和 轧 件 宽 度 B, 就 可 得 出 轧 制 力 P, 即 例 题 : 已 知 退 火 状 态 带 钢 H=2mm, 轧 制 到 h=1.1mm, 带 钢 宽 度 为 520mm, 钢 种 为 Q215 F, 后 张 应 力 为 零, 前 张 应 力 为 75MPa, 冷 轧 机 轧 辊 直 径 为 170/400mm, 摩 擦 系 数 f=o.09, 求 该 道 次 的 轧 制 力

82 73. 四 辊 冷 轧 机 有 哪 几 种 传 动 方 式? 为 了 提 高 轧 机 的 刚 度 和 减 小 各 轧 辊 的 变 形, 目 前 广 泛 采 用 四 辊 轧 机 来 轧 制 板 带 材 四 辊 轧 机 的 辊 系 由 工 作 辊 与 支 撑 辊 组 成 轧 制 时, 作 用 在 工 作 辊 上 的 轧 制 压 力 传 递 给 大 直 径 支 撑 辊, 使 轧 机 具 有 较 大 的 刚 度, 从 而 保 证 所 轧 带 材 的 精 度 四 辊 轧 机 按 其 传 动 方 式 可 分 为 工 作 辊 传 动 和 支 撑 辊 传 动 两 种 由 于 传 动 方 式 的 不 同, 其 辊 系 受 力 情 况 也 不 同 支 撑 辊 传 动 的 四 辊 轧 机 具 有 以 下 优 点 : (1) 可 采 用 直 径 较 小 的 工 作 辊, 从 而 降 低 了 轧 制 压 力, 减 小 了 工 作 辊 在 轧 制 时 的 弹 性 压 扁 ; (2) 可 在 同 一 台 轧 机 上 采 用 不 同 直 径 的 工 作 辊 来 进 行 轧 制, 以 改 善 轧 制 条 件, 扩 大 带 材 品 种 ; (3) 工 作 辊 传 动 的 四 辊 轧 机 的 传 动 扭 矩 往 往 受 到 万 向 接 轴 强 度 的 限 制 ( 因 万 向 接 轴 直 径 受 工 作 辊 直 径 限 制 ), 而 采 用 支 撑 辊 传 动 时, 传 动 扭 矩 可 以 加 大 ; (4) 更 换 工 作 辊 方 便, 缩 短 换 辊 时 间 四 辊 轧 机 的 缺 点 是 支 撑 辊 与 工 作 辊 之 间 容 易 打 滑 和 增 大 工 作 辊 水 平 弯 曲 74. 轧 机 主 电 动 机 力 矩 由 哪 几 部 分 组 成, 怎 样 计 算? 主 电 动 机 轴 上 的 力 矩 由 4 部 分 组 成, 即

83 M 摩 l 轧 制 总 压 力 在 轧 辊 轴 承 上 产 生 的 附 加 摩 擦 力 矩 ; M 摩 2 传 动 机 构 及 其 他 转 动 件 中 的 摩 擦 而 产 生 的 附 加 力 矩 ; M 空 空 转 力 矩, 即 轧 机 空 转 时, 由 于 各 转 动 件 的 质 量 所 产 生 的 摩 擦 力 矩 及 其 他 阻 力 矩 ; M 动 动 力 矩, 轧 辊 运 转 速 度 不 均 匀 时, 各 部 件 由 于 有 加 速 或 减 速 所 引 起 的 惯 性 力 所 产 生 的 力 矩 ; i 电 动 机 和 轧 辊 之 间 的 传 动 比 主 电 动 机 力 矩 各 组 成 部 分 按 下 述 方 法 分 别 计 算 : (1) 轧 制 力 矩 确 定 轧 制 力 矩 有 两 种 方 法, 一 是 通 过 轧 制 压 力 计 算 轧 制 力 矩, 二 是 根 据 轧 制 能 耗 来 推 算 轧 制 力 矩 大 小 关 于 能 量 消 耗 曲 线 及 其 推 算 轧 制 力 矩 的 方 法 将 另 行 讨 论 在 简 单 轧 制 情 况 下, 轧 制 力 矩 为 : (2) 附 加 摩 擦 力 矩 M 摩 附 加 摩 擦 力 矩 主 要 是 轧 辊 轴 承 中 的 摩 擦 力 矩 : 式 中 P 轧 制 力 ; d 轧 辊 辊 颈 直 径 ; f1 轧 辊 轴 承 中 摩 擦 系 数 摩 擦 系 数 f1 决 定 于 轴 承 构 造 及 工 作 条 件 金 属 衬 滑 动 轴 承 f1 为 0.05~0.07( 冷 轧 ), 液 体 摩 擦 轴 承 f1 为 O.003, 滚 动 摩 擦 轴 承 f1 为 O.004 附 加 摩 擦 力 矩 的 次 要 组 成 部 分 为 传 动 机 构 中 的 摩 擦 力 矩 M 摩 2, 即 齿 轮 机 座 减 速 机 和 连 接 轴 等 机 构 中 的 附 加 摩 擦 力 矩, 一 般 它 由 传 动 效 率 决 定 : 用 万 向 接 轴 传 动, 倾 角 小 于 3 时, 传 动 效 率 η 为 0.96~O.98 总 的 附 加 摩 擦 力 矩 为 :

84 (3) 空 转 力 矩 M 空 空 转 力 矩 M 空 由 各 转 动 零 件 质 量 产 生 的 摩 擦 损 失 确 定, 可 由 下 式 计 算 : 式 中 Gn 该 零 件 的 质 量 ; fn 该 零 件 轴 承 的 摩 擦 系 数 ; dn 该 零 件 的 轴 颈 直 径 ; in 电 动 机 与 该 零 件 的 传 动 比 总 的 空 转 力 矩 为 : (4) 动 力 矩 M 动 以 不 均 匀 速 度 轧 制 时 都 有 动 力 矩, 在 轧 制 过 程 中 调 速 时 以 及 可 逆 轧 制 情 况 下 都 可 碰 到 大 家 知 道, 在 速 度 变 化 时 物 体 的 惯 性 力 F 等 于 其 质 量 乘 以 加 速 度, 即 式 中 dw/dt 角 加 速 度 动 力 矩 是 惯 性 力 F 和 回 转 半 径 R 的 乘 积, 即 式 中 GD 2 旋 转 部 件 的 飞 轮 惯 性,N m 2 ; 75. 怎 样 计 算 工 作 辊 传 动 的 四 辊 轧 机 轧 制 力 矩? 传 动 工 作 辊 的 轧 辊 受 力 情 况 如 图 3-13 所 示, 各 种 力 的 计 算 方 法 如 下 : 图 3-13 带 张 力 轧 制 时 四 辊 轧 机 受 力 情 况 ( 传 动 工 作 辊 )

85 (1) 作 用 于 工 作 辊 上 轧 制 压 力 的 方 向 由 于 作 用 在 轧 件 上 的 张 力 不 同, 作 用 于 工 作 辊 上 轧 制 压 力 的 方 向 可 分 为 以 下 3 种 情 况 : 前 张 力 T1> 后 张 力 T0 时, 轧 制 压 力 和 张 力 的 合 力 P 向 轧 机 出 口 方 向 倾 斜 φ 角 ( 图 3-13a); 前 张 力 T1= 后 张 力 T0 时, 轧 制 压 力 P 垂 直 向 上, 无 偏 斜 ( 即 φ=0)( 图 3-13c); 前 张 力 T1< 后 张 力 T0 时, 轧 制 压 力 P 向 轧 机 人 口 方 向 倾 斜 (φ 角 )( 图 3-13b) (2) 支 撑 辊 给 工 作 辊 的 反 力 R 为 : 式 中 P 轧 制 压 力 和 张 力 在 工 作 辊 上 的 合 力 ; φ P 力 的 作 用 线 与 垂 直 线 间 的 夹 角 ; θ 工 作 辊 和 支 撑 辊 连 心 线 与 垂 直 的 夹 角 ; γ R 力 的 作 用 线 与 工 作 辊 和 支 撑 辊 连 心 线 间 的 夹 角 角 度 φ θ γ 可 从 几 何 关 系 找 到 : 式 中 D1 D2 分 别 为 工 作 辊 和 支 撑 辊 直 径 ; e 工 作 辊 偏 移 距 ; ρ2 支 撑 辊 轴 承 的 摩 擦 圆 半 径,ρ2=μ2d2/2(d2 为 支 撑 辊 辊 颈 直 径,μ2 为 支 撑 辊 轴 承 的 摩 擦 系 数 ); m 工 作 辊 与 支 撑 辊 间 滚 动 摩 擦 系 数, 一 般 取 m=o.1~0.3mm (3) 工 作 辊 轴 承 座 作 用 于 工 作 辊 的 水 平 力 F 为 : (4) 传 动 工 作 辊 所 需 力 矩 Mk 为 : 式 中 Mz 轧 制 力 矩 ; MR 由 工 作 辊 带 动 支 撑 辊 的 力 矩 ; Mn 工 作 辊 轴 承 中 摩 擦 力 矩 ; a 轧 制 力 臂, 其 大 小 除 决 定 于 轧 制 力 作 用 点 位 置 外, 还 与 前 后 张 力 大 小 有 关, 即

86 β 轧 制 力 作 用 点 位 置 所 对 应 的 轧 辊 中 心 角, 冷 轧 时 有 : (5) 传 动 两 个 工 作 辊 的 总 传 动 力 矩 为 : 由 于 工 作 辊 偏 移 距 e 的 数 值 相 对 工 作 辊 与 支 撑 辊 直 径 来 说 很 小, 在 计 算 传 动 力 矩 时, 为 了 简 化, 可 以 认 为 e=o, 即 工 作 辊 不 偏 移, 此 时 计 算 结 果 误 差 不 超 过 1% 76 怎 样 计 算 支 撑 辊 传 动 的 四 辊 轧 机 轧 制 力 矩? 传 动 支 撑 辊 的 轧 辊 受 力 情 况 如 图 3-14 所 示 为 了 计 算 传 动 支 撑 辊 所 需 的 力 矩, 首 先 分 析 工 作 辊 的 受 力 情 况, 由 于 工 作 辊 是 不 传 动 的, 因 此, 作 用 于 工 作 辊 的 力 所 产 生 的 力 矩 之 和 为 零, 即 从 工 作 辊 在 水 平 方 向 力 的 平 衡 求 出 工 作 辊 轴 承 座 作 用 于 工 作 辊 的 水 平 力 F 为 从 工 作 辊 在 垂 直 方 向 力 的 平 衡 求 出 支 撑 辊 给 工 作 辊 的 反 力 R 为 : 代 人 上 式 得 :

87 图 3 一 14 带 张 力 轧 制 时 四 辊 轧 机 轧 辊 受 力 情 况 ( 传 动 支 撑 辊 ): 反 力 R 对 工 作 辊 的 力 臂 C 为 : 式 中 r R 力 的 作 用 线 与 工 作 辊 和 支 撑 辊 连 心 线 间 夹 角, 并 有 : (T1>T0 时 为 一 号 ;T1<T0 时 为 + 号 ) 求 出 γ 角 后, 则 反 力 R 对 支 撑 辊 的 力 臂 αˊ 为 : 传 动 一 个 支 撑 辊 的 力 矩 为 : 传 动 两 个 支 撑 辊 的 总 力 矩 为 : 注 意 : 本 题 各 公 式 中 的 符 号 和 计 算 与 上 题 相 同 77. 操 作 中 怎 样 保 证 四 辊 轧 机 工 作 辊 的 稳 定 性? 由 于 四 辊 轧 机 工 作 辊 与 其 轴 承 座 间 和 工 作 辊 轴 承 座 与 支 撑 辊 轴 承 座 之 间 存 在 间 隙, 在 轧 制 过 程 中, 工 作 辊 及 其 轴 承 座 如 果 无 固 定 的 侧 向 力 约 束, 将 处 于 不 稳 定 状 态 ( 即 工 作 辊 在 轧 制 冲 击 力 作 用 下, 时 而 向 一 侧 移 动, 时 而 又 向 另 一 侧 移 动 ) 工 作 辊 的 不 稳 定 状 态 会 降 低 轧 制 精 度, 加 剧 轧 辊 的 磨 损, 会 使 轴 承 受 反 复 冲 击 而 降 低 其 寿 命 因 此, 有 必 要 在 轧 制 时 保 证 工 作 辊 的 稳 定 位 置, 即 让 工 作 辊 轴 承 始 终 承 受 一 个 方 向 不 变 的 水 平 力 保 持 工 作 辊 稳 定 性 的 有 效 方 法, 是 使 两 工 作 辊 连 心 线 与 两 支 撑 辊 连 心 线 不 在 同 一 垂 直 平 面 内, 即 工 作 辊 沿 轧 制 方 向 有 一 个 偏 移 量, 并 保 持 带 材 的 前 张 力 T1 大 于 后 张 力 T0 下 面 分 别 讨 论 工 作 辊 传 动 和 支 撑 辊 传 动 的 四 辊 轧 机 的 工 作 辊 稳 定 性

88 工 作 辊 传 动 时, 要 使 轧 机 工 作 辊 稳 定, 操 作 中 应 保 证 : (1) 当 无 张 力 轧 制 时, 轧 机 为 不 可 逆 轧 制, 则 工 作 辊 稳 定 条 件 是 使 工 作 辊 向 轧 机 出 口 方 向 偏 移, 偏 移 量 e=5~10mm; 若 为 可 逆 轧 制, 工 作 辊 应 不 偏 移 ; (2) 带 张 力 轧 制 时, 要 保 证 前 张 力 T1 大 于 后 张 力 T0, 即 使 工 作 辊 偏 移 量 e 为 零 支 撑 辊 传 动 时, 要 使 轧 机 工 作 辊 稳 定, 操 作 中 应 保 证 : (1) 在 无 张 力 的 不 可 逆 式 四 辊 轧 机 上, 应 使 工 作 辊 向 轧 机 入 口 方 向 偏 移 ; (2) 在 带 张 力 的 不 可 逆 式 四 辊 轧 机 上, 应 取 后 张 力 T0 大 于 前 张 力 T1, 并 使 工 作 辊 向 轧 机 人 口 方 向 偏 移 ; (3) 在 无 张 力 的 可 逆 式 四 辊 轧 机 上, 工 作 辊 应 不 能 偏 移 ; (4) 在 带 张 力 的 可 逆 式 四 辊 轧 机 上, 应 取 后 张 力 T0 大 于 前 张 力 T1 78. 怎 样 用 图 表 法 计 算 四 辊 冷 轧 机 的 传 动 力 矩? 计 算 传 动 工 作 辊 的 四 辊 轧 机 的 传 动 力 矩 时, 我 们 还 可 用 图 表 法 为 使 计 算 简 便, 作 如 下 假 定 : (1) 前 后 张 力 相 等 ( 即 T =T1); (2) 工 作 辊 与 支 撑 辊 中 心 在 同 一 垂 直 平 面 内 ( 即 e=0); (3) 在 不 同 的 轧 制 速 度 和 压 下 量 的 条 件 下, 工 作 辊 与 支 撑 辊 间 和 轧 辊 轴 承 处 的 摩 擦 条 件 不 变 传 动 两 个 工 作 辊 所 需 的 总 传 动 力 矩 为 : 式 中 Mz 轧 制 力 矩, 可 根 据 冷 轧 压 力 公 式 计 算 所 得 的 平 均 单 位 压 力 Pp 值, 由 图 3-15 查 得 Mz0, 乘 以 轧 件 宽 度 b 即 得 Mz(Mz=bMz0); Mf 消 耗 在 工 作 辊 与 支 撑 辊 间 的 滚 动 摩 擦 力 矩, 由 图 3-16 查 得 辊 间 滚 动 摩 擦 消 耗 系 数 ηfˊ 后, 用 下 式 计 算 : Mfˊ=ηfˊMz Mfˊ 消 耗 在 轧 辊 轴 承 处 的 摩 擦 力 矩, 由 图 3-16 查 得 轴 承 摩 擦 消 耗 系 数 ηf, 用 下 式 计 算 : Mf =ηf Mz 图 3 15 根 据 平 均 单 位 压 力 Pp 求 轧 制 力 矩 Mz 的 图 表

89 图 3-16 求 摩 擦 消 耗 系 数 ηfˊ 和 ηf 的 图 表 79. 什 么 叫 能 耗 曲 线, 怎 样 通 过 实 测 绘 制 能 耗 曲 线? 对 于 板 带 材 来 说, 单 位 能 耗 曲 线 表 示 每 吨 产 品 的 能 量 消 耗 与 带 材 厚 度 的 关 系 单 位 能 耗 曲 线 的 确 定 方 法 如 下 : 轧 制 时 测 量 各 机 架 电 机 电 流 电 压 和 转 速, 并 测 量 张 力 大 小, 以 及 各 架 轧 件 厚 度 和 轧 辊 直 径 等 参 数 把 这 些 测 量 值 进 行 计 算, 步 骤 如 下 : (1) 首 先, 求 出 带 钢 断 面 : 确 定 轧 制 速 度 : 式 中 n 轧 辊 转 速,r/min; D 轧 辊 直 径,mm (2) 计 算 张 力 功 率 N 张 总 张 力 为 : 式 中 q 单 位 张 力,MPa, 单 位 张 力 一 般 在 50~200MPa 范 围 内 张 力 功 率 为 : (3) 计 算 主 电 机 所 需 功 率 N 电, 由 测 得 的 电 机 电 流 I 电 和 电 压 U 电 值 代 入 下 式 计 算 : (4) 空 转 功 率 N 空 可 以 实 测, 也 可 根 据 资 料 确 定, 如 实 测 时 按 下 式 计 算 : 式 中 I 空 U 空 分 别 为 电 机 空 转 时 的 电 流 值 和 电 压 值, 由 实 测 得 到 (5) 确 定 轧 制 功 率 N 轧 :

90 (6) 计 算 理 论 小 时 产 量 G: 式 中 ρ 带 钢 密 度,t/m 3 (7) 确 定 道 次 的 单 位 能 耗 α1 和 累 积 能 耗 ( 方 法 是 将 前 面 道 次 的 单 位 能 耗 与 该 道 次 的 能 耗 相 加 ): 累 积 能 耗 为 : (8) 计 算 道 次 压 下 率 εi 和 总 压 下 率 e 总 : 式 中 hi-1 hi 分 别 为 第 i 道 次 轧 制 前 后 的 带 钢 厚 度,mm 显 然, 有 了 上 述 这 些 数 据, 以 累 积 能 耗 为 纵 坐 标, 带 钢 厚 度 为 横 坐 标, 就 可 绘 制 出 单 位 能 耗 曲 线 例 题 : 根 据 某 600mm 三 机 架 冷 连 轧 机 轧 制 镀 锡 板 精 坯 的 实 测 数 据, 绘 制 出 能 耗 曲 线 解 题 步 骤 如 下 : (1) 现 场 实 测, 其 测 定 项 目 和 数 据 列 于 表 3-5 表 3-5 某 600mm 三 机 架 冷 连 轧 机 实 测 数 据 ( 第 一 轧 程 :2mm 520mm 0.55mm 520mm 钢 种 :Q215 F) 实 测 项 目 符 号 机 架 开 卷 机 1 号 1 号 ~ 2 号 2 号 ~ 3 号 3 号 ~ ~l 号 2 号 3 号 卷 取 机 轧 件 厚 度 /mm h O.83 O.55 轧 辊 直 径 /mm D 单 位 张 力 /MPa q O 电 动 机 电 流 /A I 电 电 动 机 电 压 /V U 电 电 动 机 速 度 /r min -1 n 速 比 i 空 转 功 率 /kw N 空 (2) 根 据 实 测 数 据 进 行 计 算, 其 结 果 列 于 表 3-6

91 项 目 表 3-6 绘 制 能 耗 曲 线 的 计 算 数 据 机 架 开 卷 机 ~ 1 号 1 号 ~ 2 号 2 号 ~ 3 号 3 号 ~ 1 号 2 号 3 号 卷 取 机 轧 件 断 面 积 /mm 轧 件 速 度 /m s-1 O 总 张 力 /kn O 张 力 功 率 /kw O 33.3 电 动 机 功 率 /kw 轧 制 功 率 /kw 理 论 小 时 产 量 /t h 道 次 能 耗 /kw h t l.8 累 积 能 耗 /kw h t (3) 以 带 钢 厚 度 h 为 横 坐 标, 累 积 能 耗 n 累 为 纵 坐 标, 绘 制 出 能 耗 曲 线, 见 图 3-17 图 mm 三 连 轧 机 能 耗 曲 线 带 厚 O.55mm;520mm; 钢 种 Q215 F; 轧 制 速 度 1.98m/s 80. 怎 样 用 能 耗 曲 线 来 推 算 轧 制 力 矩? 我 们 已 经 知 道, 单 位 能 耗 曲 线 可 以 通 过 现 场 实 测 求 得, 如 图 3-18 所 示 不 同 轧 机 不 同 钢 种 的 能 耗 曲 线 是 不 同 的 为 了 生 产 上 实 际 应 用 方 便, 本 书 将 冷 轧 生 产 的 能 耗 曲 线 的 许 多 实 际 资 料 编 人 附 录, 可 供 使 用 时 查 阅 图 3-18 为 轧 制 带 材 时 的 单 位 能 耗 曲 线, 其 横 坐 标 为 板 材 厚 度 当 确 定 某 一 道 次 的 单 位 能 耗 时, 可 由 该 道 次 轧 制 前 和 轧 制 后 的 厚 度, 在 图 中 查 得 相 应 的 单 位 能 量 消 耗 an+1 和 an, 然 后 得 出 轧 制 这 一 道 次 的 单 位 能 量 消 耗, 即

92 图 3-18 冷 轧 机 的 典 型 能 耗 曲 线 知 道 单 位 能 量 消 耗 后, 便 可 计 算 出 轧 制 该 道 的 能 量 消 耗 A: 式 中 G 一 轧 件 质 量,t 因 为 轧 制 时 的 能 量 消 耗 一 般 以 电 动 机 负 荷 大 小 来 测 量, 故 在 能 量 消 耗 曲 线 中, 已 包 括 轧 机 传 动 机 构 中 的 附 加 摩 擦 消 耗, 但 一 般 都 除 去 轧 机 的 空 转 消 耗 因 此, 用 能 耗 方 法 计 算 所 得 的 力 矩 为 轧 制 力 矩 M 轧 和 附 加 摩 擦 力 矩 M 摩 之 和 取 钢 的 密 度 为 7.8t/m, 并 忽 略 前 滑 影 响, 则 式 中 Fn 该 道 次 轧 制 后 轧 件 横 截 面 积,m 2 ; D 轧 辊 直 径,m; an+1 an 分 别 为 计 算 道 次 轧 制 前 后 的 单 位 能 量 消 耗,kW h/t; i 电 动 机 和 轧 辊 之 间 的 传 动 比 应 特 别 注 意, 能 耗 曲 线 的 选 取 应 遵 循 下 列 原 则 : (1) 选 取 能 耗 试 验 曲 线 应 与 所 计 算 的 轧 机 相 类 似 轧 机 形 式 轧 机 结 构 轴 承 种 类 都 应 尽 可 能 一 致 例 如, 当 轧 制 相 同 材 料 相 同 尺 寸 轧 件 时, 用 连 续 式 轧 机 能 耗 就 低 一 些, 用 滚 动 轴 承 比 滑 动 轴 承 者 为 低 (2) 原 始 断 面 尺 寸 应 尽 可 能 相 似, 如 果 差 别 较 大, 延 伸 系 数 压 下 率 的 差 别 就 大, 造 成 误 差 也 大 同 样, 轧 制 产 品 尺 寸 也 要 尽 可 能 地 接 近 (3) 轧 制 的 材 料 要 选 取 同 样 材 料 或 相 近 似 的 材 料, 否 则 由 于 变 形 抗 力 的 差 别 可 能 造 成 极 大 的 误 差 (4) 要 有 相 同 的 轧 制 条 件 对 冷 轧 来 说, 应 有 相 接 近 的 润 滑 条 件 和 张 力 制 度 等 81. 怎 样 确 定 冷 轧 规 程? 冷 轧 规 程 是 冷 轧 工 艺 的 主 要 内 容 之 一, 它 关 系 到 是 否 能 获 得 合 乎 要 求 的 产 品 产 量 能 耗 及 成 本 冷 轧 规 程 一 般 包 括 : 总 ( 轧 程 ) 压 下 率 道 次 压 下 率 前 后 张 力 轧 制 速 度 轧 辊

93 的 辊 径 和 辊 形 等 制 订 冷 轧 规 程 的 主 要 依 据 是 : 带 材 交 货 标 准 的 各 项 要 求, 用 户 提 出 的 特 殊 要 求, 以 及 设 备 能 力 和 生 产 要 求 等 因 素 首 先, 选 择 冷 带 钢 原 料 厚 度 通 常 要 考 虑 成 品 带 材 的 质 量 要 求, 包 括 组 织 性 能 和 表 面 质 量 选 择 原 料 厚 度 主 要 考 虑 冷 轧 总 压 下 率, 因 为 对 一 定 钢 种 规 格 的 产 品, 必 须 有 一 定 的 冷 轧 总 压 下 率, 才 能 通 过 热 处 理 获 得 所 需 要 的 一 定 的 晶 粒 组 织 和 性 能 例 如, 汽 车 板 必 须 有 30% 以 上 ( 一 般 是 50%~70%) 的 冷 轧 总 压 下 率 此 外, 选 择 原 料 厚 度 时 还 要 考 虑 到 轧 机 的 生 产 能 力, 从 提 高 冷 轧 机 生 产 能 力 考 虑, 希 望 原 料 薄 些 好 由 于 冷 轧 时 带 材 要 产 生 加 工 硬 化, 为 了 能 继 续 进 行 轧 制, 就 必 须 通 过 再 结 晶 退 火 来 降 低 带 钢 的 变 形 抗 力, 这 样 在 生 产 中 便 形 成 了 一 个 冷 轧 轧 程 冷 轧 轧 程 的 确 定 主 要 取 决 于 所 轧 钢 种 的 软 硬 特 性 原 料 及 成 品 厚 度 所 采 用 的 冷 轧 工 艺 方 式 与 工 艺 制 度, 以 及 轧 机 的 能 力 等 因 素 道 次 压 下 率 的 分 配 原 则 一 般 是 : 第 一 二 道 压 下 率 最 大, 之 后 随 着 带 材 的 加 工 硬 化 不 断 增 加, 而 道 次 压 下 率 逐 渐 减 小, 以 使 各 道 次 的 轧 制 压 力 大 致 相 同 最 后 一 二 道 ( 架 ) 为 了 保 证 板 形 及 厚 度 精 度, 一 般 按 经 验 取 较 小 的 压 下 率 轧 制 张 力 主 要 是 根 据 带 材 的 屈 服 极 限 来 定 一 般 选 用 的 单 位 张 力 为 20%~60%σs, 单 位 张 力 过 大 时 会 造 成 带 材 宽 度 上 拉 皱, 甚 至 把 带 材 拉 断 确 定 冷 轧 压 下 率 时, 一 般 先 按 经 验 对 各 道 ( 架 ) 压 下 进 行 分 配, 然 后 按 工 艺 要 求 并 参 考 经 验 数 据, 选 定 各 道 ( 架 ) 的 单 位 张 力, 最 后 校 对 设 备 的 负 荷 等 各 项 限 制 条 件, 并 作 出 适 当 修 正 表 3-7 为 φ170mm/φ400mm 350mm 不 可 逆 式 四 辊 冷 轧 机 的 压 下 规 程 表 3-8 为 φ100mm/ φ300mm 350mm 可 逆 式 四 辊 冷 轧 机 的 压 下 规 程 表 3-7φ170mm/φ400mm 350mm 四 辊 冷 轧 机 的 压 下 规 程 品 种 原 料 规 格 成 品 规 格 每 道 次 轧 件 厚 度 /mm /mmxmm /mmxmm 电 缆 带 2.50X 206 O.30X (+0.02, 1.05(+0.01, 0.75(+0.02, -0.05) -0.05) -0.03) 2.25X167 O.30X (+0.02, 0.85(+0.02, 0.60(+0.02, -0.05) -0.03) -0.03) X (+0.02, 1.10(+0.01, 0.85(+0.01, -0.05) -0.05) -0.05) 品 种 每 道 次 轧 件 厚 度 /mm 成 品 公 差 要 求 /mm 电 缆 带 0.55(+0.0, 0.40(+0.0, 0.30(+0.03, 士 ) -0.04) -0.03) 0.40(+0.02, 0.30(+0.03, 0.30(+0.03, 土 O ) -0.03) -0.03) 0.65(+0.0, 0.50(+0.04, 0.30(+0.03, 土 O ) -0.04) -0.03) 表 3-8φ100mm/φ300mm 350mm 可 逆 式 四 辊 冷 轧 机 的 压 下 规 程 钢 种 坯 料 规 格 成 品 规 格 公 差 /mm 道 次 压 下 规 程 /mmxmm /mmxmm 普 通 较 高 精 度 精 度

94 普 通 O.09 -O OO 碳 素 钢 O O.07 -O OO-O.85-O O.05 -O.04 4 O.85-O.65-O.50-O O O.04 -O.03 7 O O O.36-O O O O O O.25-O.22-O.19 分 配 各 道 ( 架 ) 的 压 下 率, 可 采 用 能 耗 法, 先 确 定 各 道 ( 架 ) 负 荷 分 配 比, 算 出 压 下 量 ; 也 可 根 据 经 验 采 用 分 配 压 下 系 数 的 表 格 ( 见 表 3-9), 令 轧 制 中 的 总 压 下 量 为 h 总, 则 各 道 压 下 量 h 为 : 式 中 bi 压 下 分 配 系 数 表 3-9 各 种 冷 连 轧 机 压 下 分 配 系 数 举 例 机 架 数 压 下 分 配 系 数 良 道 次 ( 机 架 ) 号 O.3 3 O.5 O.3 O.2 4 O O.2 O.1 5 O.3 O.25 O O.05 表 3-10 为 φ170mm/φ400mm 350mm 三 机 架 冷 连 轧 机 的 轧 制 规 程 表 3-10 Q215 F 钢 带 的 冷 连 轧 轧 制 规 程 坯 料 规 格 成 品 规 格 机 架 出 口 道 次 总 压 轧 制 前 张 力 /mmxmm /mmxmm 号 厚 度 / 压 下 下 率 速 度 单 位 张 力 总 张 力 mm 率 /% /% M S -1 /MPa /kn O O O O O O 56 3.O O O 为 什 么 要 采 用 多 辊 冷 轧 机? 多 辊 冷 轧 机 的 最 大 特 点 之 一 就 是 采 用 小 直 径 的 工 作 辊 由 工 作 辊 辊 径 与 带 材 厚 度 的 关 系 可 知, 允 许 轧 制 带 材 的 最 小 厚 度 与 轧 辊 直 径 成 正 比, 这 样 就 可 以 用 多 辊 冷 轧 机 生 产 四 辊 冷 轧

95 机 轧 不 出 来 的 更 薄 的 带 材 例 如, 轧 制 1250mm 宽 的 软 钢 带 时, 普 通 四 辊 冷 轧 机 的 最 小 可 轧 厚 度 为 0.25mm, 而 用 森 吉 米 尔 轧 机 可 轧 到 O.06mm 与 一 般 冷 轧 机 相 比, 多 辊 冷 轧 机 具 有 以 下 优 点 : (1) 工 作 辊 径 小, 总 轧 制 压 力 小 轧 制 时 轧 辊 直 径 的 减 小 导 致 变 形 区 接 触 面 积 减 小, 从 而 使 总 轧 制 压 力 减 小 在 轧 制 条 件 相 同 时, 二 十 辊 轧 机 的 轧 制 压 力 约 为 四 辊 轧 机 的 1/4 轧 制 压 力 的 减 小 使 轧 制 力 矩 减 小, 从 而 节 约 电 能 30%~40% 另 外, 轧 制 压 力 的 减 小 还 会 减 少 摩 擦 发 热 和 轧 辊 磨 损 (2) 由 于 工 作 辊 径 小, 轧 辊 的 弹 性 压 扁 减 小, 因 而 每 个 轧 程 的 总 压 下 量 可 增 大 此 外, 当 轧 制 压 力 相 同 时, 与 四 辊 轧 机 相 比, 用 小 辊 径 的 多 辊 冷 轧 机 可 使 道 次 压 下 量 增 加, 最 大 可 高 达 80% 对 于 同 样 的 变 形 量, 可 用 较 少 的 道 次 来 完 成 此 外, 多 辊 冷 轧 机 的 工 作 辊 更 换 十 分 方 便, 减 少 了 辅 助 时 间, 从 而 提 高 了 生 产 率 (3) 多 辊 冷 轧 机 具 有 塔 形 的 支 撑 辊 系, 尤 其 是 森 吉 米 尔 二 十 辊 轧 机, 具 有 整 体 机 架, 刚 性 很 好, 轧 辊 挠 度 很 小, 因 而 可 获 得 高 精 度 的 成 品 例 如 轧 制 O.2mm 不 锈 钢 带, 用 一 般 四 辊 轧 机 轧 制 时 公 差 为 0.01~O.03mm, 而 用 森 吉 米 尔 二 十 辊 轧 机 轧 制 时 其 公 差 仅 为 O.003~ 0.006mm, 精 度 可 提 高 4 倍 (4) 轧 机 体 积 小, 质 量 轻 生 产 同 规 格 的 产 品 时, 与 四 辊 轧 机 相 比, 二 十 辊 轧 机 的 质 量 为 前 者 的 1/3 因 此, 可 减 少 车 间 面 积, 降 低 车 间 高 度 等, 从 而 减 少 厂 房 投 资 总 之, 多 辊 冷 轧 机 由 于 具 有 上 述 优 点, 在 冷 轧 生 产 中, 可 使 产 品 的 产 量 增 加, 质 量 提 高, 消 耗 减 少 83. 怎 样 用 图 解 法 分 析 多 辊 轧 机 的 受 力 情 况? 为 了 确 定 轧 制 力 矩, 进 行 轧 辊 的 强 度 校 核 以 及 对 辊 系 的 稳 定 性 分 析 等, 都 需 要 对 辊 系 进 行 受 力 分 析 但 是, 要 全 面 考 虑 轧 辊 的 各 受 力 因 素, 计 算 繁 琐, 难 以 实 际 应 用 在 实 际 生 产 中, 常 忽 略 一 些 次 要 因 素 采 用 图 解 法, 进 行 简 化 受 力 分 析 对 二 十 辊 轧 机 辊 系 受 力 分 析 中, 忽 略 各 轧 辊 的 轴 承 摩 擦 损 失 和 轧 辊 间 的 滚 动 摩 擦, 并 假 设 所 有 作 用 力 的 方 向 均 在 两 辊 连 心 线 上, 则 各 轧 辊 之 间 的 作 用 力 和 轧 制 压 力 的 关 系 可 简 化 为 ( 见 图 3-19):

96 图 3-19 二 十 辊 轧 机 辊 系 简 化 受 力 分 析 图 如 ZR22 50 森 吉 米 尔 二 十 辊 冷 轧 机 各 轧 辊 受 力 与 轧 制 压 力 P 的 百 分 比 如 下 : 84. 怎 样 选 择 卷 取 张 力? 卷 取 机 在 卷 绕 带 钢 时, 必 须 具 有 一 定 的 张 力 卷 取 张 力 值 大 小 取 决 于 产 品 规 格 和 生 产 工 序 带 钢 张 力 值 选 取 得 不 合 适, 直 接 影 响 带 钢 的 质 量 和 生 产 操 作 张 力 过 大, 使 电 机 容 量 增 大 ; 张 力 过 小, 易 引 起 带 钢 跑 偏 而 影 响 产 品 质 量 卷 取 张 力 T 为 : 带 钢 厚 度 h/mm O.3~1 1~2 2~4 单 位 张 应 力 q/mpa (0.5~O.8)σs (O.2~O.5)σs (O.1~O.2)σs 对 于 连 续 机 组, 单 位 张 应 力 q 值 可 按 表 3-12 选 取 表 3-12 连 续 机 组 采 用 的 单 位 张 应 力 q 值 机 组 q/mpa 机 组 q/mpa 酸 洗 机 组 退 火 机 组 (O.03~O.05)σs (O.03~O.06)σs 准 备 机 组 张 力 矫 直 机 组 (O.03~O.05)σs (O.06~O.15)σs 85. 怎 样 保 持 卷 取 机 张 力 恒 定? 卷 取 机 卷 取 张 力 由 电 动 机 力 矩 产 生, 电 动 机 力 矩 为 :

97 卷 取 张 力 T 与 电 动 机 力 矩 M 的 关 系 如 下 : 式 中 D 带 卷 直 径 带 钢 线 速 度 为 : 式 中 n 电 电 动 机 转 速,r/min; i 电 动 机 至 卷 筒 的 速 比 电 动 机 电 枢 电 势 E 为 : 将 式 3-l 式 3-3 和 式 3-4 代 入 式 3-2, 则 得 : 若 电 枢 电 势 E 不 变,v 也 不 变, 则 带 钢 张 力 T 与 电 动 机 电 枢 电 流 I 枢 成 正 比 卷 取 张 力 控 制 的 实 质 是, 若 卷 取 时 带 钢 线 速 度 不 变, 采 用 电 流 调 节 器 使 电 枢 电 流 k 保 持 恒 定, 就 可 以 保 证 张 力 恒 定 实 际 上, 随 着 带 钢 卷 径 变 化, 卷 取 带 钢 的 线 速 度 是 变 化 的 生 产 中 怎 样 才 能 保 持 线 速 度 不 变 呢? 一 般 采 用 电 势 调 节 器 来 调 整 电 动 机 的 磁 通 Ф, 以 改 变 电 动 机 转 速, 使 带 钢 线 速 度 不 变 或 者, 当 磁 通 一 定 时, 通 过 电 流 调 节 器 调 节 电 机 电 流, 以 保 持 带 钢 张 力 恒 定 86 张 力 辊 有 哪 几 种 工 作 状 态, 其 张 力 怎 样 确 定? 在 s 辊 ( 见 图 3-20b) 上, 带 钢 与 辊 子 表 面 接 触 张 力 是 通 过 带 钢 与 辊 子 间 的 摩 擦 力 形 成 的 带 钢 通 过 张 力 辊 的 辊 子 数 目 愈 多, 产 生 的 张 力 愈 大 为 了 增 加 带 钢 的 张 力, 有 时 在 带 钢 进 口 辊 子 处, 增 加 压 辊 装 置 根 据 张 力 辊 在 机 组 中 安 装 位 置 和 作 用 不 同, 张 力 辊 可 以 处 在 电 动 机 工 作 状 态 或 发 电 机 工 作 状 态 如 图 3-20a 所 示 的 张 力 辊, 带 钢 入 口 处 张 力 T1 大 于 出 口 处 张 力 T2, 张 力 辊 处 于 电 动 机 工 作 状 态 图 3-20b 所 示 的 张 力 辊, 带 钢 出 口 处 张 力 T2 大 于 入 口 处 张 力 T1, 张 力 辊 处 于 发 电 机 工 作 状 态

98 图 3-20 张 力 辊 的 工 作 状 态 a- 电 动 机 工 作 状 态 ;b- 发 电 机 工 作 状 态 当 张 力 辊 处 于 电 动 机 工 作 状 态 时 ( 见 图 3-20a), 带 钢 入 口 端 张 力 T1 可 按 下 式 计 算 : 式 中 T1 张 力 辊 入 口 端 的 带 钢 张 力,N; T2 张 力 辊 出 口 端 的 带 钢 张 力,N; μ 辊 子 与 带 钢 的 摩 擦 系 数, 对 于 钢 辊 子,μ 取 为 0.15~0.18; 对 于 表 面 包 有 橡 胶 的 辊 子,μ 取 为 O.18~O.28; α 带 钢 在 辊 子 上 的 包 角,rad; e 自 然 对 数 的 底,e=2.718 为 了 简 化 计 算, 公 式 中 系 数 e μα 的 计 算, 可 根 据 包 角 a 和 摩 擦 系 数 μ, 由 图 3-21 中 直 接 查 出 为 简 化 计 算, 忽 略 带 钢 由 于 离 心 力 作 用 而 产 生 的 拉 力 和 由 于 弹 塑 性 弯 曲 而 产 生 的 拉 力, 得 出 张 力 辊 的 传 动 力 矩 M 为 : 式 中 αˊ 带 钢 在 张 力 辊 上 的 实 际 包 角, 计 算 时, 可 取 αˊ=(0.8~0.9)α, 带 钢 愈 厚, αˊ 取 值 愈 小 当 张 力 辊 处 于 发 电 机 工 作 状 态 时 ( 图 3-20b), 张 力 辊 出 口 端 带 钢 张 力 T2 大 于 入 口 端 张 力 T1 根 据 同 样 方 法, 张 力 辊 的 传 动 力 矩 M 为 : 图 3-21 张 力 扩 大 系 数 e μα 的 计 算 图

99 由 计 算 张 力 辊 传 动 力 矩 的 公 式 看 出, 带 钢 张 力 是 与 张 力 辊 传 动 力 矩 成 正 比 的 因 此, 通 过 调 节 张 力 辊 传 动 力 矩, 可 以 控 制 和 调 节 带 钢 张 力 的 大 小 87. 怎 样 选 择 连 续 作 业 机 组 的 带 钢 张 力? 在 连 续 作 业 机 组 ( 如 酸 洗 退 火 等 ) 中, 带 钢 的 开 卷 和 卷 取 都 需 要 一 定 的 张 力 机 组 张 力 对 控 制 带 钢 跑 偏 有 较 大 作 用 如 果 张 力 选 择 过 小, 容 易 使 带 钢 出 现 跑 偏 现 象 大 张 力 对 控 制 带 钢 跑 偏 以 及 卷 紧 带 钢 有 利 但 是, 过 大 的 张 力 会 使 张 力 装 置 和 卷 取 机 传 动 设 备 加 大, 增 加 设 备 投 资, 甚 至 还 可 能 拉 断 带 钢 而 影 响 机 组 正 常 运 转 因 此, 必 须 根 据 实 际 情 况, 正 确 选 择 机 组 各 部 分 的 张 力 机 组 中 的 张 力, 除 了 由 开 卷 机 卷 取 机 拉 伸 弯 曲 矫 正 机 等 设 备 产 生 外, 还 可 以 由 夹 送 辊 和 S 辊 ( 张 力 辊 ) 等 张 力 装 置 ( 图 3-22) 使 带 钢 产 生 一 定 的 张 力 图 3-22 张 力 装 置 类 型 口 一 夹 送 辊 ~b---s 辊 ( 张 力 辊 ) 机 组 张 力 可 按 下 式 计 算 : 1- 辊 子 ;2- 带 钢 式 中 T 张 力,N; b 带 钢 宽 度,mm; h 带 钢 厚 度,mm; σs 带 钢 屈 服 极 限,MPa; k 张 力 系 数, 它 是 带 钢 实 际 拉 伸 应 力 面 与 带 钢 屈 服 极 限 σs 的 比 值, 即 张 力 系 数 k 或 带 钢 实 际 拉 伸 应 力 σs, 需 要 参 照 实 际 经 验 数 据 选 取 张 力 系 数 k 的 经 验 公 式 如 下 : 式 中 β 系 数, 根 据 机 组 类 型 选 取 ; 对 于 电 解 清 洗 机 组,β=0.2; 对 于 重 卷 和 准 备 机 组, β=o.5; 对 于 纵 切 机 组,β=O.6; 对 于 连 续 退 火 和 镀 层 机 组,β=0.5; 对 于 张 力 矫 直 机 组, β=o.8

100 三 冷 轧 钢 带 的 产 品 技 术 要 求 88. 低 碳 钢 冷 轧 钢 带 的 产 品 要 求 是 什 么? 低 碳 钢 冷 轧 钢 带 用 来 制 造 冲 压 零 件 钢 管 和 其 他 制 品, 用 优 质 碳 素 结 构 钢 或 05 沸 08 沸 10 沸 钢 制 成 钢 带 钢 带 交 货 状 态 按 硬 度 分 为 特 软 软 半 软 低 硬 硬 其 化 学 成 分 和 力 学 性 能 如 表 3-13 表 3-14 所 示 根 据 供 需 双 方 协 议, 特 软 (TR) 软 (R) 钢 带 可 经 平 整 后 交 货 表 3-13 低 碳 钢 冷 轧 钢 带 的 化 学 成 分 钢 号 化 学 成 分 ( 质 量 分 数 )/% 牌 号 代 号 碳 (C) 硅 (Si) 锰 (Mn) 磷 (P) 硫 (S) 铬 (Cr) 镍 (Ni) 05 沸 05F O.06 O.03 O.40 O.035 O.040 O.10 O ~O.12 O.17~O ~O O.040 O.10 O 沸 08F O.05~O.11 O.03 O.25~O.50 O.040 O.040 O.10 O O.07~O.14 O.17~O.37 O.35~O.65 O O 沸 10F O.07~O.14 O ~O.50 O.040 O O.25 表 3-14 钢 带 交 货 状 态 的 力 学 性 能 按 硬 度 分 的 钢 带 组 别 抗 拉 强 度 如 /MPa 伸 长 率 δ/% 特 软 (TR) 软 (R) 半 软 (BR) 低 硬 (DY) 冷 硬 (Y) 280~ ~ ~ ~ ~ 不 测 定 低 碳 钢 冷 轧 钢 带 应 符 合 标 准 YB/T 的 有 关 规 定 : (1) 低 碳 钢 冷 轧 钢 带 厚 度 的 允 许 偏 差 应 符 合 表 3-15 的 规 定 表 3-15 低 碳 钢 带 厚 度 的 允 许 偏 差 (mm) 钢 带 宽 度 允 许 偏 差 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (H) 高 精 度 (J) 0.05~O.08 -O.015 -O ~O.15 -O.02 -O O.18~O.25 -O O ~O.40 -O O.020 O.45~O O ~O.95 -O.07 -O.05 -O ~1.35 -O.09 -O.06 -O ~1.75 -O.11 -O.08 -O ~ O ~3.OO -O.16 -O.12 -O ~3.60 -O.20 -O.16 -O.100

101 (2) 钢 带 宽 度 及 其 允 许 偏 差 应 符 合 表 3-16 的 规 定 切 边 钢 带 不 得 有 裂 边 锯 齿 撕 破 的 粗 毛 刺 不 切 边 钢 带 的 边 缘 允 许 有 裂 边, 但 其 深 度 不 得 大 于 表 3-16 规 定 的 不 切 边 钢 带 宽 度 的 允 许 负 偏 差 表 3-16 钢 带 宽 度 及 其 允 许 偏 差 (mm) 钢 带 宽 度 允 许 偏 差 不 切 边 钢 带 O.05~O.50 O.55~1.00 >1.00 ( 各 种 厚 度 ) 普 通 精 度 较 高 精 度 普 通 精 度 较 高 精 度 普 通 精 度 较 高 精 度 4~50 +2.O O O.50 -O.30 53~ O 105~ ~ O O O.50 -O.25 -O.60 -O.35 -O.70 -O.50 (3) 钢 带 在 冷 轧 状 态 下 的 不 平 度 和 切 边 钢 带 镰 刀 弯 应 符 合 表 3-17 的 规 定 不 切 边 钢 带 不 检 查 镰 刀 弯 表 3-17 钢 带 的 不 平 度 和 镰 刀 弯 (mm) 钢 带 厚 度 钢 带 不 平 度 镰 刀 弯 钢 带 宽 度 50 >50~100 >100~150 > >50 O >O (4) 钢 带 表 面 要 求 : I 组 钢 带 表 面 除 允 许 有 深 度 或 高 度 不 超 过 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 四 分 之 一 的 个 别 划 痕 凹 面 压 痕 及 成 点 状 的 粗 糙 表 面 存 在 外, 不 得 有 其 他 任 何 缺 陷 Ⅱ 组 钢 带 表 面 允 许 有 不 超 过 钢 带 厚 度 偏 差 之 半 的 微 小 划 痕 凹 面 压 痕 气 孔 拉 裂 及 个 别 的 结 疤 Ⅲ 组 钢 带 表 面 允 许 有 不 超 过 钢 带 厚 度 偏 差 之 半 的 气 孔 拉 裂. 凹 面 压 痕 划 痕 及 个 别 结 疤 I 组 Ⅱ 组 不 磨 光 钢 带 的 表 面 应 为 浅 灰 色 磨 光 钢 带 的 表 面 除 上 述 颜 色 以 外, 应 为 光 亮 的 Ⅲ 组 钢 带 表 面 可 为 深 灰 色 和 带 有 氧 化 色 钢 带 不 得 有 分 层 表 面 不 得 有 氧 化 铁 皮 铁 锈 和 破 裂 (5) 钢 带 在 交 货 状 态 下 杯 突 试 验 的 最 小 杯 突 深 度 应 符 合 表 3-18 的 要 求

102 表 3-18 钢 带 交 货 状 态 下 最 小 杯 突 深 度 (mm) 钢 带 厚 度 钢 带 宽 度 钢 带 厚 度 钢 带 宽 度 70 30~< ~<70 特 软 软 特 软 软 特 软 软 特 软 软 (TR) (R) (TR) (R) (TR) (R) (TR) (R) O O O O O O.30 8.O O O O O lo O O O 优 质 碳 素 结 构 钢 冷 轧 钢 带 的 产 品 要 求 是 什 么? 碳 素 结 构 钢 冷 轧 钢 带 用 号 钢 制 成, 其 化 学 成 分 应 符 合 GB 的 规 定 钢 带 交 货 状 态 分 冷 硬 钢 带 和 退 火 钢 带 两 种 碳 素 结 构 钢 也 叫 优 质 碳 素 结 构 钢, 碳 含 量 ( 质 量 分 数 ) 小 于 0.8% 碳 素 结 构 钢 按 锰 含 量 不 同 可 以 分 为 正 常 锰 含 量 ( 质 量 分 数 为 O.25%~O.8%) 和 较 高 锰 含 量 ( 质 量 分 数 为 0.70%~1.20%) 两 组, 后 者 具 有 较 好 的 力 学 性 能 和 加 工 性 能 碳 素 结 构 钢 冷 轧 钢 带 应 符 合 标 准 GB/T 的 规 定 : (1) 钢 带 尺 寸 及 其 允 许 偏 差 应 符 合 表 3-19 的 规 定 表 3-19 钢 带 尺 寸 及 其 允 许 偏 差 (mm) 厚 度 宽 度 尺 寸 允 许 偏 差 切 边 钢 带 不 切 边 钢 带 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (H) 高 精 度 (J) 尺 寸 允 许 偏 差 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (K) 尺 寸 允 许 偏 差 0.10~O.15 -O.020 -O ~ O >0.15~O.25 -O.030 -O.020 -O >0.25~O.40 -O ~200 >O.40~O.50 -O.050 -O.040 -O.025 >O.50~O.70 -O.050 -O ~200 -O >0.70~O.95 -O O.030 >50 +3 >O.95~l.OO O >1.00~1.35 -O.090 -O ~20C -O.6 -O.4 >1.35~1.75 -O.110 -O.080 -O.050 >1.75~2.30 -O O.060 >2.30~3.OO -O >3.OO~4.OO -O.200 -O.160 -O.100 (2) 钢 带 的 不 平 度 应 符 合 表 3-20 的 规 定

103 表 3-20 碳 素 结 构 钢 冷 轧 钢 带 的 不 平 度 (mm) 钢 带 厚 度 钢 带 宽 度 50 >50~100 >100~150 >150 O >O (3) 切 边 钢 带 的 镰 刀 弯 应 符 合 下 列 规 定 : 宽 度 不 大 于 50mm 的 钢 带, 每 1m 不 得 大 于 3mm; 宽 度 大 于 50mm 的 钢 带, 每 1m 不 得 大 于 2mm (4) 钢 带 的 力 学 性 能 应 符 合 表 3-21 的 规 定 表 3-2l 碳 素 结 构 钢 冷 轧 钢 带 的 力 学 性 能 钢 号 冷 硬 钢 带 (Y) 退 火 钢 带 (T) 抗 拉 强 度 σb/mpa 抗 拉 强 度 σs/mpa 伸 长 率 δ/% ~ ~500 Z ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ (5) 由 35~70 号 钢 冷 轧 的 钢 带, 应 作 脱 碳 检 验 其 一 面 总 脱 碳 层 ( 全 脱 碳 层 加 部 分 脱 碳 层 ) 应 符 合 表 3-22 的 规 定 表 ~70 号 钢 的 冷 轧 钢 带 脱 碳 层 深 度 (mm) 钢 带 厚 度 脱 碳 层 深 度 钢 带 厚 度 脱 碳 层 深 度 O.5 O.02 >1.0~2.O O.06 >O.5~1.O O.04 >2.0~4.O O.08 (6) 钢 带 表 面 要 求 :I 组 钢 带 ( 光 亮 钢 带 ) 的 表 面 应 光 滑 除 允 许 有 深 度 或 高 度 不 大 于 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 一 半 的 个 别 微 小 的 凹 面 凸 块 划 痕 压 痕 和 麻 点 外, 不 得 有 裂 纹 结 疤 外 来 夹 杂 物 氧 化 铁 皮 铁 锈 和 分 层 Ⅱ 组 钢 带 ( 不 光 亮 钢 带 ) 的 表 面 可 呈 氧 化 色 钢 带 允 许 有 深 度 或 高 度 不 大 于 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 的 个 别 微 小 凹 面 凸 块 划 痕 压 痕 和 麻 点, 以 及 不 显 著 的 波 纹 和 槽 状 不 得 有 裂 纹 结 疤 外 来 夹 杂 物 氧 化 铁 皮 铁 锈 和 分 层 在 切 边 钢 带 的 边 缘 上, 允 许 有 深 度 不 大 于 钢 带 宽 度 允 许 偏 差 一 半 的 切 割 不 齐 和 尺 寸 不 大 于 厚 度 允 许 偏 差 的 毛 刺

104 在 不 切 边 钢 带 的 边 缘 上, 允 许 有 深 度 不 大 于 钢 带 宽 度 允 许 偏 差 的 撕 破 ( 碎 边 ) 缺 陷 90. 热 处 理 弹 簧 钢 带 的 产 品 要 求 是 什 么? 热 处 理 弹 簧 钢 带 用 T7A T8A T9A T10A 65Mn 60Si2MnA 70Si2CrA 钢 轧 制 热 处 理 弹 簧 钢 带 应 符 合 标 准 YB/T 的 规 定 : (1) 钢 带 的 厚 度 宽 度 及 允 许 偏 差 应 符 合 表 3-23 和 表 3-24 的 规 定 钢 带 的 镰 刀 弯 应 每 米 不 大 于 2mm 钢 带 应 平 直 (2) 钢 带 交 货 状 态 的 力 学 性 能 应 符 合 表 3-25 的 规 定 钢 带 表 面 不 允 许 有 脱 碳 层 存 在 对 不 同 厚 度 的 钢 带, 反 复 弯 曲 次 数 都 有 一 定 的 要 求 (3) 钢 带 表 面 颜 色 可 以 有 抛 光 光 亮 色 调 处 理 和 灰 暗 色 抛 光 或 光 亮 的 钢 带 应 具 有 光 亮 的 表 面, 表 面 粗 糙 度 Ra 值 不 大 于 0.4um, 且 不 得 有 折 痕 分 层 纵 向 划 痕 和 氧 化 皮 表 3-23 钢 带 的 厚 度 及 允 许 偏 差 (mm) 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (J) 高 级 精 度 (G) 0.08~O >O.15~0.25 -O.03 -O.02 -O.015 >O.25~O.40 -O.04 -O.03 -O.02 >O.40~O O.03 >O.70~ O >0.90~ O >1.10~1.50 -O.11 -O 表 3-24 钢 带 的 宽 度 及 允 许 偏 差 (mm) 钢 带 宽 度 宽 度 允 许 偏 差 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (J) 高 级 精 度 (G) O.08~ O >O.50~1.00 -O.4 -O >1.00~1.50 -O.5 -O 表 3-25 钢 带 交 货 状 态 的 力 学 性 能 强 度 级 别 抗 拉 强 度 σb/mpa 维 氏 硬 度 HV I Ⅱ Ⅲ 1300~ ~1900 ~ ~ ~600 >600 色 调 处 理 的 钢 带 和 抛 光 钢 带 的 表 面 质 量 要 求 是 一 样 的, 色 调 的 颜 色 由 淡 黄 色 到 深 褐 色 或 由 蓝 色 到 深 蓝 色 灰 暗 色 钢 带 可 以 具 有 灰 暗 色 或 回 火 颜 色, 或 为 光 亮 表 面 在 钢 带 表 面 上 不 得 有 折 痕 分 层 和 锈 91. 弹 簧 钢 工 具 钢 冷 轧 钢 带 的 产 品 要 求 是 什 么?

105 弹 簧 钢 工 具 钢 冷 轧 钢 带 用 碳 素 工 具 钢 T7 T7A T8 T8A T8Mn T8MnA T9 T9A TlO T10A T11 T11A T12 T12A T13 T13A 合 金 工 具 钢 Cr06 和 热 轧 弹 簧 钢 85 65Mn 50CrVA 65Si2MnwA 60si2Mn 60Si2MnA 70Si2CrA 号 钢 轧 制, 供 制 造 弹 簧 刀 具 带 尺 等 制 品 弹 簧 钢 工 具 钢 冷 轧 钢 带 应 符 合 标 准 YB/T 的 规 定 : (1) 钢 带 尺 寸 及 其 允 许 偏 差 应 符 合 表 3-26 的 规 定 表 3-26 钢 带 的 尺 寸 及 其 允 许 偏 差 (mm) 厚 度 宽 度 尺 寸 允 许 偏 差 切 边 钢 带 允 许 偏 差 不 切 边 钢 带 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (H) 高 精 度 (J) 尺 寸 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (K) 尺 寸 允 许 偏 差 0.10~O O ~120 -O >O.15~0.25 -O O >O.25~ O ~160 >0.40~O.50 -O >O.50~O.70 -O.06 -O ~ O.3 >0.70~O O.050 -O.040 >50 +3 >O.95~1.OO -O.09 -O.060 -O >1.OO~ O ~ O.4 >1.35~1.75 -O.11 -O.080 -O.060 >1.75~2.30 -O.13 -O >2.30~3.OO O ~200 (2) 钢 带 的 不 平 度 应 符 合 表 3-27 的 规 定 切 边 钢 带 的 镰 刀 弯 应 符 合 下 列 规 定 : 表 3-27 钢 带 的 不 平 度 (mm) 钢 带 厚 度 钢 带 宽 度 50 >50~1OO >100~150 >150 O >O 宽 度 不 大 于 50mm 的 钢 带, 每 1m 不 得 大 于 3mm; 宽 度 大 于 50mm 的 钢 带, 每 1m 不 得 大 于 2mm (3) 钢 带 力 学 性 能 应 符 合 表 3-28 的 规 定

106 表 3-28 钢 带 的 力 学 性 能 钢 号 钢 带 厚 度 /mm 退 火 钢 带 冷 硬 钢 带 抗 拉 强 度 伸 长 率 抗 拉 强 度 Σb/MPa δ/% σb/mpa 65Mn T7 T7A T8 T8A > ~1200 T8Mn T8MnA T9 0.10~ T9A,T10,T10A,Tll, TllA,T12 T12A 85 T13 T13A 900 Cr ~ Si2Mn 60Si2MnA 65Si2MnWA 50CrVA 70Si2CrA (4) 钢 带 一 面 总 脱 碳 层 ( 全 脱 碳 层 + 部 分 脱 碳 层 ) 深 度 应 符 合 表 3-29 的 规 定 表 3-29 钢 带 的 脱 碳 层 (mm) 钢 带 厚 度 脱 碳 层 深 度 钢 带 厚 度 脱 碳 层 深 度 O.50 O.02 >1.00~2.00 O.06 >O.50~1.OO O.04 >2.00~3.OO O.08 (5)I 组 钢 带 的 表 面 应 光 滑, 不 得 有 裂 纹 结 疤 外 来 夹 杂 物 氧 化 铁 皮 铁 锈 分 层, 允 许 有 深 度 或 高 度 不 大 于 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 之 半 的 个 别 微 小 的 凹 面 凸 块 划 痕 压 痕 和 麻 点 Ⅱ 组 钢 带 的 表 面 可 呈 氧 化 色, 不 得 有 裂 纹 结 疤 外 来 夹 杂 物 氧 化 铁 皮 铁 锈 分 层, 允 许 有 深 度 或 高 度 不 大 于 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 的 个 别 微 小 凹 面 凸 块 划 痕 压 痕 麻 点 以 及 不 显 著 的 波 纹 和 槽 形 92. 锯 条 用 冷 轧 钢 带 的 产 品 要 求 是 什 么? 锯 条 用 冷 轧 钢 带 用 20 65Mn T8 T8A T9 T9A T10 T10A T11 T11A T12 T12A 和 T8MnA 钢 制 造 钢 带 用 来 生 产 木 工 带 锯 伐 木 锯 和 其 他 锯 条 其 厚 度 为 O.4~2.00mm, 宽 度 为 13~180mm 锯 条 用 冷 轧 钢 带 应 符 合 标 准 YB/T 的 规 定 : (1) 钢 带 的 厚 度 及 允 许 偏 差 应 符 合 表 3-30 的 规 定 表 3-30 钢 带 的 厚 度 及 允 许 偏 差 (mm) 厚 度 允 许 偏 差 厚 度 允 许 偏 差 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (H KH) 普 通 精 度 较 高 精 度 (P) (H KH) 0.4 -O.04 -O.03 >O.95~1.35 -O.09 -O.06 >O.4~O O.04 >1.35~ O.08 >0.7~O.95 -O >1.75~2.00 -O.13 -O.10 (2) 钢 带 的 宽 度 允 许 偏 差 和 有 效 长 度 应 符 合 表 3-31 和 表 3-32 的 规 定

107 表 3-3l 钢 带 的 宽 度 允 许 偏 差 (mm) 切 边 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 普 通 精 度 (P) 较 高 精 度 (K KH) 不 切 边 钢 带 宽 度 允 许 偏 差 O O >0.5~1.O -O.4 -O.3-1 >50 +3 >1.O -O.6 -O.4-2 表 3-32 木 工 带 锯 用 钢 带 的 有 效 长 度 钢 带 厚 度 /mm 长 度 /m <1.O 1.O~1.3 > 双 方 协 议 (3) 钢 带 的 镰 刀 弯 每 1m 不 大 于 2mm, 木 工 带 锯 每 10m 的 镰 刀 弯 不 大 于 45mm 钢 带 不 允 许 有 S 形 弯 曲 钢 带 的 不 平 度 应 不 大 于 4mm (4) 钢 带 的 表 面 允 许 有 下 列 缺 陷 : I 组 : 供 抛 光 锯 条 用 钢 带 表 面 上 允 许 有 局 部 不 超 过 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 的 凹 面 划 痕 刮 伤 凸 起 及 个 别 的 麻 点 Ⅱ 组 : 供 不 抛 光 锯 条 的 钢 带, 表 面 上 允 许 有 局 部 不 超 过 钢 带 厚 度 允 许 偏 差 之 半 的 微 小 的 凹 面 划 痕 刮 伤 凸 起 及 个 别 的 麻 点 (5) 钢 带 交 货 状 的 力 学 性 能 应 符 合 表 3-33 的 规 定 碳 素 工 具 钢 钢 带 的 断 面 不 允 许 有 石 墨 存 在 木 工 带 锯 用 钢 带 的 氧 化 物 硫 化 物 夹 杂 各 不 大 于 2 级, 总 和 不 大 于 3.5 级 钢 带 中 的 碳 化 物 网 状 不 得 大 于 1.O 级 钢 带 一 面 总 脱 碳 层 ( 全 脱 碳 层 加 部 分 脱 碳 层 ) 的 深 度 不 得 大 于 公 称 厚 度 的 3% 表 3-33 钢 带 交 货 状 态 的 力 学 性 能 钢 号 抗 拉 强 度 σb/mpa 伸 长 率 δ/% 65Mn T8 T8A T9 T9A T1O T10A Tll T11A,T12,T12A,T8MnA 750~ O ~950 2.O 93. 刮 脸 刀 片 用 冷 轧 钢 带 的 产 品 技 术 要 求 是 什 么? 制 造 双 面 及 单 面 刮 脸 刀 片 用 的 冷 轧 钢 带 用 Cr03 或 Cr06 号 钢 轧 制, 其 化 学 成 分 列 于 表 3-34 钢 带 的 技 术 要 求 应 符 合 标 准 YB/T 的 规 定 (1) 钢 带 的 厚 度 宽 度 及 其 允 许 偏 差 应 符 合 表 3-35 的 规 定 (2) 钢 带 的 镰 刀 弯 每 lm 不 大 于 2mm 钢 带 应 平 整, 不 平 度 应 不 大 于 3mm, 且 不 应 有 单 边 皱 纹 及 显 著 的 瓢 曲 钢 带 的 边 缘 上 允 许 有 深 度 不 大 于 钢 带 宽 度 允 许 偏 差 的 裂 边

108 表 3-34 Cr03 和 Cr06 号 钢 的 化 学 成 分 牌 号 化 学 成 分 ( 质 量 分 数 )/% C Mn Cr si P S Cr ~1.30 O.20~O ~O O.035 O.035 Cr ~1.45 O.40 O.50~ O.030 表 3-35 钢 带 的 厚 度 宽 度 及 其 允 许 偏 差 (mm) 厚 度 允 许 偏 差 宽 度 允 许 偏 差 O 士 1.O O 士 1.O (3) 钢 带 应 成 卷, 每 根 钢 带 的 质 量 应 不 小 于 lkg, 但 允 许 有 不 大 于 总 质 量 10% 的 质 量 不 小 于 O.5kg 的 短 尺 和 10% 的 质 量 小 于 0.5kg 而 不 短 于 5m 的 短 尺 钢 带 钢 带 以 光 亮 不 切 边 和 冷 硬 状 态 交 货 (4) 钢 带 的 表 面 粗 糙 度 Ra 值 不 大 于 O.4μm 钢 带 的 表 面 除 了 允 许 有 深 度 和 高 度 不 大 于 厚 度 偏 差 之 半 的 个 别 微 小 的 拉 裂 凹 面 凸 起 麻 面 纵 向 刮 伤 和 划 痕 以 及 个 别 微 小 的 结 疤 和 白 花 外, 不 应 有 其 他 缺 陷 (5) 钢 带 的 显 微 组 织 应 为 3~5 级 球 状 珠 光 体 无 连 续 的 碳 化 物 网 状 ( 按 GB 第 二 级 别 图 评 级, 不 大 于 1.5 级 ) 钢 带 表 面 不 应 有 明 显 的 脱 碳 层

109 四 冷 轧 工 艺 参 数 测 量 94. 用 千 分 尺 测 量 带 钢 厚 度 时 应 注 意 什 么? 千 分 尺 是 根 据 螺 旋 副 的 转 动 转 化 为 测 量 头 的 轴 向 移 动 来 读 数 的 如 图 3-23 所 示, 固 定 套 筒 2 上 有 刻 线, 其 刻 线 间 距 等 于 螺 旋 副 的 螺 距 (0.5mm) 旋 转 外 套 4 的 圆 周 上 有 50 等 分 的 刻 线, 外 套 与 测 量 芯 杆 3 固 定 在 一 起 的 螺 杆 是 单 线 的, 当 外 套 转 动 一 圈 时, 螺 杆 的 轴 向 位 移 是 0.5mm 当 外 套 旋 转 1 个 刻 度 即 转 动 1/50 圈 时, 测 量 螺 杆 轴 位 移 是 0.5/50=0.Olmm 这 样, 我 们 从 外 套 旋 转 多 少 个 刻 度, 就 可 以 知 道 尺 寸 变 化 了 多 少 个 0.Olmm 一 般 外 套 刻 线 旁 边 已 标 了 数 码, 使 用 时 直 接 读 数 即 可, 不 必 去 数 多 少 格 注 意 不 要 少 读 或 多 读 一 圈 (O.5mm) 图 3-23 千 分 尺 1- 钢 弓 架 ;2- 固 定 套 筒 ;3- 测 量 芯 杆 ;4- 旋 转 外 套 ;5- 拧 头 ;6- 弓 架 顶 头 ;7- 紧 压 环 使 用 千 分 尺 时 要 注 意 以 下 几 点 : (1) 注 意 对 好 零 位 如 果 发 现 零 线 不 对, 应 记 住 修 正 量, 读 数 时 考 虑 进 去 零 位 超 过 O.Olmm 以 上 的, 要 经 过 调 整 才 能 使 用 (2) 千 分 尺 不 能 用 来 测 量 带 毛 刺 的 边 缘 表 面 (3) 测 量 时, 使 手 与 带 钢 速 度 保 持 一 致, 用 拧 头 5 来 控 制 测 量 力 的 大 小, 不 要 猛 拧 外 套 测 量 后, 及 时 反 拧 退 出 千 分 尺 (4) 不 要 把 千 分 尺 放 在 磁 场 附 近 (5) 读 数 要 仔 细, 微 分 筒 离 线 压 线 与 否 要 看 清, 不 要 疏 忽 少 读 或 多 读 一 圈 (0.5mm) 95. 接 触 式 电 感 测 厚 仪 的 测 量 特 点 是 什 么, 其 性 能 怎 样? 接 触 式 电 感 测 厚 仪 的 测 量 原 理 如 图 3-24 所 示 被 测 带 材 在 两 个 测 量 滚 轮 之 间 通 过, 上 滚 轮 的 位 移 通 过 测 微 螺 杆 和 杠 杆 转 换 成 电 感 传 感 器 铁 心 的 位 移 电 感 线 圈 L1 L2 和 电 阻 R R 组 成 交 流 电 桥, 电 桥 由 变 压 器 T 经 过 平 衡 电 阻 R 供 电 厚 度 的 给 定 是 用 测 微 计 实 现 的, 带 材 与 给 定 厚 度 的 偏 差 引 起 铁 心 移 动, 使 电 桥 输 出 不 平 衡 电 压, 经 过 整 流 后 在 直 流 电 表 上 指 示 厚 度 偏 差 接 触 式 电 感 测 厚 仪 的 特 点 是 : (1) 测 量 范 围 比 较 宽 ; (2) 测 量 精 度 与 被 测 材 料 的 化 学 成 分 无 关 ; (3) 结 构 比 较 简 单 其 缺 点 是 : (1) 滚 轮 与 被 测 带 材 接 触 会 划 伤 板 面, 因 此 只 能 测 量 带 材 的 边 缘 厚 度, 而 宽 带 轧 机 要 求 测 厚 仪 能 在 带 材 横 向 的 任 一 位 置 进 行 测 量 (2) 如 果 被 测 带 材 温 度 变 化 范 围 较 大 ( 一 般 为 50~120 ), 以 及 高 速 轧 制 时 滚 轮 和 轴 承 的 热 膨 胀 会 引 起 测 量 误 差, 这 种 热 变 形 使 测 厚 仪 从 起 动 到 运 行 时 的 零 点 变 化 超 出 25μm, 因

110 此 需 考 虑 补 偿 另 外, 接 触 滚 轮 的 磨 损 也 会 引 起 误 差 (3) 动 态 精 度 低, 只 适 用 于 低 速 轧 制 ( 轧 制 速 度 小 于 5m/s), 当 轧 制 速 度 增 高 时, 由 于 滚 轮 的 惯 性 而 不 能 始 终 良 好 地 接 触 带 材 表 面, 造 成 测 量 误 差 (4) 反 应 速 度 受 测 微 计 弹 簧 的 限 制 图 3-24 接 触 式 电 感 测 厚 仪 原 理 图 JGH-3.5 型 接 触 式 测 厚 仪 的 性 能 如 下 : 测 量 范 围 O.1~3.5mm 测 量 精 度 士 O.01mm 使 用 环 境 温 度 冷 轧 96. 冷 轧 常 用 的 非 接 触 式 测 厚 仪 有 哪 几 种 其 测 量 范 围 怎 样? 在 冷 轧 过 程 中, 为 了 保 证 带 材 的 厚 度 精 度, 采 用 自 动 连 续 测 厚 仪 和 控 制 系 统 带 钢 测 厚 仪 可 分 为 接 触 式 和 非 接 触 式 两 大 类 接 触 式 测 厚 仪 虽 然 具 有 结 构 简 单 价 格 低 操 作 方 便 和 不 需 要 安 全 防 护 等 优 点, 但 测 头 滚 轮 的 磨 损 带 材 振 动 等 会 影 响 测 量 精 度, 且 容 易 使 带 材 造 成 划 痕, 带 材 厚 度 薄 (<O.1mm) 速 度 高 (>10m/s) 时, 这 种 接 触 式 测 厚 仪 就 不 能 使 用 目 前, 冷 轧 机 广 泛 采 用 非 接 触 式 测 厚 仪, 如 X 射 线 测 厚 仪 γ 射 线 和 β 射 线 测 厚 仪 微 波 测 厚 仪 等, 它 们 的 主 要 技 术 性 能 见 表 3-36 表 3-36 冷 轧 常 用 的 非 接 触 式 测 厚 仪 的 主 要 技 术 性 能 名 称 型 号 射 线 源 测 量 范 围 测 量 精 度 稳 定 性 反 应 时 间 使 用 环 境 温 度 微 波 WBH O.1~6mm 0.1~2mm 为 土 ±O.01 <O.3s 0~45 测 厚 仪 金 属 带 材 O.02mm Mm/8h 2~6mm 为 士 1%,0.01mm X 射 线 SM-2 x 射 线 管 O.1~3.95mm 士 1% 土 1% O.05~ -10~+45 测 厚 仪 钢 带 或 铜 带 士 5μm /h O.96s β 射 线 HHF-122 铊 Tl204 O~4um 2% 士 O.4% <2s 测 量 头 :<80, 反 射 式 ( 单 面 ) 镀 锡 层 /8h 显 示 仪 表 :<45 测 厚 仪 β 射 线 RBH-01 锶 Sr ~6000 士 1% 士 1% <2s 测 量 头 :<45, 穿 透 式 g/m 2 /8h 显 示 仪 表 :<40 测 厚 仪 97.x 射 线 测 厚 仪 的 测 厚 原 理 是 什 么, 其 性 能 怎 样?

111 X 射 线 是 一 种 电 磁 波, 波 长 比 可 见 光 短 得 多, 因 此,X 射 线 的 能 量 比 可 见 光 的 能 量 大 得 多 X 射 线 测 厚 仪 是 一 种 依 靠 测 量 穿 过 钢 板 的 X 射 线 强 度 来 确 定 钢 板 厚 度 的 非 接 触 式 测 厚 仪 x 射 线 在 穿 过 被 测 带 材 时, 它 的 强 度 按 一 定 规 律 减 弱 接 收 器 的 输 出 脉 冲 频 率 能 代 替 接 收 到 的 射 线 强 度, 可 近 似 地 用 下 式 表 示 : 式 中 F 在 引 入 厚 度 为 t 的 带 材 后 接 收 器 输 出 的 脉 冲 频 率 ; Fo 在 未 引 入 此 带 材 时 接 收 器 输 出 的 脉 冲 频 率 ; μ 被 测 带 材 对 射 线 的 吸 收 系 数 ; t 被 测 带 材 的 厚 度 此 式 也 可 变 成 厚 度 偏 差 与 频 率 偏 差 的 关 系 : 即 带 材 厚 度 偏 差 值 t(mm) 等 于 脉 冲 频 率 的 相 对 偏 差 除 以 吸 收 系 数 μ, 负 号 表 示 厚 度 偏 厚, 则 频 率 偏 低 常 用 的 SM 型 X 射 线 测 厚 仪 是 采 用 脉 冲 一 数 字 直 接 变 换 方 式 实 现 上 式 运 算 的, 因 此 提 高 了 测 量 精 度 厚 度 给 定 的 方 法 是 将 厚 度 给 定 变 换 成 频 率 给 定 厚 度 偏 差 是 被 测 带 材 厚 度 与 给 定 带 材 厚 度 的 差 值 设 t1 为 给 定 带 材 厚 度 t2 为 被 测 带 材 厚 度, 则 式 中 F1 带 材 厚 度 为 t1 时 的 接 收 器 输 出 脉 冲 频 率 ; F2 带 材 厚 度 为 t2 时 的 接 收 器 输 出 脉 冲 频 率 由 此 可 见, 要 求 得 厚 度 偏 差 Δt, 必 须 求 得 Δf, 而 F 为 F2 与 F1 的 差 值,F2 脉 冲 从 接 收 器 来, 另 外 用 脉 冲 发 生 器 产 生 高 稳 定 而 且 频 率 可 变 的 F1 脉 冲, 将 厚 度 给 定 变 换 成 频 率 给 定 图 3-25 为 SM 型 X 射 线 测 厚 仪 的 原 理 方 框 图 X 射 线 透 过 被 测 带 材, 射 到 碘 化 钠 闪 烁 体 上, 闪 烁 体 就 产 生 一 串 可 见 光 脉 冲, 经 光 电 倍 增 管 成 为 一 般 上 百 微 安 的 脉 冲 电 流, 脉 冲 电 流 在 负 载 电 阻 上 产 生 脉 冲 电 压 由 前 置 放 大 器 放 大 后 经 电 缆 输 送 到 数 字 控 制 箱 中 这 些 脉 冲 再 经 放 大 送 入 甄 别 器 去 除 干 扰 脉 冲 和 低 能 脉 冲, 甄 别 器 输 出 的 脉 冲 频 率 为 40~800kHz, 经 分 频 后 变 成 4~8kHz 频 率 的 脉 冲 代 表 给 定 厚 度 的 标 准 频 率 脉 冲 由 标 准 频 率 脉 冲 发 生 器 产 生, 它 包 括 一 个 可 控 变 频 振 荡 器 和 9 级 分 频 器, 可 控 变 频 振 荡 器 的 基 频 经 分 频 后 产 生 9 个 输 出 频 率, 可 任 意 组 合 成 各 种 需 要 的 脉 冲 频 率, 最 后 变 成 4~8kHz 频 率 输 出 测 量 脉 冲 fs 和 标 准 频 率 脉 冲 fb, 一 方 面 通 过 小 间 隔 脉 冲 消 除 器 送 到 可 逆 计 数 器, 另 一 方 面 通 过 控 制 门 I 送 到 采 样 时 间 计 数 器 首 先 使 可 逆 计 数 器 复 零, 再 在 一 般 采 样 时 间 τ 内 把 fs 和 fb 送 人 可 逆 计 数 器,fb 进 行 加 法 计 数,fs 进 行 减 法 计 数, 实 现 式 3-1 的 运 算 当 采 样 时 间 τ 结 束 后, 控 制 门 Ⅱ 关 闭, 延 时 0.01~O.5s 时 间 后 重 复 上 述 过 程, 进 行 下 一 次 测 量 X 射 线 测 厚 仪 的 优 点 是 : 被 测 带 材 的 温 度 变 化 表 面 水 或 油 的 污 染 机 械 振 动 等 对 测 量 结 果 影 响 不 大 ;X 射 线 的 强 度 高 射 束 细, 因 此 响 应 速 度 快, 反 应 时 间 可 提 高 到 15ms, 特 别 适 用 于 高 速 轧 机 ; 切 断 电 源 后 X 射 线 立 即 消 失, 使 用 和 贮 存 比 较 方 便, 加 上 相 应 的 防 辐 射 装 置 也 比 较 安 全

112 图 3-25 SM 型 X 射 线 测 厚 仪 原 理 方 框 图 SM-2 型 X 射 线 测 厚 仪 的 主 要 性 能 如 下 : 测 量 范 围 O.1~3.95mm( 钢 或 铜 ) 测 量 精 度 ±1% 士 5μm 稳 定 度 士 1%/8h 反 应 时 间 O.05~O.96s 使 用 环 境 温 度 -lo~45 98.β 射 线 测 厚 仪 的 测 厚 原 理 是 什 么, 其 性 能 怎 样? β 射 线 穿 透 式 测 厚 仪 包 括 C 形 架 和 操 纵 箱 两 部 分,C 形 架 中 装 有 放 射 源 锶 Sr90 电 离 室 及 测 量 电 路 其 测 量 原 理 与 X 射 线 测 厚 仪 基 本 相 同, 都 是 利 用 被 测 带 材 对 射 线 的 吸 收 作 用 β 射 线 穿 透 式 测 厚 仪 的 原 理 方 框 图 如 图 3-26 所 示 放 射 源 以 一 定 的 立 体 角 射 出 射 线, 透 过 被 测 带 材 的 射 线 被 位 于 上 方 的 电 离 室 所 吸 收, 电 离 室 产 生 相 应 的 电 流 Ix, 测 量 电 路 采 用 电 压 补 偿 偏 差 指 示 方 式, 由 标 准 厚 度 定 值 器 产 生 一 电 压 Es( 等 效 于 某 一 定 厚 度 值 ) 与 Ix 在 高 欧 姆 电 阻 R 上 的 压 降 Ex 比 较, 当 被 测 带 材 厚 度 与 设 定 厚 度 相 等 时,Ex=Es 当 被 测 带 材 厚 度 偏 离 设 定 厚 度 时 Ex-Es O, 则 其 差 值 经 放 大 后 由 偏 差 指 示 表 指 示 图 3-26 B 射 线 穿 透 式 测 厚 仪 原 理 方 框 图 β 测 厚 仪 的 优 点 是 : 具 有 较 高 的 测 量 灵 敏 度 ; 被 测 带 材 的 温 度 应 力 表 面 状 况 等 因 素 对 测 量 结 果 影 响 很 小 但 需 注 意, 当 被 测 带 材 密 度 变 化 时 会 导 致 测 量 结 果 的 变 化, 以 及 防 护

113 等 问 题 使 用 和 操 作 测 厚 仪 时 应 注 意 以 下 几 点 : (1) 装 置 需 预 热 一 定 时 间 ( 约 半 小 时 ) 后, 方 可 进 行 工 作 (2) 当 被 测 带 材 密 度 改 变 时, 需 要 用 校 准 样 品 重 新 进 行 标 定 ; 同 时 每 班 都 必 须 对 放 射 源 进 行 校 正, 直 到 偏 差 指 示 器 的 读 数 为 零 (3) 必 须 重 视 对 射 线 的 防 护 问 题 射 线 从 放 射 源 盒 上 方 窗 口 射 出 后 呈 一 束 约 85 的 射 线 锥, 可 用 专 门 的 测 量 仪 测 出 射 源 附 近 各 操 作 点 的 射 线 剂 量 为 了 做 到 安 全 生 产, 除 设 置 一 些 防 护 屏 蔽 ( 用 铅 橡 胶 或 铅 玻 璃 ) 外, 操 作 人 员 不 要 进 入 超 过 安 全 允 许 剂 量 的 区 域, 在 停 机 穿 带 和 上 卷 时 必 须 关 闭 放 射 源 操 作 人 员 还 可 带 上 剂 量 笔, 以 检 查 接 受 剂 量 的 数 量 RBH-01 型 β 射 线 穿 透 式 测 厚 仪 的 主 要 性 能 如 下 : 测 量 范 围 500~6000g/m 2 ( 根 据 材 料 密 度 可 换 算 成 厚 度 测 量 范 围 ) 测 量 精 度 土 1% 稳 定 性 土 1%/8h 反 应 时 间 <2s 使 用 环 境 温 度 测 量 头 <45 ; 显 示 仪 表 <40 此 外, 还 有 β 射 线 反 射 式 厚 度 计, 用 来 对 各 种 镀 层 和 非 金 属 材 料 进 行 非 接 触 的 厚 度 测 量, 测 量 范 围 一 般 为 l~50μm 镀 锡 层 或 160mg/cm 2 以 下 的 镀 层 99. 微 波 测 厚 仪 的 测 量 原 理 是 什 么 其 性 能 怎 样? 微 波 测 厚 仪 是 采 用 微 波 技 术 进 行 非 接 触 式 测 厚 的 仪 表 它 具 有 测 量 范 围 宽 测 量 结 果 与 被 测 金 属 的 成 分 无 关 性 能 稳 定 使 用 方 便 等 优 点 WBH 型 微 波 测 厚 仪 主 要 适 用 于 冷 轧 生 产 过 程, 对 各 种 金 属 带 材 进 行 非 接 触 式 连 续 测 厚 WBH 型 微 波 测 厚 仪 由 电 源 测 量 架 和 显 示 器 3 部 分 组 成 电 源 主 要 为 微 波 信 号 源 速 调 管 供 电, 同 时 也 可 为 测 量 架 中 的 放 大 器 电 机 等 部 分 供 电 测 量 架 为 C 形 架 结 构, 内 部 装 有 微 波 电 桥 光 电 转 换 器 环 行 器 恒 温 线 路 等 显 示 器 显 示 被 测 金 属 厚 度 与 给 定 值 的 偏 差 值 或 被 测 金 属 厚 度 的 绝 对 值 微 波 测 厚 仪 的 测 量 原 理 如 图 3-27 所 示 图 3-27 微 波 测 厚 仪 原 理 图 由 图 3-27 可 见, 由 魔 T(MT) 测 量 臂 A 补 偿 臂 B 检 波 器 C 和 反 馈 环 节 D( 包 括 放 大 器 和 可 逆 电 机 ) 组 成 一 个 特 殊 的 微 波 自 动 平 衡 电 桥 测 量 臂 A 由 环 行 器 f1 传 输 波 导 终 端 器 以 及 被 测 金 属 组 成 由 环 行 器 f2 补 偿 短 路 器 振 动 短 路 器 传 输 波 导 构 成 补 偿 臂 B, 补 偿 臂 B 在 电 气 上 与 测 量 臂 A 完 全 对 称 微 波 信 号 (f=9370mhz) 经 MT 的 E 臂 平 分 两 路, 向 测 量 和 补 偿 两 臂 传 输, 在 测 量 臂 中, 微 波 经 环 行 器 传 输 波 导 送 到 上 终 端 器, 微 波 由 上 终 端 器 发 射 到 被 测 金 属 的 上 表 面 全 反 射 后 回

114 到 上 终 端 器, 经 传 输 波 导 和 环 行 器 送 到 下 终 端 器 同 样, 下 终 端 器 将 微 波 发 射 到 被 测 金 属 的 下 表 面, 全 反 射 后 回 到 下 终 端 器 然 后, 微 波 经 传 输 波 导 及 环 行 器 再 进 入 MT 的 平 分 臂 在 补 偿 臂 中, 微 波 传 输 的 情 况 与 测 量 臂 中 基 本 相 同, 只 是 全 反 射 不 是 被 测 金 属 的 两 个 表 面, 而 是 补 偿 短 路 器 和 振 动 短 路 器 的 短 路 面 测 量 臂 和 补 偿 臂 两 路 微 波 反 射 进 入 MT 进 行 相 位 比 较, 在 H 臂 中 反 相 叠 加 后 由 检 波 器 检 波 输 出 如 果 电 桥 A B 两 臂 的 电 长 度 相 等, 则 两 臂 的 微 波 行 径 相 同 的 电 长 度, 反 射 回 到 MT 时 具 有 相 同 的 相 角, 它 们 进 入 H 臂 反 相 叠 加 而 互 相 抵 消, 检 波 输 出 为 零, 电 桥 处 于 平 衡 状 态 如 果 被 测 金 属 厚 度 变 化 + t, 两 臂 出 现 电 长 度 差, 电 桥 失 去 平 衡, 反 射 回 到 MT 的 反 射 波 相 角 不 再 相 同, 它 们 进 入 H 臂 反 相 叠 加 不 能 互 相 抵 消, 检 波 器 便 有 输 出, 检 波 信 号 经 放 大 后, 推 动 可 逆 电 机 转 动, 使 补 偿 短 路 器 发 生 位 移, 直 至 电 桥 达 到 新 的 平 衡 此 时 补 偿 短 路 器 短 路 面 位 移 为 s, s 与 带 材 厚 度 增 量 t 有 如 下 关 系 : 式 中 LA LB 电 桥 平 衡 时, 补 偿 臂 和 测 量 臂 的 电 长 度 值 ; ΔLA 测 量 臂 因 被 测 金 属 厚 度 改 变 引 起 的 电 长 度 的 变 化 值,ΔLA=Δt 是 因 为 被 测 金 属 厚 度 增 加 相 当 于 测 量 臂 电 长 度 减 小 补 偿 短 路 器 短 路 面 位 移 Δs 的 数 值 经 光 电 转 换 器 送 往 显 示 器 即 可 直 接 显 示 出 被 测 金 属 的 厚 度 值 或 与 给 定 厚 度 的 偏 差 数 值 振 动 短 路 器 用 来 调 制 微 波, 使 检 波 输 出 为 交 流 信 号, 其 相 位 随 电 桥 两 臂 电 长 度 差 值 的 变 化 方 向 反 向 变 化, 以 控 制 可 逆 电 机 的 正 反 转 动, 实 现 电 桥 自 动 平 衡 WBH 型 微 波 测 厚 仪 的 主 要 性 能 如 下 : 测 量 范 围 O.1~6mm 测 量 精 度 O.1~2mm 为 ±O.02mm;2~6mm 为 士 1% 士 O.01mm 可 测 带 宽 120~800mm 使 用 环 境 温 度 O~ 怎 样 用 光 栅 式 位 置 传 感 器 测 量 辊 缝? 计 量 光 栅 是 一 种 新 型 的 位 置 测 量 元 件 使 用 光 栅 测 量 具 有 测 量 精 度 高 响 应 速 度 快 和 根 据 需 要 可 接 长 标 尺 光 栅 以 测 量 大 的 位 移 量 等 特 点 因 此, 在 轧 机 压 下 系 统 自 动 控 制 中 计 量 光 栅 得 到 应 用 在 一 块 长 条 形 的 光 学 玻 璃 上, 均 匀 地 刻 上 许 多 线 条, 如 图 3-28 所 示 在 测 量 仪 表 中 称 长 条 形 的 光 栅 为 标 尺 光 栅 另 外 还 要 用 一 块 比 标 尺 光 栅 短 得 多 的 指 示 光 栅, 两 者 的 刻 线 密 度 相 同, 计 量 光 栅 的 刻 线 密 度 为 10~100 线 /mm 图 3-28 计 量 光 栅 把 指 示 光 栅 平 行 地 放 在 标 尺 光 栅 上 面, 并 且 使 它 们 的 刻 线 相 互 倾 斜 一 个 很 小 的 角 度 θ, 这 时 在 指 示 光 栅 上 就 出 现 几 条 较 粗 的 明 暗 条 纹, 称 为 莫 尔 条 纹, 见 图 3-29

115 如 果 使 标 尺 光 栅 左 右 移 动, 明 暗 条 纹 就 会 上 下 移 动, 而 且 每 当 标 尺 光 栅 移 动 一 个 栅 距 p 时, 明 暗 条 纹 也 移 动 一 个 莫 尔 间 距 w, 若 θ 甚 小, 则 式 中 w 莫 尔 条 纹 间 距,mm; P 栅 距,mm; θ 标 尺 光 栅 与 指 示 光 栅 的 夹 角,rad 图 3-29 莫 尔 条 纹 因 此, 把 指 示 光 栅 上 移 过 的 条 纹 数 目 用 计 数 器 记 下 来, 就 能 知 道 标 尺 光 栅 移 动 的 距 离 标 尺 光 栅 与 指 示 光 栅 的 刻 线 保 持 平 行, 使 它 不 产 生 莫 尔 条 纹, 这 就 构 成 了 直 光 栅 如 图 3-30 所 示, 在 标 尺 光 栅 后 放 置 自 炽 灯 或 发 光 二 极 管 等 光 源, 其 光 透 过 标 尺 光 栅 和 指 示 光 栅 后 射 到 光 电 元 件 上 当 标 尺 光 栅 移 动 时, 两 光 栅 的 透 明 刻 度 部 分 每 重 合 一 次 就 使 光 电 元 件 感 光 一 次, 用 计 数 器 计 算 其 感 光 次 数, 就 能 测 量 标 尺 光 栅 的 移 动 距 离 计 量 光 栅 的 技 术 特 性 见 表 3-37 图 3-30 直 光 栅 原 理 图 1- 光 源 ;2- 透 镜 ;3- 指 示 光 栅 ;4- 标 尺 光 栅 ;5- 光 电 元 件 表 3-37 计 量 光 栅 技 术 特 性 (mm)

116 光 栅 栅 距 标 尺 光 栅 长 全 长 累 积 误 差 线 /mm O 线 /mm O 线 /mm <O.001 <O.003 <O.003 光 栅 式 位 置 传 感 器 结 构 如 图 3-31 所 示, 固 定 玻 璃 标 尺 3 的 长 度 等 于 传 感 器 的 量 程, 扫 描 玻 璃 标 尺 6 上 刻 有 4 条 光 栅, 它 与 微 型 灯 泡 5 光 电 管 7 均 装 在 扫 描 小 车 1 上 光 源 的 光 线 通 过 聚 光 镜 和 两 块 玻 璃 标 尺 照 射 到 光 电 管 7 上 当 扫 描 标 尺 随 小 车 移 动 时, 由 于 两 光 栅 交 替 遮 断 光 线, 光 电 管 输 出 电 脉 冲 光 栅 刻 度 ( 明 暗 条 纹 的 宽 度 ) 为 4μm 或 5μm, 经 过 线 路 上 的 倍 乘 处 理 后, 分 辨 率 可 达 2μm 或 1μm, 测 量 精 度 为 士 5μm 图 3-31 光 栅 式 位 置 传 感 器 结 构 图 1- 扫 描 小 车 ;2- 传 动 杆 ;3- 固 定 玻 璃 标 尺 ;4- 小 车 轨 道 ;5- 微 型 灯 泡 ;6- 扫 描 玻 璃 标 尺 ;7- 光 电 管 101. 什 么 是 磁 尺 式 位 置 传 感 器? 磁 尺 是 一 种 录 有 磁 化 信 号 的 磁 性 标 尺 磁 尺 式 位 置 传 感 器 由 磁 栅 测 量 磁 头 和 测 量 电 路 3 部 分 组 成 磁 栅 是 在 非 磁 性 体 ( 如 磷 青 铜 ) 的 平 整 表 面 上 镀 一 层 约 0.02mm 厚 的 镍 一 钴 一 磷 磁 性 薄 膜, 并 用 录 音 磁 头 沿 长 度 方 向 按 一 定 的 波 长 A 录 上 磁 性 刻 度 线, 构 成 一 条 磁 性 标 尺 如 图 3-32 所 示, 磁 栅 录 磁 后 的 磁 化 图 形 是 把 小 磁 铁 排 成 NS SN 状 态, 由 此 所 产 生 的 磁 场 强 度 周 期 性 变 化, 并 以 N 和 N 或 S 和 S 相 重 叠 部 分 为 最 大 图 3-32 磁 栅 工 作 原 理 用 测 量 磁 头 检 测 磁 栅 的 位 移 磁 头 移 动 时, 其 感 应 线 圈 输 出 电 脉 冲, 使 位 移 信 号 转 换 成 电 信 号 输 出 对 每 一 个 单 位 (A) 的 位 移 可 以 得 到 一 个 脉 冲, 如 果 用 计 数 器 对 脉 冲 进 行 计 数, 被 测 位 移 量 就 等 于 计 数 值 与 A 的 乘 积 为 了 识 别 磁 栅 移 动 的 方 向, 应 配 置 两 个 磁 头

117 磁 栅 的 节 距 大 多 为 O.2mm, 测 量 精 度 为 ±2~5μm, 最 大 量 程 可 达 600mm 磁 尺 式 位 置 传 感 器 也 可 做 成 回 转 式 的, 以 测 量 转 角 102. 辊 缝 数 字 显 示 仪 的 工 作 原 理 是 什 么? 辊 缝 数 字 显 示 仪 是 用 于 测 量 轧 辊 开 口 度 的 数 字 仪 表, 可 供 多 种 轧 制 设 备 测 量 轧 辊 开 口 度 下 面 以 现 场 常 用 的 XJP-13 型 ( 原 型 号 SGF-1) 辊 缝 数 字 显 示 仪 为 例 加 以 说 明 辊 缝 数 字 显 示 仪 表 ( 主 机 ) 与 SZGB-1 型 光 电 转 速 传 感 器 和 XFS-2 型 数 字 显 示 器 配 合 使 用 传 感 器 装 在 轧 机 上, 主 机 机 柜 放 在 主 电 室 内, 数 字 显 示 器 ( 连 同 复 零 按 钮 ) 装 在 轧 机 旁 的 操 纵 柜 面 板 上, 三 者 之 间 由 电 缆 连 接 辊 缝 数 字 显 示 仪 的 工 作 原 理 是 : 轧 辊 间 的 距 离 是 通 过 压 下 螺 杆 来 调 节 的, 由 于 螺 杆 的 螺 距 是 已 知 的, 因 此 只 要 将 螺 杆 的 转 角 转 换 成 与 螺 距 对 应 的 数 字 量, 就 测 出 了 开 口 度 的 值 采 用 光 电 方 法 是 把 转 角 转 换 成 数 字 量 的 简 便 方 法 传 感 器 的 作 用 原 理 如 图 3-33 所 示 在 开 孔 圆 盘 的 两 边 分 别 装 有 光 敏 三 极 管 和 光 源 当 螺 杆 转 动 时, 开 孔 盘 也 随 着 转 动, 使 光 敏 三 极 管 时 而 感 光, 时 而 不 感 光, 产 生 电 脉 冲 信 号, 这 样 就 可 以 根 据 电 脉 冲 的 数 目 而 测 得 螺 杆 的 转 角 图 3-33 传 感 器 原 理 图 为 了 辨 别 开 孔 盘 是 顺 转 还 是 逆 转, 所 以 增 加 了 一 只 光 敏 管, 这 两 只 光 敏 管 是 沿 着 圆 角 方 向 并 列 排 列 的, 当 开 孔 盘 顺 时 针 转 动 时, 光 敏 管 1 比 光 敏 管 2 先 感 光, 当 开 孔 盘 逆 时 针 转 动 时, 光 敏 管 2 比 光 敏 管 1 先 感 光, 因 此, 可 以 通 过 其 感 光 的 先 后 判 别 开 孔 盘 的 旋 转 方 向 当 开 孔 盘 转 动 时, 光 敏 管 1 和 2 就 先 后 感 光, 发 出 电 脉 冲 送 到 控 制 线 路, 控 制 线 路 根 据 这 两 个 脉 冲 信 号 之 先 后 顺 序, 使 双 向 计 数 器 处 于 加 或 减 的 工 作 状 态 只 要 把 计 数 器 的 起 始 状 态 ( 一 般 为 O 位 ) 与 开 口 度 的 起 始 值 ( 一 般 为 O) 对 应 起 来, 那 么 计 数 器 就 随 时 指 示 出 轧 辊 的 开 口 度 了 XJP-13 型 辊 缝 数 字 显 示 仪 的 技 术 性 能 如 下 : 显 示 容 量 士 测 量 误 差 士 O.01 最 高 计 数 频 率 5kHz 输 入 信 号 与 SZGB-1 型 光 电 转 速 传 感 器 配 合 使 用 规 格 P( 脉 冲 / 转 )=( 压 下 螺 杆 螺 距 / 最 小 示 值 ) ( 压 下 螺 杆 的 转 数 / 传 感 器 的 转 数 ) 外 接 显 示 用 的 XFS-2 型 数 字 显 示 器 与 仪 表 配 套 使 用 103. 常 用 哪 些 压 力 传 感 器?

118 为 了 提 高 轧 机 生 产 率 改 善 产 品 质 量 以 及 保 证 轧 机 的 安 全 运 转, 生 产 中 需 要 知 道 实 际 轧 制 压 力, 同 时, 实 现 带 钢 厚 度 自 动 控 制 也 必 须 检 测 出 轧 制 压 力 参 数 轧 制 压 力 的 测 量 一 般 都 是 通 过 测 力 传 感 器 把 力 的 参 量 转 换 成 电 参 量 加 以 显 示 的 冷 轧 机 上 常 用 的 测 力 传 感 器 有 压 磁 式 电 阻 应 变 式 电 容 式, 其 特 点 列 于 表 3-38 表 3-38 常 用 测 力 传 感 器 的 特 点 名 称 测 量 原 理 特 点 及 应 用 场 合 压 磁 式 利 用 软 磁 材 料 承 受 输 出 功 率 大, 内 阻 低, 抗 干 扰 能 力 强, 能 消 除 测 力 传 载 荷 时 电 磁 性 质 的 不 均 匀 载 荷 的 影 响, 能 耐 恶 劣 环 境, 受 温 度 影 感 器 变 化 进 行 测 量 响 小 精 度 不 太 高, 对 安 装 接 触 的 加 工 精 度 要 求 高, 安 装 时 要 注 意 防 止 侧 向 力 和 扭 力 的 作 用, 反 应 时 间 较 长 额 定 载 荷 为 500N~50MN, 广 泛 用 于 轧 制 力 张 力 和 重 力 的 测 量 电 阻 应 变 式 测 力 传 感 器 电 容 式 测 力 传 感 器 把 载 荷 转 换 成 受 压 精 度 高, 反 应 速 度 快, 结 构 强 度 比 压 磁 式 高, 体 的 应 变, 然 后 用 电 所 以 承 受 附 加 侧 向 力 的 能 力 较 强 阻 应 变 片 测 出 其 应 输 出 信 号 低, 不 均 匀 载 荷 对 测 量 精 度 影 响 较 大 变 的 大 小, 以 测 出 额 定 载 荷 为 10N~25MN, 用 于 轧 制 力 张 力 和 载 荷 电 子 秤 的 测 量 把 载 荷 转 换 成 电 容 结 构 强 度 高, 过 载 能 力 强, 能 消 除 不 均 匀 载 荷 极 板 的 位 移, 使 传 感 的 影 响, 测 量 精 度 较 高, 能 在 恶 劣 的 环 境 下 工 器 电 容 量 发 生 变 化 作 以 测 出 载 荷 测 量 电 路 较 复 杂 额 定 载 荷 为 250~25000kN, 适 用 于 轧 制 力 的 测 量 104. 怎 样 用 电 阻 应 变 式 测 力 仪 测 量 轧 制 压 力? 在 电 阻 应 变 式 测 力 传 感 器 中 用 得 最 多 的 是 箔 式 电 阻 应 变 片 ( 见 图 3-34) 应 变 片 的 电 阻 随 其 机 械 变 形 而 变 化 的 物 理 现 象 称 为 电 阻 应 变 效 应 由 应 变 片 的 机 械 变 形 e 引 起 的 电 阻 相 对 变 化 ΔR/R 为 : 式 中 ε 电 阻 丝 的 轴 向 变 形, 称 为 应 变,e=ΔL/L; ΔL/L 电 阻 丝 长 度 的 相 对 变 化 量 ; K 电 阻 丝 的 应 变 灵 敏 系 数 由 上 式 可 知, 电 阻 的 相 对 变 化 与 应 变 大 小 成 正 比 图 3-35 所 示 为 电 阻 应 变 式 测 力 传 感 器 的 作 用 原 理 首 先 把 压 力 F 转 换 成 压 头 ( 应 变 弹 性 体 ) 的 应 变, 使 粘 贴 在 上 面 的 电 阻 应 变 片 (R1~R4) 的 阻 值 随 应 变 大 小 而 变 化,R2 R3 阻 值 减 小,R1 R4 阻 值 增 加, 电 阻 应 变 片 组 成 电 桥 电 路, 测 量 出 电 桥 的 输 出 信 号 就 能 测 出 F 的 大 小 压 头 ( 应 变 弹 性 体 ) 的 形 式 有 筒 式 和 环 式 压 头 受 力 后 产 生 变 形 ( 应 变 ε), 其 内 部 产 生 应 力 σ, 应 力 和 应 变 的 关 系 在 弹 性 极 限 范 围 内 符 合 虎 克 定 律 ( 即 σ=με,μ 为 泊 松 比 )

119 图 3-34 电 阻 应 变 片 a- 丝 片 ;b- 箔 ;c- 半 导 体 片 1- 基 底 ;2- 电 阻 丝 ;3- 引 出 导 线 图 3-35 电 阻 应 变 式 测 力 传 感 器 原 理 图 因 此 在 承 受 额 定 载 荷 时, 压 头 的 应 力 不 能 超 过 弹 性 极 限, 一 般 最 大 设 计 应 力 取 屈 服 极 限 σs 的 1/3~1/4, 此 最 大 设 计 应 力 称 为 许 用 应 力 [σ] 从 传 感 器 的 输 出 灵 敏 度 考 虑, 压 头 材 料 的 σs 要 高, 则 许 用 应 力 提 高, 输 出 灵 敏 度 增 加 另 外, 要 求 材 料 性 能 稳 定, 弹 性 滞 后 小, 机 械 加 工 及 热 处 理 性 能 良 好 等 一 般 常 选 用 的 钢 材 有 :40 铬 40 铬 锰 40 铬 镍 钼 30 铬 锰 硅 35 铬 锰 硅 等 图 3-36 示 出 了 压 头 的 基 本 结 构 压 头 采 用 球 状 受 压 块 使 载 荷 以 点 状 方 式 输 入, 成 为 集 中 载 荷 加 到 应 变 弹 性 体 上, 而 且 作 用 力 是 通 过 轴 线 的, 这 样 减 小 了 因 作 用 力 偏 心 所 引 起 测 量 误 差, 以 保 证 数 据 有 良 好 的 复 现 性 压 头 上 粘 贴 4~8 片 电 阻 应 变 片, 并 组 成 电 桥 电 路 一 个 较 完 整 的 传 感 器 电 桥 电 路 如 图 3-37 所 示 其 中 R 为 电 阻 应 变 片, Rw 为 桥 路 温 度 补 偿 电 阻,Rb 为 桥 路 平 衡 电 阻,Rm 为 压 头 弹 性 模 量 温 度 补 偿 电 阻, Rs 为 灵 敏 度 校 正 电 阻,Ri 为 输 入 阻 抗 校 正 电 阻,Ro1 Ro2 为 输 出 阻 抗 校 正 电 阻 图 3-36 压 头 的 结 构 1- 电 阻 应 变 片 ;2- 压 头 ;3- 受 压 块

120 电 阻 应 变 式 测 力 传 感 器 的 主 要 技 术 性 能 如 下 : 测 量 上 限 值 10N~5MN 精 度 等 0.1 级 0.2 级 O.5 级 和 1 级 输 出 灵 敏 度 1~2.5mV/V 桥 路 阻 抗 60~1000Ω 允 许 过 载 120% 工 作 环 境 温 度 -10~±50 图 3-37 电 阻 应 变 式 测 力 传 感 器 电 桥 电 路 简 图 105. 怎 样 用 压 磁 式 测 压 仪 测 量 轧 制 压 力? 图 3-38 压 磁 式 传 感 器 铁 心 结 构 原 理 图 压 磁 式 测 力 传 感 器 由 硅 钢 片 叠 装 而 成, 片 间 用 环 氧 树 脂 粘 结, 形 成 牢 固 的 铁 心 结 构, 如 图 3-38 所 示 初 级 ( 激 磁 ) 绕 组 与 次 级 ( 测 量 ) 绕 组 互 成 直 角, 并 穿 过 铁 心 孔, 初 级 绕 组 由 正 弦 波 交 流 电 压 激 磁 压 磁 式 测 力 传 感 器 的 基 本 原 理 是 利 用 压 磁 效 应 当 铁 心 不 受 外 力 F 作 用 时, 由 于 铁 心 材 料 磁 性 的 各 向 同 性, 磁 力 线 呈 轴 对 称 分 布, 此 时 磁 力 线 不 与 测 量 绕 组 交 链, 测 量 绕 组 没 有 感 应 电 势, 见 图 3-39a 在 外 力 F( 如 压 力 拉 力 弯 力 扭 力 ) 的 作 用 下, 铁 心 内 部 产 生 了 应 力, 由 此 引 起 铁 心 磁 导 率 发 生 变 化 这 种 由 于 机 械 力 作 用 而 引 起 铁 心 磁 性 变 化 的 物 理 效 应 称 为 压 磁 效 应 应 力 使 磁 力 线 分 布 发 生 变 化, 测 量 绕 组 与 磁 力 线 交 链 而 产 生 感 应 电 势, 该 电 势 与 被 测 力 F 成 正 比, 见 图 3-39b

121 图 3-39 力 线 分 布 情 况 硅 钢 片 叠 成 一 定 的 厚 度 构 成 一 体, 可 以 制 成 不 同 测 量 范 围 的 传 感 器 铁 心 完 整 的 压 磁 式 传 感 器 还 包 括 外 壳 底 座 和 传 力 垫 块 等 当 额 定 载 荷 较 小 且 对 测 量 精 度 要 求 较 高 时, 则 将 压 磁 铁 心 装 入 弹 性 机 架 内, 构 成 一 个 测 力 传 感 器, 如 图 3-40 所 示 弹 性 机 架 能 防 止 侧 向 力 和 扭 力 的 影 响, 被 测 力 通 过 钢 球 以 点 状 方 式 输 入, 测 量 数 据 的 重 复 性 好, 因 此, 这 种 结 构 的 测 力 传 感 器 测 量 精 度 高 额 定 载 荷 为 0.5~10000kN 图 3-40 弹 性 机 架 原 理 图 压 磁 式 测 力 仪 的 主 要 性 能 如 下 : 额 定 载 荷 500N~30000kN 过 载 能 力 200% 基 本 误 差 士 1% 反 应 时 间 ~40ms( 激 磁 频 率 50Hz) 额 定 输 出 10V/10mV 电 源 ~220V(+10%,-15% 50Hz±0.1Hz) 压 磁 式 测 力 仪 的 系 统 方 框 图 如 图 3-41 所 示 图 3-41 压 磁 式 测 力 仪 的 系 统 方 框 图

122 对 压 磁 式 测 力 传 感 器 的 安 装 要 求 是 : (1) 载 荷 必 须 均 匀 分 布 在 整 个 受 压 面 上, 为 此 传 感 器 和 轴 承 座 接 触 面 必 须 平 整, 对 接 触 面 的 机 械 加 工 表 面 不 平 度 要 求 为 小 于 O.01mm, 表 面 粗 糙 度 Ra 为 0.4μm (2) 载 荷 为 点 状 输 入 时, 必 须 在 传 感 器 和 力 作 用 点 之 间 加 传 力 垫 块, 使 载 荷 分 布 均 匀, 传 力 垫 块 要 选 用 硬 度 高 的 材 料, 并 保 证 不 小 于 规 定 的 厚 度 (3) 应 有 防 止 侧 向 力 或 扭 力 作 用 的 机 构, 避 免 接 触 面 滑 移 和 防 止 传 感 器 损 坏 106. 张 力 是 怎 样 测 量 的? 目 前, 单 机 座 冷 轧 机 和 连 续 式 冷 轧 机 大 都 采 用 带 张 力 轧 制 的 方 法 张 力 对 提 高 冷 轧 板 带 生 产 的 产 量 和 质 量 很 有 利, 但 必 须 保 持 张 力 恒 定, 否 则 张 力 变 化 将 引 起 轧 制 压 力 变 化, 使 轧 件 产 生 纵 向 厚 度 不 均, 因 此 必 须 严 格 地 控 制 张 力, 为 此 精 确 测 量 张 力 是 非 常 必 要 的 此 外, 张 力 检 测 也 是 实 现 冷 轧 机 自 动 控 制 的 一 个 重 要 前 提 对 于 不 同 类 型 的 冷 轧 机, 张 力 的 测 量 方 法 也 不 相 同 (1) 单 机 座 冷 轧 机 张 力 测 量 ( 图 3-42) 主 要 有 以 下 两 种 方 法 : 1) 采 用 张 力 传 感 器 ( 如 电 阻 应 变 式 压 磁 式 电 感 式 电 容 式 等 ), 把 它 置 于 张 力 辊 轴 承 的 下 面, 测 出 张 力 辊 承 受 的 压 力, 再 利 用 力 的 平 衡 原 理 计 算 出 张 力 值 图 3-42 测 量 张 力 装 置 示 意 图 1- 轧 件 ;2- 工 作 辊 ;3- 张 力 辊 ;4- 导 向 辊 ;5- 卷 筒 张 力 辊 受 力 情 况 见 图 3-43 张 力 传 感 器 是 垂 直 放 置 的 图 3-43 张 力 辊 受 力 情 况 1- 张 力 辊 ;2- 导 向 辊 ;3- 轴 承 套 ;4- 轴 承 座 ;5- 张 力 传 感 器 张 力 辊 所 受 的 总 压 力 Q 与 带 钢 张 力 T 的 关 系 为 :

123 张 力 辊 在 垂 直 方 向 上 的 分 力 F 为 : 当 张 力 辊 两 端 各 放 一 个 张 力 传 感 器 时, 每 个 传 感 器 测 出 的 力 为 Fo: 则 张 力 T 为 : 若 每 个 张 力 传 感 器 测 得 的 压 力 Fo 为 20kN, 当 张 力 辊 与 导 向 辊 的 安 装 位 置 确 定 后 a 角 也 已 知,a=14 30, 求 张 力 T 因 sin2a=sin29 =O.48481, 则 张 力 T 为 : 2) 通 过 测 量 卷 筒 的 速 度 及 其 扭 矩 计 算 出 张 力 首 先, 要 测 出 卷 取 机 电 机 的 电 流 电 压 和 功 率, 以 及 卷 筒 转 速 卷 筒 直 径 和 带 钢 卷 厚 度 等 数 据, 然 后 按 下 列 步 骤 计 算 出 带 钢 张 力 : 式 中 M 卷 筒 转 轴 所 受 的 扭 矩,N m; N 卷 取 机 电 机 功 率,kW; n 卷 筒 转 轴 转 速,r/min; η 传 动 效 率 ( 包 括 电 机 效 率 ), 取 η=o.8 卷 筒 转 轴 扭 矩 也 可 直 接 贴 电 阻 应 变 片 进 行 测 量, 其 方 法 与 应 变 片 转 矩 测 量 仪 测 定 轧 制 力 矩 方 法 相 同 因 此, 张 力 为 : 式 中 T 带 钢 张 力,N; M 卷 筒 转 轴 所 受 扭 矩,N m; R 卷 筒 半 径,m; h 带 钢 卷 厚 度,m (2) 连 轧 机 张 力 测 量 在 冷 连 轧 机 上, 常 采 用 三 辊 式 张 力 测 量 装 置, 如 图 3-44 所 示 为 了 使 张 力 方 向 固 定, 需 使 轧 件 抬 高, 并 保 持 一 定 的 斜 度, 故 采 用 三 辊 式 张 力 传 感 器 也 安 装 在 张 力 辊 轴 承 座 的 下 面

124 图 3-44 三 辊 式 张 力 测 量 装 置 示 意 图 1- 张 力 辊 ;2 3- 导 向 辊 107. 怎 样 用 电 阻 应 变 式 转 矩 测 量 仪 测 量 轧 制 力 矩? 测 量 转 矩 一 般 是 利 用 弹 性 测 量 轴 扭 轴 把 转 矩 变 换 为 扭 轴 的 扭 转 角 或 扭 转 应 力, 通 过 对 转 角 或 应 力 的 测 量 求 得 转 矩 值 电 阻 应 变 式 转 矩 测 量 仪 的 工 作 原 理 是 : 当 测 量 轴 受 到 转 矩 M 作 用 时, 在 与 轴 线 成 ±45 夹 角 方 向 上 产 生 最 大 应 变, 如 在 此 方 向 上 粘 贴 电 阻 应 变 片, 测 出 其 应 变 值 就 能 测 量 转 矩 的 大 小, 见 图 3-45 电 阻 应 变 式 转 矩 传 感 器 的 原 理 如 图 3-46 所 示 图 3-45 转 矩 测 量 仪 原 理 图 图 3-46 电 阻 应 变 式 转 矩 传 感 器 原 理 示 意 图 因 为 电 阻 应 变 片 是 贴 在 扭 轴 上 的, 所 以 给 应 变 电 桥 供 电 和 从 桥 路 输 出 信 号, 都 必 须 通 过 导 电 滑 环 由 于 应 变 电 桥 的 输 出 电 流 一 般 在 几 至 几 十 微 安, 电 刷 和 滑 环 之 间 接 触 的 变 化 会 带 来 较 大 的 测 量 误 差 为 此, 第 一, 电 刷 和 滑 环 的 接 触 面 积 尽 可 能 大, 如 果 可 能, 一 个 滑 环 与 几 个 电 刷 同 时 接 触 ; 第 二, 接 触 压 力 保 持 在 0.5~1MPa, 不 测 量 时, 压 力 要 解 除 电 阻 应 变 式 转 矩 传 感 器 结 构 较 简 单, 制 造 也 比 较 方 便, 但 由 于 使 用 导 电 滑 环, 振 动 频 率 较 低, 因 此, 不 适 于 在 高 速 旋 转 体 和 扭 轴 振 动 频 率 较 大 的 场 合 进 行 测 量 电 桥 输 出 信 号 可 以 用 动 态 电 阻 应 变 仪 等 测 量 108. 什 么 是 直 流 测 速 发 电 机, 其 用 途 如 何? 直 流 测 速 发 电 机 是 一 种 测 量 转 速 信 号 的 元 件, 发 电 机 的 转 轴 和 被 测 电 动 机 用 连 轴 器 连 接

125 在 一 起, 当 被 测 电 动 机 的 转 速 为 n 时, 激 磁 电 压 Uf 是 不 变 值, 设 主 磁 通 也 不 变, 这 时 测 速 发 电 机 的 电 势 E 则 与 被 测 电 动 机 的 转 速 成 正 比, 即 E=Cen 因 此, 据 测 得 的 电 压 值 便 可 求 出 被 测 电 动 机 的 转 速, 即 相 应 地 把 机 械 转 速 转 换 成 电 气 信 号 实 际 使 用 的 测 量 电 压 仪 表 的 刻 度 即 用 转 / 分 表 示 直 流 测 速 发 电 机 在 结 构 上 与 普 通 小 型 直 流 发 电 机 相 同, 可 分 为 他 激 式 和 永 磁 式 两 种 他 激 式 直 流 测 速 发 电 机 的 定 子 有 主 磁 极, 转 子 有 电 枢 和 换 向 器, 激 磁 绕 组 接 在 直 流 电 源 上, 电 枢 绕 组 作 为 输 出 绕 组 直 流 测 速 发 电 机 的 基 本 工 作 原 理 与 一 般 直 流 发 电 机 相 同 在 恒 定 磁 场 下, 旋 转 电 枢 切 割 主 磁 通, 这 样 电 刷 间 即 有 感 应 电 动 势 在 空 载 情 况 下, 直 流 测 速 发 电 机 的 输 出 电 压 与 其 转 速 成 正 比 在 有 负 载 时, 输 出 电 压 与 转 速 就 不 成 正 比 了, 因 此, 为 了 提 高 测 速 发 电 机 的 线 性 精 度, 一 般 输 出 端 都 接 高 阻 抗 的 负 载 109. 光 电 式 转 速 传 感 器 怎 样 测 速? 如 果 在 转 轴 上 安 装 脉 冲 式 转 速 传 感 器, 就 能 够 取 得 与 转 轴 的 转 速 成 比 例 的 脉 冲 信 号 数, 把 此 脉 冲 信 号 进 行 计 数 或 把 它 变 换 成 电 压 或 电 流 信 号 就 能 测 量 转 轴 的 转 速 由 于 转 速 传 感 器 具 有 结 构 简 单 可 靠 测 量 精 度 高 等 特 点, 所 以 现 在 被 广 泛 使 用 光 电 式 转 速 传 感 器 的 特 点 是 容 易 制 成 每 转 脉 冲 数 高 的 传 感 器 ( 可 作 成 每 转 几 万 脉 冲 的 传 感 器 ), 因 此 分 辨 力 高, 惯 性 矩 小, 对 转 轴 所 附 加 的 负 荷 极 小, 能 够 从 零 转 速 起 始 测 量, 并 能 够 识 别 旋 转 方 向 但 是, 光 电 式 转 速 传 感 器 容 易 受 外 界 条 件 的 影 响 光 电 式 转 速 传 感 器 可 分 成 投 射 式 和 反 射 式 两 类 (1) 投 射 式 光 电 转 速 传 感 器 传 感 器 的 作 用 原 理 如 图 3-47 所 示 读 数 盘 具 有 与 测 量 盘 相 同 间 距 的 缝 隙, 当 测 量 盘 转 动 时, 每 转 过 一 条 缝 隙, 从 光 源 射 到 光 敏 元 件 上 的 光 线 产 生 一 次 明 暗 变 化, 这 样 光 敏 元 件 便 感 光 一 次, 输 出 电 流 发 生 一 个 周 期 的 变 化, 经 脉 冲 变 换 电 路 输 出 一 个 脉 冲 信 号 SZGB 型 投 射 式 光 电 转 速 传 感 器 有 单 向 和 可 逆 的 两 种, 每 转 脉 冲 数 为 20~500, 最 高 工 作 频 率 lokhz, 最 高 转 速 10000r/min, 工 作 环 境 温 度 -10~+50, 输 出 示 波 脉 冲 信 号 图 3-47 投 射 式 光 电 转 速 传 感 器 原 理 图 1- 光 源 ;2- 透 镜 ;3- 测 量 盘 ;4- 读 数 盘 ;5- 光 敏 元 件 (2) 反 射 式 光 电 转 速 传 感 器 反 射 式 光 电 转 速 传 感 器 的 结 构 原 理 如 图 3-48 所 示 在 被 测

126 转 轴 上 设 有 反 射 记 号, 由 光 源 发 出 的 光 线, 经 透 镜 2 聚 焦, 再 通 过 半 透 膜, 一 部 分 光 线 透 过 半 透 膜, 一 部 分 光 线 由 半 透 膜 反 射 经 透 镜 3 后 入 射 到 被 测 转 轴 上 当 被 测 轴 转 动 时, 投 射 到 轴 上 的 光 点 经 过 反 射 记 号, 反 射 率 发 生 很 大 变 化, 反 射 率 大 时, 反 射 光 线 经 透 镜 3 半 透 膜 和 透 镜 5 投 射 到 光 敏 元 件 上, 使 光 敏 元 件 感 光 ; 反 射 率 小 时, 几 乎 没 有 反 射 光 线, 光 敏 元 件 就 不 感 光, 这 样 光 点 经 过 一 个 反 射 记 号, 光 敏 元 件 感 光 变 化 一 次, 发 出 一 个 电 脉 冲 信 号, 对 信 号 进 行 计 数 就 能 够 测 定 被 测 轴 的 转 速 图 3-48 反 射 式 光 电 转 速 传 感 器 原 理 图 1- 光 源 ; 透 镜 ;4- 半 透 膜 ;6- 光 敏 元 件 ;7- 转 轴 ;8- 反 射 记 号 反 射 式 光 电 转 速 传 感 器 能 进 行 离 线 接 触 测 量, 对 被 测 轴 不 增 加 负 载, 而 且 使 用 比 较 方 便 但 反 射 光 的 强 度 较 投 射 式 的 要 弱, 因 此, 输 出 信 号 需 要 进 行 放 大 整 形, 然 后 采 用 数 字 或 模 拟 的 形 式 显 示 出 来 SZGB-ll 型 反 射 式 光 电 转 速 传 感 器 要 求 被 测 直 径 大 于 3mm, 测 量 转 速 范 围 30~480000r /min, 使 用 环 境 温 度 O~40, 输 出 信 号 幅 度 不 小 于 8V 110. 什 么 叫 模 拟 式 电 子 转 速 表 和 数 字 式 电 子 转 速 表? (1) 模 拟 式 电 子 转 速 表 从 光 电 式 转 速 传 感 器 或 磁 电 式 转 速 传 感 器 得 到 的 脉 冲 信 号, 可 以 通 过 图 3-49 所 示 的 模 拟 式 电 子 转 速 表 把 被 测 转 速 指 示 出 来 转 速 传 感 器 输 出 的 脉 冲 信 号 经 放 大 和 整 形 后 变 换 成 具 有 一 定 幅 度 和 宽 度 的 脉 冲 信 号 对 此 脉 冲 信 号 积 分 后 输 出 与 脉 冲 频 率 成 比 例 的 直 流 电 压 信 号, 由 指 示 电 表 直 接 读 取 转 速 值 图 3-49 模 拟 式 电 子 转 速 表 方 框 图 这 种 转 速 表 与 测 速 发 电 机 不 同, 因 为 它 的 输 入 信 号 是 与 转 速 成 正 比 的 频 率 信 号, 其 测 量 精 度 取 决 于 指 示 表 的 精 度, 同 时 它 还 能 输 出 线 性 较 好 的 记 录 信 号 由 于 这 些 特 点, 模 拟 式 电 子 转 速 表 用 得 很 广 (2) 数 字 式 电 子 转 速 表 因 为 从 光 电 式 转 速 传 感 器 或 磁 电 式 转 速 传 感 器 得 到 的 脉 冲 信 号 的 频 率 与 被 测 轴 的 转 速 成 比 例, 因 此 可 用 测 频 率 的 方 法 来 测 量 转 速 在 电 子 计 数 器 内 部 设 有 正 确 的 基 准 时 间 信 号 发 生 器, 进 行 计 数 控 制 数 字 式 转 速 表 的 原 理 方 框 图 如 图 3-50 所 示

127 图 3-50 数 字 式 转 速 表 方 框 图 由 转 速 传 感 器 输 出 的 频 率 信 号 经 放 大 整 形 变 为 方 波 输 入 到 门 电 路, 另 外, 从 基 准 时 间 信 号 发 生 器 得 到 的 时 基 信 号 通 过 门 控 电 路 决 定 测 定 时 间, 在 测 定 时 间 内 计 数 门 开 放, 对 传 感 器 信 号 进 行 计 数, 计 数 结 果 用 数 字 显 示, 如 此 自 动 反 复 测 量 基 准 时 间 信 号 发 生 器 使 用 石 英 晶 体 振 荡 器, 其 误 差 可 以 忽 略 测 量 结 果 以 数 字 形 式 显 示, 读 数 误 差 小, 如 果 测 定 时 间 短, 就 可 以 测 量 转 速 的 瞬 时 变 化 由 于 这 些 特 点, 数 字 式 电 子 转 速 表 得 到 了 广 泛 的 应 用 五 冷 带 钢 厚 度 控 制 111. 冷 带 钢 厚 度 波 动 的 原 因 有 哪 些? 冷 带 钢 厚 度 的 波 动 主 要 起 因 于 轧 制 压 力 的 波 动, 而 影 响 轧 制 压 力 波 动 的 原 因 是 多 方 面 的 (1) 带 钢 方 面 的 原 因 带 钢 的 化 学 成 分 和 组 织 不 均 匀 轧 制 速 度 的 变 化 等 都 对 带 钢 厚 度 的 变 化 有 很 大 影 响, 如 冷 带 钢 的 焊 缝 及 热 影 响 区 硬 度 的 增 大 和 组 织 性 能 的 不 均 等 冷 轧 坯 料 尺 寸 变 化 的 影 响 坯 料 宽 度 不 均 将 引 起 轧 制 压 力 和 轧 机 弹 跳 的 变 化 ; 坯 料 厚 度 变 化 则 使 实 际 压 下 量 产 生 波 动, 也 引 起 轧 制 压 力 和 弹 跳 的 变 化 轧 后 的 板 厚 变 化 必 然 比 轧 前 的 板 厚 变 化 要 小, 但 很 难 完 全 消 除 轧 机 的 刚 度 愈 小, 则 愈 不 容 易 消 除 轧 制 前 的 厚 度 不 均 因 此, 为 了 提 高 冷 轧 产 品 的 厚 度 精 度, 要 求 坯 料 的 尺 寸 公 差 要 尽 可 能 小 (2) 轧 机 方 面 的 原 因 轧 辊 的 热 膨 胀 轧 辊 的 磨 损 轧 辊 的 偏 心 运 转 等 也 会 造 成 带 钢 厚 度 的 波 动 这 些 因 素 都 是 在 压 下 螺 丝 位 置 不 变 的 情 况 下 使 实 际 辊 缝 发 生 变 化, 从 而 使 轧 出 的 带 钢 厚 度 产 生 波 动 (3) 轧 制 工 艺 方 面 的 原 因 冷 轧 轧 制 时 带 钢 前 后 张 力 的 变 化 轧 制 速 度 的 变 化 摩 擦 系 数 的 波 动 等 也 是 造 成 厚 度 波 动 的 原 因 带 钢 在 穿 带 和 抛 钢 时, 带 钢 头 部 和 尾 部 所 受 张 力 是 突 然 增 大 和 突 然 消 失 的 带 钢 张 力 的 变 化 改 变 了 金 属 变 形 抗 力, 引 起 轧 制 压 力 的 波 动, 使 带 钢 头 部 和 尾 部 出 现 两 个 厚 度 增 大 的 区 段, 造 成 带 钢 切 头 切 尾 损 失 增 加 轧 制 速 度 变 化 ( 冷 连 轧 是 以 低 速 穿 带 高 速 轧 制 减 速 抛 钢 进 行 操 作 的 ) 使 金 属 变 形 抗 力 变 化, 或 者 速 度 变 化 影 响 油 膜 轴 承 的 油 膜 厚 度 变 化, 从 而 改 变 轧 制 压 力 和 实 际 辊 缝 速 度 增 大 使 油 膜 增 厚, 压 下 量 加 大, 因 而 使 带 钢 变 薄 速 度 变 化 对 冷 轧 时 摩 擦 系 数 的 影 响 也 十 分 显 著 速 度 增 加 使 摩 擦 系 数 减 小, 即 使 轧 制 压 力 减 小 112. 什 么 叫 轧 机 刚 度? (1) 轧 机 弹 跳 和 刚 度 在 轧 制 过 程 中, 轧 件 的 变 形 抗 力 通 过 轧 辊 和 轧 辊 轴 承 压 下 螺 丝 等 最 后 传 给 机 架 从 轧 辊 到 机 架 这 一 系 列 受 力 部 件 都 要 产 生 一 定 量 的 弹 性 变 形 这 些 受 力 部 件 的 弹 性 变 形 的 总 和, 最 终 都 使 轧 辊 辊 缝 增 大, 如 图 3-51 所 示 设 轧 辊 原 始 辊 缝 为 So, 在 轧 制 过 程 中, 由 于 轧 制 力 的 作 用, 轧 机 受 力 部 件 产 生 弹 性 变

128 形, 使 轧 出 的 轧 件 厚 度 h 将 大 于 So, 两 者 之 差 (f), 即 辊 缝 增 大 量 ( 轧 机 总 变 形 ) 称 为 轧 机 弹 跳, 其 关 系 可 表 示 如 下 : F=h 一 So 式 中 f 轧 辊 弹 跳,mm; h 轧 件 出 口 厚 度,mm; So 轧 辊 开 口 度 ( 原 始 辊 缝 值 ), 在 轧 辊 预 压 靠 情 况 下,So 可 为 负 值 图 3-51 轧 机 弹 跳 轧 机 的 弹 跳 是 由 轧 机 的 弹 性 变 形 引 起 的, 其 总 变 形 可 达 几 个 毫 米, 它 包 括 机 架 轧 辊 系 统 以 及 压 下 系 统 的 弹 性 变 形, 其 中, 轧 辊 变 形 占 总 变 形 量 的 40%~70% 表 示 轧 机 弹 性 变 形 与 轧 制 压 力 之 间 关 系 的 曲 线 称 为 轧 机 的 弹 性 曲 线 如 图 3-52 所 示, 轧 制 压 力 越 大, 则 轧 机 钓 弹 性 变 形 也 越 大. 图 3-52 轧 机 的 弹 性 变 形 曲 线 由 图 3-52 可 见, 轧 机 的 弹 性 曲 线 并 不 完 全 是 一 条 直 线, 在 弹 性 曲 线 的 起 始 段 不 是 直 线, 而 是 一 小 段 曲 线, 这 是 由 于 轧 机 各 部 件 之 间 存 在 着 一 定 的 间 隙 和 接 触 不 均 匀 之 故 随 着 轧 制 压 力 的 增 加, 弹 性 曲 线 的 斜 率 逐 渐 增 大 当 轧 制 压 力 增 大 到 一 定 数 值 后, 弹 性 曲 线 可 近 似 地 看 成 是 一 条 直 线 实 际 生 产 中, 轧 机 大 多 工 作 在 弹 性 曲 线 的 直 线 段 范 围 内, 因 此, 通 常 将 直 线 部 分 的 斜 率 称 为 轧 机 的 刚 度 系 数 K, 或 称 为 轧 机 模 数 轧 机 刚 度 系 数 K 可 用 下 式 表 示 : 式 中 K 轧 机 刚 度 系 数,N/mm;

129 ΔP 弹 性 曲 线 直 线 部 分 的 轧 制 压 力 的 变 化 量,N; f 弹 性 曲 线 直 线 部 分 的 机 座 弹 性 变 形 的 变 化 量,mm 轧 机 刚 度 系 数 的 物 理 意 义 是 指 轧 机 工 作 机 座 抵 抗 弹 性 变 形 的 能 力 的 大 小, 即 当 轧 机 产 生 单 位 (1mm) 弹 性 变 形 时 所 需 要 的 轧 制 压 力 的 大 小, 此 力 越 大, 则 刚 度 系 数 越 大 ( 即 弹 性 曲 线 越 陡 ), 表 明 轧 机 刚 度 越 大, 而 轧 机 弹 性 变 形 就 越 小 通 俗 地 说, 轧 机 刚 度 系 数 K 即 表 示 轧 机 工 作 机 座 的 软 硬 程 度 (2) 轧 机 纵 向 刚 度 和 横 向 刚 度 图 3-53 示 出 了 工 作 机 座 的 弹 性 变 形 情 况 在 轧 件 进 入 轧 辊 之 前 轧 辊 的 开 口 度 ( 原 始 辊 缝 ) 为 So( 如 图 虚 线 所 示 ); 当 轧 件 进 入 轧 辊 后, 在 轧 制 压 力 的 作 用 下, 工 作 机 座 产 生 了 弹 性 变 形 厂, 使 辊 缝 加 大, 弹 性 变 形 的 结 果, 使 两 轧 辊 轴 线 产 生 相 对 平 移, 使 实 际 压 下 量 减 小, 带 钢 出 口 厚 度 大 于 原 始 辊 缝 值, 影 响 带 钢 纵 向 厚 度 轧 机 工 作 机 座 抵 抗 纵 向 弹 性 变 形 的 能 力 大 小 称 为 轧 机 纵 向 刚 度, 简 称 轧 机 刚 度 图 3-53 工 作 机 座 变 形 示 意 图 在 轧 制 压 力 作 用 下, 轧 辊 还 会 产 生 弯 曲 变 形, 轧 辊 呈 凹 形 ( 假 设 轧 辊 为 平 辊 ) 由 于 轧 辊 的 弯 曲 变 形, 带 钢 沿 宽 度 方 向 厚 度 不 均, 即 出 现 横 向 厚 差 轧 机 抵 抗 横 向 弹 性 变 形 的 能 力 大 小 称 为 轧 机 的 横 向 刚 度 带 钢 沿 宽 度 方 向 产 生 的 横 向 厚 度 偏 差, 一 般 是 通 过 合 理 的 辊 形 设 计 辊 形 调 整 装 置 等 来 控 制 的 113. 怎 样 测 定 轧 机 刚 度, 其 有 何 意 义? 轧 机 刚 度 是 可 以 通 过 公 式 计 算 求 得 的, 但 是 由 于 轧 机 中 各 部 件 的 形 状 和 受 力 情 况 比 较 复 杂, 再 加 上 各 部 件 的 接 触 面 间 存 在 着 间 隙, 因 此, 目 前 轧 机 刚 度 只 能 是 近 似 的 计 算 最 可 靠 的 办 法 是 通 过 对 现 有 轧 机 的 实 测, 以 求 得 其 刚 度 轧 机 刚 度 的 实 测 方 法 主 要 有 轧 板 法 和 调 节 压 下 螺 丝 法 两 种 (1) 轧 板 法 此 法 又 可 分 为 固 定 辊 缝 和 改 变 辊 缝 两 种 方 法 固 定 辊 缝 轧 板 法 : 预 先 固 定 轧 辊 辊 缝, 然 后 将 宽 度 相 同 而 不 同 厚 度 的 轧 件 依 次 送 入 轧 辊 中 轧 制, 同 时 测 出 每 一 道 次 的 轧 制 压 力 和 轧 出 的 轧 件 厚 度 求 出 该 道 次 的 轧 机 弹 跳 值, 以 轧 制 力 P 为 纵 坐 标, 以 轧 后 带 钢 厚 度 h 与 原 始 辊 缝 So 之 差 ( 轧 机 弹 跳 值 ) 为 横 坐 标, 绘 出 轧 机 的 弹 性 曲 线, 曲 线 的 斜 率 即 为 轧 机 的 刚 度 系 数 K, 即

130 改 变 辊 缝 轧 板 法 : 固 定 轧 件 厚 度 和 宽 度, 改 变 辊 缝, 以 轧 出 不 同 厚 度 的 轧 件 同 样 测 出 每 一 道 次 的 轧 制 力 和 轧 出 的 轧 件 厚 度 求 出 该 道 次 的 轧 机 弹 跳 值, 作 出 弹 性 曲 线, 求 得 轧 机 刚 度 系 数 用 轧 板 法 测 定 刚 度, 可 得 到 与 轧 制 条 件 相 符 合 的 轧 机 刚 度 系 数 其 方 法 最 简 单, 适 合 于 各 种 轧 机, 特 别 是 中 小 轧 机 在 采 用 轧 板 法 测 定 刚 度 时, 应 注 意 正 确 确 定 原 始 辊 缝, 因 为 工 作 机 座 各 零 部 件 之 间 存 在 着 间 隙, 而 这 种 间 隙 随 条 件 的 不 同 会 有 所 变 化 当 直 接 测 定 辊 缝 时, 要 注 意 消 除 产 生 间 隙 的 影 响, 可 采 用 压 铅 方 法 来 测 量 辊 缝 铅 是 很 软 的 金 属, 压 出 的 铅 块 厚 度 即 为 原 始 辊 缝 当 采 用 压 下 装 置 的 压 下 电 子 仪 显 示 辊 缝 时, 要 以 一 个 适 当 的 小 预 压 紧 力, 达 到 消 除 间 隙 的 位 置 为 零 位 (2) 调 节 压 下 螺 丝 法 大 型 轧 机 的 压 下 装 置, 采 用 调 节 压 下 螺 丝 法 比 较 方 便 该 方 法 不 进 行 轧 制, 让 工 作 辊 直 接 压 靠, 一 面 旋 转 轧 辊, 一 面 调 节 压 下 螺 丝, 同 时 记 录 压 下 调 节 量 和 相 对 应 的 压 力 压 下 螺 丝 开 始 压 靠 的 移 动 量 即 为 此 压 力 时 的 机 座 总 变 形 量 根 据 压 下 调 节 量 与 压 下 作 用 力 之 间 的 关 系, 作 出 轧 机 弹 性 曲 线 采 用 这 种 方 法, 可 以 从 小 负 荷 到 最 大 负 荷 进 行 连 续 测 定 为 了 使 调 节 压 下 螺 丝 法 与 轧 制 情 况 更 接 近, 也 可 不 转 动 轧 辊, 而 在 工 作 辊 之 间 夹 人 一 块 冷 态 钢 板 或 铝 板, 板 宽 与 轧 件 宽 度 相 对 应, 不 断 调 节 压 下 螺 丝, 求 出 压 下 调 节 量 与 压 下 作 用 力 之 间 的 关 系, 作 出 弹 性 曲 线 注 意 压 下 调 节 量 要 减 去 所 夹 板 的 压 下 量 图 3-54 为 某 厂 1200mm 四 辊 冷 轧 机 机 架 的 弹 性 曲 线, 其 中, 曲 线 1 为 实 测 曲 线, 曲 线 2 为 计 算 曲 线 图 3 55 则 为 该 轧 机 轧 制 不 同 宽 度 的 轧 件 时 的 机 架 弹 性 曲 线 由 图 可 见, 轧 件 越 窄, 轧 机 的 刚 度 系 数 越 小 表 3-39 列 出 了 一 些 冷 轧 机 的 刚 度 系 数 图 3-54 某 厂 1200mm 四 辊 冷 轧 机 机 架 的 弹 性 曲 线 1- 实 测 曲 线 ;2- 计 算 曲 线

131 图 3-55 某 厂 1200mm 四 辊 冷 轧 机 轧 制 不 同 宽 度 轧 件 时 的 机 架 弹 性 曲 线 l- 轧 辊 预 压 靠 时 ;2- 轧 件 宽 度 为 900mm 时 ;3- 轧 件 宽 度 为 750mm 时 ; 4- 轧 件 宽 度 为 500mm 时 ;5- 轧 件 宽 度 为 300mm 时 表 3-39 冷 轧 机 的 刚 度 系 数 轧 机 类 型 轧 辊 尺 寸 轧 制 力 牌 坊 立 柱 断 面 刚 度 系 数 / 轧 材 板 厚 /mm /mm mm /kn 积 /cm 2 kn mm-1 坯 料 成 品 四 辊 可 逆 φ650/φ 铝 带 6~8 O.5~4 式 冷 轧 机 2800 偏 八 辊 轧 机 φ210/φ 带 钢 1.5~4.5 O.25~3 四 辊 可 逆 式 冷 轧 机 四 辊 五 机 架 冷 连 轧 机 四 辊 不 可 逆 式 箔 材 轧 机 四 辊 六 机 架 冷 连 轧 机 φ250/φ 铜 带 φ6lo/φ 带 钢 1.5~ 6 O.2~ φ230/φ 铝 箔 O.5~O ~ φ584/φ 带 钢 2.3 O 六 辊 冷 轧 机 φ28/φ ~ 120 铜 O.3 O.02 十 二 辊 罗 恩 φ(42-32) 680 各 种 2.O O.1 型 可 逆 轧 机 260, φ93 260, φ 带 材 二 十 辊 森 吉 米 尔 轧 机 φ80 140, 支 撑 辊 φ 带 钢 O.152 轧 机 刚 度 是 表 征 一 台 轧 机 结 构 性 能 的 重 要 参 数, 因 此, 了 解 和 实 测 轧 机 的 刚 度 具 有 重 要

132 的 意 义 (1) 保 证 成 品 尺 寸 精 度 对 于 带 钢 冷 轧 机 来 说, 轧 机 刚 度 是 反 映 一 台 轧 机 所 能 获 得 轧 制 精 度 的 一 个 重 要 指 标 轧 机 刚 度 越 大, 轧 机 的 弹 性 变 形 就 越 小, 由 轧 机 弹 性 变 形 所 引 起 的 轧 件 厚 度 波 动 值 就 越 小 显 而 易 见, 增 大 轧 机 刚 度 有 利 于 减 小 轧 件 厚 度 偏 差, 提 高 所 轧 产 品 的 尺 寸 精 度 (2) 为 厚 度 控 制 提 供 可 靠 的 依 据 如 果 忽 略 轧 件 轧 出 后 的 弹 性 恢 复, 那 么, 轧 件 出 口 厚 度 h 与 轧 机 刚 度 K 轧 制 力 P 和 辊 缝 So 之 间 的 关 系 如 下 : 由 上 式 可 知, 若 已 知 轧 机 刚 度 K, 则 可 求 出 某 一 轧 制 力 P 下, 轧 机 产 生 的 弹 性 变 形 的 大 小, 从 而 可 求 出 为 获 得 轧 件 出 口 厚 度 为 h 时 所 必 需 的 轧 辊 开 口 度 So, 这 样 就 为 人 工 调 节 轧 辊 原 始 辊 缝 或 进 一 步 实 现 带 钢 厚 度 自 动 控 制 提 供 了 可 靠 的 数 据 114. 影 响 轧 机 刚 度 的 因 素 有 哪 些? 轧 机 刚 度 是 轧 机 弹 性 曲 线 上 任 意 点 的 斜 率, 即 轧 机 刚 度 系 数 K 可 用 下 式 表 示 : 式 中 ΔP 轧 制 力 的 变 化 量,N; f 机 座 变 形 的 变 化 量,mm 轧 机 的 刚 度 系 数 不 仅 是 轧 机 结 构 所 固 有 的 特 性, 而 且 和 轧 制 条 件 有 关 不 同 的 轧 制 速 度 和 轧 材 宽 度, 均 使 轧 机 刚 度 系 数 有 所 变 化 图 3-56 示 出 在 不 同 的 轧 辊 圆 周 速 度 条 件 下, 用 调 节 压 下 螺 丝 法 所 测 得 的 轧 机 弹 性 曲 线 由 图 可 知, 轧 机 刚 度 系 数 受 轧 辊 速 度 的 影 响 较 大 图 3-56 由 轧 辊 圆 周 速 度 的 不 同 引 起 的 弹 性 曲 线 的 变 化 工 作 辊 与 轧 件 之 间 产 生 的 接 触 变 形 决 定 于 单 位 板 宽 上 的 轧 制 力 另 外, 轧 件 宽 度 的 改 变, 从 工 作 辊 传 给 支 撑 辊 的 轧 制 力 沿 宽 度 的 分 布 发 生 变 化, 使 接 触 变 形 量 发 生 变 化, 从 而 引 起 轧 辊 弯 曲 变 形 也 将 发 生 变 化 因 此 轧 件 宽 度 会 影 响 轧 机 的 刚 度 系 数 板 宽 越 窄, 轧 机 刚 度 系 数 就 越 小 板 宽 b 对 刚 度 系 数 的 影 响 一 般 可 写 成 ( 图 3-57): 式 中 L 轧 辊 辊 身 长 度 ; b 轧 件 宽 度 ;

133 KL 用 预 压 靠 法 得 到 的 刚 度 系 数, 即 b=l 时 的 刚 度 系 数 ; Kb 宽 度 为 b 时 的 刚 度 系 数 ; β 宽 度 对 刚 度 系 数 的 影 响 系 数 图 3-57 轧 件 宽 度 对 轧 机 刚 度 的 影 响 115. 怎 样 粗 略 估 算 轧 机 刚 度? 轧 机 工 作 机 座 的 弹 性 变 形 由 以 下 几 部 分 组 成 : (1) 轧 辊 辊 系 的 弹 性 变 形 fl 四 辊 轧 机 轧 辊 辊 系 的 弹 性 变 形 包 括 3 部 分 : 支 撑 辊 的 弯 曲 变 形 f11 工 作 辊 与 支 撑 辊 间 的 弹 性 压 扁 变 形 f12 和 工 作 辊 与 轧 件 问 的 弹 性 压 扁 变 形 f13 即 轧 辊 辊 系 的 总 变 形 为 : 对 于 二 辊 轧 机, 则 无 f12 这 一 项 (2) 轧 辊 轴 承 的 变 形 f2 滚 动 轴 承 的 弹 性 变 形 可 以 计 算, 而 动 压 液 体 摩 擦 轴 承 的 油 膜 厚 度 是 随 轧 辊 运 转 速 度 变 化 而 变 化 的, 此 油 膜 厚 度 将 影 响 辊 缝 变 化, 即 影 响 轧 机 的 刚 度 可 通 过 自 动 控 制 系 统 对 轧 机 进 行 速 度 补 偿, 来 消 除 油 膜 厚 度 变 化 对 辊 缝 的 影 响 因 此, 在 进 行 轧 机 刚 度 计 算 时, 可 不 考 虑 油 膜 变 化 的 影 响 (3) 牌 坊 的 弹 性 变 形 f3 牌 坊 在 垂 直 方 向 的 变 形 会 使 辊 缝 变 化, 影 响 轧 制 精 度, 故 要 考 虑 (4) 压 下 系 统 的 弹 性 变 形 f4 对 于 电 动 压 下 装 置, 影 响 轧 辊 辊 缝 的 弹 性 变 形 包 括 压 下 螺 丝 和 压 下 螺 母 的 压 缩 变 形 以 及 螺 纹 螺 牙 的 弯 曲 变 形 3 部 分 (5) 轴 承 座 的 弹 性 变 形 f5 (6) 止 推 垫 上 垫 板 下 垫 板 和 测 压 头 等 零 件 的 弹 性 压 缩 变 形 f6 (7) 压 力 调 心 垫 板 的 接 触 变 形 f7 工 作 机 座 在 垂 直 方 向 的 总 变 形 为 各 部 分 变 形 之 和 : 在 给 定 不 同 的 轧 制 压 力, 分 别 求 得 与 其 对 应 的 变 形 量 后, 就 可 作 出 轧 机 工 作 机 座 的 刚 度 特 性 曲 线, 此 曲 线 的 斜 率 即 为 轧 机 的 刚 性 系 数 K 上 述 的 工 作 机 座 各 部 分 弹 性 变 形 的 计 算 是 比 较 麻 烦 的 从 轧 机 各 部 分 变 形 的 计 算 结 果 可 以 看 出 : 轧 辊 辊 系 的 变 形 量 最 大, 占 总 变 形 的 40%~50%; 牌 坊 的 变 形 约 占 总 变 形 的 12%~ 16%; 轧 辊 轴 承 的 变 形 占 总 变 形 的 10%~15%; 压 下 系 统 变 形 占 总 变 形 的 6%~8%; 其 余

134 的 变 形 约 占 总 变 形 的 15%~20% 根 据 现 有 的 某 些 轧 机 的 刚 度 系 数 统 计, 可 得 到 如 图 3-58 所 示 的 轧 机 刚 度 与 支 撑 辊 直 径 的 关 系 可 以 看 出 : 随 着 支 撑 辊 直 径 的 增 大, 轧 机 刚 度 系 数 也 增 大 图 3-58 各 种 轧 机 刚 度 系 数 K 与 支 撑 辊 直 径 D 的 关 系 曲 线 小 型 轧 机 K=0.3Dz(Dz 以 mm 为 单 位 ); 对 于 支 撑 辊 直 径 为 1200~1400mm 的 大 型 冷 轧 机 K=(O.3~0.4)Dz 图 3-59 表 示 了 某 一 四 辊 冷 轧 机 的 轧 机 刚 度 系 数 K 与 支 撑 辊 直 径 和 辊 身 长 度 的 关 系, 这 些 曲 线 是 通 过 计 算 得 到 的 轧 机 的 主 要 特 征 尺 寸 : 支 撑 辊 直 径 与 工 作 辊 直 径 之 比 为 2.5; 机 架 主 柱 厚 度 为 745mm; 机 架 主 柱 宽 度 为 760mm; 压 下 螺 丝 直 径 为 458mm 图 3-59 四 辊 冷 轧 机 的 轧 机 刚 度 系 数 K 与 支 撑 辊 直 径 Dz 和 辊 身 长 度 Lz 的 关 系 116 什 么 叫 轧 机 可 变 刚 度, 生 产 中 为 什 么 需 要 轧 机 刚 度 可 变? 对 于 制 造 好 的 一 台 轧 机 来 说, 轧 机 的 结 构 确 定 后, 轧 机 固 有 的 刚 度 K 是 基 本 不 变 的, 或 者 说, 在 较 小 范 围 内 变 化 ( 如 轧 件 宽 度 变 化 的 影 响 ), 把 轧 机 固 有 的 刚 度 称 为 轧 机 自 然 刚 度

135 在 液 压 压 下 轧 机 中, 由 于 液 压 压 下 具 有 调 节 速 度 快 反 应 灵 敏 等 优 点, 因 轧 制 压 力 等 因 素 的 波 动 而 产 生 的 轧 机 弹 性 变 形 可 随 时 得 到 调 整 补 偿 生 产 中, 对 于 因 坯 料 厚 度 波 动 或 其 力 学 性 能 不 均 等 因 素 所 引 起 的 板 厚 偏 差, 要 求 轧 机 刚 度 愈 大 愈 好, 刚 度 愈 大, 则 出 口 板 厚 偏 差 愈 小 所 谓 的 恒 辊 缝 轧 制, 即 轧 出 的 板 材 厚 度 保 持 恒 定 不 变, 这 相 当 于 轧 机 具 有 无 限 大 的 刚 度 K( 辊 缝 没 有 变 化 ) 实 际 上 辊 缝 是 在 不 断 地 变 化, 通 过 自 动 控 制 系 统 不 断 调 节 液 压 压 下, 消 除 轧 机 的 全 部 弹 性 变 形, 使 带 钢 出 口 厚 度 不 变 由 此 引 出 了 一 个 轧 机 的 可 变 刚 度 Kc 的 概 念 生 产 中, 采 用 恒 辊 缝 控 制 时, 虽 然 可 以 完 全 消 除 轧 件 的 纵 向 厚 度 差, 但 由 于 轧 制 压 力 急 剧 增 大, 轧 辊 的 弯 曲 变 形 较 大, 故 带 钢 的 板 形 较 差 当 轧 机 当 量 刚 度 较 小 时, 则 可 获 得 较 好 的 板 形, 而 带 钢 的 厚 度 偏 差 较 大 因 此, 对 冷 连 轧 机 来 说, 我 们 希 望 各 机 架 的 刚 度 系 数 是 可 变 的, 例 如, 对 于 连 轧 机 第 一 二 机 架, 希 望 轧 机 刚 度 大, 这 样 容 易 消 除 坯 料 厚 度 偏 差, 而 最 终 机 架 则 要 求 轧 机 刚 度 小 些, 这 样 更 有 利 于 控 制 板 形 所 谓 轧 机 可 变 刚 度, 是 利 用 不 同 的 辊 缝 改 变 量 去 抵 消 因 轧 制 压 力 所 引 起 的 轧 机 弹 性 变 形 的 一 部 分 或 全 部, 这 就 相 当 于 轧 机 刚 度 可 变 可 变 刚 度 Kc 可 由 以 下 公 式 求 得 轧 机 弹 跳 方 程 式 为 : 压 下 调 节 满 足 下 式 要 求 : 代 人 弹 跳 方 程 式 得 : 由 此 求 得 轧 机 的 可 变 刚 度 为 : 补 P207, 第 一 行 式 中 K 轧 机 的 自 然 刚 度 系 数 ; C 调 节 系 数 从 上 式 可 知, 改 变 调 节 系 数 C 的 大 小, 就 可 以 改 变 可 变 刚 度 Kc, 实 现 不 同 的 控 制 方 法 ( 图 3-60): (1) 恒 辊 缝 控 制 当 C=1 时,Kc=, 即 轧 机 的 可 变 刚 度 为 无 限 大 ( 最 硬 ), 轧 辊 辊 缝 的 调 整 量 完 全 补 偿 了 机 座 的 弹 性 变 形 波 动 量, 轧 出 带 材 厚 度 h 保 持 恒 定, 轧 制 过 程 工 作 点 始 终 在 Kc= 这 条 线 ( 直 线 1) 上 (2) 当 0<C<1 时, 可 变 刚 度 Kc 大 于 轧 机 自 然 刚 度 K, 这 是 硬 特 性 控 制, 轧 辊 辊 缝 调 整 量 只 能 补 偿 部 分 的 机 座 弹 性 变 形 波 动 量 ( 直 线 2) (3) 当 C=0 时,Kc=K, 即 轧 机 可 变 刚 度 等 于 轧 机 的 自 然 刚 度 轧 制 过 程 中 压 下 不 进 行 调 节, 轧 辊 原 始 辊 缝 So 恒 定, 轧 制 过 程 的 工 作 点 始 终 在 自 然 刚 度 曲 线 K( 直 线 3) 上 (4) 当 C<0 时, 可 变 刚 度 Kc 小 于 轧 机 刚 度 系 数 K, 这 是 软 特 性 控 制 ( 直 线 4), 轧 辊 辊 缝

136 调 整 方 向 与 机 座 弹 性 变 形 量 的 方 向 相 同 (5), 恒 压 力 控 制 当 C=- 时,Kc=O, 即 轧 机 的 可 变 刚 度 为 零 ( 最 软 ), 以 保 证 轧 制 过 程 中 轧 制 压 力 恒 定, 轧 制 过 程 的 工 作 点 始 终 保 持 在 Kc=O 这 一 条 线 ( 直 线 5) 上 ; 实 现 轧 制 力 恒 定 控 制 由 图 可 见, 采 用 恒 压 力 控 制 时, 并 不 调 整 由 于 坯 料 厚 度 偏 差 所 形 成 的 带 钢 偏 差 此 时, 带 钢 的 板 形 最 好 图 3-60 轧 机 当 量 刚 度 系 数 可 变 时 的 P-H 图 1- 恒 辊 缝 控 制 ;2- 硬 特 性 控 制 ;3- 恒 定 原 始 辊 缝 控 制 ;4- 软 特 性 控 制 ;5- 恒 压 力 控 制 恒 压 力 控 制 一 般 用 在 平 整 机 操 作 上, 以 改 善 轧 件 的 板 形 117. 什 么 是 轧 件 的 塑 性 曲 线 和 塑 性 方 程 式? 轧 制 力 与 轧 件 的 轧 制 条 件 和 受 力 状 态 等 各 种 因 素 有 关 轧 制 力 可 用 下 式 表 示 : 式 中 p 单 位 压 力,MPa; F 接 触 面 积,mm 2 ; B 轧 件 宽 度,mm; R 轧 辊 半 径,mm; H 轧 件 轧 前 厚 度,mm; h 轧 件 轧 后 厚 度,mm; nσ 应 力 状 态 系 数, 与 摩 擦 系 数 及 变 形 速 度 有 关 ; σ 变 形 阻 力, 与 化 学 成 分 变 形 程 度 张 力 等 有 关 当 上 式 中 除 轧 件 轧 后 厚 度 h 外 的 所 有 参 数 都 不 变 时, 那 么, 轧 制 力 的 变 化 量 δp 可 用 下 式 表 示 : 此 式 即 为 轧 件 的 塑 性 方 程 式, M 称 为 轧 件 的 塑 性 系 数 它 反 映 了 轧 件 的 软 硬 程 度, 即

137 变 形 难 易 程 度 在 不 同 轧 制 条 件 下 的 M 值 可 以 通 过 试 验 求 得 在 一 定 的 坯 料 厚 度 H 的 情 况 下, 轧 制 力 与 压 下 量 之 间 的 关 系 如 图 3-61 所 示 由 图 可 见, 轧 制 力 P 在 相 当 宽 的 压 下 量 范 围 内 成 直 线 变 化 只 是 在 压 下 量 较 小 或 较 大 时, 轧 制 力 才 成 曲 线 变 化 在 一 般 情 况 下, 采 用 很 小 或 很 大 压 下 量 轧 制 的 情 况 较 少, 轧 制 力 变 化 曲 线 ( 也 称 为 塑 性 变 形 曲 线 ) 可 以 近 似 地 用 直 线 表 示 图 3-61 轧 件 塑 性 变 形 曲 线 轧 件 塑 性 系 数 M 实 际 上 是 近 似 直 线 的 斜 率,M=tanβ 一 般 说 来, 坯 料 厚 度 H 和 张 力 T 愈 小, 塑 性 系 数 M 愈 大, 变 形 阻 力 σ 和 摩 擦 系 数 愈 大, 塑 性 系 数 M 亦 越 大 118. 什 么 叫 轧 机 弹 塑 曲 线 (P-H 图 ), 其 有 何 用 途? 轧 制 过 程 是 轧 件 和 轧 机 ( 轧 辊 ) 相 互 作 用 的 过 程 相 互 作 用 产 生 了 轧 制 力, 轧 件 受 轧 制 力 的 作 用 产 生 了 塑 性 变 形, 而 轧 机 工 作 机 座 受 轧 制 力 的 作 用 产 生 了 弹 性 变 形 所 谓 轧 机 的 弹 塑 曲 线, 是 轧 机 的 弹 跳 曲 线 与 轧 件 的 塑 性 变 形 曲 线 的 总 称 现 在, 我 们 通 常 用 弹 塑 曲 线 来 说 明 轧 制 过 程 由 于 轧 机 弹 跳 曲 线 和 轧 件 塑 性 曲 线 的 纵 坐 标 都 是 轧 制 力 P, 而 横 坐 标 都 与 轧 件 厚 度 H(h) 有 关, 因 此, 将 弹 跳 曲 线 和 塑 性 曲 线 绘 制 在 同 一 图 上, 就 得 到 弹 塑 曲 线 (P-H 图 ) 现 在, 以 生 产 操 作 中 确 定 轧 辊 的 原 始 辊 缝 为 例, 说 明 P-H 图 的 用 途 P-H 图 可 以 较 直 观 地 分 析 坯 料 厚 度 H 轧 件 厚 度 h 轧 制 力 P 以 及 轧 辊 辊 缝 So 等 参 数 的 关 系 在 图 3-62 所 示 的 P-H 图 上, 塑 性 曲 线 用 近 似 直 线 Gd 表 示 如 果 采 用 人 工 零 位 操 作, 轧 辊 预 压 靠 力 为 Po, 轧 机 弹 性 变 形 压 靠 曲 线 为 OR l 要 得 到 的 轧 件 厚 度 为 h, 相 应 的 轧 制 力 为 P, 则 在 塑 性 曲 线 上 的 相 应 点 为 e, 过 e 作 弹 跳 曲 线 mel( 已 知 轧 机 刚 度 K 就 是 直 线 mel 的 斜 率 ) 然 后, 通 过 预 压 靠 力 Po 作 水 平 线, 此 水 平 线 与 弹 跳 曲 线 交 点 k 的 横 坐 标 So, 即 为 轧 辊 辊 缝 指 示 盘 应 表 示 的 原 始 辊 缝 值

138 图 3-62 弹 一 塑 曲 线 (P-H 图 ) 同 样, 当 已 知 轧 辊 辊 缝 指 示 盘 表 的 原 始 辊 缝 值 为 So 时, 操 作 时 轧 制 力 为 P 值, 则 弹 性 曲 线 与 塑 性 曲 线 交 点 e 的 横 坐 标 h, 就 表 示 轧 出 的 轧 件 厚 度 在 该 操 作 点 e 下, 在 P-H 图 上 还 可 清 楚 地 知 道 压 下 量 Δh 和 轧 机 弹 跳 值 (P-Po)/K 等 数 值 由 上 可 知, 弹 塑 曲 线 (P-H 图 ) 是 弹 跳 方 程 与 塑 性 方 程 联 立 求 解 的 一 种 图 解 形 式 P-H 图 能 直 观 地 表 示 出 各 种 轧 制 条 件 和 轧 机 刚 度 对 轧 件 厚 度 的 影 响, 并 能 对 轧 机 的 操 作 调 整 进 行 分 析 P-H 图 是 目 前 讨 论 板 厚 差 和 板 厚 控 制 问 题 的 一 个 重 要 工 具 利 用 P-H 图 可 以 形 象 地 分 析 造 成 厚 度 差 的 各 种 原 因 及 轧 机 的 调 整 过 程 119. 什 么 叫 辊 缝 人 工 零 位? 在 冷 轧 机 上, 以 一 定 的 原 始 辊 缝 So 轧 制 不 同 厚 度 的 轧 件, 测 出 轧 制 力 P 和 轧 出 后 的 轧 件 厚 度 h 显 然, 轧 出 的 轧 件 厚 度 h 与 原 始 辊 缝 So 之 间 的 差 值, 即 为 在 此 轧 制 力 P 作 用 下 的 轧 机 弹 性 变 形 量 fo 将 测 得 的 数 值 绘 制 成 轧 机 弹 性 变 形 曲 线, 如 图 3-63 中 的 曲 线 gkl 所 示, 此 曲 线 称 为 轧 机 弹 跳 曲 线 弹 跳 曲 线 可 以 用 轧 制 力 P 和 轧 出 厚 度 h 表 示, 也 可 以 用 轧 制 力 P 和 轧 机 弹 性 变 形 量 厂 表 示 由 于 轧 制 力 一 般 都 比 轧 机 弹 跳 曲 线 上 非 直 线 段 的 最 大 轧 制 力 高, 故 轧 机 弹 跳 曲 线 也 可 用 图 3-63 的 kl 直 线 表 示 此 时 轧 出 的 轧 件 厚 度 h 可 近 似 地 用 下 式 表 示 : 图 3-63 人 工 零 位 时 弹 跳 曲 线

139 式 中 (3-4) 中 So 轧 辊 原 始 辊 缝,mm; P 轧 制 力,N; K 轧 机 刚 度 系 数,N/mm,K=tanα 式 3-4 称 为 轧 机 的 弹 跳 方 程 式, 它 反 映 了 轧 件 厚 度 与 轧 机 弹 性 变 形 的 关 系 由 于 机 座 各 部 件 间 存 在 着 间 隙 和 接 触 不 均 匀 等 不 稳 定 因 素, 弹 跳 曲 线 的 非 直 线 部 分 经 常 是 变 化 的 在 实 际 操 作 时, 为 了 消 除 非 直 线 段 的 影 响, 往 往 采 用 人 工 零 位 法 进 行 轧 制 即 在 轧 制 前, 先 将 轧 辊 预 压 靠 到 一 定 的 压 力 P0, 并 将 此 时 的 轧 辊 辊 缝 指 示 盘 读 数 设 为 零, 称 为 人 工 零 位 图 3-63 中 的 弹 跳 曲 线 Gk l 就 是 预 压 靠 曲 线, 在 G 点 处 轧 辊 开 始 接 触, 当 压 靠 力 为 Po 时, 轧 辊 原 始 辊 缝 为 Gf, 是 一 个 负 值 今 以 f 点 作 为 人 工 零 位, 即 将 压 靠 力 为 Po 时 的 轧 辊 辊 缝 指 示 盘 读 数 设 为 零 ( 或 称 为 清 零 ) 显 然, 当 压 靠 力 P 等 于 零 时, 实 际 的 原 始 辊 缝 为 零, 而 辊 缝 指 示 盘 读 数 则 为 f G=S 如 果 轧 辊 继 续 上 升, 当 实 际 的 原 始 辊 缝 为 Gg=So 时, 辊 缝 指 示 盘 读 数 应 为 f g=s+so=s o 曲 线 gkl 为 在 此 辊 缝 下 的 轧 机 弹 跳 曲 线, 它 与 压 靠 曲 线 Gk l 完 全 对 称 当 轧 制 力 为 Po 时, 轧 机 弹 性 变 形 gf=f G=s, 故 线 段 Gf 可 代 表 轧 制 力 为 Po 时 人 工 零 位 的 轧 辊 辊 缝 指 示 盘 读 数 S o 如 果 轧 制 力 为 P 时, 则 轧 出 的 轧 件 厚 度 h 可 用 下 式 表 示 : 式 3-5 为 采 用 人 工 零 位 时 的 弹 跳 方 程 式 采 用 人 工 零 位 操 作, 可 以 消 除 压 靠 曲 线 非 直 线 零 位 的 不 稳 定 性, 使 弹 跳 方 程 便 于 应 用 式 3-4 和 式 3-5 所 示 的 弹 跳 方 程, 对 于 轧 机 的 调 整 具 有 重 要 的 意 义 : (1) 在 实 际 操 作 时, 要 应 用 弹 跳 曲 线 来 确 定 轧 辊 原 始 辊 缝 ; (2) 弹 跳 方 程 是 轧 机 厚 度 自 动 控 制 的 一 个 有 力 工 具 ; (3) 由 于 弹 跳 方 程 直 接 表 示 了 轧 件 厚 度 与 轧 辊 辊 缝 和 轧 制 力 的 关 系, 可 以 用 来 作 为 间 接 测 量 轧 件 厚 度 的 一 个 基 本 公 式 120. 怎 样 利 用 弹 塑 曲 线 (P-H 图 ) 来 分 析 轧 机 调 整 过 程? 从 上 题 可 知,P-H 图 可 综 合 分 析 轧 件 与 轧 机 间 相 互 作 用 力 和 变 形 的 关 系 利 用 P-H 图 还 可 以 形 象 地 分 析 造 成 带 钢 厚 度 差 的 各 种 原 因 及 轧 机 的 调 整 过 程 (1) 轧 辊 的 热 膨 胀 与 轧 辊 的 磨 损 这 些 缓 慢 变 化 量 都 使 辊 缝 So 发 生 变 化, 出 口 厚 度 由 h 变 为 h 或 h, 操 作 中 可 移 动 压 下 δs 来 补 偿 实 际 辊 缝 变 化 ( 图 3-64a) (2) 来 料 厚 度 增 加 δh( 图 3-64b) 原 来 轧 制 力 为 Pz, 轧 出 厚 度 为 h, 当 坯 料 厚 度 增 加 δ H 时, 塑 性 曲 线 由 2 变 到 3, 轧 制 力 变 为 Pz, 轧 后 厚 度 变 为 h 为 了 消 除 厚 度 差 δh, 需 移 动 压 下 δs, 弹 性 曲 线 由 1 变 到 4, 轧 制 力 变 为 Pz, 使 轧 后 厚 度 保 持 h 不 变 (3) 轧 件 变 形 抗 力 的 波 动 轧 件 变 形 抗 力 增 高 时, 塑 性 曲 线 由 2 变 到 3( 图 3-64c), 轧 制 力 Pz 变 到 了 Pz, 轧 后 厚 度 变 为 h 为 了 消 除 厚 度 差 泐, 使 弹 性 曲 线 由 1 变 到 4, 轧 制 力 变 为 Pz ( 图 3-64c) (4) 当 来 料 厚 度 增 加 δh 时, 塑 性 曲 线 由 2 变 到 3, 也 可 改 变 张 力 使 塑 性 曲 线 由 3 变 到 4, 轧 后 厚 度 仍 保 持 h 不 变 ( 图 3-64d)

140 图 3-64 P-H 图 的 应 用 a- 辊 缝 波 动 调 压 下 δs;b-δh 波 动 调 压 下 δs;c- 变 形 抗 力 波 动 调 压 下 δs;d- 变 形 抗 力 波 动 调 张 力 121. 轧 机 刚 度 与 调 节 板 厚 有 什 么 关 系? 上 题 已 定 性 地 分 析 了 P-H 图 与 调 节 板 厚 的 关 系 下 面 定 量 分 析 轧 机 弹 塑 曲 线 与 板 厚 差 和 板 厚 控 制 的 关 系 如 图 3-65 所 示, 当 压 下 移 动 δs 时 ( 即 轧 机 的 弹 性 曲 线 由 1 变 到 2), 这 时 轧 件 实 际 增 加 压 下 量 为 δh,δh 与 δs 的 比 值 称 为 压 下 效 率 Ks, 也 称 为 辊 缝 传 递 函 数 或 机 座 转 换 系 数 图 3-65 压 下 效 率

141 举 例 说, 如 果 压 下 效 率 Ks=0.5, 即 δs=2δh, 压 下 螺 丝 调 整 值 δs 应 为 所 需 压 下 厚 度 滟 的 两 倍 Ks 值 决 定 于 轧 机 刚 度 系 数 K 和 轧 件 塑 性 系 数 M 从 上 式 可 知, 轧 机 刚 性 越 好, 压 下 效 率 Ks 越 大, 即 在 相 同 的 厚 度 偏 差 δh 下, 可 减 少 压 下 螺 丝 调 节 量 δs 知 道 K 和 M 值 后, 就 可 求 得 压 下 效 率 Ks 在 厚 度 自 动 控 制 系 统 中, 在 得 到 轧 件 厚 度 偏 差 信 号 δh 后, 用 比 例 放 大 器 的 1/Ks 倍, 使 输 人 控 制 压 下 信 号 为 δs 122. 什 么 叫 预 控 ( 前 馈 ) 厚 度 自 动 控 制 (AGC)? 为 了 克 服 反 馈 控 制 的 滞 后 现 象, 厚 度 自 动 控 制 系 统 可 采 用 预 控 原 理 来 调 厚 由 测 厚 仪 测 出 人 口 带 材 的 实 际 厚 度 H *, 当 它 与 给 定 值 再 相 比 有 偏 差 δh 时, 可 预 先 估 计 出 将 产 生 的 出 口 厚 度 偏 差 δh, 由 此 预 先 确 定 应 有 的 压 下 调 整 值 δs 值 ; 然 后 根 据 该 检 测 点 进 入 轧 机 的 时 间, 并 考 虑 压 下 移 动 所 需 的 时 间 提 前 进 行 控 制 δh δh 和 δs 之 间 的 关 系 可 用 图 3-66 求 得 所 以 图 3-66 坯 料 厚 度 偏 差 6H 与 轧 出 厚 度 偏 差 胁 的 关 系

142 而 所 以 即 由 上 式 可 知, 若 坯 料 塑 性 系 数 M 大, 轧 机 刚 度 系 数 K 较 小, 则 要 调 整 的 压 下 量 就 大 ; 反 之, 坯 料 塑 性 系 数 M 小, 轧 机 刚 度 系 数 K 大, 则 轧 机 要 调 整 的 压 下 量 就 小 根 据 轧 机 的 刚 度 系 数 K 和 塑 性 系 数 M, 由 入 口 测 厚 仪 检 测 到 的 人 口 厚 度 偏 差 δh, 便 可 由 上 式 求 得 预 控 压 下 调 整 量 δs 计 算 公 式 的 精 度 直 接 影 响 预 控 精 度 123 怎 样 用 压 力 信 号 来 调 节 板 厚 (P-AGC)? 利 用 轧 制 力 P 来 间 接 测 量 轧 件 厚 度, 然 后 调 节 辊 缝 进 行 厚 度 控 制, 故 又 称 为 压 力 一 厚 度 自 动 控 制 (P-AGC), 是 目 前 应 用 较 广 的 一 种 形 式 这 种 方 法 是 应 用 测 压 仪 测 出 轧 件 轧 制 力 后, 通 过 弹 跳 方 程 式 间 接 得 出 轧 件 的 厚 度 或 厚 度 偏 差 然 后 根 据 计 算 得 到 的 轧 件 厚 度 偏 差 来 调 节 辊 缝, 控 制 板 厚 间 接 测 厚 法, 由 于 得 出 的 轧 件 厚 度 是 处 在 轧 辊 辊 缝 中 轧 制 的 轧 件 厚 度, 所 以 信 号 传 递 时 差 小, 能 较 好 地 改 善 轧 件 的 厚 度 偏 差, 同 时 测 量 装 置 简 单, 便 于 维 护 这 种 方 法 的 缺 点 是 轧 件 厚 度 的 测 量 精 度 较 低 但 是, 可 以 用 轧 机 出 口 处 测 厚 仪 测 得 的 厚 度 信 号 来 修 正 间 接 测 厚 的 测 量 精 度 P-AGC 系 统 的 基 本 原 理 如 下 : 在 压 力 厚 度 自 动 控 制 系 统 中, 采 用 间 接 测 厚 法 测 出 轧 件 厚 度 h 后, 要 与 轧 件 的 给 定 厚 度 ho 比 较, 得 出 轧 件 的 厚 度 偏 差 值 Δh, 并 输 出 辊 缝 调 节 量 信 号 ΔS, 使 辊 缝 作 相 应 调 整, 保 持 轧 件 厚 度 不 变 压 力 P 的 变 化 量 ( P) 与 轧 辊 辊 缝 调 整 量 ( S) 之 间 的 定 量 关 系 可 由 P-H 图 求 得 由 图 3-67 可 知 : 图 3-67 压 力 调 厚 时 P-H 图

143 由 于 压 力 P 增 加 时, 辊 缝 So 应 减 小, 即 ΔP 为 正 时,ΔS 为 负, 故 符 号 相 反 124. 冷 带 钢 连 轧 厚 度 控 制 系 统 的 基 本 思 想 和 工 作 原 理 是 什 么? 近 年 来, 由 于 计 算 机 技 术 的 飞 跃 发 展, 除 了 新 引 进 的 冷 轧 机 大 多 采 用 计 算 机 控 制 外, 现 有 冷 轧 机 也 正 在 为 采 用 计 算 机 的 控 制 技 术 进 行 探 索 冷 轧 带 钢 厚 度 及 板 形 精 度 要 求 高, 因 而 要 求 厚 度 控 制 系 统 精 度 也 高 冷 带 钢 连 轧 机 厚 度 控 制 系 统 的 基 本 思 想 是 : 要 在 第 一 第 二 机 架 即 设 置 粗 调 AGC 系 统, 以 保 证 坯 料 厚 度 偏 差 基 本 得 到 消 除 ; 以 后 精 调 AGC 系 统, 由 于 压 下 效 率 低, 而 且 要 保 证 良 好 的 板 形, 故 常 采 用 调 张 力 作 为 调 厚 手 段, 对 带 钢 厚 度 再 次 进 行 精 确 控 制 如 果 误 差 超 出 了 精 调 系 统 的 能 力 范 围, 就 改 变 第 一 架 的 设 定 值, 按 金 属 流 量 相 等 的 原 则 重 新 分 配 各 架 的 压 下 量, 以 达 到 合 格 的 厚 度 精 度 电 动 压 下 的 五 机 架 冷 连 轧 机 AGC 系 统 的 基 本 组 成 及 其 工 作 原 理 如 下 : (1) 粗 调 AGC 一 般 由 第 一 架 前 的 入 口 测 厚 仪, 第 一 第 二 机 架 的 轧 制 力 AGC, 以 及 第 二 ( 或 第 一 ) 机 架 出 口 处 的 测 厚 仪 组 成 粗 调 系 统 ( 图 3-68) 入 口 测 厚 仪 用 来 检 测 坯 料 的 厚 度 偏 差 (δh), 以 此 δh 信 号 来 对 第 一 第 二 机 架 的 压 下 实 行 前 馈 控 制 出 口 测 厚 仪 则 用 于 不 断 修 正 即 不 断 标 定 第 一 第 二 机 架 的 轧 制 力 AGC 系 统, 以 提 高 其 控 制 精 度, 起 着 反 馈 监 控 的 作 用 根 据 秒 流 量 相 等 原 则, 各 架 厚 度 hi=(v2/v1)h2, 精 调 系 统 以 此 第 二 或 第 一 架 出 口 厚 度 (h2 或 h1) 作 为 标 准, 通 过 调 节 速 度 比 可 v2/v1, 来 保 证 hi 的 数 值 因 此, 希 望 通 过 粗 调 系 统 的 控 制, 基 本 上 消 除 坯 料 的 厚 度 不 均, 得 到 比 较 均 匀 的 h2 或 h1, 以 保 证 最 终 成 品 的 精 度 图 3-68 五 机 架 冷 连 轧 厚 度 控 制 系 统 ( 轧 制 方 向 自 左 至 右 ) 1- 压 下 电 机 速 度 调 节 器 ;2- 主 电 机 速 度 调 节 器 ;3- 张 力 极 限 控 制 器 ;4- 监 视 AGC;5- 主 电 机 ;6 8- 测 速 机 ; 7- 压 下 电 机 ;9- 辊 缝 测 量 仪 ;10- 张 力 辊 ;11- 测 压 仪 ;12- 测 厚 仪 ;13- 加 减 速 补 偿 系 统

144 (2) 精 调 AGC 由 第 五 架 后 的 测 厚 仪 及 第 四 第 五 机 架 的 测 厚 仪 组 成 带 钢 厚 度 精 调 系 统 由 于 电 动 压 下 反 应 速 度 比 较 慢, 加 之 压 下 效 率 也 较 低, 且 需 考 虑 板 形 的 影 响, 故 精 调 AGC 一 般 常 采 用 张 力 作 为 调 节 手 段 此 时 由 成 品 架 出 口 测 厚 仪 发 生 信 号 来 反 馈 控 制 第 三 ~ 第 四 机 架 及 第 四 ~ 第 五 机 架 之 间 的 张 力 由 于 张 力 调 节 范 围 有 限, 当 板 厚 差 较 大 时, 便 需 将 偏 差 信 号 补 充 反 馈 给 粗 调 AGC 系 统 (3) 张 力 补 偿 及 加 减 速 补 偿 带 钢 头 部 穿 带 和 尾 部 轧 制 时, 张 力 逐 架 建 立 和 逐 架 消 失, 此 时 必 须 调 整 各 架 辊 缝 来 补 偿 头 尾 厚 差 加 速 及 减 速 对 冷 轧 带 钢 头 尾 厚 差 影 响 较 大, 如 果 等 到 速 度 变 化 产 生 厚 差 以 后 再 用 AGC 进 行 调 整, 则 必 将 加 重 AGC 系 统 的 负 荷, 故 冷 连 轧 时 一 般 还 采 用 了 根 据 轧 速 来 调 整 各 架 辊 缝 的 附 加 系 统, 即 加 速 和 减 速 厚 度 补 偿 系 统 用 统 计 方 法, 找 出 本 轧 机 各 种 轧 制 条 件 下 摩 擦 系 数 的 影 响 规 律 或 厚 度 变 化 规 律, 以 确 定 不 同 产 品 在 不 同 轧 制 条 件 下 的 速 度 程 序 控 制 关 系 然 后 按 此 关 系 随 速 度 降 低 而 不 断 调 整 压 下 来 减 小 其 影 响 mm 五 机 架 冷 连 轧 机 计 算 机 控 制 系 统 由 哪 几 级 组 成, 两 级 监 控 的 控 制 功 能 怎 样? 1700mm 五 机 架 冷 连 轧 机 的 计 算 机 系 统 由 3 级 组 成 : 过 程 监 控 级 控 制 监 控 级 和 控 制 级 其 中 过 程 计 算 机 2 台, 小 型 计 算 机 15 台, 构 成 分 散 型 计 算 机 系 统 系 统 的 构 成 如 图 3-69 所 示 计 算 机 系 统 的 操 作 方 式 有 3 种 : 自 动 操 作 手 设 定 操 作 和 紧 急 操 作 在 主 控 台 上 设 有 3 位 预 选 开 关, 由 操 作 工 来 选 定 操 作 方 式 计 算 机 控 制 系 统 内 的 自 动 操 作 情 况 如 下 : (1) 过 程 监 控 级 过 程 计 算 机 完 成 轧 机 运 行 参 数 的 预 设 定, 生 产 过 程 数 据 的 收 集 及 处 理, 自 适 应 和 自 学 习 控 制, 轧 制 过 程 的 运 行 控 制 和 工 程 记 录 生 产 记 录 与 事 故 记 录 等 对 轧 机 工 艺 过 程 的 直 接 控 制 由 控 制 监 控 级 和 控 制 级 完 成 (2) 控 制 监 控 级 在 自 动 操 作 时, 人 工 智 能 控 制 台 (IPU) 上 有 两 台 视 频 显 示 器 一 台 显 示 轧 制 中 钢 卷 和 下 一 钢 卷 的 生 产 过 程 预 设 定 值 以 及 计 算 机 系 统 中 主 要 设 备 的 事 故 预 告, 以 供 操 作 工 评 价 计 算 机 的 预 设 定 计 算 的 结 果 是 否 符 合 实 际 ; 如 不 满 意, 操 作 工 可 以 通 过 显 示 给 予 修 正, 重 新 进 行 预 设 定 计 算, 达 到 满 意 结 果 为 止 ; 如 果 预 设 定 值 是 可 行 的, 经 操 作 工 批 准, 这 些 预 设 定 值 才 能 输 给 执 行 系 统 另 一 台 视 频 显 示 器 用 于 轧 机 生 产 计 划 的 检 查 核 对 和 调 整 由 于 屏 幕 容 量 的 限 制, 一 次 只 能 显 示 5 个 钢 卷 的 原 始 数 据 若 检 查 经 卡 片 阅 读 器 读 到 磁 盘 中 的 一 批 钢 卷 的 原 始 数 据, 应 一 部 分 一 部 分 地 把 钢 卷 原 始 数 据 调 出 来 检 查 如 果 显 示 的 钢 卷 编 号 及 其 数 据 核 对 同 车 间 所 列 不 一 致, 操 作 工 可 以 通 过 显 示 器 键 盘 通 知 计 算 机 予 以 修 改 同 样, 当 操 作 工 发 现 轧 机 进 口 处 待 轧 钢 卷 与 计 算 机 通 过 进 口 操 作 台 的 数 字 显 示 装 置 指 示 的 钢 卷 不 一 致 时, 通 知 人 工 智 能 控 制 台 (IPU) 的 操 作 工 根 据 实 际 情 况 修 改 计 算 机 中 存 贮 的 待 轧 钢 卷 的 顺 序 或 插 入 某 种 钢 卷 编 号 等 人 工 智 能 控 制 台 又 是 过 程 计 算 机 与 下 级 各 小 型 计 算 机 之 间 信 息 的 传 递 中 枢 控 制 监 控 级 除 了 用 两 台 CP550 型 计 算 机 组 成 人 工 智 能 控 制 台 外, 还 有 自 动 制 动 数 字 控 制 系 统 (CPABB) 张 力 数 字 控 制 系 统 (CPZUG) 和 弯 辊 控 制 系 统 (CPWB), 分 别 用 3 台 CP550 型 计 算 机 完 成 其 控 制 功 能 自 动 制 动 数 字 控 制 系 统 (CPABB) 的 控 制 功 能 为 : 1) 带 尾 自 动 减 速 一 个 钢 卷 将 要 轧 完 时, 使 轧 机 从 稳 定 的 轧 制 速 度 开 始 减 速, 带 尾 降 到 出 料 速 度 经 过 轧 机 2) 焊 缝 自 动 减 速 轧 制 并 卷 的 钢 卷 时, 为 避 免 焊 缝 被 轧 裂 而 造 成 断 带, 焊 缝 过 轧 机 时 要 减 速 运 行 当 焊 缝 到 达 第 一 机 架 前, 第 五 机 架 应 减 速 到 焊 缝 轧 制 速 度 焊 缝 轧 制 速 度 由 主 操 作 台 上 的 两 位 十 进 制 开 关 选 择, 以 稳 定 轧 制 速 度 的 百 分 数 表 示 3) 斜 楔 轧 制 轧 制 较 薄 带 钢 时, 为 避 免 断 带, 一 般 将 带 头 约 20m 长 的 一 段 有 意 轧 得 厚 一

145 些 其 控 制 方 法 是, 开 始 轧 制 时 断 开 厚 调 系 统, 轧 制 到 规 定 长 度 时, 再 恢 复 厚 调 功 能, 进 行 正 常 轧 制 该 轧 机 是 在 带 钢 厚 度 小 于 0.85mm 时 才 有 此 功 能 图 3 69 五 机 架 冷 连 轧 机 生 产 过 程 控 制 计 算 机 系 统 张 力 数 字 控 制 系 统 (CPZUG) 的 控 制 功 能 是 : 为 保 持 轧 机 在 加 减 速 过 程 中 轧 制 力 的 恒 定 而 设 置 的 在 轧 机 升 速 或 降 速 过 程 中, 该 计 算 机 不 断 地 实 测 轧 机 的 实 际 速 度 的 瞬 时 值, 经 计 算 后, 也 不 断 地 向 各 机 架 的 张 力 调 节 器 输 出 新 的 张 力 给 定 值 在 升 速 过 程 中, 则 随 速 度 的 升 高, 张 力 给 定 值 不 断 减 小 ; 在 减 速 过 程 中 随 速 度 下 降 其 张 力 给 定 值 不 断 增 加 以 此 使 各 机 架 的 轧 制 力 保 持 基 本 稳 定, 在 加 减 速 过 程 中 也 使 各 机 架 辊 缝 及 出 口 厚 度 稳 定 弯 辊 控 制 系 统 (CPWB) 的 控 制 功 能 是 : 各 机 架 均 有 液 压 弯 辊 装 置, 可 按 工 艺 要 求 实 行 正 弯 辊 和 负 弯 辊 工 作 采 用 的 方 法 是, 在 积 累 工 艺 操 作 的 大 量 资 料 的 基 础 上, 统 计 出 不 同 带 宽 与 弯 辊 力 的 相 应 关 系, 以 表 格 的 形 式 存 于 小 型 计 算 机 中 该 系 统 的 操 作 分 自 动 和 手 动 操 作 两 种 方 法 mm 五 机 架 冷 连 轧 机 工 艺 过 程 直 接 控 制 的 功 能 有 哪 些? 1700mm 五 机 架 冷 连 轧 机 工 艺 过 程 直 接 控 制 有 如 下 功 能 : (1) 进 出 口 段 进 出 口 段 用 两 台 CP550 型 计 算 机, 一 台 作 进 出 口 段 行 程 位 置 控 制 (CPLRE), 另 一 台 作 进 出 口 段 顺 序 控 制 (CPEA) 进 口 段 : 钢 卷 从 步 进 梁 接 受 到 拆 捆 机 中 心, 拆 除 捆 带, 将 带 钢 降 至 穿 带 水 平, 钢 卷 从 钢 卷 车 的 接 受 位 置 移 送 到 预 开 卷 位 置 及 带 头 定 位, 钢 带 垂 直 定 位 至 开 卷 筒 中 心, 将 钢 卷 从 预 开 卷 位 置 送 到 开 卷 机 的 胀 筒 上, 钢 卷 车 返 回 出 口 段 : 钢 卷 车 的 移 动 钢 卷 提 升 器 的 定 位 及 阀 门 的 开 关 上 述 每 个 动 作 的 控 制 都 由 进 出 口 段 行 程 位 置 控 制 (CPLRE) 来 完 成, 而 这 些 动 作 的 先 后 顺 序 则 由 进 出 口 段 顺 序 控 制 (CPEA) 来 完 成 (2) 侧 导 板 和 压 板 调 节 系 统 (CPSFR) 侧 导 板 和 压 板 调 节 系 统 用 一 台 CP550 型 计 算 机 来 完 成 对 一 机 架 前 各 机 架 之 间 及 五 机 架 后 所 有 侧 导 板 装 置 进 行 宽 度 调 整

146 (3) 开 卷 / 卷 取 控 制 (CPHAR) 开 卷 / 卷 取 控 制 用 一 台 CP550 型 计 算 机, 这 台 计 算 机 用 于 无 论 电 机 卷 径 速 度 带 钢 厚 度 和 宽 度 开 卷 / 卷 取 机 的 转 动 惯 量 钢 卷 以 及 在 卷 取 机 的 不 同 点 的 加 速 延 时 和 电 流 等 干 扰 因 素 如 何 变 化, 都 能 保 证 带 钢 卷 得 很 好, 并 且 保 证 开 卷 / 卷 取 机 的 张 力 恒 定 另 外 能 确 定 卷 取 机 上 每 个 卷 取 来 的 钢 卷 尾 部 的 位 置 开 卷 / 卷 取 控 制 也 能 够 手 动 输 入 宽 度 及 张 力 给 定 值, 必 要 时, 操 作 人 员 还 可 通 过 CPHAR 改 变 轧 制 张 力, 对 实 际 的 带 钢 给 定 值 进 行 收 集 和 输 出, 以 适 应 带 钢 张 力 的 模 拟 量 控 制 此 外,CPHAR 还 有 如 下 功 能 : 计 算 钢 卷 直 径 及 其 减 小 率 ; 计 算 钢 卷 转 动 惯 量 及 整 个 卷 筒 的 惯 量 ; 计 算 由 转 动 惯 量 加 速 度 产 生 的 加 速 力 矩 ; 计 算 由 钢 卷 直 径 增 加 产 生 的 制 动 力 矩 ; 计 算 张 力 力 矩 力 矩 和 等 (4) 速 度 数 字 给 定 和 调 节 系 统 (CPLV CPVW) 速 度 数 字 给 定 和 调 节 系 统 使 用 了 两 台 CP550 型 计 算 机 一 台 用 于 产 生 引 导 给 定 值, 完 成 各 机 架 加 减 速 同 步 运 行 即 无 论 在 什 么 情 况 ( 不 同 穿 带 方 式 不 同 运 行 命 令 ) 下, 都 能 产 生 一 条 平 滑 的 引 导 给 定 值 曲 线 还 能 向 开 卷 / 卷 取 机 输 送 加 减 速 度 值 一 台 用 于 产 生 速 度 给 定 值 (5) 轧 制 线 水 平 数 字 调 节 系 统 (CPWL) 在 连 轧 机 初 次 调 试 或 换 辊 后, 工 作 辊 / 支 撑 辊 直 径 的 偏 差 使 得 轧 制 线 不 能 保 持 水 平 所 以, 采 用 斜 楔 调 整 补 偿 工 作 辊 和 支 撑 辊 各 种 不 同 直 径 组 合 的 偏 差, 以 使 轧 制 线 保 持 在 一 个 固 定 的 水 平 面 上 自 动 位 置 控 制 是 由 给 定 值 数 字 传 递 和 模 拟 实 际 值 检 测 所 组 成 的 数 字 控 制 系 统 控 制 取 决 于 实 际 值 与 给 定 值 之 间 数 字 的 比 较 5 个 机 架 的 斜 楔 调 整 由 一 台 CP550 型 计 算 机 来 完 成 (6) 自 动 换 辊 (CPUW) 由 3 台 CP550 型 计 算 机 来 完 成 5 个 机 架 的 换 辊 控 制, 其 中 第 一 机 架 和 第 二 机 架 用 一 台, 第 三 和 第 四 机 架 用 一 台, 第 五 机 架 用 一 台 计 算 机 控 制 换 辊 时 间 不 超 过 5rain 换 辊 有 4 种 操 作 方 式 : 自 动 操 作 半 自 动 操 作 手 干 预 自 动 操 作 手 动 操 作 采 用 哪 种 操 作 方 式 换 辊 由 控 制 台 选 择 (7) 厚 度 自 动 调 节 系 统 (AGC) 及 压 下 位 置 调 节 系 统 (APC) 由 过 程 计 算 机 经 CPIPl 计 算 机 向 系 统 传 输 设 定 值 : 第 一 机 架 前 后 和 第 五 机 架 后 的 测 厚 仪 的 厚 度 设 定 值 Ho H1 及 H5 和 被 测 带 钢 的 钢 种 分 组 号 ( 合 金 成 分 ); 机 架 刚 度 系 数 (K) 轧 件 塑 性 系 数 (M), 以 及 有 关 系 数 K/ (M+K) M/K 和 1/K; 各 机 架 压 下 装 置 的 开 口 度 S1~S5 等 该 两 系 统 由 数 字 一 模 拟 混 合 系 统 构 成 mm 全 连 续 轧 机 控 制 系 统 的 特 点 是 什 么? (1) 自 动 控 制 系 统 的 组 成 2030mm 冷 连 轧 机 的 自 动 控 制 系 统 由 3 台 西 门 子 300 系 列 产 品 R30K 型 计 算 机 2 台 R10VS 计 算 机 13 台 S5 型 可 编 程 序 控 制 器 及 若 干 模 拟 装 置 组 成 3 台 R30K 计 算 机 各 自 功 能 如 下 : 一 台 R30K 最 佳 化 计 算 机 这 台 计 算 机 与 生 产 管 理 系 统 FLS 相 联, 接 受 FLS 的 命 令, 按 照 主 控 台 输 入 的 轧 制 方 案 及 有 关 数 据, 对 要 轧 制 的 带 钢 进 行 最 佳 设 定 计 算, 亦 借 助 于 自 适 应 数 学 模 型, 算 出 各 个 环 节 的 最 佳 给 定 值, 如 轧 机 各 机 架 的 出 口 厚 度 hi 各 机 架 的 速 度 vi 各 机 架 的 辊 缝 Si 轧 制 力 Pi 机 架 间 张 力 Ti 等 最 佳 化 追 求 的 目 标 是 使 设 备 的 生 产 能 力 及 产 品 质 量 达 到 最 高 另 一 台 R30K 计 算 机 作 为 控 制 机 1 其 控 制 范 围 从 入 口 信 息 点 至 卷 取 机 的 整 个 轧 机 范 围 各 模 拟 系 统, 如 厚 度 自 动 控 制 系 统 AGC, 压 下 控 制 系 统 APC, 轧 机 速 度 及 运 行 控 制, 包 括 焊 缝 及 缺 陷 跟 踪 此 外, 还 有 进 出 料 轧 制 水 平 线 控 制, 常 规 轧 制 时 钢 卷 定 位 及 测 定 值 收 集 等 方 面 的 控 制 第 三 台 R30K 型 计 算 机 作 为 控 制 机 2 其 控 制 范 围 从 开 卷 机, 经 焊 机 活 套 至 一 机 架 头 部 信 息 点 活 套 范 围 的 焊 缝 跟 踪, 活 套 监 控 ( 即 根 据 活 套 充 满 度 监 视 轧 机 速 度 及 充 套 速 度 ) 活

147 套 张 力 给 定 与 调 节, 焊 机 管 理 和 测 量 值 收 集 等 控 制 机 1 2 是 自 动 控 制 系 统 的 关 键, 没 有 控 制 机 1 轧 机 不 能 运 行, 没 有 控 制 机 2 不 能 实 现 全 连 续 轧 制 此 外, 一 台 R10VS 型 计 算 机 用 于 板 形 控 制, 另 一 台 R10VS 用 于 模 拟 系 统 的 故 障 干 扰 信 息 收 集 还 有 一 台 小 型 计 算 机 用 于 焊 机 控 制 除 上 述 各 系 统 外, 尚 有 厚 度 自 动 控 制 位 置 控 制 速 度 控 制 等 各 模 拟 系 统 ; 加 上 13 台 可 编 程 序 控 制 器, 用 于 位 置 控 制 行 程 控 制 进 出 料 及 换 辊 小 车 连 锁 控 制 及 二 进 制 信 息 的 逻 辑 处 理 ; 还 有 大 量 仪 表, 如 7 台 X 射 线 测 厚 仪,20 个 位 置 传 感 器 及 测 压 测 张 力 测 速 度 测 板 形 和 定 中 等 装 置 等, 这 些 组 成 了 2030mm 轧 机 完 美 的 控 制 系 统 (2) 工 作 原 理 系 统 设 计 的 指 导 思 想 是 以 秒 流 量 相 等 的 原 理 为 基 础, 即 在 一 机 架 上 消 除 原 料 厚 度 偏 差 的 95%, 建 立 秒 流 量 恒 等 的 初 始 条 件, 由 张 力 调 节 系 统 维 持 流 量 稳 定, 提 高 速 度 精 度 来 保 证 板 厚 精 度 其 表 达 式 为 : 上 述 思 想 的 关 键 是 不 直 接 控 制 辊 缝, 板 厚 精 度 是 通 过 恒 定 秒 流 量 提 高 速 度 精 度 来 达 到 的 这 对 冷 轧 带 钢 来 说, 比 直 接 控 制 辊 缝 效 果 更 好, 特 别 是 对 宽 带 钢 更 是 如 此 (3) 控 制 思 想 的 实 现 主 要 包 括 以 下 几 方 面 的 内 容 : 1) 由 AGC 系 统 第 一 机 架 各 调 节 环 节 消 除 原 料 厚 度 偏 差 的 95% 将 第 一 机 架 前 测 厚 仪 至 第 一 机 架 的 距 离 2850mm 分 为 6 段, 取 每 段 的 测 量 平 均 值 Δh 作 为 该 段 的 厚 度 偏 差, 将 其 转 为 压 力 偏 差 ΔP 后, 送 至 轧 制 力 调 节 器 ΔP 计 算 公 式 为 : 式 中 K 修 正 系 数 ; M 材 料 塑 性 系 数 实 测 轧 制 力 之 后, 考 虑 到 机 架 刚 度 油 膜 厚 度 变 化 及 第 一 机 架 后 测 厚 仪 测 得 的 偏 差 辊 缝 实 测 值 等, 综 合 上 述 因 素 与 计 算 机 设 定 的 第 一 机 架 出 口 厚 度 hi 之 差 记 为 ΔhGl, 然 后 根 据 ΔhGl 去 修 正 轧 制 力, 并 在 修 正 之 前 将 ΔAhGl 转 为 轧 制 力 ΔP : 式 中 Kz 修 正 数 量 由 第 一 机 架 后 的 测 厚 仪 测 得 厚 度 偏 差 Ah1, 按 这 个 厚 差 算 出 轧 制 力 的 修 正 值 ΔP": 最 后 将 ΔP ΔP AP" 一 起 送 到 轧 制 力 调 节 器, 综 合 其 结 果 去 调 节 辊 缝, 从 而 消 除 人 口 厚 度 偏 差 同 时, 根 据 Δh1 来 调 整 第 一 机 架 转 速, 以 保 证 进 入 第 二 机 架 流 量 恒 等 入 口 流 量 控 制 是 十 分 重 要 的, 因 为 它 是 AGC 系 统 正 常 工 作 的 前 提 2) 由 张 力 调 节 系 统 维 持 流 量 恒 定 张 力 恒 定 是 连 轧 机 系 统 稳 定 的 重 要 环 节, 因 为 张 力 波 动 必 然 引 起 各 机 架 的 负 荷 转 移, 导 致 扭 矩 压 力 出 口 厚 度 都 产 生 变 化, 使 最 佳 设 定 前 功 尽 弃, 所 以, 张 力 调 节 系 统 是 维 持 流 量 恒 定 的 关 键, 也 是 实 现 最 佳 设 定 的 前 提 条 件 在 本 AGC 系 统 中, 由 轧 制 力 调 节 器, 根 据 张 力 偏 差 调 辊 缝 而 辊 缝 修 正 既 消 除 了 张 力 偏 差, 又 修 正 了 出 口 厚 度, 亦 即 保 持 秒 流 量 恒 定

148 3) 提 高 速 度 精 度 保 证 板 厚 精 度 西 门 子 设 计 的 主 传 动 速 度 自 动 控 制 系 统 中, 采 用 了 流 量 自 适 应 调 节 器 速 度 控 制 方 式, 除 了 通 常 的 电 枢 电 流 环 转 速 环 电 势 和 磁 通 环 外, 还 有 数 字 给 定 装 置 转 速 数 字 和 状 态 干 扰 动 态 观 测 器 等 辅 助 环 节, 从 而 使 轧 辊 线 速 度 Vr1 的 控 制 精 度 达 到 0.04%, 即 使 在 低 速 状 态 下 也 可 达 到 1%, 故 精 度 很 高 六 冷 带 钢 板 形 控 制 128. 轧 机 辊 缝 形 状 与 哪 些 因 素 有 关? 带 钢 的 横 向 厚 度 差 ( 即 断 面 形 状 的 变 化 ) 和 板 形 的 变 化 是 由 辊 缝 形 状 的 变 化 引 起 的 影 响 辊 缝 形 状 的 因 素 有 : (1) 轧 辊 的 弹 性 弯 曲 变 形 它 使 辊 缝 中 部 尺 寸 大 于 边 部 尺 寸, 带 钢 中 部 产 生 凸 度, 带 钢 边 缘 减 薄 轧 制 力 越 大, 轧 辊 的 弹 性 弯 曲 变 形 越 大 轧 辊 直 径 越 大, 刚 性 就 越 好, 则 轧 辊 的 弹 性 弯 曲 变 形 越 小 (2) 轧 辊 的 热 膨 胀 轧 制 时 轧 件 变 形 而 产 生 的 热 量 轧 件 与 轧 辊 摩 擦 而 产 生 的 热 量 都 会 使 轧 辊 受 热 冷 却 润 滑 液 又 会 使 轧 辊 冷 却 由 于 沿 辊 身 长 度 上 其 受 热 和 冷 却 不 一 致, 在 各 种 因 素 的 影 响 下, 轧 辊 中 部 比 两 端 的 热 膨 胀 大, 从 而 使 轧 辊 产 生 热 凸 度, 影 响 辊 缝 形 状 (3) 轧 辊 的 磨 损 工 作 辊 与 带 钢 之 间 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 的 摩 擦 会 使 轧 辊 磨 损 影 响 轧 辊 磨 损 的 因 素 也 是 多 方 面 的, 例 如, 轧 辊 与 带 钢 的 材 质 轧 辊 表 面 硬 度 和 粗 糙 度 轧 制 力 和 轧 制 速 度 前 滑 和 后 滑 的 大 小 以 及 支 撑 辊 与 工 作 辊 之 间 的 滑 动 速 度 等 都 会 影 响 轧 辊 磨 损 的 快 慢 另 外, 沿 辊 身 长 度 方 向 轧 辊 磨 损 是 不 均 匀 的, 这 些 都 会 影 响 辊 缝 的 形 状 (4) 轧 辊 的 弹 性 压 扁 轧 制 时, 由 于 轧 制 力 的 作 用, 带 钢 与 工 作 辊 之 间 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 均 会 产 生 弹 性 压 扁 影 响 辊 缝 形 状 的 不 是 轧 辊 弹 性 压 扁 的 数 值, 而 是 压 扁 值 沿 辊 身 长 度 方 向 的 大 小 对 于 工 作 辊 来 说, 如 果 轧 制 力 沿 带 钢 宽 度 是 均 匀 分 布 的, 则 工 作 辊 的 弹 性 压 扁 分 布 也 是 均 匀 的 由 于 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 的 接 触 长 度 大 于 带 钢 与 工 作 辊 的 接 触 长 度, 因 而 接 触 长 度 上 各 点 的 压 力 是 不 相 同 的, 这 就 使 辊 与 辊 之 间 弹 性 压 扁 值 沿 辊 身 长 度 方 向 也 是 不 均 匀 的 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 不 均 匀 压 扁 引 起 了 辊 缝 形 状 的 变 化 (5) 轧 辊 的 原 始 辊 形 ( 凸 形 凹 形 或 圆 柱 形 ) 轧 辊 原 始 辊 形 不 同, 就 可 以 人 为 地 使 辊 缝 形 状 不 同 我 们 在 生 产 中 就 用 轧 辊 原 始 辊 形 这 一 因 素 来 补 偿 上 述 因 素 对 辊 缝 所 造 成 的 影 响 129. 什 么 叫 辊 形, 辊 形 设 计 的 任 务 是 什 么? 轧 辊 辊 身 表 面 的 轮 廓 形 状 称 为 辊 形, 一 般 以 辊 身 中 部 和 端 部 的 直 径 差 ΔD( 即 凸 度 ) 来 表 示 在 常 温 下, 刚 磨 制 出 来 的 辊 形 称 为 原 始 辊 形 (ΔDo), 轧 制 过 程 中, 由 于 辊 温 和 磨 损 的 影 响, 辊 形 发 生 变 化, 这 时 的 辊 形 称 为 工 作 辊 形 ( D), 工 作 辊 形 ΔD 为 : 式 中 ΔDo 原 始 辊 形, 凸 形 为 正, 凹 形 为 负, 圆 柱 形 为 零 ; D 热 热 凸 度, 凸 形 为 正, 凹 形 为 负 ; ΔD 磨 磨 损 凹 度 辊 形 设 计 的 任 务 就 是 在 轧 制 时 使 工 作 辊 辊 形 能 够 补 偿 轧 制 力 引 起 的 轧 辊 弹 性 变 形 ( 包 括 弹 性 弯 曲 和 弹 性 压 扁 ), 以 保 证 带 钢 的 横 向 偏 差 ( 断 面 凸 度 ) 最 小, 这 时, 工 作 辊 原 始 辊 形 的 设 计 条 件 是 :

149 式 中 f 工 作 辊 的 弹 性 弯 曲 变 形 由 于 轧 辊 磨 损 值 很 难 事 先 确 定, 所 以, 工 作 辊 的 原 始 辊 形 只 由 轧 辊 弹 性 变 形 ( 挠 度 ) 和 热 凸 度 决 定 磨 损 的 影 响 则 靠 换 辊 合 理 安 排 不 同 产 品 的 轧 制 计 划 压 下 规 程 调 整 辊 温 分 布 等 方 式 来 补 偿 此 时 式 中, 轧 辊 弹 性 弯 曲 变 形 与 轧 辊 刚 度 和 轧 制 力 有 关 轧 辊 的 热 凸 度 D 热 决 定 于 轧 辊 的 材 料 和 辊 身 温 度 分 布 由 于 影 响 轧 辊 温 度 差 的 因 素 很 多, 所 以 轧 辊 温 差 多 采 用 实 测 值, 有 时 D 热 也 采 用 实 测 值 按 照 不 同 轧 机 的 轧 制 条 件, 原 始 辊 形 可 以 是 圆 柱 形 (ΔDo=0) 凸 形 (ΔDo>0) 和 凹 形 (Δ Do<O) 四 辊 冷 轧 机 的 支 撑 辊 一 般 磨 成 圆 柱 形, 而 工 作 辊 则 磨 成 一 定 的 凸 度, 可 以 磨 一 个 工 作 辊 呈 凸 面, 也 可 以 两 个 工 作 辊 都 磨 成 凸 面 的 现 场 生 产 一 般 只 磨 一 个 工 作 辊 呈 凸 面, 这 样 磨 辊 比 较 方 便 当 辊 形 设 计 合 理 时, 上 述 辊 形 的 组 合 都 能 轧 出 横 向 厚 度 比 较 均 匀 的 带 材 ( 图 3-70) 130. 怎 样 计 算 轧 辊 挠 度? 为 了 简 化 计 算, 近 似 地 认 为 四 辊 轧 机 支 撑 辊 与 工 作 辊 之 间 的 压 力 分 布 是 沿 辊 身 长 度 方 向 均 匀 分 布 的 此 时, 支 撑 辊 受 力 简 图 如 图 3-71 所 示 图 3-70 辊 形 对 板 材 横 向 厚 度 差 的 影 响 a- 两 个 工 作 辊 凸 形 ;b- 一 个 工 作 辊 凸 形 图 3-71 支 撑 辊 受 力 简 图

150 设 每 个 支 撑 辊 辊 身 中 央 的 最 大 挠 度 为 f1, 则 四 辊 轧 机 轧 辊 的 弯 曲 变 形 ( 挠 度 )f1 为 : 由 于 轧 辊 ( 支 撑 辊 ) 直 径 与 长 度 之 比 值 较 大 (D/L=0.4~1), 则 横 切 力 对 挠 度 的 影 响 不 可 忽 略 因 此, 支 撑 辊 最 大 挠 度 f1 为 : 用 材 料 力 学 方 法 可 以 求 出 ( 图 3-71): 式 中 Pz 轧 辊 上 的 总 轧 制 力 ; E 轧 辊 的 弹 性 模 量 ; G 轧 辊 的 剪 切 模 量 ; D 支 撑 辊 的 辊 身 直 径 ; d 支 撑 辊 的 辊 颈 直 径 ; L 支 撑 辊 辊 身 长 度 ; a 支 撑 辊 轴 承 中 心 线 间 的 距 离 ; c 支 撑 辊 辊 身 边 缘 至 轴 承 中 心 线 间 的 距 离 举 例 : 已 知 条 件 :300mm 四 辊 冷 轧 机, 工 作 辊 直 径 :D 工 =120mm; 辊 颈 直 径 :d 工 =75mm; 支 撑 辊 直 径 :D 支 =300mm; 辊 颈 直 径 :d 支 =150mm; 辊 身 长 度 :L=300mm; 轧 辊 材 质 :60CrMoV; 支 撑 辊 轴 承 中 心 线 间 的 距 离 :a=545mm; 支 撑 辊 辊 身 边 缘 至 轴 承 中 心 线 的 距 离 :c=122.5mm; 轧 辊 弹 性 模 数 :E= MPa; 轧 辊 剪 切 弹 性 模 量 :G= MPa; 轧 制 08A1 钢 带, 轧 制 力 Pz=1110kN; 钢 带 宽 度 :B=206mm (1) 由 弯 矩 引 起 的 挠 度 f 弯 为 :

151 131. 怎 样 计 算 轧 辊 弹 性 压 扁 量? 假 定 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 的 压 力 是 均 匀 分 布 的, 即 不 考 虑 对 轧 辊 弯 曲 变 形 的 影 响, 并 把 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 的 弹 性 压 扁 看 作 是 两 个 圆 柱 体 的 接 触 变 形, 如 图 3-72 所 示 由 于 接 触 压 扁, 两 辊 中 心 线 互 相 靠 近 的 数 值 ( 即 压 扁 值 ) 可 由 下 式 计 算 图 3-72 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 的 弹 性 压 扁 示 意 图 L 轧 辊 辊 身 长 度 ; R 工 工 作 辊 半 径 ; R 支 支 撑 辊 半 径 ; E 轧 辊 弹 性 模 数, 钢 轧 辊 取 E= MPa 故 上 下 两 对 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 的 弹 性 压 扁 量 的 总 和 为 : 132. 怎 样 计 算 轧 辊 热 凸 度? 在 冷 轧 中, 由 于 带 材 变 形 热 和 摩 擦 热 的 作 用, 轧 辊 难 免 会 有 一 定 的 温 度 升 高 实 践 表 明,

152 辊 身 各 部 分 的 温 度 并 不 一 致, 由 此 引 起 的 温 度 差 将 导 致 轧 辊 直 径 尺 寸 的 热 膨 胀 差 ( 即 轧 辊 热 凸 度 ) 在 正 常 轧 制 过 程 中, 工 作 辊 表 面 的 温 度 可 升 至 80~120, 支 撑 辊 表 面 温 度 可 升 至 50~70 工 作 辊 辊 身 中 部 ( 温 度 最 高 处 ) 与 边 部 的 温 差 通 常 为 15~20, 最 高 可 达 30~40, 支 撑 辊 辊 身 中 部 与 边 部 的 温 差 通 常 为 5~6, 最 高 可 达 15~20 冷 轧 机 工 作 辊 表 面 的 最 佳 温 度 是 60~70, 辊 身 中 部 与 板 材 边 部 的 温 差 为 5~10, 与 辊 身 边 缘 的 温 差 为 10~ 20 在 正 常 条 件 下, 支 撑 辊 辊 身 的 纵 向 温 差 不 大 于 5 轧 辊 辊 身 温 度 分 布 不 均, 使 轧 辊 产 生 热 凸 度 轧 辊 热 凸 度 D 热 可 近 似 地 按 下 式 计 算 : 式 中 D 轧 辊 直 径,mm; t 辊 身 中 部 与 边 部 的 温 度 差, ; a 轧 辊 材 料 的 线 膨 胀 系 数,1/, 对 钢 轧 辊 来 说, 取 α=11.9 lo -6 l/, 铸 铁 轧 辊 α= / ; Kt 约 束 系 数, 当 轧 辊 横 截 面 上 温 度 为 均 匀 分 布 时,Kt=1, 当 温 度 分 布 不 均 且 表 面 温 度 等 于 心 部 温 度 时,Kt=O.9 举 例 : 已 知 条 件 同 上 题 取 工 作 辊 中 部 与 板 边 的 温 度 差 Δt=5, 轧 辊 热 凸 度 D 热 为 : 133. 怎 样 合 理 选 择 冷 轧 工 作 辊 的 原 始 辊 形? 工 作 辊 原 始 辊 形 的 合 理 选 择 是 以 正 常 生 产 条 件 下 相 对 稳 定 的 轧 制 力 辊 温 和 辊 身 磨 损 特 点 为 依 据 的 原 始 辊 形 Do 本 质 上 起 到 补 偿 各 因 素 的 平 均 影 响 的 作 用 生 产 中, 对 辊 形 的 控 制 和 调 整 又 是 在 原 始 辊 形 的 基 础 上 施 行 的, 或 者 说 是 以 原 始 辊 形 为 其 出 发 点 的 因 此, 原 始 辊 形 选 择 得 合 理 与 否 对 辊 形 控 制 的 效 果 有 直 接 影 响 由 此 可 见, 合 理 的 辊 形 设 计 与 辊 形 的 实 际 控 制 二 者 是 相 辅 相 成 的 检 验 原 始 辊 形 的 合 理 与 否 应 从 产 品 质 量 设 备 利 用 情 况 操 作 的 稳 定 性 以 及 是 否 能 有 效 地 减 少 实 际 辊 形 控 制 与 调 整 的 工 作 量 等 方 面 来 衡 量 原 始 辊 形 凸 度 选 得 过 大 或 过 小, 都 会 在 带 材 产 品 的 板 形 与 横 向 厚 差 上 反 映 出 来, 凸 度 选 得 过 大 会 引 起 轧 件 的 横 窜 或 蛇 行 以 及 容 易 造 成 断 带 事 故 ; 辊 形 凸 度 选 得 过 小 有 可 能 限 制 轧 机 能 力 的 充 分 发 挥, 因 为 原 始 凸 度 小, 在 实 际 操 作 中, 压 下 稍 微 给 大 一 些, 带 材 就 会 因 出 现 边 浪 而 报 废, 尽 管 此 时 实 际 操 作 上 轧 制 力 还 远 未 达 到 允 许 值 工 作 辊 原 始 辊 形 Do 与 轧 辊 弹 性 变 形 ( 挠 度 )f1 轧 辊 间 弹 性 压 扁 f2 轧 辊 热 凸 度 D 热 的 关 系 如 下 : 在 生 产 中, 原 始 辊 形 的 选 定 并 不 完 全 是 依 靠 计 算, 而 主 要 是 依 靠 经 验 估 计 与 对 比 按 经 验 确 定 原 始 辊 形 ΔDo 的 方 法, 一 般 都 是 先 参 照 国 内 外 已 有 的 同 类 型 或 相 似 轧 机 的 经 验 预 选 一 个 原 始 凸 度 值 ( 开 始 时 此 值 都 选 得 偏 小 一 些 ), 然 后 根 据 试 轧 的 效 果 逐 渐 修 正 由 于 冷 轧 工 作 辊 换 辊 频 繁, 故 轧 制 一 批 产 品 后 根 据 实 际 情 况 再 调 整 一 下 原 始 辊 凸 度 值 是 完 全 应 该 的 在 大 多 数 情 况 下, 一 套 行 之 有 效 的 辊 形 制 度 都 是 经 过 一 段 时 期 的 试 轧, 反 复 比 较 其 实 际 效 果 之

153 后 才 确 定 下 来, 并 且 随 着 生 产 条 件 的 变 化 作 适 当 的 改 变 也 应 进 行 必 要 的 理 论 验 算 从 所 考 虑 轧 机 的 具 体 轧 制 条 件 出 发, 经 验 估 计 与 理 论 计 算 互 相 补 充, 使 辊 形 的 初 步 设 计 有 较 充 分 的 根 据 134. 怎 样 补 偿 生 产 中 的 轧 辊 磨 损? 在 轧 制 过 程 中, 工 作 辊 与 支 撑 辊 均 将 逐 渐 磨 损, 支 撑 辊 的 磨 损 较 工 作 辊 少 轧 辊 磨 损 则 使 辊 缝 形 状 逐 渐 变 得 不 规 则 起 来 影 响 轧 辊 磨 损 的 主 要 因 素 是 磨 损 速 度 ( 在 一 定 轧 辊 使 用 期 间 内 的 实 际 磨 耗 量 ) 以 及 磨 损 的 分 布 特 点 轧 辊 磨 损 与 所 轧 品 种 规 格 及 轧 制 计 划 的 安 排 轧 制 工 艺 制 度 轧 辊 材 质 原 始 辊 形 与 轧 辊 冷 却 润 滑 条 件 等 都 密 切 相 关 生 产 中, 轧 辊 的 磨 损 主 要 通 过 合 理 选 择 原 始 辊 形 来 补 偿 对 于 四 辊 轧 机 来 说, 由 于 工 作 辊 与 支 撑 辊 的 换 辊 周 期 不 一 样, 一 般 工 作 辊 换 辊 很 频 繁, 因 此, 可 以 做 到 每 更 换 一 次 ( 或 几 次 ) 工 作 辊, 就 适 当 增 加 工 作 辊 原 始 凸 度, 以 弥 补 支 撑 辊 磨 损 带 来 的 影 响, 例 如, 某 1200mm 可 逆 式 四 辊 冷 轧 机 在 轧 制 厚 度 在 0.5mm 以 下 的 产 品 时, 工 作 辊 的 换 辊 周 期 仅 为 支 撑 辊 的 1/ 16, 即 工 作 辊 换 辊 16 次, 支 撑 辊 才 更 换 1 次 针 对 这 种 实 际 情 况, 当 轧 制 1020mm 宽 的 变 压 器 硅 钢 片 时, 在 支 撑 辊 使 用 初 期 所 采 用 的 工 作 辊 凸 度 为 0.07mm, 以 后 随 着 支 撑 辊 的 逐 渐 磨 损, 工 作 辊 凸 度 由 O.07mm 渐 次 递 增 到 0.13mm 表 3-40 为 可 逆 式 四 辊 冷 轧 机 原 始 辊 形 凸 度 配 置 实 例 表 3-40 单 机 1200mm 可 逆 式 四 辊 冷 轧 机 辊 形 配 置 实 例 轧 制 产 品 T~/mm 备 注 T8A 硅 钢 板 硅 钢 板 镀 锡 板 普 通 板 普 通 板 B=1020mm B=1020mm B=800mm B=760mm B=820~870mm B=1020mm O.07~0.10 O.07~O.13 O.28~0.32 O.25~O.28 O.15~0.18 O.05~O.10 支 撑 辊 使 用 前 期 工 作 辊 凸 度 用 小 值, 后 期 用 大 值 ; 只 有 上 工 作 辊 有 凸 度, 下 工 作 辊 凸 度 为 零 135. 调 整 辊 形 的 方 法 有 哪 几 种? 为 了 改 善 板 形 和 缩 小 横 向 厚 度 差, 就 要 控 制 工 作 辊 的 实 际 凸 度 和 实 际 挠 度, 以 满 足 减 小 横 向 厚 差 的 要 求 在 轧 制 过 程 中, 有 很 多 因 素 促 使 工 作 辊 的 实 际 凸 度 和 挠 度 不 断 变 化, 例 如 : (1) 轧 制 工 作 时 间 的 长 短 轧 制 速 度 的 高 低 轧 制 品 种 的 不 同 轧 辊 冷 却 条 件 的 差 异 等 都 会 引 起 轧 辊 温 度 分 布 状 况 的 改 变, 导 致 轧 辊 热 凸 度 的 变 化, 从 而 引 起 工 作 辊 实 际 凸 度 的 改 变 (2) 在 轧 制 过 程 中 轧 辊 的 磨 损 不 断 增 大, 也 引 起 轧 辊 实 际 凸 度 的 变 化 (3) 轧 件 厚 度 宽 度 张 力 等 的 变 化 及 轧 件 力 学 性 能 不 均 等 的 影 响, 均 会 引 起 轧 制 力 的 大 小 及 横 向 分 布 规 律 的 变 化, 从 而 引 起 工 作 辊 实 际 挠 度 的 改 变 因 此, 在 辊 形 设 计 时, 计 算 出 一 个 原 始 辊 形 凸 度 ΔDo, 但 是 仅 靠 一 个 固 定 的 轧 辊 原 始 凸 度, 显 然 不 能 保 持 良 好 的 板 形, 这 就 要 求 在 轧 制 过 程 中 对 轧 辊 实 际 凸 度 和 实 际 挠 度 不 断 进 行 调 整 ( 即 辊 形 调 节 ) 目 前, 在 冷 轧 机 的 生 产 实 践 中 采 用 的 辊 形 调 节 方 法 有 : (1) 按 合 理 的 辊 形 设 计, 根 据 经 验 或 计 算, 对 给 定 规 格 求 出 工 作 辊 原 始 凸 度 ΔDo, 使 其 保 持 所 需 板 形 及 横 向 厚 差 生 产 中, 用 不 同 的 工 作 辊 原 始 凸 度 来 适 应 各 种 规 格 的 带 材 (2) 调 节 沿 辊 身 长 度 上 的 温 度 分 布, 即 改 变 D 热 如 用 辊 身 长 度 方 向 分 段 冷 却 轧 辊, 改 变 各 段 冷 却 液 的 数 量 和 温 度, 便 可 改 变 轧 辊 的 热 凸 度 D 热, 从 而 也 就 改 变 了 轧 辊 实 际 凸 度, 达 到 调 整 辊 形 的 目 的 此 方 法 的 优 点 是 采 用 的 设 备 和 控 制 方 法 都 很 简 单, 但 它 的 调 整 速 度 很 慢, 惯 性 大, 不 能 满 足 高 速 轧 制 的 要 求, 且 不 能 经 常 保 持 轧 辊 热 凸 度 的 对 称 性 和 稳 定 性

154 (3) 改 变 压 下 规 程, 调 整 轧 制 力, 改 变 轧 辊 实 际 挠 度 例 如, 带 钢 产 生 对 称 边 浪, 通 过 减 小 压 下 量, 减 小 轧 辊 本 身 的 挠 度 就 可 缓 和 或 消 除 这 种 缺 陷 此 方 法 的 缺 点 是 改 变 压 下 量 会 影 响 带 钢 出 口 厚 度, 可 能 导 致 轧 制 道 次 的 增 加, 降 低 生 产 率 (4) 采 用 液 压 弯 辊 装 置, 调 节 轧 辊 挠 度, 改 变 轧 辊 实 际 挠 度 当 采 用 这 种 方 法 时, 轧 辊 ( 工 作 辊 或 支 撑 辊 ) 两 端 受 一 附 加 的 弯 曲 力 作 用, 可 加 大 或 减 小 轧 辊 在 轧 制 过 程 中 所 产 生 的 挠 度, 使 轧 辊 实 际 挠 度 自 动 或 人 工 地 保 持 在 最 佳 数 值 上 液 压 弯 辊 的 突 出 优 点 是 快 速 准 确, 能 满 足 高 速 度 高 精 度 轧 制 的 要 求, 实 现 板 形 自 动 控 制 ; 能 使 一 种 辊 形 适 应 多 种 规 格 的 生 产, 便 于 磨 辊, 减 少 了 换 辊 次 数, 提 高 了 作 业 率 但 此 方 法 也 有 缺 点, 如 弯 辊 力 使 轧 辊 有 关 零 件 的 负 荷 增 加, 降 低 零 件 使 用 寿 命 等 (5) 采 用 高 性 能 轧 辊 凸 度 控 制 轧 机, 即 HC 轧 机, 该 轧 机 在 工 作 辊 与 支 撑 辊 间 有 能 做 轴 向 移 动 的 中 间 辊 两 个 中 间 辊 的 移 动 是 对 称 的, 但 方 向 相 反 工 作 辊 上 有 调 节 辊 形 用 的 液 压 弯 辊 装 置 该 轧 机 能 够 根 据 被 轧 板 材 的 宽 度 设 定 中 间 辊 的 移 动 量 这 样, 工 作 辊 和 支 撑 辊 在 板 宽 的 外 侧 有 一 端 不 接 触, 消 除 了 工 作 辊 的 附 加 弯 曲, 因 而 使 工 作 辊 弯 辊 效 果 更 为 显 著, 提 高 了 辊 形 调 节 的 灵 敏 度 136. 带 钢 横 向 厚 差 与 板 形 是 一 回 事 吗? 板 带 材 沿 宽 度 方 向 的 厚 度 偏 差 ( 即 带 钢 中 部 与 边 部 厚 度 之 差 ) 称 为 横 向 厚 差 ( 或 称 为 同 板 差 或 三 点 差 ) 它 决 定 于 板 材 横 截 面 的 形 状 ( 图 3-73) 矩 形 截 面 的 横 向 厚 差 为 零, 属 于 理 想 的 情 况 楔 形 截 面 的 横 向 厚 差 是 因 左 右 压 下 装 置 调 整 不 当 引 起 的 对 称 的 凸 形 或 凹 形 截 面 的 横 向 厚 差 是 由 于 轧 制 时 实 际 辊 缝 形 状 所 造 成 的, 它 决 定 于 辊 形 的 设 计 和 轧 机 调 整 以 及 坯 料 等 问 题 在 产 品 标 准 中, 对 横 向 厚 差 都 作 了 规 定 图 3-73 板 带 材 的 横 截 面 形 状 a- 矩 形 ( 理 想 形 状 );b- 楔 形 ;c- 凸 形 ;d- 凹 形 减 小 板 带 材 的 横 向 厚 差 首 先 有 利 于 保 证 产 品 的 厚 度 均 匀 性, 另 一 方 面, 也 提 高 了 成 材 率, 特 别 是 按 板 带 钢 长 度 交 货 时, 可 带 来 一 定 的 经 济 收 益 板 形 是 板 带 材 平 直 度 的 简 称 板 形 的 好 坏 是 指 板 带 材 横 向 各 部 位 是 否 产 生 波 浪 或 折 皱, 它 决 定 于 板 带 材 沿 宽 度 方 向 的 延 伸 是 否 相 等 如 图 3-74 所 示, 如 果 轧 制 时 的 辊 缝 不 良, 两 边 的 延 伸 大 于 中 部 的 延 伸, 则 产 生 对 称 的 双 边 波 浪 ; 反 之, 如 果 中 部 延 伸 大 于 边 部 延 伸, 则 产 生 中 间 波 浪 ( 瓢 曲 ) 如 果 两 边 的 压 下 不 当, 使 一 边 的 延 伸 大 于 另 一 边 的 延 伸, 则 产 生 单 边 波 浪, 或 镰 刀 弯 常 见 的 板 形 缺 陷 有 镰 刀 弯 ( 即 旁 弯 ) 浪 形 和 瓢 曲 浪 形 和 瓢 曲 缺 陷 尚 有 多 种 表 现 形 式 ( 如 图 3-74 中 所 示 ), 其 中 斜 浪 与 眼 睛 等 属 于 比 较 特 殊 的 浪 形 缺 陷, 较 常 见 的 是 中 部 浪 形 与 单 侧 或 双 侧 对 称 边 浪 对 于 冷 轧 板 带 钢 产 品 来 说, 不 允 许 有 明 显 的 浪 形 与 瓢 曲, 根 据 冷 轧 产 品 的 厚 度 规 格 与 用 途, 其 具 体 规 定 是 不 同 的 例 如, 冷 轧 电 工 硅 钢 板, 国 家 标 准 规 定 每 米 长 度 的 瓢 曲 度 不 允 许 超 过 2mm; 对 刀 片 带 钢 来 说, 把 轧 后 的 成 品 带 材 摊 放 在 平 台 上, 如 发 现 有 超 过 lmm 的 浪 瓢 就

155 算 不 合 格 ; 供 制 造 电 视 机 用 的 带 钢 要 求 更 严 ; 把 板 片 置 于 平 台 上, 其 平 直 度 要 求 达 到 用 指 甲 也 不 能 将 其 掀 起 的 程 度 各 种 冷 轧 产 品 的 具 体 规 定 见 有 关 技 术 标 准 图 3-74 板 形 缺 陷 严 格 来 说, 板 形 又 可 分 为 视 在 板 形 与 潜 在 板 形 两 类 所 谓 视 在 板 形 就 是 指 在 轧 后 即 可 用 肉 眼 辨 别 的 板 形 ; 而 潜 在 板 形 的 特 点 是 轧 制 之 后 不 能 立 即 发 现, 往 往 要 在 后 部 加 工 工 序 中 才 会 暴 露 例 如, 有 时 从 轧 机 轧 出 的 板 材 看 起 来 并 无 浪 瓢, 但 一 经 纵 剪 后, 即 出 现 旁 弯 或 者 浪 皱 生 产 中 要 将 视 在 板 形 和 潜 在 板 形 都 控 制 在 所 要 求 的 允 许 范 围 之 内 衡 量 板 形 好 坏 的 标 准 是 波 形 度 ( 平 直 度 ) 图 3-75 所 示 为 板 带 材 在 有 波 浪 处 的 纵 向 截 面 图 一 般 板 带 材 的 波 形 度 可 表 示 为 : 图 3-75 板 带 材 的 波 浪 度 式 中 δ 波 浪 高 度 ; λ 波 浪 长 度 板 形 不 良 对 板 带 钢 的 轧 制 操 作 也 有 重 大 影 响, 板 形 严 重 不 良 会 导 致 勒 辊 轧 卡 断 带 撕 裂 等 事 故 的 出 现 ( 甚 至 可 能 损 坏 轧 机 ), 使 故 障 停 产 时 间 增 加 板 形 状 况 不 佳 也 限 制 了 轧 制 速 度 的 提 高, 因 而 影 响 轧 机 的 生 产 能 力 此 外, 板 形 不 良 也 使 轧 机 所 能 轧 出 的 最 薄 规 格 受 到 限 制 由 上 可 知, 板 形 决 定 于 带 钢 纵 向 延 伸 差, 因 此, 横 向 厚 差 和 板 形 是 两 种 不 同 的 概 念, 但 是, 横 向 厚 差 与 板 形 有 着 内 在 的 关 系 通 过 调 节 辊 缝 形 状, 可 以 达 到 减 小 带 钢 的 横 向 厚 差 和 改 善 板 形 质 量 ( 即 消 除 边 浪 和 中 间 波 浪 ) 的 目 的

156 137. 什 么 叫 二 次 变 形? 板 形 缺 陷 的 出 现 来 源 于 板 宽 方 向 上 各 条 纵 向 纤 维 的 延 伸 不 均 延 伸 较 大 的 部 分 被 迫 受 压, 而 延 伸 较 小 者 则 被 迫 受 拉 拉 伸 作 用 不 会 引 起 板 形 问 题, 但 是 当 压 缩 应 力 超 过 一 定 的 临 界 值 时, 该 部 分 板 材 在 压 缩 力 的 作 用 下 将 产 生. 不 同 形 式 的 屈 曲 首 先 设 想 从 轧 辊 轧 出 的 带 材 是 由 一 系 列 宽 度 很 小 的 纵 向 小 条 所 组 成 这 样, 板 带 沿 宽 度 方 向 上 的 延 伸 不 均 就 可 理 解 为 这 些 纵 向 小 条 的 延 伸 不 均 当 各 小 条 互 无 联 系 并 各 自 延 伸 时, 则 所 轧 出 带 材 的 端 部 形 状 就 是 各 小 条 的 延 伸 不 一 致 的 情 况 然 而, 实 际 上 各 小 条 之 间 存 在 着 整 体 联 系 这 样, 在 延 伸 不 均 的 小 条 之 间 便 会 产 生 拉 应 力 或 压 应 力 可 以 认 为, 带 材 头 部 ( 硬 端 ) 的 前 进 速 度 沿 宽 度 方 向 是 均 匀 分 布 的, 且 等 于 v1p( 图 3-76) 而 刚 从 辊 缝 出 来 的 金 属 速 度 沿 宽 度 方 向 上 的 分 布 是 不 均 匀 的 ( 因 各 小 条 纵 向 延 伸 不 均 所 引 起 的 ) 从 秒 流 量 一 致 的 条 件 出 发, 其 平 均 速 度 也 应 等 于 v1p 因 此, 实 际 速 度 超 过 此 平 均 速 度 的 纵 向 小 条, 将 产 生 压 缩 的 附 加 变 形, 而 实 际 速 度 小 于 平 均 速 度 的 小 条 将 产 生 拉 伸 的 附 加 变 形 为 了 区 别 于 轧 制 时 带 材 的 变 形, 我 们 把 这 种 离 开 辊 缝 以 后 由 于 纵 向 延 伸 不 均 而 引 起 的 附 加 变 形 称 为 二 次 变 形 带 材 二 次 变 形 的 结 果 导 致 带 材 浪 形 瓢 曲 和 旁 弯 图 3-76 带 钢 前 进 速 度 沿 宽 向 分 布 Vop- 平 均 入 口 速 度 ;v1p- 平 均 出 口 速 度 如 果 认 为 二 次 变 形 等 于 零 是 确 保 带 材 完 全 平 直 的 理 想 条 件, 就 应 设 法 使 带 材 各 纵 向 小 条 延 伸 完 全 一 致, 即 意 味 着 带 材 断 面 上 各 点 的 压 下 率 相 同 138. 怎 样 才 能 保 证 板 形 良 好? 我 们 知 道, 板 形 好 坏 是 指 带 材 横 向 各 部 位 是 否 产 生 波 浪 或 折 皱, 它 决 定 于 带 材 沿 宽 度 方 向 的 延 伸 是 否 一 致 带 材 厚 度 越 小, 即 使 绝 对 压 下 量 的 微 小 差 异 也 可 能 导 致 伸 长 率 的 显 著 不 均, 从 而 会 引 起 板 形 变 坏, 出 现 浪 弯 或 瓢 曲 为 了 保 证 板 形 良 好, 必 须 遵 守 均 匀 延 伸 或 所 谓 板 凸 度 一 定 的 原 则, 即 必 须 使 带 材 沿 宽 度 方 向 上 各 点 的 伸 长 率 或 压 下 率 基 本 相 等 如 图 3-77 所 示, 设 轧 制 前 板 带 边 缘 的 厚 度 等 于 H, 而 中 间 厚 度 等 于 H+, 为 轧 前 厚 度 差 或 称 板 凸 量, 轧 制 后 带 材 相 当 横 断 面 上 的 厚 度 分 别 为 h 和 h+δ,δ 为 轧 后 厚 度 差 或 板 凸 量 把 /H 与 δ/h 称 为 板 凸 度 带 材 沿 宽 度 上 压 下 率 相 等 的 条 件, 可 以 写 成 带 材 边 缘 和 中 部 伸 长 率 λ 相 等 的 条 件, 即

157 图 3-77 轧 制 前 后 带 材 厚 度 变 化 由 此 可 得 : 式 中 δn hn 成 品 带 材 的 厚 度 差 和 厚 度 由 此 可 见, 要 想 满 足 均 匀 变 形 的 条 件, 保 证 板 形 良 好, 则 必 须 使 带 材 轧 前 的 厚 度 差 与 轧 后 的 厚 度 差 δ 之 比 等 于 伸 长 率 λ 或 者 轧 前 板 凸 度 ( /H) 等 于 轧 后 板 凸 度 (δ/h), 即 板 凸 度 保 持 一 定 本 道 次 轧 前 的 板 厚 也 就 是 前 一 道 次 轧 后 的 板 厚, 亦 即 前 一 道 次 轧 制 时 辊 缝 的 实 际 形 状 因 此, 在 均 匀 变 形 的 原 则 下, 后 一 道 次 的 板 厚 差 δ 要 比 前 一 道 次 的 板 厚 差 小, 其 差 值 为 : 一 δ=(λ-1)δ 由 于 轧 辊 的 原 始 辊 形 及 因 辊 温 差 所 产 生 的 热 凸 度 在 前 后 道 次 中 几 乎 是 不 变 的, 故 此 差 值 主 要 取 决 于 轧 辊 因 承 受 压 力 所 产 生 的 挠 度 值 这 就 是 说, 要 保 证 均 匀 变 形 的 条 件, 就 必 须 后 一 道 次 轧 制 时 轧 辊 挠 度 小 于 前 一 道 次 的 轧 辊 挠 度 ; 也 就 是 在 轧 辊 刚 度 相 同 的 情 况 下, 后 一 道 次 的 轧 制 力 P 后 必 须 小 于 前 一 道 次 的 轧 制 力 P 前, 其 差 值 可 由 挠 度 计 算 公 式 反 推 求 出, 即 由 : 故 得 : 式 中 K 辊 轧 辊 刚 度 系 数,N/mm 由 此 可 见, 为 了 保 证 良 好 的 板 形, 满 足 均 匀 变 形 的 条 件, 在 设 备 强 度 一 定 的 情 况 下, 使 轧 制 力 逐 道 减 小 是 压 下 规 程 制 定 和 生 产 操 作 的 理 论 基 础 139. 轧 制 时 怎 样 观 察 和 测 量 带 钢 板 形? (1) 目 测 板 形 在 冷 轧 机 上 采 用 大 张 力 轧 制 时, 借 助 于 木 棍 打 击 低 速 轧 制 的 带 钢 根 据 木 棍 打 击 带 钢 的 声 音 和 回 弹 检 测 张 应 力 的 分 布, 从 而 掌 握 带 钢 板 形 情 况 有 时 轧 钢 工 人 为 掌 握 板 形 情 况, 冒 着 危 险 用 手 去 压 按 机 架 间 绷 紧 的 带 钢, 根 据 各 部 分 的 松 弛 程 度 来 判 断 板 形 的 好 坏 用 手 压 或 木 棍 打 击 带 钢 的 检 测 方 法 耗 时 长, 主 观 片 面, 只 能 对 轧 制 过 程 中 板 形 作 粗 略 的 估 计, 并 且 不 能 实 现 连 续 检 测 (2) 用 磁 力 板 形 仪 进 行 测 量 在 带 张 力 冷 轧 的 情 况 下, 导 致 产 生 板 形 缺 陷 的 不 均 匀 延 伸 将 使 轧 制 张 力 沿 板 宽 方 向 的 分 布 发 生 改 变 非 接 触 式 的 磁 力 板 形 仪 ( 图 3-78) 是 利 用 带 钢 张 力 分 布 不 均 而 引 起 磁 导 率 变 化 的 原 理 而 制 作 的 仪 器 仪 器 的 测 定 部 分 由 编 成 一 组 的 多 对 探 测 头 所 组 成 ( 探 测 头 的 数 目 根 据 板 宽 不 同 可 为 5~11 对 ) 上 探 测 头 为 励 磁 头, 带 有 电 流 频 率 为

158 125Hz 的 励 磁 线 圈 ; 下 探 测 头 则 带 有 测 感 线 圈 磁 通 通 过 被 测 钢 板 测 感 线 圈 的 输 出 电 压 是 带 材 内 部 出 现 的 张 应 力 的 函 数 此 应 力 值 通 过 电 子 装 置 最 后 显 示 于 荧 光 屏 上 其 测 量 结 果 也 可 直 接 用 来 控 制 轧 机 的 弯 辊 系 统 图 3-78 非 接 触 式 磁 力 板 形 仪 (3) 张 力 辊 式 ( 接 触 式 ) 板 形 仪 测 量 张 力 辊 式 板 形 仪 中 比 较 常 用 的 一 种 如 图 3-79 所 示, a b 图 分 别 表 示 两 种 横 向 张 力 下 延 伸 波 动 的 分 布 其 方 法 是 用 由 多 段 组 成 的 测 量 辊 代 替 一 般 的 驮 辊 带 钢 的 延 伸 不 均 将 反 映 为 横 向 张 力 的 分 布 不 均, 每 一 段 测 量 出 与 其 相 接 触 的 一 小 段 带 材 (25~50mm 宽 ) 中 的 张 应 力, 据 此 反 推 板 形 并 实 行 控 制 图 3-79 张 力 辊 式 板 形 仪 140. 什 么 叫 液 压 弯 辊, 怎 样 使 用? 液 压 弯 辊 就 是 用 液 压 缸 对 工 作 辊 或 支 撑 辊 施 加 附 加 弯 曲 力, 使 轧 辊 产 生 附 加 挠 度, 补 偿 轧 辊 原 始 辊 形 凸 度, 以 保 证 带 钢 板 形 良 好 液 压 弯 辊 装 置 能 迅 速 调 整 轧 辊 辊 形, 且 调 整 幅 度 较 大 液 压 弯 辊 装 置 不 仅 可 以 减 少 磨 辊 次 数, 而 且 还 减 少 换 辊 次 数, 提 高 轧 机 作 业 率, 同 计 算 机 相 结 合, 就 可 以 有 效 地 控 制 板 形 液 压 弯 辊 的 缺 点 是 给 轧 机 轧 辊 轴 承 和 轧 辊 本 身 增 加 了 附 加 载 荷, 因 而 影 响 了 轧 机 能 力 的 充 分 发 挥

159 液 压 弯 辊 有 两 种 基 本 方 式 : 弯 曲 工 作 辊 和 弯 曲 支 撑 辊 (1) 弯 曲 工 作 辊 的 方 法 有 正 弯 辊 法 ( 简 称 JWW 法 ), 是 减 小 工 作 辊 挠 度 的 方 法 ( 图 3-80a); 负 弯 辊 法 ( 简 称 JWB 法 ), 是 增 加 工 作 辊 挠 度 的 方 法 ( 图 3-80b) 弯 曲 工 作 辊 的 方 法 较 灵 活, 结 构 简 单, 弯 辊 力 较 小, 又 能 达 到 满 意 的 辊 形 控 制 效 果 因 此, 工 作 辊 弯 曲 方 式 在 一 般 带 材 轧 机 上 使 用 较 广 正 弯 辊 是 在 上 下 工 作 辊 轴 承 座 之 间 设 置 液 压 缸 或 利 用 工 作 辊 平 衡 缸 ( 图 3-81) 对 上 下 工 作 辊 轴 承 座 施 加 与 轧 制 力 方 向 相 同 的 弯 辊 力 J/2( 此 规 定 为 正 值, 故 称 正 弯 辊 ) 在 工 作 辊 正 弯 的 作 用 下, 轧 制 时 轧 辊 的 挠 度 减 小 负 弯 辊 是 在 工 作 辊 轴 承 座 与 支 撑 辊 轴 承 座 之 间 设 置 液 压 缸 ( 图 3-81), 对 工 作 辊 轴 承 座 施 加 一 个 与 轧 制 力 方 向 相 反 的 作 用 力 J/2( 此 力 规 定 为 负 值, 故 称 负 弯 辊 ), 工 作 辊 负 弯 使 轧 制 时 工 作 辊 的 挠 度 增 加 轧 辊 在 使 用 中 磨 损 时, 辊 身 中 部 磨 损 比 边 部 快, 应 采 用 正 弯 辊, 增 加 轧 辊 向 下 的 挠 度, 就 可 延 长 轧 辊 使 用 周 期, 减 少 换 辊 和 磨 辊 次 数 在 轧 制 过 程 中, 轧 辊 受 热 膨 胀, 辊 身 中 部 散 热 较 慢, 使 辊 径 膨 胀 较 大, 这 时 需 要 用 负 弯 辊 来 减 小 轧 辊 凸 度, 使 轧 出 带 钢 的 板 形 较 好 由 于 轧 件 材 料 性 能 不 均 匀 温 度 不 均 匀 轧 辊 辊 形 变 化 以 及 轧 件 规 格 变 化 等 各 种 原 因, 在 带 钢 轧 制 过 程 中 需 要 随 时 通 过 弯 辊 装 置 来 调 整 辊 形 (2) 弯 曲 支 撑 辊 的 方 法 是 把 支 撑 辊 两 端 加 长, 在 伸 长 的 辊 端 上 设 置 液 压 缸 支 撑 辊 正 弯 法 是 弯 辊 力 J/2 的 作 用 方 向 与 轧 制 力 方 向 相 同, 以 减 小 支 撑 辊 挠 度 ( 简 称 JBB 法, 见 图 3-80c) 采 用 支 撑 辊 正 弯 会 使 辊 颈 和 轴 承 的 负 荷 增 大, 因 而 降 低 其 寿 命 并 限 制 了 轧 机 能 力 的 发 挥 同 时 弯 辊 力 还 会 增 加 压 下 装 置 的 负 荷 弯 曲 支 撑 辊 的 方 法 需 要 延 长 支 撑 辊 辊 颈 ( 安 装 液 压 缸 ), 因 而 轧 机 结 构 复 杂 而 庞 大, 同 时 液 压 缸 的 位 置 还 影 响 工 作 辊 换 辊, 故 只 在 轧 辊 辊 身 特 别 长 时 才 采 用 冷 带 钢 轧 机 上 不 采 用 这 种 弯 曲 方 法 图 3 80 液 压 弯 辊 装 置 的 主 要 形 式 a- 弯 辊 缸 位 于 工 作 辊 之 间 ;b- 弯 辊 缸 位 于 工 作 辊 和 支 撑 辊 之 间 ;c- 弯 辊 缸 施 力 于 支 撑 辊 之 间

160 图 3-81 工 作 辊 弯 辊 液 压 缸 的 配 置 简 图 1- 正 弯 辊 缸 ;2- 负 弯 辊 缸 ;3- 轴 承 座 ;4- 机 架 凸 块 141. 冷 轧 带 钢 轧 机 的 平 衡 装 置 和 液 压 弯 辊 装 置 是 怎 样 的? 图 3-82 是 具 有 液 压 弯 辊 装 置 和 液 压 装 置 的 轧 机 的 平 衡 缸 和 弯 曲 缸 布 置 示 意 图 生 产 中 要 求 连 轧 机 组 能 进 行 快 速 换 辊, 因 此, 工 作 辊 平 衡 缸 和 支 撑 辊 平 衡 缸 均 设 在 机 架 窗 口 上 如 图 所 示, 在 每 个 牌 坊 的 窗 口 内, 装 有 两 个 镶 块, 每 个 镶 块 内 有 两 个 工 作 辊 正 弯 曲 缸 和 1 个 支 撑 辊 平 衡 缸 8 个 工 作 辊 负 弯 曲 缸 都 装 在 支 撑 辊 的 轴 承 座 内 换 工 作 辊 时, 不 需 要 拆 卸 油 管 上 下 支 撑 辊 轴 承 座 内 还 装 设 有 工 作 辊 负 弯 曲 缸, 用 来 调 整 辊 形 工 作 辊 的 换 辊 轨 道, 在 换 辊 时 可 由 支 撑 辊 平 衡 缸 经 过 上 支 撑 辊 轴 承 座 提 升 工 作 辊 平 衡 缸 和 下 工 作 辊 压 紧 缸 同 时 也 是 工 作 辊 正 弯 曲 缸, 用 来 调 整 辊 形

161 图 3 82 冷 轧 带 钢 轧 机 的 平 衡 缸 和 弯 辊 缸 布 置 示 意 图 1- 电 动 调 整 装 置 ;2- 测 压 头 ;3- 上 工 作 辊 负 弯 曲 缸 ;4- 支 撑 辊 平 衡 缸 ;5- 下 工 作 辊 正 弯 曲 压 紧 缸 ; 6- 下 工 作 辊 负 弯 曲 缸 ;7- 辊 缝 调 整 装 置 ( 压 上 液 压 缸 );8- 位 移 传 感 器 ;9- 压 力 传 感 器 ; 10- 上 工 作 辊 正 弯 曲 平 衡 缸 142. 怎 样 控 制 冷 轧 机 的 液 压 弯 辊? 液 压 弯 辊 ( 即 液 压 辊 形 调 节 ) 的 控 制 可 分 为 手 动 调 节 系 统 和 自 动 调 节 系 统 两 类 目 前, 手 动 调 节 系 统 已 得 到 广 泛 应 用 采 用 手 动 调 节 系 统 时, 弯 辊 力 的 大 小 是 操 作 者 根 据 对 板 形 的 观 测 计 算 ( 包 括 使 用 计 算 机 计 算 ) 或 操 作 经 验 给 定 的, 而 没 有 板 形 的 反 馈 调 节 手 动 调 节 系 统 的 要 求 是 给 定 后 的 弯 辊 力 应 能 保 持 不 变 下 面 简 单 说 明 液 压 弯 辊 的 伺 服 阀 控 制 系 统 伺 服 阀 控 制 系 统 是 利 用 电 液 伺 服 阀 并 通 过 压 力 传 感 器 的 反 馈 来 控 制 弯 辊 缸 的 油 压, 这 样 既 简 单 可 靠, 又 能 提 高 弯 辊 力 的 控 制 精 度, 因 此, 它 是 目 前 手 动 调 节 系 统 中 一 种 较 好 的 控 制 方 式 1700mm 五 机 架 冷 连 轧 机 的 液 压 弯 辊 系 统 就 采 用 这 种 控 制 方 式, 如 图 3-83 所 示 在 该 冷 连 轧 机 组 上, 一 二 三 机 座 上 只 有 工 作 辊 正 弯 曲, 在 四 五 机 座 上 则 既 有 工 作 辊 正 弯 曲 又 有 负 弯 曲 弯 辊 力 经 人 工 给 定 后, 由 电 液 伺 服 阀 自 动 保 持 该 液 压 弯 辊 系 统 由 液 压 站 执 行 油 缸 及 控 制 阀 组 3 部 分 组 成 液 压 站 有 4 只 轴 向 柱 塞 定 压 变 量 泵, 其 中 3 台 工 作,1 台 作 循 环 过 滤 冷 却, 并 兼 作 备 用 泵 站 能 提 供 4 种 不 同 的 压 力 油 :(1)23MPa 的 高 压 油, 它 是 工 作 油 泵 直 接 排 出 的 高 压 油, 作 为 电 液 伺 服 阀 1 和 2 的 供 油 压 力 ;(2)18MPa 的 高 压 油, 它 是 经 伺 服 阀 和 压 力 传 感 器 反 馈 控 制 后 的 输 出 压 力 油, 故 压 力 较 稳 定, 作 为 工 作 辊 及 支 撑 辊 的 平 衡 和 伺 服 阀 1 和 2 的 前 置 级 控 制 油 压 ;(3)6MPa 的 中 压 油, 它 是 18MPa 油 压 经 减 压 阀 液 压 后 的 二 次 压 力 油, 主 要 用 于 换 辊 时 使 液 压 站 活 塞 退 回 及 液 控 单 向 阀 和 电 液 换 向 阀 的 控 制 油 路 ;(4)0.5MPa 的 低 压 油, 它 是

162 6MPa 的 中 压 油 经 减 压 后 的 二 次 输 出 压 力, 作 液 压 缸 活 塞 杆 腔 的 背 压 用 每 个 机 座 上 共 有 8 个 工 作 辊 正 弯 曲 缸 ( 见 上 题 ) 上 下 工 作 辊 正 弯 曲 缸 的 行 程 分 别 为 210mm 和 150mm, 活 塞 与 活 塞 杆 直 径 均 相 应 为 120mm 和 60mm 每 个 机 座 还 有 8 个 工 作 辊 负 弯 曲 缸, 行 程 为 150mm, 活 塞 与 活 塞 杆 直 径 相 应 为 120mm 和 60mm 现 以 第 四 和 第 五 机 座 弯 辊 控 制 系 统 来 说 明 控 制 过 程 (1) 正 弯 辊 控 制 正 弯 辊 力 由 伺 服 阀 1 进 行 控 制, 其 输 出 压 力 由 压 力 给 定 器 给 定 此 时 负 弯 辊 用 伺 服 阀 2 控 制 并 由 压 力 给 定 器 给 出 最 小 输 出 压 力 换 向 阀 3 4 处 于 图 示 位 置, 换 向 阀 5 和 口 接 通, 使 5 个 液 控 单 向 阀 6 打 开,23MPa 的 高 压 油 供 给 伺 服 阀, 并 通 往 上 下 正 弯 辊 缸 液 控 单 向 阀 7 关 闭, 避 免 弯 辊 压 力 油 回 流 换 向 阀 8 处 于 图 示 位 置, 使 正 弯 辊 缸 的 活 塞 杆 腔 保 持 有 O.5MPa 的 背 压 设 置 单 向 节 流 阀 9 的 目 的 是 为 了 保 证 上 下 弯 辊 缸 能 同 步 动 作 安 全 阀 lo 用 来 防 止 系 统 过 载 换 向 阀 处 于 图 示 位 置, 供 给 负 弯 辊 缸 活 塞 杆 腔 以 0.5MPa 的 低 压 油 作 为 背 压 换 向 阀 13 处 于 图 示 位 置, 避 免 弯 辊 压 力 油 回 流 图 mm 五 机 架 冷 连 轧 机 液 压 弯 辊 系 统 图, 1 2- 电 液 伺 服 阀 ; 换 向 阀 ;6 7- 液 控 单 向 阀 ;9- 单 向 节 流 阀 ;10- 安 全 阀 管 道 1-p=18MPa; 管 道 2-p=6MPa; 管 道 3- 回 油 管 路 (0); 管 道 4- 泄 油 管 路 (L); 管 道 5-p=23MPa; 管 道 6-p=0.5MPa (2) 负 弯 辊 控 制 与 正 弯 辊 相 反, 伺 服 阀 1 由 压 力 给 定 器 给 出 最 小 输 出 压 力, 而 负 弯 辊 力 则 由 伺 服 阀 2 按 压 力 给 定 器 所 给 定 的 负 弯 辊 力 进 行 控 制 其 他 阀 的 阀 位 和 作 用 与 正 弯 控 制 相 同 (3) 平 衡 控 制 当 轧 机 调 零 时, 正 弯 辊 缸 可 作 平 衡 缸 使 用, 此 时 各 阀 的 位 置 如 下 : 伺 服 阀 1 断 开 ( 处 于 中 间 位 置 ), 换 向 阀 3 的 a 端 接 通, 使 18MPa 的 高 压 油 进 入 上 正 弯 辊 缸 换 向

163 阀 4 的 b 端 接 通, 使 18MPa 的 高 压 油 进 入 下 正 弯 辊 缸 换 向 阀 5 的 b 端 接 通, 使 所 有 液 控 单 向 阀 6 关 闭, 将 伺 服 阀 1 2 从 油 路 中 切 除, 同 时 打 开 液 控 单 向 阀 7 换 向 阀 8 处 于 图 示 位 置, 使 上 下 正 弯 辊 缸 的 活 塞 杆 腔 接 0.5MPa 的 恒 压 油 路 伺 服 阀 2 断 开 ( 处 于 中 间 位 置 ) 换 向 阀 处 于 图 示 位 置, 使 上 下 负 弯 辊 缸 活 塞 杆 腔 接 通 0.5MPa 的 恒 压 油 路 换 向 阀 13 的 a 端 接 通, 使 上 下 负 弯 辊 缸 的 活 塞 腔 卸 压, 活 塞 缩 回 (4) 换 辊 控 制 当 更 换 工 作 辊 时, 可 使 正 负 弯 辊 缸 的 活 塞 全 部 缩 回, 此 时 各 有 关 阀 位 如 下 : 换 向 阀 8 及 11 的 a 端 12 的 b 端 接 通, 使 所 有 弯 辊 缸 的 活 塞 杆 腔 充 满 6MPa 的 中 压 油 换 向 阀 4 和 13 的 a 端 换 向 阀 3 和 5 的 b 端 接 通, 使 所 有 弯 辊 缸 的 活 塞 腔 接 通 回 油 管 路 轧 制 过 程 中, 由 于 轧 制 力 和 来 料 横 向 厚 差 等 因 素 的 波 动 引 起 的 板 形 变 化 要 求 弯 辊 力 能 及 时 调 整, 但 手 动 控 制 系 统 只 能 使 弯 辊 力 保 持 给 定 数 值 不 变, 不 能 及 时 调 节 为 最 佳 弯 辊 力 此 外, 冷 轧 带 张 力 轧 制 时, 很 难 判 断 板 形 的 好 坏, 因 此, 手 动 调 节 系 统 不 仅 给 定 慢, 而 且 准 确 性 不 高 为 了 进 一 步 提 高 产 品 质 量 和 满 足 高 速 轧 制 的 要 求, 需 采 用 辊 形 自 动 控 制 143. 什 么 叫 HC 轧 机? HC 轧 机 也 叫 做 高 性 能 轧 辊 凸 度 控 制 轧 机 在 四 辊 轧 机 上, 支 撑 辊 辊 身 与 工 作 辊 辊 身 楚 全 长 接 触 的, 而 另 一 边 工 作 辊 辊 身 仅 与 轧 件 宽 度 部 分 相 接 触 工 作 辊 与 支 撑 辊 间 的 受 压 情 况 和 弹 性 压 扁 情 况 主 要 受 带 钢 宽 度 的 影 响 但 是 由 于 工 作 辊 上 下 两 面 的 接 触 长 度 不 相 等, 即 工 作 辊 与 轧 件 的 接 触 长 度 小 于 工 作 辊 与 支 撑 辊 之 间 的 接 触 长 度, 产 生 不 均 匀 接 触 变 形, 并 使 工 作 辊 产 生 附 加 弯 曲, 即 图 3-84a 中 指 出 的 有 害 接 触 部 分 使 工 作 辊 受 到 悬 臂 弯 曲 力 而 产 生 附 加 弯 曲 如 果 将 工 作 辊 与 支 撑 辊 间 的 接 触 长 度 调 整 到 与 轧 件 接 触 长 度 接 近, 消 除 辊 间 的 有 害 接 触 部 分, 如 图 3-84b 所 示, 则 工 作 辊 由 于 弹 性 压 扁 分 布 不 均 匀 造 成 的 挠 度 将 显 著 减 小 根 据 这 一 想 法, 设 计 出 HC 轧 机 图 3-84 一 般 四 辊 轧 机 和 HC 轧 机 轧 辊 变 形 情 况 比 较 HC 轧 机 如 图 3-85 所 示 在 工 作 辊 3 和 支 撑 辊 1 之 间, 增 设 了 可 以 沿 着 轴 线 移 动 的 中 间 辊 2 和 4 若 将 中 间 辊 的 辊 身 端 部 调 整 到 与 带 钢 边 缘 相 对 应 的 位 置 ( 图 3-85 所 示 的 位 置 ), 这 样, 在 非 传 动 端, 上 工 作 辊 上 下 两 面 的 接 触 长 度 几 乎 相 等, 减 小 了 压 力 分 布 的 不 均 匀 情 况, 弹 性 压 扁 分 布 较 均 匀, 上 工 作 辊 的 挠 度 相 应 减 小 在 传 动 端, 情 况 是 相 同 的, 只 是 上 下 辊 间 的 关 系 倒 了 一 下 HC 轧 机 有 下 列 优 点 : (1) 增 强 了 弯 辊 装 置 的 效 能 由 于 工 作 辊 的 一 端 是 悬 臂 的, 所 以 用 很 小 的 弯 辊 力 就 能 明

164 显 改 变 工 作 辊 的 挠 度 (2) 扩 大 了 辊 形 调 整 的 范 围 由 于 中 间 辊 位 置 可 以 移 动, 即 使 工 作 辊 原 始 辊 形 为 零 ( 即 轧 辊 没 有 凸 度 ), 配 合 液 压 弯 辊 也 可 以 在 较 大 范 围 内 调 整 辊 形, 因 此 可 减 少 备 用 轧 辊 的 数 量 图 3-85 HC 轧 机 结 构 简 图 1- 支 撑 辊 ;2- 上 中 间 辊 ;3- 工 作 辊 ;4- 下 中 闻 辊 ;5- 工 作 辊 正 弯 曲 液 压 缸 (3) 带 钢 板 形 稳 定 性 好 实 践 表 明, 当 中 间 辊 调 整 到 某 一 位 置 时, 轧 制 力 波 动 和 张 力 变 化 对 板 形 的 影 响 很 小 这 样, 可 减 小 冷 轧 张 力, 也 能 控 制 良 好 的 板 形, 并 减 少 了 板 形 控 制 的 操 作 次 数 (4) 可 以 显 著 提 高 带 钢 平 直 度, 可 以 减 小 带 钢 边 部 变 薄 和 裂 边 部 分 的 宽 度, 减 少 切 边 损 失 (5) 可 加 大 压 下 量 这 是 由 于 压 下 量 不 受 板 形 限 制 的 缘 故, 从 而 提 高 了 轧 机 产 量 144.HC 轧 机 的 辊 系 稳 定 条 件 是 什 么? HC 轧 机 的 6 个 轧 辊 组 成 一 列 布 置, 工 作 辊 有 液 压 正 弯 或 正 负 弯, 它 的 弯 辊 力 效 果 比 一 般 四 辊 轧 机 的 弯 辊 力 效 果 增 大 约 3 倍 以 上, 因 此 可 选 择 较 小 的 弯 辊 力 而 效 果 大 通 过 弯 辊 力 变 化 进 行 在 线 板 形 微 调 补 偿, 实 现 板 形 的 闭 环 控 制 HC 轧 机 的 结 构 与 四 辊 轧 机 无 多 大 区 别, 其 关 键 在 于 HC 轧 机 有 一 套 轴 向 移 动 装 置, 如 图 3-86 所 示 中 间 辊 的 轴 向 移 动 可 用 液 压 缸 的 推 拉 来 实 现, 与 CVC 轧 机 的 轴 向 移 动 机 构 相 似 将 中 间 辊 轴 承 座 与 液 压 缸 连 接 装 置 安 装 在 操 作 侧, 便 于 操 作 和 换 辊, 油 压 回 路 采 用 同 步 系 统 保 证 上 下 中 间 辊 对 称 移 动, 中 间 辊 移 动 油 缸 在 机 架 左 右 立 柱 内 侧 上, 易 于 加 工 维 护 轧 辊 辊 颈 与 轴 承 之 间, 轴 承 与 轴 承 座 之 间, 工 作 辊 中 间 辊 支 撑 辊 的 轴 承 座 之 间 及 轴 承 座 与 机 架 窗 口 之 间, 压 下 系 统 之 内 均 存 在 着 接 触 间 隙, 再 加 上 张 力 波 动 和 加 减 速 产 生 的 惯 性 力 变 化, 使 得 辊 系 存 在 不 稳 定 性 辊 系 的 不 稳 定, 将 造 成 产 品 厚 度 不 均, 轴 承 受 冲 击 载 荷 的 影 响 而 降 低 寿 命, 并 且 使 辊 面 磨 损 加 剧 为 使 辊 系 在 轧 制 过 程 中 保 持 稳 定, 必 须 使 轧 辊

165 及 其 轴 承 座 在 轧 制 过 程 中 始 终 受 一 固 定 的 侧 向 力 约 束, 即 让 轧 辊 的 轴 承 座 受 一 始 终 不 变 方 向 的 水 平 力 四 辊 轧 机 通 常 采 用 使 工 作 辊 中 心 垂 线 相 对 于 支 撑 辊 中 心 垂 线 有 一 偏 移 量 的 方 法 来 满 足 稳 定 性 要 求 HC 轧 机 采 用 中 间 辊 相 对 支 撑 辊 和 工 作 辊 有 一 个 偏 移 量 的 方 法, 满 足 稳 定 性 要 求 图 3-86 HC 轧 机 的 结 构 简 图 a- 传 动 侧 ;b- 操 作 侧 现 以 工 作 辊 传 动 为 例 来 分 析 辊 系 稳 定 性 的 条 件 (1) 工 作 辊 的 稳 定 条 件 工 作 辊 传 动 的 六 辊 轧 机 辊 系 受 力 如 图 3-87 所 示 工 作 辊 和 支 撑 辊 的 轴 心 在 同 一 个 垂 线 上, 中 间 辊 相 对 于 此 轴 心 线 向 入 口 偏 移 e 的 距 离, 这 时 为 正 向 轧 制 ( 图 3-87a); 反 之 为 反 向 轧 制 ( 图 3-87b) 由 于 工 作 辊 和 中 间 辊 的 轴 承 座 上 下 移 动, 如 果 忽 略 轴 承 座 与 机 架 间 摩 擦 力, 则 工 作 辊 和 中 间 辊 轴 承 处 只 分 别 受 水 平 反 力 F1 和 F2 的 作 用 图 3-87 工 作 辊 传 动 的 六 辊 轧 机 辊 系 受 力 图 a- 正 向 轧 制 ;b- 反 向 轧 制

166 取 工 作 辊 为 平 衡 体, 可 列 出 工 作 辊 在 水 平 方 向 和 垂 直 方 向 的 力 平 衡 方 程 为 : 式 中 P 轧 制 力 ; N1 工 作 辊 与 中 间 辊 间 的 相 互 作 用 力 ; α 轧 制 力 P 与 垂 线 的 夹 角 ; φ1 N1 与 工 作 辊 中 间 辊 中 心 连 线 之 间 的 夹 角 ; γ1 工 作 辊 中 间 辊 中 心 连 线 与 垂 线 的 夹 角 由 于 α1 φ1 γ1 都 很 小, 则 N1 P, 从 而 可 以 求 出 工 作 辊 轴 承 座 上 的 水 平 反 力 为 : 为 使 工 作 辊 保 持 稳 定, 必 须 保 证 F1>O 因 P 总 是 大 于 零 的, 则 式 3-6 和 式 3-7 即 分 别 为 正 向 和 反 向 轧 制 时 工 作 辊 的 稳 定 条 件 对 于 可 逆 轧 机, 则 必 须 同 时 满 足 式 3-6 和 式 3-7 (2) 中 间 辊 的 稳 定 条 件 取 中 间 辊 为 平 衡 体, 可 列 出 水 平 方 向 和 垂 直 方 向 的 力 平 衡 方 程 为 : 式 中 N2 中 间 辊 与 支 撑 辊 间 的 相 互 作 用 力 ; φ2 N2 与 中 间 辊 支 撑 辊 中 心 连 线 之 间 的 夹 角 ; γ2 中 间 辊 和 支 撑 辊 中 心 连 线 与 垂 线 之 间 的 夹 角 由 于 γ1 γ2 φ1 φ2 都 很 小, 则 N1 N2, 从 而 可 以 求 出 中 间 辊 轴 承 座 上 的 水 平 反 力 为 : 为 使 中 间 辊 保 持 稳 定, 必 须 使 F2>0, 则 有 : 式 3-8 和 式 3-9 分 别 为 正 向 轧 制 和 反 向 轧 制 时 中 间 辊 的 稳 定 条 件 (3) 支 撑 辊 的 稳 定 条 件 以 支 撑 辊 为 平 衡 体, 可 列 出 水 平 方 向 的 平 衡 方 程 为 :

167 为 使 支 撑 辊 稳 定, 必 须 让 支 撑 辊 轴 承 处 的 反 力 F3>O, 则 有 : (4) 有 关 角 度 的 计 算 由 图 3-87 可 求 出 γ1 γ2 α 和 φ2 的 值 : 式 中 e 中 间 辊 轴 线 相 对 于 工 作 辊 与 支 撑 辊 轴 线 的 偏 移 量 ; Rw R1 RB 分 别 为 工 作 辊 中 间 辊 支 撑 辊 的 半 径 ; T1 To 分 别 为 前 张 力 和 后 张 力 ; k 两 辊 相 接 触 时 纯 滚 动 的 滚 动 摩 擦 力 臂 ; ρb 支 撑 辊 辊 颈 的 摩 擦 圆 半 径,ρB==μB RB ; μb 支 撑 辊 轴 承 的 摩 擦 系 数 ; R B 支 撑 辊 辊 颈 半 径 φ1 可 按 以 下 步 骤 求 出, 并 以 中 间 辊 为 平 衡 体 求 力 矩 平 衡 : (5) 辊 系 的 稳 定 条 件 要 使 辊 系 保 持 稳 定, 所 取 偏 心 量 必 须 同 时 满 足 工 作 辊 中 间 辊 和 支 撑 辊 的 稳 定 条 件 对 于 无 张 力 轧 制,α=O 若 取 前 张 力 大 于 后 张 力, 则 α>0, 因 γ1 γ2 φ1 φ2 都 大 于 零, 所 以, 对 于 不 可 逆 轧 机 来 说, 中 间 辊 只 要 偏 向 入 口 一 个 偏 移 距 e, 即 可 满 足 辊 系 稳 定 性 的 要 求 对 于 可 逆 轧 机 来 说, 反 向 轧 制 的 稳 定 性 条 件 必 须 同 时 满 足 式 3-7

168 式 3 9 和 式 3-10, 据 此 可 求 出 辊 系 稳 定 所 需 要 的 最 小 偏 移 量 对 于 中 间 辊 传 动 和 支 撑 辊 传 动 时, 辊 系 稳 定 性 的 分 析 法 同 上 述 工 作 辊 传 动 的 分 析 方 法 相 同 145. 什 么 是 UC 轧 机? UC 轧 机 (Universal Crown Control Mill) 基 本 上 是 一 台 HC 轧 机, 但 是 增 加 了 新 的 功 能, 能 进 行 多 样 化 的 板 形 控 制 它 除 了 具 有 HC 轧 机 的 特 点 外, 主 要 增 加 了 中 间 辊 弯 辊 装 置 此 弯 辊 装 置 有 一 个 随 动 定 位 块, 它 可 以 使 弯 辊 力 始 终 作 用 在 中 间 辊 轴 承 中 心, 即 使 中 间 辊 有 轴 向 移 动 时 也 是 如 此 因 此,UC 轧 机 是 一 种 采 用 小 直 径 工 作 辊 中 间 辊 弯 辊 中 间 辊 移 动 和 工 作 辊 弯 辊 3 种 装 置 进 行 板 形 控 制 的 轧 机, 如 图 3-88 所 示 众 所 周 知, 轧 制 薄 板 或 高 硬 度 的 材 料 时, 使 用 小 直 径 工 作 辊 是 有 利 的 但 工 作 辊 直 径 过 小 由 于 刚 性 降 低, 也 会 出 现 如 图 3-89a 所 示 那 样 的 带 钢 边 部 附 近 变 薄, 难 以 保 证 生 产 出 平 直 的 高 质 量 带 钢 因 此, 为 了 抑 制 小 直 径 工 作 辊 的 整 体 弯 曲, 对 可 移 动 的 中 间 辊 也 增 设 弯 辊 装 置, 这 样 就 可 得 到 如 图 3-89b 所 示 那 样 高 质 量 的 带 钢, 这 便 是 UC 轧 机 图 3-88 UC 轧 机 图 3-89 UC 轧 机 的 原 理 a- 小 直 径 工 作 辊 的 HC 轧 机 ;b-uc 轧 机

169 146.UC 轧 机 的 类 型 特 点 和 板 形 控 制 原 理 是 什 么? (1)UC 轧 机 的 类 型 根 据 UC 轧 机 的 工 作 辊 直 径 与 辊 身 长 度 的 比 值 不 同, 可 将 UC 轧 机 分 为 :1)UC-1 轧 机 Dw/L=O.4~0.2;2)UC-2 轧 机 Dw/L=O.2~0.1;3)UC-3 轧 机 Dw/L<0.1 按 照 中 间 辊 移 动 及 中 间 辊 和 工 作 辊 均 移 动,UC 轧 机 也 分 为 UCM 轧 机 和 UCMW 轧 机 两 种 UC-1 轧 机 包 括 UCM 轧 机 和 UCMW 轧 机, 如 图 3-90 所 示 图 3-90 UC 轧 机 的 分 类 示 意 图 (2)UC 轧 机 的 结 构 特 点 由 于 UC 轧 机 可 使 用 很 小 直 径 的 工 作 辊, 因 而 适 合 轧 制 薄 而 硬 的 材 料 当 工 作 辊 直 径 很 小 时, 工 作 辊 的 水 平 挠 曲 则 成 为 不 可 忽 视 的 问 题 为 了 防 止 挠 曲, UC-2 和 UC-3 轧 机 装 备 了 水 平 支 撑 装 置, 故 其 工 作 辊 中 心 相 对 于 中 间 辊 和 支 撑 辊 有 一 偏 心 量 在 UC-3 轧 机 上, 当 轧 制 高 硬 度 材 料 时, 还 要 求 其 工 作 辊 表 面 有 较 低 的 表 面 粗 糙 度, 这 时 在 轧 机 上 采 用 极 小 的 工 作 辊, 并 不 设 置 轴 承 座, 以 便 适 应 快 速 换 辊 的 需 要 (3)UC 轧 机 的 板 形 控 制 原 理 UC 轧 机 的 辊 系 示 意 图 见 图 3-91 其 3 套 控 制 板 形 的 装 置 为 :1) 工 作 辊 弯 辊, 主 要 用 于 控 制 轧 制 板 带 的 边 部 形 状 ;2) 中 间 辊 弯 辊, 主 要 用 于 控 制 轧 制 板 带 的 中 部 形 状 ;3) 中 间 辊 移 动, 主 要 用 于 控 制 轧 制 板 带 其 余 区 域 的 形 状 图 3-92 所 示 为 对 UC 轧 机 采 用 不 同 控 制 手 段 的 结 果 其 轧 辊 尺 寸 为 φ320mm/φ600mm/φ1350mm 2000mm, 坯 料 厚 度 为 4.00mm, 该 道 次 的 入 口 厚 度 为 0.39mm 宽 度 为 1800mm 的 低 碳 钢, 该 道 次 的 出 口 厚 度 为 O.27mm 图 上 标 出 了 工 作 辊 弯 辊 力 Fw 中 间 辊 移 动 位 置 UCδ 中 间 辊 弯 辊 力 F1 不 同 效 果 时 的 计 算 值 由 图 可 明 显 看 出 :Fl 影 响 二 次 曲 线 的 板 凸 度 控 制, 但 不 控 制 整 个 宽 度 的 凸 度 ;Fw 控 制 板 材 边 部 的 凸 度 且 具 有 4 次 以 上 的 高 次 控 制 成 分 ;UCδ 除 具 有 上 述 F1 与 Fw 的 中 间 效 果 外, 还 有 扩 大 F1 和 Fw 效 果 的 功 能 这 样,UC 轧 机 除 有 F1 UCδ Fw 性 质 各 不 相 同 的 控 制 效 果 外, 还 可 以 将 这 些 效 果 适 当 结 合, 实 现 多 种 板 形 板 凸 度 控 制 但 若 对 轧 辊 直 径, 特 别 是 工 作 辊 直 径 给 予 各 种 变 化, 图 3-92 的 特 性 也 会 有 所 不 同 图 3-91 UC 轧 机 的 辊 系 示 意 图

170 图 3-92 UC 轧 机 各 控 制 手 段 的 效 果 147. 什 么 是 VC 辊 系 统? VC 辊 系 统 (Variable Crown Roll System) 是 一 种 轧 辊 凸 度 可 变 的 系 统, 它 能 有 效 地 控 制 带 板 材 板 形 和 辊 形 VC 辊 系 统 ( 图 3-93) 由 VC 辊 液 压 动 力 装 置 控 制 装 置 和 操 作 盘 等 组 成 VC 辊 包 括 辊 套 芯 轴 油 腔 油 路 和 旋 转 接 头 等 在 辊 套 和 芯 轴 之 间 是 油 腔, 辊 套 两 端 紧 密 地 热 装 在 芯 轴 上, 以 便 使 其 在 承 受 轧 制 力 的 同 时 能 耐 高 压 密 封 液 压 动 力 装 置 的 高 压 油 经 旋 转 接 头 向 辊 子 供 油, 通 过 控 制 高 压 油 使 辊 套 膨 胀, 以 补 偿 轧 辊 挠 度 油 压 为 0~50MPa, 轧 辊 凸 度 在 最 大 压 力 下, 沿 半 径 方 向 最 大 凸 度 轧 钢 时 可 达 0.27mm, 轧 铝 时 可 达 O.33mm 图 3-94 表 示 VC 辊 凸 度 与 油 压 的 关 系, 轧 辊 凸 度 的 形 式 类 似 于 正 弦 曲 线, 且 轧 辊 的 中 间 凸 度 值 与 压 力 成 正 比 最 大 凸 度 取 决 于 VC 辊 的 结 构, 因 此, 选 择 适 合 于 轧 制 条 件 的 辊 套 形 式, 即 能 够 获 得 理 想 的 轧 辊 凸 度 图 3-94 是 在 工 作 压 力 为 0~50MPa 响 应 速 度 为 10MPa/s 调 压 精 度 为 0.5% 采 用 多 元 醇 脂 油 和 旋 转 接 头 的 最 大 转 数 为 500r/min 的 条 件 下 做 出 来 的 图 3-93 VC 辊 系 统 1- 辊 套 ;2- 油 腔 ;3- 油 路 ;4- 操 作 盘 ;5- 控 制 仪 表 ;6- 液 压 仪 表 ;7- 旋 转 接 头 ;8- 芯 轴

171 图 3-94 VC 支 撑 辊 凸 度 与 油 压 的 关 系 148.VC 辊 的 控 制 原 理 及 特 点 是 什 么? (1)VC 辊 的 控 制 原 理 由 于 四 辊 轧 机 轧 制 负 荷 大, 且 工 作 辊 直 径 较 小, 因 此 在 一 般 四 辊 轧 机 上, 都 将 支 撑 辊 用 作 VC 辊 其 控 制 原 理 见 图 3-95, 控 制 方 法 见 图 3-96 油 压 过 小 将 使 带 材 产 生 边 浪, 油 压 过 大 将 使 带 材 产 生 中 间 浪, 只 有 油 压 适 中 才 能 获 得 平 直 的 带 材 (2)VC 辊 的 特 点 VC 辊 系 统 具 有 以 下 特 性 : 1) 高 效 率 带 钢 板 形 控 制 ; 2) 结 构 简 单 ; 3) 容 易 操 作 和 维 修 保 养 ; 4) 设 计 安 全, 独 创 新 颖 ; 5) 有 可 能 构 成 代 替 传 感 器 的 自 动 闭 环 控 制 系 统 ; 图 3-95 VC 辊 的 控 制 原 理

172 6) 在 轧 辊 设 计 和 制 造 方 面 技 术 完 备 ; 7) 不 需 要 重 新 更 换 及 改 造 现 有 轧 机 ; 8) 投 资 花 费 少 ; 9) 不 需 要 长 期 停 产 ; 10) 在 结 构 和 操 作 的 工 艺 方 面 设 计 合 理 149.CVC 轧 机 的 基 本 原 理 及 特 点 是 什 么? (1) 基 本 原 理 CVC 轧 机 (Continuously Variable Crown) 的 基 本 原 理 是 将 工 作 辊 辊 身 沿 轴 线 方 向 一 半 磨 削 成 凸 辊 形, 另 一 半 磨 削 成 凹 辊 形, 整 个 辊 身 呈 S 形 或 花 瓶 式 轧 辊, 并 将 上 下 工 作 辊 对 称 布 置, 通 过 轴 向 对 称 分 别 移 动 上 下 工 作 辊, 以 改 变 所 组 成 的 孔 型, 从 而 控 制 带 钢 的 横 断 面 形 状 而 达 到 所 要 求 的 板 形 归 纳 起 来 有 如 下 几 点 : 图 3-96 VC 辊 的 控 制 方 法 1) 轧 辊 整 个 辊 身 外 廓 被 磨 成 S 形 ( 或 瓶 形 ) 曲 线, 上 下 辊 磨 削 程 度 相 同, 互 相 错 位 180º 布 置, 使 上 下 辊 形 状 互 相 补 充, 形 成 一 个 对 称 的 辊 缝 轮 廓 2) 上 下 轧 辊 通 过 其 轴 向 可 移 动 的 轴 颈 安 装 在 支 座 上, 或 是 其 支 座 本 身 可 以 同 轧 辊 一 起 做 轴 向 移 动 上 下 辊 轴 向 移 动 方 向 是 相 反 的, 根 据 辊 缝 要 求, 移 动 距 离 可 以 相 同, 也 可 以 不 同 3)S 形 曲 线 加 上 轴 向 移 动, 使 整 个 轧 辊 表 面 间 距 发 生 不 同 的 变 化, 如 图 3-97 所 示, 从 而 改 变 了 带 钢 横 断 面 的 凸 度, 改 善 了 板 形 质 量 图 3-97 CVC 轧 机 的 工 作 原 理 图 a- 负 凸 度 控 制 ;b- 中 和 凸 度 控 制 ;c- 正 凸 度 控 制

173 4)CVC 轧 机 的 作 用 与 一 般 带 凸 度 轧 辊 相 同, 但 是 凸 度 可 通 过 轴 向 移 动 轧 辊 在 最 小 和 最 大 凸 度 值 之 间 进 行 无 级 调 节, 再 加 上 弯 辊 装 置, 可 扩 大 板 形 调 节 范 围 当 轴 向 移 动 距 离 为 ±50~ ±150mm 时, 其 辊 缝 变 化 可 达 400~500μm, 再 加 上 弯 辊 作 用, 调 节 量 可 达 600μm 左 右, 这 是 其 他 轧 机 无 法 达 到 的 图 3-97b 所 示 是 根 据 预 算 的 辊 缝 要 求, 将 轧 辊 稍 加 轴 向 移 动 并 抬 起 上 辊, 构 成 具 有 高 度 相 同 的 辊 缝 在 这 个 位 置 上, 轧 辊 的 作 用 与 液 压 凸 度 系 统 相 似, 其 有 效 凸 度 等 于 零 图 3-97c 所 示 为 上 辊 向 右 移 动, 下 辊 向 左 移 动, 且 移 动 量 相 同 这 时 轧 件 中 间 处 的 辊 廓 线 间 距 变 窄, 从 而 加 大 中 部 压 下 量, 此 时 的 有 效 凸 度 大 于 零 图 3-97a 所 示 为 上 辊 向 左 移 动, 下 辊 向 右 移 动, 且 移 动 量 相 同 这 时 轧 件 中 心 处 辊 缝 曲 线 凸 度 变 大, 从 而 减 小 了 中 部 压 下 量, 此 时 的 有 效 凸 度 小 于 零 (2)CVC 轧 机 的 主 要 特 点 CVC 轧 机 是 在 HC 轧 机 的 基 础 上 发 展 起 来 的 一 种 新 型 轧 机 其 关 键 是 轧 辊 具 有 连 续 变 化 凸 度 的 功 能, 能 准 确 有 效 地 使 工 作 辊 间 空 隙 曲 线 与 轧 件 板 形 曲 线 相 匹 配, 增 大 了 轧 机 的 适 用 范 围, 可 获 得 良 好 的 板 形 其 主 要 特 点 为 :1) 一 次 磨 成 的 轧 辊 代 替 多 次 磨 成 不 同 曲 线 的 轧 辊 组 ;2) 可 提 供 连 续 变 化 的 轧 辊 凸 度, 辊 缝 形 状 可 无 级 调 节 ;3) 具 有 较 宽 较 灵 活 的 调 节 范 围 ;4) 板 形 控 制 能 力 强 150.CVC 轧 机 的 类 型 及 结 构 是 怎 样 的? (1)CVC 轧 机 的 类 型 按 轧 辊 的 数 目,CVC 轧 机 可 分 为 CVC 二 辊 轧 机 CVC 四 辊 轧 机 和 CVC 六 辊 轧 机 3 种 CVC 二 辊 轧 机 的 基 本 原 理 与 普 通 二 辊 轧 机 相 同, 仅 使 轧 辊 带 辊 形 曲 线, 即 呈 S 形 曲 线 并 可 轴 向 移 动 CVC 四 辊 轧 机 分 工 作 辊 传 动 和 支 撑 辊 传 动 两 种, 实 际 上 是 轧 辊 带 S 形 曲 线 的 HCW 轧 机 CVC 六 辊 轧 机 分 为 中 间 辊 传 动 和 支 撑 辊 传 动 两 种, 如 图 3-98 所 示 而 S 形 曲 线 不 但 可 以 在 工 作 辊 上, 也 可 以 在 中 间 辊 上, 当 S 形 曲 线 在 中 间 辊 上 时, 一 般 采 用 支 撑 辊 传 动 图 3-98 CVC 轧 机 的 设 计 类 型 分 类 CVC4-HS 轧 机 具 有 CVC 工 作 辊 和 工 作 辊 水 平 稳 定 装 置, 与 工 作 辊 弯 辊 系 统 相 结 合, 使 调 整 轧 辊 间 隙 形 状 沿 板 宽 方 向 更 具 有 灵 活 性, 以 使 板 形 良 好 CVC6-HS 轧 机 具 有 CVC 工 作 辊 或 CVC 中 间 辊 和 工 作 辊 水 平 稳 定 装 置, 工 作 辊 和 中 间 辊 都 装 有 弯 辊 系 统, 能 够 灵 敏 地 调 整 轧 辊 间 隙 形 状, 以 保 证 板 形 良 好 (2)CVC 轧 机 的 结 构 对 CVC 轧 机 的 基 本 要 求 是 :CVC 辊, 包 括 上 下 辊, 能 相 对 轴 向 移 动 一 段 距 离 ; 要 设 置 一 套 与 CVC 配 套 使 用, 并 能 动 态 控 制 轧 辊 凸 度 的 液 压 弯 辊 系 统 1) 平 衡 与 弯 辊 装 置 热 轧 板 带 轧 机 精 轧 机 组 大 都 采 用 四 辊 轧 机, 它 将 液 压 弯 辊 缸 与 工 作 辊 平 衡 缸 组 合 成 一 个 统 一 元 件, 并 置 于 轧 机 牌 坊 凸 块 之 中 而 CVC 系 统 要 求 工 作 辊 及 其 轴 承 座 能 在 机 架 中 沿 轧 辊 轴 线 轴 向 移 动 ±loomm( 以 宝 钢 热 轧 厂 精 轧 机 组 为 例 ) 考 虑 到 轧 辊 轴 向 移 动 会 对 缸 体 产 生 较 大 的 倾 翻 力 矩, 因 此, 在 设 计 中 将 原 来 四 辊 轧 机 经 常 采 用 的 分 置 式 的 上 工 作 辊 平 衡 缸 兼 正 弯 及 下 工 作 辊 压 紧 缸 兼 正 弯 缸 合 并 在 一 起 组 成 一 个 共 同 的 套 装 缸 体, 作 为

174 平 衡 缸 与 弯 辊 缸 图 3-99 所 示 为 宝 钢 热 轧 厂 精 轧 机 组 的 平 衡 与 弯 辊 装 置 示 意 图 缸 体 5 套 装 在 牌 坊 凸 块 2 内 孔 之 中, 上 部 用 上 隔 离 套 4 将 缸 体 与 凸 块 内 孔 隔 离 开 来, 缸 体 5 与 上 隔 离 套 4 间 可 以 相 对 滑 动 缸 体 下 部 外 圆 与 下 部 缸 套 7 相 配 合, 缸 体 下 端 外 圆 用 内 隔 离 套 16 与 下 部 缸 套 7 接 触 并 可 相 对 滑 动 内 隔 离 套 16 用 法 兰 及 螺 栓 固 定 在 缸 体 下 端 下 部 缸 套 7 与 牌 坊 凸 块 2 内 孔 用 中 间 隔 离 套 6 及 下 隔 离 套 8 隔 离 开 来, 并 可 相 对 滑 动 缸 体 内 装 有 活 塞 15, 活 塞 两 侧 即 为 液 压 油 腔 当 活 塞 上 腔 ( 无 杆 腔 ) 进 油 时, 下 腔 ( 有 杆 腔 ) 回 油, 这 时 上 部 缸 体 上 升, 同 时 不 锈 钢 活 塞 15 通 过 挺 杆 11 带 动 下 部 缸 套 7 下 降, 可 以 完 成 平 衡 上 工 作 辊 压 紧 下 工 作 辊 或 者 使 上 下 工 作 辊 同 时 受 到 正 弯 的 作 用 活 塞 杆 下 部 为 一 根 两 端 皆 为 球 面 的 挺 杆 11, 球 面 分 别 与 球 面 轴 承 座 10 相 接 触, 使 压 力 均 匀 传 递 这 种 将 上 下 弯 辊 缸 连 接 在 一 起 成 为 一 个 整 体 的 设 计, 稳 定 性 好, 上 下 弯 辊 力 一 致, 对 板 带 断 面 凸 度 控 制 及 平 直 度 控 制 有 利, 其 结 构 更 加 合 理 每 座 机 架 各 设 平 衡 与 弯 辊 缸 4 台, 用 于 平 衡 时 液 压 压 力 为 18MPa, 用 于 弯 辊 时 压 力 最 大 为 26MPa, 活 塞 直 径 为 声 170mm 图 3 99 某 热 轧 厂 CVC 轧 机 平 衡 与 弯 辊 装 置 1- 牌 坊 ;2- 凸 块 ;3- 缸 盖 ;4- 上 隔 离 套 ;5- 液 压 缸 体 ;6- 中 间 隔 离 套 ;7- 下 部 缸 套 ;8- 下 隔 离 套 ; 球 面 轴 承 座 ;ll- 挺 杆 ;12- 工 作 辊 ;13- 耐 磨 板 ;14- 下 支 撑 辊 ;15- 活 塞 ;16- 内 隔 离 套

175 2)CVC 轧 机 轧 辊 移 动 液 压 缸 和 锁 紧 装 置 CVC 轧 机 轧 辊 轴 向 移 动 液 压 缸 结 构 见 图 和 图 CVC 移 动 液 压 缸 缸 体 设 置 于 操 作 侧 牌 坊 凸 块 上, 与 凸 块 制 作 成 一 个 整 体 元 件 活 塞 与 缸 体 之 间 活 塞 杆 与 液 压 缸 盖 之 间 有 密 封 装 置 活 塞 杆 的 端 部, 通 过 法 兰 盘 和 螺 栓 与 外 衬 套 盖 和 外 衬 套 固 接 外 衬 套 内 壁 设 有 两 个 隔 离 套 和 一 个 中 间 套, 并 固 定 在 外 衬 套 内 圈 上 当 外 衬 套 沿 缸 体 做 轴 向 移 动 时, 隔 离 套 的 内 孔 与 缸 体 外 圆 做 相 对 滑 动 当 CVC 移 动 液 压 缸 活 塞 两 侧 有 压 力 差, 使 活 塞 沿 缸 体 轴 向 移 动 时, 可 通 过 活 塞 杆 端 带 动 外 衬 套 盖 外 衬 套 以 及 工 作 辊 一 齐 做 轴 向 移 动 外 衬 套 与 工 作 辊 之 间 的 离 合 是 靠 一 套 锁 紧 装 置 实 现 的 外 衬 套 端 部 安 装 一 个 能 做 旋 转 运 动 的 锁 紧 块, 通 过 一 套 专 用 的 液 压 缸 驱 动 它 可 以 将 工 作 辊 操 作 侧 轴 承 座 外 端 附 设 的 圆 柱 销 连 锁 在 外 衬 套 上 带 钢 轧 制 前 按 预 设 定 位 置, 将 上 下 工 作 辊 移 动 到 位, 轧 制 过 程 中 不 再 移 动 当 轧 制 一 般 板 带 或 不 需 要 CVC 机 构 作 用 时, 可 将 轧 辊 定 于 中 位 插 上 定 位 销, 关 闭 CVC 移 动 液 压 缸, 则 工 作 辊 将 成 为 普 通 轧 辊 使 用 图 某 热 轧 厂 2050mm 轧 机 CVC 辊 的 锁 紧 装 置 图 3) 传 动 轴 图 为 某 冷 轧 厂 2030mm 轧 机 CVC 轧 辊 的 传 动 轴 示 意 图 传 动 轴 是 一 种 可 轴 向 移 动 的 齿 轮 轴,CVC 系 统 要 移 动 的 200mm 距 离 是 在 人 字 齿 轮 侧 通 过 轴 1 和 联 轴 节 外 齿 2 之 间 的 啮 合 来 进 行 的 主 接 轴 的 轴 向 支 承 是 通 过 一 个 装 在 轴 内 的 弹 簧 组 3 支 承 在 齿 轮 轴 4 上, 并 处 于 轧 辊 工 作 位 置 换 辊 时 轴 向 移 动 距 离 要 受 一 块 内 挡 板 5 的 限 制 轧 辊 侧 的 齿 轮 连 接 轴 头 由 于 有 一 个 弹 簧 6, 因 此 有 弹 簧 力 作 用, 其 主 要 任 务 是 在 换 辊 时 便 于 齿 轮 连 接 轴 头 迅 速 地 与 主 轴 中 心 线 对 中

176 图 某 热 轧 厂 2050mm 轧 机 CVC 辊 的 轴 向 移 动 装 置 图 1- CVC 移 动 缸 外 衬 套 ;2- 牌 坊 凸 块 ;3- 液 压 缸 体 ;4- 圆 柱 销 ;5- 隔 离 套 ;6- 锁 紧 块 ; 7- 液 压 缸 盖 ;8- 外 衬 套 盖 ;9- 活 塞 杆 ;10- 定 位 销 图 CVC 轧 机 的 传 动 轴 1- 轴 ;2- 联 轴 节 外 齿 ;3- 弹 簧 组 ;4- 齿 轮 轴 ;5- 内 挡 板 ;6- 弹 簧 4) 换 辊 图 为 某 热 轧 厂 2050mm 轧 机 的 CVC 轧 机 示 意 图 工 作 辊 1 在 轴 承 座 2 和 3 内, 轴 承 4 为 四 列 圆 柱 滚 动 轴 承, 轴 承 固 定 在 轧 辊 和 轴 承 座 之 间 每 一 工 作 辊 能 轴 向 移 动 的 最 大 距 离 为 ±loomm, 传 动 轴 ( 见 图 3-102) 也 随 同 一 起 移 动 工 作 辊 通 过 两 个 液 压 缸 5 来 实 现 轴 向 移 动, 液 压 缸 安 装 在 精 轧 机 机 架 的 操 作 侧, 这 些 液 压 缸 被 装 入 固 定 于 机 架 6 的 导 向 块 7 上, 液 压 缸 的 活 塞 杆 与 可 移 动 的 液 压 缸 座 8 连 接, 在 这 些 缸 座 中, 装 有 可 摆 动 的 连 接 板 9, 当 轴 向 移 动 时, 连 接 板 便 拴 住 操 作 侧 的 轴 承 座 2, 从 而 移 动 轧 辊 传 动 侧 的 轴 承 座 3 和 弯 辊 液 压 缸 座 10 都 通 过 两 个 连 接 板 11 连 接, 因 轧 辊 1 传 动 侧 的 轴 承 座 3 是 通 过 轴 承 轴 向 固 定 的, 在 移 动 轧 辊 时, 轴 承 座 3 也 随 之 移 动 借 助 于 连 接 板 11 也 可 使 液 压 缸 座 10 移 动, 通 过 轴 承 座 2 和 3 液 压 缸 座 8 和 10 同 时 做 水 平 移 动, 这 就 使 弯 辊 力 总 是 作 用 于 滚 柱 轴 承 的 中 心 轧 辊 轴 向 移 动 的 液 压 缸 装 配 有 位 移 传 感 器, 并 通 过 一 套 位 置 调 节 装 置 使 轧 辊 在 CVC 工 作 范 围 内 移 动, 同 时 保 持 在 理 想 的 位 置 上

177 图 CVC 轧 机 换 辊 原 理 1- 工 作 辊 ;2 3- 轴 承 座 ;4- 轴 承 ;5- 液 压 缸 ;6- 机 架 ;7- 导 向 块 ; 液 压 缸 座 ;9 ll- 连 接 板 ;12- 固 定 销 换 辊 时 用 液 压 缸 5 使 两 个 轧 辊 到 达 确 定 的 轴 向 换 辊 位 置 在 这 个 位 置 上, 传 动 侧 固 定 液 压 缸 座 10 的 固 定 销 12 通 过 液 压 缸 移 动 松 开, 因 为 在 轧 辊 推 出 或 装 入 时, 液 压 缸 座 10 也 随 之 移 动 由 于 液 压 缸 驱 动 的 升 降 轨 道 ( 图 中 未 画 出 ) 提 升, 与 下 工 作 辊 轴 承 座 下 面 的 轮 子 相 接 触 传 动 轴 由 液 压 缸 支 承, 下 辊 的 连 接 板 9 和 11 用 液 压 缸 打 开 ( 图 中 未 画 出 ), 下 弯 辊 液 压 缸 进 入 之 后, 下 辊 被 抽 出 300mm 紧 接 着 上 辊 下 降, 轴 承 座 就 支 承 在 下 轴 承 座 的 支 柱 上 ( 图 中 未 画 出 ) 在 上 辊 的 连 接 板 9 和 11 打 开 后, 全 套 轧 辊 即 可 抽 出 来 新 的 一 套 轧 辊 的 装 入 及 其 后 的 步 骤 按 上 述 相 反 的 顺 序 进 行 151.FFC 轧 机 的 原 理 和 结 构 是 怎 样 的? 平 直 度 易 控 轧 机 (Flexible Flateness Control Mill), 简 称 FFC 轧 机 与 四 辊 轧 机 相 比, 它 具 有 很 好 的 板 形 控 制 能 力 及 较 大 的 压 下 率, 是 一 种 新 型 的 五 辊 冷 轧 机 (1)FFC 轧 机 的 原 理 近 年 来, 随 着 市 场 对 厚 度 更 薄 强 度 更 高 板 形 更 好 的 冷 轧 薄 板 需 求 量 的 迅 速 增 加, 多 采 用 小 直 径 工 作 辊, 因 而 减 小 了 轧 制 力 和 轧 制 力 矩, 并 获 得 了 较 大 的 压 下 量, 轧 制 出 了 薄 带 或 其 他 更 难 轧 的 高 强 度 钢 但 由 于 细 长 工 作 辊 的 L/d 增 加 ( 即 辊 身 长 度 与 辊 身 直 径 之 比 增 加 ), 在 轧 制 力 的 作 用 下, 水 平 方 向 易 变 形 而 使 带 钢 板 形 变 坏, 因 此, 对 细 长 工 作 辊 而 言, 最 为 重 要 的 是 研 究 防 止 工 作 辊 的 水 平 变 形 及 扩 大 矫 正 板 形 的 能 力 一 般 多 辊 轧 机 因 工 作 辊 直 径 较 小, 不 能 传 递 轧 制 力 矩, 都 采 用 中 间 辊 或 支 撑 辊 传 动 由 于 在 轧 制 速 度 较 高 时, 工 作 辊 与 中 间 辊 中 间 辊 与 支 撑 辊 之 间 往 往 容 易 产 生 打 滑, 因 此, 多 辊 轧 机 不 适 宜 高 速 轧 制 另 外, 其 结 构 也 比 较 复 杂, 还 要 有 特 殊 设 计 的 机 架 用 FFC 轧 机 ( 见 图 3-104) 即 可 解 决 上 述 问 题, 其 方 法 是 :1) 工 作 辊 采 用 异 径 组 合, 一 个 工 作 辊 直 径 与 普 通 四 辊 轧 机 的 工 作 辊 直 径 相 似, 另 一 个 工 作 辊 直 径 较 小, 故 两 个 工 作 辊 的 平 均 直 径 小 于 普 通 的 四 辊 轧 机 的 工 作 辊 直 径, 即 FFC 轧 机 具 有 较 小 的 等 效 工 作 辊 直 径 2) 采 用 驱 动 工 作 辊 的 方 法 以 避 免 工 作 辊 打 滑 3) 工 作 辊 传 动 系 统 可 使 上 下 工 作 辊 得 到 不 同 的 速 比,

178 两 个 工 作 辊 的 圆 周 速 度 不 等, 可 以 实 现 异 步 轧 制 4) 在 大 直 径 工 作 辊 和 中 间 辊 之 间 设 有 双 轴 承 座 弯 辊 装 置 (DCB 弯 辊 装 置 ) 5) 在 轧 机 出 口 侧 小 直 径 工 作 辊 处, 设 有 由 水 平 侧 弯 辊 和 分 段 组 合 式 支 撑 辊 组 成 的 水 平 弯 辊 装 置 图 FFC 轧 机 1- 上 支 撑 辊 ;2- 上 工 作 辊 ( 大 直 径 );3- 下 工 作 辊 ( 小 直 径 );4- 中 问 辊 ;5- 下 支 撑 辊 ;6- 双 轴 承 座 弯 辊 ;7- 工 作 辊 驱 动 ;8- 轧 制 方 向 ;9- 分 段 支 撑 辊 ;10- 水 平 弯 辊 (2)FFC 轧 机 的 结 构 FFC 轧 机 的 结 构 特 点 是 : 1) 如 图 所 示,FFC 轧 机 的 主 体 部 分 由 上 支 撑 辊 上 工 作 辊 ( 大 直 径 工 作 辊 ) 下 工 作 辊 ( 小 直 径 工 作 辊 ) 中 间 辊 和 下 支 撑 辊 组 成 两 工 作 辊 直 径 不 等, 一 个 中 间 辊 置 于 小 直 径 工 作 辊 与 下 支 撑 辊 之 间, 并 与 工 作 辊 有 较 大 的 偏 移 距 离 ( 见 图 中 的 6) 图 水 平 弯 辊 装 置 1- 上 工 作 辊 ( 大 直 径 );2- 正 弯 辊 ;3- 下 工 作 辊 ( 小 直 径 );4- 中 间 辊 ;5- 负 弯 辊 ;6- 偏 移 距 离 ; 7 水 平 弯 辊 ;8- 分 段 支 撑 辊 ;9- 水 平 弯 辊 力 ;10- 液 压 缸 ;11- 支 撑 梁 ;12- 负 弯 辊

179 2) 两 个 工 作 辊 都 采 用 单 独 电 动 机 传 动 及 速 度 控 制 工 作 辊 传 动 系 统 提 供 上 下 工 作 辊 不 同 的 速 比, 并 且 在 操 作 时 可 以 改 变 这 个 速 比 大 直 径 工 作 辊 和 中 间 辊 都 装 有 双 轴 承 座 垂 直 弯 辊 装 置 ( 见 图 3-105) 由 装 于 机 架 液 压 缸 块 中 的 活 塞 对 大 直 径 工 作 辊 及 中 间 辊 施 加 正 弯 辊 力 上 下 支 撑 辊 轴 承 座 中 的 活 塞 分 别 对 大 直 径 工 作 辊 及 中 间 辊 施 加 负 弯 辊 力 采 用 这 一 垂 直 弯 辊 装 置 十 分 有 效, 特 别 是 对 轧 辊 的 中 部 效 果 更 好 小 直 径 工 作 辊 的 水 平 弯 辊 装 置 是 由 内 侧 弯 辊 分 段 支 撑 辊 液 压 缸 及 支 撑 梁 组 成 分 段 支 撑 辊 有 6 个 滚 针 轴 承, 轴 承 的 外 座 圈 布 置 成 有 规 则 的 间 距 在 各 个 轴 承 之 间 有 可 以 在 支 撑 梁 的 导 轨 上 滑 动 的 可 动 板 支 撑 梁 上 有 7 个 液 压 缸, 可 单 独 将 水 平 弯 辊 力 作 用 到 可 动 板 上 3) 外 轴 承 座 圈 沿 轧 辊 表 面 边 部 具 有 光 滑 的 倒 角, 其 作 用 是 均 衡 带 钢 与 轧 辊 的 接 触 压 力 在 各 轴 承 间 均 有 沿 支 承 导 轨 滑 动 的 移 动 板 支 撑 梁 有 7 个 对 移 动 板 单 独 施 加 水 平 弯 曲 力 的 液 压 缸, 而 液 压 缸 设 有 测 量 柱 塞 行 程 和 液 压 力 的 传 感 器 侧 弯 力 由 7 个 液 压 缸 供 给, 通 过 可 动 板 分 段 支 撑 辊 及 侧 弯 辊 作 用 到 下 工 作 辊 上 这 些 液 压 缸 可 以 同 时 或 单 独 工 作, 以 不 同 的 弯 辊 制 度, 达 到 水 平 方 向 调 整 辊 缝 的 目 的 图 表 示 出 水 平 面 弯 辊 作 用 及 6 种 不 同 的 弯 辊 力 作 业 方 式 图 FFC 轧 机 弯 辊 力 及 作 业 方 式 a- 截 面 ;b- 水 平 弯 辊 力 形 式 b- 7 个 液 压 缸 对 小 直 径 工 作 辊 施 加 水 平 弯 曲 力, 每 个 液 压 缸 均 设 有 一 个 检 测 液 压 缸 柱 塞 行 程 位 置 的 磁 刻 度 尺 及 检 测 液 压 缸 压 力 的 传 感 器 根 据 控 制 电 路, 可 以 选 择 位 置 控 制 或 压 力 控 制 由 7 个 液 压 缸 产 生 的 压 力 分 布 及 特 性 曲 线 可 以 是 对 称 的 ( 以 带 钢 宽 度 中 心 线 为 基 准 ), 也

180 可 以 是 非 对 称 的 此 外, 在 保 持 压 力 分 布 相 同 的 情 况 下, 可 以 改 变 液 压 缸 的 总 压 力 4) 平 直 度 闭 环 自 动 控 制 系 统 由 传 感 器 液 压 缸 平 直 度 测 量 仪 和 微 型 计 算 机 等 构 成 闭 路 反 馈 系 统 计 算 机 分 析 判 断 来 自 平 直 度 测 量 仪 的 信 号, 并 将 控 制 信 号 传 递 给 控 制 器 当 改 变 水 平 弯 曲 力 时, 调 整 辊 缝, 以 便 借 助 于 带 压 下 补 偿 器 的 反 馈 检 测 柱 塞 行 程 位 置, 并 控 制 压 下 液 压 缸 的 压 力 5) 双 轴 承 座 垂 直 弯 辊 装 置 用 于 大 直 径 工 作 辊 和 中 间 辊, 固 定 在 机 架 上 的 液 压 缸 柱 塞 可 以 产 生 很 大 的 弯 辊 力 支 撑 辊 轴 承 座 中 的 液 压 缸 柱 塞 可 对 外 轴 承 座 施 加 负 弯 辊 力 采 用 这 种 结 构, 可 使 轧 辊 中 部 的 垂 直 弯 辊 效 力 大 大 增 加 6) 每 个 轧 辊 有 各 自 独 立 的 驱 动 电 机, 并 可 实 现 独 立 的 速 度 控 制 通 常 大 直 径 工 作 辊 可 以 实 现 高 速 驱 动, 并 具 有 较 大 的 扭 矩 7) 换 辊 方 式 与 普 通 四 辊 轧 机 相 同, 分 段 支 撑 辊 组 用 换 辊 小 车 更 换 152.PC 轧 机 的 工 作 原 理 和 结 构 是 怎 样 的? (1)PC 轧 机 (Paired Crossed Mill) 的 工 作 原 理 PC 轧 机 基 本 上 是 一 种 四 辊 轧 机, 与 一 般 四 辊 轧 机 的 不 同 之 处 主 要 是 将 平 行 布 置 的 轧 辊 改 变 成 交 叉 布 置 在 轧 制 过 程 中, 当 离 开 中 心 的 距 离 增 大 时, 辊 缝 也 增 大, 以 此 来 控 制 凸 度, 这 与 使 工 作 辊 凸 度 变 化 等 效 也 就 是 说, PC 轧 机 是 利 用 调 节 轧 辊 轴 线 的 交 叉 角 度 来 控 制 凸 度, 使 辊 缝 可 调, 而 工 作 辊 又 不 至 于 产 生 挠 度 因 此, 凸 度 控 制 不 会 影 响 工 作 辊 强 度 和 刚 度 轧 辊 轴 线 交 叉 布 置 可 以 有 3 种 形 式 : 支 撑 辊 轴 线 交 叉 布 置, 如 图 3-107a 所 示 ; 工 作 辊 轴 线 交 叉 布 置, 如 图 3-107b 所 示 ; 成 对 轧 辊 轴 线 交 叉 布 置, 如 图 3-107c 所 示 只 要 改 变 交 叉 角, 就 能 改 变 轧 辊 凸 度 工 作 辊 轴 线 交 叉 布 置 时, 轧 辊 凸 度 变 化 范 围 最 大, 但 是 这 种 布 置 形 式 的 轧 机 未 能 得 到 实 际 应 用, 因 为 这 种 布 置 形 式 的 轧 机, 在 工 作 辊 和 支 撑 辊 之 间 产 生 较 大 的 相 对 滑 动, 使 轧 辊 磨 损 和 能 量 消 耗 大 为 增 加 当 支 撑 辊 轴 线 交 叉 布 置 时, 其 效 果 同 工 作 辊 轴 线 交 叉 布 置 时 一 样, 在 工 作 辊 和 支 撑 辊 之 间 同 样 产 生 相 对 滑 动, 使 轧 辊 磨 损 和 能 量 消 耗 大 为 增 加 当 轧 辊 轴 线 成 对 交 叉 布 置 时, 工 作 辊 和 支 撑 辊 之 间 就 不 会 产 生 相 对 滑 动, 这 就 消 除 了 上 述 弊 端, 因 此 得 到 实 际 应 用 的 PC 轧 机 即 是 采 用 成 对 交 叉 布 置 的 轧 机 所 谓 成 对 交 叉, 是 指 轴 线 相 互 平 行 的 上 工 作 辊 和 上 支 撑 辊 为 一 对, 而 下 工 作 辊 和 下 支 撑 辊 为 另 一 对, 这 两 对 轧 辊 的 轴 线 交 叉 布 置 成 一 个 角 度 实 际 使 用 的 最 大 交 叉 角 为 1.5º, 当 交 叉 角 为 1º 时, 轧 辊 凸 度 可 达 1000μm 轧 辊 轴 线 交 叉 角 与 轧 辊 凸 度 的 关 系 可 用 下 式 表 示 : 图 PC 轧 机 原 理 图 a- 支 撑 辊 轴 线 交 叉 ;b- 工 作 辊 轴 线 交 叉 ;c- 成 对 轧 辊 轴 线 交 叉

181 式 中 δ 轧 辊 凸 度 ; B 带 材 宽 度 ; θ 轧 辊 轴 线 横 移 交 叉 角 ; Dw 工 作 辊 直 径 ; S 辊 缝 (2)PC 轧 机 的 特 性 PC 轧 机 的 特 性 主 要 有 : 1) 凸 度 及 板 形 控 制 : 带 钢 的 宽 度 越 大, 改 变 交 叉 角 的 效 果 越 明 显 轧 辊 交 叉 角 从 0º 变 化 到 lº 时, 带 钢 的 板 形 可 从 边 浪 变 成 中 间 浪 2) 轧 制 力 轧 制 力 矩 和 前 滑 : 轧 辊 交 叉 角 从 Oº 变 化 到 1º 时, 并 不 影 响 轧 制 力 轧 制 力 矩 和 前 滑, 因 而 证 实 了 PC 轧 机 与 四 辊 轧 机 具 有 相 同 的 特 征, 可 用 传 统 的 轧 制 理 论 来 计 算 PC 轧 机 的 轧 制 力 和 轧 制 力 矩 3) 轴 向 力 : 在 成 对 交 叉 辊 轧 机 上, 带 钢 横 向 产 生 相 对 滑 动, 因 而 在 带 钢 上 产 生 轴 向 力, 其 大 小 基 本 上 与 交 叉 角 成 正 比, 并 随 压 下 量 的 增 加 而 减 小 热 轧 普 通 钢 时, 最 大 轴 向 力 为 轧 制 力 的 10%, 若 压 下 率 为 30% 时, 轴 向 力 约 为 轧 制 力 的 5%, 因 此 可 用 适 当 的 机 构 来 控 制 轴 向 力 (3)PC 轧 机 的 结 构 图 是 轧 辊 成 对 交 叉 布 置 的 PC 轧 机 结 构 简 图, 上 下 工 作 辊 1 2 的 轴 承 座 3 4 分 别 装 在 上 下 支 撑 辊 5 6 的 轴 承 座 7 8 中, 上 工 作 辊 轴 线 与 上 支 撑 辊 轴 线 大 致 保 持 平 行 上 下 支 撑 辊 轴 承 座 的 位 置 设 定 机 构 9 10 固 定 在 机 架 11 的 两 侧 上 下 支 撑 辊 轴 承 座 还 能 借 助 于 驱 动 机 构 沿 轧 制 方 向 移 动, 或 保 持 在 所 定 的 位 置 上 上 支 撑 辊 轴 承 座 通 过 摩 擦 力 减 小 机 构 12 由 平 衡 梁 13 来 支 撑, 而 平 衡 梁 通 过 压 下 螺 丝 14 把 轧 制 力 传 给 机 架 下 面 一 对 轧 辊 承 受 的 轧 制 力 通 过 摩 擦 力 减 小 机 构 传 给 换 辊 台 车 15, 最 后 通 过 液 压 千 斤 顶 16 传 给 机 架 上 下 工 作 辊 轴 承 座 的 位 置 设 定 机 构 也 可 借 助 于 驱 动 机 构 使 上 下 工 作 辊 轴 承 座 沿 轧 制 方 向 移 动, 或 固 定 在 所 定 位 置 上 图 PC 轧 机 的 结 构 简 图 交 叉 辊 轧 机 和 普 通 四 辊 轧 机 的 主 要 区 别 是 前 者 需 要 配 备 一 套 交 叉 机 构 以 及 设 置 承 受 工

182 作 辊 侧 向 力 和 减 小 AGC 滞 后 的 止 推 支 撑 机 构 此 外, 为 了 防 止 传 动 轴 摆 角 的 增 大 和 保 证 轧 辊 交 叉 滑 动 面, 交 叉 辊 轧 机 还 需 要 一 合 适 的 测 量 装 置 然 而 交 叉 辊 轧 机 的 设 计 是 以 普 通 四 辊 轧 机 为 基 础 的, 增 加 了 轧 辊 交 叉 装 置 和 轴 向 力 承 受 装 置 其 轧 辊 交 叉 装 置 如 图 所 示 图 轧 辊 交 叉 装 置 上 下 交 叉 辊 的 传 动 装 置 用 电 机 驱 动, 调 整 工 作 辊 和 支 撑 辊 轴 承 座 的 交 叉 头 是 由 电 动 机 通 过 蜗 杆 减 速 机 同 时 驱 动 的 当 轧 辊 轴 承 座 间 隙 过 大 时, 交 叉 头 之 间 的 扩 大 和 缩 小 的 微 调 是 通 过 4 台 电 机 和 8 个 离 合 器 来 完 成 的 工 作 辊 的 止 推 支 撑 装 置 的 结 构 如 图 所 示 该 装 置 装 在 工 作 辊 工 作 侧 的 轴 头 上, 与 工 作 辊 轴 承 座 一 起 组 成 能 承 受 大 负 荷 的 紧 凑 止 推 轴 承 工 作 辊 产 生 的 对 机 架 的 推 力 用 一 套 四 连 杆 机 构 和 轮 子 来 传 递, 并 使 引 起 AGC 滞 后 的 垂 直 滑 动 阻 力 得 到 减 小 该 四 连 杆 机 构 通 过 两 侧 轮 子 相 等 地 传 递 工 作 辊 的 推 力, 以 避 免 止 推 轴 承 产 生 偏 心 负 荷 齿 轮 联 轴 节 的 齿 面 经 氮 化 处 理, 以 适 应 齿 轮 联 轴 节 偏 角 的 增 大 辊 子 交 叉 的 滑 动 面 是 一 块 为 操 作 侧 和 传 动 侧 共 用 的 平 板, 因 此, 支 撑 辊 产 生 的 作 用 于 压 下 螺 丝 的 偏 心 力 将 由 工 作 侧 和 传 动 侧 的 平 衡 力 所 抵 消 板 形 控 制 系 统 是 以 装 在 最 后 一 架 轧 机 出 口 侧 的 辊 形 仪 和 板 形 仪 的 反 馈 信 号 为 基 准 的 图 轴 向 力 支 撑 装 置 结 构 与 一 般 四 辊 轧 机 相 比,PC 轧 机 仅 增 加 了 轧 辊 角 度 调 整 和 侧 推 力 支 撑 两 套 机 构, 所 以 除

183 了 在 新 轧 机 设 计 时 采 用 外, 也 可 用 于 现 有 四 辊 轧 机 的 技 术 改 造 153.UPC 轧 机 的 工 作 原 理 和 特 点 是 怎 样 的? (1)UPC 轧 机 (Universal Profile Control Mill) 的 工 作 原 理 为 提 高 板 带 材 产 品 的 质 量, 发 展 了 像 HC 轧 机 和 UC 轧 机 等 新 型 轧 机, 但 这 些 轧 机 的 投 资 都 比 较 高, 从 而 使 成 本 增 加 为 了 既 要 提 高 产 品 质 量, 又 要 降 低 成 本, 德 国 MDS( 曼 内 斯 曼 德 马 克 萨 克 ) 公 司 研 制 出 一 种 万 能 板 形 控 制 轧 机 UPC 轧 机 UPC 轧 机 工 作 辊 的 辊 廓 曲 线 为 一 简 单 的 貌 似 雪 茄 烟 形 状, 呈 中 间 直 径 大 两 端 直 径 小 的 双 圆 锥 状, 如 图 所 示 其 工 作 辊 可 以 轴 向 抽 动, 以 工 作 辊 轴 向 抽 动 量, 再 配 合 施 加 弯 辊 力, 即 可 获 得 各 种 所 需 要 的 辊 缝 ( 图 3-111a) 如 工 作 辊 轴 向 移 动 到 两 个 小 圆 锥 段 相 对 时 ( 图 3-11lb), 则 可 轧 出 凸 形 断 面 的 轧 件 当 上 下 工 作 辊 轴 向 移 动 到 两 个 大 圆 锥 段 相 对 时 ( 图 3-11lc), 则 会 使 轧 件 产 生 中 凹 的 形 状 UPC 技 术 既 可 用 于 四 辊 轧 机, 又 可 用 于 六 辊 轧 机 当 UPC 技 术 用 于 六 辊 轧 机 时, 可 以 抽 动 中 间 辊 工 作 辊 或 中 间 辊 的 轴 向 移 动 装 置, 是 由 设 在 轧 辊 端 部 ( 操 作 侧 ) 的 双 向 液 压 缸 来 驱 动 的, 在 调 整 压 下 装 置 的 过 程 中, 或 在 轧 制 过 程 中, 可 实 现 连 续 的 轴 向 移 动 调 整 图 UPC 轧 机 工 作 原 理 示 意 图 (2)UPC 轧 机 的 特 点 UPC 轧 机 的 特 点 是 : 1) 特 殊 的 工 作 辊 辊 廓 曲 线 UPC 轧 机 的 关 键 在 于 合 理 地 配 置 特 定 的 工 作 辊 辊 廓 曲 线 再

184 加 上 工 作 辊 轴 向 移 动 距 离 的 合 理 选 择 与 弯 辊 系 统 相 协 调 配 合, 这 样 就 可 达 到 板 形 调 整 的 任 意 性 图 为 一 对 工 作 辊 的 示 意 图, 整 个 辊 身 长 L 上, 工 作 辊 的 直 径 是 逐 渐 变 化 的, 最 大 辊 径 位 于 距 辊 身 中 间 位 置 一 个 e 的 距 离 处 利 用 轧 辊 的 直 径 差 ΔD=Dmax-Dmin 来 控 制 板 带 断 面 的 横 向 厚 差, 利 用 辊 廓 曲 线 的 长 度, 使 最 大 板 宽 Bmax 及 最 小 板 宽 Bmin 范 围 内 的 产 品 都 可 达 到 合 理 控 制 的 要 求 图 工 作 辊 辊 廓 曲 线 图 由 于 轧 辊 的 直 径 差 是 很 小 的, 所 以 轧 辊 辊 廓 长 度 上 的 速 度 差 也 是 很 小 的, V=ΔD/ Dmax 100% 并 不 会 由 此 造 成 轧 制 过 程 中 轧 件 的 大 量 偏 斜 2) 工 作 辊 轴 向 大 距 离 的 移 动 工 作 辊 在 工 作 时 彼 此 轴 向 移 动, 其 移 动 行 程 S=S1=Bmax-B(Bmax 为 最 大 板 宽,B 为 某 种 产 品 的 板 宽 ), 即 轧 辊 分 别 从 中 间 位 置 以 S 或 S1 缓 慢 相 对 移 动, 或 者 从 端 部 位 置 以 S+S1 向 一 边 移 动 轧 辊 轴 向 移 动 量 的 大 小, 应 以 克 服 工 作 辊 支 撑 辊 弹 性 变 形 以 及 磨 损 热 凸 度 造 成 的 辊 缝 变 化 量 为 原 则 3) 工 作 辊 弯 辊 双 圆 锥 辊 廓 曲 线 和 轧 辊 轴 向 移 动 相 结 合 形 成 动 态 规 格 的 控 制 系 统 UPC 轧 机 以 其 凸 形 轧 辊 辊 廓 曲 线 来 影 响 轧 制 负 荷 曲 线, 从 而 有 效 地 将 板 形 控 制 在 设 定 的 范 围 之 内 UPC 轧 辊 辊 廓 曲 线 和 工 作 辊 弯 辊 的 作 用, 可 进 行 板 形 修 正 如 果 轧 辊 是 凸 度 轮 廓 曲 线, 仅 与 稳 定 的 板 形 相 匹 配 即 可 而 同 时 再 进 行 轴 向 抽 动, 可 在 板 带 边 部 区 域 热 凸 度 和 轧 辊 磨 损 方 面 进 行 相 应 的 补 偿 当 UPC 轧 辊 辊 廓 曲 线 与 轧 辊 轴 向 移 动 位 置 调 节 到 板 形 需 要 的 相 应 位 置 时, 在 此 条 件 使 用 弯 辊 力 很 小, 仅 作 为 补 偿 调 节 手 段 而 已 由 于 在 UPC 系 统 中, 工 作 辊 轴 向 移 动 UPC 轧 辊 辊 廓 曲 线 和 工 作 辊 弯 辊 相 结 合, 形 成 一 套 带 有 补 偿 调 节 的 板 形 控 制 系 统, 能 够 稳 定 地 补 偿 轧 制 过 程 中 轧 制 变 化 以 及 热 变 形 影 响, 稳 定 地 提 供 高 质 量 的 板 带 产 品 4)UPC 轧 机 的 工 作 辊 轴 向 移 动, 减 少 了 因 板 带 边 部 引 起 的 轧 辊 集 中 区 域 的 磨 损, 从 而 可 减 少 轧 辊 备 品, 降 低 磨 辊 次 数 及 成 本

185 第 四 章 冷 轧 设 备 及 其 操 作 一 冷 轧 机 及 其 操 作 154. 冷 带 轧 机 主 机 列 由 哪 几 部 分 组 成? 冷 带 轧 机 主 机 列 由 主 电 机 传 动 装 置 和 轧 机 工 作 机 座 3 部 分 组 成 也 有 的 冷 轧 机 工 作 辊 直 接 由 直 流 电 动 机 通 过 连 接 轴 单 独 驱 动, 如 图 4-1 所 示 图 4-1 电 动 机 直 接 驱 动 轧 辊 的 主 机 列 1- 电 动 机 ;2- 传 动 轴 ;3- 连 接 轴 移 出 缸 ;4- 连 接 轴 平 衡 装 置 ;5- 万 向 接 轴 ;6- 工 作 机 座 传 动 机 构 的 作 用 是 将 主 电 机 的 动 力 传 递 给 轧 辊 一 般 冷 轧 机 的 传 动 机 构 由 联 轴 器 减 速 机 齿 轮 机 座 和 连 接 轴 等 组 成 轧 机 一 般 采 用 一 二 级 减 速 机, 三 级 减 速 机 很 少 使 用 大 多 数 轧 机 都 有 齿 轮 机 座, 齿 轮 机 座 有 二 辊 式 三 辊 式 和 四 辊 式 四 辊 式 齿 轮 机 座 有 4 个 轴, 既 可 传 动 工 作 辊 又 可 传 动 支 撑 辊 某 些 小 型 冷 连 轧 机 还 采 用 一 种 联 合 齿 轮 箱 ( 图 4-2) 两 个 电 动 机 通 过 一 级 减 速 ( 或 增 速 ) 后, 再 经 连 接 轴 分 别 驱 动 工 作 辊 ( 上 下 齿 轮 不 啮 合, 靠 电 动 机 同 步 ) 图 4-2 冷 连 轧 机 的 联 合 齿 轮 箱 连 接 轴 的 作 用 是 将 动 力 从 齿 轮 座 或 主 电 机 传 递 给 轧 辊 轧 辊 常 用 的 连 接 轴 主 要 有 万 向 接 轴 弧 形 齿 接 轴 和 梅 花 接 轴 3 种 一 般 冷 轧 机 均 采 用 万 向 接 轴, 冷 连 轧 机 有 的 采 用 弧 形 齿 接 轴, 梅 花 接 轴 仅 用 在 旧 式 小 型 轧 机 和 实 验 轧 机 上 轧 机 主 机 列 所 用 的 联 轴 器 包 括 电 动 机 联 轴 器 和 主 联 轴 器 电 动 机 联 轴 器 用 来 连 接 电 动 机

186 与 减 速 机 的 传 动 轴, 而 主 联 轴 器 用 来 连 接 减 速 机 与 齿 轮 轴 的 传 动 轴 目 前, 广 泛 应 用 的 联 轴 器 是 齿 轮 联 轴 器 155. 万 向 接 轴 的 结 构 是 怎 样 的? 在 冷 轧 带 钢 轧 机 上, 轧 辊 调 整 量 虽 然 不 大, 但 由 于 轧 制 速 度 较 高 和 轧 制 精 度 较 高, 因 此 通 常 采 用 万 向 接 轴 轧 机 万 向 接 轴 的 一 端 与 人 字 齿 轮 相 连, 另 一 端 与 轧 辊 连 接 万 向 接 轴 的 关 节 构 造 形 式 有 滑 块 式 和 十 字 头 式 等 多 种 (1) 滑 块 式 万 向 接 轴 常 见 的 滑 块 式 万 向 接 轴 结 构 如 图 4-3 所 示 叉 头 2( 又 叫 虎 口 ) 的 横 向 镗 孔 内 装 有 两 块 月 牙 形 青 铜 滑 块, 并 由 小 方 轴 4 在 中 间 连 接 轧 辊 ( 或 齿 轮 辊 ) 上 的 扁 头 1 插 入 月 牙 形 滑 块 和 小 方 轴 的 中 部 方 形 断 面 之 间, 即 形 成 虎 口 关 节, 叉 头 可 以 转 动, 并 在 8 ~10 的 情 况 下 仍 能 转 动 小 方 轴 4 也 可 做 成 一 个 方 块 中 间 穿 过 一 根 柱 形 轴 的 形 式 图 4-3 滑 块 式 万 向 接 轴 结 构 1- 扁 头 ;2- 叉 头 ;3- 月 牙 形 滑 块 ;4- 小 方 轴 ;5- 青 铜 滑 块 滑 块 式 万 向 接 轴 润 滑 比 较 困 难, 青 铜 月 牙 形 滑 块 容 易 磨 损, 而 且 间 隙 加 大 时 磨 损 更 剧 烈, 冲 击 增 大 ( 尤 其 是 可 逆 式 轧 机 ), 这 往 往 会 造 成 叉 头 和 扁 头 变 形, 甚 至 断 裂 因 此 要 加 强 润 滑, 经 常 检 查, 定 期 更 换 月 牙 形 滑 块 (2) 十 字 轴 铰 链 十 字 轴 铰 链 也 是 带 滚 动 轴 承 的 万 向 接 轴 ( 图 4-4), 它 由 两 个 叉 头 l 一 个 十 字 轴 2 组 成, 滚 动 轴 承 安 装 在 十 字 轴 的 轴 颈 上 图 4-4 十 字 轴 铰 链 简 图 1- 叉 头 ;2- 十 字 轴

187 与 滑 块 式 万 向 接 轴 相 比, 带 滚 动 轴 承 的 万 向 接 轴 有 以 下 优 点 : 1) 铰 链 中 没 有 月 牙 形 滑 块, 磨 损 件 少 ;2) 滚 动 轴 承 的 间 隙 小, 接 轴 的 冲 击 和 振 动 显 著 减 小, 约 为 滑 块 式 万 向 接 轴 的 1/30, 有 利 于 带 钢 质 量 的 提 高 ;3) 从 根 本 上 改 善 了 接 轴 的 润 滑 条 件, 铰 链 密 封 性 好, 润 滑 可 靠, 减 少 了 润 滑 剂 的 消 耗,4) 传 动 效 率 高 达 99% 以 上, 可 节 省 功 率 5%~15% 带 滚 动 轴 承 的 万 向 接 轴 其 主 要 缺 点 是 叉 头 强 度 较 弱, 这 种 万 向 接 轴 的 承 载 能 力 主 要 取 决 于 叉 头 强 度 和 滚 动 轴 承 的 承 载 能 力 这 种 接 轴 工 作 平 稳, 没 有 冲 击, 能 在 倾 斜 角 达 10 ~ 12 的 情 况 下 传 递 较 大 的 扭 矩, 工 作 良 好 用 人 工 油 枪 往 轴 承 内 打 油 后, 能 保 持 长 期 润 滑 良 好, 使 用 维 护 方 便 156. 某 1700mm 冷 连 轧 厂 的 设 备 布 置 和 工 艺 流 程 是 怎 样 的? 1700mm 五 机 架 冷 连 轧 机 生 产 普 通 及 深 冲 用 冷 轧 薄 板 ( 卷 ) 镀 锌 薄 板 ( 卷 ) 和 镀 锡 薄 板 ( 卷 ), 年 产 100 万 t 坯 料 及 成 品 规 格 见 表 4-1 表 4-1 某 1700ram 冷 连 轧 机 的 坯 料 和 成 品 规 格 项 目 普 通 及 深 冲 钢 板 镀 锌 板 ( 卷 ) 镀 锡 板 ( 卷 ) 坯 料 成 品 坯 料 成 品 带 宽 /mm 550~ ~ ~ ~1100 带 厚 /mm 1.5~6 O.2~3 1.5~3.5 O.15~O.55 钢 卷 内 径 /mm 钢 卷 外 径 /mm 1000~2550 l000~ ~ ~1800 卷 重 /t 最 大 45 最 大 45 最 大 20 最 大 20 全 厂 由 14 条 作 业 线 或 机 组 组 成, 主 要 包 括 连 续 酸 洗 机 组 五 机 架 冷 连 轧 机 电 解 脱 脂 机 组 单 机 架 平 整 机 双 机 架 平 整 机 3 条 横 切 机 组 纵 切 机 组 重 卷 机 组 连 续 热 镀 锌 机 组 连 续 电 镀 锡 机 组 罩 式 退 火 炉 以 及 包 装 机 组 某 1700mm 冷 连 轧 厂 设 备 布 置 如 图 4-5 所 示 某 冷 连 轧 厂 工 艺 流 程 见 图 4-6 工 厂 使 用 热 轧 厂 生 产 的 热 轧 带 钢 卷 为 原 料 带 钢 卷 通 过 热 轧 厂 的 地 下 运 输 链 直 接 送 至 冷 轧 厂 酸 洗 跨 的 原 料 库 贮 存 及 冷 却 然 后 根 据 生 产 计 划 由 吊 车 将 钢 卷 吊 运 至 连 续 酸 洗 机 组, 钢 卷 在 该 机 组 中 连 续 进 行 开 卷 焊 接 机 械 破 鳞 盐 酸 酸 洗 漂 洗 烘 干 涂 油 切 边 卷 取 等 作 业 酸 洗 后 的 钢 卷 由 输 出 运 输 链 送 至 轧 机 前 跨, 由 吊 车 卸 下 并 堆 存 在 中 间 仓 库 内 已 酸 洗 及 涂 油 的 带 钢 卷 按 生 产 计 划 再 由 吊 车 吊 至 冷 轧 机 组, 冷 轧 至 成 品 厚 度 经 冷 轧 后 的 钢 卷 由 步 进 梁 运 送 到 轧 机 后 跨, 然 后 按 不 同 的 产 品 分 别 进 行 后 道 工 序 加 工 (1) 普 通 及 深 冲 用 冷 轧 薄 板 ( 卷 ) 冷 轧 后 钢 卷 在 罩 式 炉 内 加 热 退 火, 以 消 除 冷 轧 时 造 成 的 加 工 硬 化 退 火 时 在 罩 内 通 以 保 护 气 体 以 防 止 带 钢 表 面 氧 化 退 火 后 的 大 部 分 钢 卷 ( 厚 度 大 于 O.4mm) 送 到 单 机 架 平 整 机 组 内 进 行 平 整, 以 提 高 带 钢 的 力 学 性 能 并 改 善 表 面 质 量 少 量 钢 卷 ( 厚 度 小 于 O.4mm) 则 需 经 过 双 机 架 平 整 机 平 整 经 平 整 后 的 钢 卷 即 为 成 品, 成 品 钢 卷 可 根 据 用 户 要 求 分 别 在 1~3 号 横 切 机 组 上 剪 切 成 规 定 长 度 的 薄 板, 也 可 在 绷 切 机 组 上 将 其 切 成 窄 带 钢 卷 (2) 镀 锌 薄 板 ( 卷 ) 冷 轧 后 的 带 钢 卷 ( 即 镀 锌 用 的 原 板 ) 从 中 间 仓 库 吊 运 到 镀 锌 机 组, 经 开 卷 后 带 钢 在 机 组 内 进 行 连 续 退 火 或 常 化 并 进 行 表 面 处 理, 然 后 在 一 定 温 度 下 浸 入 锌 锅 内 镀 锌, 并 进 行 光 整 矫 直 表 面 化 学 处 理 等 作 业 最 后 按 用 户 要 求, 在 本 机 组 尾 部 的 卷 取 机 上 卷 成 规 定 质 量 的 钢 卷 ; 或 在 本 机 组 尾 部 的 横 切 机 组 上 剪 成 定 尺 长 度 的 镀 锌 板

188 图 4-5 某 1700mm 冷 连 轧 厂 设 备 布 置 图 1- 五 机 架 冷 轧 机 ;2- 电 控 室 及 计 算 机 室 ;3- 高 压 开 关 室 ;4- 动 态 无 功 自 动 补 偿 装 置 ;5- 加 油 站 ;6- 蒸 汽 分 配 装 置 ;7- 废 酸 再 生 处 理 站 ;8- 轧 辊 冷 却 系 统 ;9- 酸 洗 机 组 ;10- 镀 锌 机 组 ;11- 磨 辊 间 ;12- 脱 脂 机 组 ; 13- 罩 式 退 火 炉 ;14- 单 机 架 平 整 机 ;15- 双 机 架 平 整 机 ;16-3 号 剪 切 机 组 ;17-2 号 剪 切 机 组 ;18-1 号 剪 切 机 组 ;19- 重 卷 机 ;20- 纵 剪 机 组 ;21- 镀 锡 机 组 ;22- 从 热 轧 来 的 钢 卷 的 运 输 链 图 4 6 冷 轧 普 碳 钢 带 的 工 艺 流 程 图 (3) 镀 锡 薄 板 ( 卷 ) 镀 锡 用 的 冷 轧 带 钢 卷 由 钢 卷 运 输 链 送 到 电 解 清 洗 机 组, 在 机 组 内 清 洗 掉 带 钢 表 面 的 轧 制 油, 然 后 将 经 罩 式 炉 退 火 的 钢 卷 送 到 双 机 架 平 整 机 组 上 进 行 平 整 ( 或 进 行 二 次 冷 轧, 生 产 硬 度 较 高 厚 度 较 薄 的 二 次 冷 轧 镀 锡 板 ) 平 整 后 的 钢 卷 送 到 连 续 电 镀 锡 机 组, 进 行 切 边 清 洗 酸 洗 电 解 镀 锡 软 熔 表 面 化 学 处 理 静 电 涂 油 等 作 业, 生 产 出 成 品 根 据 用 户 要 求, 需 以 钢 卷 交 货 的 在 机 组 尾 部 的 卷 取 机 上 卷 成 规 定 质 量 的 钢 卷 ; 需 以 钢 板 交 货 的 则 跨 过 卷 取 机 在 尾 部 的 横 切 机 组 上 剪 成 一 定 长 度 的 镀 锡 薄 板, 经 自 动 分 选 并 收 集 成 堆 后, 分 别 包 装 入 库 mm 五 机 架 冷 连 轧 机 操 作 过 程 是 怎 样 的? 1700mm 五 机 架 冷 连 轧 机 的 操 作 过 程 如 下 : 钢 卷 一 预 开 卷 一 开 卷 穿 带 一 升 速 轧 制 一 停 车 卸 卷 一 钢 卷 输 出 ( 见 图 4-7) (1) 预 开 卷 将 酸 洗 并 涂 过 油 的 钢 卷 吊 放 在 与 轧 制 线 垂 直 布 置 的 托 架 式 步 进 梁 上, 步 进 梁 将 钢 卷 运 至 轧 制 线 上 通 过 光 电 管 和 定 位 传 感 器, 钢 卷 自 动 对 中, 然 后 由 剥 捆 带 机 割 断 钢 卷 上 的 捆 扎 带 钢 卷 车 上 的 托 辊 带 动 钢 卷 回 转, 由 带 头 探 测 器 测 出 带 头 位 置 后, 刮 刀 掀 起 带 头 并 送 至 三 辊 矫 直 机 带 钢 头 部 穿 过 带 钢 夹 持 器, 通 过 夹 送 辊 而 被 夹 钳 夹 紧, 此 后 矫 直 机 两 个 下 辊 和 刮 刀 离 开 轧 制 线, 退 至 轧 机 传 动 侧 钢 卷 等 待 开 卷

189 图 4-7 五 机 架 冷 连 轧 机 1- 钢 卷 输 入 车 ;2- 拆 捆 机 ;3- 步 进 式 梁 ;4- 开 卷 机 ;5- 带 钢 辊 式 压 紧 器,6- 同 位 素 测 厚 仪 ;7- 电 磁 式 测 厚 仪 8- 全 液 压 压 下 装 置 ;9- 助 卷 机 ;10- 钢 卷 输 出 车 ;ll- 卷 取 机 (2) 开 卷 穿 带 前 一 卷 带 钢 尾 部 离 开 双 圆 柱 头 胀 缩 式 开 卷 机 后, 卷 筒 收 缩 并 左 右 分 开 当 带 钢 尾 部 离 开 第 一 架 轧 机 时, 辊 式 压 紧 器 立 即 张 开, 钳 着 后 一 根 带 钢 头 部 的 夹 钳 和 上 夹 送 辊 下 降, 同 时 通 过 气 动 装 置 将 带 钢 夹 持 器 打 开 当 夹 送 辊 闭 合 时, 带 钢 夹 钳 打 开 并 横 向 分 离, 然 后 夹 钳 整 体 上 升 此 时, 带 钢 已 处 于 轧 制 线 水 平 上 夹 送 辊 通 过 摆 动 导 板 和 带 有 压 板 的 侧 导 向 辊 将 带 钢 头 部 送 往 轧 机 时, 钢 卷 车 将 钢 卷 前 移 并 与 开 卷 机 卷 筒 对 中, 开 卷 机 两 个 卷 筒 对 中 合 拢, 插 入 钢 卷, 卷 筒 胀 开 带 钢 进 入 轧 机 后, 辊 式 压 紧 器 立 即 压 紧 带 钢, 以 防 止 带 钢 折 皱 且 使 其 产 生 后 张 力 同 时, 夹 送 辊 的 上 辊 升 起, 则 下 辊 起 导 向 辊 作 用 当 开 卷 机 与 第 一 轧 机 间 带 钢 产 生 了 张 力 后, 开 卷 机 上 的 带 钢 跑 偏 控 制 装 置 自 动 投 入 工 作, 以 保 证 带 钢 始 终 对 中 轧 制 带 钢 头 部 以 穿 带 速 度 逐 个 穿 过 各 架 轧 机 穿 带 时 各 架 轧 机 带 钢 压 紧 器 的 压 板 均 保 持 开 口 度 215mm, 而 侧 导 板 则 已 调 整 好 宽 度, 引 导 带 钢 对 中 前 进 测 张 辊 均 处 于 下 降 位 置 待 穿 带 完 毕 后, 机 架 之 间 带 钢 产 生 张 力, 测 张 辊 上 升, 压 紧 器 的 压 板 下 降 至 开 口 度 60mm 处, 侧 导 板 快 速 打 开, 每 侧 打 开 30mm 然 后 开 启 轧 辊 冷 却 剂 喷 头 带 钢 头 部 以 喂 料 速 度 到 达 卷 取 机 卷 筒, 当 带 钢 头 部 在 卷 筒 上 卷 绕 3~5 卷 后, 皮 带 助 卷 器 退 回, 关 闭 保 护 栅 罩 (3) 升 速 轧 制 穿 带 结 束 后, 机 组 同 步 升 速 到 预 定 的 轧 制 速 度 在 升 速 前, 厚 度 自 动 控 制 系 统 和 液 压 压 下 系 统 已 投 入 工 作, 保 证 加 速 过 程 中 带 钢 厚 度 公 差 在 允 许 范 围 内 各 机 架 上 设 置 的 工 作 辊 液 压 弯 辊 装 置 既 可 控 制 辊 形, 又 可 用 气 控 阀 对 轧 辊 进 行 分 区 冷 却, 作 为 辊 形 的 辅 助 调 整 当 带 钢 的 焊 缝 ( 焊 缝 旁 的 带 钢 在 酸 洗 机 组 时 就 冲 有 一 个 圆 孔 ) 将 进 人 轧 机 时, 光 电 焊 缝 探 测 器 发 生 信 号, 机 组 自 动 降 速, 待 焊 缝 通 过 轧 机 后, 机 组 重 新 自 动 升 速 (4) 停 车 卸 卷 带 钢 尾 部 即 将 进 入 轧 机 时, 机 组 自 动 降 速, 带 尾 离 开 开 卷 机 后, 各 架 的 带 钢 压 紧 器 压 板 顺 序 压 紧 带 钢, 保 证 带 钢 尾 部 在 一 定 的 后 张 力 下 轧 制, 并 防 止 带 尾 跳 动 带 尾 离 开 最 后 一 架 轧 机 后, 卸 卷 小 车 上 升, 以 低 压 力 将 带 尾 压 住, 卷 取 机 停 车 然 后 卷 筒 收 缩, 钢 卷 由 小 车 移 出 ( 必 要 时 使 用 卷 取 机 上 的 推 卷 器 ), 落 人 输 出 步 进 梁 的 鞍 部 (5) 钢 卷 输 出 步 进 梁 将 钢 卷 移 上 磅 秤, 称 量 后 送 往 打 捆 机 打 捆, 再 移 至 步 进 梁 端 部, 用 翻 卷 机 将 钢 卷 翻 转 90, 由 吊 车 运 往 存 放 场 158. 什 么 是 偏 八 辊 轧 机? 偏 八 辊 轧 机 是 在 二 辊 式 四 辊 式 轧 机 的 基 础 上 发 展 起 来 的 一 种 结 构 简 单 的 多 辊 式 轧 机, 又 称 MKW 轧 机, 如 图 4-8 所 示 它 由 一 对 支 撑 辊 1 一 对 工 作 辊 2 一 对 中 间 辊 3 及 一 对 侧 向 支 撑 辊 4 所 组 成

190 在 轧 制 时, 由 支 撑 辊 1 通 过 摩 擦 力 驱 动 工 作 辊 2 进 行 轧 制 除 支 撑 辊 1 是 主 动 辊 外, 其 他 轧 辊 都 靠 摩 擦 传 动 随 着 国 民 经 济 和 科 学 技 术 的 发 展, 需 要 生 产 更 多 宽 而 薄 的 难 变 形 金 属 带 材 这 些 金 属 带 材 的 生 产 要 求 减 小 轧 制 压 力 和 轧 辊 变 形 等 问 题 采 用 小 直 径 工 作 辊 能 减 小 轧 制 压 力 为 了 解 决 由 于 小 工 作 辊 刚 性 不 够 而 引 起 工 作 辊 侧 向 弯 曲 的 问 题, 出 现 了 各 种 类 型 的 多 辊 式 冷 轧 机 偏 八 辊 轧 机 除 了 能 够 满 足 轧 制 需 要 的 强 度 和 刚 度 要 求, 克 服 工 作 辊 的 侧 向 弯 曲 外, 还 具 有 结 构 简 单 调 整 方 便 工 作 稳 定 性 好 可 以 可 逆 轧 制 可 增 大 压 下 量 减 少 道 次 简 化 冷 轧 工 序 ( 即 减 少 中 间 退 火 次 数 ) 提 高 产 量 质 量 等 优 点 因 此, 偏 八 辊 轧 机 发 展 很 快, 使 用 范 围 较 广 它 用 于 轧 制 碳 钢 不 锈 钢 硅 钢 和 合 金 钢 等, 也 特 别 适 用 于 轧 制 有 色 金 属 的 薄 带 和 箔 材 图 4-8 偏 八 辊 轧 机 简 图 1- 支 撑 辊 ;2- 工 作 辊 ;3- 中 间 辊 ;4- 侧 向 支 撑 辊 偏 八 辊 轧 机 可 作 为 精 轧 前 的 粗 轧 机 使 用, 也 可 以 进 行 单 机 生 产 159. 偏 八 辊 轧 机 的 辊 系 结 构 是 怎 样 的? 偏 八 辊 轧 机 是 上 下 各 4 个 轧 辊 对 称 布 置 的, 如 图 4-9 所 示 偏 八 辊 轧 机 的 特 点 是 工 作 辊 轴 线 偏 离 支 撑 辊 轴 线 而 配 置 这 就 使 工 作 辊 在 垂 直 方 向 和 水 平 方 向 都 受 到 支 撑 辊 支 撑, 从 而, 在 减 小 工 作 辊 直 径 的 情 况 下, 工 作 辊 在 垂 直 方 向 和 水 平 方 向 上 都 有 足 够 的 刚 度 这 样, 提 高 了 工 作 辊 的 稳 定 性, 有 利 于 大 压 下 量 轧 制 中 间 辊 仅 与 工 作 辊 及 侧 向 支 撑 辊 接 触, 使 工 作 辊 与 侧 向 支 撑 辊 转 动 方 向 相 同 而 中 间 辊 不 与 支 撑 辊 接 触, 以 免 产 生 相 对 滑 动, 加 剧 轧 辊 磨 损 同 时, 有 了 中 间 辊, 使 侧 向 支 撑 辊 向 外 移 动, 扩 大 了 辊 系 空 间, 有 利 于 轧 机 调 整 偏 八 辊 轧 机 要 求 工 作 辊 辊 身 和 侧 向 支 撑 辊 辊 身, 以 一 定 压 力 紧 压 在 支 撑 辊 辊 身 上 而 且, 工 作 辊 中 间 辊 和 侧 向 支 撑 辊 辊 身, 还 必 须 彼 此 压 紧 同 时, 在 工 作 辊 压 下 调 整 时, 要 求 4 个 辊 子 一 起 上 下, 不 改 变 相 互 的 位 置 偏 八 辊 轧 机 的 定 位 座 7 将 工 作 辊 10 中 间 辊 9 侧 向 支 撑 辊 5 组 合 在 一 起, 使 三 者 的 轴

191 心 线 在 同 一 直 线 上, 并 保 证 工 作 辊 与 支 撑 辊 有 一 定 的 偏 心 量 定 位 座 7 的 一 个 轴 孔 与 侧 向 支 撑 辊 5 的 轴 颈 通 过 轴 套 6 相 配 合, 中 间 辊 9 的 轴 承 盒 8 安 装 在 定 位 座 7 的 导 槽 中, 可 沿 导 槽 左 右 移 动 工 作 辊 10 的 轴 颈 与 铜 套 13 相 配 合, 铜 套 13 由 叉 头 15 和 叉 头 14 抱 头, 叉 头 15 的 另 一 端, 做 成 圆 柱 体 并 开 导 槽, 插 入 定 位 座 7 的 另 一 圆 孔 中, 孔 内 放 有 弹 簧 17( 也 有 采 用 液 压 的 ), 由 螺 钉 18 通 过 键 槽 来 限 位 叉 头 14 的 另 一 端 则 与 液 压 缸 27 的 柱 塞 用 销 轴 28 铰 接 图 4-9 偏 八 辊 轧 机 轧 辊 装 配 图 1- 滚 动 轴 承 ;2- 支 撑 座 ;3- 垫 粤 ;4- 螺 母 ;5- 侧 向 支 撑 辊 ;6- 轴 套 ;7- 定 位 座 ;8- 轴 承 盒 ;9- 中 间 辊 ; 10- 工 作 辊 ;11- 挡 块 ;12- 轴 套 ;13- 铜 套 ;14- 叉 头 ;15- 叉 头 ;16- 止 推 轴 承 ;17- 弹 簧 ;18- 螺 钉 ; 19- 套 筒 ;20- 支 撑 梁 ;21- 螺 母 ;22- 垫 圈 ;23- 弹 簧 ;24- 球 面 垫 ;25- 拉 杆 ;26- 导 轨 块 ;27- 液 压 缸 ; 28- 销 轴 ;29- 螺 钉 侧 向 支 撑 辊 5 是 由 心 轴,11 个 滚 动 轴 承 1 10 个 支 撑 座 2 等 组 成 的 在 每 个 支 撑 座 2 上 装 有 拉 杆 25 球 面 垫 24 弹 簧 23 垫 圈 22 和 螺 母 21 将 侧 向 支 撑 辊 5 吊 在 支 撑 梁 20 上 液 压 缸 27 通 过 压 力 油 后, 柱 塞 向 左 移 动, 使 工 作 辊 的 辊 身 压 紧 中 间 辊 的 辊 身, 中 间 辊 的 辊 身 便 压 紧 在 侧 向 支 撑 辊 的 滚 动 轴 承 1 上, 通 过 支 撑 座 2 压 在 支 撑 梁 20 的 垂 直 面 上, 将 轧 制 时 的 侧 向 力 传 至 机 架 这 样, 侧 向 支 撑 辊 中 间 辊 和 工 作 辊 的 辊 身 就 可 以 彼 此 压 紧 由 于 工 作 辊 中 间 辊 和 侧 向 支 撑 辊 的 轴 心 连 线 与 液 压 缸 柱 塞 呈 一 夹 角, 所 以 有 一 向 上 分 力, 使 工 作 辊 和 侧 向 支 撑 辊 同 时 压 紧 在 支 撑 辊 上 工 作 辊 端 部 装 有 止 推 轴 承 16 和 套 筒 19, 用 来 承 受 轧 制 时 工 作 辊 的 轴 向 力, 以 防 止 工 作 辊 轴 向 窜 动 上 轧 辊 的 平 衡 装 置 与 四 辊 轧 机 类 似, 采 用 拉 杆 弹 簧 平 衡 装 置 压 下 装 置 采 用 由 电 动 机 经 蜗 杆 蜗 轮 传 动 压 下 螺 丝 的 电 动 压 下 形 式 因 为 侧 向 支 撑 辊 的 支 撑 座 2 是 通 过 拉 杆 一 球 面 垫 和 弹 簧 吊 在 支 撑 梁 20 上, 并 从 侧 面 压 紧 在 支 撑 座 上 的, 所 以 压 下 调 整 时, 工 作 辊 中 间 辊 和 侧 向 支 撑 辊 能 够 随 着 大 支 撑 辊 一 起 移 动 160. 二 十 辊 轧 机 的 压 下 和 辊 形 是 怎 样 调 整 的? 二 十 辊 轧 机 的 辊 系 按 型 上 下 对 称 布 置 ( 图 4-10), 上 下 两 个 工 作 辊 分 别 支 撑 在

192 两 个 第 一 层 中 间 辊 上, 后 者 又 支 撑 在 3 个 第 二 层 中 间 辊 上, 第 二 层 中 间 辊 又 支 撑 在 最 外 层 的 4 个 支 撑 辊 上 通 常 以 第 二 层 中 间 辊 外 侧 4 个 辊 为 传 动 辊 每 一 个 支 撑 辊 都 由 心 轴 滚 柱 轴 承 偏 心 环 和 鞍 座 组 成, 用 压 板 将 鞍 座 固 定 在 机 架 的 半 圆 孔 内 支 撑 辊 心 轴 与 偏 心 环 用 键 连 接 当 心 轴 转 动 时, 支 撑 辊 的 中 心 线 便 产 生 移 动 图 4-10 二 十 辊 轧 机 辊 系 布 置 1- 工 作 辊 ;2- 第 一 层 中 间 辊 ;3- 第 二 层 中 间 辊 ;4- 传 动 辊 ;5- 支 撑 辊 (1) 压 下 调 整 图 4-1l 所 示 为 采 用 位 置 传 感 器 并 经 过 电 液 伺 服 阀 的 转 换 和 放 大 来 控 制 压 下 的 电 ~ 液 压 压 下 系 统 压 力 油 从 油 泵 1 经 单 向 阀 2 过 滤 器 3 和 电 液 伺 服 阀 4 送 人 压 下 油 缸 的 上 下 腔 调 压 阀 5 控 制 系 统 的 压 力, 多 余 的 压 力 油 从 该 阀 经 冷 却 器 6 排 回 油 箱 蓄 压 器 7 经 常 向 系 统 补 充 压 力 油, 保 证 系 统 的 正 常 工 作 压 下 时, 步 进 电 机 8 带 动 位 置 传 感 器 9 的 外 壳 向 上 移 动, 由 于 位 置 传 感 器 内 芯 与 活 塞 杆 刚 性 固 定 在 一 起, 开 始 时 处 于 静 止 状 态, 传 感 器 的 感 应 圈 与 铁 芯 产 生 相 对 位 移, 从 而 发 出 电 信 号, 该 电 信 号 经 放 大 后 输 入 电 液 伺 服 阀, 使 压 下 油 缸 下 腔 的 道 路 打 开, 上 腔 与 回 油 相 通, 在 上 下 腔 压 力 差 的 作 用 下 活 塞 杆 开 始 向 上 移 动, 工 作 辊 压 下 抬 起 时 动 作 顺 序 与 压 下 时 相 反 在 轧 制 过 程 中, 如 因 某 种 原 因 轧 制 压 力 增 大 时, 由 于 压 下 支 撑 辊 的 非 自 锁 性, 活 塞 杆 将 产 生 向 下 的 位 移, 即 工 作 辊 抬 起, 与 此 同 时, 位 置 传 感 器 的 内 芯 也 要 向 下 移 动 这 时 在 位 置 传 感 器 中 将 产 生 一 个 使 活 塞 杆 上 升 的 负 反 馈 信 号, 经 放 大 后 送 人 电 液 伺 服 阀, 使 下 腔 油 路 开 大, 上 腔 油 路 关 小, 上 下 腔 的 压 力 增 量 将 与 轧 制 压 力 的 增 量 相 平 衡, 活 塞 向 上 移 动 使 轧 件 厚 度 恢 复 到 要 求 值 (2) 辊 形 调 整 为 了 获 得 平 整 的 板 形, 轧 机 都 有 辊 形 调 整 机 构 辊 形 调 整 包 括 轴 向 调 整 和 径 向 调 整 辊 形 轴 向 调 整 除 了 可 以 促 使 带 材 沿 横 向 尺 寸 均 匀 外, 还 可 用 来 消 除 带 材 的 边 波 将 上 下 两 对 第 一 层 中 间 辊 相 反 的 两 端 加 工 成 锥 形, 使 其 同 向 或 反 向 移 动 来 调 整 轧 辊 重 合 平 行 部 分

193 ( 即 有 效 平 面 量 ) 的 长 度, 就 可 调 好 带 材 边 部 的 形 状 此 机 构 不 能 在 轧 制 过 程 中 进 行 调 整, 而 只 能 在 轧 前 预 先 调 整 好 第 一 层 中 间 辊 的 轴 向 移 动 是 由 液 压 马 达 通 过 链 轮 来 实 现 的 辊 子 锥 度 的 大 小 与 锥 形 段 长 短 取 决 于 带 材 的 钢 质 和 规 格 以 及 所 采 用 的 轧 制 规 程 一 般 有 效 平 面 量 占 带 宽 的 80% 图 4-11 电 ~ 液 压 压 下 系 统 l- 油 泵 ;2- 单 向 阀 ;3- 过 滤 器 ;4- 电 液 伺 服 阀 ;5- 调 压 阀 ;6- 冷 却 器 ;7- 蓄 压 器 ;8- 步 进 电 机 ;9- 位 置 传 感 器 ;10-B C 支 撑 辊 ;ll- 上 工 作 辊 位 置 指 示 器 ;12- 压 力 计 ;13- 压 差 计 ;14- 液 压 缸 ;15- 放 大 器 径 向 辊 形 调 整 由 液 压 马 达 驱 动 蜗 轮 蜗 杆, 双 面 齿 条 便 向 上 或 向 下 移 动, 从 而 使 最 外 层 支 撑 辊 B C 的 外 偏 心 环 转 动 由 于 外 偏 心 环 与 机 架 半 圆 孔 是 偏 心 的, 因 此 支 撑 辊 心 轴 上 的 某 一 部 位 发 生 弹 性 弯 曲 变 形, 从 而 使 支 撑 辊 的 某 一 轴 承 位 置 发 生 变 化, 通 过 中 间 辊 就 能 使 工 作 辊 某 一 部 分 的 形 状 改 变, 达 到 径 向 辊 形 调 整 的 目 的 由 于 对 每 个 背 衬 轴 承 都 可 以 进 行 单 独 或 几 个 同 时 调 整, 因 此 可 获 得 轧 制 工 艺 所 需 的 各 种 辊 形 二 十 辊 轧 机 的 调 整 操 作 如 下 : 轧 机 在 换 辊 后, 靠 电 动 ( 或 液 压 ) 压 下 装 置 将 上 下 辊 箱 调 近 然 后, 在 第 一 和 第 二 层 中 间 辊 之 间 放 入 薄 片 条, 并 且 用 压 下 装 置 施 加 压 力 接 着 卸 掉 载 荷, 取 出 薄 片 条 在 薄 片 条 宽 度 上 应 有 一 样 的 挤 压 压 痕 假 如 薄 片 右 边 压 痕 比 左 边 小, 那 么, 将 压 下 装 置 右 边 的 齿 条 压 下, 或 者 抬 起 左 边 的 齿 条, 或 者 同 时 调 节 两 边 齿 条 轧 辊 经 水 平 调 整 后, 开 始 轧 制 第 一 根 带 钢, 此 时 再 对 轧 辊 作 最 后 的 调 整 161. 二 辊 四 辊 不 可 逆 式 冷 轧 机 的 基 本 操 作 要 点 是 什 么?

194 二 辊 和 四 辊 不 可 逆 式 冷 轧 机 的 操 作 要 点 如 下 : (1) 认 真 检 查 设 备 情 况, 特 别 是 运 动 部 分 的 运 转 情 况 是 否 正 常 ; 各 部 分 的 油 眼 加 上 润 滑 油 根 据 生 产 通 知 单 核 对 钢 种 炉 号 规 格 重 量 和 工 艺 要 求, 并 及 时 与 磨 床 工 取 得 联 系, 作 好 轧 辊 准 备 工 作 (2) 根 据 来 料 材 质 的 软 硬 和 轧 机 的 能 力, 给 予 适 当 的 道 次 和 压 下 量, 原 则 是 前 几 道 为 大 压 下 量, 随 着 加 工 硬 化, 压 下 量 应 逐 道 减 小 (3) 在 轧 制 不 同 宽 度 带 钢 时, 应 先 宽 后 窄, 并 在 固 定 的 辊 面 内 轧 制, 不 得 任 意 左 右 移 动, 以 免 造 成 钢 带 严 重 裂 边 (4) 压 下 应 采 取 静 压 为 主 动 压 为 辅 的 原 则, 静 压 时 间 不 应 超 过 3min, 以 防 损 坏 设 备 使 用 轧 机 时, 应 符 合 轧 机 的 主 要 技 术 参 数 要 求, 不 允 许 超 负 荷 运 行 (5) 为 避 免 钢 带 产 生 镰 刀 弯, 在 调 整 压 下 螺 丝 时, 两 边 的 调 整 量 要 尽 可 能 相 等 生 产 不 同 厚 度 的 成 品 时, 应 适 当 调 整 前 张 力 的 大 小, 以 保 证 成 品 的 平 直 度 (6) 操 作 人 员 不 得 任 意 离 开 岗 位 应 特 别 注 意 : 当 钢 带 刚 进 轧 辊 时, 是 否 有 缠 辊 现 象, 如 发 生 缠 辊 应 立 即 停 车 严 防 钢 带 双 层 轧 制, 造 成 事 故 (7) 辊 面 不 得 有 严 重 磨 损 在 轧 制 过 程 中, 如 发 现 轧 辊 质 量 影 响 钢 带 表 面 质 量 和 尺 寸 精 度 时, 应 立 即 换 辊 轧 制 成 品 带 材 时 尤 其 要 注 意 辊 面 情 况 换 辊 时 必 须 将 轴 瓦 油 槽 内 油 污 除 尽, 如 发 现 油 槽 已 磨 损, 必 须 重 新 开 油 槽, 砂 光 后 使 用 轧 辊 质 量 要 求 如 表 4-2 所 示 表 4-2 轧 辊 质 一 要 求 轧 辊 工 作 辊 尺 寸 /mmxmm 表 面 粗 糙 度 圆 锥 度 椭 圆 度 辊 子 硬 度 辊 径 差 同 心 度 Ra/μm /mm /mm HRC /mm /mm 二 辊 式 二 辊 式 四 辊 式 φ φ φ45/φ O O.01 O.01 O.001 O.005 O.005 O ~66 64~66 64~ O.05 O.05 O O.02 换 辊 后, 需 空 车 运 转 2~3min, 并 将 压 下 螺 丝 逐 步 均 匀 压 下, 预 热 轧 辊 (8) 应 经 常 检 查 钢 带 边 缘 与 中 间 的 厚 薄, 不 得 超 出 公 差 ; 轧 制 中 带 钢 如 有 撕 裂 或 钻 入 辊 颈 ( 轴 瓦 ), 不 得 用 手 拉, 应 停 车 后 用 钢 丝 钳 取 出 ; 使 用 布 夹 子 时, 喂 钢 带 须 将 手 放 在 夹 子 后 面, 防 止 将 手 轧 人 造 成 事 故 ; 停 车 时 必 须 将 压 下 螺 丝 松 开, 以 免 损 坏 机 械 (9) 成 品 或 半 成 品 轧 好 后, 应 按 炉 号 钢 种 规 格 重 量 填 写 日 报 表 与 转 移 单, 分 批 堆 放 162. 四 辊 可 逆 式 冷 轧 机 的 基 本 操 作 要 点 是 什 么? 生 产 前 的 准 备 工 作 包 括 : (1) 检 查 主 轧 机 和 压 下 卷 取 系 统, 检 查 工 作 辊 支 撑 辊 和 导 辊 的 表 面 情 况, 检 查 工 艺 润 滑 油 乳 化 液 等 情 况 (2) 校 正 量 具 ( 如 千 分 尺 ), 准 备 好 所 用 的 工 具 及 物 品 (3) 按 生 产 通 知 单 和 生 产 流 程 卡 检 查 坯 料 的 钢 种 炉 号 规 格 数 量 和 表 面 质 量 (4) 轧 制 前, 轧 机 应 空 车 运 转 几 分 钟, 并 将 压 下 螺 丝 逐 步 均 匀 压 下, 预 热 轧 辊, 正 常 后 再 生 产 生 产 操 作 要 点 是 : (1) 轧 制 带 钢 应 按 先 宽 后 窄 的 原 则, 来 料 要 清 洁, 卷 筒 要 整 齐 ; 压 下 应 采 取 静 压 为 主 动 压 为 辅 的 原 则 (2) 轧 机 的 开 动 和 停 止 应 平 稳, 要 均 匀 轧 制, 保 持 稳 定 的 张 力, 以 保 证 带 钢 厚 薄 均 匀 ;

195 逐 道 测 量 钢 带 厚 度, 并 随 时 注 意 钢 带 表 面 质 量 和 平 直 度, 保 证 轧 制 的 带 材 符 合 标 准 的 要 求 (3) 轧 制 过 程 中, 如 发 现 轧 辊 质 量 影 响 钢 带 表 面 质 量 成 品 尺 寸 精 度 时, 应 立 即 换 辊, 轧 制 成 品 带 材 时 更 应 注 意 ; 支 撑 辊 更 换 后, 应 先 调 整 辊 缝, 然 后 投 入 生 产 轧 辊 质 量 要 求 如 表 4-3 所 示 表 4-3 四 辊 可 逆 式 冷 轧 机 轧 辊 质 量 要 求 轧 辊 直 径 辊 身 长 度 表 面 粗 糙 度 圆 锥 度 椭 圆 度 辊 面 肖 氏 硬 度 辊 径 差 同 心 度 /mm mm Ra/um /mm /mm HS /mm /mm 工 作 辊 O.01 O.01 95~102 O.05 O.02 支 撑 辊 O O.02 53~ O.02 (4) 卸 料 时 松 卷 要 稳, 有 些 薄 带 材 要 进 行 重 卷, 防 止 钢 带 划 伤 ; 成 品 卸 料 时 要 特 别 注 意 在 钢 带 上 打 上 炉 号, 放 到 指 定 地 点, 填 好 生 产 转 移 单 或 生 产 流 程 卡, 填 好 生 产 日 报 表 (5) 切 头 和 废 品 应 过 磅 后 放 人 指 定 的 废 品 箱 ( 槽 ) 内, 不 得 乱 放 (6) 下 班 前, 应 检 查 操 作 台 所 有 开 关 是 否 复 位 ( 零 位 ), 其 中 包 括 照 明 设 备 等 电 器 开 关 163. 小 型 十 二 辊 和 二 十 辊 可 逆 式 冷 轧 机 的 基 本 操 作 要 点 是 什 么? 小 型 多 辊 可 逆 式 冷 轧 机 操 作 要 点 如 下 : (1) 认 真 检 查 轧 机 的 机 械 设 备 和 电 气 设 备 系 统, 所 有 开 关 是 否 复 位 同 时 检 查 轧 辊 表 面 卷 取 机 润 滑 油 等 情 况 (2) 校 正 好 量 具, 准 备 好 使 用 的 工 具 及 物 品, 做 好 清 洁 工 作 ; 轧 制 前, 应 先 打 开 工 艺 润 滑 油 泵, 然 后 启 动 主 电 机 和 卷 取 电 机 (3) 按 生 产 通 知 单 和 工 艺 流 程 卡 核 对 来 料 的 钢 种 炉 号 规 格 重 量, 并 检 查 来 料 的 表 面 质 量 (4) 带 坯 上 卷 筒 前 要 清 除 影 响 产 品 表 面 质 量 的 缺 陷, 如 焊 接 头 碎 边 划 伤 氧 化 垃 圾 等 (5) 根 据 来 料 的 钢 种 厚 度 宽 度 和 成 品 要 求 等 情 况, 选 择 适 当 的 工 作 辊 和 传 动 辊 的 辊 形, 以 及 采 用 适 当 的 前 后 张 力, 并 合 理 控 制 轧 制 道 次 压 下 量 和 速 度, 以 轧 出 合 格 的 钢 带 来 料 上 卷 时, 带 钢 边 部 应 叠 卷 整 齐, 表 面 需 加 油, 并 逐 步 增 加 张 力, 防 止 擦 伤 200mm 宽 的 精 密 合 金 和 不 锈 钢 钢 带 的 轧 制 规 程 见 表 4-4 表 4-4φ27-22mm/φ54mm/φ98mm/φ165mm 380mm 四 柱 式 二 十 辊 轧 机 精 密 合 金 和 不 锈 钢 钢 带 的 轧 制 规 程 牌 号 成 品 坯 料 道 次 每 道 道 次 压 下 量 道 次 压 下 率 总 压 缩 率 张 力 轧 制 速 度 厚 度 厚 度 厚 度 /mm /% /% /kn /m min-1 /mm /mm /mm 1Crl8Ni9Ti O.1 O O O.10 O O J79 O.02 O.15 1 O.08 O O.05 O O O.03 O O 80.O O.022 O O.02 O >120

196 1J5l 0.05 O.5 1 O.3 O O 40.O 硬 态 O O O O O O O O J O O O O O O.08 0.Ol ll.l J O O O O O 67.O 注 : 轧 辊 凸 度 : 下 第 一 层 中 间 辊 为 凸 度 辊 (φ54mm), 凸 度 值 分 O.04mm 0.06mm O.09mm 3 种,O.06mm 用 得 最 多, 较 软 带 材 (4J29) 用 O.04mm 的, 质 硬 带 材 (1J79) 用 O.09mm 的 (6) 轧 制 过 程 中, 操 作 工 应 经 常 检 查 带 钢 尺 寸 和 表 面 质 量 压 下 应 以 静 压 为 主, 动 压 为 辅 在 断 带 或 因 其 他 原 因 停 车 时, 静 压 时 间 不 能 超 过 3min, 以 免 损 伤 轧 机 (7) 磨 损 的 传 动 辊 中 间 辊 吊 环 止 推 铜 块 导 辊 等 应 及 时 调 换 轧 辊 质 量 影 响 钢 带 表 面 质 量 或 尺 寸 精 度 时, 应 立 即 换 辊 工 作 辊 质 量 要 求 如 下 : 轧 机 轧 辊 表 面 粗 圆 锥 度 椭 圆 度 辊 面 硬 度 辊 径 差 同 心 度 糙 度 Ra/μm /mm /mm HRC /mm /mm 十 二 辊 工 作 辊 二 十 辊 工 作 辊 O O ~66 O.02 O.002 O.025 O.0005 O ~68 O.005 O.0016 (8) 工 艺 润 滑 油 应 定 期 过 滤 和 更 换, 一 般 一 个 季 度 过 滤 一 次, 一 年 更 换 一 次 (9) 轧 好 后 的 成 品 或 半 成 品 应 小 心 卸 下, 放 在 指 定 地 点, 打 上 清 楚 炉 号 标 记, 填 写 工 艺 转 移 单 或 生 产 流 程 卡, 注 明 钢 种 炉 号 规 格 重 量 班 别 及 转 移 要 求 (10) 切 头 和 废 品 应 放 在 指 定 的 废 品 箱 内 下 班 前 应 检 查 各 开 关 是 否 已 经 复 位 164. 冷 轧 带 钢 生 产 中 会 出 现 哪 些 事 故 怎 样 排 除? 冷 轧 生 产 中 出 现 的 事 故 ( 包 括 电 气 机 械 等 ), 一 般 可 分 为 操 作 事 故 设 备 事 故 和 质 量 事 故, 都 直 接 对 设 备 质 量 产 量 带 来 影 响, 因 此, 当 发 生 事 故 时, 应 立 即 采 取 有 效 措 施 进 行 及 时 处 理 (1) 跑 偏 发 生 在 穿 带 时 的 头 部 跑 偏 或 脱 尾 时 的 尾 部 跑 偏, 是 由 于 来 料 厚 薄 不 均 操 作 不 熟 练 轧 辊 用 旧 电 气 原 因 等 造 成 的 穿 带 时 的 轻 微 跑 偏, 可 及 时 调 整 压 下 螺 丝 来 消 除 ; 严 重 的 跑 偏, 需 在 机 架 前 剪 断 带 钢, 找 出 跑 偏 原 因, 再 重 新 穿 带 ; 脱 尾 时 发 现 带 尾 跑 偏, 应 立 即 停 车, 根 据 情 况 抬 起 压 下 螺 丝 使 带 钢 通 过 或 将 其 剪 断 在 轧 制 极 薄 带 时, 跑 偏 很 容 易 损 伤 轧 辊, 应 特 别 引 起 注 意 (2) 断 带 断 带 的 原 因 可 归 纳 为 来 料 有 缺 陷 焊 缝 质 量 不 好 误 操 作 电 气 及 机 械 故 障 断 带 必 须 立 即 停 车, 以 减 少 损 失 严 重 断 带 不 仅 使 工 作 辊, 甚 至 使 支 撑 辊 发 生 严 重 粘 结, 粘 结 后 废 带 的 处 理 工 作 辊 的 抽 出 也 相 当 困 难, 而 且 处 理 时 间 长 劳 动 强 度 也 大 断 带 处 理 后, 应 对 设 备 进 行 检 查 换 辊 后 开 轧 的 第 一 卷 钢 要 认 真 检 查 其 表 面 质 量 对 有 焊 缝 的 钢 卷, 其 焊 缝 位 置 的 标 记 要 准 确 清 晰, 在 焊 缝 通 过 轧 机 之 前, 应 降 低 轧 制 速 度 对 已 发 现 有 缺 陷 的 钢 卷 一 定 要 慢 速 轧 制

197 (3) 轧 机 振 动 轧 机 振 动 一 般 发 生 在 高 速 轧 制 极 薄 带 时 由 于 振 动, 带 钢 厚 度 波 动, 同 时 很 容 易 产 生 断 带 因 此, 一 旦 听 见 轧 机 有 明 显 的 振 动 声 时, 应 立 即 降 低 轧 制 速 度, 使 振 动 消 除 产 生 振 动 的 原 因 很 多, 如 轧 制 速 度 过 高 成 品 厚 度 薄 成 品 道 次 的 轧 制 压 力 较 低 而 变 形 量 小 带 钢 前 张 力 较 大 润 滑 情 况 太 好 或 太 坏 工 作 辊 的 粗 糙 度 不 够 支 撑 辊 有 损 伤 各 种 轧 制 参 数 的 突 变 轧 辊 轴 承 内 和 轴 承 座 之 间 的 间 隙 较 大 等 引 起 轧 机 振 动 的 原 因 较 复 杂, 不 容 易 做 出 正 确 的 判 断 通 过 仔 细 查 找 和 分 析, 在 没 有 得 出 正 确 结 论 之 前, 只 有 用 限 制 轧 制 速 度 的 方 法 来 防 止 发 生 振 动 165. 冷 轧 设 备 有 哪 几 种 润 滑 方 式? 为 了 保 证 轧 钢 设 备 正 常 运 转, 充 分 发 挥 设 备 生 产 能 力, 除 了 对 设 备 采 取 定 期 检 修 维 护 保 养 和 按 规 程 正 常 使 用 外, 对 冷 轧 设 备 的 各 个 摩 擦 部 分 进 行 充 分 润 滑, 是 极 为 重 要 的 措 施 之 一, 这 也 是 操 作 人 员 日 常 的 一 项 重 要 工 作 凡 是 轴 承 齿 轮 滑 板 螺 母 等 各 种 互 相 接 触 并 有 相 对 滑 动 或 滚 动 的 部 分, 都 需 要 进 行 润 滑 润 滑 的 目 的 是 : (1) 减 少 摩 擦, 降 低 能 量 消 耗 ; (2) 减 少 设 备 零 件 磨 损, 延 长 使 用 寿 命 ; (3) 保 护 设 备 零 件 表 面, 防 止 腐 蚀 润 滑 的 基 本 方 式 有 稀 油 润 滑 干 油 润 滑 和 油 雾 润 滑 稀 油 润 滑 是 采 用 矿 物 油 ( 液 体 润 滑 油 ) 做 润 滑 剂 因 为 稀 油 具 有 流 动 性 对 金 属 表 面 的 附 着 性 一 定 的 黏 度 和 热 容 性 等 特 性, 所 以 能 粘 附 在 被 润 滑 零 件 的 表 面 上, 并 能 形 成 流 体 动 压 力, 使 摩 擦 表 面 互 相 隔 开, 还 能 从 摩 擦 表 面 上 带 走 摩 擦 产 生 的 热 量 稀 油 性 能 比 较 稳 定, 有 一 定 的 防 腐 作 用 但 稀 油 不 易 密 封, 设 备 的 润 滑 面 容 易 侵 入 水 氧 化 铁 皮 等 杂 质 干 油 润 滑 实 际 上 是 用 油 膏 状 润 滑 脂 ( 也 叫 黄 油 ) 做 润 滑 剂 润 滑 脂 是 由 润 滑 油 加 上 稠 化 剂 制 成 的 油 脂, 除 具 有 润 滑 性 能 外, 其 粘 附 力 很 强, 因 此 保 护 性 能 较 好, 对 摩 擦 表 面 还 起 到 密 封 作 用, 以 免 金 属 腐 蚀 和 杂 质 侵 入 加 入 一 次 润 滑 脂 后, 设 备 可 运 转 一 段 时 间, 使 用 方 便 但 运 转 时 能 量 消 耗 较 稀 油 大, 不 适 用 于 高 速 运 转 的 设 备 油 雾 润 滑 是 一 种 新 的 润 滑 方 式 润 滑 油 在 雾 化 器 中, 在 经 过 过 滤 和 压 缩 空 气 的 作 用 下, 被 雾 化 成 极 微 小 的 油 粒 然 后 微 小 油 粒 与 压 缩 空 气 混 合 在 一 起, 经 管 道 和 凝 缩 喷 嘴, 凝 成 稍 大 的 油 滴 被 喷 到 摩 擦 表 面 油 雾 润 滑 的 耗 油 量 少, 工 作 温 度 低, 润 滑 效 果 好, 维 修 费 用 省 但 油 雾 润 滑 对 密 封 的 要 求 很 高, 对 油 质 和 压 缩 空 气 要 求 也 很 严 格 166 怎 样 进 行 稀 油 润 滑, 操 作 中 应 注 意 哪 些 事 项? 稀 油 润 滑 有 人 工 给 油 和 稀 油 站 循 环 给 油 两 种 方 法 (1) 人 工 给 油 人 工 给 油 又 有 直 接 加 油 油 杯 给 油 油 环 润 滑 和 油 池 润 滑 4 种 方 法 人 工 直 接 加 油 是 稀 油 润 滑 最 简 单 的 给 油 方 法 由 操 作 人 员 用 油 壶 油 刷 等 工 具, 往 摩 擦 表 面 浇 油 或 涂 油 ( 例 如 开 式 齿 轮 轮 子 滑 道 等 ) 即 使 新 式 轧 机, 仍 然 有 很 多 润 滑 点 采 用 人 工 加 油 人 工 加 油 的 这 些 部 位 一 般 不 经 常 动 作, 动 作 的 幅 度 不 大 开 式 金 属 轴 承 等 可 用 油 杯 给 油, 即 人 工 把 油 加 入 油 杯 中, 在 设 备 运 转 过 程 中 油 逐 渐 从 油 杯 中 滴 到 摩 擦 面 上 这 种 给 油 方 式 在 小 型 冷 轧 设 备 上 还 在 采 用 轧 钢 设 备 的 电 机 滑 动 轴 承 较 普 遍 采 用 油 环 润 滑 支 撑 电 机 轴 颈 的 轴 承 座 内 部 有 一 空 腔, 加 入 油 后 成 为 油 池, 油 环 套 在 轴 颈 上, 油 环 下 部 则 浸 入 油 中 轴 旋 转 时, 摩 擦 力 使 油 环 缓 慢 转 动, 把 油 带 到 轴 颈 上 而 进 入 轴 瓦 进 行 润 滑 一 般 单 一 设 置 的 中 型 电 机, 是 人 工 往 轴 承 座 的 油 池 中 加 油 的 轧 钢 设 备 上 的 齿 轮 减 速 机 蜗 轮 减 速 机 和 人 字 齿 轮 箱 等, 通 常 采 用 人 工 灌 注 油 池 润 滑,

198 即 由 人 将 油 灌 人 减 速 机 的 壳 体 内, 壳 体 下 部 即 成 为 油 池 齿 轮 或 蜗 轮 的 下 部 浸 入 油 池, 旋 转 时 即 将 油 飞 溅 到 减 速 机 各 润 滑 部 位, 减 速 机 内 灌 注 油 量 不 能 太 多, 因 为 油 受 搅 动 会 发 热, 一 般 以 浸 没 齿 轮 的 一 个 齿 高 为 宜, 慢 速 轴 可 浸 入 稍 深 通 常 在 减 速 机 上 备 有 探 杆 式 油 标, 在 杆 上 刻 有 最 高 油 位 和 最 低 油 位 两 个 刻 度, 工 作 中 应 定 期 检 查, 防 止 缺 油 油 池 润 滑 和 油 环 润 滑 都 必 须 定 期 换 油 由 于 环 境 恶 劣 灰 尘 杂 质 多 和 密 封 性 差, 因 此 润 滑 油 在 使 用 过 程 中 杂 质 增 多, 如 使 用 时 间 过 长 就 会 造 成 设 备 过 早 磨 损 同 时 由 于 油 的 搅 动, 油 与 空 气 中 氧 气 作 用, 油 中 的 有 机 酸 含 量 增 加, 引 起 腐 蚀 作 用 另 外, 油 中 可 能 混 人 水 分, 使 油 乳 化 变 质, 降 低 甚 至 丧 失 润 滑 性 能, 并 使 腐 蚀 作 用 加 剧 一 般 在 使 用 半 年 至 一 年 后, 应 换 油 在 加 油 或 换 油 时, 要 注 意 严 格 使 用 规 定 牌 号 的 润 滑 油 例 如 轧 钢 机 多 用 轧 钢 机 油, 辅 助 设 备 用 车 用 机 油 或 机 械 油, 齿 轮 座 用 齿 轮 油, 主 电 机 用 透 平 油 各 种 油 质 必 须 严 格 防 止 混 淆, 以 免 影 响 油 的 性 能, 降 低 润 滑 效 果 (2) 稀 油 站 循 环 供 油 在 设 备 比 较 集 中 润 滑 点 密 集 的 情 况 下, 采 用 集 中 给 油 的 方 式, 由 润 滑 油 站 循 环 供 油, 其 系 统 如 图 4-12 所 示 稀 油 站 设 置 在 地 下 油 库 中, 便 于 回 油 油 箱 1 内 贮 存 整 个 系 统 需 要 的 油 量, 油 泵 工 从 油 箱 吸 油 并 将 压 力 油 送 出, 油 经 过 过 滤 器 3 和 冷 却 器 4, 由 管 路 送 往 各 润 滑 点 过 滤 器 和 冷 却 器 都 有 旁 路 油 管, 在 清 洗 检 修 时, 或 在 冬 季 不 用 冷 却 时, 油 从 旁 路 通 过 压 力 箱 下 半 部 通 油, 上 半 部 通 压 缩 空 气, 用 来 调 节 油 压, 保 持 供 油 稳 定, 并 在 油 泵 发 生 故 障 时 能 短 时 继 续 供 油 安 全 调 压 阀 6 用 来 调 节 管 路 的 工 作 压 力, 当 压 力 超 过 规 定 时, 阀 被 打 开, 油 从 放 油 管 返 回 油 箱 各 设 备 润 滑 点 用 过 的 油, 经 回 油 管 返 回 油 箱, 这 样 就 形 成 了 一 个 循 环 系 统, 不 断 提 供 润 滑 油 图 4-12 稀 油 循 环 供 油 润 滑 站 1- 油 箱 ;2- 油 泵 ;3- 过 滤 器 ;4- 冷 却 器 ;5- 压 力 箱 ;6- 安 全 调 压 阀 供 油 站 操 作 中 应 注 意 下 列 事 项 : 1) 经 常 注 意 油 箱 油 面, 如 发 现 骤 降, 必 须 查 找 漏 油 之 处, 及 时 处 理 2) 注 意 油 温, 通 常 应 保 持 在 35~40*(2 范 围 内, 如 有 变 化, 应 使 用 冷 却 器 降 温 或 加 热 油 箱 升 温 3) 要 保 持 供 油 站 油 的 工 作 压 力 在 0.2~0.4MPa, 有 的 也 可 达 1MPa 在 保 证 每 个 润 滑 点 都 有 油 ( 特 别 注 意 压 下 装 置 等 最 高 处 和 最 远 处 ) 的 条 件 下, 尽 量 采 用 较 低 的 油 压, 这 样 供 油 站 工

199 作 较 安 全 如 油 压 突 然 下 降, 往 往 是 油 泵 发 生 故 障 或 管 路 破 裂, 应 及 时 处 理 4) 要 注 意 过 滤 器 前 后 的 油 压 差 如 压 差 太 大, 说 明 过 滤 器 杂 质 太 多 而 造 成 堵 塞, 应 及 时 清 洗 5) 供 油 站 的 仪 表 信 号 等 应 定 期 校 验, 联 锁 系 统 也 应 定 期 检 查 校 验, 防 止 误 动 作 或 失 灵 167. 怎 样 进 行 干 油 润 滑? 干 油 润 滑 方 式 有 人 工 充 填 干 油 润 滑 手 动 集 中 润 滑 和 自 动 集 中 润 滑 等 几 种 方 式 (1) 人 工 充 填 干 油 润 滑 人 工 充 填 干 油 润 滑, 即 在 设 备 组 装 时, 往 润 滑 点 充 填 干 油, 在 以 后 长 期 运 转 时 一 般 就 不 再 加 油, 直 到 设 备 检 修 拆 洗 时 再 充 填 一 次 中 小 型 电 机 的 滚 动 轴 承 通 风 机 和 泵 的 轴 承 某 些 不 常 动 作 的 空 转 辊 等, 往 往 采 用 这 种 润 滑 方 式 充 填 干 油 的 油 量 一 般 只 占 润 滑 点 空 间 的 30%~40%, 干 油 加 得 太 多, 使 运 转 时 阻 力 太 大, 引 起 发 热 对 于 矫 正 机 万 向 接 轴 关 节 等 部 位 不 适 于 管 道 集 中 润 滑, 就 利 用 油 枪 或 油 杯 由 人 工 往 润 滑 点 加 油 润 滑 点 上 有 油 眼 或 油 嘴, 人 工 定 期 地 进 行 加 油 润 滑 (2) 干 油 集 中 润 滑 集 中 润 滑, 就 是 设 置 一 个 干 油 站, 经 过 管 道 和 给 油 器, 把 干 油 送 往 各 个 润 滑 点 一 个 干 油 站 可 供 应 几 个 到 上 百 个 润 滑 点 手 动 集 中 润 滑 的 干 油 站 系 统 如 图 4-13 所 示 手 动 干 油 站 1 的 油 通 向 两 根 给 油 主 管 2, 这 两 根 主 管 平 行 敷 设, 轮 流 供 油 主 管 内 的 干 油 经 给 油 器 3 和 支 管 4 通 向 润 滑 点 ( 每 根 支 管 通 向 一 个 润 滑 点 ), 每 次 只 供 给 一 定 量 的 干 油 一 次 给 油 结 束, 就 进 行 手 动 换 向, 下 一 次 由 另 一 主 管 供 油 图 4-13 手 动 干 油 站 系 统 1- 手 动 干 油 站 ;2- 主 管 ;3- 给 油 器 ;4- 支 管 自 动 集 中 润 滑 的 干 油 站 系 统 如 图 4-14 所 示 自 动 干 油 站 1 运 转 时, 干 油 经 平 行 主 管 2 通 向 给 油 器 4, 在 管 路 中 还 装 有 网 式 过 滤 器 3, 可 以 定 期 清 洗 除 渣 当 全 系 统 给 油 完 毕 后, 装 在 管 路 末 端 的 终 点 阀 ( 也 叫 压 力 操 纵 阀 ) 起 作 用, 使 干 油 站 自 动 停 车, 并 使 换 向 阀 6 换 向 在 同 一 系 统 中 有 的 设 备 需 油 量 较 少 或 停 止 使 用 时, 可 利 用 电 磁 阀 7 或 手 动 阀 8 将 某 一 段 管 路 闭 塞 自 动 干 油 站 由 定 时 继 电 器 控 制, 到 规 定 时 刻 自 动 开 车 加 油, 由 自 记 压 力 表 记 录 每 次 打 油 的 压 力 或 变 化 情 况 干 油 站 用 加 油 泵 添 油, 操 作 盘 上 还 有 信 号 装 置 自 动 干 油 站 的 工 作 情 况 可 从 自 记 压 力 表 的 记 录 上 看 出 正 常 情 况 时 压 力 逐 渐 上 升 ( 供 油 ), 到 一 定 值 时 突 然 下 降 ( 一 次 供 油 完 毕 换 向 ) 如 果 压 力 长 时 间 上 不 去, 表 明 管 路 有 泄 漏, 此 时 有 信 号 发 出, 应 及 时 处 理 如 果 压 力 长 时 间 保 持 不 降, 表 明 终 点 阀 或 换 向 阀 有 故 障, 也 有 信 号 发 出, 亦 应 及 时 处 理 如 果 压 力 长 时 间 在 一 定 范 围 内 波 动, 表 明 管 路 内 进 入 空 气, 或 者 是 干 油 泵 柱 塞 已 磨 损, 也 应 做 相 应 处 理 自 动 干 油 站 的 仪 表 定 时 继 电 器 及 联 锁 系 统 应

200 定 期 校 验 自 记 压 力 表 的 记 录 纸 每 天 更 换 一 次 图 4-14 自 动 干 油 站 系 统 1- 自 动 干 油 站 ;2- 主 管 ;3- 过 滤 器 ;4- 给 油 器 ;5- 终 点 阀 ;6- 换 向 阀 ;7- 电 磁 阀 ;8- 手 动 阀 ; 9- 定 时 继 电 器 ;10- 自 记 压 力 表 ;11- 加 油 泵 ;12- 信 号 装 置 二 轧 辊 及 其 轴 承 168. 冷 轧 轧 辊 由 哪 几 部 分 组 成? 冷 轧 辊 是 冷 轧 机 的 主 要 部 件 轧 辊 由 辊 身 辊 颈 和 轴 头 3 部 分 组 成 辊 颈 安 装 在 轴 承 中, 并 通 过 轴 承 座 和 压 下 装 置 把 轧 制 力 传 给 机 架 轴 头 和 连 接 轴 相 连, 传 递 轧 制 力 矩 此 外, 还 有 制 造 安 装 所 需 的 某 些 辅 助 表 面, 如 中 心 孔 紧 固 吊 装 用 沟 槽 螺 孔 以 及 轧 机 试 运 转 前 盘 动 轧 辊 用 的 带 槽 轴 伸 等 冷 轧 工 作 辊 可 分 整 体 工 作 辊 和 镶 套 辊 两 种 其 中 整 体 工 作 辊 中 又 有 实 心 辊 和 空 心 辊 之 分 工 作 辊 结 构 如 图 4-15 所 示 冷 轧 辊 的 直 径 超 过 400mm 时, 在 锻 造 后 大 多 在 轧 辊 中 心 镗 一 个,170~250mm 的 中 心 孔 这 样, 当 工 作 辊 进 行 表 面 淬 火 时, 可 用 冷 水 通 过 轧 辊 中 心 孔, 提 高 淬 火 效 果, 保 证 淬 火 层 的 硬 度 和 厚 度 轧 辊 中 心 部 分 的 金 属 往 往 具 有 疏 松 气 孔 及 其 他 缺 陷, 这 些 缺 陷 是 淬 火 时 产 生 应 力 集 中 的 因 素 镗 了 中 心 孔 以 后, 可 使 轧 辊 经 热 处 理 后 内 应 力 分 布 比 较 均 匀 中 心 孔 也 可 用 来 预 热 轧 辊 和 生 产 中 对 轧 辊 进 行 冷 却 支 撑 辊 也 有 实 心 辊 和 空 心 辊 两 种 图 4-16 示 出 了 支 撑 辊 的 几 种 典 型 结 构 支 撑 辊 辊 颈 有 圆 柱 形 ( 装 设 滚 动 轴 承 用 ) 和 圆 锥 形 两 种 采 用 圆 锥 形 辊 颈 是 为 了 便 于 拆 装 油 膜 轴 承 锥 度 一 般 取 1:5 空 心 辊 的 两 端 有 中 心 孔 塞, 以 便 在 车 削 轧 辊 时 定 心 支 撑 辊 两 边 对 称 布 置 的 吊 装 用 槽, 是 专 为 吊 装 时 挂 钢 绳 而 设 置 的 两 端 的 盘 车 用 槽, 在 轧 机 试 运 转 前, 可 与 专 门 套 筒 连 接, 以 便 在 试 运 转 前 先 用 吊 车 盘 动 轧 辊

201 图 4-15 工 作 辊 的 结 构 a- 实 心 辊 ;b- 空 心 辊 ;c- 硬 质 合 金 镶 套 辊 1- 传 动 端 ;2- 辊 颈 ;3- 辊 身 ;4- 圆 锥 过 渡 区 ;5- 紧 固 件 槽 ;6- 键 槽 ;7- 辊 颈 润 滑 油 沟 ;8- 平 口 ;9- 内 孔 ; lo- 双 圆 锥 过 渡 区 ;11- 心 轴 ;12- 硬 质 合 金 套 ;13- 螺 钉 ;14- 轴 向 紧 定 用 螺 母 图 4-16 支 撑 辊 的 结 构 a- 实 心 辊 ;b- 空 心 辊 ;c- 镶 套 辊 1- 辊 颈 ;2- 辊 身 ;3- 过 渡 段 ;4- 键 槽 ;5- 吊 装 用 槽 ;6- 紧 固 件 槽 ;7- 中 心 孔 塞 ;8- 内 孔 ;9- 盘 车 用 槽 ; 10- 辊 套,11- 装 止 推 轴 承 用 表 面 ;12- 心 轴 ;13- 锥 形 辊 颈 169. 对 冷 轧 工 作 辊 的 材 质 有 什 么 要 求, 轧 辊 怎 样 热 处 理? 冷 轧 过 程 中, 轧 辊 表 面 承 受 着 很 大 的 挤 压 应 力 和 强 烈 的 磨 损, 高 速 轧 制 时, 卡 钢 过 烧

202 等 会 造 成 辊 面 裂 纹 因 此, 冷 轧 工 作 辊 应 具 有 极 高 而 均 匀 的 硬 度, 一 定 深 度 的 硬 化 层, 以 及 良 好 的 耐 磨 性 与 抗 裂 性 轧 辊 具 有 良 好 的 耐 过 烧 抗 裂 性 是 延 长 轧 辊 寿 命 的 主 要 因 素 降 低 轧 辊 硬 度, 虽 能 改 善 抗 裂 性, 但 耐 磨 性 降 低 因 此, 必 须 正 确 选 择 轧 辊 的 表 面 硬 度 冷 轧 辊 的 表 面 硬 度 与 硬 化 层 深 度 规 定 如 表 4-5 所 示 表 4-5 冷 轧 辊 的 表 面 硬 度 与 硬 化 层 深 度 的 关 系 冷 轧 辊 等 级 硬 度 硬 化 层 深 度 HS 辊 径 小 于 250mm 辊 径 等 于 250~500mm 辊 径 大 于 500mm I Ⅱ 95~102 90~94 5mm >4% 辊 身 半 径 3% 辊 身 半 径 冷 轧 辊 直 径 愈 大, 要 求 硬 化 层 愈 深, 对 钢 的 淬 透 性 要 求 也 愈 高 冷 轧 辊 用 钢 均 为 高 碳 合 金 钢, 主 要 钢 号 有 9Cr 9Cr2 9Cr2W 9Cr2Mo, 其 化 学 成 分 见 表 4-6 根 据 冷 轧 辊 辊 径 大 小 所 选 用 的 钢 号 见 表 4-7 表 4-6 冷 轧 工 作 辊 用 钢 的 化 学 成 分 ( 重 型 机 械 行 业 标 准 )( 质 量 分 数 /%) 钢 号 C Si Mn P S 9Cr O.85~O.95 O.25~O.45 O.20~ O.03 9Cr2 O.85~O.95 O.25~O.45 O.20~O.35 O.03 O.03 9CrV O.85~0.95 O.25~O.45 O.20~0.35 O.03 O.03 9Cr2W 0.85~O ~O.45 O.20~0.35 O.03 O.03 9Cr2Mo O.85~O.95 O.25~O.45 O.20~O.35 O.03 O.03 钢 号 Cr Ni Mo W V 9Cr 1.40~1.70 O.30 9Cr2 1.70~2.10 O.30 9CrV 1.40~1.70 O ~O.25 9Cr2W 1.70~ O.30~O.60 9Cr2Mo 1.70~2.10 O.30 O.20~O.40 表 4-7 根 据 冷 轧 工 作 辊 辊 径 选 用 钢 号 钢 号 适 用 范 围 /mm 钢 号 适 用 范 围 /mm 9Cr 9CrV 9Cr2 φ 300 φ 300 φ 400 9CrZW 9Cr2Mo φ 500 φ 500 钢 中 高 碳 含 量 保 证 轧 辊 有 高 硬 度 ; 加 铬 钼 或 钨 可 以 增 加 钢 的 淬 透 性 与 耐 磨 性 能. 加 锰 镍 等 元 素 会 增 加 残 余 奥 氏 体, 在 高 应 力 作 用 下, 残 余 奥 氏 体 转 变 为 马 氏 体 时 造 成 的 局 部 应 力 会 产 生 显 微 裂 纹, 这 些 显 微 裂 纹 当 受 到 交 变 疲 劳 应 力 作 用 时 会 逐 渐 扩 大, 最 后 崩 落, 故 需 限 制 锰 镍 的 含 量 冷 轧 辊 用 钢 一 般 用 碱 性 电 弧 炉 或 酸 性 平 炉 冶 炼 冷 轧 辊 中 若 存 在 大 的 非 金 属 夹 杂 物 与 粗 晶 组 织, 在 强 烈 喷 水 淬 火 时 会 引 起 炸 裂, 辊 身 表 面 有 夹 杂 物 会 缩 短 轧 辊 使 用 寿 命 冷 轧 辊 在 淬 硬 热 处 理 前, 应 进 行 调 质 处 理, 以 防 止 网 状 碳 化 物 析 出 并 得 到 珠 光 体 球 化 组 织, 同 时 改 善 轧 辊 心 部 的 金 属 组 织 轧 辊 淬 火 后 可 获 得 韧 性 较 好 的 隐 针 状 马 氏 体 冷 轧 辊 用

203 钢 的 临 界 温 度 和 热 处 理 温 度 见 表 4-8 9Cr2Mo 钢 调 质 后 的 力 学 性 能 见 表 4-9 冷 轧 辊 通 常 用 的 淬 火 方 法 有 感 应 表 面 淬 火 ( 中 频 与 双 频 ) 和 整 体 淬 火 双 频 淬 火 是 用 频 率 为 60Hz 的 感 应 电 流 预 热 辊 身, 接 着 以 1200Hz 的 感 应 电 流 加 热 双 频 感 应 淬 火 的 冷 轧 辊 硬 化 层 较 深, 且 残 余 应 力 较 小, 对 防 止 冷 轧 辊 表 面 剥 落 和 提 高 轧 辊 寿 命 的 效 果 显 著 轧 辊 淬 火 后 应 及 时 在 130~140 低 温 回 火, 以 消 除 内 应 力 和 稳 定 淬 火 组 织 一 般 冷 轧 辊 往 往 不 待 淬 硬 层 磨 损 到 规 定 的 深 度 就 报 废 了, 其 主 要 原 因 是 轧 辊 表 面 出 现 裂 纹 表 4-8 冷 轧 辊 用 钢 的 临 界 温 度 和 热 处 理 温 度 钢 号 临 界 温 度 ( 近 似 值 )/ 热 处 理 温 度 / Acl Acm Ar1 Ms 调 质 淬 火 1 回 火 2 淬 火 高 温 回 火 9Cr ~ ~720 整 体 淬 火 810~850 工 频 表 面 淬 火 900~930 9CrV ~ ~720 整 体 淬 火 810~850 工 频 表 面 淬 火 900~930 9Cr ~ ~720 整 体 淬 火 810~850 工 频 表 面 淬 火 900~930 9Cr2W ~ ~720 整 体 淬 火 810~850 工 频 表 面 淬 火 900~930 9Cr2Mo ~ ~720 整 体 淬 火 810~850 工 频 表 面 淬 火 900~ ~ ~ ~ ~ ~170 1 工 频 表 面 淬 火 : 小 轧 辊 900~930, 大 轧 辊 920~940 ;2 粗 磨 后 回 火 温 度 :120 士 5 表 4-9 9Cr2Me 冷 轧 辊 调 质 后 力 学 性 能 实 例 序 号 热 处 理 强 度 极 限 σb /MPa 屈 服 极 限 σs /MPa 伸 长 率 δ5 /% 断 面 收 缩 率 ψ /% 冲 击 韧 性 αk /J cm-2 例 油 冷 780 回 火 例 油 冷 710 回 火 O O 注 : 取 样 截 面 尺 寸 φ280mm 170. 对 冷 轧 支 撑 辊 的 材 质 有 什 么 要 求, 轧 辊 怎 样 热 处 理? 轧 件 对 冷 轧 工 作 辊 巨 大 的 轧 制 压 力, 大 部 分 传 递 到 支 撑 辊 上 支 撑 辊 既 要 能 承 受 很 大 的 弯 曲 应 力, 还 要 具 有 很 大 的 刚 性 来 限 制 工 作 辊 的 弹 性 变 形, 以 保 证 钢 板 厚 度 均 匀 轧 机 支 撑 辊 的 表 面 肖 氏 硬 度 一 般 为 HS45 左 右 目 前 为 提 高 板 厚 精 度 与 延 长 轧 辊 的 寿 命, 支 撑 辊 硬 度 有 提 高 的 趋 势 支 撑 辊 常 用 钢 号 有 9Cr2Mo 9CrV 及 60CrMnMo 等, 其 化 学 成 分 见 表 4-10 采 用 正 火 和 回 火 处 理 支 撑 辊, 表 面 硬 度 一 般 HS 45, 要 求 硬 度 大 于 HS45 的 支 撑 辊, 可 采 用 调 质 或 调 质 处 理 后 再 表 面 淬 火 处 理, 制 造 工 艺 与 冷 轧 工 作 辊 类 似 表 面 淬 火 后 根 据 回 火 温 度 的 不 同, 可 控 制 表 面 硬 度 在 HS65~85 之 间, 见 表 4-11 表 CrMnMo 钢 的 碳 含 量 比 高 碳 钢 低 许 多, 用 作 大 直 径 支 撑 辊 进 行 调 质 处 理, 不 易 开 裂, 表 面 淬 火 性 能 也 好 调 质 前 预 先 钻 中 心 孔, 孔 径 为 辊 径 的 1/8~1/10 调 质 后 综 合 力 学 性

204 能 较 好, 提 高 了 支 撑 辊 的 抗 折 断 能 力 表 面 淬 火 后 辊 面 硬 度 高, 耐 磨 性 好 表 4-10 几 种 支 撑 辊 用 钢 的 化 学 成 分 ( 质 量 分 数 /%) 钢 号 碳 (C) 硅 (Si) 锰 (Mn) 磷 (P) 硫 (S) 铬 (Cr) 钼 (Mo) 钒 (V) 9Cr2Mo O.85-O.95 O.25-O.45 O.20-O.35 O.03 O O.40 9CrV O.85-O.95 O.25-O.45 O.20-O.35 O.03 O O.10-O.25 60CrMnMo 0.55-O.65 O.25-O OO O.04 O.04 O O 表 4-ll 60CrMnMo 钢 支 撑 辊 力 学 性 能 实 例 序 截 面 尺 寸 热 处 理 取 样 部 位 强 度 极 限 屈 服 极 限 伸 长 率 断 面 收 缩 率 冲 击 韧 性 布 氏 硬 度 号 /mm / σb/mpa σs/mpa δ5/% ψ/% αk/j cm-2 / HB 1 φ 油 冷 1/2 厚 度, ( 孔 φ180) 580 回 火 纵 向 φ 油 冷 1/2 厚 度, ( 孔 φ180) 580 回 火 纵 向 φ 油 冷 表 层, 切 向 回 火 注 : 表 中 1 2 为 调 质 后 使 用 的 轧 辊,3 为 调 质 后 再 经 工 频 表 面 淬 火 的 轧 辊 表 4-12 支 撑 辊 中 温 回 火 温 度 与 硬 度 的 关 系 钢 号 硬 度 HS 80~90 70~80 65~75 60~70 55~65 回 火 温 度 / 9Cr2Mo 9Cr2W 9CrV CrMnMo 对 冷 轧 辊 加 工 有 哪 些 技 术 要 求? 对 轧 辊 制 造 提 出 要 求, 是 为 了 保 证 轧 辊 的 机 械 强 度 带 钢 的 表 面 质 量 和 轧 辊 的 安 装 精 度 (1) 保 证 轧 辊 机 械 强 度 所 规 定 的 技 术 要 求 保 证 轧 辊 材 料 的 化 学 成 分 及 力 学 性 能 ; 轧 辊 铸 造 时, 不 允 许 有 铸 造 缺 陷, 如 气 孔 砂 眼 裂 纹 夹 渣 及 偏 析 等 ; 锻 造 轧 辊 的 坯 料 必 须 经 多 方 均 匀 锻 压, 锻 压 比 不 得 小 于 3; 热 处 理 后 的 残 余 应 力 应 最 小 ; 保 证 轧 辊 接 触 强 度 所 需 的 表 面 硬 度 (2) 保 证 带 钢 表 面 质 量 所 规 定 的 技 术 要 求 在 轧 制 过 程 中, 轧 辊 表 面 与 带 钢 表 面 直 接 接 触, 因 此 必 须 保 证 轧 辊 表 面 具 有 较 高 的 耐 磨 性, 以 保 证 带 钢 的 表 面 质 量 轧 辊 的 耐 磨 性 取 决 于 轧 辊 的 表 面 硬 度 冷 轧 辊 表 面 硬 度 的 要 求 见 表 4-13

205 表 4-13 冷 轧 辊 的 裹 面 硬 度 轧 辊 名 称 硬 度 等 级 肖 氏 硬 度 值 /HS 辊 身 辊 颈 工 作 辊 A 95~102 90~94 70~89 45~69 30~55 B C D 支 撑 辊 30~55 最 终 热 处 理 后, 工 作 辊 辊 身 应 具 有 一 定 深 度 的 淬 硬 层 当 辊 身 直 径 小 于 250mm 时, 淬 硬 层 深 度 不 应 小 于 5mm; 当 直 径 为 250~500mm 时, 淬 硬 层 深 度 不 小 于 辊 身 半 径 的 4%; 当 直 径 大 于 500mm 时, 淬 硬 层 深 度 不 小 于 辊 身 半 径 的 3% 为 了 保 证 冷 轧 带 钢 表 面 质 量, 对 轧 辊 辊 身 表 面 粗 糙 度 的 要 求 也 较 高, 一 般 Ra=0.1~0.4 μm (3) 保 证 安 装 和 轧 制 精 度 所 规 定 的 轧 辊 配 合 尺 寸 与 形 位 公 差 要 求 轧 辊 配 合 尺 寸 有 辊 颈 直 径 安 装 轴 承 的 定 位 套 筒 和 轴 承 紧 固 螺 丝 用 的 尺 寸 工 作 辊 与 联 轴 器 的 配 合 尺 寸, 工 作 辊 传 动 扁 头 的 尺 寸 规 定 轧 辊 的 形 位 公 差 包 括 辊 颈 的 椭 圆 度 和 柱 度 公 差 辊 身 相 对 于 辊 颈 的 同 轴 度 各 端 面 相 对 于 轧 辊 轴 心 线 的 垂 直 度 工 作 辊 传 动 扁 头 的 两 平 行 平 面 相 对 于 工 作 辊 轴 心 线 的 对 称 度 轧 辊 辊 颈 上 各 台 阶 相 对 于 辊 颈 的 径 向 跳 动 各 键 槽 表 面 相 对 于 轧 辊 轴 心 线 的 对 称 度 等 形 状 公 差 和 位 置 公 差 的 名 称 和 符 号 见 表 4-14 轧 辊 形 位 公 差 的 标 注 示 例 见 图 4-17 表 4-14 形 状 公 差 和 位 置 公 差 的 名 称 和 符 号

206 图 4-17 轧 辊 形 位 公 差 的 标 注 172 如 何 提 高 轧 辊 磨 削 的 加 工 精 度? 要 提 高 轧 辊 磨 削 的 加 工 精 度 主 要 从 以 下 3 个 方 面 着 手 : (1) 轧 辊 磨 床 的 精 度 要 好, 刚 性 要 高, 消 振 方 面 的 工 作 要 做 得 周 密 细 致, 主 电 动 机 也 要 进 行 平 衡, 工 作 台 在 低 速 运 动 时 不 能 有 爬 行 现 象, 防 止 液 压 系 统 漏 油 和 润 滑 系 统 导 轨 面 润 滑 失 调, 磨 头 轴 与 轴 承 的 间 隙 控 制 在 0.01~0.015mm 之 内 (2) 磨 削 工 艺 和 磨 削 工 具 要 选 择 适 当 影 响 加 工 精 度 的 因 素 中 磨 削 量 砂 轮 特 性 轧 辊 材 质 砂 轮 修 整 方 式 和 冷 却 条 件 都 属 于 磨 削 工 艺 和 磨 削 工 具 的 选 择 问 题, 在 可 能 的 条 件 下 提 高 砂 轮 线 速 度 轧 辊 的 圆 周 速 度 与 砂 轮 的 线 速 度 要 配 合 适 当, 如 精 磨 轧 辊, 砂 轮 速 度 为 30~ 35m/s, 轧 辊 速 度 为 15~50m/s 精 磨 时 进 给 量 要 小, 一 般 在 O.005~0.02mm 之 间 砂 轮 的 选 择 更 为 重 要 ( 选 择 方 法 详 见 156 问 ) 另 外, 正 确 修 整 砂 轮 也 是 保 证 提 高 磨 削 精 度 的 重 要 措 施 (3) 操 作 水 平 要 提 高 操 作 水 平 是 提 高 加 工 质 量 的 人 为 因 素, 关 键 在 技 术 经 验 细 心 负 责 173 轧 辊 磨 削 时 如 何 合 理 选 择 磨 削 用 量? 外 圆 磨 削 时, 一 般 有 4 个 运 动, 如 图 4-18 所 示 : 砂 轮 外 圆 线 速 度 Vs 为 图 4-18 外 圆 磨 削 要 素 式 中 d 砂 轮 直 径,mm; no 砂 轮 转 速,r/s; V 砂 轮 外 圆 线 速 度, 即 磨 削 速 度,m/s

207 径 向 进 给 量 fr 为 工 作 台 每 双 ( 单 ) 行 程 内 轧 辊 相 对 砂 轮 径 向 移 动 的 距 离 一 般 情 况 下,, fr=o.005~0.02mm 轴 向 进 给 量 fa 为 沿 砂 轮 轴 向 的 进 给 距 离 一 般 情 况 下,fa=(O.2~0.8)B B 为 砂 轮 宽 度, 单 位 为 mm 轧 辊 线 速 度 Vw 为 : 式 中 Vw 轧 辊 线 速 度,m/s; dw 轧 辊 直 径,mm; nw 轧 辊 转 速,r/s 磨 削 用 量 的 选 择 原 则 是 : 在 保 证 轧 辊 表 面 质 量 的 前 提 下 尽 量 提 高 生 产 率 也 就 是 说, 磨 削 用 量 是 在 保 证 磨 削 温 度 较 低 磨 削 表 面 粗 糙 度 较 低 的 条 件 下, 尽 量 取 较 大 的 径 向 进 给 量, fr 轴 向 进 给 量 fa 和 轧 辊 线 速 度 Vw 一 般 磨 削 速 度 Vs 是 固 定 不 变 的, 而 径 向 进 给 量 对 磨 削 表 面 层 的 质 量 影 响 较 大, 所 以, 磨 削 量 的 选 择 步 骤 是 : 先 选 较 大 的 轧 辊 线 速 度 Vw, 再 选 轴 向 进 给 量 fa, 最 后 才 选 径 向 进 给 量 fr (1) 粗 磨 时 磨 削 用 量 的 选 择 轧 辊 线 速 度 Vw 宜 选 大 值, 因 为 它 对 轧 辊 表 面 粗 糙 度 的 影 响 较 小, 而 且 选 用 较 高 的 Vw, 可 以 减 轻 磨 削 表 面 烧 伤 但 Vw 太 大 也 可 能 使 轧 辊 表 面 产 生 多 角 形 和 引 起 振 动, 因 此 对 Vw 也 应 有 一 定 限 制 一 般 情 况 是 轧 辊 直 径 越 大, 越 不 容 易 形 成 动 平 衡, 故 轧 辊 转 速 应 当 低 些 粗 磨 时 轴 向 进 给 量 fa 一 般 取 O.5~O.8B,B 为 砂 轮 宽 度 径 向 进 给 量 fr 可 按 下 式 选 择 : 式 中 dw 轧 辊 直 径,mm; Vw 轧 辊 线 速 度,m/s; fa fr 轴 向 径 向 进 给 量,mm; Kw 轧 辊 材 质 的 修 正 系 数 ( 淬 火 钢 :0.95; 未 淬 火 钢 :1; 铸 铁 :1.05); Kt 砂 轮 直 径 的 修 正 系 数, 其 与 砂 轮 直 径 的 关 系 如 下 : 砂 轮 直 径 do/mm Kt 0.82 O (2) 半 精 磨 和 精 磨 时 磨 削 用 量 的 选 择 同 粗 磨 时 一 样,Vw 的 最 低 限 受 磨 削 烧 伤 的 限 制, 高 限 受 磨 床 振 动 的 限 制 由 于 半 精 磨 和 精 磨 时 磨 削 力 都 较 小, 故 Vw 可 略 高 一 些 轴 向 进 给 量 fa 的 选 择 原 则 是 : 当 表 面 粗 糙 度 要 求 较 高 时,fa 应 当 小 些 当 表 面 粗 糙 度 要 求 Ra=0.8 μm 时,fa:=(0.5~O.7)B;Ra=0.4μm 时,fa=(0.25~0.5)B 径 向 进 给 量 fr 应 按 轧 辊 的 表 面 粗 糙 度 加 工 余 量 精 度 要 求 和 工 艺 系 统 刚 性 来 选 择 加 工 要 求 越 高, 余 量 越 小, 工 艺 系 统 刚 性 越 差, 轧 辊 材 质 导 热 性 越 差, 则 fr 应 越 小, 可 按 下 面 经 验 公 式 来 选 择 : 式 中 dw 轧 辊 直 径,mm; fa 轴 向 进 给 量 ;mm; Vw 轧 辊 线 速 度,m/s; Kf 精 加 工 时 径 向 进 给 量 的 修 正 系 数 ( 表 4-15);

208 Kt 精 加 工 时 砂 轮 直 径 的 修 正 系 数 ( 表 4-15) 表 4-15 fr 的 修 正 系 数 径 向 进 给 量 修 正 系 数 Kf 精 度 直 径 上 的 余 量 /mm O.11~O O.50 O.70 1.O O.5 O.63 O.8 1.O O.5 O.63 O l O O 4 O.83 1.O O 2.5 砂 轮 直 径 修 正 系 数 Kt 轧 辊 材 质 砂 轮 直 径 /mm 耐 热 钢 O.55 O.6 O.71 O.8 O.85 淬 火 钢 O 未 淬 火 钢 0.95 l l 铸 铁 轧 辊 磨 削 时 怎 样 选 择 砂 轮? 选 择 合 适 的 砂 轮, 就 是 根 据 被 磨 削 轧 辊 的 材 质 加 工 要 求 磨 削 性 能 来 选 择 合 适 的 砂 轮 砂 轮 是 由 磨 粒 结 合 剂 和 气 孔 组 成 的 砂 轮 的 特 性 包 括 磨 料 粒 度 硬 度 结 合 剂 组 织 强 度 形 状 和 尺 寸 等 方 面 下 面 着 重 说 明 磨 料 粒 度 硬 度 和 结 合 剂 的 选 用 (1) 磨 料 磨 料 ( 磨 粒 ) 是 砂 轮 的 基 本 材 料, 在 磨 削 时 主 要 起 切 削 作 用 目 前 我 国 生 产 的 磨 料 有 氧 化 铝 系 碳 化 硅 系 和 高 硬 磨 料 系 等 3 大 类 表 4-16 列 出 了 几 种 与 低 的 表 面 粗 糙 度 有 关 的 常 用 磨 料 特 性 表 4-16 常 用 磨 料 特 性 及 应 用 范 围 磨 料 名 称 代 号 特 点 应 用 范 围 棕 刚 玉 GZ 棕 褐 色, 硬 度 一 般, 韧 性 大, 适 用 于 碳 钢 合 金 钢 可 锻 铸 铁 等 能 承 受 较 大 的 压 力, 价 格 便 宜 自 刚 玉 GB 白 色, 硬 度 比 棕 刚 玉 高, 韧 性 适 用 于 磨 削 淬 火 钢 高 碳 钢 高 速 钢 等 较 棕 刚 玉 低 单 晶 刚 玉 GD 浅 黄 色 或 白 色, 颗 粒 呈 球 状, 加 工 较 硬 的 淬 火 钢 合 金 钢 高 钒 高 速 钢 硬 度 和 韧 性 都 比 白 刚 玉 高 不 锈 钢 和 耐 热 钢 等 微 晶 刚 玉 GW 颜 色 与 棕 刚 玉 相 近, 磨 粒 由 微 磨 削 轴 承 钢 碳 索 钢 不 锈 钢 和 特 种 球 墨 小 晶 粒 组 成, 强 度 高 铸 铁 铬 刚 玉 GG 玫 瑰 红 或 紫 红 色, 韧 性 比 白 刚 磨 削 淬 火 钢 合 金 钢 等 玉 高, 有 较 好 的 切 削 性 能 绿 碳 化 硅 TL 绿 色, 硬 度 仅 次 于 碳 化 硼 和 金 适 用 于 磨 削 硬 质 合 金 陶 瓷 等 刚 石 在 精 密 磨 削 和 超 精 磨 削 时, 选 用 刚 玉 砂 轮 比 碳 化 硅 砂 轮 更 能 获 得 低 的 表 面 粗 糙 度 (2) 粒 度 粒 度 是 指 磨 粒 的 尺 寸 粒 度 号 是 以 在 筛 网 的 一 英 寸 长 度 上 有 多 少 个 孔 来 命 名 的 例 如,80 号 粒 度 是 指 一 英 寸 长 度 上 有 80 个 孔 细 于 280 号 的 磨 粒 用 水 选 法 分 级, 并 用 W 表 示 微 粒 的 尺 寸, 例 如 W40, 则 表 示 其 公 称 尺 寸 为 40~28μm

209 通 常 认 为, 粒 度 号 愈 大 ( 即 磨 粒 愈 细 ), 加 工 的 表 面 粗 糙 度 愈 低 这 是 因 为 普 通 磨 削 时, 修 整 用 量 和 磨 削 用 量 都 比 较 大 磨 削 时, 粒 度 号 愈 大, 参 加 切 削 的 磨 粒 数 目 就 愈 多, 加 工 的 表 面 粗 糙 度 就 愈 低 对 于 轧 辊 表 面 粗 糙 度 Ra 要 求 在 0.025μm 以 上 时, 可 在 46~280 号 (400~ 63μm) 粒 度 的 范 围 内 选 用 砂 轮 粒 度 偏 细 的 砂 轮, 加 工 表 面 粗 糙 度 均 匀, 拉 毛 划 伤 现 象 少 ; 对 于 表 面 粗 糙 度 Ra 要 求 在 O.012μm 以 下 时, 可 采 用 粒 度 W10(10μm) 以 下 的 砂 轮 (3) 砂 轮 硬 度 砂 轮 的 硬 度 与 磨 粒 本 身 的 硬 度 不 是 一 回 事, 砂 轮 硬 度 是 指 砂 轮 工 作 表 面 的 磨 粒 在 外 力 作 用 下, 其 脱 落 的 难 易 程 度 也 就 是 说, 磨 粒 容 易 脱 落 的, 则 砂 轮 硬 度 就 低, 反 之, 硬 度 就 高 可 见, 砂 轮 硬 度 也 是 标 志 砂 轮 特 性 的 一 个 重 要 指 标, 它 影 响 着 加 工 表 面 的 质 量 和 砂 轮 的 使 用 寿 命 砂 轮 硬 度 等 级 分 类 见 表 4-17 硬 度 等 级 的 选 用 原 则 是 : 表 4-17 砂 轮 硬 度 等 级 硬 度 等 级 大 级 超 软 软 中 软 由 中 硬 硬 超 硬 超 软 3 超 软 4 软 1 软 2 软 3 中 软 1 中 软 2 中 1 中 2 中 硬 1 中 硬 2 中 硬 3 硬 1 硬 2 超 硬 小 级 代 号 CR3 CR4 R1 R2 R3 ZRl ZR2 Z1 Z2 ZYl ZY2 ZY3 Y1 Y2 CY 1) 磨 削 软 材 料 选 用 硬 砂 轮, 磨 削 硬 材 料 选 用 软 砂 轮, 如 磨 淬 火 钢, 选 R2~ZR1 硬 度 的 砂 轮, 磨 削 未 淬 火 钢 选 用 ZR2~Z2 硬 度 的 砂 轮 ; 2) 磨 削 导 热 性 差 或 磨 削 接 触 面 大 的 工 件 时, 容 易 产 生 烧 伤 或 裂 纹, 应 采 用 较 软 的 砂 轮, 如 磨 削 硬 质 合 金 要 选 用 R2~R3 的 绿 色 碳 化 粒 砂 轮 ; 3) 精 磨 比 粗 磨 选 用 的 砂 轮 硬 度 要 高 1~2 小 级 ; 4) 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 高 时, 砂 轮 硬 度 要 高 些 ; 5) 以 树 脂 做 结 合 剂 的 砂 轮 比 以 陶 瓷 做 结 合 剂 的 砂 轮 硬 度 要 高 1~2 小 级 ; 6) 砂 轮 粗 磨 时 承 受 的 磨 削 力 大, 应 选 用 较 硬 的 砂 轮, 反 之 可 选 较 软 的 砂 轮 ; 7) 镜 面 磨 削 宜 选 用 CR 级 硬 度 的 砂 轮 ; 8) 精 密 磨 削 和 超 精 磨 削 选 用 R3~ZR2 硬 度 的 砂 轮 较 好 (4) 结 合 剂 结 合 剂 是 把 许 多 细 小 的 磨 粒 黏 合 在 一 起 组 成 砂 轮 的 材 料 砂 轮 能 否 承 受 冲 击 和 经 受 高 速 旋 转 下 的 离 心 力 的 作 用 而 不 破 裂, 以 及 能 否 耐 磨 蚀, 主 要 取 决 于 结 合 剂 几 种 结 合 剂 的 特 性 见 表 4-18 表 4-18 结 合 剂 的 特 性 名 称 代 号 特 性 陶 瓷 结 合 剂 A 能 耐 热, 耐 油 和 酸 碱 的 侵 蚀, 强 度 较 高 但 较 脆 树 脂 结 合 剂 S 强 度 高 且 富 有 弹 性, 能 在 高 速 下 工 作, 但 坚 固 性 和 耐 热 性 比 陶 瓷 结 合 剂 差, 不 耐 酸 碱 橡 胶 结 合 剂 X 具 有 弹 性, 密 度 大, 磨 粒 容 易 脱 落, 耐 热 性 差, 不 耐 酸, 不 耐 油, 且 有 臭 味 陶 瓷 结 合 剂 的 粗 粒 度 砂 轮 比 树 脂 结 合 剂 的 粗 粒 度 砂 轮 能 使 轧 辊 表 面 获 得 更 低 的 表 面 粗 糙 度 因 此 在 精 密 磨 削 和 超 精 磨 削 时 应 用 最 多 的 是 以 陶 瓷 做 结 合 剂 的 砂 轮 镜 面 磨 削 时 应 用 树 脂 结 合 剂 的 砂 轮, 因 为 树 脂 结 合 剂 的 砂 轮 较 陶 瓷 结 合 剂 的 砂 轮 稳 定, 这 样 可 获 得 较 稳 定 的 加 工 表 面 质 量 ( 如 不 出 现 螺 旋 形 烧 伤 等 )

210 175. 轧 辊 磨 削 前 应 做 哪 些 准 备 工 作? 磨 削 技 术 是 一 种 工 艺 性 很 强 的 技 术 磨 削 效 果 的 好 坏, 在 很 大 程 度 上 依 赖 于 人 的 操 作 技 术 水 平 因 此, 操 作 前 的 一 些 准 备 工 作 必 须 做 好 磨 削 前 应 做 的 准 备 工 作 如 下 : (1) 磨 床 的 空 转 在 磨 床 开 动 之 前, 应 检 查 砂 轮 电 动 机 皮 带 的 松 紧 状 态 是 否 合 适 皮 带 太 松 会 产 生 拍 打 现 象, 甚 至 打 滑, 使 轧 辊 表 面 在 磨 削 时 产 生 振 纹 等 缺 陷, 特 别 是 对 于 平 皮 带 传 动 更 应 注 意 如 皮 带 太 紧, 主 轴 将 承 受 较 大 的 拉 力, 而 使 砂 轮 架 温 升 增 加, 也 加 速 轴 承 的 磨 损 在 准 备 磨 削 前, 应 将 磨 床 空 运 转 一 段 时 间 ( 约 20~30min), 使 磨 床 在 工 作 时 性 能 稳 定, 也 可 以 排 除 液 压 系 统 中 的 空 气 (2) 轧 辊 中 心 孔 的 检 查 和 校 正 检 查 磨 床 的 两 顶 尖 与 轧 辊 中 心 孔 接 触 是 否 良 好, 若 轧 辊 两 中 心 孔 不 同 心 或 者 是 头 尾 架 两 顶 尖 不 在 一 条 直 线 上, 会 造 成 顶 尖 中 心 线 与 轧 辊 中 心 孔 连 线 不 重 合, 这 种 接 触 状 况 不 仅 使 加 工 的 轧 辊 不 圆 度 增 大, 而 且 对 轧 辊 的 表 面 粗 糙 度 也 有 影 响 此 外, 若 轧 辊 的 中 心 孔 锥 度 太 大, 使 顶 尖 与 轧 辊 中 心 孔 接 触 在 锥 度 的 小 端 部 位, 这 种 接 触 状 况 也 会 使 磨 削 不 稳 定, 影 响 轧 辊 不 圆 度 和 表 面 粗 糙 度, 为 此 应 对 轧 辊 的 中 心 孔 进 行 研 修 中 心 孔 表 面 应 光 洁, 一 般 Ra=O.1μm 左 右 (3) 砂 轮 的 静 平 衡 使 砂 轮 达 到 静 平 衡 的 方 法 有 多 种, 但 采 用 三 点 平 衡 法 可 以 较 快 地 达 到 精 细 平 衡 的 效 果 使 砂 轮 静 平 衡 时 应 注 意 以 下 几 点 : 1) 平 衡 架 要 调 整 好 水 平, 特 别 是 纵 向 水 平 更 要 注 意 ; 2) 平 衡 心 轴 直 径 小, 则 灵 敏 度 高, 平 衡 精 度 高 ; 但 心 轴 太 细, 则 刚 性 差, 心 轴 容 易 弯 曲 变 形, 反 而 达 不 到 高 的 平 衡 精 度 ; 3) 平 衡 架 的 圆 柱 棒 如 果 生 锈 或 弯 曲, 将 影 响 平 衡 精 度, 应 将 圆 柱 棒 拆 下, 在 外 圆 磨 床 上 重 新 磨 削 达 到 要 求 ; 4) 新 砂 轮 一 般 都 不 圆, 应 先 粗 平 衡 一 次, 使 新 砂 轮 在 磨 床 上 修 圆, 同 时 将 其 两 端 面 修 平, 然 后 从 机 床 卸 下, 再 进 行 精 细 平 衡 ; 5) 砂 轮 卡 盘 的 内 锥 孔 与 平 衡 心 轴 要 配 合 良 好 176. 磨 削 轧 辊 应 注 意 的 事 项 是 什 么? 磨 削 轧 辊 时 应 注 意 如 下 几 点 : (1) 轧 辊 的 装 夹 轧 辊 装 在 两 顶 尖 上, 不 能 过 松 或 过 紧 过 松 在 磨 削 时 轧 辊 会 有 微 量 窜 动 和 跳 动, 影 响 轧 辊 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ; 过 紧 则 轧 辊 中 心 孔 与 顶 尖 摩 擦 大 发 热 多, 对 纽 长 轧 辊 会 使 轧 辊 产 生 弯 曲 变 形, 加 工 后 的 表 面 粗 糙 度 和 圆 度 也 较 差 安 装 轧 辊 前, 一 定 要 将 轧 辊 中 心 孔 和 顶 尖 擦 干 净, 并 且 加 适 量 的 润 滑 油, 一 般 用 20 号 机 械 油 为 宜, 因 为 用 润 滑 脂 往 往 易 夹 入 杂 质 而 影 响 轧 辊 的 圆 度 (2) 磨 削 时 的 对 刀 在 超 精 磨 削 和 镜 面 磨 削 时 的 对 刀 ( 第 一 次 切 削 ) 是 很 重 要 的 如 果 第 一 次 进 给 太 大, 不 仅 会 破 坏 砂 轮 表 面 的 微 刃, 而 且 由 于 砂 轮 切 削 能 力 所 限, 将 会 使 轧 辊 烧 伤 并 产 生 螺 旋 形, 对 超 精 磨 削 影 响 尤 为 严 重, 因 此 当 在 磨 削 轧 辊 时 应 非 常 仔 细 地 对 刀 判 断 砂 轮 与 轧 辊 是 否 已 接 触, 可 采 用 几 种 方 法 : 一 种 是 用 磨 削 指 示 仪 ; 一 种 是 在 轧 辊 的 表 面 涂 上 一 层 薄 薄 的 红 油, 然 后 使 砂 轮 慢 慢 接 近 轧 辊 来 进 行 判 断 ; 此 外, 还 可 以 观 察 砂 轮 上 的 水 纹 或 轧 辊 与 砂 轮 之 间 冷 却 液 声 音 的 变 化 来 判 断 砂 轮 与 轧 辊 之 间 的 距 离 变 化, 但 这 种 方 法 很 难 用 作 精 确 对 刀 (3) 进 刀 时 应 在 轧 辊 尺 寸 大 的 一 端 进 刀, 因 为 开 始 磨 削 时 砂 轮 切 削 性 能 较 好, 较 易 磨 去 余 量 不 要 在 轧 辊 尺 寸 小 的 一 端 进 刀, 以 防 纵 走 刀 时 大 端 切 深 增 加 而 造 成 轧 辊 的 烧 伤

211 (4) 在 超 精 磨 削 时, 光 磨 时 间 不 宜 过 长 超 精 磨 削 主 要 是 靠 微 刃 切 削 来 达 到 低 的 表 面 粗 糙 度 光 磨 起 的 作 用 较 小, 特 别 是 在 光 磨 1~2 个 双 行 程 后, 对 降 低 轧 辊 表 面 粗 糙 度 的 作 用 就 更 小 光 磨 时 间 太 长, 有 时 砂 轮 钝 化 后 所 引 起 的 自 激 振 动 会 使 轧 辊 表 面 产 生 振 纹 (5) 冷 却 液 要 充 分 (6) 砂 轮 要 保 持 锋 利, 经 常 修 整 砂 轮 以 减 小 径 向 分 力 177 怎 样 选 择 低 表 面 粗 糙 度 冷 轧 辊 磨 削 的 工 艺 参 数? 低 表 面 粗 糙 度 轧 辊 磨 削 时 磨 削 用 量 的 确 定 主 要 是 选 择 砂 轮 线 速 度 轧 辊 线 速 度 工 作 台 纵 向 进 给 速 度 横 向 进 给 量 和 进 给 次 数 以 及 光 磨 行 程 数 等 下 面 分 别 加 以 选 择 (1) 砂 轮 线 速 度 Vs 提 高 砂 轮 线 速 度 Vs, 使 单 位 时 间 内 参 加 切 削 的 切 刃 数 增 多 和 切 屑 厚 度 变 薄, 从 而 能 降 低 轧 辊 表 面 粗 糙 度 砂 轮 线 速 度 增 高, 砂 轮 的 切 削 能 力 提 高, 这 对 提 高 生 产 率 是 有 利 的 但 是 Vs 高 时, 磨 削 热 增 大, 因 而 容 易 使 轧 辊 产 生 烧 伤 此 外, 当 Vs 高 时, 磨 床 振 动 也 较 大, 在 轧 辊 上 容 易 产 生 振 纹 和 多 角 形 等 缺 陷 因 此, 为 了 保 证 轧 辊 质 量, 以 采 用 较 低 的 砂 轮 线 速 度 为 宜 一 般 可 采 用 Vs=17~20m/s (2) 轧 辊 线 速 度 Vw 在 超 精 磨 削 时, 轧 辊 线 速 度 对 轧 辊 产 生 多 角 形 和 烧 伤 有 影 响 当 轧 辊 线 速 度 Vw 提 高 时, 轧 辊 表 面 的 多 角 形 深 度 增 大 ; 当 Vw 减 小 时, 轧 辊 表 面 的 多 角 形 深 度 减 小, 但 是 当 Vw 过 低 时, 有 可 能 产 生 轧 辊 表 面 烧 伤 并 可 能 出 现 螺 旋 形 等 缺 陷 一 般 采 用 砂 轮 线 速 度 Vs 与 轧 辊 线 速 度 Vw 之 比 q 为 120~150 (3) 工 作 台 纵 进 给 速 度 ( 或 磨 削 导 程 S) 工 作 台 的 纵 进 给 速 度 也 可 以 用 砂 轮 每 转 的 纵 进 给 量 S( 磨 削 导 程 ) 来 表 示 磨 削 导 程 S 在 一 定 范 围 内 对 轧 辊 表 面 粗 糙 度 无 显 著 影 响, 但 是 如 果 磨 削 导 程 太 大, 则 由 于 砂 轮 经 精 细 修 整 后 其 切 削 力 较 差, 因 而 容 易 使 轧 辊 表 面 产 生 螺 旋 形 和 烧 伤, 特 别 是 当 选 用 粗 粒 度 砂 轮 时 更 为 敏 感 用 粗 粒 度 陶 瓷 砂 轮 进 行 超 精 磨 削 时, 磨 削 导 程 S 可 选 用 0.06~0.25mm/r 在 镜 面 磨 削 时, 由 于 采 用 石 墨 砂 轮 磨 削, 当 磨 削 导 程 较 大 时, 轧 辊 表 面 也 会 产 生 明 显 的 螺 旋 形 当 产 生 了 一 些 不 明 显 的 螺 旋 形 时, 在 以 后 的 光 磨 过 程 中 也 可 磨 去 因 此, 在 光 磨 开 始 阶 段, 宜 取 较 大 的 S 值, 可 采 用 S=O.25~O.5mm/r 当 光 磨 一 段 时 间 后, 再 采 用 较 小 的 磨 削 导 程, 可 取 S=O.06~O.25mm/r 这 样 既 可 提 高 磨 削 效 率, 又 可 得 到 较 好 的 磨 削 表 面 (4) 横 向 进 给 量 t 和 进 给 次 数 在 超 精 磨 削 时, 为 了 避 免 切 深 过 大 而 使 轧 辊 烧 伤 和 产 生 螺 旋 形 以 及 破 坏 砂 轮 的 微 刃, 横 向 进 给 量 不 能 过 大, 特 别 是 第 一 次 进 刀, 如 果 进 给 量 太 大, 不 仅 会 使 轧 辊 表 面 可 能 产 生 烧 伤 和 螺 旋 形, 而 且 有 可 能 破 坏 砂 轮 微 刃, 从 而 影 响 磨 削 效 率 对 超 精 磨 削 而 言, 一 般 应 使 横 向 进 给 量 t O.0025mm/ 次 进 给 次 数 的 选 择 主 要 应 根 据 轧 辊 余 量 及 尺 寸 精 度 要 求 而 定 如 果 轧 辊 是 在 同 一 台 磨 床 上 进 行 精 磨 和 超 精 磨 削, 并 且 没 有 变 更 调 好 的 工 作 台 锥 度, 则 对 能 达 到 超 精 磨 削 要 求 的 轧 辊 表 面 粗 糙 度 Ra=O.025μm 而 言, 只 需 一 次 进 刀 就 可 达 到 所 要 求 的 表 面 粗 糙 度 一 般 轧 辊 的 超 精 磨 削 直 径 余 量 为 O.01~0.015mm, 因 此 超 精 磨 削 的 进 刀 次 数 为 2~3 次 镜 面 磨 削, 主 要 是 靠 砂 轮 和 轧 辊 间 的 摩 擦 抛 光 作 用 来 达 到 低 的 轧 辊 表 面 粗 糙 度, 在 镜 面 磨 削 时 磨 削 的 余 量 很 少, 一 般 只 有 2~3μm, 因 此 镜 面 磨 削, 一 般 只 能 进 刀 一 次 就 任 其 光 磨, 直 至 达 到 镜 面 决 不 能 像 一 般 磨 削 那 样, 在 工 作 台 往 复 换 向 时 多 次 进 刀, 这 一 点 应 特 别 注 意, 否 则 轧 辊 的 表 面 粗 糙 度 不 但 不 能 改 善, 反 而 要 恶 化 镜 面 磨 削 时 的 进 给 量 t 的 大 小 与 砂 轮 的 性 能 等 因 素 有 关, 往 往 凭 操 作 者 的 经 验 来 决 定, 一 般 进 给 量 t 可 取 0.005~O.OlOmm (5) 光 磨 时 间 或 光 磨 行 程 数 超 精 磨 削 时, 在 光 磨 开 始 阶 段, 轧 辊 表 面 粗 糙 度 随 光 磨 时 间 增 加 而 降 低, 但 经 过 几 个 光 磨 行 程 后, 轧 辊 表 面 粗 糙 度 就 降 低 不 多 了 这 是 因 为 超 精 磨 削 主 要 是 依 靠 微 刃 切 削 来 降 低 轧 辊 表 面 粗 糙 度 的 所 以, 在 超 精 磨 削 时, 一 般 只 需 光 磨 4~8

212 个 行 程 就 可 以 达 到 Ra=O.025μm 在 镜 面 磨 削 时, 光 磨 时 间 对 轧 辊 表 面 粗 糙 度 影 响 较 大 光 磨 时 间 长, 轧 辊 表 面 粗 糙 度 就 低 因 此, 为 了 达 到 镜 面 表 面 粗 糙 度, 需 要 较 长 的 光 磨 时 间, 通 常 需 要 20~30 个 行 程 才 能 达 到 R =0.006μm, 有 时 甚 至 需 要 更 长 的 光 磨 时 间 为 了 便 于 使 用 时 参 考, 下 面 列 出 精 密 磨 超 精 磨 和 镜 面 磨 削 时 的 工 艺 参 数, 如 表 4-19 所 示 表 中 所 推 荐 的 参 数 值 不 是 一 成 不 变 的, 操 作 者 应 根 据 加 工 过 程 中 出 现 的 问 题 灵 活 选 用 表 4-19 高 精 度 低 表 面 粗 糙 度 磨 削 工 艺 参 数 工 艺 参 数 精 密 磨 削 超 精 磨 削 镜 面 磨 削 Ra=0.05~O.1μm Ra=O.012~O.025μm Ra=0.006μm 粒 度 号 60~80 60~W20 W20~W10 <W14 ( 砂 轮 粒 度 ) (315~160μm) (315~14μm) (20~7μm) (<14tμm) 修 整 工 具 单 颗 粒 金 刚 石, 金 单 颗 粒 金 刚 石, 修 金 刚 石 片 状 单 颗 粒 金 刚 石 刚 石 片 状 修 整 器 整 器 ( 锋 利 ) ( 锋 利 ) 砂 轮 线 速 度 /m s-1 砂 轮 修 整 时 导 程 /mm r-1 砂 轮 修 整 时 横 向 进 给 量 /mm 砂 轮 修 整 时 横 向 进 给 次 数 / 次 单 程 -1 砂 轮 光 修 次 数 / 次 单 程 -1 轧 辊 线 速 度 /m s-1 磨 削 时 工 作 台 速 度 /mm min-1 磨 削 时 横 向 进 给 量 /mm 磨 削 时 横 向 进 给 次 数 / 次 单 程 -1 光 磨 次 数 / 次 单 程 -1 17~35 15~20 15~20 15~20 O.02~O ~ Ol~0.03 O.008~0.012 O.005 O.002~O.003 O.002~O.003 O.002~O.003 2~4 2~4 2~4 2~ ~15 10~15 10~15 <10 80~200 50~150 50~200 50~100 O.002~O O.0025 O.005~O.010 1~3 1~3 l~3 11 l~3 4~6 5~15 20~30 磨 削 前 轧 辊 表 面 粗 糙 度 Ra/μm O.4 O.2 O 镜 面 磨 削 时 一 次 进 给 后, 如 压 力 稳 定 即 可 不 再 进 给 178. 怎 样 磨 削 精 密 冷 轧 辊? 精 密 冷 轧 辊 的 尺 寸 和 技 术 要 求 如 图 4-19 所 示

213 图 4 19 精 密 轧 辊 简 图 该 轧 辊 是 轧 制 微 米 级 箔 带 用 的 精 密 轧 辊, 因 此 对 辊 面 的 表 面 粗 糙 度 圆 度 以 及 和 轴 颈 的 同 轴 度 等 要 求 很 高 在 加 工 前 应 对 轧 辊 中 心 孔 进 行 仔 细 地 研 磨 和 检 查 同 时 应 将 3 个 加 工 面 在 一 次 装 夹 中 磨 削, 以 保 证 它 们 的 同 轴 度 和 各 加 工 面 的 圆 度 由 于 一 对 轧 辊 的 尺 寸 差 要 求 比 较 严, 为 此 应 选 余 量 小 的 一 只 轧 辊 先 加 工 为 了 保 证 加 工 精 度, 一 对 轧 辊 应 在 同 一 台 磨 床 上 进 行 精 磨 超 精 磨 削 和 镜 面 磨 削 在 精 磨 时 应 通 过 检 查 和 调 整, 使 工 件 达 到 精 度 要 求 如 果 达 不 到 精 度 要 求, 不 能 把 希 望 寄 托 在 超 精 磨 削 和 镜 面 磨 削 的 工 序 上, 因 为 在 同 一 台 磨 床 上 进 行 精 磨 超 精 磨 削 和 镜 面 磨 削 时, 超 精 磨 削 和 镜 面 磨 削 主 要 是 用 于 降 低 工 件 表 面 粗 糙 度, 对 工 件 的 精 度 只 能 稍 有 改 善 所 以 在 加 工 这 类 精 度 要 求 高 的 轧 辊 时, 都 应 在 精 磨 时 使 其 达 到 精 度 要 求, 才 能 进 行 下 一 步 的 低 粗 糙 度 加 工 (1) 超 精 磨 前 对 轧 辊 加 工 精 度 的 要 求 轧 辊 辊 身 工 作 面 和 两 个 轴 颈 的 径 向 跳 动 应 小 于 O.001mm; 轧 辊 辊 身 工 作 面 锥 度 应 小 于 0.002mm; 轧 辊 辊 身 工 作 面 和 两 个 轴 颈 应 留 O.Ol~ O.02mm 的 超 精 磨 削 加 工 余 量 ; 轧 辊 辊 身 工 作 面 和 两 个 轴 颈 的 表 面 粗 糙 度 Ra 应 在 O.21μm 以 下 (2) 超 精 磨 削 选 用 MGl432 MGl432A 或 改 装 高 精 度 外 圆 磨 床 ; 选 用 GB 240ZR1A 砂 轮 砂 轮 修 整 : 修 整 工 具 为 锋 利 的 金 刚 石 ; 修 整 导 程 Sd 即 砂 轮 每 转 的 进 给 量 ( 工 作 台 面 速 度 为 10mm/min) 为 0.012mm/r; 修 整 进 给 量 td 为 O.0025mm/ 单 程, 修 三 次, 光 修 一 次 磨 削 用 量 : 砂 轮 线 速 度 为 18m/s; 工 件 线 速 度 为 9m/min; 工 作 台 纵 向 速 度 为 50~100mm /min; 横 向 进 给 量 为 mm/ 双 程 ; 横 向 进 给 次 数 一 般 不 宜 过 多, 约 两 次 即 可, 但 这 仍 要 根 据 余 量 而 定 ; 光 磨 次 数 为 两 个 双 行 程 用 上 述 工 艺 参 数 磨 削 后 轧 辊 表 面 粗 糙 度 Ra 可 达 O.025μm, 也 保 证 了 轧 辊 辊 身 工 作 面 和 两 个 轴 颈 的 同 轴 度 (3) 轧 辊 辊 身 工 作 面 的 镜 面 磨 削 选 用 磨 床 型 号 同 上 ; 砂 轮 采 用 细 粒 度 树 脂 为 结 合 剂 并 加 有 石 墨 做 填 料 的 砂 轮, 即 GBWlOCRS( 加 有 石 墨 ) 砂 轮 修 整 : 修 整 工 具 用 锋 利 的 金 刚 石, 修 整 导 程 Sd 为 O.01mm/r, 修 整 进 给 量 td 为 mm/ 单 程, 修 三 次, 无 进 给 光 修 一 次 磨 削 用 量 : 砂 轮 线 速 度 为 18m/s; 工 件 线 速 度 为 7m/min; 工 作 台 面 速 度 为 50~lOOmm /min; 横 向 进 给 次 数 通 常 只 需 一 次, 进 给 量 多 少 与 砂 轮 性 能 及 磨 床 条 件 有 关, 最 好 应 根 据 具 体 加 工 条 件 由 磨 削 指 示 仪 控 制 合 理 压 力, 一 般 可 在 O.005~O.Olmm( 半 径 方 向 ) 的 范 围 内 ; 光 磨 时 间 约 2h 经 过 上 述 工 艺 磨 削 后, 工 件 表 面 粗 糙 度 Ra 可 达 O.006μm, 不 圆 度 可 达 O.0002mm 179 冷 轧 辊 精 磨 时 产 生 多 角 形 和 振 纹 的 原 因 是 什 么, 怎 样 防 止?

214 轧 辊 表 面 的 多 角 形 是 指 在 轧 辊 表 面 沿 母 线 方 向 上 存 在 一 条 条 直 线 痕 迹, 如 从 轧 辊 的 横 断 面 看, 周 边 呈 现 近 似 正 弦 波 的 曲 线, 如 图 4-20 所 示 这 种 多 角 形 缺 陷 在 外 圆 磨 削 时 最 常 见 图 4-20 多 角 形 示 意 图 所 谓 轧 辊 表 面 的 振 纹 ( 波 纹 ) 是 指 在 轧 辊 表 面 上 存 在 的 各 种 不 同 形 状 的 深 浅 不 一 的 花 纹 在 低 表 面 粗 糙 度 磨 削 时 常 出 现 的 振 纹 见 图 4-21 图 4-21 轧 辊 表 面 的 振 纹 示 意 图 产 生 多 角 形 及 振 纹 的 原 因 是 在 磨 削 时 砂 轮 相 对 于 工 件 有 振 动, 这 种 振 动 是 由 于 砂 轮 不 平 衡 砂 轮 传 动 电 机 不 平 衡 传 动 平 皮 带 厚 薄 不 均 或 三 角 皮 带 长 短 不 一 致 等 引 起 的 磨 削 过 程 中, 砂 轮 对 轧 辊 产 生 摩 擦 作 用 后, 也 会 引 起 轧 辊 的 振 动, 致 使 轧 辊 表 面 出 现 振 纹 防 止 产 生 多 角 形 和 振 纹 的 措 施 如 下 : (1) 砂 轮 需 经 过 仔 细 静 平 衡 要 求 砂 轮 在 平 衡 架 平 衡 时,8 个 方 位 都 能 停 留 得 住 (2) 电 动 机 动 平 衡 建 议 采 用 HYQ-22 整 机 动 平 衡 仪 对 电 动 机 加 皮 带 轮 进 行 平 衡 (3) 电 动 机 减 振 电 动 机 装 在 机 床 上 时, 下 面 应 垫 上 木 板 或 硬 橡 皮, 并 拧 紧 螺 钉 (4) 减 少 皮 带 振 动 皮 带 拉 力 不 均 匀, 也 会 引 起 砂 轮 架 振 动 一 般 用 薄 型 平 皮 带 较 好, 皮 带 厚 度 要 均 匀 ; 如 用 三 角 皮 带 时 几 根 皮 带 的 长 短 要 一 致, 皮 带 的 松 紧 要 恰 当, 太 松 也 会 引 起 砂 轮 架 的 振 动 (5) 提 高 砂 轮 架 的 抗 振 性 砂 轮 架 与 床 身 导 轨 接 触 的 好 坏, 对 振 动 的 影 响 很 大, 因 此 要 求 导 轨 副 一 定 要 接 触 良 好 (6) 选 用 合 适 的 磨 削 用 量 砂 轮 与 轧 辊 宜 采 用 较 低 的 线 速 度, 工 作 台 面 速 度 和 横 向 进 给 量 也 应 选 得 小 一 些 (7) 选 择 合 适 的 砂 轮 在 选 用 砂 轮 时, 要 注 意 砂 轮 硬 度 是 否 均 匀 硬 度 不 均 匀 也 会 引 起 轧 辊 表 面 产 生 波 纹 在 镜 面 磨 削 时, 采 用 超 软 的 树 脂 结 合 剂 的 并 加 有 石 墨 的 细 粒 度 砂 轮 由 于 这 种 砂 轮 具 有 一 定 的 弹 性, 对 振 动 不 敏 感, 可 基 本 上 消 除 轧 辊 表 面 的 波 纹 (8) 砂 轮 磨 钝 后 应 及 时 修 整 砂 轮, 注 意 修 整 时, 金 刚 石 应 置 于 合 适 的 位 置 上 180. 冷 轧 辊 磨 削 时 产 生 螺 旋 形 的 原 因 是 什 么, 怎 样 防 止? 所 谓 螺 旋 形 是 指 在 磨 削 时 轧 辊 表 面 上 存 在 一 种 像 螺 纹 一 样 的 螺 旋 线 痕 迹, 而 且 这 种 螺 旋 线 的 导 程 及 粗 细 在 不 同 条 件 下 都 有 所 不 同, 如 图 4-22 所 示 当 螺 旋 形 与 轧 辊 转 速 和 工 作 台 速 度 关 系 一 致 时, 产 生 螺 旋 形 的 原 因 及 防 止 措 施 如 下 : (1) 砂 轮 在 粗 修 整 时 母 线 修 得 不 平, 精 修 整 时 由 于 修 整 量 少 而 矫 正 不 过 来 磨 削 时 砂 轮

215 同 轧 辊 部 分 接 触, 常 常 是 砂 轮 的 一 个 棱 边 接 触 轧 辊, 使 轧 辊 表 面 出 现 螺 旋 形, 如 图 4-23 所 示 因 此 在 精 密 磨 削 超 精 磨 削 和 镜 面 磨 削 前, 粗 修 整 砂 轮 时 的 切 深 不 宜 过 大, 一 般 可 在 0.005~0.Olmm/ 次 图 4-22 轧 辊 表 面 螺 旋 形 图 4-23 砂 轮 修 整 不 平 造 成 螺 旋 形 (2) 修 整 砂 轮 时 没 有 用 冷 却 液, 或 冷 却 液 只 冲 着 砂 轮 的 一 部 分, 另 一 部 分 没 有 被 冲 着, 没 有 冲 着 冷 却 液 的 部 分, 修 整 时 的 金 刚 石 会 引 起 膨 胀, 而 造 成 砂 轮 母 线 不 直 因 此, 在 修 整 砂 轮 时, 应 有 充 分 的 冷 却 液, 而 且 喷 嘴 位 置 和 冷 却 液 要 对 准 砂 轮 的 整 个 宽 度 (3) 砂 轮 架 主 轴 翘 头 或 低 头, 使 砂 轮 中 心 线 在 垂 直 平 面 内 与 磨 床 导 轨 不 水 平, 因 而 在 修 整 时 会 使 砂 轮 母 线 成 凹 形 凹 形 的 砂 轮 表 面 与 轧 辊 接 触 不 良 而 引 起 螺 旋 形 在 安 装 砂 轮 架 时, 允 许 砂 轮 轴 有 一 点 翘 头, 每 loomm 约 为 O.005mm, 主 轴 的 水 平 可 通 过 修 括 砂 轮 架 导 轨 或 转 盘 来 达 到 (4) 工 作 台 润 滑 油 压 力 过 高, 使 台 面 运 动 时 稳 定 性 差, 有 漂 浮 现 象, 从 而 在 磨 削 时 产 生 单 边 接 触, 而 使 轧 辊 出 现 螺 旋 形 因 此, 导 轨 润 滑 油 压 力 要 低 些, 流 量 要 小 些 (5) 由 于 头 尾 架 系 统 刚 性 不 一 致, 在 磨 削 力 基 本 不 变 的 条 件 下, 系 统 刚 性 差 的 变 形 大, 砂 轮 与 轧 辊 接 触 不 良 而 引 起 螺 旋 形, 如 图 4-24 所 示 在 这 种 情 况 下, 应 用 减 少 磨 削 用 量 的 办 法 来 解 决 (6) 砂 轮 架 刚 性 差 当 砂 轮 受 到 磨 削 法 向 力 作 用 时, 产 生 绕 垂 直 轴 线 的 水 平 偏 转 图 4-25a 表 示 砂 轮 在 修 整 时, 受 力 小 而 基 本 不 偏 转 ; 图 4-25b 表 示 砂 轮 在 磨 削 时 受 力 大, 而 产 生 一 定 的 偏 转, 造 成 砂 轮 边 缘 与 轧 辊 接 触, 而 产 生 螺 旋 形 特 别 是 用 石 墨 砂 轮 做 镜 面 磨 削 时, 这 种 现 象 更 容 易 出 现, 因 为 镜 面 磨 削 时 法 向 力 ( 即 砂 轮 与 轧 辊 的 接 触 压 力 ) 较 大 这 可 以 通 过 修 括 导 轨 和 选 配 滚 柱 等 措 施 来 解 决

216 图 4-24 磨 床 头 尾 架 刚 性 不 一 致 引 起 螺 旋 形 图 4-25 砂 轮 偏 转 引 起 螺 旋 形 (7) 砂 轮 架 导 轨 扭 曲, 而 修 整 时 金 刚 石 的 位 置 和 磨 削 时 轧 辊 的 位 置 相 差 太 多, 也 会 使 砂 轮 在 磨 削 时 出 现 与 轧 辊 单 面 接 触, 造 成 螺 旋 形 缺 陷 因 此 必 须 提 高 横 向 导 轨 本 身 的 精 度, 修 整 砂 轮 时 砂 轮 架 的 位 置 最 好 与 磨 削 时 位 置 相 近 (8) 当 因 砂 轮 硬 度 在 宽 度 方 向 上 不 均 匀 造 成 螺 旋 形 时, 则 应 更 换 砂 轮 有 些 砂 轮 其 两 边 的 硬 度 与 中 间 硬 度 不 一 致, 所 以 在 低 表 面 粗 糙 度 磨 削 时, 砂 轮 两 边 应 修 得 低 一 些 (9) 磨 削 时, 由 于 砂 轮 旋 转 而 产 生 热 变 形 使 砂 轮 偏 转, 造 成 砂 轮 母 线 与 轧 辊 接 触 不 好, 从 而 产 生 螺 旋 形 当 磨 床 在 较 热 的 状 态 下 修 整 砂 轮 时, 也 易 造 成 砂 轮 母 线 不 平 因 此, 要 求 在 机 床 进 入 温 升 饱 和 状 态 下, 再 进 行 修 整 砂 轮 和 磨 削 181. 轧 辊 磨 削 时 产 生 烧 伤 的 原 因 是 什 么 怎 样 防 止? 所 谓 烧 伤 是 指 在 轧 辊 表 面 上 存 在 黄 褐 色 或 黑 色 的 形 迹 这 种 形 迹 往 往 随 着 螺 旋 形 缺 陷 同 时 出 现, 而 且 也 呈 螺 旋 形 ( 图 4-26a), 或 者 随 着 多 角 形 缺 陷 同 时 出 现 而 呈 直 线 形 点 线 状 分 布 ( 图 4-26b), 在 有 些 情 况 下, 烧 伤 斑 点 为 无 一 定 规 则 的 点 状 分 布 烧 伤 的 痕 迹 一 般 比 较 深 在 精 密 磨 削 或 超 精 磨 削 时, 如 果 用 陶 瓷 结 合 剂 的 砂 轮 磨 削, 在 磨 削 时 一 旦 出 现 火 花, 则 轧 辊 表 面 就 很 容 易 出 现 螺 旋 形 烧 伤 产 生 烧 伤 的 原 因 是 : (1) 砂 轮 硬 度 选 择 太 硬 ; 图 4-26 轧 辊 表 面 烧 伤 痕 迹

217 (2) 磨 削 时 横 向 进 给 量 过 大, 纵 向 走 刀 速 度 过 快 ; (3) 砂 轮 修 整 过 细, 特 别 是 粗 粒 度 砂 轮 (46~80 号, 即 粒 度 为 400~160μm) 经 细 修 整 后, 极 容 易 出 现 烧 伤 ; (4) 砂 轮 过 钝, 磨 削 能 力 差 ; (5) 磨 削 时 冷 却 液 喷 嘴 安 放 得 不 好, 冷 却 液 不 能 顺 利 进 入 磨 削 区, 或 者 冷 却 液 供 应 不 充 分 防 止 产 生 烧 伤 的 措 施 是 : (1) 砂 轮 硬 度 不 能 过 硬, 应 根 据 轧 辊 材 质 合 理 选 用 磨 料 ; (2) 适 当 减 少 磨 削 用 量, 并 适 当 提 高 轧 辊 线 速 度 ; (3) 冷 却 液 喷 嘴 位 置 要 安 放 好, 而 且 要 有 充 足 的 冷 却 液 ; (4) 砂 轮 钝 后 要 及 时 修 整 ; (5) 磨 削 时 如 出 现 火 花, 应 立 即 退 刀, 并 重 新 进 给, 减 少 进 给 量, 必 要 时 应 重 新 修 整 砂 轮 ; (6) 适 当 将 砂 轮 修 整 用 量 选 得 稍 大 些 182. 轧 辊 磨 削 时 产 生 划 痕 的 原 因 是 什 么, 怎 样 防 止? 划 痕 ( 或 称 划 伤 拉 毛 ) 有 以 下 几 种 情 况 : 一 种 是 粗 划 痕, 其 深 度 比 较 深, 约 O.002~ 0.003mm, 甚 至 更 深 一 些, 这 种 划 痕 的 分 布 没 有 一 定 规 则, 而 且 数 量 也 较 少 ; 另 一 种 是 细 划 痕, 比 较 浅, 约 O.0005mm, 通 常 较 均 匀 地 分 布 在 轧 辊 表 面 上, 数 量 也 多 几 种 划 痕 情 况 如 图 4-27 所 示 图 4-Z7 轧 辊 表 面 划 痕 示 意 图 产 生 划 痕 的 原 因 是 : (1) 磨 削 时, 磨 粒 掉 在 砂 轮 和 轧 辊 之 间 而 引 起 这 种 拉 毛 点 数 量 较 少, 深 度 较 深, 不 均 匀 地 分 布 在 轧 辊 表 面 上 (2) 冷 却 液 不 清 洁, 磨 削 时 冷 却 液 将 磨 粒 或 磨 屑 带 入 砂 轮 与 轧 辊 之 间 引 起 这 种 拉 毛 分 布 无 规 则, 且 拉 毛 点 数 量 较 多 (3) 砂 轮 工 作 面 上 存 在 着 个 别 凸 起 的 磨 粒 砂 轮 经 过 修 整 后, 可 用 手 指 轻 轻 贴 在 旋 转 的 砂 轮 表 面, 会 感 觉 到 有 个 别 高 出 的 磨 粒 这 种 磨 粒 一 般 用 刷 子 清 除 不 掉 (4) 选 用 的 砂 轮 磨 料 脆 性 较 大, 如 碳 化 硅 微 晶 刚 玉 等, 由 于 脆 性 大, 磨 粒 容 易 破 碎, 因 而 引 起 拉 毛 (5) 选 用 的 砂 轮 硬 度 偏 低, 或 砂 轮 硬 度 均 匀 性 不 好, 这 样 在 磨 削 时 磨 粒 也 容 易 脱 落, 引 起 轧 辊 表 面 拉 毛 (6) 精 密 磨 削 和 超 精 磨 削 时, 选 用 粒 度 太 粗 的 砂 轮, 也 容 易 引 起 数 量 不 多 的 拉 毛. (7) 上 一 道 工 序 表 面 粗 糙 度 较 高, 而 在 磨 削 时, 轧 辊 表 面 磨 削 量 较 少, 因 而 留 下 上 道 工 序 的 磨 痕 这 种 磨 痕 数 量 很 多, 分 布 也 广 防 止 产 生 划 痕 的 措 施 有 :

218 (1) 冷 却 液 应 经 过 良 好 的 过 滤, 以 防 止 磨 削 时 带 入 杂 粒 (2) 轧 辊 材 质 韧 性 高, 选 用 磨 料 的 韧 性 也 高, 砂 轮 硬 度 也 应 高 一 些 硬 度 不 均 匀 的 砂 轮 要 更 换 (3) 砂 轮 修 整 后, 要 开 大 冷 却 液, 并 用 刷 子 清 洗 (4) 选 用 粒 度 较 细 的 砂 轮, 如 用 240 号 粒 度 ( 即 63~50μm) 的 砂 轮 进 行 精 磨 削 和 超 精 磨 削, 这 样 会 获 得 良 好 均 匀 的 轧 辊 表 面 (5) 砂 轮 修 整 好 后 ( 特 别 是 粗 粒 度 砂 轮 ), 表 面 有 些 磨 粒 冲 不 掉, 刷 不 掉 因 此 磨 第 一 个 轧 辊 时, 余 量 应 稍 多 一 些, 使 这 些 凸 出 的 磨 粒 脱 落 后 再 进 行 正 常 的 工 作 这 种 措 施 对 较 软 的 轧 辊 材 质 更 为 合 适 (6) 每 一 道 工 序 前 的 轧 辊 表 面 粗 糙 度 均 应 达 到 一 定 的 要 求, 精 密 磨 削 前 轧 辊 表 面 粗 糙 度 Ra O.4μm; 超 精 磨 削 前 轧 辊 表 面 粗 糙 度 Ra 0.1/μm; 镜 面 磨 削 前 的 轧 辊 表 面 粗 糙 度 Ra O.025/μm 否 则, 会 由 于 磨 削 时 轧 辊 表 面 磨 削 量 少 而 留 下 上 道 工 序 的 磨 痕 (7) 选 用 合 适 的 修 整 用 量 和 磨 削 用 量 (8) 砂 轮 的 两 边 应 修 整 成 一 台 阶 或 倒 角, 以 防 止 砂 轮 两 边 的 磨 粒 由 于 粘 结 强 度 低 而 在 磨 削 时 脱 落 183. 什 么 叫 调 质 处 理 冷 轧 辊 怎 样 进 行 调 质 处 理? 钢 在 淬 火 后 再 进 行 高 温 回 火, 这 种 工 艺 过 程 叫 做 调 质 处 理 调 质 的 目 的 是 使 钢 获 得 良 好 的 综 合 力 学 性 能 碳 含 量 ( 质 量 分 数 ) 在 0.25%~0.50% 之 间 的 碳 钢 或 合 金 钢, 经 调 质 处 理 后 能 得 到 优 良 的 综 合 力 学 性 能 如 果 钢 碳 含 量 过 低, 影 响 强 度 ; 碳 含 量 过 高, 则 降 低 韧 性, 不 能 得 到 好 的 综 合 力 学 性 能 经 调 质 处 理 后, 钢 中 具 有 回 火 索 氏 体 组 织, 这 种 组 织 是 一 种 颗 粒 状 碳 化 物 和 铁 素 体 的 混 合 物, 硬 度 约 为 HRC23~35, 强 度 塑 性 和 韧 性 都 较 好 根 据 使 用 要 求, 冷 轧 工 作 辊 辊 身 表 面 硬 度 不 低 于 肖 氏 硬 度 (HS)90, 有 效 淬 火 层 深 度 应 为 半 径 的 3%~4% 为 了 满 足 这 些 要 求, 需 要 进 行 淬 火, 但 淬 火 又 会 使 轧 辊 金 属 内 部 形 成 很 大 的 内 应 力, 为 使 这 些 内 应 力 不 致 引 起 轧 辊 断 裂, 同 时 也 为 了 改 善 金 属 的 组 织, 就 需 要 采 用 调 质 热 处 理 184. 冷 轧 辊 怎 样 进 行 工 频 淬 火? 根 据 电 磁 学 原 理 可 知 : 当 导 体 ( 感 应 器 ) 中 通 过 交 变 电 流 时, 在 其 周 围 形 成 交 变 磁 场 在 交 变 磁 场 中 放 人 另 一 导 体 ( 如 被 加 热 的 轧 辊 ), 则 在 此 导 体 ( 轧 辊 ) 中 就 会 感 应 出 交 变 电 流, 该 感 应 电 流 成 涡 流 状 流 动, 因 此 称 为 涡 流 导 体 ( 轧 辊 ) 具 有 电 阻 感 应 电 流 通 过 它 时 就 要 发 热, 使 电 能 转 变 为 热 能, 即 热 电 效 应 交 变 电 流 具 有 两 个 特 点, 即 集 肤 效 应 和 邻 近 效 应 所 谓 集 肤 效 应, 就 是 交 变 电 流 仅 沿 导 体 表 面 层 流 动 的 性 质 电 流 频 率 越 大, 则 电 流 渗 透 深 度 越 小 所 谓 邻 近 效 应, 就 是 两 个 有 交 变 电 流 流 过 的 导 体, 如 果 彼 此 相 距 很 近, 则 交 变 电 流 仅 沿 两 个 导 体 相 邻 的 一 面 ( 当 导 体 里 的 电 流 方 向 相 反 时 ) 或 相 距 较 远 的 一 面 ( 当 导 体 里 的 电 流 方 向 相 同 时 ) 流 动 的 性 质 导 体 之 间 相 距 愈 近, 邻 近 效 应 愈 强 工 频 淬 火 就 是 利 用 交 变 电 流 的 集 肤 效 应 和 邻 近 效 应 使 电 流 能 够 高 度 集 中 于 轧 辊 表 面, 从 而 使 轧 辊 表 面 很 快 地 加 热 到 淬 火 温 度 冷 轧 辊 工 频 淬 火 ( 图 4-28) 就 是 采 用 工 频 加 热 轧 辊 表 面 进 行 淬 火 的 方 法 工 频 加 热 法 是 以 电 磁 感 应 现 象 为 理 论 基 础 的, 即 轧 辊 放 在 通 交 流 电 的 线 圈 的 电 磁 场 中, 在 轧 辊 中 产 生 感 应 电 流 电 流 通 过 轧 辊 时, 轧 辊 表 面 深 度 达 30mm 的 一 层 金 属 被 加 热 当 轧 辊 表 面 被 加 热 到 900~ 940 时, 用 压 力 为 0.3~O.7MPa 的 喷 水 器 喷 水 急 冷

219 图 4 28 工 频 淬 火 过 程 中 轧 辊 的 位 置 a- 轧 辊 初 始 位 置 ;b- 逐 渐 向 轧 辊 喷 水 ;c- 加 热 完 毕, 停 电 ;d- 淬 火 完 毕, 淬 火 机 床 滑 架 停 止 移 动 (1)φ120mm 300mm 冷 轧 工 作 辊 的 工 频 淬 火 轧 辊 淬 火 要 求 如 下 : 调 质 处 理, 辊 面 硬 度 :HRC64~67: 轧 辊 材 质 :9Cr2Mo; 淬 火 工 艺 流 程 : 一 端 键 槽 淬 火 一 辊 面 淬 火 一 另 一 端 键 槽 淬 火 一 抽 样 硬 度 检 验 一 回 火 ; 感 应 线 圈 : 内 径 220mm,28 圈, 功 率 大 于 700kW; 喷 水 压 力 :35MPa; 键 槽 淬 火 : 键 槽 放 在 线 圈 中, 通 电 加 热 105s 后, 线 圈 以 600~700r/min 的 速 度 往 上 移 动, 使 喷 水 圈 停 留 在 加 热 过 的 键 槽 外 喷 水 3min; 辊 面 淬 火 : 辊 面 下 边 线 对 准 线 圈 中 心 线, 通 电 加 热 30s 后, 以 100~105r/min 速 度 向 上 移 动 线 圈, 当 辊 面 下 边 线 进 入 喷 水 器 时, 开 始 喷 水 冷 却, 辊 面 上 边 线 对 准 线 圈 下 边 线 时 停 电, 线 圈 继 续 向 上 移 动 (500~600r/min), 当 喷 水 到 达 辊 面 上 边 线 时 线 圈 停 止 移 动, 并 继 续 喷 水 10~15min (2)φ170mm 600mm 冷 轧 工 作 辊 工 频 淬 火 轧 辊 淬 火 要 求 如 下 : 调 质 处 理, 辊 面 硬 度 HRC>64; 轧 辊 材 质 :9Cr2Mo,86CrMoV7; 淬 火 工 艺 流 程 : 辊 面 淬 火 一 硬 度 检 验 一 回 火 ; 感 应 线 圈 : 内 径 260mm, 圈 数 23, 功 率 大 于 700kW;

220 喷 水 压 力 :35MPa; 辊 面 淬 火 : 辊 面 下 边 线 与 线 圈 中 心 线 对 齐, 通 电 加 热 20s 后, 线 圈 以 110~115r/min 速 度 上 升, 辊 面 下 边 线 进 入 喷 水 器 时 开 始 喷 水, 当 辊 面 上 边 线 距 线 圈 下 边 1/4 时 停 电, 并 且 线 圈 以 500~600r/min 继 续 上 升, 当 辊 面 上 边 线 刚 进 入 喷 水 器 时 停 留 喷 水 15~20mim 回 火 : 温 度 140, 时 间 72h (3) 工 频 淬 火 操 作 注 意 事 项 开 车 前, 对 淬 火 机 床 进 行 仔 细 检 查 各 运 动 部 件 要 能 正 常 运 转 主 柱 丝 杆 及 变 速 箱 要 经 常 加 油 电 器 开 关 应 能 正 常 动 作 根 据 淬 火 轧 辊 的 辊 径, 选 用 适 当 的 感 应 线 圈 喷 水 圈 和 上 下 顶 针 装 好 后 进 行 试 运 转 线 圈 平 台 移 动 应 特 别 注 意 其 上 下 移 动 方 向 和 行 程, 防 止 损 坏 机 床 感 应 线 圈 冷 却 水 应 循 环 畅 通, 如 果 断 水, 应 立 即 停 止 通 电 加 热 线 圈 应 按 淬 火 工 艺 要 求 的 位 置 移 动 经 常 注 意 喷 水 圈 的 喷 水 孔 是 否 堵 塞, 如 有 垃 圾 要 及 时 清 理 按 淬 火 工 艺 的 规 程 进 行 淬 火, 淬 火 后 及 时 送 烘 箱 进 行 回 火 185. 轧 辊 为 什 么 要 进 行 冷 处 理? 将 淬 火 后 的 轧 辊 过 冷 到 O 以 下, 使 钢 中 残 余 奥 氏 体 继 续 转 变 为 马 氏 体 的 工 艺 操 作 叫 做 冷 处 理 冷 处 理 的 目 的 是 : (1) 提 高 轧 辊 的 硬 度 和 耐 磨 性 ; (2) 稳 定 轧 辊 尺 寸, 防 止 轧 辊 尺 寸 在 存 放 和 使 用 过 程 中 发 生 变 化 ; (3) 防 止 轧 辊 开 裂 对 于 高 碳 合 金 钢 的 轧 辊 来 说, 淬 火 冷 却 到 室 温 时, 大 部 分 奥 氏 体 将 转 变 为 马 氏 体, 但 在 马 氏 体 片 间 仍 存 在 少 量 残 余 奥 氏 体, 其 数 量 决 定 于 钢 的 合 金 成 分 淬 火 温 度 和 处 理 方 法 过 量 的 残 余 奥 氏 体 会 降 低 轧 辊 的 强 度 疲 劳 强 度 硬 度 与 耐 磨 性 残 余 奥 氏 体 是 一 种 不 稳 定 组 织, 在 存 放 和 使 用 过 程 中 会 缓 慢 地 继 续 转 变 为 马 氏 体, 并 使 体 积 膨 胀, 影 响 轧 辊 的 尺 寸 精 度 因 此, 对 冷 轧 辊 常 进 行 冷 处 理 冷 处 理 温 度 根 据 马 氏 体 转 变 终 了 点 来 确 定, 碳 钢 一 般 为 -30~-50, 合 金 钢 为 -40~-80, 也 有 采 用 低 达 -100~-120 的 碳 素 工 具 钢 中 的 残 余 奥 氏 体 在 室 温 下 易 于 稳 定 化, 所 以 淬 火 后 应 迅 速 进 行 冷 处 理, 然 后 再 进 行 回 火 对 于 高 合 金 钢, 由 于 淬 透 性 好, 残 余 奥 氏 体 不 稳 定, 一 般 应 在 淬 火 回 火 后 再 进 行 冷 处 理, 然 后 再 进 行 一 次 低 温 回 火 186. 冷 轧 辊 在 运 输 和 存 放 过 程 中 应 注 意 哪 些 事 项? 经 过 粗 车 或 淬 火 前 车 削 的 轧 辊, 由 于 运 输 或 堆 放 时 不 小 心, 相 互 撞 击, 有 时 在 工 作 面 上 留 下 很 大 很 深 的 凹 痕, 以 致 在 下 一 步 车 削 加 工 时 都 无 法 消 除 淬 火 和 磨 削 后 的 轧 辊 更 应 特 别 小 心 对 待 轧 辊 淬 火 面 上 的 裂 纹 和 碰 伤 都 可 能 成 为 轧 辊 过 早 损 坏 的 原 因 (1) 淬 过 火 的 轧 辊 严 禁 堆 垛 存 放 放 轧 辊 时, 应 把 辊 颈 搁 在 垫 有 木 条 的 台 架 上, 辊 身 不 得 相 互 接 触 (2) 装 卸 轧 辊 时, 不 要 用 一 根 吊 绳 同 时 捆 两 个 或 两 个 以 上 的 轧 辊, 以 免 轧 辊 互 相 撞 击 捆 吊 轧 辊 时, 应 使 用 普 通 的 钢 丝 绳 绑 在 辊 颈 上, 同 时 要 遵 守 各 项 安 全 措 施, 以 防 损 伤 辊 身 和 辊 颈 的 加 工 表 面 比 较 轻 的 小 型 轧 辊 可 以 用 软 麻 绳 捆 吊 (3) 淬 过 火 的 轧 辊 在 小 车 电 瓶 车 等 上 运 输 时, 必 须 遵 守 防 止 轧 辊 碰 撞 和 轴 向 移 动 的 各 项 措 施 轧 辊 应 成 一 列 摆 在 木 条 上, 并 在 木 条 上 加 工 出 放 辊 颈 的 槽 子 轧 辊 辊 身 不 许 接 触 (4) 为 了 防 止 轧 辊 在 存 放 过 程 中 生 锈, 轧 辊 表 面 涂 上 防 锈 油 ( 黄 干 油 ), 然 后 用 油 纸 ( 有 时

221 用 纱 布 ) 包 紧 (5) 对 每 个 新 进 车 间 的 轧 辊 打 上 登 记 序 号, 同 时 填 写 轧 辊 工 作 记 录 卡 片 在 记 录 卡 片 里, 要 填 写 轧 辊 从 使 用 开 始 到 报 废 期 间 的 所 有 变 更 187. 冷 轧 辊 使 用 期 间 怎 样 进 行 回 火? 为 了 延 长 轧 辊 使 用 期 限 和 防 止 过 早 的 损 坏, 冷 轧 辊 要 定 期 地 进 行 低 温 回 火 低 温 回 火 可 以 消 除 内 应 力 所 有 的 轧 辊, 经 过 使 用 一 定 时 间 后, 不 论 轧 辊 表 面 状 态 和 形 状 如 何, 均 应 进 行 低 温 回 火 在 轧 辊 由 于 辊 身 或 辊 颈 的 外 形 被 磨 损 或 淬 火 层 局 部 碎 裂 而 进 行 重 磨 前, 也 应 先 进 行 低 温 回 火 使 用 时 间 不 长, 为 了 消 除 小 缺 陷 ( 划 伤 粗 糙 和 不 严 重 的 碎 裂 ) 而 送 去 重 磨 的 轧 辊, 一 般 可 不 进 行 低 温 回 火 轧 辊 的 低 温 回 火 在 盛 有 矿 物 油 的 回 火 槽 内 进 行 低 温 回 火 时, 要 求 油 的 最 高 温 度 : 辊 身 直 径 在 400mm 以 下 的 轧 辊 为 120~130,400mm 以 上 的 为 140 轧 辊 浸 入 槽 内 时, 油 温 约 60, 而 轧 辊 的 温 度 不 应 低 于 10 油 和 轧 辊 的 温 差 不 超 过 50 轧 辊 浸 入 后, 回 火 槽 内 的 油, 以 50 /h 的 速 度 加 热 回 火 槽 内 的 油 达 到 规 定 的 最 高 温 度 后, 轧 辊 在 槽 内 的 停 留 时 间 为 : (1) 辊 身 直 径 在 400mm 以 下 的 轧 辊, 以 每 lomm 直 径 需 0.5h 计 算 ; (2) 辊 身 直 径 在 400mm 以 上 的 轧 辊, 以 每 lomm 直 径 需 1h 计 算 轧 辊 回 火 后 和 油 一 起 冷 却 到 70, 冷 却 速 度 为 20 /h 然 后 在 空 气 中 继 续 冷 却 188. 造 成 轧 辊 缺 陷 的 原 因 是 什 么? 生 产 中 轧 辊 缺 陷 的 种 类 和 产 生 的 原 因 如 下 : (1) 裂 纹 轧 辊 裂 纹 的 产 生 主 要 是 由 于 轧 辊 局 部 压 力 过 大 和 轧 辊 急 冷 急 热 而 引 起 的 轧 机 上, 若 乳 化 液 喷 嘴 堵 塞, 造 成 轧 辊 局 部 冷 却 条 件 不 好, 就 会 产 生 裂 纹 冬 季 由 于 气 温 较 低, 因 此 比 夏 季 易 产 生 裂 纹 (2) 掉 皮 裂 纹 继 续 发 展 就 形 成 块 状 或 片 状 掉 皮, 掉 皮 轻 者 可 重 磨 后 继 续 使 用, 掉 皮 严 重 的 轧 辊 则 报 废 (3) 划 坑 划 坑 主 要 是 由 于 带 钢 的 焊 缝 处 或 其 他 杂 物 进 入 轧 机, 使 轧 辊 辊 面 被 划 出 不 同 形 状 的 坑 一 般 划 坑 的 轧 辊 必 须 换 辊 带 钢 焊 缝 质 量 不 好 时, 轧 制 操 作 到 过 焊 缝 时 应 抬 起 压 下, 以 防 划 坑 (4) 粘 辊 粘 辊 的 原 因 是 局 部 压 下 量 过 大 断 碎 片 带 钢 重 叠 和 破 边 等 一 般 轻 微 粘 辊 经 辊 面 手 磨 后 即 可 轧 钢, 带 钢 表 面 要 求 高 时, 必 须 换 辊 (5) 勒 辊 勒 辊 主 要 是 由 压 下 量 过 大 而 使 带 钢 产 生 重 皮 或 轻 微 折 叠 和 带 钢 跑 偏 产 生 重 皮 造 成 的 勒 辊 严 重 时, 产 生 粘 辊, 带 钢 被 轧 裂 勒 辊 轻 微 时, 带 钢 和 轧 辊 上 均 有 勒 印 (6) 断 辊 支 撑 辊 折 断 的 原 因 主 要 是 超 压 下 ( 即 轧 制 压 力 过 大 ) 轧 辊 内 部 有 缺 陷 ( 非 金 属 夹 杂 气 泡 等 ) 和 轧 辊 温 度 应 力 等 189. 怎 样 校 核 二 辊 冷 轧 机 的 轧 辊 强 度? 轧 辊 直 接 与 轧 件 接 触 并 承 受 轧 制 压 力 为 了 保 证 轧 机 生 产 率 和 降 低 生 产 成 本, 轧 辊 应 耐 用, 并 具 有 足 够 的 强 度 在 生 产 中, 断 辊 轧 辊 表 层 剥 落 等 破 坏 性 事 故 是 不 应 该 发 生 的 轧 辊 的 破 坏 是 由 于 受 到 了 各 种 应 力 的 综 合 影 响, 其 中 包 括 弯 曲 应 力 扭 转 应 力 接 触 应 力 由 于 轧 辊 温 度 分 布 不 均 或 温 度 交 替 变 化 引 起 的 温 度 应 力 和 轧 辊 制 造 加 工 过 程 中 形 成 的 残 余 应 力 等 为 了 防 止 轧 辊 破 坏, 应 按 轧 制 条 件 和 轧 辊 尺 寸 对 轧 辊 进 行 强 度 校 核

222 二 辊 式 冷 轧 机 轧 辊 强 度 校 核 过 程 如 下 : 轧 制 压 力 近 似 地 看 成 沿 轧 件 宽 度 均 匀 分 布, 而 且 左 右 对 称 ( 图 4-29) 图 4-29 二 辊 式 轧 机 轧 辊 受 力 简 图 轧 制 力 为 :P=qP 式 中 q 辊 面 上 单 位 宽 度 的 轧 制 力,N/mm; P 轧 件 宽 度,mm 通 常 对 辊 身 只 计 算 弯 曲 应 力, 对 辊 颈 则 计 算 弯 曲 和 扭 转 应 力, 对 传 动 端 辊 颈 只 计 算 扭 转 应 力 辊 身 中 央 断 面 的 弯 曲 力 矩 为 : 弯 曲 应 力 σwmax 为 : 式 中 D 计 算 断 面 的 轧 辊 直 径,mm; a 压 下 螺 丝 中 心 距,mm 辊 颈 危 险 断 面 上 的 弯 曲 力 矩 Mn 为 : 式 中 C 压 下 螺 丝 中 心 线 至 辊 身 边 缘 的 距 离, 可 近 似 取 为 辊 颈 长 度 的 一 半 辊 颈 危 险 断 面 的 弯 曲 应 力 σ 和 扭 转 应 力 τ 分 别 为 :

223 式 中 Mn Mk 辊 颈 危 险 断 面 处 的 弯 矩 和 扭 矩 ; d 辊 颈 直 径,mm 辊 颈 强 度 应 按 弯 扭 合 成 应 力 计 算 采 用 钢 轧 辊 时, 合 成 应 力 应 按 第 四 强 度 理 论 计 算 : 计 算 的 合 成 应 力 σp 应 小 于 轧 辊 材 料 的 许 用 应 力 风, 即 σp Rb 对 于 合 金 锻 钢 轧 辊, 当 强 度 极 限 σb 为 700~750MPa 时, 许 用 应 力 Rb=140~150MPa; 对 碳 素 锻 钢 轧 辊, 强 度 极 限 观 为 600~650MPa 时, 许 用 应 力 Rb=120~130MPa 190. 怎 样 校 核 四 辊 冷 轧 机 的 轧 辊 强 度? 四 辊 轧 机 的 支 撑 辊 直 径 D2 与 工 作 辊 直 径 D1 之 比 一 般 在 1.5~2.9 范 围 内, 显 然, 支 撑 辊 有 很 大 的 刚 性, 因 此 轧 制 时 的 弯 曲 力 矩 绝 大 部 分 由 支 撑 辊 承 担 在 计 算 支 撑 辊 强 度 时, 通 常 按 其 承 受 全 部 轧 制 力 的 情 况 考 虑 当 四 辊 轧 机 工 作 时, 对 支 撑 辊 只 需 计 算 辊 身 中 部 和 辊 颈 断 面 的 弯 曲 应 力 支 撑 辊 的 弯 曲 力 矩 和 弯 曲 应 力 分 布 如 图 4-30 所 示 在 辊 颈 的 1-1 断 面 和 2-2 断 面 上 的 弯 曲 应 力 均 应 满 足 强 度 条 件, 即 图 4-30 四 辊 轧 机 支 撑 辊 计 算 简 图

224 式 中 P 总 轧 制 力,N; d1-1 d2-2 辊 颈 1-1 和 2-2 断 面 处 的 直 径,mm; C1 C2 辊 颈 1-1 和 2-2 断 面 至 支 反 力 P/2 处 的 距 离,mm 支 撑 辊 中 部 最 大 弯 曲 力 矩 Mwmax 可 用 下 面 简 化 式 计 算 : 式 中 lo 两 个 压 下 螺 丝 的 中 心 距,mm; L 支 撑 辊 的 辊 身 长 度,mm 则 支 撑 辊 辊 身 中 部 3-3 断 面 处 的 弯 曲 应 力 为 ; 式 中 D2 支 撑 辊 重 车 后 的 最 小 直 径,mm; Rb 许 用 弯 曲 应 力,MPa 由 于 有 支 撑 辊 承 受 弯 曲 力 矩, 故 工 作 辊 可 只 考 虑 扭 转 力 矩, 即 仅 计 算 传 动 端 的 扭 转 应 力 扭 转 应 力 为 : 式 中 Mk 作 用 在 一 个 工 作 辊 上 的 最 大 传 动 力 矩 ; Wk 工 作 辊 传 动 端 的 扭 转 断 面 系 数 如 果 在 轧 制 过 程 中 存 在 很 大 的 前 后 张 力 差 以 及 工 作 辊 有 弯 辊 装 置, 则 对 工 作 辊 还 要 计 算 由 它 们 引 起 的 弯 曲 应 力, 并 与 扭 转 应 力 合 成 191. 怎 样 校 核 冷 轧 辊 的 疲 劳 强 度? 四 辊 轧 机 在 轧 制 时, 支 撑 辊 与 工 作 辊 辊 面 之 间 有 很 大 的 接 触 应 力, 在 计 算 轧 辊 强 度 时, 应 对 此 交 变 的 接 触 应 力 进 行 疲 劳 强 度 校 核 半 径 方 向 产 生 的 法 向 正 应 力 在 接 触 表 面 的 中 部 最 大, 其 值 可 按 下 式 求 得 :

225 若 工 作 辊 和 支 撑 辊 材 质 相 同, 并 取 V1=V2=0.3, 则 上 式 可 简 化 为 : 在 接 触 区 还 存 在 切 应 力 τ 根 据 计 算, 切 应 力 在 离 表 面 深 度 Z=0.78b 时 达 到 最 大 值 (b 是 工 作 辊 与 支 撑 辊 接 触 表 面 宽 度 之 半 )( 图 4-32) 为 了 保 证 轧 辊 表 面 不 产 生 疲 劳 破 坏,τmax 应 小 于 许 用 值, 即 正 应 力 和 切 应 力 的 许 用 值 与 轧 辊 表 面 硬 度 有 关 按 照 支 撑 辊 表 面 硬 度 列 出 的 应 力 许 用 值 见 表 4-20 正 应 力 σ 和 切 应 力 τ 在 接 触 区 变 化 情 况 见 图 4-31 表 4-20 许 用 接 触 应 力 值 支 撑 辊 表 面 硬 度 许 用 正 应 力 许 用 切 应 力 支 撑 辊 表 面 许 用 正 应 力 许 用 切 应 力 HS [σ]/mpa [τ]/mpa 硬 度 HS [σ]/mpa [r]/mpa 图 4-31 轧 辊 接 触 应 力 与 深 度 的 关 系 192. 四 辊 冷 轧 机 常 用 哪 几 种 滚 动 轴 承? 轧 辊 轴 承 是 轧 机 的 主 要 部 件 之 一 轧 辊 轴 承 的 工 作 特 点 是 :(1) 单 位 压 力 大, 单 位 压 力 超 过 一 般 用 途 轴 承 的 2~5 倍, 甚 至 更 高 ;(2) 工 作 速 度 的 变 化 范 围 较 大 ;(3) 轴 承 工 作 环 境 比 较 恶 劣, 工 艺 润 滑 液 和 铁 屑 等 杂 物 均 有 可 能 落 人 轴 承 因 此, 对 用 于 轧 辊 的 轴 承 要 求 有 : 高 的 承 载 能 力, 轴 承 本 身 能 耗 要 小, 可 在 不 同 速 度 下 工 作, 结 构 简 单, 成 本 低 等 滚 动 轴 承 具 有 摩 擦 系 数 小 精 度 高 运 转 安 全 维 护 简 单 等 优 点, 但 滚 动 轴 承 承 受 冲 击 负 荷 的 性 能 较 差, 成 本 较 高, 不 适 合 高 速 工 作 四 辊 冷 轧 机 常 用 的 滚 动 轴 承 有 : (1) 双 列 向 心 球 面 滚 子 轴 承 这 类 轴 承 既 可 承 受 径 向 负 荷, 也 可 承 受 小 的 轴 向 负 荷, 多 用 于 小 型 带 钢 冷 轧 机 支 撑 辊 上 一 般 是 每 个 辊 颈 上 安 装 两 个 双 列 球 面 滚 子 轴 承 ( 图 4-32), 对 负 荷 小 的 轧 机 也 可 每 边 安 装 一 个 轴 承 此 类 轴 承 具 有 自 动 调 心 特 性, 轴 承 内 套 孔 有 圆 柱 孔 和 圆 锥 孔 两 种

226 图 4 32 二 辊 轧 机 的 轧 辊 轴 承 (2) 四 列 圆 锥 滚 子 轴 承 这 类 轴 承 可 承 受 径 向 力 和 轴 向 力 用 作 四 辊 轧 机 的 工 作 辊 和 支 撑 辊 轴 承 四 列 圆 锥 滚 子 轴 承 有 两 个 内 圈 ( 滚 动 体 装 配 在 内 圈 上 ), 三 个 外 圈, 各 内 外 圈 之 间 都 有 间 隔 环 各 圈 环 上 都 有 印 号, 装 配 时 必 须 严 格 按 印 号 次 序, 如 有 混 乱, 会 使 内 部 间 隙 变 化, 造 成 四 列 滚 子 的 载 荷 不 均, 使 轴 承 过 早 损 坏 采 用 四 列 圆 锥 滚 子 轴 承 的 1700mm 四 辊 冷 连 轧 机 的 工 作 辊 轴 承 如 图 4-33 所 示 图 4-33 l7oomm 冷 连 轧 机 工 作 辊 轴 承 (3) 多 列 圆 柱 滚 子 轴 承 此 类 轴 承 摩 擦 损 耗 小, 轴 承 径 向 尺 寸 较 小, 采 用 这 种 轴 承, 能 加 大 轧 辊 辊 颈 尺 寸, 由 于 轴 承 中 装 有 多 列 滚 柱, 故 承 载 能 力 大, 并 且 这 种 轴 承 所 能 适 应 的 工 作 速 度 也 比 圆 锥 轴 承 高, 但 圆 柱 轴 承 不 能 承 受 轴 向 负 荷, 必 须 增 设 单 独 的 止 推 轴 承 圆 柱 滚 子 轴 承 适 用 于 速 度 较 高 的 四 辊 轧 机 的 支 撑 辊 和 工 作 辊 图 4-34 是 四 列 圆 柱 滚 子 轴 承 的 示 意 图 多 列 圆 柱 滚 子 轴 承 的 内 圈 和 外 圈 制 造 公 差 较 严, 内 圈 用 紧 配 合 与 辊 颈 连 接 ( 一 般 采 用 热 装 ) 在 换 辊 时, 内 圈 与 轧 辊 一 起 拆 下, 外 圈 和 滚 子 与 轴 承 座 组 成 一 整 体, 可 以 和 任 何 一 对 内 圈 调 换 配 合, 具 有 互 换 性, 换 辊 比 较 方 便 在 磨 辊 时 内 圈 也 套 在 轧 辊 上, 作 为 磨 削 辊 身 的

227 基 准 面, 从 而 使 内 圈 和 辊 身 之 间 保 持 很 高 的 同 心 度 图 4-34 四 列 圆 柱 滚 子 轴 承 (4) 滚 针 轴 承 滚 针 轴 承 和 圆 柱 滚 子 轴 承 一 样, 也 可 使 轧 辊 辊 颈 直 径 增 大 四 辊 冷 轧 机 工 作 辊 轴 承 有 时 采 用 滚 针 轴 承 当 工 作 辊 直 径 较 小, 而 又 要 求 传 递 大 的 扭 矩 时, 滚 针 轴 承 可 做 成 无 内 圈 的 轴 承, 滚 针 与 辊 颈 直 接 接 触 这 时, 要 求 辊 颈 表 面 硬 度 不 低 于 HRC60, 否 则 会 降 低 轴 承 的 工 作 能 力 当 轧 辊 采 用 滚 针 轴 承 多 列 圆 柱 滚 子 轴 承 时, 为 了 承 受 轴 向 力, 要 装 设 止 推 轴 承 轧 辊 用 的 止 推 轴 承 主 要 有 单 列 向 心 球 轴 承 向 心 推 力 球 轴 承 双 列 圆 锥 滚 子 轴 承 双 向 圆 锥 滚 子 推 力 轴 承 和 双 向 推 力 球 轴 承 滚 动 轴 承 在 使 用 中 必 须 经 常 注 意 其 轴 向 紧 固 润 滑 和 密 封 情 况 发 现 有 不 正 常 的 响 声 或 温 度 过 高, 应 及 时 停 车 检 查 轴 承 座 的 清 洗 检 查 和 轴 承 间 隙 的 测 量 调 整, 应 定 期 进 行, 并 做 好 记 录 193. 什 么 叫 支 撑 辊 轴 承 座 自 动 调 位? 在 四 辊 冷 轧 机 上, 当 支 撑 辊 采 用 滚 动 轴 承 时, 由 于 多 列 ( 一 般 为 四 列 ) 滚 动 轴 承 本 身 没 有 自 位 性, 而 支 撑 辊 又 在 很 大 的 弯 曲 载 荷 下 工 作, 这 就 加 剧 了 各 列 滚 动 体 受 力 的 不 均 性, 从 而 会 造 成 轴 承 寿 命 的 急 剧 降 低 为 了 改 善 这 种 情 况, 必 须 使 支 撑 辊 轴 承 座 具 有 自 动 调 位 的 性 能 上 支 撑 辊 轴 承 座 的 自 位 性 是 靠 与 压 下 螺 丝 端 部 的 球 面 接 触 达 到 的 而 下 支 撑 辊 轴 承 座 的 自 位 性, 则 靠 在 其 下 部 设 一 圆 弧 状 自 位 垫 块 或 缩 短 其 轴 向 的 接 触 长 度 来 解 决 ( 图 4-35), 这 一 要 求 在 采 用 油 膜 轴 承 时 也 是 一 样 的 球 面 滚 柱 轴 承 在 单 个 使 用 时 本 身 原 有 自 位 性, 但 一 般 轧 辊 多 用 四 列, 这 样, 轴 承 整 体 本 身 已 无 自 位 性 此 外, 当 两 个 球 面 轴 承 的 径 向 间 隙 不 等 时, 它 不 像 圆 锥 滚 柱 轴 承 那 样 能 靠 选 择 间 隔 环 宽 度 来 达 到 径 向 间 隙 相 等 为 了 改 善 上 述 情 况, 要 求 轴 承 座 应 有 自 位 性

228 图 4-35 支 撑 辊 轴 承 座 的 自 位 原 理 示 意 图 1- 压 下 螺 丝 ;2- 球 面 推 力 轴 承 ;3- 上 支 撑 辊 轴 承 座 ;4- 下 支 撑 辊 轴 承 座 ; 5- 自 位 垫 块 ;6- 支 座 194. 怎 样 用 液 压 方 法 拆 装 轴 承? 当 轧 辊 转 速 很 高 时 ( 如 轧 制 速 度 超 过 6m/s), 为 了 防 止 由 于 辊 颈 与 轴 承 内 座 圈 间 的 相 对 转 动 而 产 生 急 剧 磨 损, 不 得 不 采 用 静 配 合 这 时, 往 往 在 辊 颈 和 轴 承 内 座 圈 之 间 加 一 中 间 锥 套 用 液 压 方 法 拆 装 静 配 合 轴 承 是 很 方 便 的, 图 4-36 是 往 锥 面 辊 颈 上 安 装 静 配 合 轴 承 时 的 一 种 专 用 液 压 装 置 将 具 有 锥 孔 内 圈 的 滚 动 轴 承 1 套 入 带 锥 面 的 辊 颈 5 后, 装 上 一 个 止 推 环 并 在 半 环 螺 丝 上 拧 上 一 个 专 用 的 液 压 螺 母 2, 在 其 靠 近 轴 承 一 边 端 面 上 的 环 形 槽 中, 装 有 带 密 封 圈 4 的 环 形 活 塞 3, 用 手 动 柱 塞 高 压 油 泵 6 通 过 油 管 往 液 压 螺 母 的 环 形 槽 中 打 人 50~ IOOMP~ 的 高 压 油, 当 活 塞 向 左 移 动 3~5mrr 时, 将 轴 承 压 装 在 锥 面 辊 颈 上, 通 过 移 动 量 和 压 力 表 来 确 定 配 合 的 程 度 轴 承 压 装 好 后, 把 液 压 螺 母 取 下, 换 上 原 来 的 轴 向 固 定 螺 母 当 拆 卸 轴 承 时, 可 将 高 压 油 直 接 从 辊 颈 端 面 上 的 油 孔 打 入 辊 颈 表 面, 使 轴 承 内 圈 在 直 径 方 向 弹 性 膨 胀, 利 用 锥 面 产 生 的 轴 向 推 力 将 静 配 合 的 轴 承 取 下, 如 图 4-37 所 示 这 也 是 采 用 无 键 连 接 时 常 用 的 拆 卸 方 式

229 图 4-36 用 液 压 螺 母 往 锥 面 辊 颈 上 压 装 轴 承 的 装 置 l 一 滚 动 轴 承 }2 一 液 压 螺 母 #3 一 环 形 活 塞 }4 一 密 封 圈 ; 5 一 带 锥 面 的 辊 颈 }6 一 手 动 柱 塞 高 压 油 泵 图 4-37 锥 面 内 孔 轴 承 的 拆 装 油 孔 195. 什 么 是 液 体 摩 擦 轴 承? 液 体 摩 擦 轴 承 的 基 本 特 点 是 : 辊 颈 在 轴 承 中 旋 转 时 被 一 层 油 膜 与 轴 衬 隔 开, 由 于 加 工 精 确 和 密 封 良 好, 能 在 很 高 的 单 位 压 力 ( 达 25MPa 以 上 ) 下, 处 于 液 体 摩 擦 状 态 ; 轴 承 中 只 需 克 服 很 小 的 油 层 间 内 摩 擦, 其 摩 擦 系 数 很 低 (O.001~O.008), 轴 承 几 乎 没 有 磨 损 如 果 使 用 维 护 适 当, 轴 承 寿 命 可 达 10 年 以 上 液 体 摩 擦 轴 承 刚 性 大 而 弹 性 变 形 极 小, 因 此, 轧 制 精 度 较 高 其 外 廓 尺 寸 比 滚 动 轴 承 小 其 主 要 缺 点 是 加 工 精 度 要 求 高, 加 工 制 造 和 安 装 维 修 较 为 复 杂, 它 与 滚 动 轴 承 相 反, 随 着 速 度 的 增 加, 其 负 荷 能 力 不 但 不 减 小, 反 而 可 以 增 加 由 于 这 些 优 点, 液 体 摩 擦 轴 承 广 泛 应 用 于 四 辊 冷 轧 机 的 支 撑 辊 上 根 据 油 膜 形 成 的 方 法 不 同, 液 体 摩 擦 轴 承 又 可 分 为 动 压 轴 承 静 压 轴 承 和 静 一 动 压 轴 承 3 种 类 型 196. 什 么 是 动 压 轴 承? 动 压 轴 承 是 一 种 流 体 动 方 润 滑 的 闭 式 滑 动 轴 承 动 压 轴 承 的 主 要 特 点 是 : 工 作 油 膜 是 靠 辊 颈 在 轴 承 中 旋 转 时 把 润 滑 油 吸 入 带 锥 形 内 孔 的 轴 套 与 轴 承 衬 套 工 作 面 之 间 而 形 成 的, 如 图 4-38 所 示 具 有 一 定 黏 度 的 润 滑 油 膜 产 生 动 压 力, 当 动 压 力 与 轴 承 上 径 向 载 荷 相 平 衡 时, 锥 形 轴 套 与 轴 承 衬 套 被 一 层 极 薄 的 动 压 油 膜 隔 开, 轴 承 在 液 体 摩 擦 状 态 下 工 作 习 惯 上 称 动

230 压 轴 承 为 油 膜 轴 承 或 液 体 摩 擦 轴 承, 其 实 动 压 轴 承 只 是 液 体 摩 擦 轴 承 的 一 种 图 4-38 动 压 轴 承 工 作 原 理 示 意 图 动 压 轴 承 保 持 液 体 摩 擦 的 主 要 条 件 是 : (1) 轴 套 与 轴 承 衬 套 间 各 点 的 间 隙 必 须 是 不 相 等 的, 即 应 具 有 楔 形 间 隙, 以 便 使 润 滑 油 进 入 楔 缝 (2) 辊 颈 应 有 足 够 的 旋 转 速 度, 即 轧 辊 旋 转 速 度 越 高, 轴 承 的 承 载 能 力 越 大 (3) 要 连 续 供 给 足 够 的 黏 度 适 当 的 清 净 润 滑 油, 黏 度 越 高, 轴 承 的 承 载 能 力 也 越 大 (4) 轴 承 摩 擦 面 的 加 工 精 度 要 高, 表 面 粗 糙 度 要 低, 以 保 证 表 面 不 平 度 不 超 过 油 膜 厚 度 尺 寸 精 度 为 一 级, 表 面 粗 糙 度 Ra 为 0.025~0.1μm, 微 观 不 平 度 不 大 于 O.5~1μm (5) 轴 承 应 具 有 良 好 的 密 封 性 动 压 轴 承 与 普 通 滑 动 轴 承 和 滚 动 轴 承 相 比, 具 有 以 下 优 点 : (1) 摩 擦 系 数 小, 仅 为 0.001~0.005, 而 一 般 青 铜 轴 承 或 巴 比 合 金 滑 动 轴 承 的 摩 擦 系 数 为 O.03~O.1 (2) 承 载 能 力 大, 对 冲 击 载 荷 的 敏 感 性 小, 其 单 位 压 力 可 达 22~25MPa, 而 相 同 尺 寸 的 滚 动 轴 承 的 承 载 能 力 却 小 得 多, 且 对 冲 击 载 荷 较 敏 感 (3) 适 合 于 高 速 下 工 作, 在 辊 颈 线 速 度 为 20~30m/s 的 情 况 下, 仍 能 保 证 较 高 的 轧 制 精 度 ( 小 于 0.02mm) (4) 使 用 寿 命 长, 轴 承 工 作 面 几 乎 不 磨 损, 在 正 常 使 用 时, 寿 命 可 达 10 年 以 上 (5) 体 积 小, 结 构 紧 凑 动 压 轴 承 所 采 用 的 稀 油 自 动 循 环 润 滑 系 统 如 图 4-39 所 示 该 系 统 由 油 箱 油 泵 蓄 能 器 过 滤 器 和 冷 却 器 等 组 成 注 入 轴 承 的 油 压 一 般 为 0.08~O.15MPa, 不 得 在 低 于 O.08MPa 的 压 力 下 工 作 轧 机 与 润 滑 系 统 有 连 锁 装 置, 润 滑 系 统 未 开 动 前, 轧 机 不 能 启 动, 在 中 断 供 油 时, 轧 机 应 立 即 停 车 因 此 系 统 中 有 低 压 高 压 和 事 故 信 号 显 示 装 置 由 上 可 知, 动 压 轴 承 的 液 体 摩 擦 条 件 只 有 在 轧 辊 具 有 一 定 转 速 的 情 况 下 才 能 形 成, 因 此, 当 轧 辊 经 常 启 动 制 动 和 反 转 时, 就 不 能 保 证 液 体 摩 擦 状 态 而 且, 动 压 轴 承 在 启 动 之 前 不 允 许 承 受 很 大 载 荷 故 动 压 轴 承 只 在 转 速 变 化 不 大 的 不 可 逆 轧 机 上 才 具 有 好 的 效 果, 使 用 范

231 围 受 到 限 制 图 4-39 动 压 轴 承 供 油 系 统 1- 油 箱 ;2- 蒸 汽 人 口 ;3- 油 泵 ;4- 单 向 阀 ;5- 蓄 能 器 ;6- 安 全 阀 ;7- 轧 机 ;8- 分 水 器 ;9- 过 滤 器 ; 10- 减 压 阀 ;11- 冷 却 器 197. 什 么 是 静 压 轴 承? 冷 轧 薄 带 钢 时 轧 辊 有 很 大 的 预 压 靠, 造 成 有 载 荷 启 动, 使 动 压 轴 承 寿 命 缩 短, 甚 至 造 成 事 故 另 外, 动 压 轴 承 的 油 膜 厚 度 随 轧 制 速 度 变 化 而 变 化, 影 响 轧 制 精 度, 故 在 冷 轧 机 上 应 用 静 压 轴 承 日 益 增 多 静 压 轴 承 的 高 压 油 膜 是 靠 一 个 专 门 的 液 压 系 统 供 给 的 高 压 油 产 生 的, 即 靠 油 的 静 压 力 使 辊 颈 悬 浮 在 轴 承 中 因 此, 这 种 高 压 油 膜 的 形 成 与 辊 颈 的 运 动 状 态 无 关 无 论 是 启 动 制 动 或 反 转, 甚 至 静 止 状 态, 都 能 保 持 液 体 摩 擦 条 件, 这 是 与 一 般 动 压 轴 承 的 不 同 之 处 600mm 冷 轧 机 的 支 撑 辊 使 用 的 静 压 轴 承 工 作 原 理 如 图 4-40 所 示 图 ram 冷 轧 机 支 撑 辊 的 静 压 轴 承 工 作 原 理 图 1- 主 油 腔 ;2 4- 侧 油 腔 ;3- 副 油 腔

232 轴 承 衬 套 内 表 面 的 圆 周 上 布 置 着 4 个 油 腔 和 4, 受 载 方 向 的 大 油 腔 为 主 油 腔 1, 对 面 的 小 油 腔 为 副 油 腔 3, 左 右 还 有 两 个 面 积 相 等 的 侧 油 腔 2 和 4 用 油 泵 将 压 力 油 经 两 个 滑 阀 节 流 器 A 和 B 送 人 油 腔 油 腔 1 和 3 中 的 压 力 由 滑 阀 A 控 制, 油 腔 2 和 4 中 的 压 力 由 滑 阀 B 控 制, 滑 阀 与 阀 体 周 围 的 间 隙 起 节 流 作 用 当 轧 辊 未 受 径 向 载 荷 时, 从 各 油 腔 进 入 的 压 力 油 使 辊 颈 浮 在 中 央, 即 辊 径 周 围 的 径 向 间 隙 均 等, 各 油 腔 的 液 体 阻 力 和 节 流 阻 力 也 相 等, 两 滑 阀 在 两 端 弹 簧 作 用 下, 都 处 在 中 间 位 置, 即 滑 阀 两 边 的 节 流 长 度 相 等 而 当 轧 辊 承 受 径 向 载 荷 W 时, 辊 颈 即 沿 受 力 方 向 发 生 位 移, 如 图 4-40 所 示 的 状 态, 辊 颈 中 心 偏 离 轴 承 中 心 的 距 离 为 e, 使 承 载 油 腔 1 处 的 间 隙 减 小, 油 腔 压 力 (P1) 升 高, 而 对 面 油 腔 3 处 的 间 隙 增 大, 油 腔 压 力 (P3) 降 低, 因 此, 上 下 油 腔 之 间 形 成 了 压 力 差 (ΔP=P1-P3) 此 时, 滑 阀 A 左 端 弹 簧 作 用 于 滑 阀 的 压 力 将 大 于 右 端 压 力, 这 就 迫 使 滑 阀 向 右 移 动 一 个 距 离 X, 于 是 右 边 的 节 流 长 度 增 大 到 Lc+X, 节 流 阻 力 增 加 ; 而 左 边 的 节 流 长 度 则 减 小 到 Lc-X, 其 节 流 阻 力 减 小 因 而 流 入 油 腔 l 的 油 量 增 加, 流 入 油 腔 3 的 油 量 减 少, 结 果 使 压 力 差 进 一 步 加 大, 直 至 与 外 载 荷 平 衡, 从 而 使 辊 颈 中 心 的 位 置 偏 移 值 有 所 减 小, 达 到 一 个 新 的 平 衡 位 置 反 馈 滑 阀 是 依 靠 载 荷 方 向 两 油 腔 的 压 力 变 化 来 驱 动 的, 通 过 调 节 节 流 阻 力, 形 成 与 外 载 荷 相 平 衡 的 压 力 差 因 此, 辊 颈 受 载 后, 可 以 稳 定 地 保 持 很 小 的 位 移, 这 一 特 性 对 提 高 轧 制 精 度 十 分 有 利 节 流 器 除 了 有 反 馈 滑 阀 式 的 以 外, 还 有 毛 细 管 式 和 小 孔 节 流 式 等 类 型 轴 承 的 回 油, 采 用 径 向 回 油 和 轴 向 回 油 相 结 合 的 方 式 即 在 小 油 腔 中, 大 部 分 油 先 沿 径 向 流 动, 然 后 经 回 油 槽 回 油 ; 在 大 油 腔 中, 因 无 回 油 槽, 全 部 油 沿 轴 向 流 出 ; 侧 油 腔 中 的 油 一 部 分 从 轴 向 排 出, 一 部 分 流 至 回 油 槽 排 出 这 样 可 减 少 油 的 流 量, 增 加 了 承 载 面 积 和 承 载 能 力 静 压 轴 承 包 括 轴 承 本 体 节 流 器 和 供 油 系 统 3 部 分 图 4-41 为 某 厂 φ160mm/φ 400mm 600mm 四 辊 冷 轧 机 支 撑 辊 静 压 轴 承 的 结 构 示 意 图 在 承 受 径 向 载 荷 的 轴 瓦 套 筒 内 表 面 上, 沿 轴 向 布 置 双 列 油 腔, 轴 瓦 套 筒 外 侧 装 有 一 个 固 定 块 和 两 个 止 推 块, 专 门 承 受 轴 向 载 荷, 轴 瓦 套 筒 和 止 推 块 用 螺 母 进 行 轴 向 固 定 为 了 使 轴 承 能 够 自 动 调 位, 下 支 撑 辊 轴 承 座 下 部 设 有 弧 面 自 位 垫 板, 上 支 撑 辊 轴 承 座 与 压 下 螺 丝 之 间 设 有 球 面 垫 静 压 轴 承 的 供 油 系 统 如 图 4-42 所 示 冷 却 器 位 置 选 择 在 回 油 管 路 或 进 油 管 上 如 果 油 箱 在 地 下 室, 利 用 自 然 坡 度 可 以 回 油, 就 不 需 要 回 油 泵 该 静 压 轴 承 使 用 50 号 机 械 油, 油 压 为 20~21MPa 图 mm 冷 轧 机 支 撑 辊 静 压 轴 承 结 构 图 1- 螺 母 ;2 4- 止 推 块 ;3- 固 定 块 ;5- 衬 套 ;6- 轴 承 座 ;7- 密 封 圈 ; 8- 轧 辊 ;9- 调 整 垫 ;10- 补 偿 垫 ;11- 白 位 板

233 图 4-42 静 压 轴 承 的 供 油 系 统 1- 轴 承 ;2- 毛 细 算 节 流 器 ;3- 过 滤 器 ;4- 压 力 继 电 器 ;5- 溢 流 阀 ; 6- 高 压 泵 ;7- 低 压 泵 ;8- 回 油 泵 ;9- 冷 却 器 ;lo- 反 馈 滑 阀 198. 什 么 是 静 - 动 压 轴 承? 静 一 动 压 轴 承 是 把 动 压 轴 承 和 静 压 轴 承 的 优 点 结 合 起 来 的 液 体 摩 擦 轴 承 这 种 轴 承 的 特 点 是 : 仅 在 低 速 ( 约 1.6m/s) 可 逆 运 转 或 启 动 制 动 的 情 况 下, 才 使 静 压 系 统 投 入 工 作 ; 而 在 高 速 稳 定 运 转 时, 轴 承 呈 动 压 工 作 状 态 这 样, 高 压 系 统 不 需 要 连 续 长 期 地 工 作, 而 只 是 在 很 短 的 时 间 内 起 作 用, 大 大 减 轻 了 高 压 系 统 的 负 担 和 提 高 了 轴 承 工 作 的 可 靠 性 动 压 和 静 压 制 度 是 根 据 轧 辊 转 速 自 动 切 换 的 静 一 动 压 轴 承 本 体 结 构 尺 寸 和 技 术 要 求 与 动 压 轴 承 基 本 相 同 所 不 同 的 是 在 轴 承 衬 瓦 的 承 载 面 上, 增 设 有 静 压 油 腔 及 相 应 的 高 压 进 油 孔 1700mm 五 机 架 冷 连 轧 机 支 撑 辊 是 采 用 静 一 动 压 轴 承 静 一 动 压 轴 承 的 供 油 系 统 如 图 4-43 所 示 供 油 系 统 包 括 供 给 低 压 油 的 动 压 供 油 系 统 和 供 给 高 压 油 的 静 压 供 油 系 统 图 mm 冷 连 轧 机 支 撑 辊 静 一 动 压 轴 承 供 油 系 统 1- 蓄 能 器 ;2- 油 箱 ;3- 加 热 器 ;4- 低 压 泵 ;5- 换 向 阀 ;6 10- 单 向 阎 ;7- 气 控 换 向 阀 ; 8- 高 压 安 全 阀 ;9- 高 压 泵 ;ll- 截 止 阀 ;12- 低 压 安 全 阀

234 5 架 轧 机 每 架 都 有 单 独 的 静 压 系 统 它 直 接 从 动 压 供 油 系 统 中 吸 低 压 油, 没 有 单 独 的 油 箱 高 压 泵 9 是 采 用 卧 式 三 柱 塞 泵, 在 高 压 泵 9 后 装 有 一 个 气 控 换 向 阀 7 在 实 际 生 产 操 作 中, 高 压 泵 始 终 运 转 当 轧 辊 速 度 低 于 临 界 速 度 时, 通 过 气 控 换 向 阀 7 将 高 压 油 送 至 轴 承 当 轧 辊 速 度 高 于 临 界 速 度 时, 通 过 气 控 换 向 阀 7 使 高 压 泵 卸 荷 动 压 系 统 的 液 压 油 经 截 止 阀 11 单 向 阀 10 被 吸 人 高 压 泵 压 出 的 高 压 油 经 气 控 换 向 阀 7 和 单 向 阀 6 输 送 到 轴 承 的 静 压 油 腔 高 压 泵 的 吸 入 侧 及 压 出 侧 装 有 安 全 阀 12 8, 高 压 安 全 阀 8 压 力 调 到 150MPa, 以 控 制 系 统 的 压 力 系 统 的 正 常 工 作 压 力 为 70~1OOMPa, 短 时 可 达 140MPa 动 压 供 油 系 统 由 油 箱 2 低 压 泵 4 蓄 能 器 1 加 热 器 3 等 组 成 低 压 油 泵 采 用 卧 式 螺 杆 泵, 供 油 压 力 为 O.8MPa 装 在 油 箱 2 内 的 加 热 器 3 是 由 24 根 加 热 管 组 成 的, 通 人 温 度 为 130 的 蒸 汽 将 油 加 热 到 工 作 温 度 43, 并 装 有 温 度 调 节 器, 自 动 控 制 油 温 199. 怎 样 使 用 和 维 护 液 体 摩 擦 轴 承? 使 用 油 膜 轴 承, 必 须 确 保 装 配 的 精 度 和 各 零 部 件 的 清 洁, 特 别 要 注 意 保 护 轴 颈 镜 面 和 衬 套 的 内 表 面 整 个 轴 承 安 装 到 辊 颈 上 去 后, 必 须 有 良 好 的 轴 向 紧 固, 严 防 螺 母 松 动 密 封 圈 必 须 仔 细 检 查, 有 磨 坏 或 碰 坏 的, 必 须 及 时 更 换, 确 保 轴 承 的 密 封 性 必 须 经 常 清 洗 油 过 滤 器, 保 持 油 质 十 分 清 洁 轴 承 的 油 膜 厚 度 一 般 只 有 0.025~0.07mm, 一 点 微 小 的 杂 质 就 会 破 坏 油 膜, 损 坏 轴 承 生 产 中 要 密 切 注 意 油 温 和 油 压 油 压 波 动 会 影 响 供 油 的 正 常, 油 温 变 化 影 响 油 的 黏 度, 使 油 膜 厚 度 变 化 以 致 影 响 轴 承 正 常 工 作 尤 其 是 在 长 时 间 停 车 后 再 启 动 时, 必 须 先 通 油 循 环 并 空 载 运 转, 从 油 泵 到 轴 承 整 个 油 路 系 统 的 温 度 稳 定 ( 正 常 温 度 为 : 进 油 35~45, 轴 承 出 口 小 于 60 ) 之 后, 才 能 承 受 载 荷 三 液 压 传 动 与 压 下 装 置 200 什 么 叫 液 压 传 动 它 有 哪 些 优 缺 点, 冷 带 钢 车 间 哪 些 设 备 采 用 液 压 传 动? 目 前 常 用 的 传 动 方 式 有 机 械 传 动 电 力 传 动 液 体 传 动 和 气 体 传 动 等 以 液 体 为 工 作 介 质 来 传 递 能 量 和 进 行 控 制 的 传 动 方 式 叫 做 液 体 传 动, 它 包 括 液 力 传 动 和 液 压 传 动 液 压 传 动 是 指 利 用 密 闭 工 作 容 器 内 液 体 压 力 能 来 进 行 传 动 的 方 式 液 压 传 动 的 主 要 优 点 是 : (1) 易 于 减 速, 从 而 可 获 得 较 大 的 力 和 扭 矩, 并 能 实 现 较 大 范 围 的 无 级 变 速, 使 整 个 传 动 系 统 简 化 (2) 易 于 实 现 直 线 往 复 运 动, 可 以 直 接 驱 动 工 作 装 置 各 液 压 元 件 间 可 用 管 路 连 接, 故 安 装 位 置 自 由 度 多, 便 于 机 械 的 总 体 布 置 (3) 能 容 量 大, 即 较 小 质 量 和 尺 寸 的 液 压 件 可 传 递 较 大 的 功 率 由 于 液 压 元 件 的 结 构 紧 凑 质 量 轻, 而 且 液 压 油 具 有 一 定 的 吸 振 能 力, 所 以 液 压 系 统 的 惯 性 小 启 动 快 工 作 平 衡, 易 于 快 速 而 无 冲 击 地 变 速 与 换 向 (4) 液 压 系 统 易 于 实 现 安 全 保 护, 同 时 液 压 传 动 比 机 械 传 动 操 作 简 便 省 力, 因 而 可 提 高 作 业 质 量 (5) 液 压 传 动 的 工 作 介 质 本 身 就 是 润 滑 油, 可 使 各 液 压 元 件 自 行 润 滑, 因 而 简 化 了 机 械 的 维 护 保 养, 有 利 于 延 长 元 件 的 使 用 寿 命 (6) 液 压 元 件 易 于 实 现 标 准 化 系 列 化 通 用 化, 便 于 组 织 专 业 化 大 批 量 生 产, 从 而 可 提 高 生 产 率 提 高 产 品 质 量 降 低 成 本 (7) 与 电 动 气 动 系 统 相 配 合, 可 设 计 出 性 能 好 自 动 化 程 度 高 的 传 动 及 控 制 系 统

235 液 压 传 动 与 其 他 传 动 方 式 相 比 也 有 缺 点, 例 如 : (1) 液 压 油 的 泄 漏 难 以 避 免, 外 漏 会 污 染 环 境 并 造 成 浪 费 ; 内 漏 会 降 低 传 动 效 率, 并 影 响 传 动 的 平 稳 性 和 准 确 性, 因 而 液 压 传 动 不 适 用 于 要 求 定 比 传 动 的 场 合 当 前 液 压 传 动 比 机 械 传 动 的 效 率 低, 这 是 许 多 机 械 传 动 还 不 能 被 液 压 传 动 取 代 的 主 要 原 因 (2) 液 压 油 的 黏 度 随 温 度 变 化 而 变 化, 从 而 影 响 传 动 机 械 的 工 作 性 能, 因 此 在 低 温 及 高 温 条 件 下, 均 不 宜 采 用 液 压 传 动 (3) 液 体 流 动 过 程 中 压 力 损 失 大, 不 适 用 于 远 距 离 传 动 (4) 零 件 加 工 质 量 要 求 高, 因 而 目 前 液 压 元 件 成 本 较 高 由 于 液 压 传 动 有 其 突 出 的 优 点, 目 前 在 国 内 外 各 个 行 业 已 得 到 广 泛 的 应 用 在 冷 带 钢 生 产 车 间 里, 采 用 液 压 传 动 的 设 备 和 机 构 也 特 别 多, 例 如 钢 卷 输 送 步 进 梁 钢 卷 小 车 压 板 和 导 板 机 构 液 压 轧 机 轧 机 工 作 辊 和 支 撑 辊 及 接 轴 的 平 衡 装 置 液 压 弯 辊 装 置 换 辊 装 置 卷 取 机 卷 筒 胀 缩 机 构 剪 切 机 各 连 续 作 业 线 的 带 钢 跑 偏 控 制 装 置 等 车 间 机 械 化 和 自 动 化 程 度 愈 高, 则 采 用 液 压 传 动 的 设 备 和 控 制 系 统 也 愈 多 201. 液 压 系 统 是 由 哪 些 装 置 组 成 的 系 统 怎 样 进 行 调 试? 一 个 能 完 成 能 量 传 递 的 液 压 系 统 由 4 部 分 组 成 : (1) 油 泵 其 职 能 是 将 机 械 能 转 换 为 液 体 的 压 力 能, 它 是 液 压 系 统 中 的 动 力 元 件 目 前 常 用 的 油 泵 有 齿 轮 泵 叶 片 泵 柱 塞 泵 和 螺 杆 泵 等 (2) 执 行 元 件 其 职 能 是 将 液 体 的 压 力 能 转 换 为 机 械 能 执 行 元 件 包 括 油 缸 和 油 马 达 (3) 控 制 调 节 装 置 ( 各 种 阀 类 ) 其 职 能 是 控 制 和 调 节 各 部 分 液 体 的 压 力 流 量 和 方 向, 以 满 足 机 械 的 工 作 要 求 (4) 辅 助 装 置 辅 助 装 置 主 要 包 括 油 箱 滤 油 器 油 管 及 管 接 头 密 封 件 蓄 能 器 等 液 压 系 统 就 是 根 据 机 械 的 工 作 要 求 合 理 地 选 择 和 设 计 上 述 各 液 压 元 件, 将 它 们 合 理 地 组 合 在 一 起, 使 其 完 成 一 定 的 工 作 循 环 要 看 懂 液 压 系 统 图, 首 先 要 知 道 液 压 元 件 的 符 号 我 国 已 规 定 了 液 压 元 件 的 图 形 符 号 (GB 液 压 及 气 动 图 形 符 号 ) 液 压 系 统 的 调 试 一 般 按 外 观 检 查 空 载 调 试 和 负 载 调 试 等 3 个 步 骤 进 行 外 观 检 查 的 主 要 内 容 是 : (1) 各 个 液 压 元 件 及 管 道 安 装 是 否 正 确, 连 接 是 否 可 靠 例 如 油 泵 的 吸 人 口 排 出 口 和 旋 转 方 向, 与 油 泵 上 的 标 记 是 否 相 符 ; 又 如 各 种 阀 的 进 油 口 出 油 口 及 泄 油 口 的 位 置 有 无 错 误 (2) 有 无 切 屑 冷 却 液 磨 粒 灰 尘 及 其 他 杂 质 落 入 油 箱, 各 液 压 部 件 的 防 护 装 置 是 否 齐 备 和 完 好 (3) 油 箱 中 的 油 面 高 度 和 所 用 油 液 是 否 符 合 要 求 (4) 系 统 中 各 液 压 元 件 油 管 和 管 接 头 的 位 置 是 否 便 于 安 装 调 节 检 查 和 修 理, 压 力 计 等 仪 表 的 安 装 是 否 便 于 观 察 空 载 调 试 的 目 的 是 为 了 检 查 系 统 的 各 元 件 辅 助 装 置 工 作 是 否 可 靠, 工 作 循 环 或 动 作 次 序 是 否 符 合 设 计 要 求 试 车 步 骤 如 下 : (1) 使 油 泵 在 卸 载 状 态 下 运 转, 检 查 油 泵 的 卸 载 压 是 否 在 允 许 数 值 内, 是 否 有 严 重 的 噪 声, 油 箱 中 油 液 的 表 面 是 否 有 泡 沫, 油 液 面 高 度 是 否 在 规 定 范 围 内 等 (2) 使 油 泵 处 于 工 作 状 态 下 运 行, 并 使 工 作 油 缸 以 最 大 行 程 完 成 多 次 往 复 运 动, 以 排 除 积 存 在 系 统 内 的 空 气, 并 检 查 所 有 的 安 全 防 护 装 置 ( 如 溢 流 阀 压 力 继 电 器 等 ) 工 作 的 正 确 性 和 可 靠 性 ( 检 查 方 法 可 用 挡 块 使 工 作 部 件 停 止 移 动, 通 过 观 察 相 应 管 路 中 的 压 力 表, 以 证 实 安 全 防 护 装 置 在 规 定 压 力 下 工 作 是 否 可 靠 ), 检 查 液 压 系 统 各 元 件 及 管 道 有 无 外 泄 漏, 内 泄

236 漏 是 否 在 允 许 范 围 内 (3) 对 多 缸 系 统, 检 查 各 缸 动 作 是 否 协 调, 顺 序 是 否 正 确, 还 需 检 查 启 动 换 向 和 速 度 换 接 时 的 运 动 平 稳 性, 不 应 有 爬 行 跳 动 和 冲 击 现 象 (4) 检 查 油 液 的 温 度, 不 应 超 过 规 定 值 负 载 调 试 的 目 的 是 为 了 检 查 液 压 系 统 的 各 回 路 在 系 统 工 作 状 态 下 能 否 实 现 预 定 的 工 作 要 求 202. 液 压 系 统 怎 样 进 行 操 作 和 维 护? 液 压 系 统 的 操 作 和 维 护 应 注 意 下 列 几 点 : (1) 要 了 解 所 操 作 的 液 压 传 动 系 统 的 组 成, 熟 悉 各 控 制 按 钮 和 手 柄 的 作 用 方 向 高 低 速 位 置 高 低 压 位 置 和 中 间 位 置 (2) 保 持 油 箱 正 常 油 液 面 油 缸 的 容 量 较 大 时, 试 车 后 由 于 油 进 入 系 统, 油 箱 油 液 面 会 下 降, 因 此 必 须 补 油 ; 在 运 行 过 程 中 由 于 液 压 系 统 的 泄 漏, 油 箱 的 油 液 面 也 会 下 降, 故 应 经 常 检 查 和 补 油 (3) 保 持 液 压 油 的 清 洁 液 压 油 应 定 期 检 查, 在 油 箱 中 取 样 与 新 油 作 比 较, 观 察 其 色 泽 黏 度 有 无 变 化, 有 无 沉 淀 和 杂 质, 对 不 符 合 质 量 要 求 的 油 应 加 以 更 换 一 般 每 半 年 到 一 年 换 油 一 次, 在 高 温 潮 湿 多 粉 尘 的 情 况 下 连 续 工 作 的 系 统, 要 缩 短 换 油 周 期 换 油 时 要 清 洗 油 箱 及 滤 油 器, 注 油 时 应 用 120 目 以 上 的 滤 网 过 滤 在 擦 拭 油 泵 阀 和 油 箱 时 要 极 力 防 止 棉 丝 布 屑 落 人 油 中 (4) 油 泵 启 动 前, 检 查 各 种 手 柄, 包 括 液 压 系 统 上 的 和 机 器 上 的 手 柄 都 应 在 空 挡 位 置 ; 调 整 好 行 程 开 关 挡 块, 并 检 查 溢 流 阀 安 全 阀 是 否 灵 活 有 效 油 泵 初 次 启 动 时, 最 好 先 向 泵 内 注 油, 这 样 出 油 快, 并 可 防 止 油 泵 在 启 动 时 由 于 无 油 润 滑 而 损 坏 零 件 检 查 无 误 时, 才 能 启 动 油 泵 电 机, 使 油 泵 空 载 运 转, 如 发 现 油 泵 无 油 输 出 时, 应 立 即 停 车, 以 防 油 泵 损 坏 (5) 油 泵 启 动 后, 应 听 检 各 部 分 声 音 是 否 正 常, 压 力 表 指 示 是 否 在 限 值 范 围 内, 调 定 安 全 阀, 使 油 压 保 持 规 定 数 值 (6) 试 运 转 各 操 作 手 柄 或 按 钮, 从 慢 速 ( 指 可 调 速 者 ) 开 始 观 察 各 个 回 路 有 无 不 正 常 情 况, 行 程 开 关 是 否 起 作 用, 设 备 和 液 压 系 统 是 否 有 振 动 (7) 试 运 转 时, 要 检 查 液 压 油 泵 壳 轴 承 等 处 温 度 是 否 正 常, 一 般 应 为 30~50 管 道 有 无 漏 油, 密 封 是 否 良 好, 连 接 螺 丝 是 否 有 松 动 现 象 (8) 试 运 转 时, 调 整 自 动 工 作 循 环 和 顺 序 动 作, 检 查 各 操 作 阀 变 换 运 动 或 方 向 时, 是 否 有 振 动 噪 声 爬 行 冲 击 等 现 象 (9) 试 运 转 时, 对 油 泵 工 作 压 力 卸 荷 压 力 压 力 继 电 器 工 作 压 力 快 速 行 程 压 力 等 进 行 调 整, 使 其 符 合 规 定 (10) 操 作 过 程 中 应 随 时 注 意 液 压 系 统 的 工 作 情 况, 如 振 动 噪 声 压 力 温 度, 如 有 不 正 常, 应 立 即 停 车 检 查 故 障 排 除 后 方 能 继 续 工 作 (11) 操 作 结 束 时, 应 将 全 部 控 制 手 柄 放 在 空 挡 位 置, 然 后 切 断 电 源 液 压 系 统 在 安 装 使 用 和 维 护 中 还 必 须 注 意 以 下 各 项 安 全 事 项 : (1) 电 机 传 动 到 油 泵 的 安 全 装 置 的 保 险 功 率, 一 般 不 能 超 过 油 泵 公 称 压 力 功 率 的 30%; (2) 凡 是 电 动 机 带 动 的 元 件 均 应 装 安 全 防 护 罩 ; (3) 所 有 螺 钉 销 子 等 紧 固 件 必 须 配 全 装 紧 ; (4) 一 切 联 锁 和 锁 紧 装 置 必 须 校 正 ; (5) 压 力 表 温 度 表 等 检 查 用 仪 表 应 装 在 便 于 观 察 的 地 方 ; (6) 液 压 系 统 发 生 故 障 或 事 故 时, 禁 止 在 工 作 状 态 下 进 行 检 查 拆 装 调 整 ; (7) 在 试 运 转 及 试 验 时, 不 得 靠 近 高 压 管 道 ;

237 (8) 当 打 开 放 气 阀 时, 不 能 对 着 放 气 喷 射 方 向 看 ; (9) 高 压 系 统 内 的 微 小 喷 泄, 也 应 停 车 修 理, 严 禁 用 手 去 堵 塞 或 试 探, 要 防 止 液 压 油 伤 人 ; (10) 蓄 能 器 注 入 气 体 后, 不 得 拆 开 或 松 螺 钉 需 拆 开 时, 必 须 放 尽 气 体, 确 认 无 压 力 后 才 能 进 行 203. 齿 轮 油 泵 是 怎 样 工 作 的 其 常 见 故 障 是 什 么 怎 样 排 除? 齿 轮 油 泵 壳 体 内 有 一 对 齿 数 相 同 的 外 齿 轮 相 互 啮 合 齿 轮 油 泵 的 工 作 原 理 如 图 4-44 所 示 在 齿 轮 脱 开 啮 合 的 地 方, 形 成 部 分 真 空 即 齿 隙 空 间, 油 液 在 大 气 压 的 作 用 下, 进 入 吸 油 腔 并 填 满 齿 隙 空 间 在 齿 轮 开 始 啮 合 的 地 方, 齿 隙 空 间 中 所 存 在 的 油 液 受 到 挤 压, 形 成 高 压 油 并 被 排 挤 出 去 由 此 可 见, 外 啮 合 齿 轮 油 泵 是 靠 齿 轮 齿 隙 空 间 容 积 的 变 化 来 吸 油 与 排 油 的 图 4-44 齿 轮 油 泵 的 工 作 原 理 图 齿 轮 油 泵 的 常 见 故 障 及 其 排 除 方 法 见 表 4-21 图 4-44 齿 轮 泵 的 工 作 原 理 图 表 4-2l 齿 轮 油 泵 的 常 见 故 障 及 排 除 方 法 故 障 产 生 原 因 排 除 方 法 不 打 油, 输 油 量 不 足 或 压 力 不 够 泵 轴 不 转 动 旋 转 方 向 错 误 吸 油 管 或 滤 油 器 堵 塞 各 连 接 处 有 泄 漏, 引 起 空 气 混 入 油 液 黏 度 大 或 油 液 温 升 过 高, 黏 度 过 小 轴 向 间 隙 或 径 向 间 隙 过 大 轴 上 漏 装 键, 联 轴 器 松 动 纠 正 电 动 机 转 向 疏 通 管 道, 清 洗 滤 油 器, 除 去 堵 塞 物 或 更 换 新 的 检 查 各 连 接 处, 拧 紧 松 动 的 螺 钉, 更 换 破 损 的 密 封 垫 油 液 应 根 据 温 升 变 化 来 选 用 修 复 或 更 换 有 关 零 件 噪 声 严 重, 压 吸 油 管 及 吸 口 滤 油 器 堵 塞, 吸 口 滤 油 器 容 量 排 除 脏 物, 使 吸 油 通 畅, 改 用 容 量 合 适 的 力 波 动 小 滤 油 器 从 吸 入 管 或 轴 的 密 封 处 吸 人 了 空 气, 油 中 有 气 泡 在 连 接 部 位 或 密 封 处 加 点 油, 若 噪 声 减 小, 可 拧 紧 接 头 处 螺 钉 或 更 换 密 封 圈, 回 油 管 口 应 在 油 面 以 下, 与 吸 油 管 要 有 一 定 距 离 油 液 黏 度 太 大 齿 轮 本 身 的 齿 形 精 度 不 高 更 换 黏 度 适 当 的 油 或 用 加 热 器 预 热 更 换 齿 轮 或 对 其 研 磨 侈 接

238 泵 与 联 轴 节 不 同 心 或 擦 伤 油 封 损 坏 调 整 使 其 同 心, 排 除 擦 伤 更 换, 以 免 吸 人 空 气 油 泵 转 动 不 灵 活 泵 与 电 动 机 的 联 轴 同 心 度 不 好 调 整 使 其 不 同 心 度 不 大 于 O.2mm 油 液 中 杂 质 被 吸 入 泵 体 内 严 防 灰 砂 铁 屑 及 冷 却 水 等 进 入 油 箱 内, 保 持 油 液 洁 净 轴 向 间 隙 及 径 向 间 隙 过 小 装 配 不 良, 轴 与 盖 板 孔 同 心 度 不 好, 长 轴 的 弹 簧 固 紧 脚 太 长, 滚 针 套 的 质 量 差 修 配 有 关 零 件 根 据 要 求 重 新 进 行 装 配 204. 叶 片 油 泵 是 怎 样 工 作 的, 其 常 见 故 障 是 什 么 怎 样 排 除? 叶 片 油 泵 是 由 转 子 叶 片 定 子 以 及 端 面 配 油 盘 等 组 成 的 单 作 用 叶 片 油 泵 的 工 作 原 理 如 图 4-45 所 示 定 子 的 内 表 面 是 一 个 圆 柱 面, 转 子 相 对 于 定 子 偏 移 一 个 距 离 e 当 转 子 旋 转 时, 叶 片 依 靠 离 心 力 的 作 用, 始 终 紧 压 在 定 子 的 内 表 面 上, 并 沿 着 转 子 上 的 径 向 槽 作 往 复 移 动 端 面 油 盘 上 开 有 两 个 窗 口, 一 个 叫 吸 油 腔, 一 个 叫 排 油 腔 当 转 子 逆 时 针 旋 转 时, 左 边 每 两 个 相 邻 叶 片 之 间 的 空 间 容 积 逐 渐 变 大, 形 成 局 部 真 空 而 吸 油 ; 右 边 每 两 个 相 邻 叶 片 之 间 的 空 间 容 积 逐 渐 缩 小, 形 成 排 油 状 态 这 就 是 叶 片 油 泵 的 工 作 原 理 叶 片 油 泵 具 有 结 构 紧 凑 外 形 尺 寸 小 价 格 较 柱 塞 油 泵 便 宜 输 油 量 均 匀 运 转 平 稳 噪 声 小 单 作 用 叶 片 油 泵 易 于 实 现 流 量 调 节 工 作 压 力 及 容 积 效 率 比 齿 轮 油 泵 高 等 优 点 在 轧 钢 设 备 中, 工 作 压 力 在 MPa 时 采 用 叶 片 油 泵 图 4 45 单 作 用 叶 片 油 泵 的 工 作 原 理 图 叶 片 油 泵 的 常 见 故 障 及 其 排 除 方 法 见 表 4-22 表 4-22 叶 片 油 泵 的 常 见 故 障 及 其 排 除 方 法 故 障 产 生 原 因 排 除 方 法 油 液 吸 不 上, 没 有 压 力 电 动 机 转 向 错 误 油 液 面 过 低, 油 液 吸 不 上 去 叶 片 在 转 子 槽 内 配 合 过 紧 油 液 黏 度 过 大, 使 叶 片 移 动 不 灵 活 泵 体 有 砂 眼, 高 低 压 油 互 通 纠 正 电 动 机 转 向 定 期 检 查 油 箱 油 液, 并 加 油 至 油 标 规 定 线 单 配 叶 片, 使 各 叶 片 在 所 处 的 转 子 槽 内 移 动 灵 活 更 换 黏 度 较 小 的 10 号 机 械 油 更 换 新 的 泵 体

239 配 油 盘 在 液 压 油 作 用 下 变 形, 配 油 盘 与 壳 体 接 触 不 良 修 整 配 油 盘 的 接 触 面 输 油 量 不 足, 压 力 提 不 高 噪 声 严 重 各 连 接 处 密 封 不 严, 吸 人 空 气 个 别 叶 片 移 动 不 灵 活 轴 向 间 隙 及 径 向 间 隙 过 大 叶 片 和 转 子 装 反 定 子 内 环 曲 面 起 线, 致 使 接 触 不 良 配 油 盘 内 孔 磨 损 转 子 槽 及 叶 片 的 间 隙 过 大 叶 片 和 定 子 内 环 曲 面 接 触 不 良 吸 油 不 通 畅 定 子 曲 面 表 面 拉 毛 配 油 盘 与 内 孔 不 垂 直 配 油 盘 压 油 腔 的 节 流 槽 太 短 主 轴 密 封 圈 太 紧 ( 用 手 摸 轴 和 端 盖 有 时 烫 手 ) 检 查 吸 油 口 及 各 连 接 处 是 否 泄 漏, 紧 固 各 连 接 处 不 灵 活 的 叶 片 应 单 槽 配 研 修 复 或 更 换 有 关 零 件 纠 正 转 子 和 叶 片 方 向 放 在 内 圆 磨 床 上 修 磨 严 重 损 坏 时 需 更 换 根 据 转 子 叶 片 槽 单 配 叶 片 修 磨 清 洗 滤 油 器, 定 期 更 换 工 作 油 液, 并 加 油 至 油 标 规 定 线 抛 光 定 子 曲 面 修 磨 配 油 盘 端 面 或 叶 片 侧 面 用 什 锦 锉 适 当 惨 长, 当 一 片 叶 片 通 过 节 流 槽 时, 相 邻 的 一 片 应 开 启 适 当 调 整 密 封 圈 叶 片 侧 角 太 小. 叶 片 运 动 时 作 用 力 有 突 变 将 原 叶 片 一 侧 O.5 45 的 倒 角 改 为 l 45, 或 加 工 成 圆 弧 形 叶 片 高 度 尺 寸 不 一 致 吸 油 密 封 不 严, 空 气 侵 入 联 轴 器 安 装 不 同 心 或 松 动 电 动 机 转 速 高 于 油 泵 额 定 转 速 同 一 组 叶 片 的 高 度 不 能 超 过 O.Olmm 加 足 油 液, 加 大 吸 油 管 道 面 积, 清 除 滤 油 器 污 物, 更 换 黏 度 较 小 的 油 液 修 理 联 轴 器 降 低 电 动 机 转 速 205. 控 制 阀 分 哪 几 类 各 有 什 么 作 用 有 哪 些 共 同 的 要 求? 控 制 阀 的 作 用 是 用 来 控 制 和 调 节 液 压 系 统 中 油 液 的 压 力 流 量 和 流 动 的 方 向, 以 满 足 执 行 机 构 对 力 速 度 和 运 动 方 向 的 要 求 根 据 用 途 和 工 作 特 点 的 不 同, 控 制 阀 主 要 可 分 为 以 下 3 类 : (1) 压 力 阀 : 如 溢 流 阀 减 压 阀 顺 序 阀 卸 荷 阀 平 衡 阀 背 压 阀 压 力 继 电 器 等 这 些 阀 都 是 利 用 弹 簧 力 与 液 压 力 相 平 衡 的 条 件, 控 制 液 压 系 统 的 工 作 压 力 或 通 过 压 力 来 控 制 油 液 的 通 断 (2) 流 量 阀 : 如 节 流 阀 调 速 阀 行 程 调 速 阀 等 这 些 阀 都 是 利 用 一 定 的 开 口 形 式 ( 如 针 形 槽 式 缝 隙 式 薄 刃 式 ) 和 一 定 的 通 流 截 面 来 控 制 流 量, 从 而 控 制 执 行 机 构 的 速 度 (3) 方 向 阀 : 如 单 向 阀 换 向 阀 减 速 阀 充 填 阀 截 止 阀 等 这 些 阀 用 来 控 制 液 压 系 统 油 路 的 换 向 顺 序 动 作 及 卸 荷 等 各 种 控 制 阀 作 为 液 压 系 统 的 控 制 部 分, 其 共 同 要 求 是 : (1) 动 作 灵 敏, 工 作 可 靠, 冲 击 和 振 动 小 ; (2) 阻 力 损 失 小 ; (3) 密 封 性 好, 不 允 许 有 外 泄 漏 ; (4) 结 构 简 单, 通 用 性 大 ;

240 (5) 价 廉, 耐 用 其 中 换 向 阀 的 形 式 很 多, 一 般 按 阀 芯 的 工 作 特 点 不 同 的 工 作 位 置 和 阀 体 接 通 的 道 路 数 以 及 控 制 方 法 来 分 类, 例 如 : 电 动 二 位 四 通 阀 电 动 三 位 四 通 阀 液 动 二 位 四 通 阀 液 动 三 位 四 通 阀 等 根 据 阀 芯 运 动 方 法 的 不 同, 这 种 阀 可 分 为 转 阀 和 滑 阀 两 种 ; 根 据 操 作 方 法 不 同 可 分 为 手 动 换 向 阀 电 磁 换 向 阀 液 动 换 向 阀 和 电 液 换 向 阀 等 熟 悉 各 类 控 制 阀 元 件 的 图 形 符 号 有 利 于 看 懂 液 压 系 统 图 各 元 件 的 图 形 符 号 与 元 件 基 本 结 构 及 工 作 原 理 有 关, 掌 握 示 意 图 表 示 的 规 律 性, 有 助 于 熟 悉 和 记 忆 液 压 元 件 的 符 号 压 力 及 流 量 控 制 阀 元 件 都 用 一 个 方 框 表 示 阀 的 基 体, 然 后 根 据 元 件 的 机 理 简 化 地 加 以 表 示 溢 流 阀 顺 序 阀 和 减 压 阀 等 压 力 阀 ( 图 4-46) 都 是 利 用 控 制 液 压 油 推 动 滑 阀 压 缩 弹 簧 进 行 工 作 的, 所 以 方 框 一 侧 都 有 一 个 弹 簧, 弹 簧 的 对 面 都 是 用 虚 线 表 示 的 控 制 液 压 油 溢 流 阀 与 顺 序 阀 都 是 由 进 口 的 压 力 来 控 制 的, 所 以 阀 呈 常 闭 式, 框 中 的 箭 头 表 示 滑 阀 是 平 行 错 开 的, 与 进 出 口 不 连 成 一 线 减 压 阀 是 保 证 出 口 压 力 的, 所 以 由 出 口 来 油 控 制, 为 常 开 式, 框 中 的 箭 头 表 示 滑 阀 与 进 出 口 连 成 一 线 节 流 阀 的 符 号 ( 图 4-47) 是 两 段 小 圆 弧 夹 着 流 动 的 油 液 加 一 横 斜 箭 头, 表 示 流 量 可 调 ; 在 节 流 前 再 加 另 一 个 横 斜 箭 头, 表 示 带 有 压 力 补 偿 的 调 速 阀 在 框 侧 有 流 回 油 箱 符 号 的 表 示 分 路 节 流 方 向 阀 如 图 4-48 所 示, 换 向 阀 主 体 以 相 连 的 几 个 方 框 表 示, 几 个 方 框 就 表 示 几 位 ; 每 个 方 框 内 有 几 个 出 管 连 接, 就 表 示 几 通 二 位 换 向 阀 的 常 态 一 般 看 左 方 框, 三 位 换 向 阀 的 常 态 看 中 间 的 方 框, 各 型 号 机 能 用 与 连 接 通 道 符 号 相 似 的 英 文 字 母 代 号 称 呼

241 图 4-46 压 力 阀 图 形 符 号 单 向 阀 的 符 号 是 在 方 框 内 有 钢 球 和 锥 凹 入 口 方 向 再 加 虚 线 的, 为 液 控 单 向 阀 图 4-47 节 流 阀 图 形 符 号

242 图 4-48 方 向 阀 图 形 符 号 206. 怎 样 延 长 液 压 元 件 的 使 用 寿 命? 各 种 液 压 元 件 都 有 额 定 的 使 用 寿 命, 如 何 防 止 液 压 元 件 过 早 损 坏 并 延 长 其 使 用 寿 命 是 一 个 很 有 经 济 价 值 的 问 题 液 压 元 件 的 使 用 寿 命 与 许 多 因 素 有 关, 如 油 质 选 用 油 液 过 滤 油 温 控 制 压 力 大 小 载 荷 变 化 维 护 保 养 等 为 了 延 长 液 压 元 件 的 使 用 寿 命, 应 注 意 以 下 几 点 : (1) 选 用 油 质 要 适 当 不 同 牌 号 的 油 混 合 后, 可 能 引 起 油 质 的 恶 化, 增 加 产 生 故 障 和 损 坏 的 机 会 选 择 油 液 黏 度 要 适 中, 黏 度 太 大 吸 油 困 难, 容 易 产 生 气 蚀 ; 黏 度 太 大 或 太 小, 都 会 造 成 严 重 的 温 升 (2) 保 持 油 净, 防 止 污 染 正 确 的 过 滤 加 上 对 过 滤 器 合 理 的 维 护, 可 以 减 少 70% 以 上 的 故 障 尤 其 是 伺 服 阀, 对 污 染 油 液 更 为 敏 感 油 质 污 染 对 元 件 的 寿 命 影 响 最 大, 所 以 应 当 特 别 予 以 重 视 (3) 控 制 油 温 要 适 中 油 温 过 高 时, 油 膜 破 坏, 磨 损 加 剧 ; 机 械 热 变 形 严 重, 间 隙 减 小, 滑 阀 卡 死 不 灵, 磨 损 也 加 剧 ; 橡 胶 密 封 件 变 形 老 化, 失 去 密 封 机 能 ; 油 液 氧 化, 析 出 沥 青 等 沉 淀 物, 堵 塞 节 流 小 孔, 降 低 元 件 的 使 用 寿 命 油 温 太 低, 压 力 损 失 大, 吸 油 阻 力 大, 产 生 气 蚀 振 动 和 撞 击, 降 低 元 件 使 用 寿 命 (4) 工 作 压 力 尽 量 低 一 般 工 作 压 力 降 低 后, 液 压 元 件 的 寿 命 都 可 相 应 提 高 (5) 工 作 载 荷 突 变 少 工 作 载 荷 的 大 小 及 其 变 化 情 况, 影 响 着 油 泵 ( 如 滚 动 轴 承 ) 的 疲 劳 点 蚀, 也 影 响 着 缸 体 弹 簧 及 某 些 承 受 交 变 应 力 的 零 件 疲 劳 损 坏 (6) 油 泵 转 速 宜 稍 低 油 泵 的 实 际 转 速 相 对 额 定 转 速 减 小 时, 其 寿 命 可 成 比 例 地 提 高 因 此, 转 速 宜 偏 低 ( 当 然 要 在 允 许 的 最 低 限 度 之 内 ) (7) 使 用 中 注 意 加 足 油 油 液 不 足 时, 吸 油 困 难, 将 会 产 生 噪 声 振 动 和 气 蚀, 影 响 液 压 元 件 的 使 用 寿 命 207. 液 压 油 污 染 的 原 因 是 什 么 怎 样 处 理? 液 压 油 污 染 的 原 因 及 其 处 理 方 法 见 表 4-23

243 表 4-23 液 压 油 污 染 的 原 因 及 其 处 理 方 法 污 染 现 象 朽 染 原 因 处 理 方 法 油 变 成 白 浊 吸 油 管 压 油 管 流 速 较 高 部 位 的 管 使 泵 运 转, 在 管 接 头 处 注 油, 根 据 异 色 ( 空 气 侵 道 接 头 不 好 常 声 音 的 变 化, 找 出 入 气 之 处 并 封 闭 入 ) 泵 的 油 封 不 好 更 换 油 封 或 降 低 吸 油 阻 力 油 变 成 乳 白 色 ( 水 侵 入 ) 油 管 等 处 密 封 不 好 蓄 能 器 皮 囊 破 损 液 压 元 件 有 的 密 封 不 好 油 箱 中 有 气 泡 工 作 油 不 好 从 油 箱 通 气 孔 浸 入 水 水 管 式 油 冷 却 器 破 损 因 结 构 不 好 或 管 理 不 善 从 油 箱 顶 板 侵 入 水 更 换 油 封 更 换 皮 囊 更 换 密 封, 使 元 件 安 装 位 置 低 于 油 液 面 或 安 装 逆 止 阀 使 回 油 管 在 油 液 面 下 或 修 改 油 箱 不 适 当 的 结 构 采 用 消 泡 性 能 好 的 油 空 气 潮 湿 时. 油 槽 的 放 池 管 应 每 月 拆 开 一 次, 检 查 油 槽 下 部, 并 排 水 修 理 冷 却 器 除 通 气 孔 外, 油 箱 应 完 全 密 闭 有 固 体 杂 物 装 配 中 的 切 屑 污 垢 焊 渣 砂 土 等 未 清 除 从 油 箱 顶 板 侵 入 从 注 油 口 浸 人 泵 阀 之 类 的 磨 损 粉 末 油 箱 内 壁 的 油 漆 脱 落 酸 洗 充 分 冲 洗 除 通 气 孔 外, 油 箱 应 完 全 密 封 加 油 时 应 使 用 过 滤 器, 运 转 中 应 以 螺 塞 塞 牢 注 油 口 定 期 检 查 液 压 油, 若 杂 质 含 量 超 过 规 定 量 即 应 换 油 应 在 涂 漆 前 做 好 清 理 工 作, 使 油 漆 不 致 脱 落 有 树 胶 状 黏 着 物 密 封 件 被 工 作 油 浸 蚀 蓄 能 器 皮 囊 受 到 不 适 当 液 压 油 的 浸 蚀 油 箱 内 壁 的 涂 料 变 质 液 压 油 变 质 采 用 耐 油 的 密 封 件 采 用 不 燃 液 压 油 时 更 应 注 意 应 采 用 充 分 耐 油 的 涂 料 采 用 抗 氧 化 性 能 良 好 的 液 压 油, 酸 值 超 过 规 定 时, 应 更 换 新 油, 黏 着 物 须 用 冲 洗 方 法 预 先 清 除 208. 拆 装 液 压 传 动 装 置 时 应 注 意 什 么? 拆 装 液 压 传 动 装 置 时 应 注 意 以 下 几 点 : (1) 应 防 止 铁 屑 灰 尘 纤 维 杂 质 及 其 他 机 械 杂 质 等 脏 物 落 入 油 箱, 避 免 乳 化 液 水 分 等 进 入 液 压 系 统 (2) 液 压 元 件 安 装 前, 应 用 煤 油 清 洗 并 在 试 验 台 上 试 验 合 格, 然 后 安 装 (3) 各 种 自 动 控 制 仪 表 如 压 力 计 电 接 触 压 力 计 压 力 继 电 器 等, 在 安 装 前 必 须 进 行 校 验 (4) 换 向 阀 的 安 装 一 般 应 使 其 轴 线 在 水 平 位 置

244 5) 为 避 免 损 坏 电 动 机 轴 和 油 泵 轴, 电 动 机 与 油 泵 应 采 用 弹 性 联 轴 节 传 动, 并 应 保 证 两 轴 同 心, 不 同 心 度 应 在 O.1~O.15ram 以 下 不 允 许 用 皮 带 齿 轮 直 接 传 动, 以 防 止 油 泵 轴 承 载 过 大, 或 轴 产 生 弯 曲 变 形 安 装 联 轴 器 时, 不 允 许 大 力 敲 打 油 泵 轴, 以 免 损 伤 油 泵 的 转 子 (6) 油 泵 吸 油 高 度 应 符 合 说 明 书 规 定, 一 般 吸 油 高 度 不 大 于 0.5m 要 特 别 注 意 有 些 柱 塞 油 泵 没 有 自 吸 能 力, 应 浸 在 油 中 或 安 装 在 油 液 面 下 油 泵 的 吸 油 管 径 要 适 中, 吸 油 阻 力 不 可 过 大, 连 接 处 要 严 密, 不 得 有 漏 气 现 象 (7) 行 程 较 大 和 在 高 温 下 工 作 的 油 缸, 安 装 时 一 端 紧 固, 另 一 端 应 保 持 浮 动 油 缸 的 安 装 平 面 与 活 塞 杆 的 滑 动 平 面 应 保 持 足 够 的 水 平 度 和 垂 直 度 油 缸 的 轴 线 应 与 负 载 作 用 力 的 中 心 线 重 合, 否 则 会 产 生 侧 向 力, 易 使 密 封 件 及 活 塞 磨 损 油 缸 的 密 封 圈 不 要 压 得 过 紧 (8) 活 塞 杆 油 缸 滑 阀 副 等 零 件, 应 保 持 清 洁, 并 应 保 证 有 良 好 的 密 封, 不 许 用 油 漆 或 火 漆 等 封 死 209. 液 压 系 统 压 力 调 不 上 去 是 什 么 原 因, 怎 样 排 除? 液 压 系 统 压 力 不 足 又 调 不 高 的 主 要 原 因 是 压 力 油 路 与 回 油 路 短 接, 或 有 严 重 的 泄 漏, 或 油 箱 的 油 根 本 没 有 进 入 系 统, 或 电 动 机 功 率 不 足 其 具 体 原 因 和 排 除 方 法 见 表 4-24 表 4-24 系 统 压 力 调 不 上 去 的 原 因 及 其 排 除 方 法 产 生 原 因 泵 未 排 油 排 除 方 法 检 查 油 泵 的 电 动 机 接 线, 修 理 油 泵 油 泵 中 的 零 件 损 坏 ( 如 叶 片 油 泵 的 定 子 环 有 裂 纹 ) 泵 壳 体 有 气 孔 或 砂 眼 管 道 中 有 较 大 的 泄 漏 油 缸 中 有 较 大 的 泄 漏 先 导 型 溢 流 阀 的 导 阀 或 主 阀 始 终 处 于 打 开 位 置 的 原 因 是 : 阻 尼 孔 堵 塞 控 制 卸 荷 油 路 中 有 泄 漏 杂 质 微 粒 卡 住 先 导 阀 滑 阀 或 先 导 阀 滑 阀 副 密 封 不 良 先 导 阀 由 于 别 劲 而 卡 住 主 阀 的 弹 簧 太 弱 ( 弹 簧 力 小 于 摩 擦 力 ) 管 路 连 接 错 误, 使 油 泵 卸 荷 检 查 油 泵 效 率, 效 率 过 低 时, 应 更 换 更 换 油 泵 壳 体 拧 紧 管 接 头, 检 查 并 清 理 管 接 头 的 密 封 处, 若 管 子 破 裂, 应 更 换 油 管 更 换 密 封 装 置, 若 缸 体 显 著 磨 损 应 镗 缸 孔, 相 应 更 换 活 塞 采 取 的 措 施 是 : 拆 下 主 滑 阀 并 清 洗 清 洗 或 更 换 滑 阀 副 清 洗 或 更 换 滑 阀 副 修 理 先 导 阀 更 换 弹 簧 更 正 管 路 换 向 阀 在 中 间 位 置 卡 死, 使 油 泵 卸 荷 修 理 换 向 阀 限 压 式 变 量 油 泵 调 压 弹 簧 太 弱 压 力 表 或 压 力 表 开 关 堵 塞, 系 统 中 的 压 力 没 有 反 映 出 来 更 换 弹 簧 清 洗 压 力 表 或 压 力 表 开 关

245 210. 工 作 油 缸 运 动 不 正 常 和 工 作 部 件 出 现 爬 行 现 象 的 原 因 是 什 么 怎 样 排 除? 工 作 油 缸 运 动 不 正 常 的 原 因 及 其 排 除 方 法 见 表 4-25 表 4-25 工 作 油 缸 运 动 不 正 常 的 原 因 及 其 排 除 方 法 产 生 原 因 排 除 方 法 节 流 阀 前 的 滤 油 器 堵 塞 节 流 阀 的 节 流 口 堵 塞 调 速 器 中 的 减 压 阀 或 溢 流 阀 芯 卡 死 清 洗 滤 油 器 清 洗 节 流 阀 对 阀 芯 及 阀 孔 进 行 清 洗 检 查 修 磨, 必 要 时 更 换 调 速 阀 中 的 减 压 阀 或 溢 流 阀 的 弹 簧 过 弱 或 过 检 查 节 流 阀 进 出 口 压 降 ( 应 在 O.2-O.35MPa 强 范 围 内 ), 必 要 时 更 换 弹 簧 调 速 阀 中 的 减 压 阀 或 溢 流 阀 卡 死 于 打 开 的 位 对 滑 闽 及 阀 孔 进 行 清 洗 检 查 修 磨, 必 要 置 上 时 更 换 油 缸 活 塞 处 或 系 统 中 有 关 环 节 泄 漏 过 大 油 泵 泄 漏 过 大 油 中 混 入 杂 质 太 多 油 温 过 高, 油 的 黏 度 降 低 更 换 密 封 装 置, 排 除 各 环 节 过 大 的 泄 漏 更 换 油 泵 换 油, 清 洗 油 箱 及 有 关 元 件 和 管 道 排 除 油 过 热 的 因 素 液 压 系 统 中 工 作 部 件 出 现 爬 行 现 象 的 原 因 及 其 排 除 方 法 见 表 4-26 表 4-26 工 作 部 件 爬 行 的 原 因 及 其 排 除 方 法 产 生 原 因 油 液 面 过 低, 吸 油 不 畅 吸 油 口 被 堵, 形 成 局 部 真 空 油 泵 供 油 不 均 匀 溢 流 阀 调 节 的 压 力 过 低 油 缸 的 回 油 腔 背 压 不 足 排 除 方 法 加 足 油 液 至 油 标 线 拆 卸 清 洗 滤 油 网, 更 换 新 油 更 换 或 修 理 油 泵 调 节 溢 流 阀, 使 油 泵 出 口 压 力 比 最 大 工 作 压 力 大 O.5-1MPa; 调 整 增 加 背 压 力 调 整 增 加 背 压 力 吸 排 油 管 相 距 太 近, 排 油 飞 溅 吸 入 气 泡 使 吸 排 油 管 适 当 远 离 回 油 管 在 油 液 面 上, 停 车 时 空 气 侵 入 系 统 将 回 油 管 插 入 油 液 中 接 头 密 封 处 不 严, 空 气 侵 人 有 些 元 件 密 封 质 量 差, 空 气 侵 入 拧 紧 接 头 螺 帽. 严 防 空 气 侵 人 修 理 或 更 换 这 些 元 件, 保 证 密 封 导 轨 精 度 不 好, 局 部 阻 力 变 化, 接 触 不 良 恢 复 导 轨 规 定 精 度 油 缸 中 活 塞 杆 弯 曲, 缸 孔 拉 毛, 活 塞 与 活 塞 杆 不 同 心 等, 产 生 不 均 匀 的 摩 擦 力 油 缸 活 塞 杆 的 密 封 件 扭 曲 或 润 滑 不 良 润 滑 情 况 不 良, 缺 乏 润 滑 油 重 装 校 直 修 复 更 换 配 制 等 调 整 或 更 换 密 封 件, 改 善 润 滑 条 件 根 据 故 障 具 体 情 况, 改 善 润 滑 条 件 211. 换 向 时 有 冲 击 是 什 么 原 因, 怎 样 排 除? 工 作 部 件 换 向 时 产 生 冲 击 的 原 因 及 其 排 除 方 法 见 表 4-27 表 4-27 换 向 冲 击 的 原 因 及 其 排 除 方 法 产 生 原 因 排 除 方 法

246 导 向 阀 和 换 向 阀 等 制 动 锥 斜 角 太 大, 致 以 制 动 锥 斜 角 较 小 或 制 动 锥 长 度 较 长 的 滑 阀 使 换 向 时 的 溢 流 速 度 变 化 剧 烈 来 替 换 节 流 缓 冲 失 灵, 单 向 节 流 缓 冲 装 置 中 节 流 阀 磨 损, 单 向 阀 密 封 不 严 或 有 其 他 泄 漏 之 处 油 缸 端 头 没 有 缓 冲 装 置 工 作 压 力 过 高 溢 流 阀 有 故 障, 使 压 力 突 然 升 高 背 压 阀 压 力 太 低 或 存 在 故 障 油 液 黏 度 太 小 用 针 形 节 流 缓 冲 时, 节 流 变 化 大, 稳 定 性 差 系 统 中 有 大 量 空 气 双 出 杆 油 缸 活 塞 杆 两 端 连 接 工 作 台 面 处 螺 帽 松 动 修 复 或 更 换 增 设 背 压 阀 或 平 衡 装 置 调 整 压 力 阀, 适 当 降 低 工 作 压 力 根 据 溢 流 阀 有 关 故 障 的 排 除 方 法 进 行 排 除 适 当 提 高 背 压 阀 压 力, 排 除 故 障 更 换 黏 度 较 大 的 油 液 改 针 形 节 流 为 三 角 槽 式 节 流 排 除 系 统 中 的 空 气 适 当 拧 紧 螺 帽 212. 液 压 系 统 有 噪 声 和 振 动 是 什 么 原 因 怎 样 排 除? 噪 声 和 振 动 往 往 同 时 出 现, 噪 声 恶 化 劳 动 条 件, 引 起 工 人 疲 劳, 振 动 将 使 管 接 头 松 脱 甚 至 断 裂 产 生 噪 声 和 振 动 的 主 要 原 因 及 其 排 除 方 法 见 表 4-28 表 4-28 系 统 噪 声 和 振 动 产 生 的 原 因 及 其 排 除 方 法 产 生 原 因 油 泵 吸 油 管 或 吸 口 滤 油 网 堵 塞 吸 口 滤 油 网 容 量 太 小 吸 油 管 太 细 或 过 长 泵 的 安 装 位 置 过 高 油 的 黏 度 过 大 转 速 超 过 额 定 值 油 箱 的 空 气 滤 清 器 堵 塞 升 压 泵 故 障 或 容 量 不 足 吸 油 管 密 封 不 良, 有 空 气 吸 入 吸 入 的 油 中 有 气 泡 油 泵 的 油 封 损 坏 使 空 气 侵 入 油 泵 内 有 空 气 未 排 尽 管 路 内 有 气 泡 压 力 超 过 额 定 值 泵 轴 与 电 动 机 轴 不 同 心 泵 内 部 零 件 损 坏 或 磨 损 如 轴 承 磨 损 或 叶 片 泵 的 叶 片 卡 死 折 断, 定 子 环 断 裂 等 排 除 方 法 清 除 吸 油 管 道 或 滤 油 网 堵 塞 物 采 用 容 量 为 使 用 容 量 的 两 倍 以 上 的 滤 油 网 变 更 管 道 布 置, 尽 量 缩 短 并 适 当 加 粗 吸 油 管 降 低 安 装 位 置, 使 吸 人 真 空 度 低 于 额 定 值 更 换 黏 度 适 当 的 油 或 用 加 热 器 预 热 油 降 低 转 速, 使 其 低 于 额 定 转 速 清 洗 空 气 滤 清 器 修 理 或 更 换 升 压 泵 拧 紧 螺 纹, 或 重 新 安 装 连 接 处, 更 换 密 封 圈 排 除 空 气 进 人 油 中 的 可 能 性 更 换 密 封 圈 空 载 运 转, 直 至 排 尽 空 气 利 用 排 气 阀 或 使 系 统 快 速 反 复 运 行 多 次, 以 排 除 气 体, 特 别 是 闭 式 系 统, 设 计 上 应 保 证 完 全 排 除 气 泡 以 低 于 额 定 压 力 运 转 重 新 调 整 更 换 或 修 理 内 部 零 件

247 213. 对 带 钢 冷 轧 机 电 动 压 下 装 置 有 哪 些 要 求? 通 常, 用 来 调 节 轧 机 辊 缝 的 轧 辊 调 整 机 构 称 为 压 下 装 置 带 钢 冷 轧 机 的 轧 辊 调 整 机 构, 按 传 动 形 式 分 类 主 要 有 手 动 电 动 和 液 压 等 几 种 手 动 压 下 装 置 仅 在 某 些 小 型 冷 轧 机 上 使 用 冷 轧 机 广 泛 使 用 的 是 电 动 压 下 装 置 电 动 压 下 装 置 主 要 由 压 下 螺 丝 和 螺 母 及 传 动 机 构 等 组 成 四 辊 冷 轧 机 的 电 动 压 下 大 多 采 用 圆 柱 齿 轮 一 蜗 轮 副 传 动 或 两 级 蜗 轮 副 传 动 的 形 式 图 4-49 示 出 了 6 种 配 置 方 式 其 中 图 4-49b 是 电 动 机 直 接 传 动 的 ; 图 4-49a d e 是 圆 柱 齿 轮 一 蜗 轮 副 传 动 ; 图 4-49c, 是 两 级 蜗 轮 副 传 动, 其 传 动 速 比 大 ( 可 达 1000~2000) 结 构 紧 凑, 在 使 用 球 面 蜗 轮 副 或 平 面 蜗 轮 副 时, 也 可 以 有 较 高 的 传 动 效 率 压 下 螺 丝 的 传 动 装 置 应 满 足 下 列 要 求 : (1) 能 单 独 和 同 时 传 动 两 个 压 下 螺 丝, 以 满 足 辊 缝 调 整 的 要 求 轧 辊 平 行 度 的 调 整 要 求 严 格, 由 于 冷 带 钢 的 宽 厚 比 很 大, 因 此, 上 下 轧 辊 应 严 格 保 持 平 行 (2) 压 下 螺 丝 应 准 确 地 停 在 所 要 求 的 位 置 上, 以 保 证 辊 缝 的 调 整 精 度 压 下 装 置 的 调 整 精 度 应 在 冷 轧 带 钢 的 厚 度 公 差 范 围 之 内 (3) 迅 速 地 将 轧 辊 调 整 到 所 设 定 的 位 置 上, 以 提 高 轧 机 的 生 产 能 力 为 在 高 轧 速 下 调 整 轧 件 的 局 部 厚 差, 压 下 装 置 必 须 动 作 迅 速 反 应 灵 敏 (4) 压 下 装 置 常 用 的 工 作 制 度 是 频 繁 的 带 钢 压 下 在 轧 制 过 程 中, 为 了 消 除 带 钢 的 厚 度 不 均 匀 和 保 证 轧 制 精 度, 在 轧 制 过 程 中 压 下 装 置 必 须 能 随 时 调 整 辊 缝 此 外, 为 了 消 除 机 座 弹 性 变 形 的 影 响, 在 开 轧 前 对 轧 辊 进 行 零 位 调 整 时, 也 需 要 进 行 预 压 靠 操 作 (5) 要 求 在 调 整 过 程 中 随 时 指 示 出 轧 辊 的 实 际 位 置, 以 利 操 作 (6) 对 高 速 冷 轧 机, 应 能 从 影 响 辊 缝 变 化 的 各 种 因 素 中 获 得 相 应 的 控 制 信 号 在 轧 制 过 程 中 实 现 对 辊 缝 的 自 动 调 节, 以 实 现 恒 辊 缝 轧 制 图 4-49 电 动 压 下 装 置 配 置 方 案 简 图 214. 什 么 是 压 下 装 置 的 电 磁 离 合 器?

248 压 下 装 置 中 电 磁 离 合 器 的 作 用 是 使 两 个 压 下 螺 丝 既 能 同 步 调 整 ( 如 正 常 轧 制 时 ) 又 能 单 独 调 整 ( 如 在 换 辊 后 校 正 轧 辊 的 偏 斜 时 ) 压 下 装 置 的 电 磁 离 合 器 有 摩 擦 片 式 和 齿 式 两 种 摩 擦 片 式 离 合 器 联 结 平 稳, 能 在 较 高 速 度 下 接 合, 但 在 接 合 过 程 中 有 滑 动, 会 产 生 发 热 和 磨 损 齿 式 离 合 器 结 构 紧 凑, 联 结 可 靠, 但 只 能 在 低 速 下 接 合, 相 对 速 度 一 般 不 大 于 O.7~O.8m/s 电 磁 离 合 器 的 工 作 原 理 ( 图 4-50) 如 下 : 磁 轭 线 圈 4 通 电 后 产 生 吸 力, 吸 引 衔 铁 7 而 使 摩 擦 片 6 与 摩 擦 环 13 相 互 压 紧 摩 擦 片 6 通 过 衔 铁 7 亍 导 向 销 8 与 半 联 轴 器 10 相 连 ; 摩 擦 环 13 则 与 磁 轭 底 座 ( 半 联 轴 器 )1 相 连, 从 而 使 两 个 半 联 轴 器 在 磁 轭 线 圈 通 电 后 实 现 接 合 在 线 圈 断 电 后, 在 复 位 弹 簧 12 的 作 用 下, 离 合 器 脱 开 线 圈 上 的 电 流, 通 过 电 刷 装 置 3 集 电 环 2 和 导 线 11 供 给 图 4-50 单 摩 擦 片 式 电 磁 离 合 器 结 构 示 意 图 1- 磁 轭 底 座 ;2- 集 电 环 ;3- 电 刷 装 置 ;4- 磁 轭 线 圈 ;5- 紧 固 螺 母 ;6- 摩 擦 片 ;7- 衔 铁 ;8- 导 向 销 ;9- 定 位 环 ;10- 半 联 轴 器 ;11- 导 线 ;12- 复 位 弹 簧 ;13- 摩 擦 环 215. 怎 样 用 液 压 缸 平 衡 上 轧 辊? 液 压 平 衡 装 置 一 般 是 利 用 装 设 在 压 下 装 置 平 台 上 的 液 压 缸 通 过 吊 杆 和 横 梁, 把 上 辊 及 其 轴 承 座 吊 挂 起 来 进 行 平 衡 ( 图 4-51) 轧 机 可 用 一 个 液 压 缸 或 两 个 液 压 缸 来 平 衡 平 衡 力 是 由 往 液 压 缸 内 充 入 高 压 液 体 而 形 成 的 图 4-51 液 压 平 衡 上 轧 辊 示 意 图 4 一 用 两 个 液 压 缸 Ib'-- 用 一 个 液 压 缸

249 平 衡 装 置 的 液 压 系 统 是 一 个 闭 锁 回 路, 主 要 由 泵 站 蓄 能 器 和 液 压 缸 3 部 分 组 成 ( 图 4-52) 在 开 始 使 用 或 工 作 时, 如 果 液 体 泄 漏 损 耗, 由 泵 站 充 液, 平 时 正 常 工 作 时 泵 站 关 闭 工 作 中 随 着 轧 辊 升 降, 液 压 缸 需 要 充 入 或 排 出 液 体, 这 个 压 力 油 就 由 蓄 能 器 来 补 充 或 储 存 蓄 能 器 还 用 来 保 持 压 力 稳 定 常 用 的 蓄 能 器 有 重 锤 式 和 气 罐 式 两 种 图 4-52 液 压 平 衡 系 统 示 意 图 a- 采 用 气 罐 式 蓄 能 器 ;b- 采 用 重 锤 式 蓄 能 器 1- 泵 ;2- 贮 液 箱 ;3- 蓄 能 器 ;4- 平 衡 液 压 缸 ;5- 高 压 空 气 压 缩 机 ;6- 回 液 管 液 压 平 衡 装 置 结 构 紧 凑 工 作 可 靠 运 行 平 稳, 而 且 可 使 上 辊 轴 承 座 与 压 下 螺 丝 分 别 单 独 动 作, 对 换 辊 和 处 理 故 障 特 别 方 便 但 要 有 专 门 的 液 压 泵 站, 并 要 有 专 人 管 理 和 维 修 mm 四 辊 冷 轧 机 液 压 压 下 装 置 是 怎 样 进 行 工 作 的? 1200mm 四 辊 冷 轧 机 的 液 压 压 下 调 整 是 由 液 压 缸 柱 塞 来 进 行 的, 装 在 左 右 两 个 牌 坊 中 的 两 个 液 压 缸, 既 可 同 时 调 整, 也 可 分 别 调 整 液 压 缸 安 装 在 下 支 撑 辊 轴 承 座 和 机 架 下 横 梁 之 间, 为 压 上 式, 其 优 点 是 可 以 省 去 换 辊 升 降 机 构 图 4-53 为 1200mm 四 辊 冷 轧 机 液 压 压 下 装 置 示 意 图, 其 柱 塞 直 径 为 1000mm, 压 下 速 度 为 5-10mm/min( 0.083~0.166mm/s), 柱 塞 行 程 为 23-63mm, 工 作 压 力 为 21MPa, 允 许 最 大 静 压 力 为 33.6MN, 最 大 轧 制 力 为 25MN 图 mm 四 辊 冷 轧 机 液 压 压 下 装 置 示 意 图

250 1 2- 主 液 压 缸 ;3- 垫 板 ;4- 电 磁 离 合 器,5- 蜗 杆 蜗 轮 ;6- 液 压 马 达 ;7- 小 齿 轮 ;8- 内 太 阳 轮 ; 9- 外 太 阳 轮 ;10- 凸 轮 ;11- 滚 轮 ;12- 导 阀 ;13- 中 间 缸 ;14- 齿 条 ;15- 小 齿 轮 ;16- 中 心 轴 ; 17- 导 架 ;18- 行 星 轮 ;19- 油 泵 ;20- 油 箱 主 液 压 缸 柱 塞 的 每 一 工 作 行 程 是 靠 微 量 增 减 进 出 油 缸 的 油 量 来 实 现 的, 因 而 是 属 于 油 量 控 制 式 的 液 压 压 下 装 置 主 缸 每 一 行 程 中 复 原 机 构 的 工 作 顺 序 如 下 ( 图 4-53): (1) 液 压 马 达 6 按 规 定 方 向 转 动, 通 过 蜗 杆 蜗 轮 5 和 小 齿 轮 7 使 差 动 轮 系 的 外 太 阳 轮 9 转 动 (2) 由 于 中 间 缸 活 塞 杆 上 的 齿 条 14 此 时 不 动, 故 与 齿 条 啮 合 的 小 齿 轮 15 中 心 轴 16 及 导 架 17 也 是 不 动 的, 行 星 轮 18 在 外 太 阳 轮 9 的 带 动 下 只 做 自 转, 并 带 动 内 太 阳 轮 8 及 与 其 一 体 的 凸 轮 10(8 和 10 空 套 在 中 心 轴 16 上 ) 转 动 一 个 角 度 (3) 凸 轮 10 的 旋 转, 通 过 滚 轮 1l 使 导 阀 中 的 导 杆 从 中 间 位 置 下 移 ( 当 使 辊 缝 减 小 时 ), 于 是 导 阀 下 部 的 油 路 接 通, 高 压 油 从 油 泵 19 通 过 导 阀 打 人 中 间 缸 13, 并 推 动 其 中 的 活 塞 上 升, 将 中 间 缸 上 部 的 油 液 压 入 主 液 压 缸 1 和 2, 推 动 下 轴 承 座 上 升 到 要 求 的 距 离, 实 现 一 次 微 调 动 作 (4) 当 中 间 缸 活 塞 移 动 时, 活 塞 杆 上 的 齿 条 14 就 带 动 小 齿 轮 15 导 架 17 和 中 心 轴 16 一 起 转 动, 并 使 行 星 轮 18 在 沿 外 太 阳 轮 9 的 内 齿 轮 中 滚 动, 带 动 内 太 阳 轮 8 及 凸 轮 10 转 动 ( 与 原 来 压 下 时 的 方 向 相 反 ), 使 导 阀 杆 上 升, 恢 复 到 中 间 位 置, 导 阀 12 的 油 路 切 断, 复 原 机 构 停 止 工 作 当 需 要 增 大 辊 缝 时, 液 压 马 达 6 反 方 向 转 动 此 时 导 阀 上 升, 上 部 油 路 接 通, 中 间 缸 活 塞 下 部 的 油 液 通 过 导 阀 流 回 油 箱 20, 主 液 压 缸 柱 塞 下 移 某 一 距 离, 从 而 使 辊 缝 加 大 当 需 要 对 每 一 个 主 液 压 缸 进 行 单 独 调 整 时, 可 将 电 磁 离 合 器 分 开, 进 行 单 独 调 整 在 换 辊 等 大 行 程 操 作 时, 另 有 专 门 的 油 路 来 加 速 换 辊, 上 支 撑 辊 轴 承 座 上 面 的 垫 板 3 通 过 专 门 的 液 压 机 构 可 以 移 开, 以 快 速 增 大 轧 辊 的 开 度 为 了 排 除 由 于 漏 油 而 给 正 常 工 作 带 来 的 影 响, 在 主 液 压 缸 的 供 油 回 路 中, 设 有 专 门 的 反 馈 系 统 复 原 机 构 这 样 能 对 导 阀 的 泄 漏 进 行 自 动 补 偿, 并 供 给 主 液 压 缸 一 定 的 油 量, 从 而 能 够 保 持 所 要 求 的 辊 缝 位 置 mm 冷 连 轧 机 液 压 压 下 装 置 是 怎 样 工 作 的? 液 压 压 下 装 置 是 用 液 压 缸 代 替 传 统 的 压 下 螺 丝 螺 母 来 调 整 轧 辊 辊 缝 的 在 600mm 冷 连 轧 机 液 压 压 下 装 置 中, 除 了 电 气 控 制 系 统 和 液 压 动 力 系 统 外, 还 包 括 检 测 仪 表 ( 位 置 传 感 器 和 测 压 仪 等 ) 电 液 伺 服 阀 和 辊 缝 调 整 液 压 缸 图 4-54 为 某 厂 600mm 冷 连 轧 机 液 压 压 下 系 统 的 原 理 图 该 系 统 由 工 作 油 缸 同 步 感 应 器 电 液 伺 服 阀 滤 油 器 和 轴 向 柱 塞 变 量 油 泵 等 组 成 工 作 油 缸 设 置 在 轧 机 机 架 上 横 梁 内, 通 过 测 压 头 支 撑 辊 的 轴 承 座 支 撑 辊 和 工 作 辊 等 进 行 压 下 工 作 油 缸 为 活 塞 式 差 动 油 缸, 活 塞 直 径 为 290ram, 最 大 行 程 为 135mm 为 了 减 少 轧 制 间 隙 时 间, 提 高 生 产 率, 要 求 工 作 油 缸 在 压 下 和 提 升 时 具 有 不 同 的 速 度, 向 上 提 升 行 程 的 速 度 要 快 因 此, 上 活 塞 杆 直 径 取 80mm, 下 活 塞 杆 直 径 为 1lOmm, 由 于 上 下 活 塞 杆 直 径 不 同, 活 塞 的 承 压 面 积 也 不 同, 故 使 工 作 油 缸 活 塞 杆 的 提 升 速 度 大 于 压 下 速 度 工 作 油 缸 由 高 压 电 液 伺 服 阀 直 接 控 制 在 液 压 系 统 中, 电 液 伺 服 阀 是 一 个 将 微 小 的 电 气 输 入 信 号 放 大 为 功 率 很 大 的 液 压 能 量 输 出 的 元 件, 它 也 是 一 个 功 率 放 大 器 其 额 定 压 力 为 14MPa, 额 定 流 量 为 30L/min 由 于 电 液 伺 服 阀 对 油 液 的 要 求 高, 所 以 油 液 过 滤 方 式 采 用 粗 过 滤 和 电 液 伺 服 阀 前 的 精 过 滤 两 次 过 滤 方 法

251 轴 向 柱 塞 变 量 油 泵 的 最 大 工 作 油 压 是 根 据 电 液 伺 服 阀 需 要 的 供 油 压 力, 由 溢 流 阀 调 整 到 约 23~28MPa, 该 油 泵 的 公 称 压 力 为 32MPa 油 泵 的 流 量 取 决 于 调 节 速 度 的 要 求, 同 时 应 考 虑 到 油 缸 阀 管 路 等 漏 损 的 影 响 该 油 泵 的 公 称 流 量 为 160L/min, 在 使 用 时, 油 泵 的 流 量 要 调 整 到 40~50L/min 图 mm 冷 连 轧 机 液 压 压 下 系 统 原 理 图 1- 轴 向 柱 塞 变 量 油 泵 ;2- 单 向 阀 ;3- 溢 流 阀 ;4- 粗 滤 油 器 ;5- 精 滤 油 器 ;6- 电 液 伺 服 阀 ;7- 同 步 感 应 器 同 步 感 应 器 是 轧 辊 位 置 的 检 测 装 置, 同 时 又 是 位 置 信 号 发 生 器 同 步 感 应 器 由 固 定 的 激 磁 板 和 移 动 的 感 应 板 组 成 激 磁 板 固 定 在 轧 机 机 架 上, 感 应 板 固 定 在 工 作 油 缸 的 活 塞 杆 上, 这 样 可 以 通 过 测 量 活 塞 与 机 架 的 相 对 位 移 来 间 接 测 量 辊 缝 的 位 置 激 磁 板 上 通 电 后 形 成 旋 转 磁 场, 感 应 板 上 的 线 圈 相 对 于 激 磁 板 移 动 即 感 应 生 成 电 动 势, 其 电 势 的 大 小 随 激 磁 线 圈 和 感 应 线 圈 的 相 对 位 置 的 相 位 变 化 而 作 周 期 性 变 化, 因 此 可 用 相 位 的 信 号 来 表 示 位 移 的 信 号 在 正 常 轧 制 的 情 况 下, 给 定 相 位 φ1 和 反 馈 相 位 φ2 处 于 平 衡 状 态 鉴 相 器 由 于 没 有 相 位 差, 输 出 电 压 为 零, 输 入 电 液 伺 服 阀 的 信 号 电 流 也 为 零, 电 液 伺 服 阀 输 出 的 油 液 流 量 也 为 零, 则 轧 机 的 工 作 油 缸 活 塞 杆 保 持 不 动 若 需 调 整 辊 缝 时, 则 给 定 相 位 φ1 变 为 φ1+ φ, 而 反 馈 相 位 φ2 不 变, 引 起 相 位 不 平 衡, 则 鉴 相 器 就 有 相 对 于 φ 相 位 的 输 出 电 压 Δu, 就 有 直 流 放 大 为 i 的 信 号 电 流 输 入 电 液 伺 服 阀, 从 而 电 液 伺 服 阀 输 出 油 液, 使 轧 机 工 作 油 缸 的 活 塞 杆 提 升 或 压 下 由 于 工 作 油 缸 活 塞 杆 的 位 置 改 变, 同 步 感 应 器 的 感 应 板 反 馈 相 位 弘 也 发 生 变 化,φ1+ φ 和 φ2+ φ 又 达 到 新 的 平 衡 状 态, 则 i=0, 柱 塞 就 不 再 移 动, 轧 辊 在 新 的 辊 缝 位 置 下 保 持 不 动 在 轧 制 过 程 中, 坯 料 或 其 他 原 因 引 起 轧 机 弹 跳, 使 油 缸 活 塞 发 生 移 动, 此 时 位 置 给 定 相 位 未 变, 反 馈 相 位 发 生 变 化 而 破 坏 了 平 衡, 则 鉴 相 器 的 输 出 信 号 电 流 能 自 动 进 行 纠 偏 调 节, 以 保 持 轧 辊 辊 缝 恒 定, 提 高 冷 轧 带 钢 产 品 的 精 度

252 ram 冷 连 轧 机 液 压 压 下 装 置 是 怎 样 工 作 的? 1700mm 冷 连 轧 机 液 压 压 下 装 置 布 置 情 况 如 图 4-55 所 示, 压 下 液 压 缸 3 和 平 衡 架 9 由 平 衡 液 压 缸 1 通 过 拉 杆 悬 挂 在 机 架 顶 部 若 拔 掉 销 轴 8, 则 平 衡 架 连 同 压 下 液 压 缸 可 随 同 支 撑 辊 一 起 拉 出 机 架 进 行 检 修 压 下 液 压 缸 与 支 撑 辊 轴 承 座 间 有 一 垫 片 组 5, 其 厚 度 可 按 照 轧 辊 的 磨 损 量 来 调 整, 以 避 免 液 压 缸 行 程 过 大 在 液 压 缸 上 部 的 T 形 槽 内, 装 有 弧 形 垫 块 2 利 用 双 向 动 作 的 双 向 油 缸 7, 可 将 两 弧 形 垫 块 同 时 抽 出, 进 行 换 辊 操 作 压 下 液 压 缸 的 缸 体 平 放 在 上 支 撑 辊 轴 承 座 6 上 ( 有 定 位 销 ), 液 压 缸 活 塞 顶 住 机 架 窗 口 下 方 的 弧 形 垫 块 2 缸 体 上 装 有 液 压 压 力 传 感 器 4 每 个 液 压 缸 有 两 个 光 栅 式 位 置 传 感 器 10, 按 对 角 线 布 置 在 活 塞 两 侧 压 下 液 压 缸 的 活 塞 直 径 为 965mm, 最 大 行 程 为 100mm, 最 大 作 用 力 约 为 12.5MN 液 压 压 下 系 统 采 用 MOOG73 型 电 液 流 量 控 制 伺 服 阀, 其 额 定 流 量 为 57L/min( 压 力 为 7MPa 时 ), 最 大 工 作 压 力 为 21MPa 液 压 缸 回 程 油 压 为 1.5MPa 图 mm 冷 连 轧 机 液 压 压 下 装 置 1- 平 衡 液 压 缸 ;2- 弧 形 垫 块 ;3- 压 下 液 压 缸 ;4- 液 压 压 力 传 感 器 ;5- 垫 片 组 ;6- 上 支 撑 辊 轴 承 座 ;7- 双 向 油 缸 ;8- 销 轴 ;9- 平 衡 架 ;10- 位 置 传 感 器 ;11- 高 压 油 进 油 口 219. 液 压 压 下 系 统 中 电 液 伺 服 阀 的 作 用 是 什 么, 它 是 怎 样 工 作 的? 在 液 压 压 下 系 统 里, 电 液 伺 服 阀 的 作 用 是 : 将 电 信 号 进 行 功 率 放 大, 直 接 控 制 压 下 油 缸 柱 塞 上 下 移 动, 以 此 来 调 整 轧 辊 辊 缝 当 轧 件 状 态 变 化 引 起 辊 缝 发 生 变 化, 使 轧 辊 实 际 位 置 偏 离 给 定 位 置 时, 通 过 装 在 压 下 油 缸 上 的 位 置 传 感 器, 将 位 置 偏 离 信 号 放 大 后 输 到 电 液 伺 服 阀, 使 压 下 油 缸 的 柱 塞 上 下 移 动, 直 到 消 除 偏 差 为 止, 使 系 统 又 处 于 新 的 平 衡 状 态 由 于 在 平 衡 时 柱 塞 位 置 是 恒 定 的, 这 就 间 接 地 控 制 了 辊 缝 恒 定 电 液 伺 服 阀 主 要 由 力 矩 马 达 喷 嘴 挡 板 液 压 前 置 放 大 器 和 滑 阀 式 功 率 放 大 器 等 组 成, 其 结 构 如 图 4-56 所 示

253 图 4-56 电 液 伺 服 阀 的 结 构 简 图 1- 永 久 磁 铁 ;2- 导 磁 体 ;3- 线 圈 ;4- 可 动 衔 铁 ;5- 挡 板 ;6- 喷 嘴 ;7- 固 定 节 流 孔 ;8- 反 馈 弹 簧 ; 9- 三 位 四 通 滑 阀 阀 芯 ;10- 阀 套 力 矩 马 达 由 永 久 磁 铁 1 导 磁 体 2 线 圈 3 和 可 动 衔 铁 4 等 零 件 组 成 其 作 用 是 把 外 界 输 入 的 电 信 号 ( 电 流 i) 转 换 成 力 矩 (M=f(i)) 并 输 送 到 下 一 级 力 矩 马 达 靠 永 久 磁 铁 在 气 隙 中 产 生 的 固 定 磁 通 量 和 通 电 后 线 圈 在 气 隙 中 产 生 的 磁 通 量 叠 加, 产 生 一 个 不 平 衡 力 矩, 使 可 动 衔 铁 受 力 而 偏 转 喷 嘴 挡 板 液 压 前 置 放 大 器 由 挡 板 5 喷 嘴 6 以 及 固 定 节 流 孔 7 等 零 件 组 成, 其 作 用 是 放 大 力 力 矩 马 达 使 可 动 衔 铁 转 动, 同 时 带 动 挡 板 偏 转, 改 变 喷 嘴 到 挡 板 间 的 距 离, 从 而 使 两 喷 嘴 腔 的 压 力 不 平 衡 而 产 生 压 力 差 在 该 压 力 差 作 用 下 滑 阀 阀 芯 移 动 滑 阀 式 功 率 放 大 器 由 反 馈 弹 簧 8 三 位 四 通 滑 阀 阀 芯 9 和 阀 套 10 等 零 件 组 成 其 作 用 是 把 压 力 和 流 量 同 时 放 大, 达 到 功 率 放 大 的 目 的 电 液 伺 服 阀 的 工 作 情 况 是 这 样 的 ( 见 图 4-57): 图 4-57 电 液 伺 服 周 的 工 作 原 理 图

254 (1) 零 位 图 4-57a 所 示 位 置 没 有 输 入 微 小 的 电 流 信 号, i 为 零 ; 力 矩 马 达 两 个 线 圈 的 原 有 电 流 处 于 平 衡,i1=i2; 可 动 衔 铁 在 正 中 位 置 时, 其 受 力 平 衡, 即 F1=F2; 挡 板 处 于 两 喷 嘴 的 中 间 位 置,C=D; 两 侧 喷 嘴 控 制 腔 的 压 力 相 等,P1=P2; 三 位 四 通 滑 阀 阀 芯 处 于 中 间 位 置,P A 0 B 油 口 不 通, 输 出 的 电 液 流 量 为 零 (2)P A 油 口 和 B 0 油 口 接 通 ( 图 4-57b) 当 需 压 下 时, 输 入 微 小 的 正 向 电 流 信 号,Δ i>o, 则 力 矩 马 达 两 侧 线 圈 的 电 流 为 : i1+δi>i2 一 i 衔 铁 内 部 产 生 磁 通, 使 一 侧 磁 通 增 加, 另 一 侧 磁 通 减 少, 则 可 动 衔 铁 的 受 力 为 F1>F2, 这 样 使 可 动 衔 铁 向 磁 通 增 加 的 方 向 ( 顺 时 针 ) 偏 转 一 角 度, 产 生 与 电 磁 力 相 应 的 力 矩, 从 而 引 起 挡 板 左 移, 则 挡 板 与 两 侧 喷 嘴 的 距 离 改 变,C>D, 因 而 形 成 两 侧 控 制 腔 的 压 力 差,P1<P2 该 压 力 差 将 推 动 三 位 四 通 滑 阀 阀 芯 右 移, 其 移 动 一 定 距 离 后, 由 于 阀 芯 右 移 时 带 动 挡 板 右 移, 故 又 出 现 挡 板 与 两 侧 喷 嘴 的 距 离 相 等,C=D( 图 4-57c), 此 时 阀 芯 就 不 再 移 动 ; 由 于 阀 芯 的 右 移 而 形 成 阀 的 开 口, 则 油 口 P A 和 B 0 接 通, 油 液 推 动 工 作 油 缸 柱 塞 向 下 运 动 进 行 压 下, 辊 缝 的 距 离 减 小 当 电 流 信 号 消 失 时, 则 i=0,i1=i2,f1=f2 可 动 衔 铁 回 复 到 中 间 位 置, 使 P1>P2, 则 滑 阀 阀 芯 左 移 而 自 动 复 位,P A 0 B 油 口 不 通 (3)P B 油 口 和 A 0 油 口 接 通 同 理, 当 需 抬 起 轧 辊 时, 输 入 微 小 的 反 向 电 流 信 号 i, 则 力 矩 马 达 两 侧 线 圈 的 电 流 为 : 使 可 动 衔 铁 的 受 力 变 为 F1<Fz; 这 样, 可 动 衔 铁 逆 时 针 偏 转 一 角 度, 使 挡 板 右 移, 则 挡 板 与 两 侧 喷 嘴 的 距 离 为 C<D, 从 而 控 制 腔 形 成 压 力 差,P1>P2; 该 压 力 差 将 推 动 滑 阀 阀 芯 左 移, 则 油 口 P B 及 A O 接 通, 油 液 推 动 工 作 油 缸 柱 塞 向 上 移 动, 使 辊 缝 距 离 增 大 若 电 流 信 号 消 失, 则 i=0, 滑 阀 自 动 复 位 并 处 于 中 间 位 置 状 态 由 上 述 可 知, 工 作 油 缸 柱 塞 的 提 升 或 压 下 是 通 过 电 液 伺 服 阀 上 部 力 矩 马 达 控 制 的 滑 阀 阀 芯 移 动 来 实 现 的 电 流 信 号 则 从 位 置 传 感 器 中 得 到 四 开 卷 机 与 卷 取 机 220. 什 么 叫 双 筒 回 转 式 开 卷 机? 双 筒 回 转 式 开 卷 机 可 用 于 窄 带 钢 冷 连 轧 机 上 图 4-58 所 示 为 双 筒 回 转 式 开 卷 机, 它 有 两 个 卷 筒, 一 个 卷 筒 正 常 工 作 时, 另 一 个 可 同 时 上 卷, 做 准 备 工 作 当 带 钢 开 卷 完 时, 通 过 油 缸 传 动, 使 卷 筒 绕 中 心 立 轴 回 转 180, 将 另 一 侧 备 好 的 带 钢 卷 送 至 机 组 中 心 线 上 进 行 开 卷 这 样 可 缩 短 辅 助 工 时, 提 高 生 产 效 率 由 图 可 见, 右 边 的 卷 筒 是 胀 开 的, 处 于 上 好 卷 的 工 作 位 置 左 边 的 卷 筒 是 收 缩 的, 处 于 上 卷 位 置 当 一 卷 带 钢 轧 完 后, 开 卷 机 在 水 平 回 转 180 的 过 程 中, 卷 筒 即 自 动 胀 开, 撑 紧 钢 卷 这 一 动 作 是 由 一 个 装 有 压 缩 弹 簧 7 的 滑 座 6 对 固 定 在 主 轴 11 上 的 偏 心 器 8 的 复 合 运 动 完 成 的 推 动 机 身 14 绕 主 轴 11 旋 转 时, 左 右 卷 筒 的 空 心 轴 互 换 了 位 置 但 因 滑 座 6 是 绕 偏 心 器 8 转 动 的, 从 而 使 推 杆 16 对 空 心 轴 5 发 生 相 对 位 移, 带 动 滑 套 10 轴 向 运 动, 改 变 链 板 与 水 平 方 向 的 夹 角, 使 卷 筒 胀 缩 卷 筒 上 有 制 动 器, 防 止 断 带 时 卷 筒 继 续 转 动 而 松 卷

255 图 4-58 g~ 筒 回 转 式 开 卷 机 1- 扇 形 板 ;2- 链 板 ;3- 护 板 ;4- 导 向 轴 ;5- 空 心 轴 ;6- 滑 座 ;7- 弹 簧 ;8- 偏 心 器 ;9- 螺 母 压 盖 ;10- 滑 套 ;11- 主 轴 ;12- 底 座 ;13- 止 动 器 ;14- 机 身 ;15- 制 动 轮 ;16- 推 杆 窄 带 钢 冷 轧 机 的 双 筒 回 转 式 开 卷 机 技 术 性 能 如 下 : 带 钢 卷 内 径 750mm 带 钢 卷 外 径 1000~1100mm 带 钢 卷 宽 度 65~330mm 带 钢 卷 厚 度 1.2~4.75mm 带 钢 卷 质 量 2t 卷 筒 直 径 700~780mm 221. 什 么 叫 单 卷 筒 棱 锥 式 开 卷 机? 单 卷 筒 棱 锥 式 开 卷 机 具 有 刚 性 好 开 卷 张 力 大 和 设 备 质 量 较 轻 等 优 点, 目 前 已 广 泛 使 用 这 种 开 卷 机 的 卷 筒 上 无 钳 口 装 置, 卷 筒 的 胀 缩 机 构 是 由 活 动 支 撑 轴 颈 1 拉 杆 2 空 心 轴 3 扁 销 4 弓 形 块 5 棱 锥 轴 6 和 滑 键 7 等 组 成, 如 图 4-59 所 示 图 4-59 单 卷 筒 棱 锥 式 开 卷 机 的 卷 筒 结 构 1- 活 动 支 撑 轴 颈 ;2- 拉 杆 ;3- 空 心 轴 ;4- 扁 销 ;5- 弓 形 块 ;6- 棱 锥 轴 ;7- 滑 键 卷 筒 是 由 4 块 弓 形 块 5 所 组 成 的 弓 形 块 5 与 棱 锥 轴 6 之 间 构 成 斜 楔 滑 动 表 面, 其 中 有

256 两 个 滑 动 面 做 成 燕 尾 槽 形 式 棱 锥 轴 6 通 过 扁 销 4 与 拉 杆 2 相 连 扁 销 4 穿 过 空 心 轴 3 上 的 长 孔, 并 可 在 长 孔 内 移 动 空 心 轴 3 与 棱 锥 轴 6 之 间 由 滑 键 7 相 连, 使 棱 锥 轴 6 在 空 心 轴 3 上 滑 动 活 动 支 撑 轴 颈 安 放 在 活 动 支 架 上, 以 支 持 卷 筒, 使 其 不 呈 悬 臂 状, 从 而 增 加 卷 筒 刚 性 轴 向 胀 缩 液 压 缸 ( 直 径 为 拳 320mm, 行 程 为 95mm, 工 作 压 力 为 7MPa) 动 作, 使 拉 杆 2 连 同 棱 锥 轴 6 进 行 轴 向 移 动, 斜 楔 使 弓 形 块 胀 开, 卷 筒 胀 径 胀 缩 液 压 缸 反 向 动 作 时, 则 卷 筒 缩 径 单 卷 筒 棱 锥 式 开 卷 机 用 于 双 机 架 平 整 机 组, 开 卷 带 钢 厚 度 为 O.15~O.8mm, 宽 度 为 550~1270mm, 开 卷 速 度 为 33m/s( 平 整 时 ) 或 23m/s( 二 次 冷 轧 时 ), 开 卷 张 力 为 22700N 卷 重 为 20000~45000kg 当 开 卷 带 钢 厚 度 小 于 O.5mm 时, 卷 筒 直 径 采 用 φ450mm, 胀 径 时 为 φ474mm, 缩 径 时 为 φ 405mm 带 钢 厚 度 大 于 0.5mm 时, 采 用 φ610mm 的 卷 筒, 胀 径 到 φ634mm, 缩 径 到 φ548mm 卷 筒 由 两 台 功 率 为 364kW 转 速 为 280~1430r/min 的 直 流 电 机 经 一 级 斜 齿 轮 进 行 传 动 222. 四 棱 锥 式 悬 臂 开 卷 机 的 结 构 和 性 能 是 怎 样 的? 四 棱 锥 式 悬 臂 开 卷 机 的 卷 筒 结 构 与 四 棱 锥 卷 取 机 相 似, 如 图 4-60 所 示 轴 向 拉 杆 拉 动 四 棱 锥 滑 套 4, 使 扇 形 块 作 径 向 运 动 扇 形 块 两 端 各 有 一 个 燕 尾 槽 来 固 定 扇 形 块 当 卷 筒 有 两 种 规 格 时, 并 不 更 换 卷 筒, 而 是 在 φ450mm 直 径 的 卷 筒 上 装 有 4 个 塑 料 扇 形 板, 成 为 φ610mm 卷 筒 相 邻 扇 形 块 侧 边 做 成 相 啮 合 的 矩 形 凸 缘, 减 少 了 缝 隙 对 钢 卷 内 层 的 影 响 如 图 4-61 所 示, 卷 筒 轴 头 6 内 有 滚 动 轴 承, 是 活 动 支 撑 的 支 点 上 卷 后, 移 动 液 压 缸 2 将 开 卷 机 移 到 可 使 卷 筒 轴 头 搁 在 活 动 支 撑 4 上 的 位 置 这 种 开 卷 机 用 于 处 理 较 大 卷 重 和 较 大 张 力 的 钢 卷 某 冷 轧 厂 的 1 号 ~3 号 横 切 机 组 纵 切 机 组 和 重 卷 检 查 机 组 都 用 这 种 开 卷 机, 其 技 术 性 能 见 表 4-29 图 4-60 卷 筒 结 构 l- 轴 向 拉 杆 ;2- 定 位 销 ;3- 空 心 轴 ;4- 滑 套 ;5- 扇 形 块 ;6- 卷 筒 轴 头

257 图 4-61 四 棱 锥 式 悬 臂 开 卷 机 1- 卷 筒 ;2- 移 动 液 压 缸 ;3- 减 速 机 ;4- 活 动 支 撑 ;5- 机 座 ;6- 卷 筒 轴 头 表 4-29 四 棱 锥 式 悬 臂 开 卷 机 技 术 性 能 机 组 名 称 1 号 横 切 机 组 2 号 横 切 机 组 3 号 横 切 机 组 纵 切 机 组 重 卷 检 查 机 组 带 钢 厚 度 /mm O O.5-2.O O.5-3.O O 带 钢 宽 度 /mm 材 料 强 度 /MPa 开 卷 速 度 /m min / 卷 筒 直 径 /mm φ450,φ610 φ6lo φ450,φ610 φ610 卷 筒 胀 缩 范 围 /mm φ φ φ φ φ φ 开 卷 张 力 /N 胀 缩 液 压 缸 尺 寸 /mm φ275/φ φ450/φ 移 动 液 压 缸 尺 寸 /mm 活 动 支 撑 液 压 缸 尺 寸 /mm φ160/φ φ125/φ 电 动 机 功 率 /kw 转 速 /r min-1 O-25/25 O-500/2840 O-25/25 O-500/2100 O-100/ /2100 减 速 机 速 比 / ( 换 挡 ) 什 么 叫 双 圆 柱 头 胀 缩 式 开 卷 机? 某 厂 五 机 架 冷 连 轧 机 组 采 用 轴 向 液 压 缸 胀 缩 的 双 圆 柱 头 胀 缩 式 开 卷 机, 并 且 酸 洗 机 组 和 单 机 架 平 整 机 组 等 均 采 用 此 种 开 卷 机 图 4-62 是 双 圆 柱 头 胀 缩 式 开 卷 机 总 图, 其 技 术 性 能 见 表 4-30 卷 筒 支 撑 在 减 速 机 中, 减 速 机 安 放 在 有 滑 道 的 底 座 上, 移 动 液 压 缸 可 推 动 减 速 机 前 后 滑 动 电 动 机 固 定 不 动, 通 过 花 键 和 球 面 齿 接 手 将 力 矩 传 到 卷 筒 上 卷 筒 结 构 如 图 4-63 所 示 拉 杆 2 的 头 部 做 成 锥 形, 锥 形 部 位 上 加 工 有 燕 尾 槽 滑 动 面, 使 拉 杆 与 弓 形 块 3 相 配 合, 构 成 斜 楔 滑 动 机 构 拉 杆 直 接 与 轴 向 胀 缩 液 压 缸 的 活 塞 相 连 接, 当 轴 向 胀 缩 液 压 缸 ( 活 塞 直 径 为 φ440mm, 行 程 为 221mm, 工 作 压 力 为 8MPa) 动 作 时, 拉 杆 移 动, 推 动 弓 形 块 胀 开, 卷 筒 胀 径 ; 反 之, 液 压 缸 反 向 动 作 时, 卷 筒 缩 径 卷 筒 是 由 功 率 为 475kW 转 速 为 130~540r/min 的 直 流 电 机, 经 过 减 速 装 置 带 动 空 心 轴 来 旋 转 的

258 图 4-62 双 圆 柱 头 胀 缩 式 开 卷 机 表 4 30 双 圆 柱 头 胀 缩 式 开 卷 机 技 术 性 能 名 称 酸 洗 机 组 五 机 架 冷 连 轧 机 单 机 架 平 整 机 带 钢 厚 度 /mm ~6 O.4-3 带 钢 宽 度 /mm 带 钢 强 度 /MPa 带 钢 运 行 速 度 /m min 卷 简 直 径 /mm φ610 φ610 φ610 卷 简 直 径 胀 缩 范 围 /mm φ φ φ 卷 筒 长 度 /mm 约 855 约 855 约 855 钢 卷 规 格 内 径 /mm φ760/φ610 φ610 φ610 外 径 /mm φ φ φ 质 量 /t 开 卷 张 力 ( 最 大 )/N 卷 筒 传 动 电 机 功 率 /kw 125/ / /710 转 速 /r min / /591/715 减 速 比 卷 筒 胀 缩 缸 尺 寸 /mm φ300/φi φ440/φ φ440/φ 移 动 液 压 缸 尺 寸 /mm φ180/φ φ250/φ φ250/φ 图 4 63 双 圆 柱 胀 缩 式 开 卷 机 的 卷 筒 结 构 1- 空 心 轴 ;2- 拉 杆 ( 棱 锥 轴 );3- 弓 形 块 开 卷 机 的 移 动 是 由 液 压 缸 ( 活 塞 直 径 为 φ250mm, 行 程 为 980mm, 工 作 压 力 为 20MPa) 来 驱

259 动 的 开 卷 机 采 用 光 电 式 边 缘 控 制 装 置, 移 动 液 压 缸 可 同 步 运 动 这 种 开 卷 机 能 防 止 钢 卷 因 自 重 而 变 形 使 用 时, 两 个 卷 筒 间 距 只 有 20mm 224. 预 开 卷 设 备 包 括 哪 些 其 工 作 过 程 怎 样? 带 钢 在 进 行 酸 洗 冷 轧 等 工 序 前, 要 把 带 钢 头 部 展 开 和 矫 直, 往 往 在 机 组 前 面 设 有 开 卷 直 头 设 备 冷 连 轧 机 头 部 装 有 预 开 卷 设 备, 以 保 证 机 组 连 续 生 产 和 提 高 轧 机 生 产 率 预 开 卷 设 备 由 步 进 梁 钢 卷 车 剥 捆 带 机 刮 板 直 头 机 压 辊 带 头 探 测 辊 三 辊 矫 直 机 带 钢 夹 持 器 及 带 钢 夹 钳 等 设 备 组 成, 如 图 4-64 所 示 预 开 卷 工 作 过 程 如 下 : 带 钢 卷 步 进 梁 送 进 切 割 捆 扎 带 寻 找 带 钢 头 部 三 辊 矫 直 开 卷 机 开 卷 (1) 热 轧 带 钢 卷 经 酸 洗 后 吊 至 与 轧 制 线 相 垂 直 的 步 进 梁 上 步 进 梁 可 将 钢 卷 步 进 地 运 到 轧 制 中 心 线 上 去 在 最 后 一 个 步 进 动 作 中, 借 助 于 光 电 装 置 和 行 进 发 生 器 测 定 钢 卷 宽 度, 使 钢 卷 自 动 落 到 钢 卷 车 3 上 (2) 钢 卷 车 在 光 电 管 控 制 下, 由 升 降 液 压 缸 4 动 作 下 降, 使 钢 卷 位 于 剥 捆 带 机 7 前 面, 而 剥 捆 带 机 设 在 轧 制 中 心 线 上 接 着 剥 捆 带 机 借 助 于 液 压 缸 8 驶 向 钢 卷, 将 钢 卷 捆 扎 带 剥 掉 剥 捆 带 机 7 是 由 刮 刀 装 置 13 压 杆 11 夹 送 辊 10 碎 边 剪 9 等 组 成 的 刮 刀 装 置 13 上 装 有 切 割 捆 带 的 圆 盘 ( 砂 轮 )12, 借 助 于 液 压 缸 刮 刀 装 置 可 沿 带 钢 宽 度 方 向 移 动 压 杆 11 是 由 液 压 缸 操 纵 的, 用 来 压 住 捆 带, 以 免 割 断 时 崩 开 夹 送 辊 10 将 切 断 的 捆 扎 带 送 到 碎 边 剪 9 剪 成 碎 块, 通 过 溜 槽 落 到 废 料 箱 6 中 剥 捆 带 机 退 回, 钢 卷 车 3 降 到 人 料 高 度, 同 时 钢 卷 车 被 由 电 动 机 驱 动 的 行 走 机 构 2 带 动, 沿 轧 制 方 向 行 驶, 将 钢 卷 送 至 入 料 位 置 图 4-64 预 开 卷 设 备 1- 双 圆 柱 胀 缩 开 卷 机 ;2- 钢 卷 车 行 走 机 构 ;3- 钢 卷 车 ;4- 钢 卷 车 升 降 液 压 缸 ;5- 钢 卷 车 行 走 机 构 电 动 机 ; 6- 废 料 箱 ;7- 剥 捆 带 机 ;8- 液 压 缸 ;9- 碎 边 剪 ;10- 夹 送 辊 ;11- 压 杆 ;12- 圆 盘 ( 砂 轮 );13- 刮 刀 装 置 ; 14- 压 辊 ;15- 探 测 辊 ;16- 开 卷 刀 ;17- 三 辊 矫 直 机 ;18- 带 钢 支 持 器 ;19- 夹 送 辊 ;20- 带 钢 夹 钳 装 置 (3) 带 头 探 测 辊 15 通 过 液 压 缸 动 作 落 到 钢 卷 上, 然 后 钢 卷 作 反 向 旋 转 当 带 钢 探 测 辊 15 测 到 带 钢 头 部 时, 把 带 钢 头 定 位 在 压 辊 14 与 开 卷 刀 16 之 间 开 卷 刀 由 两 个 液 压 缸 传 动,

260 一 个 液 压 缸 使 开 卷 刀 伸 缩, 另 一 个 使 它 摆 动 (4) 带 钢 头 部 在 钢 卷 车 3 上 的 传 动 辊 带 动 下, 被 送 到 三 辊 矫 直 机 17 上 面 一 个 被 动 矫 直 辊 靠 液 压 缸 升 降, 下 面 两 个 矫 直 辊 由 电 动 机 驱 动 从 三 辊 矫 直 机 17 出 来 的 带 钢, 经 过 按 带 钢 宽 度 调 整 好 的 支 持 器 18, 使 带 钢 在 水 平 面 上 运 行 将 矫 直 好 的 带 钢 头 部 夹 持, 并 穿 过 夹 送 辊 19 当 带 钢 头 部 碰 到 挡 板 后, 由 夹 钳 装 置 20 夹 住 此 后, 开 卷 刀 16 缩 回 并 摆 动 下 降 ; 压 辊 14 抬 起, 与 钢 卷 脱 离 接 触 ; 矫 直 机 的 下 矫 直 辊 和 开 卷 刀 一 起 向 传 动 侧 移 动, 离 开 带 钢 运 行 的 地 段 (5) 钢 卷 车 3 将 钢 卷 移 到 双 圆 柱 胀 缩 开 卷 机 1 并 将 钢 卷 装 在 开 卷 机 的 圆 柱 头 上 进 行 开 卷 225. 什 么 叫 刮 板 式 直 头 机, 其 操 作 过 程 怎 样? 直 头 机 用 来 把 已 展 开 的 带 钢 头 部 矫 直, 以 便 使 带 钢 顺 利 地 喂 人 轧 机 图 4-65 所 示 为 带 有 三 辊 矫 直 机 的 刮 板 式 直 头 机 该 刮 板 式 直 头 机 技 术 性 能 如 下 : 刮 板 宽 度 300mm 带 钢 尺 寸 (O.2-2.5)mm( )mm 最 大 矫 直 力 40kN 刮 板 式 直 头 机 的 操 作 过 程 如 下 : 将 带 钢 卷 吊 放 在 上 料 小 车 架 上 ; 升 起 上 料 小 车 液 压 缸, 将 钢 卷 托 起 并 对 准 开 卷 机 中 心, 移 动 水 平 液 压 缸, 将 钢 卷 送 至 开 卷 卷 筒 上, 对 准 轧 制 中 心 线 ; 开 卷 机 卷 筒 胀 开, 上 料 小 车 下 降, 悬 臂 托 架 推 紧 ; 把 助 开 卷 机 推 上, 剪 断 扎 丝 ; 顺 时 针 开 动 开 卷 机 至 带 钢 头 部 上 翘, 然 后 再 逆 时 针 转 动, 将 带 钢 头 部 送 人 三 辊 矫 直 机, 停 止 开 卷 机 ; 三 辊 矫 直 机 上 辊 压 下, 顺 时 针 开 动 三 辊 矫 直 机, 将 带 钢 头 部 喂 人 1 号 液 压 压 板 装 置, 直 至 喂 人 1 号 轧 机 的 工 作 辊 图 4-65 刮 板 式 直 头 机 1- 压 辊 液 压 缸 ;2- 探 涌 辊 液 压 缸 ;3- 探 测 辊 ;4- 压 辊 ;5- 带 卷 ;6- 开 卷 刀 ; 7 导 板 液 压 缸 ;8- 导 板 ; 9- 开 卷 刀 液 压 缸 ;10- 下 矫 直 辊 ;11- 矫 直 机 液 压 缸 226. 冷 带 钢 卷 取 机 的 工 作 特 点 是 什 么?

261 在 冷 轧 带 钢 生 产 中, 采 用 连 轧 方 式 是 提 高 生 产 率 的 重 要 措 施, 连 轧 出 来 的 冷 带 钢 要 由 卷 取 机 卷 绕 成 卷 此 外, 可 逆 不 可 逆 式 单 机 架 冷 带 钢 轧 机 中, 轧 件 也 往 往 长 达 数 十 米 甚 至 更 长 为 了 适 应 生 产 运 输 贮 存 及 用 户 等 需 要, 冷 带 钢 也 必 须 要 用 卷 取 机 卷 绕 成 卷 ( 图 4-66) 图 4-66 各 类 冷 轧 机 机 组 中 的 卷 取 机 a- 可 逆 式 ;b- 不 可 逆 式,c- 连 续 式 1- 开 卷 机 ;2- 卷 取 机 ;3- 导 向 空 转 辊 ;4- 压 板 ( 或 辊 式 导 板 );5- 轧 机 卷 取 机 是 成 卷 轧 制 冷 轧 机 组 中 必 不 可 少 的 设 备 生 产 实 践 表 明, 保 证 卷 取 机 正 常 工 作 对 提 高 轧 机 的 生 产 率 有 很 重 要 的 意 义 在 冷 轧 车 间 中, 卷 取 机 还 普 遍 用 于 酸 洗 剪 切 热 处 理 等 辅 助 机 组 中 冷 带 钢 卷 取 机 的 工 作 特 点 如 下 : (1) 提 供 张 力, 实 现 张 力 轧 制 在 不 可 逆 式 和 可 逆 式 冷 轧 机 上, 带 钢 张 力 是 由 前 后 卷 取 机 来 实 现 的 张 力 在 冷 轧 过 程 中 起 重 要 作 用, 张 力 轧 制 可 以 降 低 轧 制 压 力, 使 带 钢 板 形 平 直, 提 高 带 钢 表 面 质 量 同 时 带 张 力 卷 取 可 使 钢 卷 紧 密 整 齐 在 连 轧 时, 张 力 还 起 到 自 动 调 节 连 轧 关 系 的 作 用 为 此, 轧 制 冷 带 钢 时, 在 保 证 带 钢 正 常 轧 制 的 前 提 下, 均 采 用 大 张 力 轧 制 根 据 经 验, 在 可 逆 式 冷 轧 机 上, 对 于 2-4mm 厚 的 带 钢, 张 应 力 σo (0.1~0.2)σs; 对 于 O.3-1mm 厚 的 带 钢,σo (O.5~O.8)σs (σs 是 考 虑 加 工 硬 化 后 的 材 料 屈 服 极 限 ) 在 连 轧 机 组 中, 末 架 轧 机 与 卷 取 机 之 间 带 钢 采 用 小 张 力, 卷 取 机 张 应 力 σo (O.1~O.15)σs (2) 卷 取 机 速 度 必 须 可 调 在 带 钢 卷 取 过 程 中, 钢 卷 直 径 是 变 化 的 为 了 保 证 钢 卷 外 层 线 速 度 与 轧 机 速 度 相 适 应 并 保 持 张 力 恒 定, 这 就 要 求 卷 取 机 速 度 是 可 调 的 卷 取 机 调 速 范 围 应 满 足 轧 机 速 度 变 化 和 卷 径 变 化 两 种 情 况 卷 取 机 的 驱 动 通 常 采 用 直 流 电 动 机, 在 恒 张 力 范 围 内, 根 据 张 力 计 发 出 的 信 号 调 整 电 动 机 转 速 有 的 卷 取 机 采 用 可 自 动 调 节 油 压 的 油 马 达 驱 动 在 小 型 冷 轧 机 上, 卷 取 机 采 用 交 流 电 动 机 驱 动, 经 过 恒 力 矩 摩 擦 联 轴 器 驱 动 卷 取 机 卷 筒, 达 到 与 轧 机 同 步 的 目 的, 但 无 法 保 持 恒 张 力 卷 取 (3) 卷 取 机 的 带 钢 边 缘 控 制 在 连 续 机 组 中, 由 于 种 种 原 因, 带 钢 在 轧 制 中 或 运 行 中 会 产 生 左 右 偏 斜 ( 称 为 跑 偏 ) 为 了 使 卷 取 的 钢 卷 边 缘 整 齐, 在 卷 取 机 上 常 设 置 边 缘 控 制 ( 跑 偏 控 制 ) 机 构, 最 常 用 的 跑 偏 控 制 机 构 是 光 电 式 或 压 缩 空 气 式 带 钢 边 缘 信 号 发 生 器, 通 过 随 动 阀 驱 动 卷 取 机 上 的 移 动 液 压 缸, 使 卷 取 机 可 在 滑 座 上 左 右 移 动, 以 保 证 钢 卷 边 缘 整 齐

262 227. 什 么 是 助 卷 器, 其 作 用 是 什 么? 在 冷 连 轧 机 组 中, 卷 取 机 的 卷 筒 均 不 采 用 钳 口, 这 是 因 为 厚 度 小 于 O.25mm 的 带 钢 前 端 不 易 引 进 钳 口 间 隙, 钳 口 也 不 易 夹 紧 带 钢, 因 而 需 要 用 助 卷 器 帮 助 带 钢 卷 绕 在 卷 筒 上, 以 便 提 高 轧 机 生 产 率, 缩 短 辅 助 操 作 时 间 助 卷 器 的 形 式 有 皮 带 式 与 链 带 式 两 种, 其 中 水 平 移 动 的 皮 带 式 助 卷 器 是 最 常 用 的 图 4-67 所 示 是 一 台 水 平 移 动 的 皮 带 式 助 卷 器, 它 由 架 体 移 动 液 压 缸 1 架 体 2 皮 带 伸 缩 液 压 缸 3 皮 带 摆 动 液 压 缸 4 皮 带 5 皮 带 轮 6 组 成 卷 取 机 开 始 卷 取 带 钢 之 前, 助 卷 器 架 体 2 在 液 压 缸 l 的 作 用 下 前 移, 开 动 摆 动 液 压 缸 4, 使 摆 动 辊 靠 向 卷 筒 在 皮 带 伸 缩 液 压 缸 3 作 用 下 张 紧 皮 带, 皮 带 包 紧 在 卷 筒 上, 卷 筒 转 动 时, 皮 带 与 卷 筒 一 起 转 动 带 钢 头 部 通 过 导 板 进 入 卷 筒 与 皮 带 之 间, 使 带 钢 紧 贴 卷 筒 表 面 进 行 卷 绕 待 卷 绕 2-3 圈 之 后, 带 钢 头 部 已 被 带 钢 裹 住, 此 时 助 卷 器 可 移 出 卷 筒, 卷 筒 上 各 圈 带 钢 就 有 足 够 的 摩 擦 力, 可 在 较 大 的 张 力 下 继 续 进 行 卷 取 为 防 止 带 钢 尾 部 打 坏 助 卷 器, 装 有 重 力 操 作 防 护 挡 板 7, 助 卷 器 工 作 时 挡 板 被 架 体 前 轮 轴 压 住 处 于 水 平 位 置, 助 卷 器 不 工 作 时 在 重 锤 作 用 下 挡 板 翻 起 挡 住 助 卷 器, 以 保 护 助 卷 器 皮 带 不 被 带 钢 尾 部 打 坏 图 4-67 皮 带 助 卷 器 l- 架 体 移 动 液 压 缸 ;2- 架 体 ;3- 皮 带 伸 缩 液 压 缸 ;4- 皮 带 摆 动 液 压 缸 ;5- 皮 带 ;6- 皮 带 轮 ;7- 防 护 挡 板 228. 牙 条 扇 形 块 无 缝 隙 卷 取 机 的 结 构 和 性 能 是 怎 样 的? 图 4-68 所 示 为 350mm 冷 连 轧 机 的 牙 条 扇 形 块 无 缝 隙 卷 取 机 卷 筒 结 构 示 意 图 由 图 可 见, 牙 条 扇 形 无 缝 隙 卷 筒 实 际 上 是 将 四 棱 锥 镶 条 式 卷 筒 扇 形 块 下 的 斜 面 改 成 平 面, 而 依 靠 支 撑 在 扇 形 块 边 缘 的 4 组 牙 条 的 径 向 运 动 实 现 胀 缩 胀 缩 缸 左 侧 通 油 时, 活 塞 6 活 塞 杆 5 拉 动 导 向 法 兰 1, 使 轴 向 牙 条 3 右 移 轴 向 牙 条 的 移 动 带 动 径 向 牙 条 2 做 径 向 运 动, 撑 起 扇 形 块 8, 卷 筒 胀 开 卷 筒 胀 开 时, 径 向 牙 条 填 充 了 扇 形 块 间 的 缝 隙 胀 缩 缸 活 塞 反 向 运 动 时, 靠 碟 形 弹 簧 的 作 用 使 卷 筒 收 缩 350mm 冷 连 轧 机 牙 条 扇 形 无 缝 隙 卷 取 机 的 技 术 性 能 如 下 : 卷 筒 尺 寸 φ400mm 400mm 胀 缩 量 20mm 胀 缩 缸 油 压 5MPa 胀 缩 缸 直 径 φ320mm 工 作 行 程 49.3mm 牙 条 倾 斜 角 16 卷 取 张 力 kN

263 图 4-68 牙 条 扇 形 块 式 卷 筒 结 构 1- 导 向 法 兰 ;2- 径 向 牙 条 ;3- 轴 向 牙 条 ;4- 主 轴 ;5- 活 塞 杆 ;6- 活 塞 ;7- 回 转 接 头 ; 8- 扇 形 块 ;9- 碟 形 弹 簧 229. 什 么 是 实 心 卷 筒 卷 取 机? 图 4-69 是 1400mm 偏 八 辊 冷 轧 机 上 卷 取 机 的 实 心 卷 筒 结 构 示 意 图 卷 筒 的 钳 口 采 用 斜 楔 式 钳 紧 机 构 钳 口 的 夹 紧 和 松 开 是 由 液 压 缸 带 动 拨 盘 推 动 斜 楔 2 来 实 现 的 当 斜 楔 2 被 往 左 推 时, 在 斜 楔 面 的 作 用 下, 斜 楔 3 使 钳 口 夹 紧 ; 相 反, 斜 楔 2 被 往 右 推 时, 在 碟 形 弹 簧 4 的 作 用 下, 斜 楔 3 使 钳 口 松 开 碟 形 弹 簧 装 在 实 心 卷 筒 的 两 侧 斜 楔 的 锁 紧 是 靠 其 本 身 自 锁 实 现 的 在 卸 卷 时, 为 了 使 轧 机 仍 能 继 续 生 产, 在 轧 机 后 安 装 了 双 实 心 卷 筒 转 盘 式 卷 取 机 图 4-70 是 双 卷 筒 转 盘 式 卷 取 机 的 传 动 简 图 当 一 卷 带 钢 卷 完 时, 两 个 卷 筒 传 动 轴 上 的 齿 形 离 合 器 5 在 液 压 缸 6 的 作 用 下 脱 开, 使 卷 筒 脱 离 传 动 转 盘 回 转 180, 两 个 卷 筒 互 换 位 置, 使 空 卷 筒 处 于 工 作 位 置, 合 上 离 合 器 5, 空 卷 筒 则 可 重 新 投 人 工 作 而 另 一 有 带 钢 的 卷 筒 就 成 为 开 卷 机, 将 轧 完 的 带 钢 送 到 重 卷 机 进 行 重 卷 和 卸 卷 图 mm 偏 八 辊 冷 轧 机 的 实 心 卷 筒 l- 卷 筒 ;2 3- 斜 楔 ;4- 碟 形 弹 簧 实 心 卷 筒 直 径 为 610mm, 用 来 卷 取 厚 mm 宽 mm 卷 重 为 lot 的 带 钢 卷

264 卷 筒 是 由 串 联 的 两 台 直 流 电 动 机 7 传 动 的 卷 筒 张 力 范 围 为 kN; 当 一 台 电 动 机 工 作 时, 张 力 范 围 为 kN; 两 台 电 机 共 同 工 作 时 张 力 范 围 为 kN 转 盘 由 一 台 1lkW 1150r/min 的 交 流 电 动 机 通 过 小 齿 轮 10 大 齿 轮 1l 转 动 实 心 卷 筒 卷 取 机 的 优 点 是 结 构 简 单, 卷 筒 的 强 度 和 刚 度 大, 用 在 单 位 张 力 很 大 钢 卷 很 重 的 偏 八 辊 可 逆 式 冷 轧 机 和 大 张 力 轧 制 不 锈 钢 的 二 十 辊 轧 机 以 及 小 型 冷 轧 机 上 卷 取 薄 带 钢 缺 点 是 卷 筒 直 径 不 能 胀 缩, 为 了 卸 卷 则 要 增 设 一 台 可 胀 缩 卷 筒 的 重 卷 机, 当 轧 制 终 了 时, 将 带 钢 从 实 心 卷 筒 往 重 卷 机 上 重 卷 并 卸 卷 图 4-70 双 卷 筒 转 盘 式 卷 取 机 传 动 简 图 1- 卷 筒 ;2 3- 斜 楔 ;4- 拨 盘 ;5- 离 合 器 ;6 8- 液 压 缸 ;7- 电 动 机 ;9- 立 式 电 动 机 ; 10- 小 齿 轮 ;11- 大 齿 轮 在 小 型 冷 轧 机 上, 带 钢 质 量 较 轻, 卸 卷 时 只 需 将 卷 筒 反 转, 便 可 人 工 取 下 带 钢 卷 因 此, 实 心 卷 筒 卷 取 机 获 得 了 广 泛 应 用 230. 什 么 是 径 向 活 塞 弓 形 块 卷 取 机? 径 向 活 塞 弓 形 块 卷 取 机 的 卷 筒 由 心 轴 弓 形 块 等 组 成 ( 图 4-71) 在 心 轴 内 沿 卷 筒 长 度 方 向 布 置 有 5-7 组 互 相 套 叠 的 径 向 活 塞, 用 于 撑 开 弓 形 块 和 夹 紧 钳 口 活 塞 内 及 弓 形 块 上 有 碟 形 弹 簧, 用 来 收 缩 弓 形 块 和 放 松 钳 口 ( 见 图 4-71 断 面 图 ) 各 组 活 塞 是 由 增 压 缸 内 的 高 压 油 推 动 的 增 压 缸 沿 卷 筒 心 轴 轴 向 设 置, 增 压 缸 柱 塞 由 胀 缩 液 压 缸 活 塞 推 动 平 衡 缸 1 用 来 保 持 增 压 缸 内 的 稳 定 油 压

265 图 4-71 径 向 活 塞 弓 形 块 卷 筒 结 构 1- 平 衡 缸 ;2- 卷 筒 ;3- 压 盖 ;4- 牙 嵌 式 接 手 ;5- 增 压 缸 ;6- 胀 缩 缸 ;7- 回 转 接 头 这 种 卷 筒 使 用 可 靠, 但 因 卷 筒 的 结 构 不 对 称, 所 以 不 能 在 高 速 大 负 荷 情 况 下 运 转 这 种 卷 取 机 多 用 在 冷 轧 车 间 的 精 整 机 组 上, 如 纵 切 机 组 重 卷 机 组 酸 洗 机 组 等 由 于 带 钢 品 种 厚 度 不 同, 工 艺 上 要 求 纵 切 机 组 的 卷 取 机 能 快 速 更 换 乒 450mm 和,16lOmm 两 种 直 径 的 卷 筒 径 向 活 塞 弓 形 块 卷 取 机 由 卷 筒 推 卷 机 随 动 液 压 缸 和 机 座 等 组 成, 如 图 4-72 所 示 卷 取 机 采 用 光 电 式 边 缘 控 制 装 置 来 控 制 带 钢 跑 偏 随 动 液 压 缸 可 使 卷 取 机 沿 卷 筒 轴 向 在 ± 75mm 范 围 内 移 动 图 4-72 径 向 活 塞 弓 形 块 卷 取 机 示 意 图 1- 卷 筒 ;2- 推 卷 机 ;3- 减 速 机 ;4- 随 动 液 压 缸 ;5- 机 座 231. 卡 罗 塞 尔 ICarrousel) 卷 取 机 的 工 作 原 理 及 特 点 是 什 么? 简 单 地 讲, 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 的 工 作 原 理 就 是 在 一 个 可 转 动 的 大 转 盘 上 安 装 两 只 可 以 自 己 转 动 的 卷 筒, 通 过 自 己 转 动 的 卷 筒 进 行 轧 制 后 带 钢 的 卷 取 同 时, 为 满 足 全 连 续 化 的 要 求, 两 个 卷 筒 可 以 通 过 大 转 盘 的 转 动 交 替 处 于 工 作 状 态, 见 图 4-73 图 4-74

266 图 4-73 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 工 作 状 态 ( 一 ) 图 4-73 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 工 作 状 态 ( 二 ) 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 的 工 作 方 式 为 : 当 穿 带 的 带 钢 出 最 后 机 架 后, 卷 取 机 上 l 号 卷 取 位 置 上 的 卷 筒, 事 先 已 做 好 卷 取 穿 带 准 备 工 作 ( 包 括 助 卷 器 已 包 绕, 卷 筒 张 开 等 ) 带 钢 在 1 号 位 置 卷 筒 包 绕 好 后, 与 普 通 卷 取 机 相 似, 其 他 辅 助 卷 取 的 设 备 退 回 原 位, 之 后, 大 转 盘 开 始 转 动, 1 号 卷 取 位 置 的 卷 筒 随 同 大 转 盘 转 动 到 2 号 卷 取 位 置, 在 2 号 卷 取 位 置 进 行 整 个 钢 卷 的 带 钢 卷 取 工 作 在 这 同 一 时 刻, 原 先 2 号 卷 取 位 置 的 卷 筒 随 大 转 盘 转 到 1 号 卷 取 位 置,2 号 卷 筒 进 行 下 一 卷 带 钢 的 穿 带 准 备 工 作 卷 取 机 的 工 作 方 式 就 是 这 样 交 替 进 行 的, 其 主 要 特 点 是, 穿 带 包 绕 总 是 在 1 号 卷 取 位 置, 整 个 带 钢 的 卷 取 以 及 钢 卷 的 卸 卷 是 在 2 号 卷 取 位 置 完 成 的 目 前 设 计 使 用 的 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 采 用 的 机 械 传 动 方 式 有 两 种 : 一 种 是 行 星 齿 轮 的 工 作 方 式 ; 另 一 种 是 采 用 芯 轴 外 套 的 工 作 方 式, 见 图 4-75 图 4-76 图 4-75 行 星 齿 轮 传 动

267 图 4-76 芯 轴 外 套 传 动 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 的 优 点 是 : (1) 降 低 设 备 投 资 在 全 连 续 化 轧 制 情 况 下, 必 须 有 两 个 卷 筒 进 行 交 替 工 作 如 果 采 用 单 卷 筒 的 卷 取 机, 则 要 求 配 备 两 台 才 能 够 正 常 工 作 在 最 后 机 架 出 口 段 配 备 两 台 卷 取 机, 占 用 面 积 增 加 ; 另 外 采 用 两 台 同 样 设 备, 设 备 投 资 增 加 而 采 用 卡 罗 塞 尔 卷 取 机, 一 个 转 盘 上 配 备 两 只 卷 筒, 设 备 结 构 为 一 个 整 体, 占 用 面 积 减 少, 设 备 投 资 减 少 (2) 易 于 卷 取 薄 板 采 用 两 台 单 独 的 卷 取 机 进 行 生 产, 两 台 卷 取 机 串 列 布 置, 从 一 台 卷 取 机 切 换 到 另 一 台 卷 取 机, 轧 机 出 口 和 卷 取 机 之 间 的 距 离 加 大, 这 段 距 离 要 求 带 头 平 贴 在 输 送 皮 带 上, 才 能 进 入 卷 取 机 进 行 正 常 卷 取, 这 一 点 对 于 中 厚 板 生 产, 带 头 容 易 保 持 平 贴, 不 会 产 生 带 钢 拱 起, 造 成 卷 取 故 障 ; 而 对 薄 板 生 产, 剪 切 后 的 带 头 不 易 在 输 送 皮 带 上 保 持 平 贴, 带 头 易 游 动 和 拱 起, 会 造 成 无 法 穿 带 卷 取, 形 成 卷 取 停 机 故 障 采 用 卡 罗 塞 尔 卷 取 机, 带 钢 穿 带 始 终 保 持 在 一 个 1 号 卷 取 位 置, 卷 取 位 置 和 机 架 之 间 的 距 离 大 为 缩 短, 可 以 避 免 双 卷 取 机 因 为 切 换 时 造 成 的 卷 取 停 机 故 障 这 是 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 生 产 的 极 大 优 势 所 在 双 卷 取 机 与 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 的 比 较 见 图 4-77 图 4-77 双 卷 取 机 与 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 的 比 较 a- 双 卷 取 机 ;b- 卡 罗 塞 尔 卷 取 机 232. 卷 取 机 的 操 作 要 点 是 什 么? 卷 取 机 的 操 作 要 点 是 : (1) 卷 取 机 卷 筒 胀 开, 托 架 顶 住 后, 将 助 卷 机 水 平 缸 推 上 (2) 当 带 钢 头 部 进 入 卷 取 机 时 应 及 时 抱 紧, 卷 取 张 力 形 成 后, 将 助 卷 机 松 开 (3) 将 卸 料 小 车 水 平 缸 推 至 卷 取 机 下 面, 当 卸 料 时, 将 卸 料 小 车 垂 直 缸 顶 起, 碰 到 带 钢 时 立 即 停 止 ; 收 缩 卷 筒, 退 出 托 架 ; 立 即 启 动 卸 料 小 车 水 平 缸, 使 带 钢 卷 离 开 卷 取 机 (4) 冷 轧 带 钢 卷 取 温 度 通 常 为 , 带 钢 的 热 量 传 至 卷 筒 各 部 件 如 果 卷 取 时 间 长,

268 卷 筒 受 热 膨 胀, 同 时 带 钢 卷 散 热 而 收 缩, 使 卷 筒 承 受 的 径 向 压 力 增 加 因 此, 对 于 卷 筒 胀 缩 的 卷 取 机, 在 卷 取 过 程 中 可 改 变 胀 缩 液 压 缸 的 供 油 压 力, 以 保 持 卷 筒 径 向 压 力 为 某 一 定 值 (5) 卷 取 机 操 作 时 经 常 会 出 现 钢 卷 层 间 滑 移, 使 带 钢 表 面 擦 伤, 尤 其 是 对 表 面 质 量 要 求 高 的 带 钢 应 特 别 注 意 采 用 相 同 的 开 卷 张 力 和 卷 取 张 力 或 开 卷 和 卷 取 胀 缩 液 压 缸 的 供 油 压 力 相 同, 可 以 防 止 带 卷 层 间 滑 移 另 外, 卷 筒 不 圆 度 大 也 会 造 成 带 卷 层 间 滑 移, 因 此 也 应 加 以 重 视 (6) 润 滑 对 卷 取 机 正 常 操 作 是 很 重 要 的 为 了 使 卷 筒 能 正 常 地 胀 缩, 不 发 生 自 锁 现 象, 卷 取 机 卷 筒 斜 楔 摩 擦 配 合 表 面, 应 加 润 滑 油 脂, 进 行 定 期 润 滑, 最 好 每 班 加 润 滑 油 一 次 采 用 二 硫 化 钼 润 滑 剂 效 果 较 好 (7) 不 宜 在 卷 取 宽 带 钢 的 卷 筒 上, 用 大 张 力 卷 取 窄 带 钢 五 电 气 传 动 与 控 制 233. 各 类 冷 轧 机 的 工 作 特 点 是 什 么, 对 主 电 机 有 哪 些 要 求? 冷 轧 机 的 工 作 制 度 按 操 作 方 式 可 分 为 可 逆 式 和 不 可 逆 式 两 种, 按 轧 制 状 态, 又 可 分 为 带 张 力 的 和 不 带 张 力 的 两 种 (1) 不 可 逆 式 工 作 制 度 小 型 冷 带 轧 机 采 用 不 可 逆 式 工 作 制 度 最 多 当 采 用 这 种 工 作 制 度 时, 轧 辊 与 轧 件 的 运 动 方 向 始 终 不 变, 但 轧 制 速 度 却 有 可 调 和 不 可 调 两 种, 轧 制 速 度 不 需 要 调 整 的 小 型 冷 带 轧 机, 通 常 选 用 交 流 同 步 电 动 机 和 异 步 电 机 在 连 续 式 冷 带 钢 轧 机 上, 为 了 保 证 通 过 每 个 机 座 的 金 属 秒 流 量 相 等, 保 持 轧 件 张 力 的 恒 定, 需 要 在 轧 制 过 程 中 不 断 调 整 轧 制 速 度 这 类 轧 机, 一 般 都 采 用 调 速 范 围 广 超 载 能 力 大 惯 性 力 矩 小 的 直 流 电 动 机 来 传 动 (2) 可 逆 式 工 作 制 度 用 可 逆 式 冷 轧 机 轧 制 时, 轧 辊 既 能 逆 转 又 能 调 速 这 类 轧 机 采 用 调 速 范 围 广 惯 性 力 矩 小 的 直 流 电 动 机 传 动 为 提 高 轧 机 的 生 产 能 力, 可 逆 式 冷 轧 机 一 般 都 有 快 速 启 动 和 制 动 的 要 求 各 类 冷 轧 机 的 工 作 特 点 和 对 主 电 机 的 要 求 见 表 4-31 表 4-31 各 类 冷 轧 机 的 工 作 特 点 和 对 主 电 机 的 要 求 轧 机 类 型 主 传 动 装 置 工 作 制 度 轧 机 工 作 特 点 和 对 主 电 机 的 要 求 采 用 的 电 动 机 小 规 格 冷 带 不 要 求 调 速 的 不 (1) 轧 件 较 长, 间 隙 时 间 短 ; 交 流 同 步 电 机 TZ 钢 轧 机 可 逆 式 工 0 作 制 度 (2) 轧 制 负 荷 均 匀, 最 大 力 矩 与 正 常 力 矩 之 比 TD 系 列 或 交 流 异 小 于 2.5; (3) 起 动 次 数 极 少 步 电 机 JR JQ 和 JRQ 系 列 单 机 座 可 逆 起 动 制 动 正 反 (1) 调 速 范 围 广, 咬 人 时 速 度 低, 轧 制 时 速 度 高 ; 冶 金 型 直 式 冷 轧 机 转 不 频 繁, 但 调 速 (2) 在 轧 制 和 停 歇 时 保 持 带 材 恒 张 力 ; 流 他 激 电 动 范 围 广 (3) 带 负 荷 起 动 加 减 速 和 制 动 ; (4) 轧 制 时 要 求 轧 制 速 度 稳 定 ; (5) 通 常 有 带 钢 厚 度 自 动 控 制 要 求 机 ZJD 或 ZD 系 列

269 带 钢 冷 连 轧 连 续 轧 制 工 作 制 (1) 各 机 座 间 有 大 张 力, 既 要 求 张 力 稳 定, 又 要 机 度 求 张 力 调 节 灵 活 ; (2) 低 速 穿 带, 升 速 轧 制 ; (3) 整 个 机 组 包 括 开 卷 卷 取 为 一 含 整 体 速 度 控 制 系 统, 但 叉 可 分 别 调 节 ; (4) 普 遍 采 用 厚 度 自 动 控 制 张 力 闭 环 等 ; (5) 过 焊 缝 自 动 减 速 加 速, 有 断 带 时 自 动 保 护 ; (6) 可 全 部 采 用 计 算 机 控 制 mm 冷 连 轧 机 对 电 气 传 动 装 置 有 哪 些 要 求? 冷 轧 机 电 气 设 备 首 先 必 须 满 足 冷 轧 工 艺 的 要 求, 连 轧 机 比 单 机 要 求 更 高 冷 连 轧 工 艺 对 电 气 设 置 的 要 求 如 下 : (1) 要 求 轧 机 有 较 大 的 调 速 范 围, 且 要 求 连 续 可 调 300mm 五 机 架 连 轧 机 的 调 速 范 围 由 O.3m/s 到 4.3m/s, 覆 盖 率 为 4.3/0.3=14 (2) 各 机 架 速 度 能 单 独 起 制 动 及 正 反 向 运 转, 并 能 够 联 合 起 制 动 为 了 减 少 头 尾 带 钢 的 损 耗, 要 求 轧 机 起 制 动 时 间 尽 量 短 些, 如 加 速 时 间 不 大 于 13s, 减 速 时 间 不 大 于 15s, 快 速 降 低 时 间 不 大 于 10s 在 发 生 事 故 时 能 进 行 紧 急 制 动, 各 机 架 应 能 按 各 允 许 的 速 度 进 行 急 停, 一 般 急 停 时 间 不 大 于 3s (3) 为 了 保 证 能 顺 利 穿 带, 电 机 特 性 要 足 够 硬, 电 机 动 态 速 降 不 能 大 于 25%, 同 时 要 求 轧 机 的 起 步 特 性 完 全 一 致 为 保 证 顺 利 穿 带 建 立 张 力, 必 须 有 速 度 微 调 装 置 (4) 在 穿 带 加 速 稳 速 轧 制 和 减 速 等 各 项 操 作 中, 应 能 保 证 所 要 求 的 带 钢 张 力, 从 而 保 证 带 钢 质 量 冷 轧 工 艺 要 求 轧 机 间 带 钢 最 大 张 力 为 30kN, 最 小 张 力 为 3kN 要 求 轧 机 加 减 速 时 带 钢 张 力 波 动 不 大 于 土 15%, 卷 取 ( 开 卷 ) 机 与 轧 机 间 带 钢 张 力 波 动 不 大 于 ±5%, 在 稳 速 轧 制 时, 带 钢 张 力 波 动 不 大 于 ±5%, 否 则 带 钢 表 面 将 产 生 肋 形, 影 响 带 钢 质 量 235. 直 流 电 动 机 由 哪 些 主 要 部 分 组 成, 其 转 动 原 理 是 什 么? 直 流 电 机 主 要 由 两 大 部 分 组 成, 即 定 子 和 电 枢 (1) 定 子 直 流 电 机 定 子 由 主 磁 极 换 向 极 机 座 等 组 成 主 磁 极 : 主 磁 极 由 极 身 和 极 靴 两 部 分 组 成, 通 常 用 mm 厚 的 硅 钢 片 叠 制 而 成, 铁 心 靠 近 电 枢 的 一 端 称 为 极 靴, 它 能 使 磁 通 容 易 通 过 空 气 隙 极 身 处 有 励 磁 绕 组, 用 以 产 生 磁 场 换 向 极 : 当 电 枢 绕 组 中 的 线 圈 电 流 在 换 向 时, 与 该 线 圈 相 联 的 换 向 片 同 电 刷 之 间 会 产 生 火 花 换 向 极 是 用 来 改 善 直 流 电 机 的 换 向 性 能 的 换 向 极 一 般 采 用 整 块 锻 钢 制 成, 也 有 用 硅 钢 片 叠 制 而 成 的 机 座 : 除 了 支 撑 整 个 直 流 电 动 机 零 部 件 外, 还 是 磁 路 的 一 部 分, 机 座 中 传 导 磁 通 的 部 分 称 为 磁 轭 端 盖 电 刷 架 : 端 盖 是 电 机 的 防 护 盖, 伺 时 支 撑 着 电 机 的 转 子 电 刷 架 固 定 在 机 座 内 壁 或 端 盖 内 侧, 由 刷 杆 刷 盒 和 电 刷 组 成 电 刷 架 是 固 定 电 刷 将 直 流 电 流 引 入 旋 转 电 枢 的 一 个 重 要 部 件 (2) 电 枢 直 流 电 机 电 枢 由 电 枢 铁 心 电 枢 绕 组 换 向 器 等 组 成 电 枢 铁 心 : 由 O.5mm 厚 涂 有 绝 缘 漆 并 冲 成 电 枢 冲 片 的 硅 钢 片 叠 制 而 成 较 大 容 量 的 直 流 电 动 机, 其 电 枢 铁 心 在 轴 上 分 为 数 段, 段 问 留 有 约 lomm 的 径 向 通 风 沟, 用 以 改 善 散 热 条 件 电 枢 铁 心 外 圆 轴 上 有 分 布 均 匀 的 轴 向 槽, 槽 内 嵌 放 电 枢 绕 组 电 枢 绕 组 : 用 铜 线 或 铜 排 绕 成 线 圈 嵌 入 电 枢 铁 心 槽 内, 然 后 按 一 定 的 接 线 方 法 与 换 向 片

270 相 连 构 成 电 枢 绕 组 换 向 器 : 换 向 器 由 多 片 带 燕 尾 的 梯 形 铜 排 和 同 形 状 的 云 母 片 间 隔 压 制 而 成 风 扇 : 降 低 温 升 加 速 电 机 散 热 直 流 电 动 机 的 转 动 是 依 据 载 流 导 体 在 磁 场 中 受 电 磁 力 作 用 而 运 动 的 原 理 现 以 图 4-78 来 说 明 直 流 电 动 机 是 怎 样 旋 转 起 来 的 图 4-78 直 流 电 动 机 的 转 动 原 理 从 图 中 可 知, 将 直 流 电 源 正 极 接 电 刷 A, 负 极 接 电 刷 B, 电 流 经 电 刷 A 换 向 片 1 线 圈 abcd 换 向 片 2 和 电 刷 B 回 到 负 极 这 时, 载 流 线 圈 ab 边 和 cd 边 在 磁 场 中 分 别 受 到 电 磁 力 的 作 用 线 圈 ab 边 处 于 N 极 下 方, 根 据 右 手 定 则 可 知, 线 圈 ab 边 受 到 一 个 向 左 的 作 用 力, 线 圈 cd 边 受 到 一 个 向 右 的 作 用 力, 线 圈 在 这 一 力 偶 的 作 用 下 便 开 始 向 逆 时 针 方 向 旋 转 起 来 当 线 圈 转 到 磁 极 中 性 面 时, 也 就 是 当 电 刷 与 换 向 片 间 的 绝 缘 物 接 触 时, 线 圈 中 电 流 等 于 零, 电 磁 力 也 等 于 零 但 由 于 机 械 转 动 时 的 惯 性 作 用, 线 圈 将 继 续 转 动 当 线 圈 ab 边 从 N 极 转 至 S 极 后, 换 向 片 1 也 同 时 转 到 与 电 刷 B 接 触, 此 时 的 通 路 是 电 源 正 极 电 刷 A 换 向 片 2 线 圈 dcba 换 向 片 1 电 刷 B 和 电 源 负 极 线 圈 中 又 有 电 流 流 过, 经 过 ab 边 的 电 流 反 向, 但 电 磁 转 矩 的 方 向 保 持 不 变 因 此, 线 圈 仍 然 按 逆 时 针 方 向 旋 转, 这 就 是 直 流 电 动 机 的 转 动 原 理 236. 直 流 电 动 机 分 哪 几 种 其 铭 牌 上 数 据 表 示 什 么 意 义? 直 流 电 动 机 按 励 磁 方 式 的 不 同 可 分 为 :(1) 他 励 电 动 机 ;(2) 并 励 电 动 机 ;(3) 串 励 电 动 机 ;(4) 复 励 电 动 机 他 励 电 动 机 的 励 磁 绕 组 由 单 独 的 直 流 电 源 供 给, 与 电 枢 绕 组 的 电 源 无 关 并 励 电 动 机 的 励 磁 绕 组 与 电 枢 绕 组 并 联 由 同 一 直 流 电 源 供 电 串 励 电 动 机 的 励 磁 绕 组 与 电 枢 绕 组 相 串 联, 也 由 同 一 直 流 电 源 供 电 复 励 电 动 机 的 励 磁 绕 组 包 括 串 励 绕 组 和 并 励 绕 组, 它 们 分 别 与 电 枢 绕 组 串 联 和 并 联, 如 图 4-79 所 示 在 直 流 拖 动 系 统 中, 由 于 他 励 直 流 电 动 机 的 特 性 较 好, 因 而 应 用 也 较 广 泛 我 国 生 产 的 直 流 电 机 的 几 个 主 要 系 列 如 下 : Z2 系 列 是 普 通 中 小 型 直 流 电 机 ; ZD 系 列 是 一 般 用 途 的 直 流 电 动 机 ; ZJ 系 列 是 大 型 直 流 电 机, 它 能 够 承 受 经 常 逆 转 紧 急 制 动 短 时 过 载 等 冲 击 性 负 载, 适 用 于 大 型 轧 钢 机 的 传 动 ; ZZ 系 列 和 ZZK 系 列 是 冶 金 工 业 起 重 用 电 机

271 图 4 一 79 直 流 电 动 机 按 励 磁 方 式 分 类 a- 他 励 电 动 机 ;b- 并 励 电 动 机 ;c- 串 励 电 动 机 ;d- 复 励 电 动 机 每 台 直 流 电 动 机 的 机 座 上 都 有 一 块 铭 牌, 它 表 明 了 正 确 合 理 地 使 用 电 机 的 各 种 技 术 数 据 这 些 数 据 就 是 直 流 电 机 的 额 定 值 额 定 值 又 可 叫 做 铭 牌 值 表 4-32 就 是 一 台 直 流 电 机 的 铭 牌 表 4-32 直 流 电 动 机 的 铭 牌 额 定 功 率 Pe: 直 流 电 动 机 的 额 定 功 率 是 指 在 额 定 条 件 下 电 动 机 轴 上 输 出 的 机 械 功 率 额 定 电 压 Ue: 直 流 电 动 机 的 额 定 电 压 是 指 在 额 定 条 件 下 加 在 电 动 机 两 端 上 的 电 源 电 压 有 的 铭 牌 上 电 压 项 目 中 标 有 185/220/320, 表 示 正 常 工 作 电 压 为 220V, 但 在 185V 和 320V 时 都 能 工 作 额 定 电 流 Ie: 对 电 动 机 来 说, 是 指 轴 上 带 有 额 定 机 械 负 载 时 的 输 入 电 流 因 此, 直 流 电 动 机 的 额 定 电 压 Ue 与 额 定 电 流 Ie 的 乘 积 是 它 的 输 入 功 率 P1, 额 定 输 出 功 率 Pe 是 UeIe 与 额 定 效 率 ηe 的 乘 积 额 定 转 速 : 是 指 在 额 定 电 压 Ue 额 定 电 流 Ie 和 额 定 输 出 功 率 Pe 的 情 况 下 的 转 子 转 速 励 磁 : 是 指 定 子 的 励 磁 方 式 励 磁 电 压 : 是 指 建 立 定 子 固 定 磁 场 所 需 要 的 额 定 电 压 励 磁 电 流 : 是 指 在 输 出 额 定 功 率 的 情 况 下, 建 立 定 子 固 定 磁 场 所 需 要 的 磁 场 电 流 定 额 : 是 指 电 机 的 运 行 方 式, 一 般 分 连 续 断 续 和 短 时 3 种 温 升 : 是 指 电 机 绕 组 温 度 和 环 境 温 度 的 差 值 237. 什 么 是 电 动 机 的 机 械 特 性? 电 动 机 的 机 械 特 性 是 指 电 动 机 的 转 速 n 与 电 磁 转 矩 M 的 关 系, 即 n=f(m) 电 动 机 的 启 动 稳 定 运 行 制 动 和 转 速 调 节 等, 都 和 电 机 的 机 械 特 性 有 关 电 动 机 的 机 械 特 性 有 一 个 重 要 的 指 标, 就 是 机 械 特 性 的 硬 度 通 常 用 硬 度 系 数 β 来 表 示

272 转 速 随 转 矩 变 化 而 变 化 的 程 度 特 性 曲 线 上 任 一 点 的 硬 度 系 数, 就 是 该 点 的 转 矩 变 化 百 分 数 与 转 速 变 化 百 分 数 之 比 从 硬 度 的 观 点 来 看, 可 把 电 动 机 的 机 械 特 性 分 为 以 下 3 种 类 型 : (1) 绝 对 硬 的 机 械 特 性 : 当 转 矩 改 变 时, 转 速 保 持 不 变, 机 械 特 性 是 一 条 平 行 于 横 坐 标 轴 的 直 线, 斜 率 K=0, 它 的 硬 度 系 数 β 很 大, 同 步 电 动 机 即 具 有 此 种 特 性, 如 图 4-80 中 曲 线 1 图 4 80 电 动 机 的 机 械 特 性 (2) 硬 机 械 特 性 : 这 种 特 性 转 速 随 转 矩 而 变 化, 但 改 变 程 度 不 大, 斜 率 K 的 绝 对 值 不 大, 且 为 一 定 值,β 为 他 励 直 流 电 动 机 即 具 有 此 类 特 性, 如 图 4-80 中 曲 线 2 (3) 软 机 械 特 性 : 这 种 特 性 是 转 速 随 转 矩 的 变 化 有 较 大 的 改 变 斜 率 K 的 绝 对 值 较 大, 且 线 上 各 点 的 K 值 不 同,β<10 且 不 是 常 数 串 励 电 动 机 即 具 有 此 类 特 性, 如 图 4-80 中 曲 线 3 他 励 直 流 电 动 机 要 改 变 电 机 的 固 有 特 性, 可 以 采 用 3 种 方 法 来 改 变 转 速 n 和 转 矩 M 的 关 系 :(1) 在 电 枢 电 路 中, 串 人 附 加 电 阻 Rf;(2) 改 变 供 给 电 枢 的 电 源 电 压 ;(3) 减 弱 电 动 机 的 磁 通 Φ 238 直 流 电 动 机 有 哪 几 种 启 动 制 动 方 法 和 改 变 旋 转 方 向 的 方 法? 轧 制 带 钢 时, 单 机 架 可 逆 式 冷 轧 机 需 频 繁 地 起 制 动 和 反 向 轧 制 因 此, 要 求 驱 动 轧 机 的 直 流 电 动 机 也 能 快 速 启 动 制 动 和 改 变 旋 转 方 向, 其 改 变 方 法 如 下 : (1) 直 流 电 动 机 启 动 方 法 有 : 直 接 启 动 在 电 枢 回 路 中 串 人 电 阻 启 动 和 降 压 启 动 等 3 种 直 接 启 动 : 直 流 电 动 机 在 启 动 瞬 间, 转 速 n 为 零, 所 以 反 电 势 Ea 为 零 根 据 公 式 Ia=U/Ra, 电 枢 端 电 压 U 加 在 数 值 很 小 的 电 枢 绕 组 电 阻 R a 上, 势 必 产 生 很 大 的 启 动 电 流 Ia, 一 般 直 接 启 动 时 的 启 动 电 流 可 达 额 定 电 流 的 倍 这 样 大 的 启 动 电 流 将 使 电 枢 绕 组 严 重 过 热 并 产 生 很 大 的 电 动 力 而 引 起 损 坏 ; 还 可 能 在 电 刷 与 换 向 器 接 触 处 产 生 强 烈 火 花, 使 换 向 恶 化 ; 同 时, 从 电 磁 转 矩 M 与 电 流 Ia 的 正 比 关 系 可 知, 电 动 机 将 产 生 过 大 转 矩 使 加 速 过 快, 有 可 能 损 坏 设 备 因 此, 直 接 启 动 不 适 合 用 于 冷 轧 主 电 机, 一 般 只 用 于 小 容 量 功 率 不 大 于 4kW 启 动 电 流 为 额 定 电 流 的 6-8 倍 的 直 流 电 动 机 电 枢 回 路 串 电 阻 启 动 : 就 是 利 用 启 动 变 阻 器 限 制 启 动 电 流 不 超 过 允 许 值 当 电 动 机 旋 转 起 来 以 后, 随 着 转 速 的 升 高, 反 电 势 Ea 逐 步 增 大, 电 枢 电 流 逐 渐 减 小, 就 可 以 逐 步 减 小 启

273 动 电 阻, 直 到 全 部 切 除 此 时 电 动 机 达 到 额 定 转 速 稳 定 运 行 这 种 方 法 使 启 动 过 程 中 能 量 损 耗 大, 一 般 用 于 中 小 型 直 流 电 动 机 降 压 启 动 : 降 低 端 电 压 使 启 动 电 流 按 正 比 例 减 小, 电 动 机 可 以 平 滑 启 动, 能 量 损 耗 很 小 降 压 启 动 方 法 可 用 于 大 型 直 流 电 动 机 (2) 直 流 电 动 机 有 3 种 制 动 方 法, 即 能 耗 制 动 反 接 制 动 和 回 馈 制 动 能 耗 制 动 : 将 直 流 电 动 机 的 电 枢 回 路 从 电 源 切 断, 接 在 一 个 附 加 电 阻 ( 也 称 制 动 电 阻 ) 上, 如 图 4-81a 所 示 利 用 电 动 机 旋 转 惯 性 使 其 发 电, 此 时, 电 动 机 作 为 发 电 机 运 行, 也 就 是 将 转 动 的 动 能 变 换 为 电 能 向 制 动 电 阻 供 电, 并 消 耗 在 制 动 电 阻 上, 从 而 使 电 枢 电 流 反 向, 电 磁 转 矩 变 为 制 动 转 矩, 该 转 矩 与 电 动 机 的 旋 转 方 向 相 反, 起 到 制 动 作 用 图 4-81 直 流 电 动 机 不 同 制 动 方 法 的 原 理 图 a- 能 耗 制 动 ;b- 反 接 制 动 ;c- 回 馈 制 动 能 耗 制 动 的 制 动 转 矩 与 转 速 成 正 比 关 系, 随 着 转 速 的 降 低, 制 动 转 矩 也 将 减 小, 因 此, 在 某 些 场 合 配 合 机 械 制 动 ( 如 电 磁 抱 闸 ) 同 时 使 用 能 耗 制 动 适 用 于 使 机 组 停 转 反 接 制 动 : 在 电 动 机 正 常 运 行 时, 不 改 变 励 磁 回 路 的 方 向 而 将 电 枢 绕 组 电 压 极 性 经 一 限 流 电 阻 突 然 反 接 ( 见 图 4-81b) 由 于 电 枢 端 电 压 的 极 性 改 变, 电 枢 回 路 产 生 一 个 较 大 的 反 接 电 流, 从 而 产 生 一 个 与 电 动 机 旋 转 方 向 相 反 的 制 动 转 矩 以 实 现 制 动 此 种 制 动 方 法, 当 转 速 下 降 为 零 时, 必 须 同 时 切 断 电 源, 否 则 会 发 生 反 向 启 动 反 接 制 动 由 于 反 接 电 流 和 制 动 转 矩 都 较 大, 因 此 制 动 作 用 很 强 回 馈 制 动 : 回 馈 制 动 也 称 再 生 发 电 制 动 在 励 磁 不 变 的 情 况 下, 由 于 电 动 机 负 载 变 化 的 原 因, 电 动 机 的 实 际 转 速 超 过 了 理 想 的 空 载 转 速 当 转 速 升 高 到 一 定 程 度 时, 电 源 电 压 小 于 电 枢 反 电 势, 使 电 流 改 变 方 向, 电 动 机 作 为 发 电 机 运 行, 使 电 动 机 加 速 的 动 能 转 化 为 电 能 向 电 网 回 馈 ( 见 图 4-81c) 此 时, 电 磁 转 矩 变 为 制 动 转 矩 与 电 动 机 旋 转 方 向 相 反, 起 到 制 动 作 用 例 如 开 卷 机 的 电 动 机 转 速 升 高, 当 U<E 时, 将 产 生 制 动 力 矩 而 制 动 回 馈 制 动 的 特 点 是 制 动 时 电 动 机 转 速 不 为 零 当 电 磁 转 矩 与 负 载 加 速 转 矩 相 等 时, 电 动 机 便 在 一 个 稳 定 的 转 速 下 运 行 (3) 改 变 直 流 电 动 机 旋 转 方 向 有 两 种 方 法 : 第 一 种 方 法 是 将 电 枢 两 端 电 压 反 接, 即 改 变 电 枢 电 流 的 方 向 ; 第 二 种 方 法 是 改 变 励 磁 绕 组 的 极 性, 即 改 变 主 磁 场 的 方 向 但 要 注 意, 两 者 不 能 同 时 改 变, 只 能 改 变 其 中 一 项 才 能 达 到 反 转 的 目 的 239. 直 流 电 动 机 的 调 速 方 法 有 几 种, 各 有 哪 些 特 点? 直 流 电 动 机 可 以 在 很 宽 的 范 围 内 平 滑 地 调 速 当 电 枢 回 路 中 串 接 调 节 电 阻 Rf 时, 直 流 电 动 机 的 转 速 为 :

274 式 中 U 电 枢 端 电 压 ; I 电 枢 电 流 ; Rs 电 枢 电 阻 ; Rf 电 枢 电 路 中 串 接 调 节 电 阻 ; Ce 电 动 势 常 数 ; Φ 磁 通 从 上 式 可 以 看 出, 直 流 电 动 机 可 采 用 调 节 励 磁 电 流 电 枢 端 电 压 和 电 枢 回 路 电 阻 等 方 法 进 行 调 速, 下 面 分 别 叙 述 不 同 调 速 方 法 的 特 点 : (1) 调 节 励 磁 电 流 If 减 小 励 磁 电 流 也 就 是 减 弱 磁 通 Φ 转 速 n 随 励 磁 电 流 If 和 磁 通 Φ 的 减 小 而 升 高 但 是 由 于 电 机 铁 心 磁 饱 和 的 原 因, 一 般 不 允 许 增 大 磁 通 Φ, 而 只 能 采 用 减 弱 磁 通 的 办 法 进 行 调 速, 其 线 路 图 和 特 性 曲 线 如 图 4-82a 所 示 图 4-82 直 流 电 动 机 不 同 调 速 方 法 的 线 路 图 和 特 性 曲 线 a- 调 节 励 磁 电 流 ;b- 调 节 电 枢 电 压 ;c- 调 节 电 枢 回 路 电 阻 减 弱 磁 通 Φ 实 现 调 速 是 一 种 简 单 经 济 而 且 控 制 方 便 的 办 法 它 具 有 调 速 平 滑 范 围 宽 损 耗 小 稳 定 性 好 等 优 点, 配 合 其 他 装 置 可 进 行 无 级 调 速 用 这 种 方 法 调 速 后 获 得 的 机 械 特 性 比 较 硬 调 节 励 磁 电 流 If 的 调 速 方 法 在 电 枢 电 流 保 持 额 定 值 不 变 时, 转 矩 T 与 磁 通 垂 成 正 比, 转 速,n 与 磁 通 Φ 成 反 比, 输 入 输 出 功 率 及 效 率 基 本 不 变 因 此, 调 节 励 磁 电 流 的 方 法 适 用 于 额 定 转 速 以 上 的 恒 功 率 调 速 (2) 调 节 电 枢 端 电 压 U 当 磁 通 为 常 值 时, 转 速 n 随 电 枢 端 电 压 U 的 减 小 而 降 低 改 变 电 枢 端 电 压 U 进 行 调 速, 可 保 持 电 动 机 机 械 特 性 硬 度 不 变, 调 速 平 滑 范 围 宽 一 般 用 调 节 发 电 机 的 励 磁 来 改 变 电 动 机 的 端 电 压 但 由 发 电 机 组 供 电 时, 最 低 转 速 要 受 发 电 机 剩 磁 的 限 制 该 调 速 方 法 的 缺 点 是 需 要 一 套 能 够 改 变 电 压 的 直 流 设 备 当 电 枢 电 流 保 持 额 定 值 不 变 时, 转 矩 T 保 持 不 变, 转 速 n 和 电 枢 端 电 压 U 成 正 比 ( 见 图 4-82b), 输 入 输 出 功 率 随 U 和 n 的 降 低 而 减 小, 效 率 基 本 不 变 这 种 调 节 电 枢 端 电 压 的 调 速 方 法 适 用 于 额 定 转 速 以 下 的 恒 转 矩 调 速 (3) 调 节 电 枢 回 路 电 阻 r 当 电 枢 端 电 压 为 常 值 时, 转 速 n 随 电 枢 回 路 电 阻 r 的 增 加 而 降 低, 如 图 4-82c 所 示 这 种 调 速 方 法 的 特 点 是 : 当 负 载 力 矩 增 大 时, 电 枢 回 路 电 流 增 大, 因 此 调 节 电 阻 r 上 的 压 降 也 大, 使 端 电 压 下 降, 转 速 降 低, 这 种 负 载 加 大 转 速 变 低 的 情 况 称 为 机 械 特 性 变 软 它

275 的 优 点 是 比 较 简 单, 容 易 实 现 当 电 枢 电 流 保 持 额 定 值 不 变 时, 转 矩 T 保 持 不 变, 可 做 恒 转 矩 调 速, 但 低 速 时, 输 出 功 率 随 n 的 降 低 而 减 小, 而 输 入 功 率 不 变, 效 率 将 随 n 的 降 低 而 降 低, 这 种 调 速 方 法 只 适 用 于 额 定 转 速 以 下, 不 需 经 常 调 速, 调 节 范 围 不 大 且 要 求 不 高 的 场 合 240. 什 么 叫 电 动 机 的 调 速 范 围 和 静 差 率? 电 动 机 的 调 速 范 围, 是 指 在 规 定 的 恒 速 精 度 下, 在 满 负 荷 时, 电 动 机 最 高 工 作 转 速 到 最 低 工 作 转 速 的 可 调 节 范 围, 用 调 速 比 D 来 表 示, 即 通 常 用 最 大 静 差 率 来 表 示 恒 速 的 精 度 电 动 机 电 流 为 额 定 电 流 时, 转 速 降 n 与 电 机 理 想 空 载 转 速 n 之 比 的 百 分 数 叫 做 静 差 率, 以 S 表 示, 即 而 最 大 静 差 率 S 量 大 为 : 式 中 no 最 小 最 低 空 载 转 速 调 速 比 D 最 大 静 差 率 S 最 大 和 转 速 降 n 三 者 的 关 系 如 下 : 上 式 表 示 电 机 调 速 时, 如 转 速 降 n 一 定, 所 要 求 的 静 差 率 S 最 大 越 小, 则 调 速 比 D 也 越 小, 即 调 速 范 围 窄 但 调 速 比 和 静 差 率 是 生 产 工 艺 所 要 求 的, 对 于 一 般 调 速 系 统, 总 是 希 望 调 速 比 D 大, 静 差 率 S 小, 例 如, 冷 连 轧 机 :D 15,S 最 大 2% 特 别 应 当 指 出 : 调 速 范 围 和 静 差 率 是 两 个 不 可 分 割 的 指 标, 孤 立 地 要 求 调 速 范 围 而 没 有 静 差 率 的 限 制 是 没 有 意 义 的 241. 冷 轧 机 在 什 么 情 况 下 采 用 恒 转 矩 调 速 和 恒 功 率 调 速? 冷 连 轧 机 要 求 调 速 范 围 广 驱 动 轧 机 的 直 流 电 动 机 既 要 改 变 电 枢 电 压 调 速, 又 要 减 弱 励 磁 以 进 一 步 提 高 电 动 机 的 转 速 电 动 机 在 额 定 负 载 额 定 电 压 Ue 额 定 磁 通 时 对 应 的 转 速 叫 额 定 转 速, 也 叫 基 速 ne (1) 恒 转 矩 调 速 基 速 以 下 在 额 定 磁 通 Φe( 又 称 为 满 磁 ) 时, 用 改 变 电 枢 电 压 U 的 方 法 调 速, 简 称 升 压 调 速 设 电 动 机 电 流 为 ID, 那 么 电 动 机 转 矩 MD 为 : 只 要 负 荷 不 变,ID 就 不 变, 转 矩 MD 与 电 枢 电 压 U 无 关, 因 此 基 速 以 下 调 速 是 恒 转 矩 调 速, 它 的 功 率 P 为 :

276 电 动 机 功 率 P 与 转 速 n 成 正 比 基 速 以 下 变 U 调 速, 转 速 越 低 功 率 越 小, 不 经 济 (2) 恒 功 率 调 速 基 速 以 上 在 额 定 电 压 Ue 时, 用 减 弱 磁 通 的 方 法 调 速, 简 称 变 磁 通 调 速, 又 称 为 弱 磁 调 速 这 时 电 动 机 功 率 为 : 式 中 ED 电 动 机 的 反 电 势,ED=Ue-IDRD 基 速 以 上 调 速,Ue 固 定 不 变, 为 了 充 分 利 用 电 动 机, 令 ID 不 变, 电 动 机 内 阻 压 降 IDRD 就 不 变 了, 因 此, 反 电 势 ED 也 是 不 变 的, 即 电 动 机 电 流 不 变 时, 功 率 也 不 变 所 以 基 速 以 上 弱 磁 调 速 为 恒 功 率 调 速, 即 式 中 Ke 常 数, 与 电 动 机 构 造 有 关 若 想 保 持 反 电 势 ED 不 变,Φ 与 n 的 乘 积 必 须 不 变, 即 基 速 以 上 减 磁 通 调 速, 电 动 机 是 恒 功 率 输 出 Φ 与 n 按 双 曲 线 关 系 变 化,Φ 逐 渐 减 小, n 逐 渐 增 大, 电 动 机 转 矩 MD 为 : 基 速 以 上 弱 磁 调 速 时, 随 着 转 速 的 升 高, 转 矩 逐 渐 下 降,MD 与 n 也 是 按 双 曲 线 关 系 变 化 基 速 以 下 升 压 调 速 和 基 速 以 上 弱 磁 调 速 有 关 物 理 量 变 化 情 况 如 图 4-83 所 示 其 中 ngd 为 转 速 给 定 信 号 图 4-83 两 种 调 速 方 法 中 有 关 物 理 量 间 的 关 系 242. 什 么 是 发 电 机 一 电 动 机 机 组? 在 冷 轧 生 产 中, 冷 轧 机 大 多 要 求 直 流 电 动 机 驱 动, 并 且 要 求 直 流 电 机 的 调 速 范 围 能 满 足 轧 制 工 艺 的 需 要 因 此, 在 较 长 时 期 内 采 用 发 电 机 一 电 动 机 机 组 供 电, 一 般 叫 F D 系 统

277 图 4-84 为 F D 拖 动 系 统 的 原 理 图 异 步 电 动 机 Y 拖 动 直 流 发 电 机 F 和 励 磁 机 L, 发 电 机 F 对 直 流 电 动 机 D 的 电 枢 供 电, 励 磁 机 L 则 对 发 电 机 和 电 动 机 的 励 磁 绕 组 供 电 发 电 机 F 和 直 流 电 动 机 D 的 电 枢 直 接 连 接, 在 F-D 系 统 主 回 路 里 不 接 启 动 电 阻 或 调 速 电 阻, 这 样 控 制 发 电 机 的 励 磁 就 可 以 控 制 发 电 机 的 输 出 电 压, 以 达 到 控 制 电 动 机 的 启 动 电 流 工 作 转 速 和 旋 转 方 向 的 目 的 F-D 拖 动 系 统 启 动 调 速 和 反 转 等 都 在 励 磁 回 路 里 操 作, 所 以 可 选 用 小 容 量 的 控 制 电 器 在 F-D 系 统 中, 由 于 交 流 电 动 机 Y 直 流 发 电 机 F 和 励 磁 机 L 这 3 台 电 机 都 为 直 流 他 励 电 动 机 服 务, 再 由 直 流 电 机 去 带 动 轧 辊 旋 转, 因 此 能 够 得 到 比 较 满 意 的 拖 动 性 能 图 4-84 发 电 机 一 电 动 机 机 组 原 理 由 于 对 发 电 机 一 电 动 机 机 组 中 的 直 流 他 励 电 动 机 可 以 同 时 采 用 调 磁 的 方 法 ( 恒 功 率 ) 和 调 压 的 方 法 ( 恒 转 矩 ) 来 调 速, 所 以 可 以 大 大 地 扩 大 调 速 范 围 调 压 时, 可 使 n 最 大 较 低, 为 n 最 小 的 5-10 倍 当 调 磁 时, 又 可 使 n 最 大 再 升 高 O.5-2 倍 这 样, 发 电 机 一 电 动 机 机 组 他 励 直 流 电 动 机 总 的 调 速 范 围 可 达 发 电 机 一 电 动 机 机 组 的 主 要 优 点 是 : 除 了 调 速 范 围 大 外, 还 容 易 得 到 近 似 的 无 级 调 速 只 要 增 加 发 电 机 励 磁 调 节 电 阻 和 电 动 机 励 磁 调 节 电 阻 的 抽 头 数 目, 就 可 以 使 各 级 速 度 之 间 的 差 数 很 小, 而 接 近 无 级 调 速 发 电 机 一 电 动 机 机 组 的 缺 点 是 : 设 备 容 量 大, 需 要 的 电 机 多, 占 地 面 积 大, 振 动 大, 噪 声 大, 能 量 损 耗 也 大 因 此, 发 电 机 一 电 动 机 机 组 不 是 理 想 的 拖 动 系 统, 目 前 正 逐 渐 被 可 控 硅 直 流 电 源 供 电 系 统 所 代 替 243. 什 么 叫 可 控 硅 供 电? 二 极 管 整 流 电 路 输 出 的 直 流 电 压 其 大 小 一 般 是 不 可 调 节 的 而 在 我 们 冷 轧 生 产 中 往 往 需 要 电 压 可 以 调 节 的 直 流 电 源, 如 直 流 电 动 机 的 调 速 为 了 使 整 流 器 输 出 的 直 流 电 压 能 够 调 节, 可 以 采 取 下 述 两 种 方 法 : 一 种 是 通 过 改 变 整 流 器 输 入 端 交 流 电 源 电 压 的 幅 值 来 改 变 整 流 器 输 出 端 直 流 电 压 的 大 小, 如 图 4-85a 所 示 ; 另 一 种 是 利 用 可 控 整 流 元 件, 将 整 流 器 输 出 的 直 流 电 压 波 形 可 控 制 地 加 以 切 割, 从 而 使 输 出 的 直 流 电 压 平 均 值 大 小 改 变, 如 图 4-85b 所 示 图 4-85a 所 示 的 电 路 因 有 机 械 惯 性 不 能 实 现 快 速 调 节 以 及 所 需 的 控 制 功 率 较 大 等 缺 点, 所 以 不 被 采 用 在 生 产 实 际 中 所 用 的 调 压 整 流 电 源 大 都 为 图 4-85b 所 示 的 可 控 整 流 电 路

278 图 4-85 两 种 调 压 整 流 电 路 作 为 可 控 整 流 电 路 中 的 关 键 元 件 是 可 控 整 流 元 件 可 控 整 流 元 件 从 闸 流 管 引 燃 管 可 控 水 银 整 流 器 等 离 子 可 控 整 流 器 件 发 展 到 半 导 体 大 功 率 可 控 整 流 元 件 这 种 半 导 体 大 功 率 可 控 整 流 元 件 就 是 可 控 硅 整 流 元 件, 简 称 可 控 硅, 记 作 SCR 可 控 硅 整 流 元 件, 较 其 他 类 型 的 旧 式 可 控 整 流 元 件 具 有 体 积 小 质 量 轻 效 率 高 寿 命 长, 运 行 中 无 噪 声 无 毒 无 磨 损 不 需 预 热, 使 用 维 修 方 便 等 显 著 优 点 可 控 硅 与 普 通 硅 整 流 二 极 管 相 比 较, 由 于 具 有 可 控 整 流 的 功 能, 因 此 利 用 它 可 以 实 现 一 系 列 交 直 流 电 能 形 式 间 的 特 殊 转 换, 例 如 : (1) 可 控 整 流 : 将 幅 值 一 定 的 交 流 电 能 变 成 电 压 可 调 的 直 流 电 能, 广 泛 应 用 于 交 直 流 电 动 机 无 级 调 速, 同 步 机 励 磁 电 解 等 电 源 中 (2) 交 流 调 压 : 将 某 种 交 流 电 压 变 成 另 一 种 交 流 电 压, 取 代 了 用 硅 钢 片 和 铜 线 制 成 的 调 压 器 和 电 抗 器 等 (3) 变 频 : 把 交 流 从 一 种 频 率 转 变 为 另 一 种 频 率 例 如 用 作 中 频 电 源 和 控 制 交 流 感 应 电 动 机 的 变 频 调 速 (4) 逆 变 : 将 直 流 电 能 变 成 交 流 电 能 应 用 于 绕 线 型 感 应 电 动 机 的 串 级 调 速 直 流 电 动 机 的 再 生 制 动 等 (5) 交 直 流 无 触 点 开 关 : 能 快 速 接 通 或 断 开 大 功 率 的 电 路, 又 不 产 生 火 花, 既 防 爆 又 防 潮 而 且 耐 震 它 可 以 取 代 防 爆 开 关 接 触 器 有 触 点 的 继 电 器 等 电 器 目 前 可 控 硅 元 件 有 两 种 形 式, 一 种 是 平 板 形 的, 如 图 4-86a 所 示, 另 一 种 是 螺 栓 形 的, 如 图 4-86b 所 示 它 们 均 有 3 个 电 极, 分 别 用 符 号 A 表 示 阳 极 C 表 示 阴 极 G 表 示 控 制 电 极 在 电 路 图 上 则 用 图 4-86c 所 示 的 符 号 来 表 示 可 控 硅 图 4-86 可 控 硅 外 形 和 符 号 国 产 可 控 硅 元 件 按 国 家 标 准 命 名 为 3CT 系 列, 元 件 型 号 及 所 代 表 的 意 义 如 下 :

279 如 3CT200/750 表 示 通 态 平 均 电 流 为 200A, 断 态 重 复 峰 值 电 压 为 750V 的 可 控 硅 整 流 元 件 某 厂 300mm 五 机 架 冷 连 轧 机 由 原 来 用 发 电 机 一 电 动 机 机 组 供 电, 改 为 可 控 硅 供 电 系 统, 生 产 上 发 挥 了 很 大 的 优 越 性, 具 体 表 现 为 : (1) 产 量 大 幅 度 提 高, 以 冷 轧 电 缆 带 而 言, 产 量 从 原 来 班 产 18t 增 加 到 26t, 最 高 可 达 30t (2) 电 耗 大 幅 度 降 低, 由 原 来 每 吨 钢 耗 电 224kW h 降 为 163kW h (3) 事 故 率 下 降 每 月 故 障 时 间 不 超 过 8h, 有 时 甚 至 连 续 几 个 月 无 事 故 244. 直 流 电 动 机 控 制 系 统 的 基 本 原 理 是 什 么? 图 4-87 是 一 个 可 控 硅 直 流 电 源 供 电 给 直 流 电 动 机 的 方 框 图 在 输 入 端 电 动 机 对 应 有 一 个 转 速, 从 输 出 到 输 入 之 间 没 有 任 何 形 式 的 电 路 联 系, 我 们 把 这 样 的 系 统 叫 做 开 环 控 制 系 统 当 电 动 机 的 负 荷 增 大 时, 转 速 便 下 降, 要 想 减 小 转 速 降, 可 以 增 大 给 定 电 压 Ugd, 使 整 流 电 压 Ud 增 大, 以 此 来 补 偿 电 枢 压 降, 使 电 动 机 转 速 恢 复 到 原 来 的 数 值 这 样 就 可 以 保 证 既 有 较 大 的 调 速 范 围, 又 可 以 具 有 较 小 静 差 率 的 要 求 而 开 环 控 制 系 统 不 能 及 时 地 做 到 这 一 点 在 图 4-88 中,CF 表 示 测 速 发 电 机, 它 与 电 动 机 D 装 在 同 一 根 机 械 轴 上, 所 以 测 速 发 电 机 发 出 的 电 压 Unf 与 电 动 机 的 转 速 成 正 比, 并 把 Unf 引 入 到 输 入 端 与 给 定 电 压 仉 a 反 极 性 串 联, 这 两 个 电 压 之 差 为 ΔUk=Ugf-Unf 用 这 个 电 压 差 作 为 可 控 硅 整 流 装 置 的 输 入 电 压, 控 制 整 流 电 压 Ud, 进 而 控 制 电 动 机 的 转 速 其 中 电 动 机 叫 做 控 制 对 象, 电 动 机 的 转 速 称 为 被 控 制 量 ( 也 称 输 出 量 ),Ugd 叫 做 给 定 量 或 输 入 量 图 4-87 可 控 硅 一 电 动 机 开 环 控 制 系 统

280 图 4-88 转 速 负 反 馈 控 制 系 统 电 压 Unf 返 回 到 输 入 端 参 加 控 制,Unf 的 大 小 反 映 被 控 制 量 电 机 转 速 的 高 低, 把 这 种 方 式 叫 做 转 速 反 馈 因 为 电 压 Unf 极 性 与 给 定 电 压 Ugd 相 反, 所 以 叫 转 速 负 反 馈, 这 种 系 统 叫 做 转 速 负 反 馈 控 制 系 统 它 是 最 常 用 的 一 种 反 馈 控 制 系 统 当 转 速 n 下 降 时,Unf 减 小, 则 ΔUk=Ugd-Unf 增 大 ( 因 为 Ugd 未 变 ), 使 整 流 电 压 升 高, 电 动 机 转 速 上 升 接 近 原 来 转 速 ; 或 由 于 负 荷 减 小 和 其 他 因 素 影 响 电 动 机 转 速 托 升 高 时, 测 速 发 电 机 电 压 Unf 增 大, 则 ΔUk=Ugd-Unf 减 小, 整 流 电 压 下 降, 转 速 随 着 下 降 到 接 近 原 来 的 数 值 转 速 负 反 馈 可 以 维 持 转 速 接 近 恒 定, 实 现 恒 转 速 控 制 在 图 4-88 中 把 反 映 转 速 n 的 电 压 Unf 反 馈 到 输 入 端, 与 给 定 电 压 Ugd 比 较, 形 成 一 个 闭 环 当 给 定 电 压 不 变 时, 转 速 n 产 生 波 动, 通 过 反 馈 作 用, 系 统 可 以 自 动 调 节 转 速 n 接 近 恒 值, 所 以 把 这 种 系 统 叫 做 闭 环 控 制 系 统 依 靠 反 馈 信 号 的 作 用, 达 到 阻 止 被 控 制 量 变 化 的 目 的, 我 们 把 这 样 控 制 方 法 叫 做 反 馈 控 制 它 是 电 力 拖 动 自 动 控 制 系 统 的 基 础 在 转 速 负 反 馈 系 统 中, 电 动 机 负 荷 增 大 以 后, 所 产 生 的 转 速 降 n 比 不 加 反 馈 时 要 小, 从 而 达 到 扩 大 调 速 范 围 的 目 的 245. 常 用 的 调 节 器 有 哪 些? 调 节 器 是 组 成 自 动 调 节 系 统 的 重 要 一 环 所 谓 调 节 器, 就 是 对 输 入 量 ( 给 定 量 ) 进 行 某 种 运 算, 使 输 出 量 按 某 种 预 定 规 律 进 行 变 化 的 装 置 最 常 见 的 调 节 器 有 以 下 几 种 类 型 : P: 比 例 调 节 器, 输 出 量 与 输 入 量 之 间 成 比 例 关 系 I: 积 分 调 节 器, 输 出 量 与 输 入 量 对 时 间 的 积 分 成 正 比 D: 微 分 调 节 器, 输 出 量 与 输 入 量 对 时 间 的 微 分 成 正 比 PI: 比 例 积 分 调 节 器, 输 出 量 由 两 部 分 组 成, 一 部 分 与 输 入 量 成 正 比, 另 一 部 分 与 输 入 量 对 时 间 的 积 分 成 正 比 PD: 比 例 微 分 调 节 器, 输 出 量 由 两 部 分 组 成, 一 部 分 与 输 入 量 成 正 比, 另 一 部 分 与 输 入 量 对 时 间 的 微 分 成 正 比 PID: 比 例 积 分 微 分 调 节 器, 输 出 量 由 3 部 分 组 成, 一 部 分 与 输 入 量 成 正 比, 另 一 部 分 与 输 入 量 对 时 间 的 积 分 成 正 比, 再 一 部 分 与 输 入 量 对 时 间 的 微 分 成 正 比 调 节 输 出 量 反 馈 到 调 节 器 的 输 入 端 正 确 地 选 择 调 节 器 的 形 式 和 参 数, 可 以 使 调 节 系 统 获 得 预 期 的 品 质 指 标 在 可 控 硅 自 动 调 速 系 统 中, 绝 大 多 数 情 况 采 用 直 流 半 导 体 放 大 器 组 成 调 节 器 这 种 放 大 器 需 对 输 入 量 进 行 运 算, 以 使 输 出 量 按 预 期 规 律 变 化, 因 此, 有 时 称 为 运 算 放 大 器 表 4-33 给 出 了 可 控 硅 自 动 调 速 系 统 中 常 用 的 电 子 调 节 器 的 电 路 和 过 渡 过 程 图 像, 便 于 读 懂 系 统 图

281 表 4-33 电 子 调 节 器 246. 自 动 控 制 系 统 中 典 型 环 节 有 哪 些? 在 生 产 中, 经 常 需 要 控 制 系 统 按 着 给 定 信 号 的 要 求, 从 一 种 稳 定 运 转 状 态 转 换 到 另 一 种 稳 定 运 转 状 态 例 如 电 动 机 从 静 止 状 态 启 动 到 某 一 转 速 稳 定 状 态, 或 由 高 速 运 转 状 态 降 低 到 低 速 运 转 状 态 等 由 于 控 制 系 统 中 存 在 着 这 样 或 那 样 的 惯 性 ( 电 气 的 机 械 的 等 ), 系 统 从 原 来 的 运 转 状 态 过 渡 到 新 的 运 转 状 态, 不 是 跟 随 控 制 信 号 同 时 改 变 的, 而 是 有 一 个 过 渡 过 程 控 制 系 统 的 动 态 特 性 就 是 指 过 渡 过 程 中 各 个 输 出 量 ( 例 如 电 动 机 转 速 电 流 电 压 等 ) 对 于 时 间 变 化 的 规 律 自 动 控 制 系 统 都 是 由 若 干 元 件 按 某 种 连 接 方 式 组 成 的 例 如, 可 控 硅 电 动 机 自 动 调 速 系 统 中 有 可 控 硅 调 节 器 触 发 器 测 速 机 电 动 机 等, 称 为 构 成 系 统 的 环 节 系 统 的 动 态 过 程 与 它 使 用 的 元 件 动 态 特 性 密 切 相 关 因 此, 研 究 系 统 的 动 态 过 程, 必 须 首 先 研 究 各 种 元 件 的 动 态 特 性 自 动 控 制 系 统 中 所 使 用 的 元 件 类 型 很 多 任 何 环 节 ( 简 单 的 复 杂 的 ) 按 过 滤 过 程 性 质, 都 可 以 分 为 比 例 环 节 惯 性 环 节 滞 后 环 节 微 分 环 节 积 分 环 节 振 荡 环 节 等 以 及 它 们 的 组 合 这 些 环 节 一 般 叫 做 典 型 环 节 (1) 比 例 环 节 输 出 量 与 输 入 量 成 比 例 关 系 的 环 节 叫 比 例 环 节 它 的 输 出 量 Xsc(t) 能 立 即 成 比 例 地 反 映 输 入 量 Xsc(t) 的 变 化, 没 有 时 间 滞 后 ( 没 有 储 能 元 件 ) 属 于 这 类 环 节 的 有 电 位 器 晶 体 管 放 大 器 机 械 上 的 杠 杆 等 比 例 环 节 的 输 出 量 和 输 入 量 关 系 式 为 :

282 式 中 K 比 例 系 数 或 放 大 系 数, 通 常 大 于 1 比 例 环 节 也 叫 做 放 大 环 节 (2) 惯 性 环 节 惯 性 环 节 的 输 出 量 与 输 入 量 对 时 间 的 积 分 成 比 例 关 系 惯 性 环 节 由 一 个 储 能 元 件 和 一 个 耗 能 元 件 组 成 在 电 路 中 RL 电 路 ( 电 阻 一 电 感 电 路 ) 是 惯 性 环 节,RC 电 路 ( 电 阻 一 电 容 电 路 ) 也 是 惯 性 环 节 直 流 电 动 机 的 电 枢 发 电 机 的 励 磁 绕 组 继 电 器 线 圈 等 都 是 RL 电 路 (3) 积 分 环 节 积 分 环 节 的 输 出 量 与 输 入 量 对 时 间 的 积 分 成 比 例 关 系 它 只 包 含 一 个 储 能 元 件, 像 充 液 时 没 有 输 出 的 液 罐 电 动 机 以 动 态 电 流 为 输 入 量, 以 电 动 机 转 速 为 输 出 量 都 是 积 分 环 节 惯 性 环 节 的 时 间 常 数 足 够 大 时, 它 在 系 统 中 的 作 用 就 近 似 于 一 个 积 分 环 节 或 者 说 积 分 环 节 也 可 以 近 似 看 成 是 大 时 间 常 数 的 惯 性 环 节 (4) 微 分 环 节 输 出 量 与 输 入 量 对 时 间 的 导 数 成 正 比 的 环 节 叫 微 分 环 节 当 输 入 量 Xsc(t) 为 单 位 阶 跃 函 数 时, 输 出 量 在 时 间 t=0 时 为 无 限 大,t>O 时 为 零 在 现 实 中 不 可 能 得 到 上 述 理 想 微 分 环 节, 只 能 近 似 地 得 到 如 RC 微 分 电 路 ( 图 4-89) 输 入 量 为 直 流 电 压 Usr, 输 出 量 为 Ur 电 容 C 初 始 电 压 为 零 时, 突 然 加 大 阶 跃 输 入 电 压 Usr, 电 容 器 上 电 压 不 能 突 变,t=O 时 相 当 于 电 容 短 路, 所 以 Usc=Ur=Usr;t>0 时 电 容 充 电,UR 减 小, 稳 定 时 UR=O, 这 时 Uc=Usr 电 容 只 起 隔 离 直 流 电 压 的 作 用 图 4-89 RC 电 路 综 上 所 述, 理 想 微 分 环 节 在 阶 跃 输 入 时 加 速 了 过 渡 过 程, 而 积 分 环 节 和 惯 性 环 节 起 延 缓 过 渡 过 程 的 作 用 (5) 振 荡 环 节 振 荡 环 节 包 括 两 个 储 能 元 件 当 输 入 量 为 阶 跃 函 数 时, 输 出 的 过 渡 过 程 带 有 振 荡 性 质 例 如 由 电 阻 电 容 和 电 感 所 组 成 的 电 路 中, 电 感 中 储 存 磁 能, 电 容 中 储 存 电 能, 两 种 能 量 可 以 反 复 地 转 换, 使 输 出 量 的 过 渡 过 程 有 振 荡 性 质 又 如 电 动 机, 以 电 压 为 输 入 量, 以 转 速 为 输 出 量, 如 是 一 个 振 荡 环 节, 它 也 包 含 两 个 储 能 元 件, 一 个 是 电 枢 回 路 电 感, 能 储 存 磁 能, 另 一 个 是 电 机 转 子 的 惯 量, 能 储 存 动 能, 两 种 能 量 可 以 反 复 地 转 换, 使 电 动 机 转 速 有 振 荡 性 质 (6) 滞 后 环 节 放 大 环 节 能 够 毫 无 滞 后 地 复 现 输 入 量, 而 惯 性 环 节 和 振 荡 环 节 都 是 以 一 定 程 度 的 滞 后 复 现 输 入 量 输 入 量 作 用 后, 环 节 输 出 量 逐 渐 增 加, 过 渡 过 程 结 束 时, 复 现 输 入 量 滞 后 是 纯 滞 后 输 入 量 作 用 后, 起 初 环 节 的 输 出 量 仍 然 是 零, 等 到 一 定 时 间 ( 纯 滞 后 时 间 ) 后, 输 出 量 才 毫 无 偏 差 地 复 现 输 入 量 在 可 控 硅 一 电 动 机 调 速 系 统 中, 可 控 硅 整 流 电 路 就 是 这 种 滞 后 环 节 247. 可 控 硅 导 通 和 关 断 的 条 件 是 什 么? 可 控 硅 具 有 单 向 导 电 的 特 性, 可 控 硅 的 导 通 可 以 通 过 控 制 极 加 以 控 制

283 可 控 硅 导 通 的 条 件 是 : (1) 阳 阴 极 问 必 须 施 加 正 向 电 压 ; (2) 控 制 极 阴 极 之 间 必 须 施 加 具 有 一 定 功 率 的 正 向 电 压, 这 个 电 压 一 般 称 为 触 发 信 号 或 触 发 电 压 ; (3) 阳 阴 极 间 通 过 的 电 流 必 须 大 于 维 持 电 流 值 以 上 3 个 条 件 必 须 同 时 具 备, 缺 一 不 可 可 控 硅 关 断 的 条 件 是 : (1) 阳 阴 极 间 通 过 电 流 小 于 维 持 电 流 值 ; (2) 阳 阴 极 间 施 加 反 向 电 压 ; (3) 阳 阴 极 间 施 加 的 正 向 电 压 减 小 为 零 以 上 3 个 条 件 中, 只 要 具 备 其 中 之 一, 就 可 使 导 通 的 可 控 硅 关 断 由 此 可 知, 可 控 硅 由 关 断 状 态 转 化 为 导 通 状 态, 除 了 取 决 于 可 控 硅 内 部 结 构 外, 还 必 须 同 时 具 备 电 路 的 外 部 条 件 这 些 外 部 条 件 除 了 大 家 所 熟 知 的 阳 极 电 位 比 阴 极 电 位 高 和 有 一 定 大 小 的 通 流 负 载 之 外, 还 必 须 在 控 制 极 与 阴 极 之 间 加 入 足 够 功 率 的 正 向 控 制 电 压 信 号 控 制 电 压 信 号 又 称 为 触 发 信 号 它 可 以 是 交 流 直 流 信 号, 也 可 以 是 作 用 时 间 为 数 百 微 秒 的 脉 冲 信 号 触 发 信 号 只 要 满 足 控 制 极 触 发 功 率 与 所 需 要 的 作 用 时 间, 就 能 使 可 控 硅 触 发 导 通 可 控 硅 导 通 后, 控 制 信 号 就 失 去 控 制 作 用 为 了 减 少 控 制 级 的 损 耗, 可 控 硅 导 通 后, 触 发 信 号 即 被 撤 消, 这 种 信 号 叫 做 脉 冲 信 号, 产 生 脉 冲 信 号 的 触 发 电 路 叫 做 脉 冲 触 发 电 路 在 自 动 控 制 系 统 中, 为 了 能 自 动 调 节 可 控 硅 控 制 角 的 大 小, 以 满 足 调 节 负 载 参 数 ( 如 电 压 电 流 速 度 等 ) 的 要 求, 触 发 电 路 产 生 的 是 相 对 于 电 源 电 压 相 位 可 以 移 相 的 脉 冲 脉 冲 相 位 的 移 动 靠 控 制 系 统 输 出 的 直 流 电 压 Uk 来 控 制 Uk 称 为 控 制 电 压, 图 4-90 表 示 出 调 节 器 触 发 电 路 和 可 控 硅 电 路 之 间 的 关 系 图 4-90 可 控 硅 整 流 电 路 与 触 发 电 路 的 关 系 248. 什 么 是 可 控 硅 一 电 动 机 非 独 立 励 磁 控 制 系 统? 根 据 直 流 电 动 机 的 两 种 调 速 方 式, 自 动 调 速 系 统 的 升 速 采 用 先 升 压 后 弱 磁 的 方 案 电 动 机 先 满 磁 升 压 启 动, 当 转 速 达 到 基 速 ne 的 90%-95%( 该 转 速 值 称 为 转 速 整 定 值 nz=90%-95% ne), 即 端 电 压 UD Ue 时 再 开 始 弱 磁 升 速 电 动 机 在 高 速 停 车 或 高 速 降 为 低 速 时, 先 增 磁 后 降 压 进 行 制 动 由 于 这 种 调 速 系 统 调 整 范 围 广, 过 渡 过 程 时 间 短, 平 滑 性 好, 又 能 充 分 利 用 电 动 机, 因 此, 在 可 逆 式 轧 机 和 连 轧 机 上 主 传 动 常 常 用 这 种 自 动 调 速 系 统 先 升 压 后 弱 磁 的 自 动 调 速 系 统, 在 基 速 以 上 的 调 磁 控 制 叫 做 磁 场 控 制 系 统 它 又 分 为 独 立 励 磁 控 制 系 统 和 非 独 立 励 磁 控 制 系 统 非 独 立 励 磁 控 制 系 统 的 减 弱 励 磁 由 电 动 机 反 电 势 来 控 制, 电 动 机 反 电 势 必 须 达 到 额 定 值 的 90%-95%( 也 称 为 整 定 电 势 Ez=90%-95%Ee) 以 后, 才 允 许 弱 磁, 就 是 利 用 反 电 势 信 号 去 控 制 减 弱 磁 场 非 独 立 励 磁 控 制 系 统, 其 控 制 方 式 简 单 可 靠, 用 一 定 给 定 信 号 来 控 制 电 枢 电 压 和 励 磁 电 流 电 动 机 启 动 时 能 保 证 先 升 压 后 弱 磁 ; 电 动 机 减 速 和 制 动 时 能 保 证 先 增 磁 后 降 压 减 少 了 操 作 工 人 的 劳 动 强 度, 提 高 了 控 制 的 准 确 程 度 图 4-91 是 非 独 立 励 磁 系 统 的 方 框 图 电 动 机 电 枢 电 压 控 制 方 式 是 双 环 系 统, 内 环 是 电 流 环, 外 环 是 速 度 环 励 磁 控 制 也 是 双 环 系 统, 内 环 是 磁 通 环, 由 磁 通 调 节 器 ΦT 触 发 器 可 控 硅 励 磁 绕 组 LQ 磁 场 模 拟 环 节 MF 和 函 数 发 生 器 HF 构 成, 进 行 磁 通 调 节 ; 外 环 是 电 势 环, 由 弱 磁 调 节 器 RT 反 电 势 调 节 器 let 2ET 和 满 磁 给 定 信 号 Eφg 组 成 励 磁 系 统 各 个

284 环 节 的 作 用 如 下 : 图 4 91 非 独 立 励 磁 系 统 方 框 图 (1) 弱 磁 调 节 器 RT 基 速 以 下 调 速, 电 动 机 满 磁, 用 提 高 电 动 机 端 电 压 的 方 法 进 行 速 度 升 降 反 电 势 ED 随 着 转 速 n 的 升 高 而 增 加, 根 据 反 馈 控 制 原 理, 要 维 持 某 一 参 量 恒 定, 必 须 设 置 该 参 量 的 反 馈 回 路, 构 成 调 节 闭 环 在 基 速 以 下 调 速 过 程 中, 要 维 持 满 磁 场 不 变, 必 须 给 磁 通 环 输 入 一 个 固 定 信 号, 靠 磁 通 环 调 节 磁 通 为 恒 值 这 就 是 对 弱 磁 调 节 器 的 第 一 个 要 求, 即 基 速 以 下 调 速 时, 弱 磁 调 节 器 的 输 出 Urt 是 最 大 值, 以 保 证 电 动 机 在 满 磁 状 态 下 工 作 基 速 以 上 的 速 度 调 节, 必 须 在 电 动 机 的 反 电 势 达 到 整 定 电 势 Ez 才 允 许 弱 磁 升 速 所 以, 对 弱 磁 调 节 器 的 第 二 个 要 求 是 电 动 机 反 电 势 达 到 Ez 后, 开 始 弱 磁, 磁 通 按 Φ=A/n 规 律, 随 着 转 速 升 高, 电 动 机 反 电 势 稍 有 增 加, 使 磁 通 逐 渐 减 小 弱 磁 调 节 器 是 一 个 输 出 限 幅 的 比 例 调 节 器, 其 输 出 就 是 磁 通 给 定 值 (2) 反 电 势 运 算 器 let 2ET 反 电 势 运 算 器 是 为 了 向 弱 磁 调 节 器 提 供 一 个 与 反 电 势 成 正 比 的 信 号 Ex 它 是 比 例 微 分 调 节 器 (3) 加 减 速 度 控 制 器 电 动 机 在 启 动 和 调 速 过 程 中, 如 果 给 定 信 号 变 化 太 快, 会 使 主 回 路 产 生 电 流 冲 击, 机 械 上 产 生 速 度 冲 击 给 定 信 号 变 化 太 慢, 又 延 缓 了 过 渡 过 程 时 间 为 防 止 上 述 两 种 弊 病, 在 速 度 调 节 器 ST 之 前 设 置 给 定 积 分 器, 以 保 证 电 动 机 在 基 速 以 下 运 行 时 加 减 速 度 恒 定, 电 动 机 能 平 稳 地 启 动 制 动 和 调 速 基 速 以 上 时, 电 动 机 整 流 条 件 变 坏, 高 速 运 行 机 械 冲 击 也 大, 为 此, 要 求 随 着 磁 通 西 的 降 低, 电 动 机 转 速 n 的 增 加, 自 动 降 低 给 定 积 分 器 输 出 电 压 的 变 化, 使 电 动 机 加 减 速 度 小 一 些, 以 保 障 电 机 和 机 械 设 备 的 安 全 运 转 (4) 最 大 电 流 限 制 器 最 大 电 流 限 制 器 的 作 用 是 限 制 电 动 机 的 电 流, 使 它 在 不 同 转 速 运 转 过 程 中 都 不 超 出 最 大 允 许 电 流 值 假 设 电 动 机 在 基 速 以 下 运 行, 最 大 允 许 电 流 为 Imax, 在 基 速 以 上 运 行 时, 由 于 整 流 条 件 变 坏 和 机 械 冲 击 增 大, 最 大 允 许 电 流 要 随 转 速 增 加 逐 渐 降 低, 转 速 越 高, 最 大 允 许 电 流 越 小 (5) 函 数 发 生 器 HF 调 磁 系 统 内 环 是 磁 通 环, 给 定 值 是 磁 通 给 定 Φgd, 反 馈 量 是 磁 通 反 馈 Φf Φf 不 易 测 出, 只 能 用 易 于 测 量 的 励 磁 电 流 间 接 地 代 替 磁 通 励 磁 电 流 Iφ 与 磁 通 Φ 为 非 线 性 关 系, 模 拟 非 线 性 关 系 的 运 算 放 大 器 叫 做 函 数 发 生 器 249. 怎 样 控 制 300mm 冷 连 轧 机 的 张 力? 无 论 大 型 高 速 冷 连 轧 机 还 是 小 型 低 速 冷 连 轧 机, 有 一 个 共 同 点 是 必 须 满 足 冷 连 轧 工 艺 中

285 金 属 秒 流 量 相 等 的 原 则 所 谓 秒 流 量 相 等 即 是 在 单 位 时 间 内 流 出 每 一 架 轧 机 的 带 钢 体 积 是 相 等 的, 可 写 成 : h1v1=h2v2= =h5v5 式 中 h1-h5 第 1 机 架 至 第 5 机 架 带 钢 出 口 厚 度 ; V1-v5 第 1 机 架 至 第 5 机 架 带 钢 出 口 速 度 如 果 在 轧 制 过 程 中 不 能 保 证 秒 流 量 相 等 的 原 则, 那 么 就 会 造 成 拉 钢 或 堆 钢, 使 连 轧 难 以 进 行 张 力 调 节 的 手 段 有 两 个, 一 个 是 调 整 压 下 量, 以 改 变 带 钢 轧 出 厚 度 h 来 保 证 秒 流 量 相 等 ; 另 一 个 是 用 调 整 轧 辊 线 速 度 可 的 办 法 来 调 节 带 钢 张 力 中 小 型 较 低 速 轧 机 常 采 用 调 速 方 法 300mm 五 机 架 冷 连 轧 机 在 单 机 系 统 的 最 外 环 采 用 张 力 调 节 器 通 过 张 力 调 节 器 将 5 个 机 架 联 成 一 个 整 体 大 家 知 道, 张 力 是 由 相 邻 机 架 带 钢 出 口 和 入 口 线 速 度 差 引 起 的, 线 速 度 差 与 张 力 之 间 的 传 递 关 系 是 一 个 惯 性 环 节, 故 张 力 调 节 器 采 用 比 例 积 分 调 节 器 的 形 式 在 可 控 硅 传 动 设 备 中, 带 自 动 投 张 装 置 的 张 力 调 节 器 控 制 张 力 调 节 环 的 投 入 及 进 行 张 力 自 动 调 节 它 由 张 力 投 人 环 节 和 张 力 调 节 环 节 组 成 张 力 投 入 环 节 的 作 用 是 当 张 力 上 升 到 接 近 给 定 值 时, 将 张 力 调 节 环 节 的 锁 零 解 除, 使 张 力 调 节 环 节 投 入 工 作 张 力 调 节 环 节 的 作 用 是 维 持 机 架 间 带 钢 张 力 恒 定 轧 制 工 艺 参 数 变 化 ( 如 来 料 厚 度 变 化 ), 相 邻 两 机 架 的 带 钢 秒 流 量 就 发 生 变 化, 则 张 力 就 会 发 生 波 动 以 第 i 机 架 为 基 准 机 架, 当 第 i 机 架 与 第 i-1 机 架 间 带 钢 张 力 平 衡 被 破 坏, 张 力 反 馈 量 发 生 变 化 时, 通 过 张 力 调 节 器 输 出 量 的 改 变, 使 第 i-1 机 架 电 机 速 度 做 相 应 变 化, 从 而 使 张 力 恢 复 到 原 来 值 由 于 张 力 是 由 两 相 邻 机 架 线 速 度 差 引 起 的 惯 性 环 节, 因 此, 张 力 变 化 不 是 跃 变 的, 而 是 一 个 渐 变 量 五 机 架 连 轧 机 组 以 2.5m/s 的 速 度 轧 制 时, 设 给 定 张 力 自 10kN 变 化 到 15kN, 张 力 变 化 量 为 5kN, 速 度 变 化 将 达 到 40-50r/min 300mm 五 机 架 冷 连 轧 机 采 用 第 3 机 架 作 为 速 度 基 准 机 架, 在 此 机 架 上 不 设 张 力 调 节 器 第 3 机 架 为 基 准 机 架 的 优 点 是 可 以 减 少 张 力 受 相 邻 机 架 张 力 调 整 的 影 响, 有 利 于 提 高 张 力 控 制 精 度 图 4-92 为 五 机 架 张 力 控 制 系 统 示 意 图 现 以 增 加 带 钢 张 力 为 例, 对 于 第 3 机 架 前 的 轧 机, 轧 辊 速 度 是 往 下 调 节 的 ; 对 于 第 3 机 架 后 的 轧 机, 轧 辊 速 度 应 往 上 调 节 当 外 扰 量 影 响 带 钢 秒 流 量 相 等 时, 通 过 调 节 相 应 机 架 的 轧 辊 速 度 来 保 证 张 力 恒 定, 重 新 达 到 秒 流 量 相 等 但 是, 多 机 架 在 调 节 中 有 其 特 殊 性, 即 调 节 某 两 个 相 邻 机 架 间 带 钢 张 力 时 要 影 响 其 他 机 架 间 的 张 力 当 1-2 机 架 间 或 4-5 机 架 间 的 张 力 T1-2 或 T4-5 变 化 时, 则 分 别 调 节 第 1 及 第 5 机 架 的 轧 辊 转 速 即 可 恢 复 到 原 张 力 值 但 当 T2-3 或 T3-4 发 生 波 动 时, 则 应 调 节 第 2 或 第 4 机 架 的 轧 辊 转 速, 保 证 T2-3 或 T3-4 恒 定, 但 由 于 第 2 或 第 4 机 架 转 速 变 化 后, 即 破 坏 了 已 经 恒 定 的 张 力 T1-2 或 T4-5, 这 样,T1-2 或 T4-5 也 要 再 做 相 应 的 调 整, 造 成 连 轧 机 张 力 波 动 变 大, 产 生 不 良 影 响 因 此, 在 第 2 和 第 4 机 架 的 张 力 调 整 器 输 出 上 设 置 相 关 校 正 环 节, 其 基 本 原 理 如 下 : 假 设 由 于 某 种 外 扰 量 引 起 T2-3 变 大, 则 张 力 调 节 器 立 即 对 第 2 机 架 主 电 机 进 行 调 速, 使 其 速 度 升 高 可 是, 如 无 相 关 校 正 环 节, 则 当 第 2 机 架 增 速 时, 便 造 成 T1-2 变 大, 张 力 反 馈 量 增 加, 然 后 通 过 第 1 机 架 张 力 调 节 器 对 第 1 机 架 主 电 机 进 行 增 加, 使 T1-2 平 衡 而 在 调 T1-2 时, 对 T2-3 也 有 影 响 ( 其 影 响 较 调 节 T2-3 时 对 T1-2 小 ), 故 连 轧 机 张 力 波 动 就 显 得 较 大

286 图 mm 五 机 架 冷 连 轧 机 张 力 控 制 系 统 vi- 第 i 机 架 带 钢 出 口 线 速 度 ;ni- 第 i 机 架 电 机 转 速 ;SPi- 第 i 机 架 速 度 调 节 系 统 ; vgi- 第 i 机 架 速 度 给 定 ;CTi- 第 i 机 架 张 力 调 节 器 ;Tgi- 第 i 机 架 张 力 给 定 ; Tfi- 第 i 机 架 张 力 反 馈 信 号 ;FXi- 第 i 机 架 倒 相 器 ;TCi- 第 f 机 架 张 力 计 ; DG 一 给 定 积 分 器 ; vgi- 第 i 机 架 送 出 的 给 定 张 力 相 关 校 正 所 谓 张 力 相 关 校 正 就 是 当 T2-3 变 大 后, 第 2 机 架 张 力 调 节 器 的 输 出 量 在 调 节 第 2 机 架 主 电 机 升 速 的 同 时, 送 一 信 号 到 第 l 机 架 主 电 机, 先 将 第 l 机 架 主 电 机 速 度 往 上 调 起 来, 使 T1-2 不 向 增 大 方 向 变 化 只 要 补 偿 得 当, 就 可 做 到 相 互 间 影 响 很 小, 这 样 的 控 制 称 为 张 力 前 馈 控 制 一 般 校 正 信 号 的 量, 选 在 30%-40% 为 宜, 以 达 到 缓 和 相 关 张 力 的 影 响, 适 当 改 善 张 力 波 动 的 目 的 250. 怎 样 给 定 小 型 冷 连 轧 机 的 速 度? 由 于 冷 连 轧 机 操 作 工 艺 复 杂, 因 此 机 组 采 用 多 种 速 度 给 定 方 式, 即 机 组 单 机 动 作 时 的 速 度 给 定 和 机 组 联 动 时 的 速 度 给 定 (1) 机 组 单 机 动 作 时 的 速 度 给 定 轧 机 要 求 能 低 速 正 反 转, 因 此, 系 统 设 置 了 冲 动 给 定, 用 于 处 理 事 故 和 校 正 轧 机 辊 缝 一 般 冲 动 给 定 量 为 loor/min 左 右 ( 对 应 线 速 度 小 于 O.5m /s) 在 操 作 回 路 里, 冲 动 给 定 通 过 单 动 继 电 器 的 分 合 来 实 现 给 定 量 的 切 换 轧 机 正 反 向 运 转 是 通 过 切 换 电 动 机 磁 场 来 实 现 的 卷 取 机 ( 或 开 卷 机 ) 也 设 置 冲 动 给 定, 也 能 进 行 正 反 向 低 速 运 转 (2) 机 组 联 动 时 的 速 度 给 定 由 于 单 机 系 统 动 态 校 正 时 超 调 量 大, 速 度 超 调 将 引 起 带 钢 拉 断 或 起 套, 影 响 正 常 轧 制, 因 此, 连 轧 机 的 速 度 超 调 是 不 允 许 的 为 此, 连 轧 机 的 速 度 给 定 往 往 需 要 采 用 逐 渐 变 化 的 给 定 量, 如 斜 坡 信 号 小 型 五 机 架 冷 连 轧 机 组 由 统 一 的 给 定 积 分 器 输 出 斜 坡 信 号, 每 个 机 架 按 各 自 的 轧 制 工 艺 分 配 的 速 度 给 定 值 取 出 各 自 斜 坡 信 号 值, 以 保 证 各 机 架 升 速 同 步 给 定 积 分 器 能 发 生 O-4m/s 的 轧 制 信 号 和 0~O.5m/s 的 喂 料 速 度 信 号 总 操 作 人 员 通 过 总 操 作 回 路 向 给 定 积 分 器 输 入 不 同 的 给 定 量 由 于 轧 制 工 艺 中 各 机 架 速 度 分 配 是 以 成 品 机 架 高 速 轧 制 时 为 准 的, 在 轧 制 过 程 中 各 机 架 速 度 分 配 不 再 改 变 但 是, 轧 制 中 高 速 时 的 速 度 分 配 比 例 与 低 速 时 不 一 定 一 致, 因 此, 经 高 速 时 速 度 分 配 比 例 可 能 造 成 低 速 喂 料 困 难, 或 者 根 本 建 立 不 起 张 力 为 解 决 这 一 问 题, 在

287 每 一 机 架 上 ( 除 第 3 机 架 外 ) 设 置 了 速 度 微 调, 微 调 量 为 ±50r/min, 以 保 证 穿 带 和 建 立 张 力 为 了 在 卷 取 机 ( 或 开 卷 机 ) 咬 入 带 钢 后 能 使 综 合 调 节 器 自 动 地 从 速 度 控 制 状 态 转 变 为 电 流 控 制 状 态, 在 综 合 调 节 器 上 设 置 速 度 附 加 给 定, 给 定 量 为 100r/min 该 附 加 速 度 给 定 量 的 作 用 是 当 卷 取 ( 开 卷 ) 机 一 旦 绷 紧 带 钢 时, 使 综 合 调 节 器 中 的 速 度 环 节 推 向 饱 和 251. 为 什 么 小 型 冷 连 轧 机 需 要 锁 零 装 置 及 轧 机 强 制 起 步? (1) 锁 零 装 置 连 轧 机 在 停 车 时, 不 能 有 爬 行 现 象, 否 则 将 造 成 起 套 或 拉 断 带 钢, 而 五 机 架 冷 连 轧 机 系 统 中 又 大 量 采 用 比 例 积 分 (PI) 和 积 分 (I) 调 节 器, 如 果 不 加 锁 零 装 置, 一 旦 放 大 器 零 点 漂 移, 则 电 机 将 会 自 动 爬 行 起 来 为 此, 速 度 调 节 器 电 压 调 节 器 和 电 流 调 节 器 等 均 设 置 锁 零 装 置, 即 由 一 只 3DJ 场 效 应 管 将 输 入 与 输 出 短 接 起 来 当 轧 机 停 车 时, 一 套 电 平 检 测 或 非 门 及 电 平 变 换 逻 辑 装 置 使 3DJ 场 效 应 管 呈 低 阻 抗, 使 各 调 节 器 输 出 为 零, 而 电 压 调 节 器 输 出 为 零 时, 可 控 硅 无 电 压 输 出, 轧 机 就 能 可 靠 停 止 当 速 度 给 定 输 入 量 大 于 某 一 电 平 值 时, 则 电 平 检 测 翻 转, 使 电 平 变 换 输 出 -15V 电 压 给 各 场 效 应 管, 使 其 呈 高 阻 抗, 这 样 系 统 即 可 进 入 运 行 状 态 (2) 轧 机 强 制 起 步 由 于 各 机 架 解 除 锁 零 的 电 压 均 调 整 成 一 样 的 ( 目 前 均 整 定 为 0.3V 时 解 除 锁 零 ), 但 各 机 架 的 速 度 值 是 不 同 的, 这 样, 在 给 定 积 分 器 输 出 斜 坡 信 号 电 压 时, 必 定 造 成 各 机 架 打 开 锁 零 有 先 有 后 的 现 象, 使 各 机 架 起 步 运 行 时 间 不 一 致 各 轧 机 起 步 不 一 致, 必 定 会 拉 断 钢 带 ( 尤 其 是 生 产 0.1mm 薄 带 钢 时 ), 造 成 金 属 消 耗 增 加, 生 产 率 降 低 为 使 各 轧 机 起 步 一 致, 五 机 架 冷 连 轧 机 组 在 系 统 中 还 设 置 了 一 个 强 制 起 步 装 置, 即 轧 机 进 入 联 动 运 转 时, 当 给 定 积 分 器 输 出 到 某 一 值 ( 目 前 整 定 为 0.2V) 时, 发 生 一 个 统 一 的 解 除 锁 零 信 号 给 各 系 统 的 电 平 变 换 器, 使 它 们 翻 转, 机 组 各 调 节 器 在 同 一 时 刻 解 除 锁 零, 机 组 各 系 统 在 同 一 时 刻 投 入 运 行, 保 证 了 各 轧 机 几 乎 在 同 一 时 刻 ( 小 于 loms 差 异 ) 起 步 升 速 252. 安 全 用 电 一 般 需 注 意 哪 些 事 项, 发 生 触 电 事 故 后 怎 么 办? 安 全 用 电 一 般 需 注 意 : (1) 检 修 电 路 或 设 备 时, 不 可 带 电 操 作 ; 一 定 要 拉 开 闸 刀, 切 断 总 电 源, 并 挂 上 有 人 工 作, 不 准 合 闸 的 表 示 牌, 然 后 进 行 工 作 (2) 在 任 何 电 气 设 备 未 经 检 查 证 明 无 电 之 前, 应 一 律 认 为 有 电, 不 得 乱 动 (3) 不 准 在 电 线 上 勾 挂 东 西, 不 可 把 重 物 压 在 电 线 上 (4) 不 可 用 铜 丝 作 为 熔 断 丝 ( 俗 称 保 险 丝 ), 应 按 电 路 的 实 际 电 量 来 选 择 适 当 的 熔 断 丝 (5) 普 通 电 灯 不 能 做 活 动 工 作 灯 使 用, 活 动 灯 必 须 采 用 36V 以 下 的 安 全 活 动 工 作 灯 (6) 不 准 任 意 拆 除 设 备 或 操 作 台 上 的 电 器 装 置, 发 现 故 障 应 及 时 请 电 工 修 理 一 旦 发 生 触 电 时, 首 先 要 立 即 关 掉 开 关, 切 断 电 源 ; 或 用 木 棒 竹 竿 等 不 导 电 的 东 西, 迅 速 地 使 触 电 者 与 电 源 脱 离 但 要 注 意, 切 不 可 用 手 去 拉 触 电 者, 以 免 发 生 连 锁 触 电 触 电 者 脱 离 电 源 后, 如 呼 吸 心 跳 已 停 止, 应 马 上 做 人 工 呼 吸 和 胸 外 心 脏 按 摩, 进 行 抢 救, 直 至 呼 吸 心 跳 恢 复 一 般 急 救 办 法 有 口 对 口 人 工 呼 吸 法 和 人 工 胸 外 心 脏 挤 压 法 等 (1) 口 对 口 人 工 呼 吸 法 触 电 者 仰 卧, 面 部 朝 上, 颈 后 部 ( 不 是 头 后 部 ) 垫 一 软 枕, 使 其 头 部 尽 量 后 仰 抢 救 者 坐 于 触 电 者 头 旁, 一 手 捏 紧 触 电 者 鼻 子, 不 使 其 漏 气, 同 时 用 口 对 着 触 电 者 的 口 吹 气, 在 触 电 者 胸 壁 扩 张 后, 即 停 止 吹 气, 让 触 电 人 胸 壁 自 行 回 缩, 呼 出 空 气 如 此 反 复 进 行, 每 分 钟 约 15 次 (2) 人 工 胸 外 心 脏 挤 压 法 将 触 电 者 平 卧 在 硬 板 或 地 面 上 抢 救 者 跪 在 触 电 者 一 侧, 两 手 相 叠, 手 掌 放 在 触 电 者 的 胸 骨 下 端, 剑 突 之 上, 借 自 己 的 体 重 用 力 向 下 压 约 2-3cm, 然 后

288 停 止, 让 胸 廓 自 行 弹 起 按 此 反 复 进 行, 每 分 钟 挤 压 次, 直 至 出 现 规 律 性 的 心 跳 和 呼 吸 为 止 挤 压 时 必 须 注 意 加 压 不 宜 过 大, 以 防 肋 骨 骨 折 和 心 脏 损 伤

289 第 五 章 退 火 与 精 整 一 退 火 工 艺 及 其 操 作 253. 什 么 叫 退 火, 冷 轧 带 钢 退 火 的 目 的 是 什 么? 退 火 是 将 带 钢 加 热 到 一 定 温 度 保 温 后 再 缓 慢 冷 却 的 工 艺 操 作 退 火 的 主 要 目 的 是 : (1) 降 低 钢 的 硬 度, 消 除 冷 加 工 硬 化, 改 善 钢 的 性 能, 恢 复 钢 的 塑 性 变 形 能 力 (2) 消 除 钢 中 的 残 余 内 应 力, 稳 定 组 织, 防 止 变 形 (3) 均 匀 钢 的 组 织 和 化 学 成 分 退 火 是 冷 轧 带 钢 生 产 中 最 主 要 的 热 处 理 工 序 之 一 冷 轧 中 间 退 火 的 目 的 主 要 是 使 受 到 高 度 冷 加 工 硬 化 的 金 属 重 新 软 化, 对 于 大 多 数 钢 带 来 说, 这 种 处 理 基 本 上 是 再 结 晶 退 火 冷 轧 带 钢 的 成 品 热 处 理 主 要 也 是 退 火, 但 根 据 所 生 产 带 钢 品 种 最 终 性 能 的 不 同 要 求, 其 退 火 工 艺 制 度 也 各 不 相 同 表 5-1 列 出 了 各 种 退 火 的 目 的 各 类 退 火 工 艺 的 加 热 温 度 范 围, 如 图 5-1 所 示 表 5-1 各 种 退 火 的 目 的 名 称 主 要 目 的 扩 散 退 火 使 钢 的 成 分 均 匀 化, 消 除 应 力, 降 低 硬 度 完 全 退 火 消 除 组 织 缺 陷, 降 低 硬 度, 细 化 组 织 不 完 全 退 火 细 化 组 织, 降 低 硬 度 等 温 退 火 减 少 变 形, 细 化 组 织, 降 低 硬 度, 防 止 白 点 产 生 球 化 退 火 获 得 球 状 碳 化 物, 降 低 硬 度, 提 高 塑 性 再 结 晶 退 火 消 除 冷 加 工 硬 化 去 应 力 退 火 消 除 内 应 力 图 5-1 各 类 退 火 工 艺 的 加 热 温 度 范 围 a- 加 热 温 度 范 围 ;b- 退 火 工 艺 曲 线

290 254. 什 么 是 氧 化 和 脱 碳? 钢 的 氧 化 和 脱 碳 的 一 般 原 理 如 下 : 炉 气 中 的 O2 C02 和 水 与 钢 中 的 铁 起 化 学 反 应, 使 带 钢 表 面 形 成 一 层 松 脆 的 氧 化 皮, 其 反 应 如 下 : 氧 化 不 仅 消 耗 金 属, 而 且 使 带 钢 表 面 硬 度 不 均 匀 并 失 去 原 有 精 度 与 表 面 粗 糙 度, 甚 至 造 成 废 品, 此 外 还 增 加 消 除 氧 化 皮 的 辅 助 工 序 炉 气 中 的 O2 C02 和 水 除 了 使 钢 氧 化 外, 还 能 和 钢 中 的 碳 发 生 化 学 反 应, 生 成 气 体, 使 钢 表 面 碳 含 量 降 低, 这 种 现 象 称 为 脱 碳 其 化 学 反 应 如 下 : 钢 的 加 热 温 度 越 高 钢 中 碳 含 量 越 高 ( 特 别 是 含 有 高 含 量 的 硅 钼 和 铅 等 元 素 时 ), 钢 便 越 容 易 脱 碳 由 于 钢 的 脱 碳 速 度 大 于 氧 化 速 度, 故 在 钢 的 氧 化 层 下 面, 通 常 总 是 存 在 着 一 层 一 定 厚 度 的 脱 碳 层 脱 碳 使 带 钢 表 面 碳 含 量 下 降, 从 而 导 致 表 面 硬 度 和 耐 磨 性 下 降, 疲 劳 强 度 下 降 更 甚 预 防 氧 化 和 脱 碳 的 方 法 主 要 有 : (1) 炉 子 采 用 可 控 气 氛 ( 如 氨 分 解 气 氛 ) 进 行 热 处 理, 就 可 基 本 上 避 免 钢 的 氧 化 和 脱 碳 (2) 将 带 钢 卷 装 入 箱 中, 钢 卷 上 覆 盖 上 铁 屑 和 木 炭, 密 封 后 放 在 炉 内 加 热 255. 什 么 是 氨 分 解 氨 分 解 炉 的 操 作 要 点 是 什 么? 带 钢 在 一 般 空 气 中 加 热, 会 产 生 氧 化 和 脱 碳, 影 响 带 钢 的 质 量, 因 此, 需 采 用 无 氧 化 无 脱 碳 的 加 热 方 法, 即 光 亮 退 火 带 钢 光 亮 退 火 主 要 在 保 护 气 氛 下 进 行 退 火 保 护 气 氛 采 用 氨 分 解 气 的 较 多 氨 分 解 的 化 学 反 应 式 为 :2NH3 N2+3H2, 用 镍 做 催 化 剂, 分 解 反 应 温 度 830~900 氨 分 解 保 护 气 体 的 制 备 比 较 简 单, 利 用 瓶 装 的 无 水 液 态 氨 做 原 料 液 态 氨 自 瓶 中 流 出, 通 过 蒸 发 器 加 热 汽 化 后, 通 人 装 有 催 化 剂 的 反 应 罐 内 进 行 分 解 这 个 反 应 很 容 易 进 行 氨 分 解 后 成 为 含 75%H2 及 25%N2( 体 积 分 数 ) 的 氮 氢 混 合 气 体 分 解 要 求 不 高 时 可 降 低 反 应 温 度 表 5-2 中 列 出 了 在 镍 做 催 化 剂 的 条 件 下, 不 同 温 度 时 的 分 解 率 氨 分 解 保 护 气 体 的 露 点 可 控 制 在 -20 左 右 露 点 要 求 再 低 时, 根 据 无 水 液 态 氨 的 纯 度, 用 活 性 胶 或 铝 胶 进 行 脱 水 干 燥 氨 分 解 气 氛 在 普 通 处 理 温 度 下 对 钢 及 钢 中 的 碳 都 呈 惰 性 氨 分 解 的 制 取 流 程 及 成 分 见 表 5-3

291 表 5-2 氨 的 分 解 率 温 度 / 分 解 率 /% 残 余 NH3 的 体 积 分 数 /% 温 度 / 分 解 率 /% 残 余 NH3 的 体 积 分 数 /% O.48 O O.05 O.02 O.01 O.01 表 5-3 氨 分 解 气 体 的 制 取 流 程 及 成 补 P452 中 见 表 氨 分 解 炉 操 作 中 应 注 意 以 下 几 点 : (1) 由 液 氨 瓶 把 液 氨 注 人 蒸 发 器 内, 注 意 观 察 液 面 位 置 高 低, 使 其 保 持 在 规 定 的 高 度 范 围 内 (2) 氨 分 解 炉 炉 温 应 控 制 在 800~850, 并 应 随 时 注 意 炉 温 变 化 情 况 经 常 检 查 分 解 炉 的 流 量 压 力, 以 及 电 器 仪 表 运 转 等 是 否 正 常, 并 半 小 时 记 录 一 次 核 对 使 用 氨 分 解 气 的 各 个 热 处 理 炉 流 量 大 小 是 否 正 确, 应 保 证 气 体 的 正 常 供 应 (3) 液 氨 输 入 蒸 发 器 压 力 应 控 制 在 O.2-0.4MPa, 分 解 炉 内 压 力 控 制 在 0.05MPa 左 右 (4) 遇 到 临 时 停 电 或 电 器 故 障, 应 密 切 注 视 氨 分 解 炉 炉 温, 当 发 现 炉 温 下 降 到 750 以 下 时, 用 气 的 退 火 炉 应 停 止 使 用 氨 分 解 气 体 ( 此 时 可 采 取 改 用 氢 气 瓶 或 氮 气 瓶 气 体 的 措 施 ) (5) 氨 分 解 炉 停 炉 时, 应 先 关 闭 液 氨, 待 蒸 发 器 内 液 氨 逐 步 蒸 发 完 以 后, 再 关 闭 电 闸 (6) 液 氨 瓶 氮 瓶 或 氢 瓶 在 使 用 时 注 意 不 要 全 部 用 尽, 应 剩 余 少 量 气 体 (7) 氨 分 解 设 备 的 各 种 装 置 应 定 期 检 查 ( 一 般 每 月 一 次 ) (8) 氨 分 解 房 内 如 遇 液 氨 大 量 溢 出, 操 作 人 员 必 须 戴 上 防 毒 面 具 ( 注 意 应 先 拉 去 活 性 炭 容 器 底 部 的 橡 皮 塞 头 ), 再 进 行 紧 急 处 理 ( 如 关 闭 液 氨 瓶, 堵 塞 漏 气 部 位 等 ) (9) 操 作 人 员 如 因 氨 气 刺 激 而 发 生 昏 倒 现 象, 应 立 即 抢 救 离 开 现 场 同 时 必 须 用 清 水 不 断 冲 洗 其 眼 部 256. 碳 素 工 具 钢 怎 样 进 行 球 化 退 火, 操 作 中 应 注 意 什 么? 碳 素 工 具 钢 钢 带 卷 一 般 以 轧 制 状 态 和 退 火 状 态 交 货, 显 微 组 织 多 为 粗 片 状 珠 光 体, 甚 至 有 网 状 渗 碳 体 因 此, 为 改 善 其 切 削 加 工 性 提 高 产 品 质 量 防 止 淬 火 变 形 开 裂 提 高 淬 火 后 的 性 能, 碳 素 工 具 钢 应 进 行 球 化 退 火 球 化 退 火 的 主 要 目 的 是 使 钢 中 片 状 和 网 状 碳 化 物 转 变 成 球 状 碳 素 工 具 钢 的 球 化 退 火 可 采 用 普 通 退 火 法 和 等 温 退 火 法 普 通 球 化 退 火 时, 把 带 钢 卷 加 热 到 Ac3+(20-30 ), 保 温 较 长 时 间, 然 后 随 炉 缓 慢 冷 却 到 500 以 下 出 炉 空 冷 常 用 工 具 钢 的 退 火 温 度 列 于 表 5-4, 其 球 化 退 火 工 艺 曲 线 如 图 5-2 所 示

292 表 5-4 常 用 碳 素 工 具 钢 的 退 火 温 度 钢 种 加 热 温 度 / 等 温 温 度 / 硬 度 HB T3 T10 T Mn2V 9SiCr GCrl5 CrWMn Crl2 Crl2MOV 图 5-2 碳 素 工 具 钢 球 化 退 火 工 艺 曲 线 a- 普 通 球 化 退 火 ;6- 等 温 球 化 退 火 b- 球 化 退 火 的 操 作 应 注 意 下 列 问 题 : (1) 退 火 时 要 防 止 带 钢 卷 脱 碳, 常 用 铸 铁 屑 或 废 渗 碳 剂 装 箱 退 火 (2) 严 格 控 制 退 火 温 度 温 度 过 高, 碳 化 物 溶 解 较 多, 奥 氏 体 均 匀 化 程 度 大, 将 减 少 或 失 去 球 化 的 核 心, 退 火 后 易 获 得 片 状 珠 光 体 ; 温 度 过 低, 原 来 组 织 中 片 状 珠 光 体 较 难 溶 解, 也 不 能 达 到 球 化 的 目 的 例 如, 当 9SiCr 钢 加 热 到 820 球 化 退 火 时, 得 到 全 部 球 状 珠 光 体 (HB229), 当 加 热 温 度 提 高 到 ( 超 过 Acm) 时, 冷 却 后 的 组 织 则 主 要 为 粗 片 状 珠 光 体 (3) 适 当 掌 握 保 温 时 间 保 温 时 间 过 长, 会 促 使 奥 氏 体 均 匀 化, 不 利 于 球 化 ; 时 间 过 短, 则 原 组 织 中 的 片 状 组 织 难 以 完 全 破 坏, 也 达 不 到 球 化 的 效 果 保 温 时 间 一 般 可 按 每 lcm 直 径 ( 厚 度 ) 保 温 O.5~1.Oh 估 算 (4) 精 确 控 制 冷 却 速 度 球 化 退 火 的 冷 却 速 度 不 影 响 珠 光 体 的 形 状, 但 决 定 碳 化 物 的 弥 散 度, 因 而 可 决 定 退 火 后 的 硬 度 冷 却 速 度 过 大, 碳 化 物 来 不 及 聚 集 长 大, 在 冷 却 中 还 会 产 生 新 晶 核, 因 而 可 得 到 弥 散 度 大 的 细 粒 状 或 点 状 珠 光 体, 硬 度 将 偏 高 ; 反 之, 冷 却 速 度 过 小, 则 常 得 到 弥 散 度 小 硬 度 过 低 的 粗 粒 状 珠 光 体 (5) 认 真 消 除 网 状 碳 化 物 钢 中 如 果 存 在 较 严 重 的 网 状 碳 化 物, 应 先 进 行 正 火 处 理 加 以 消 除, 然 后 再 球 化 退 火 257. 台 车 式 燃 煤 ( 气 ) 退 火 炉 的 操 作 要 点 是 什 么? 台 车 式 燃 煤 ( 气 ) 退 火 炉 操 作 应 注 意 下 列 几 点 : (1) 按 生 产 调 度 单 仔 细 核 对 带 卷 的 钢 号 炉 号 规 格 和 卷 数, 并 规 格 装 包 的 料 应 符 合 工 艺 要 求 并 规 格 装 包 的 原 则 是 :

293 每 炉 钢 带 的 厚 薄 规 格 以 相 差 1 2mm 以 下 为 宜 ; 碳 含 量 较 高 的 钢 带 ( 如 T9-T13,Cr03 等 ) 和 碳 含 量 中 等 的 钢 带 ( 如 号 ) 可 相 互 并 装 ; 60Si2 钢 带 应 尽 量 单 独 装 炉 ; 普 碳 和 低 碳 钢 带 可 与 任 何 钢 带 并 装 (2) 光 亮 退 火 钢 带 要 求 填 料 退 火, 装 包 时 应 尽 量 使 钢 带 卷 放 在 包 子 当 中, 内 罩 要 盖 好, 铁 屑 要 干 燥 筛 净, 要 保 证 有 150mm 以 上 的 铁 屑 厚 度 包 盖 要 封 严, 所 用 泥 料 要 搅 拌 均 匀, 厚 稀 适 中, 外 盖 封 好 后 再 撒 上 一 圈 废 铁 屑. 不 填 料 退 火 时,O.6mm 以 下 薄 钢 带 必 须 装 在 退 火 包 子 的 中 下 部, 上 部 150~200mm 处 装 厚 钢 带 (3) 装 炉 方 式 是 每 炉 平 台 上 分 装 3 排 包 子, 中 间 为 高 包 子 ( 如 φ550mm 1050mm), 两 侧 为 低 包 子 ( 如 φ550mm 950mm) 进 出 炉 时 包 子 应 排 列 整 齐, 并 认 真 做 好 投 放 包 子 位 置 编 号 牌 的 工 作 做 好 交 接 班 记 录 制 度, 将 装 包 情 况 和 设 备 故 障 填 写 清 楚 (4) 出 包 钢 卷 应 分 清 钢 种 炉 号 和 规 格, 堆 放 整 齐, 铁 屑 去 净, 有 质 量 问 题 的 钢 卷 应 另 行 堆 放 (5) 加 热 操 作 时 要 做 到 四 勤 : 勤 加 煤 ( 勤 调 节 煤 气 空 气 和 阀 门 ); 勤 捅 炉 膛, 保 证 煤 层 燃 烧 完 全 ; 勤 查 仪 表, 常 看 炉 温, 适 时 调 节 烟 道 闸 门 ; 勤 除 垃 圾 退 火 工 艺 制 度 如 表 5-5 所 示 表 5 5 各 种 钢 带 的 退 火 工 艺 制 度 钢 种 装 包 退 火 退 火 工 艺 制 度 备 注 方 法 种 类 退 火 炉 升 温 时 间 /h 炉 顶 温 度 / ( 保 温 时 间 /h) 碳 结 钢 不 填 料 T 燃 煤 炉 煤 气 炉 (4.5-5) 800(2-2.5) 总 加 热 时 间 为 5-6h 者, 退 火 周 08,10, 填 料 R,T 燃 煤 炉 l 900(4)880(6)860(2) 期 为 12h; 15 煤 气 炉 3 780(6)760(4) 总 加 热 时 间 为 20,08 填 料 T,TR 燃 煤 炉 煤 气 炉 (6)880(6) 800(5)780(5) 13-14h 者, 退 火 周 期 为 24h; 号, 填 料 T,QT 燃 煤 炉 l 880(5)860(6)840(6) 总 加 热 时 间 为 T7,T8, 煤 气 炉 3 780(3)760(6)740(6) 18-20h 者, 退 火 65Mn 周 期 为 48h; 50A 甲 填 料 QT 煤 气 炉 3 780(Z)760(6)740(5) T-- 再 结 晶 退 ( 成 品 ) 火 ; T9-T13, 填 料 T,QT 燃 煤 炉 1 900(2)880(6)860(4) QT-- 球 化 退 火 ; Cr03 煤 气 炉 3 BOO(2)780(3)760(5) R-- 软 钢 带 ; 60Si2, 60Si2Mn 填 料 T,QT 燃 煤 炉 煤 气 炉 l 3 860(3)840(4) 800(12)760(3) 740(4)700(5)680(5) TR 一 特 软 钢 带 258. 什 么 是 强 对 流 全 氢 罩 式 退 火 炉? 强 对 流 全 氢 罩 式 退 火 炉 即 HiCON/H2 型 罩 式 退 火 炉, 该 罩 式 炉 的 特 征 是 : 保 护 气 体 用 体 积 分 数 为 % 的 氢 气, 氢 气 热 传 导 性 能 好 ; 罩 式 炉 炉 台 下 部 中 央 安 装 有 炉 底 风 机, 在 升 温 保 温 冷 却 过 程 中, 风 机 强 制 内 罩 中 氢 气 对 流, 故 而 升 温 快, 炉 内 温 度 分 布 均 匀, 保 温 后 期 炉 内 金 属 温 度 差 不 大 于 20 ; 再 结 晶 退 火 后 钢 带 力 学 性 能 冲 压 性 能 好, 可 处 理 深 冲 特 深 冲 用 钢 带 ; 由 于 热 处 理 周 期 缩 短, 炉 台 生 产 率 高, 可 减 少 炉 台 数, 节 省 基 建 投 资 该 罩 式 炉 不 仅 节 能, 而 且 钢 带 质 量 稳 定, 深 冲 性 能 好, 表 面 光 亮 净 洁, 表 面 残 碳 量 不 大 于 20mg/m 2 图 5-3 为 HiCON/H2 型 罩 式 退 火 炉 示 意 图

294 图 5-3 HiCON/H2 型 单 式 退 火 炉 不 意 图 259. 电 罩 式 退 火 炉 的 操 作 要 点 是 什 么? 电 罩 式 退 火 炉 操 作 中 应 注 意 以 下 几 点 : (1) 根 据 退 火 生 产 通 知 单 领 料, 并 认 真 核 对 带 卷 的 钢 种 炉 号 规 格 和 卷 数 (2) 按 下 厚 上 薄 下 大 上 小 的 原 则 装 带 卷 垛 吊 运 带 卷 时 必 须 检 查 吊 具 是 否 安 全 可 靠 带 卷 必 须 保 持 垂 直, 安 放 平 稳, 以 防 加 热 时 钢 带 变 形 吊 放 内 罩 时, 必 须 挖 松 沙 槽, 打 开 放 气 阀, 内 罩 必 须 缓 慢 下 落, 垂 直 安 放 于 炉 台 上, 并 将 沙 封 埋 到 mm 深 度, 然 后 关 闭 放 气 阀, 清 扫 炉 台 吊 放 外 罩 时, 必 须 检 查 炉 内 电 阻 带 是 否 断 落, 然 后 吊 运 至 指 定 位 置, 对 准 套 环 缓 慢 下 落 (3) 内 罩 放 好 后, 必 须 用 保 护 气 体 冷 吹 3h 后 才 能 吊 装 热 的 外 罩 同 时 按 规 定 尺 寸 插 好 热 电 偶, 然 后 接 通 电 源 升 温 (4) 按 指 定 的 退 火 工 艺 制 度 加 热, 若 遇 不 同 钢 种 规 格 钢 带 混 装 时, 则 按 退 火 温 度 较 低 的 退 火 工 艺 加 热, 并 做 好 各 种 表 格 的 填 写 工 作 (5) 在 加 热 过 程 中, 必 须 经 常 注 意 仪 表 电 器 的 运 转 是 否 正 常, 炉 内 气 体 是 否 畅 通 炉 温 升 至 600 左 右, 点 燃 出 气 口 火 焰 (6) 当 退 火 加 热 结 束, 炉 温 降 至 550 或 600 时 断 开 电 闸, 抽 出 热 电 偶, 然 后 缓 慢 地 吊 移 外 罩 当 温 度 低 于 350 时, 先 减 少 保 护 气 体 流 量, 扑 灭 火 焰, 然 后 关 闭 供 气 阀 门 (7) 除 单 垛 大 带 卷 外, 一 般 在 外 罩 吊 移 22h 后, 可 吊 移 内 罩 带 卷 出 炉 后, 必 须 做 好 钢 号 炉 号 规 格 装 包 位 置 的 编 写 工 作, 然 后 将 带 卷 送 至 指 定 地 点 (8) 各 种 钢 带 的 退 火 工 艺 制 度 见 表 5-6

295 钢 种 厚 度 规 格 表 5-6 各 种 钢 带 的 退 火 工 艺 制 度 退 火 工 艺 制 度 备 注 /mm 升 温 时 间 /h 退 火 温 度 保 温 时 间 / 吊 外 罩 时 / h 温 度 / 碳 结 钢 号 O.3 O O.5 65Mn T7 O.5-1.O T8 1.O O 2.O-2.5 T9-T Cr03 O.2-O.5 O 约 Si2 O.5 60Si2Mn O 2.O Z 吊 外 罩 22h 后 吊 内 罩 吊 外 罩 22h 后 吊 内 罩 电 罩 式 退 火 炉 性 能 如 下 : 外 罩 尺 寸 :φ2500mm 2600mm, 内 罩 有 效 使 用 尺 寸 :φ1200mm 1350mm; 退 火 带 卷 最 大 外 径 : 单 垛 φ1200mm,5 垛 φ mm; 最 大 装 炉 量 :5t 260. 塔 式 连 续 退 火 炉 的 工 艺 操 作 是 怎 样 的? 塔 式 连 续 光 亮 退 火 机 组 从 工 艺 上 分 为 清 洗 ( 脱 脂 ) 和 热 处 理 两 部 分, 也 可 分 为 3 段 : 入 口 段 炉 子 段 和 出 口 段, 如 图 5-4 所 示 机 组 主 要 技 术 参 数 列 于 表 5-7 中 表 5-7 塔 式 连 续 光 亮 退 火 机 组 主 要 技 术 参 数 项 目 参 数 项 目 参 数 钢 种 Q195F,Q215F,05F,08F 额 定 年 产 量 / 万 t a-l 2 产 品 厚 度 /mm 宽 度 /mm 额 定 速 度 /m min-1 最 高 速 度 /m min-1 O.2l ~ 钢 卷 外 径 /mm 内 径 /mm 钢 卷 最 大 质 量 /kg 带 钢 在 炉 内 总 长 度 /m 约 145 塔 式 连 续 光 亮 退 火 的 工 艺 过 程 如 下 : 冷 轧 钢 卷 一 开 卷 机 上 卷 剪 切 带 卷 头 尾 一 焊 接 一 1 号 张 力 辊 一 碱 洗 一 热 水 冲 洗 一 电 解 清 洗 一 热 水 冲 洗 一 漂 洗 一 烘 干 一 前 活 套 架 一 自 由 活 套 坑 一 进 口 密 封 辊 加 热 室 将 带 钢 加 热 至 保 温 室 保 温 控 制 冷 却 室 将 带 钢 冷 至 快 速 冷 却 室 将 带 钢 冷 至 120 出 口 密 封 辊 自 由 活 套 坑 检 验 台 检 验 剪 切 一 卷 取

296 图 5-4 塔 式 连 续 光 亮 退 火 机 组 示 意 图 1-1 号 开 卷 机 ;2-2 号 开 卷 机 ;3- 双 层 剪 断 机 ;4- 焊 接 机 ;5-1 号 张 力 辊 ( 夹 送 辊 );6- 碱 液 刷 洗 槽 ; 7- 热 水 冲 洗 槽 ;8- 碱 液 循 环 槽 ;9- 电 解 清 洗 槽 ;10- 热 水 循 环 槽 ;11- 热 水 冲 洗 槽 ;12- 漂 洗 槽 ; 13- 热 风 烘 干 塔 ;14-2 号 张 力 辊 ;15- 前 活 套 架 ;16-3 号 张 力 辊 ;17- 自 由 活 套 坑 ;18-4 号 张 力 辊 ; 19- 张 力 调 节 器 ;20- 入 口 摆 动 辊 ;2l- 人 口 密 封 辊 ;22- 加 热 室 ;23- 保 温 室 ;24- 炉 底 小 车 ; 25- 控 制 冷 却 室 ;26- 快 速 冷 却 室 ;27- 出 口 密 封 辊 ;28- 出 口 摆 动 辊 ;29-5 号 张 力 辊 ; 30- 自 由 活 套 坑 ;3l-6 号 张 力 辊 ;32- 后 活 套 架 ;33-7 号 张 力 辊 ;34- 夹 送 辊 ;35- 检 验 平 台 ; 36- 剪 断 机 ;37-1 号 卷 取 机 ;38-2 号 卷 取 机 ;39- 助 卷 机 带 钢 的 化 学 去 油 和 电 解 清 洗 都 是 在 苛 性 碱 溶 液 中 进 行 的, 溶 液 的 质 量 浓 度 为 :NaOH 10-20g/L Na2C g/L Na3P g/L, 溶 液 温 度 为 85~95, 碱 洗 时 间 不 少 于 4s, 电 解 清 洗 时 间 不 少 于 8s, 热 水 冲 洗 槽 的 热 水 温 度 为 带 钢 由 自 由 活 套 坑 出 来 后, 通 过 4 号 张 力 辊 张 力 调 节 器 及 摆 动 辊 后, 即 进 入 塔 式 退 火 炉 塔 式 退 火 炉 全 部 由 电 加 热, 其 主 要 特 性 如 表 5-8 所 示 表 5-8 塔 式 连 续 光 亮 退 火 机 组 炉 子 段 特 性 炉 室 名 称 通 道 数 离 开 炉 区 时 带 钢 在 50m/min 速 度 下 带 钢 在 炉 室 内 电 加 热 功 率 炉 辊 直 径 最 高 温 度 / 带 钢 停 留 时 间 /s 有 效 长 度 /m /kw mm 加 热 室 保 温 室 控 制 冷 却 室 快 速 冷 却 室 为 了 使 退 火 后 的 带 钢 表 面 光 亮, 无 氧 化, 在 塔 式 连 续 退 火 炉 中 通 入 保 护 气 体 (φ(co2)< 5%,φ(CO)=8%-10%,φ(02) 0.4%,φ(H2)=12%-15%,φ(CH4) 1%, 其 余 N2, 露 点 -40 ) 用 摆 动 辊 来 控 制 带 钢 跑 偏, 摆 动 辊 可 做 垂 直 摆 动 或 水 平 摆 动, 垂 直 摆 动 角 限 制 在 ±1.5 以 内, 水 平 摆 动 可 达 ±5, 摆 动 辊 是 通 过 一 低 压 液 压 系 统 ( 压 力 为 O.8MPa) 的 油 缸 推 动 的, 由 光 电 开 关 来 控 制 塔 式 连 续 退 火 炉 与 罩 式 炉 相 比 有 下 列 优 点 : (1) 设 备 造 价 低, 占 地 面 积 小 ; (2) 退 火 周 期 短, 机 组 产 量 高, 热 利 用 率 高 ; (3) 操 作 简 单, 容 易 维 护, 易 于 实 现 生 产 的 自 动 化 ; (4) 温 度 均 匀, 产 品 质 量 好, 表 面 光 亮, 缺 陷 少, 钢 带 容 易 平 整 ; (5) 省 去 中 间 酸 洗 工 序 塔 式 连 续 退 火 炉 的 缺 点 是 : 产 品 规 格 单 一, 只 能 适 应 一 定 厚 度 和 宽 度 范 围 的 钢 带 退 火 261. 退 火 炉 操 作 时 应 注 意 哪 些 安 全 事 项?

297 (1) 油 炉 安 全 操 作 在 操 作 油 炉 时, 必 须 经 常 仔 细 地 对 设 备 进 行 检 查, 油 管 和 空 气 管 不 得 漏 油 漏 气, 炉 底 不 得 存 有 重 油 如 发 现 油 炉 工 作 不 正 常 时, 必 须 立 即 停 止 燃 烧, 待 故 障 排 除 后, 方 可 重 新 点 火 燃 烧 油 炉 燃 烧 时, 操 作 者 或 其 他 人 员 不 得 站 在 炉 门 口, 以 防 火 焰 烧 伤 身 体 如 果 突 然 停 止 输 送 空 气, 就 应 迅 速 关 闭 重 油 在 打 开 重 油 喷 油 嘴 时, 应 先 放 出 蒸 汽 或 压 缩 空 气, 然 后 再 放 出 重 油 关 闭 喷 嘴 时, 则 应 先 关 闭 重 油, 然 后 再 关 闭 蒸 汽 或 压 缩 空 气 (2) 煤 气 炉 安 全 操 作 点 火 前 先 开 动 鼓 风 机, 打 开 炉 门 和 风 门 进 行 吹 炉, 待 炉 内 剩 余 煤 气 吹 净 后, 再 关 上 风 门 点 火 时, 应 将 点 火 把 送 到 烧 嘴 口 进 行 点 火, 但 人 必 须 站 在 烧 嘴 的 侧 面, 以 防 火 焰 喷 出 伤 人 点 火 时, 应 先 供 给 少 量 煤 气, 当 点 燃 后 再 逐 渐 增 加 其 供 给 量, 直 到 火 焰 稳 定 时 为 止 空 气 供 给 量 应 逐 渐 地 增 加, 直 到 煤 气 达 到 完 全 燃 烧 时 为 止 已 经 点 燃 的 烧 嘴, 如 果 由 于 某 些 原 因 而 熄 灭, 或 个 别 烧 嘴 点 不 着 火, 则 应 先 关 闭 烧 嘴 的 煤 气, 后 关 闭 风 门, 此 后 检 查 炉 子, 待 故 障 排 除 后 再 重 新 点 火 停 炉 时, 先 关 闭 煤 气, 后 关 风 门, 再 关 煤 气 总 开 关, 最 后 关 上 鼓 风 机 二 温 度 测 量 262. 热 电 偶 的 测 温 原 理 是 什 么 常 用 热 电 偶 的 测 温 范 围 怎 样? 热 电 偶 是 由 两 种 成 分 不 同 的 导 体 A 和 B 连 接 在 一 起 构 成 的 感 温 元 件, 如 图 5-5 所 示 当 导 体 A 和 B 的 两 个 接 点 1 和 2 存 在 温 差 时, 回 路 中 就 产 生 热 电 势, 这 种 效 应 称 为 热 电 效 应 热 电 偶 就 是 利 用 这 个 原 理 来 测 量 温 度 的 图 5-5 热 电 偶 的 作 用 原 理 如 图 5-5 所 示, 热 电 偶 的 感 温 元 件 的 一 端 是 由 导 体 A 和 B 互 相 焊 接 在 一 起 的, 通 常 称 它 为 测 量 端, 置 于 温 度 为 f 的 被 测 介 质 中 ; 另 一 端 通 常 称 为 参 比 端, 处 于 恒 定 的 温 度 to 中 当 测 量 端 的 温 度 变 化 时, 热 电 势 随 之 产 生 变 化, 将 变 化 的 热 电 势 输 入 显 示 仪 表 显 示 出 温 度 的 变 化 值 当 热 电 偶 的 两 端 ( 测 量 端 和 参 比 端 ) 存 在 温 差 时, 其 热 电 势 是 两 端 温 度 函 数 的 差, 可 用 下 式 表 示 :

298 式 中 Et 热 电 偶 的 热 电 势 ; eab(t) 温 度 为 时 的 热 电 势 ; eab(to) 温 度 为 to 时 的 热 电 势 当 参 比 端 的 温 度 恒 定 时, 热 电 势 与 温 度 成 正 比 关 系 热 电 偶 可 由 廉 金 属 ( 如 铜 一 康 铜 镍 铬 一 考 铜 镍 铬 一 镍 硅 等 ) 贵 金 属 ( 如 铂 铑 一 铂 等 ) 难 熔 金 属 和 非 金 属 等 制 成 退 火 炉 中 采 用 镍 铬 一 镍 硅 热 电 偶 较 多 几 种 热 电 偶 的 特 点 和 温 度 测 量 范 围 见 表 5-9 表 5-9 几 种 热 电 偶 的 温 度 测 量 范 围 名 称 代 号 材 料 成 分 ( 质 量 分 数 )/% 特 点 温 度 测 量 范 围 正 极 (+) 负 极 ( 一 ) 铜 - 康 铜 镍 铬 WRC 纯 铜 康 铜 (1) 稳 定 性 和 均 匀 性 好 ; -200~+300 Cu60+Ni40 (2) 铜 容 易 提 纯, 价 格 低 廉 ; (3) 缺 点 是 铜 容 易 氧 化 WRK 镍 铬 考 铜 (1) 热 电 势 大, 灵 敏 度 高 ; O~800 - 考 铜 Ni90+Cr10 Cu56+Ni44 (2) 抗 氧 化 性 能 比 铜 一 康 铜 优 良, 适 用 于 氧 化 性 气 氛 ; (3) 可 以 向 低 温 延 伸 到 -200 : (4) 价 格 低 廉 镍 铬 - WRN 镍 铬 镍 硅 (1) 抗 氧 化 性 能 好, 长 期 使 用 O~1300 镍 硅 Ni89+Cr10+ Ni97+Si2.5 稳 定 性 很 好, 适 用 于 氧 化 性 Fel +Mn0.5 气 氛 ; 镍 铬 - WRN 镍 铬 镍 铅 (2) 测 量 温 度 范 围 大 ; O~1200 镍 铅 Ni89+Cr10+ Ni95+A12+ (3) 在 含 硫 的 气 氛 中 易 脆 断 Fel Mn2+Si 铂 铑 WRP 铂 铑 纯 铂 (1) 测 量 精 度 高, 稳 定 性 好 ; 0~ 铂 Pt90+RhlO (2) 抗 氧 化 性 能 好 ; (3) 缺 点 是 抗 还 原 性 能 差 ( 易 受 氢 硫 硅 及 其 化 合 物 的 侵 蚀 变 脆 ) 263. 怎 样 使 用 热 电 偶? 热 电 偶 的 使 用 方 法 如 下 : (1) 选 择 具 有 代 表 性 的 测 量 点 来 安 装 热 电 偶, 即 把 工 作 端 安 装 在 炉 子 等 温 区 热 电 偶 的 安 装 位 置 尽 可 能 避 开 磁 场, 以 免 引 起 干 扰 如 产 生 干 扰, 可 将 不 锈 钢 保 护 管 接 地 或 接 零 加 以 消 除 (2) 热 电 偶 插 入 炉 内 深 度 一 般 不 小 于 保 护 管 外 径 的 8-10 倍 热 电 偶 的 接 线 盒 不 应 靠 在 炉 壁 上, 以 免 热 电 偶 自 由 端 温 度 过 高 一 般 相 距 200mm 左 右 为 宜 (3) 补 偿 导 线 最 好 装 入 接 地 的 铁 管 中, 以 免 机 械 损 伤 和 电 磁 场 的 干 扰 补 偿 导 线 与 热 电 偶 及 仪 表 的 接 线 应 保 持 良 好 的 接 触 (4) 在 使 用 过 程 中, 应 经 常 检 查 保 护 管 是 否 损 伤 热 电 偶 有 严 重 的 老 化 现 象 应 及 时 更 换

299 264. 怎 样 使 用 动 圈 式 温 度 仪 表? 毫 伏 计 属 于 动 圈 式 温 度 仪 表, 有 指 示 型 和 调 节 型 两 种 指 示 型 (XCZ 型 ) 仅 能 测 量 指 示 温 度 ; 调 节 型 (XCT 型 ) 除 能 指 示 温 度 外, 还 可 以 调 节 温 度 动 圈 式 仪 表 型 号 的 意 义 见 表 5-10 表 5-10 动 圈 式 仪 表 代 号 的 意 义 第 一 节 第 二 节 第 一 第 二 第 三 位 第 一 位 第 二 位 第 三 位 位 位 代 意 代 意 代 意 代 意 义 代 意 义 代 意 义 号 义 号 义 号 义 号 号 号 X 显 C 动 Z 指 1 单 标 尺, 表 0 无 附 加 装 置, 表 1 配 热 电 偶 示 仪 圈 式 示 仪 示 设 计 序 列 和 种 类 示 调 节 方 式 2 3 配 热 电 阻 配 霍 尔 变 器 磁 1 高 频 振 荡 ( 固 O 二 位 调 节 送 器 电 系 定 参 数 ) 1 三 位 调 节 ( 狭 带 ) 4 配 压 力 变 送 器 T 指 示 调 节 仪 2 3 高 频 振 荡 ( 可 变 参 数 ) 时 间 程 序 式 高 频 振 荡 ( 固 定 参 数 ) 三 位 调 节 ( 宽 带 ) 时 间 比 例 时 间 比 例 加 二 位 调 节 比 例 积 分 微 分 调 节 退 火 炉 中 广 泛 使 用 既 能 测 量 温 度 又 能 控 制 温 度 的 调 节 式 毫 伏 计, 如 XCT-101 型 动 圈 式 温 度 仪 表 ( 图 5-6), 其 使 用 方 法 如 下 : 图 5-6 XCT-lOl 型 动 圈 式 温 度 仪 表 的 结 构 示 意 图 (1) 配 用 的 热 电 偶 的 分 度 号 必 须 和 毫 伏 计 刻 盘 面 上 注 明 配 用 的 热 电 偶 分 度 号 相 符 (2) 外 线 电 阻 必 须 符 合 仪 表 的 要 求 外 线 电 阻 是 指 仪 表 外 部 测 量 线 路 的 全 部 电 阻 值, 即 热 电 偶 的 电 阻 补 偿 导 线 的 电 阻 和 外 线 调 整 电 阻 的 总 和, 其 值 必 须 和 仪 表 刻 度 表 面 上 所 注 明 的 数 值 相 符, 否 则 将 影 响 测 温 准 确 度 (3) 调 节 机 械 零 点 当 仪 表 的 电 气 线 路 没 有 接 通 时, 指 针 应 指 在 刻 度 的 起 始 位 置, 如 不 指 示 零 点, 应 调 节 零 位 调 节 器, 把 指 针 调 零 如 若 通 过 调 指 针 起 始 位 置 的 办 法 消 除 热 电 偶 冷

300 端 温 度 变 化 的 影 响 ( 如 配 用 EU-2 热 电 偶 时 ), 就 应 把 指 针 调 到 相 当 于 冷 端 温 度 的 刻 度 线 上 (4) 由 于 热 电 偶 冷 端 温 度 的 变 化, 热 电 偶 在 使 用 过 程 中 逐 渐 老 化 或 毫 伏 计 本 身 所 发 生 的 非 线 性 的 变 化, 都 影 响 毫 伏 计 测 温 的 准 确 度 因 此, 毫 伏 计 在 使 用 过 程 中 必 须 定 期 用 标 准 电 位 差 计 进 行 校 对 ( 校 温 ) 发 现 异 常 现 象 应 及 时 进 行 检 修 (5) 接 线 时 应 注 意 极 性 毫 伏 计 上 连 接 热 电 偶 正 负 极 的 接 线 柱 上 有 + 一 极 性 之 分, 不 可 接 反 如 热 电 偶 或 补 偿 导 线 的 极 性 不 易 辨 认 时, 可 反 复 调 换 接 线 端, 当 其 指 针 指 向 较 高 温 度 时, 表 示 接 线 正 确 无 误 (6) 毫 伏 计 应 平 稳 地 安 装 在 无 振 动 的 地 方, 这 对 于 调 节 式 毫 伏 计 尤 为 重 要 应 经 常 保 持 毫 伏 计 壳 体 和 盘 面 玻 璃 的 清 洁 265. 电 子 电 位 差 计 的 一 般 工 作 原 理 是 什 么? 电 子 管 式 ( 如 EWY EWC 等 ) 和 晶 体 管 式 ( 如 XWB XWC 等 ) 电 子 电 位 差 计 的 工 作 原 理 是 相 同 的 现 以 XWB-101 型 电 子 电 位 差 计 为 例, 简 述 其 工 作 原 理 电 子 电 位 差 计 主 要 由 测 量 桥 路 振 动 变 流 极 电 压 放 大 器 相 敏 功 率 放 大 器 可 逆 电 动 机 指 示 记 录 机 构 以 及 调 节 机 构 等 所 组 成, 如 图 5-7 所 示 图 5-7 XWB-101 型 电 子 电 位 差 计 工 作 原 理 示 意 图 电 位 差 计 是 一 种 利 用 电 压 平 衡 原 理 ( 又 称 电 压 补 偿 ) 来 进 行 测 量 的 一 种 仪 器 测 量 原 理 如 图 5-8 所 示 图 中 标 准 电 源 的 电 动 势 E1 是 已 知 的, 被 测 电 动 势 Ex( 未 知 ) 与 E 在 闭 合 回 路 中 的 方 向 恰 好 相 反, 当 回 路 中 的 电 流 为 零 时 ( 检 流 计 G 指 零 ), 说 明 Ex=E1( 方 向 相 反 ), 即 已 知 电 动 势 和 未 知 电 动 势 达 到 了 平 衡 若 检 流 计 不 指 零 位, 则 说 明 回 路 中 两 个 电 动 势 没 有 达 到 平 衡, 即 E1 Ex 这 就 是 利 用 电 压 平 衡 法 来 测 量 未 知 电 动 势 的 基 本 原 理 上 述 标 准 电 源 是 用 一 固 定 电 源 ( 电 池 ) 接 人 电 路, 实 现 电 压 平 衡 的, 而 实 际 的 电 位 差 计 则 是 利 用 改 变 可 变 电 阻 上 的 电 位 差 ( 电 压 降 ) 与 未 知 电 动 势 ( 或 电 压 ) 相 补 偿 来 进 行 测 量 的 电 位 差 计 这 一 名 称 也 由 此 而 来 电 位 差 计 实 际 上 是 以 放 大 器 为 检 零 机 构 的 自 动 平 衡 式 测 量 仪 表, 其 工 作 原 理 如 图 5-8 所 示 当 热 电 偶 产 生 的 热 电 势 Et 送 入 测 量 桥 路 与 其 两 端 电 压 进 行 比 较 时, 若 Et<Eo, 其 差 值 ΔE=Eo- El, 称 为 不 平 衡 电 压 振 动 变 流 级 将 此 直 流 的 不 平 衡 电 压 ΔE 变 成 50 周 /s 的 交 流 电 压, 放 大 器 将 这 一 微 弱 信 号 送 进 电 压 放 大 器 和 功 率 放 大 器 后, 推 动 可 逆 电 动 机 朝 着 使 测 量 桥 路 趋 于 平 衡 的 方 向 转 动, 直 到 ΔE 趋 近 于 零, 电 桥 达 到 平 衡 位 置 时 (Et=Eo), 可 逆 电 动 机 才 停 止 转 动 若 Et>Eo, 破 坏 了 上 述 平 衡 状 态, 可 逆 电 机 向 相 反 方 向 转 动, 直 到 电 桥 达 到 新 的 平 衡 位 置 为 止 可 逆 电 机 一 方 面 带 动 滑 线 电 阻 的 滑 动 触 头 移 动, 使 桥 路 产 生 补 偿 电 流 和 被 测 讯 号 相 平 衡, 另 一 方 面 带 动 指 示 与 记 录 机 构, 指 示 记 录 出 相 应 的 温 度 可 逆 电 机 同 时 带 动 调 节 机 构, 达 到 自 动 控 制 炉 温 的 目 的

301 图 5-8 两 电 动 势 平 衡 原 理 示 意 图 266. 怎 样 使 用 电 子 电 位 差 计? 电 子 电 位 差 计 是 一 种 利 用 电 压 平 衡 原 理 测 量 热 电 势 的 一 种 仪 表, 属 于 自 动 平 衡 式 仪 表 之 一 其 型 号 的 意 义 列 于 表 5-11 中 表 5 1l 电 子 自 动 平 衡 式 显 示 仪 表 代 号 的 意 义 第 一 节 第 二 节 第 一 位 代 号 的 意 义 第 二 位 代 号 的 意 义 第 三 位 代 号 的 意 义 第 一 位 代 号 的 意 义 第 二 三 位 代 号 的 意 义 X 一 显 示 仪 W 一 直 流 电 A 一 条 形 指 示 仪 1 一 单 指 针, 单 笔 表 示 附 加 装 置 表 位 差 计 B-- 圆 图 记 录 仪 2 一 双 指 针, 双 笔 00 一 无 附 加 装 置 Q 一 直 流 电 C 一 长 图 记 录 仪 3 一 多 点 指 示, 多 点 01 一 表 示 定 值 电 接 点 桥 D 一 小 型 长 图 记 录 仪 记 录 02 一 表 内 定 值 电 接 点 L 一 交 流 电 E 一 小 型 圆 标 及 指 示 仪 4 一 单 指 针, 单 笔 电 03 一 警 报 器 压 平 衡 F 一 中 型 长 图 记 录 仪 动 调 节 04 一 多 量 程 D 一 交 流 电 G 一 中 型 圆 图 记 录 仪 5 一 单 指 针, 单 笔 气 05 一 量 程 扩 展 桥 H 一 旋 转 刻 度 仪 T 一 台 式 仪 表 动 调 节 06 一 辅 助 记 录 07 一 自 动 变 速 08 一 程 序 控 制 09 一 积 算 装 置 10 一 计 数 器 11 一 计 算 单 元 12 一 模 数 转 换 13 一 电 阻 发 仪 装 置 电 子 电 位 差 计 有 电 子 管 式 ( 如 EwT EwC 等 ) 和 晶 体 管 式 ( 如 XWB XwC 等 ) 两 种 类 型 现 以 晶 体 管 式 的 XWB-101 型 电 子 电 位 差 计 为 例, 说 明 其 使 用 方 法 (1) 控 制 柜 开 关 仪 表 开 关 接 通 后, 检 查 仪 表 工 作 是 否 正 常, 其 方 法 是 将 测 量 桥 路 的 波 段 开 关 或 钮 子 开 关 拨 向 检 查 点 位 置, 对 于 起 始 点 为 O 的 仪 表, 此 时 指 针 若 指 向 25 左 右, 对 于 起 始 点 为 to 的 仪 表, 指 向 (to+25) 左 右, 则 表 示 仪 表 工 作 正 常, 然 后 再 将 波 段 开 关 拨 到 测 量 位 置 (2) 调 阻 尼 和 灵 敏 度 接 通 仪 表 电 源 后, 如 指 示 针 不 停 地 摆 动, 表 示 灵 敏 度 过 高, 若 指 示 针 反 应 缓 慢, 表 示 灵 敏 度 过 低, 应 先 调 节 阻 尼 电 位 器, 满 足 摆 动 两 次 的 要 求 若 调 节 仍 达

302 不 到 要 求, 可 再 调 节 放 大 器 灵 敏 度 电 流 微 调 电 位 器 是 调 节 稳 压 电 源 输 出 电 流 的, 仪 表 在 运 行 中 一 般 不 许 动 此 电 位 器, 否 则, 会 使 仪 表 产 生 较 大 的 测 量 误 差 (3) 滑 线 电 阻 是 用 抗 氧 化 锰 铜 电 阻 丝 绕 制 的, 不 需 经 常 清 理, 长 期 使 用 后, 如 发 现 接 触 不 良 时, 可 用 小 毛 刷 蘸 少 许 汽 油 轻 轻 刷 洗, 如 磨 损 过 甚, 仪 表 指 示 误 差 超 限 时, 则 应 更 换 滑 线 电 阻 丝 滑 动 触 点 如 长 期 使 用 磨 损 过 大, 也 应 更 换 (4) 更 换 记 录 纸 拨 下 指 示 针, 将 记 录 纸 置 于 笔 架 上, 再 将 记 录 纸 卡 在 月 牙 板 上 如 记 录 笔 记 录 的 温 度 和 指 示 针 指 示 的 温 度 不 一 致 时, 需 调 节 记 录 笔 杆 上 的 调 节 螺 丝 (5) 墨 水 瓶 卡 在 面 板 后 部, 用 细 塑 料 管 导 通 墨 水 至 记 录 笔, 将 墨 水 瓶 抬 高 可 将 墨 水 引 出, 然 后 卡 在 卡 座 上 (6) 指 示 针 由 于 更 换 记 录 纸 经 常 拨 下, 可 能 将 指 示 针 卡 座 松 动, 应 及 时 将 顶 丝 顶 紧 三 精 整 267. 冷 轧 带 钢 为 什 么 要 进 行 平 整? 在 冷 轧 带 钢 的 生 产 工 序 中, 平 整 工 序 占 有 重 要 的 地 位 成 品 带 钢 退 火 后 应 进 行 平 整, 平 整 实 际 上 是 一 种 小 压 下 率 (1%~5%) 的 二 次 冷 轧 平 整 的 目 的 是 : (1) 使 带 钢 具 有 良 好 的 板 形 和 较 低 的 表 面 粗 糙 度 ; (2) 改 变 平 整 压 下 率, 可 以 使 带 钢 的 力 学 性 能 在 一 定 幅 度 内 变 化, 以 适 应 不 同 用 途 的 要 求 ( 例 如, 制 造 罐 头 顶 底 的 镀 锡 板 在 硬 度 与 强 度 方 面 的 要 求 就 高 于 筒 壁 用 材 ); (3) 对 于 深 冲 用 板 带 钢, 经 小 压 下 率 平 整 后 还 能 消 除 或 缩 小 屈 服 平 台 ( 指 强 度 试 验 曲 线 上 的 水 平 区 段 ) 冷 轧 后 的 平 整, 多 在 单 机 座 四 辊 平 整 机 ( 图 5-9a) 上 进 行, 对 于 表 面 质 量 和 板 形 要 求 较 高 的 薄 带 钢, 也 有 在 双 机 座 四 辊 平 整 机 上 进 行 的 ( 图 5-96) 平 整 机 组 的 设 备 与 冷 轧 机 组 类 似 图 5-9 平 整 机 组 a- 单 机 座 平 整 机 ;b- 双 机 座 平 整 机 b- 平 整 机 的 前 后 张 力 对 压 下 率 和 板 形 影 响 很 大, 通 常 张 应 力 为 100~200MPa 平 整 时, 一 般 不 采 用 工 艺 润 滑, 必 要 时 仅 对 商 品 卷 涂 以 防 锈 油 268. 平 整 机 的 操 作 要 点 是 什 么?

303 平 整 机 的 主 要 参 数 为 : φ370mm 600mm 平 整 机, 单 辊 传 动 ; 最 大 平 整 速 度 72m/min; 最 大 伸 长 率 1.5% 两 辊 式 平 整 机 的 操 作 要 点 如 下 : (1) 平 整 前, 认 真 检 查 新 辊 子 表 面 有 无 麻 点 粗 糙 丝 纹 凹 坑 及 豆 痕 等 缺 陷, 校 对 平 整 辊 凸 度 (2) 检 查 压 下 装 置, 转 动 平 整 辊, 同 时 揩 去 辊 子 上 的 油 污, 观 察 上 下 辊 之 间 缝 隙 是 否 一 致, 做 适 当 调 整 (3) 剪 1m 或 1.5m 原 料, 测 量 其 厚 度 ( 或 测 两 边 长 度 ), 送 入 轧 机 平 整, 观 察 其 板 形 及 测 量 厚 度 ( 或 长 度 ), 若 基 本 符 合 工 艺 要 求, 板 形 较 好, 即 可 平 整 (4) 上 料 开 卷, 用 吊 车 将 退 火 后 钢 卷 吊 人 开 卷 机, 使 钢 带 宽 度 中 心 与 机 组 中 心 线 基 本 一 致 ; 逆 时 针 方 向 开 卷, 松 卷 1~2 圈 后, 将 卷 头 送 人 导 卫 板 中 间 至 辊 缝 (5) 开 平 整 机 时 速 度 控 制 在 5~lOm/min 平 整 工 艺 参 数 如 表 5-12 所 示 表 5-12 平 整 工 艺 参 数 原 料 厚 度 后 张 力 电 流 前 张 力 电 流 平 整 辊 凸 度 带 钢 伸 长 率 平 整 速 度 /mm {K /A /mm /% /m min 以 下 <50 O.15-O.16 O.5-1.O <72 O.3 以 上 <80 O.08-O.12 1.O-1.5 <72 平 整 时 适 当 调 整 压 下 或 张 力, 以 保 证 板 形 带 钢 焊 缝 过 平 整 机 时 应 抬 起 压 下 螺 丝, 并 慢 速 通 过 平 整 带 尾 时, 应 降 速 至 10-20m/min (6) 开 始 卷 取 时 用 助 卷 机, 卷 取 3-4 圈 后 松 开 助 卷 机 并 推 出 269. 怎 样 测 量 平 整 机 压 下 率? 为 了 降 低 冷 轧 钢 带 的 表 面 粗 糙 度, 减 少 厚 度 不 均, 改 善 浪 瓢 皱 折, 使 钢 带 表 面 加 工 硬 化, 带 钢 要 进 行 平 整, 平 整 以 不 大 的 压 下 率 进 行 冷 加 工 一 般 压 下 率 在 O.3%~5% 之 间 压 下 率 的 变 化 会 直 接 影 响 产 品 的 质 量, 所 以 要 求 准 确 地 测 定 压 下 率 常 用 的 压 下 率 检 测 方 法 有 转 速 检 测 器 方 式 和 X 射 线 测 厚 仪 方 式 两 种 (1) 转 速 检 测 器 方 法 转 速 检 测 器 方 法 的 基 本 工 作 原 理 是 : 将 转 速 检 测 器 直 接 连 接 在 轧 机 入 口 侧 和 出 口 侧 的 张 力 辊 上, 检 测 出 轧 辊 出 口 侧 和 入 口 侧 的 带 钢 速 度 差, 以 此 来 换 算 出 压 下 率 将 被 测 定 的 压 下 率 与 预 先 设 定 压 下 率 的 偏 差 用 数 字 显 示 出 来 压 下 率 及 其 偏 差 经 电 压 变 换 后, 变 成 电 压 输 出 送 给 偏 差 指 示 仪 及 记 录 仪 显 示, 如 图 5-10 所 示 这 种 方 法 的 缺 点 是 张 力 辊 的 磨 损 带 钢 与 张 力 辊 之 间 的 滑 动 等 会 直 接 引 起 测 量 误 差, 且 当 带 钢 停 止 平 整 时 就 不 能 测 量 了 图 5-10 用 转 速 检 测 器 方 法 测 量 压 下 率 简 图 1- 记 录 仪 ;2- 偏 差 指 示 仪 ;3- 转 速 检 测 器 ;4- 轧 辊 ;5- 张 力 辊 ;6- 卷 取 机

304 压 下 率 为 : 式 中 l1 入 口 侧 带 钢 长 度 ; L2 出 口 侧 带 钢 长 度 ; P1 入 口 侧 检 测 脉 冲 数 ; P2 出 口 侧 检 测 脉 冲 数 (2)X 射 线 测 厚 仪 方 法 在 轧 机 的 入 口 侧 和 出 口 侧 分 别 设 置 X 射 线 测 厚 仪, 以 非 接 触 方 式 连 续 地 测 定 板 厚, 同 时 计 算 记 录 压 下 率, 如 图 5-11 所 示 自 动 平 衡 记 录 器 能 够 利 用 内 装 的 伺 服 机 构 来 指 示 两 个 输 入 信 号 之 比, 所 以, 用 来 自 两 个 X 射 线 测 厚 仪 的 偏 差 信 号 指 示 压 下 率 图 5-11 用 X 射 线 测 厚 仪 方 法 测 量 压 下 率 简 图 1- 压 下 率 记 录 器 ;2- 放 大 器 ;3- 偏 差 指 示 仪 ;4- 放 大 器 ;5- 检 测 器 ;6-X 射 线 发 生 器 ;7- 轧 辊 ; 8- 张 力 辊 ;9- 卷 取 机 270. 矫 正 冷 轧 板 带 的 作 用 是 什 么? 在 冷 轧 板 带 的 生 产 过 程 中, 由 于 各 种 因 素 的 影 响, 往 往 产 生 形 状 缺 陷, 如 纵 向 弯 曲 ( 波 浪 形 ) 横 向 弯 曲 边 缘 浪 形 和 中 间 瓢 曲 以 及 镰 刀 弯 等 为 了 消 除 这 些 缺 陷, 冷 轧 板 带 需 要 在 矫 正 机 上 进 行 矫 正 板 带 钢 常 用 辊 式 矫 正 机 或 张 力 矫 正 机 进 行 矫 正 在 辊 式 矫 正 机 上 板 带 钢 多 次 通 过 交 错 排 列 的 转 动 着 的 辊 子, 利 用 多 次 反 复 弯 曲 赢 得 到 矫 正 张 力 矫 正 机 ( 也 称 拉 伸 矫 正 机 ) 主 要 用 于 矫 正 厚 度 小 于 O.6mm 的 薄 板 带 通 常, 辊 式 矫 正 机 只 能 有 效 地 矫 正 轧 件 的 纵 向 或 横 向 弯 曲 至 于 板 带 钢 的 中 间 瓢 曲 或 边 部 浪 形 缺 陷 的 矫 正, 其 矫 正 效 果 不 理 想, 因 为 矫 正 这 种 缺 陷, 需 要 使 轧 件 产 生 适 当 的 延 伸 这 时 需 采 用 拉 伸 矫 正 方 法 拉 伸 矫 正 的 主 要 特 点 是 对 轧 件 施 加 超 过 材 料 屈 服 极 限 的 张 力, 使 之 产 生 弹 塑 性 变 形, 从 而 将 轧 件 矫 平 271. 斜 刀 片 液 压 剪 切 机 是 怎 样 传 动 的? 斜 刀 片 液 压 剪 切 机 是 布 置 在 精 整 作 业 线 上, 用 来 横 切 带 钢 成 钢 板 和 切 除 带 钢 头 尾 或 侧 边 的 精 整 设 备 液 压 传 动 的 剪 切 机 与 机 械 传 动 的 同 类 型 剪 切 机 相 比, 具 有 工 作 平 稳 安 全 可 靠 质 量 轻 结 构 简 单 和 工 作 行 程 可 调 等 优 点 斜 刀 片 液 压 剪 切 机 的 液 压 传 动 原 理 如 图 5-12 所 示 当 系 统 通 电 后, 由 于 压 力 继 电 器 14 处 于 低 压, 所 以, 辅 助 的 轴 向 柱 塞 泵 12 能 自 行 启 动, 通 过 单 向 阀 13 向 储 能 器 7 输 油 当 油 压 达 到 16MPa 时, 继 电 器 14 发 出 电 讯 号 使 柱 塞 泵 12 停 止 供 油 此 时 油 缸 下 腔 也 保 持 16MPa 的 油 压, 从 而 支 持 着 剪 刀 架 处 于 上 限 位 置, 为 剪 切 做 好 了 准 备

305 图 5-12 斜 刀 片 液 压 剪 切 机 的 液 压 传 动 原 理 1- 轴 向 柱 塞 泵 ;2- 单 向 阀 ;3- 组 合 阀 ;4- 电 磁 换 向 阀 ;5- 溢 流 阀 ;6- 溢 流 阀 ;7- 活 塞 式 储 能 器 ; 8- 活 塞 式 储 能 器 ;9- 压 力 表 ;10- 滤 油 器 ;11- 压 力 表 开 关 ;12- 轴 向 柱 塞 泵 ;13- 单 向 阀 ;14- 压 力 继 电 器 起 动 主 泵 后, 压 力 油 通 过 单 向 阀 2 注 向 组 合 阀 3 的 槽 3, 由 于 起 动 阀 杆 I 处 于 图 中 O 的 位 置, 槽 3 与 槽 4 相 通, 主 泵 压 力 油 均 由 槽 4 流 回 油 箱, 泵 处 于 卸 荷 运 转 状 态 单 次 剪 切 的 液 压 过 程 是 这 样 的 : 当 电 磁 换 向 阀 4 工 作 时, 储 能 器 7 中 的 压 力 油 通 过 电 磁 换 向 阀 4 推 动 阀 杆 Ⅲ, 同 时 顶 起 阀 杆 I, 切 断 主 泵 的 卸 载 通 道 槽 3-4, 使 压 力 油 经 槽 3 -B- 槽 6 - 槽 5 注 入 压 料 油 缸 当 油 压 逐 渐 升 高 时, 阀 杆 Ⅳ 下 部 细 杆 的 推 力 也 逐 渐 增 加, 直 到 克 服 顺 序 阀 杆 Ⅱ 的 弹 簧 力, 使 阀 杆 Ⅱ 上 升 切 断 槽 5 与 槽 6 间 的 通 路, 而 接 通 槽 6 槽 7, 使 压 力 油 由 槽 3 -B- 槽 6 - 槽 7 注 入 主 缸 上 腔, 剪 刀 架 开 始 向 下 移 动 进 行 剪 切, 剪 刃 达 到 下 限 位 置 时, 断 电 电 磁 换 向 阀 4 复 位 同 时 组 合 阀 3 中 各 阀 杆 均 复 位 主 缸 上 腔 的 压 力 油 通 过 槽 7 -A- 槽 2 - 槽 1 卸 回 油 箱, 储 能 器 7 吐 出 压 力 油, 立 刻 使 剪 刀 架 回 升 到 上 限 位 置 压 料 油 缸 由 弹 簧 复 位, 油 通 过 槽 5 - 槽 6 -B- 槽 3 - 槽 4 卸 回 油 箱 这 样, 单 次 剪 切 的 液 压 过 程 结 束 连 续 剪 切 只 要 由 电 讯 号 把 单 次 过 程 连 接 起 来 便 可 实 现 272. 纵 剪 ( 分 条 剪 ) 的 操 作 要 点 是 什 么? 根 据 用 户 的 需 要, 可 以 将 带 卷 在 纵 剪 机 组 上 切 成 几 条 或 十 几 条 窄 带, 经 卷 取 捆 扎 后 出 厂 纵 剪 机 组 由 开 卷 机 纵 剪 机 卷 取 机 等 设 备 组 成, 如 图 5-13 所 示 开 卷 机 包 括 受 卷 台 带 卷 小 车 拆 卷 机 压 紧 辊 切 头 机 和 矫 平 机 等 设 备 纵 剪 机 由 上 下 几 片 至 十 几 片 圆 盘 剪 刀 组 成 刀 片 间 距 根 据 窄 带 宽 度 来 确 定 圆 盘 刀 片 的 外 径 尺 寸 通 常 在 mm 范 围 内, 厚 度 为 8-25mm 刀 片 的 材 质 一 般 采 用 经 热 处 理 的 合 金 钢, 如 4CrW2Si GCrl5 9Cr2Mo 等 刀 片 的 洛 氏 硬 度 值 为 HRC62-65, 刀 片 端 面 的 表 面 粗

306 糙 度 Ra=0.8μm 纵 剪 机 的 最 大 剪 切 速 度 一 般 约 为 120m/min 两 侧 切 下 的 碎 边 由 卷 取 机 卷 取 或 用 碎 边 刀 切 成 小 段 图 5 13 纵 剪 机 组 1- 受 料 台 ;2- 带 卷 小 车 ;3- 拆 卷 机 ;4- 矫 正 机 ;5- 带 材 ;6- 纵 剪 机 ; 7- 碎 边 机 ;8- 重 卷 机 ;9- 卸 卷 机 ;10- 分 隔 装 置 小 型 纵 剪 机 组 的 技 术 性 能 如 下 : 剪 切 带 钢 Q195F-Q235F 冷 轧 料 平 整 料 带 钢 厚 度 O.2-1.5mm 带 钢 宽 度 mm 抗 拉 强 度 MPa 卷 重 最 大 kg 原 料 内 径 300mm 原 料 外 径 mm 成 品 内 径 170mm 220mm 成 品 外 径 mm 最 多 分 条 数 18 条 ( 包 括 边 丝 ) 分 条 宽 度 mm( 不 包 括 边 丝 ) 纵 剪 ( 分 条 ) 操 作 要 点 是 : (1) 操 作 前 应 检 查 机 组 各 部 的 机 械 电 器 润 滑 动 力 是 否 正 常, 并 预 先 把 当 班 生 产 所 要 用 的 刀 轴 送 入 磨 床 进 行 精 加 工 (2) 根 据 生 产 通 知 单, 装 好 圆 盘 剪 的 刀 轴, 根 据 成 品 的 要 求, 选 好 盘 芯 (3) 调 节 刀 轴 的 固 定 螺 丝, 控 制 刀 刃 间 隙, 并 用 手 转 动 上 下 刀 轴 间 隙, 调 整 到 各 方 向 的 间 隙 一 致 为 止 (4) 把 纵 剪 料 插 人 卷 取 机 盘 芯 内, 开 动 卷 取 机 进 行 纵 剪, 同 时 关 闭 圆 盘 剪 ; 检 查 剪 切 质 量, 发 现 毛 刺 大 切 不 断 等 现 象 应 排 除 ; 注 意 卷 取 情 况 卷 径 大 小, 适 时 停 车 卸 卷 (5) 在 镶 接 带 钢 时, 头 部 插 入 卷 取 机 内, 尾 部 用 人 工 收 紧 ; 启 动 时 应 点 动 电 钮 开 关, 逐 步 开 动, 正 常 后 才 可 按 电 钮 进 行 正 常 剪 切 (6) 分 条 带 的 卸 卷 应 将 带 钢 头 部 按 住, 双 手 拉 出 卷 取 机 至 传 料 槽 ; 卸 卷 时 应 注 意 分 条 卷, 以 防 倾 倒 伤 人 (7) 卸 卷 打 包 时, 必 须 用 木 铘 头 把 料 卷 端 面 敲 平 才 准 打 包, 扎 丝 需 三 等 分 打 紧, 扎 丝 结 头 必 须 放 在 内 芯 处 273. 飞 剪 的 工 艺 要 求 是 什 么? 飞 剪 用 于 横 向 剪 切 运 动 着 的 轧 件 将 圆 盘 剪 剪 下 的 带 钢 板 边 切 碎 的 碎 边 机, 也 属 于 飞 剪 飞 剪 按 剪 切 轧 件 的 部 位, 可 分 为 切 头 飞 剪 和 定 尺 飞 剪 两 种 切 头 飞 剪 用 来 剪 切 带 钢 头 部 和 尾 部 定 尺 飞 剪 除 了 剪 切 带 钢 的 头 尾 部 外, 还 能 将 带 钢 分 段 切 成 一 定 长 度 的 钢 板 定 尺 飞 剪 装 在 精 整 横 切 机 组 中

307 冷 轧 车 间 飞 剪 按 结 构 形 式 分 类 有 摆 动 式 飞 剪 和 曲 柄 偏 摇 杆 式 飞 剪 等 飞 剪 的 工 艺 要 求 如 下 : (1) 因 剪 切 运 动 着 的 轧 件, 剪 切 断 面 的 质 量 又 要 符 合 要 求, 这 就 要 求 飞 剪 有 合 理 的 剪 切 机 构 (2) 因 要 把 轧 件 剪 成 规 定 的 长 度, 而 且 能 剪 切 多 种 定 尺 长 度, 尺 寸 公 差 应 符 合 产 品 标 准 的 规 定, 这 就 要 求 飞 剪 有 准 确 的 长 度 调 整 机 构 (3) 要 满 足 机 组 生 产 率 的 要 求 (4) 飞 剪 的 速 度 必 须 与 轧 件 速 度 相 适 应, 以 保 证 轧 件 质 量 和 防 止 发 生 设 备 事 故 mm 冷 带 钢 曲 柄 摇 杆 摆 式 飞 剪 系 统 设 备 怎 样 布 置? 曲 柄 摇 杆 摆 式 飞 剪 装 设 在 连 续 式 冷 轧 薄 板 车 间 横 切 机 组 中, 用 来 将 冷 轧 带 卷 剪 切 成 一 定 长 度 的 单 张 薄 板 剪 切 带 钢 厚 度 为 0.1-3mm, 宽 度 为 mm, 钢 板 定 尺 长 度 为 m 图 5-14 为 飞 剪 系 统 设 备 布 置 示 意 图 输 入 部 分 设 备 ( 包 括 矫 正 机 定 尺 夹 送 辊 及 皮 带 导 板 台 ) 由 一 台 功 率 为 53kW 的 直 流 电 动 机 经 差 动 齿 轮 装 置 与 分 配 齿 轮 箱 驱 动, 在 差 动 齿 轮 箱 的 输 入 端 还 装 有 液 压 马 达 用 来 精 确 微 调 输 入 端 设 备 与 飞 剪 之 间 的 速 度 关 系, 以 获 得 高 精 度 剪 切 定 尺 长 度 飞 剪 由 一 台 功 率 为 85kW 的 直 流 电 动 机 直 接 驱 动 矫 正 机 定 尺 夹 送 辊 与 皮 带 导 板 台 的 速 度 决 定 于 机 组 的 速 度, 而 飞 剪 的 速 度 则 取 决 于 机 组 速 度 与 剪 切 定 尺 长 度 图 5-14 乜 剪 系 统 设 备 布 置 不 恿 图 1- 侧 导 向 辊 ;2- 矫 正 机 ;3- 定 尺 夹 送 辊 ;4- 皮 带 导 板 台 ;5- 飞 剪 ;6- 输 出 皮 带 ;7- 脉 冲 发 送 器 ; 8- 测 速 发 电 机 ;9- 直 流 电 机 ;10- 液 压 马 达 ;11- 直 流 电 机 ;12- 制 动 器 带 钢 从 活 套 坑 出 来 后 由 侧 导 向 辊 1 对 中 并 引 导 进 入 矫 正 机 2 矫 正, 矫 正 后 的 带 钢 经 定 尺 夹 送 辊 3 与 皮 带 导 板 台 4 送 入 飞 剪 5, 按 要 求 的 定 尺 长 度 进 行 剪 切 各 设 备 的 速 度 调 整 都 是 自 动 进 行 的 定 尺 夹 送 辊 与 飞 剪 均 装 有 脉 冲 发 送 器 7, 两 个 脉 冲 信 号 同 时 输 入 自 动 控 制 系 统 进 行 比 较, 根 据 信 号 比 较 结 果, 利 用 液 压 马 达 10 微 调 定 尺 夹 送 辊 速 度, 以 获 得 高 精 确 度 的 剪 切 定 尺 长 度 自 动 调 整 系 统 可 在 任 何 瞬 间 自 动 进 行 工 作, 因 而 保 证 了 每 块 钢 板 的 精 确 长 度

308 275. 曲 柄 摇 杆 摆 式 飞 剪 的 工 作 原 理 是 什 么? 曲 柄 摇 杆 摆 式 飞 剪 的 工 作 原 理 如 图 5-15 所 示, 上 刀 架 1 与 下 刀 架 2 通 过 偏 心 枢 轴 4 连 接 起 来, 偏 心 枢 轴 4 为 可 调 整 剪 刃 间 隙 的 偏 心 (05 06) 枢 轴, 下 刀 架 ( 即 摇 杆 ) 以 03 为 中 心 摆 动 下 刀 架 的 摆 动 中 心 处 装 有 空 切 用 液 压 偏 心 套 5 及 空 切 用 机 械 偏 心 轴 6 改 变 偏 心 套 5 与 偏 心 轴 6 的 偏 心 位 置 可 得 到 不 同 的 空 切 次 数 图 5 15 曲 柄 摇 杆 摆 式 飞 剪 机 构 1- 上 刀 架 ;2- 下 刀 架 ;3- 曲 柄 ;4- 偏 心 枢 轴 ;5- 偏 心 套 ;6- 偏 心 轴 ;7- 剪 刃 间 隙 调 整 装 置 曲 柄 3 的 半 径 是 可 调 的,0107 为 最 小 半 径,01O7 为 最 大 半 径 通 过 改 变 曲 柄 转 速 与 半 径 大 小 得 到 不 同 的 剪 切 定 尺 长 度 ( 即 采 用 径 向 匀 速 的 方 法 ) 曲 柄 3 以 01 为 中 心 旋 转, 通 过 枢 轴 4 的 带 动, 下 刀 架 2 以 03 为 中 心 摆 动, 此 时 上 下 剪 刃 按 相 应 的 轨 迹 运 行 并 进 行 剪 切 此 飞 剪 全 部 实 现 了 自 动 化 操 作, 根 据 剪 切 定 尺 长 度 要 求 ( 数 字 输 入 ), 由 计 算 机 计 算 并 调

309 整 飞 剪 各 有 关 参 数 ( 飞 剪 与 夹 送 矫 正 机 之 间 速 比 曲 柄 半 径 空 切 次 数 等 ) 这 些 调 整 工 作 是 在 飞 剪 停 止 运 转 情 况 下 进 行 的, 各 项 参 数 调 整 好 以 后, 便 有 信 号 显 示, 通 知 飞 剪 可 以 起 动 进 行 剪 切 除 自 动 化 系 统 外 还 设 有 手 动 操 作 系 统 276. 曲 柄 摇 杆 摆 式 飞 剪 有 哪 些 机 构 怎 样 动 作 和 调 整? 图 5-16 为 曲 柄 摇 杆 摆 式 飞 剪 的 结 构 简 图, 这 种 飞 剪 是 由 剪 切 机 构 和 空 切 机 构 组 成 的 (1) 剪 切 机 构 剪 切 机 构 由 曲 柄 摇 杆 机 构 组 成, 如 图 5-16 所 示 曲 柄 半 径 通 过 调 整 装 置 3 可 以 改 变 长 短, 调 整 装 置 由 液 压 马 达 及 蜗 轮 减 速 机 传 动 曲 柄 半 径 调 整 装 置 如 图 5-17 所 示 曲 柄 半 径 R 的 大 小 取 决 于 偏 心 Ek 与 EL 的 相 位 角 ( 图 5-17b) 当 EL 转 动 75 时, 曲 柄 半 径 自 Rmax 减 小 为 Rmin 在 图 5-17a 中, 当 上 剪 刃 处 于 下 极 限 位 置 时, 定 位 油 缸 1 的 活 塞 下 降 使 辊 子 推 人 定 位 凸 轮 2 的 凹 槽 内, 曲 柄 轴 3 定 位 接 通 液 压 管 路 a, 推 动 柱 塞 圆 盘 4 向 左 靠 ; 接 通 液 压 管 路 c, 推 动 带 孔 圆 盘 5 向 右 靠, 径 向 齿 轮 离 合 器 6 脱 开, 此 时 带 孔 圆 盘 5 已 与 柱 塞 圆 盘 4 由 连 接 销 轴 7 连 接 成 整 体 液 压 马 达 通 过 蜗 轮 减 速 机 及 小 齿 轮 8 带 动 内 齿 圈 9, 从 而 使 柱 塞 圆 盘 与 带 孔 圆 盘 以 03 为 圆 心 旋 转 一 定 角 度 ( 即 转 动 偏 心 EL, 改 变 E K 与 EL 间 的 相 位 角 ), 直 到 符 合 定 尺 长 度 要 求 的 曲 柄 半 径 为 止 半 径 调 好 以 后, 接 通 液 压 管 路 b d 使 连 接 销 轴 7 脱 开, 径 向 齿 轮 离 合 器 6 合 上, 定 位 油 缸 1 的 活 塞 上 升, 辊 子 退 出 凸 轮 2 的 凹 槽, 飞 剪 处 于 可 工 作 状 态 图 5-16 曲 柄 搔 杆 摆 式 毪 剪 结 构 简 图 1- 上 刀 架 ;2- 下 刀 架 ;3- 曲 柄 半 径 调 整 装 置 ;4- 空 切 机 械 偏 心 变 速 齿 轮 ;5- 离 合 器 ; 6- 空 切 液 压 偏 心 旋 转 油 缸 ;7- 曲 柄 定 位 凸 轮 ;8- 定 位 油 缸 ;9- 直 流 电 动 机 (85kW,O-600/1500r/min);10- 制 动 器 ;11- 脉 冲 发 送 器 ;12- 仿 形 器 剪 刃 间 隙 通 过 转 动 连 接 上 下 刀 架 的 偏 心 枢 轴 来 调 整 (2) 空 切 机 构 当 剪 切 定 尺 长 度 超 过 基 本 定 尺 长 度 后, 就 需 采 用 空 切 机 构 来 达 到 剪 切 倍 尺 长 度 的 要 求 空 切 机 构 由 空 切 机 械 偏 心 与 空 切 液 压 偏 心 两 套 机 构 组 成 如 图 5-16 所 示, 空 切 机 械 偏 心 轴 由 飞 剪 电 机 通 过 传 动 齿 轮 与 空 切 变 速 箱 齿 轮 箱 传 动

310 当 离 合 器 推 向 左 面 时, 曲 柄 与 空 切 偏 心 轴 的 转 速 比 为 2:1, 此 时 曲 柄 转 2 圈 剪 切 1 次, 即 剪 切 长 度 为 2 倍 基 本 长 度 ; 离 合 器 推 向 右 面 时, 曲 柄 轴 与 空 切 偏 心 轴 的 转 速 比 为 4:l, 此 时 曲 柄 转 4 圈 剪 切 1 次, 即 剪 切 长 度 为 4 倍 基 本 长 度 图 5-17 曲 柄 半 径 调 整 装 置 原 理 图 l- 定 位 油 缸 ;2- 定 位 凸 轮 ;3- 曲 柄 轴 ;4- 柱 塞 圆 盘 ;5- 带 孔 圆 盘 ;6- 径 向 齿 轮 离 合 器 ; 7- 连 接 销 轴 ;8- 小 齿 轮 ;9- 内 齿 圈 ;10- 传 动 大 齿 轮 ;11- 盘 形 弹 簧 当 剪 切 长 度 超 过 4 倍 基 本 定 尺 长 度 时, 液 压 偏 心 投 人 工 作, 由 旋 转 液 压 缸 使 偏 心 套 以 03 为 中 心 往 复 转 动 150, 旋 转 液 压 缸 的 运 转 根 据 剪 切 长 度 所 需 要 的 空 切 次 数, 由 电 气 连 锁 控 制 由 于 下 刀 架 固 定 在 偏 心 套 上, 当 偏 心 套 的 中 心 绕 O3 旋 转 而 下 降 时, 下 刀 架 也 随 之 下 降, 因 而 上 下 剪 刃 不 会 相 遇, 即 不 能 剪 切 只 有 当 偏 心 套 返 回 原 来 位 置 ( 上 死 点 ) 时 才 能 剪 切 这 种 方 法 可 使 剪 切 定 尺 无 限 延 长 此 飞 剪 实 际 定 尺 范 围 为 O.5-16m 曲 柄 摇 杆 摆 式 飞 剪 的 主 要 技 术 性 能 如 下 : 剪 切 带 钢 厚 度 O.1-3mm 剪 切 带 钢 宽 度 mm 剪 切 钢 板 定 尺 长 度 mm 精 度 为 ±O.025% 板 长 带 钢 运 行 最 大 速 度 5m/s 直 流 电 动 机 功 率 85kW 转 速 (O-600)/1500r/min 277. 怎 样 控 制 和 调 节 连 续 作 业 机 组 中 带 钢 的 张 力? 带 钢 在 连 续 机 组 中 运 行 时, 由 于 某 些 原 因, 各 设 备 之 间 的 带 钢 张 力 往 往 会 发 生 变 化 例 如, 图 5-18a 中, 开 卷 机 与 一 号 张 力 辊 之 间 的 带 钢 张 力 应 保 持 恒 定 但 是, 随 着 带 卷 直 径 的 变 化, 张 力 和 速 度 就 会 发 生 变 化 在 活 套 装 置 中, 随 着 带 钢 贮 存 量 的 变 化, 二 号 和 三 号 张 力 辊 之 间 的 张 力 也 会 发 生 变 化 此 外, 在 加 速 减 速 运 行 时, 也 会 引 起 带 钢 张 力 的 变 化

311 图 5-18 某 机 组 各 部 分 带 钢 张 力 分 布 a- 机 组 设 备 布 置 简 图 ;b- 各 部 分 带 钢 张 力 分 布 1- 开 卷 机 ;2- 一 号 张 力 辊 ;3- 圆 盘 剪 ;4- 二 号 张 力 辊 ;5- 三 号 张 力 辊 为 了 使 机 组 各 设 备 之 间 的 带 钢 张 力 保 持 恒 定, 或 使 其 在 一 定 范 围 内 变 化, 就 需 要 对 张 力 进 行 调 节 和 控 制 常 用 的 张 力 调 节 和 控 制 方 法 如 下 : (1) 力 矩 控 制 法 张 力 是 与 传 动 力 矩 成 正 比 的 直 流 电 动 机 驱 动 时, 电 动 机 力 矩 为 : M=:=KtΦI 式 中 M 电 动 机 力 矩 ; Kt 电 动 机 结 构 常 数 ; Φ 电 动 机 磁 通 ; I 电 动 机 电 流 由 上 式 可 知, 电 动 机 力 矩 M 与 磁 通 Φ 和 电 流 I 成 正 比 关 系 当 磁 通 Φ 一 定 时, 通 过 电 流 调 节 器 调 节 电 机 电 流 I, 就 能 改 变 电 动 机 力 矩 M, 达 到 调 节 和 控 制 带 钢 张 力 的 目 的 (2) 浮 动 辊 控 制 法 如 图 5-19 所 示 的 退 火 机 组 上, 采 用 了 浮 动 辊 来 控 制 带 钢 张 力, 在 转 向 辊 3 的 轴 承 座 下 面 装 有 测 压 仪, 测 出 的 压 力 P 与 带 钢 张 力 T 的 关 系 为 : 图 5-19 连 续 退 火 机 组 的 张 力 控 制 1- 一 号 张 力 辊 ;2- 摆 动 辊 ;3- 转 向 辊 ;4- 浮 动 辊 ;5- 液 压 缸 ;6- 退 火 炉 ;7- 二 号 张 力 辊 式 中 P 测 压 仪 测 出 的 压 力 ; T 带 钢 张 力 ; P=2T+G1+G2

312 G1 转 向 辊 重 力 ; G2 转 向 辊 轴 承 座 重 力 当 测 出 的 压 力 P 与 给 定 压 力 值 有 偏 差 时, 控 制 系 统 使 液 压 缸 5 动 作, 液 压 缸 5 使 得 浮 动 辊 升 降 来 控 制 张 力, 并 使 张 力 变 化 不 大 于 1%-2% 此 机 组 的 张 力 控 制 是 以 退 火 炉 出 口 处 二 号 张 力 辊 7 的 速 度 为 基 准 的 当 浮 动 辊 升 降 时, 一 号 张 力 辊 1 的 速 度 就 做 相 应 改 变, 使 张 力 保 持 在 一 定 范 围 内 (3) 带 钢 垂 度 控 制 法 带 钢 跨 度 L 与 其 垂 度 f 的 比 值 为 时 ( 图 5-20), 带 钢 张 力 T 和 垂 度 f 的 关 系 为 : 图 5-20 带 钢 垂 度 控 制 法 1- 入 口 张 力 辊 ;2- 出 口 张 力 辊 式 中 T 带 钢 张 力,N; Q 单 位 长 度 的 带 钢 质 量,kg/m; L 带 钢 的 跨 度,m; f 带 钢 的 垂 度,m 由 上 式 可 知, 只 要 检 测 出 带 钢 的 垂 度 位 置 ( 一 般 用 非 接 触 式 检 测 装 置 ), 就 能 调 节 和 控 制 带 钢 张 力 如 果 带 钢 垂 度 f 减 小, 则 张 力 增 大 为 了 保 持 张 力 恒 定, 应 调 节 出 口 张 力 辊 2 的 力 矩, 即 通 过 电 流 调 节 器 使 力 矩 发 生 变 化 来 减 小 张 力 带 钢 垂 度 减 小, 也 说 明 人 口 端 张 力 辊 的 速 度 小 于 出 口 端 张 力 辊 的 速 度, 故 可 增 加 人 口 端. 张 力 辊 的 速 度, 直 至 达 到 给 定 的 带 钢 垂 度 值 为 止 因 此, 带 钢 垂 度 控 制 法, 可 通 过 调 节 和 控 制 出 口 端 张 力 辊 的 力 矩 或 改 变 入 口 端 张 力 辊 的 速 度, 使 带 钢 张 力 保 持 恒 定 278. 为 什 么 要 控 制 带 钢 跑 偏 其 控 制 装 置 有 哪 几 种 形 式? 在 连 续 作 业 机 组 ( 包 括 酸 洗 冷 连 轧 退 火 等 ) 中, 由 于 机 组 设 备 的 安 装 精 度 传 动 辊 子 的 磨 损, 特 别 是 带 钢 板 形 等 因 素 的 影 响. 带 钢 运 行 时 往 往 会 产 生 跑 偏 现 象 带 钢 跑 偏 会 影 响 带 卷 的 质 量, 甚 至 损 伤 机 组 设 备 因 此, 带 钢 跑 偏 控 制 是 很 重 要 的 减 少 带 钢 跑 偏 主 要 有 以 下 4 个 措 施 : (1) 保 证 机 组 设 备 的 安 装 精 度 和 传 动 辊 子 的 良 好 表 面 形 状 (2) 改 善 带 钢 板 形, 提 高 带 卷 质 量 (3) 选 择 合 适 的 机 组 工 艺 参 数 机 组 速 度 和 张 力 对 带 钢 跑 偏 有 较 大 的 影 响, 增 加 机 组 张 力 能 改 善 带 钢 跑 偏 现 象, 提 高 机 组 速 度 则 易 产 生 带 钢 跑 偏 现 象 (4) 机 组 中 安 装 跑 偏 控 制 装 置, 控 制 带 钢 跑 偏 在 一 定 范 围 之 内 带 钢 跑 偏 控 制 装 置 一 般 有 3 种 形 式 : 刚 性 机 械 导 向 装 置 定 心 辊 装 置 和 自 动 校 正 装 置 其 中 自 动 校 正 装 置 一 般 由 带 钢 位 置 检 测 系 统 和 自 动 校 正 装 置 本 体 组 成 带 钢 位 置 检 测 系 统 的 主 要 作 用 是 检 测 带 钢 跑 偏 位 置, 并 转 换 成 某 种 信 号 通 知 校 正 装 置 常 用 的 带 钢 位 置 检 测 系 统, 按 其 控 制 方 式 主 要 可 分 为 气 液 控 制 系 统 和 光 电 液 控 制 系 统 两 种 形 式

313 279. 卷 取 机 怎 样 自 动 地 控 制 带 钢 跑 偏? 带 钢 车 间 的 卷 取 机 在 卷 取 带 钢 时, 由 于 带 钢 本 身 的 尺 寸 和 形 状 的 偏 差 卷 取 运 输 设 备 等 安 装 的 偏 差, 带 钢 卷 取 时 的 跑 偏 现 象 是 很 难 避 免 的 为 了 保 证 产 品 质 量, 必 须 将 卷 取 时 的 带 钢 跑 偏 控 制 在 一 定 范 围 之 内 带 钢 跑 偏 自 动 控 制 系 统 可 采 用 气 液 随 动 阀 的 控 制 系 统, 如 图 5-21 所 示 该 系 统 是 由 气 动 检 测 器 气 液 随 动 阀 油 缸 和 卷 取 机 组 成 的 随 动 阀 的 第 一 级 为 射 流 管 式, 第 二 级 为 滑 阀 式 检 测 器 的 气 源 由 车 间 压 缩 空 气 总 管 供 给, 经 过 滤 调 压 并 稳 压 后 使 用 当 带 边 位 于 检 测 喷 嘴 中 央 位 置 时, 经 过 接 受 喷 嘴 作 用 于 随 动 阀 膜 片 上 的 额 定 气 压 作 用 力, 与 另 一 侧 的 膜 片 式 弹 簧 相 平 衡 此 时 随 动 阀 无 液 压 油 输 出, 卷 取 机 卷 筒 不 移 动 如 带 钢 跑 偏 向 左 边, 离 开 中 央 位 置, 则 接 受 喷 嘴 的 气 压 增 加, 射 流 管 就 右 移 ; 使 随 动 阀 b 口 有 液 压 油 输 出, 油 缸 活 塞 推 动 卷 筒 左 移, 跟 踪 带 钢 的 跑 偏, 使 钢 卷 自 动 卷 齐 由 于 检 测 器 随 同 左 移, 当 喷 嘴 中 央 又 重 新 对 准 带 钢 边 缘 时, 卷 简 便 停 止 在 平 衡 位 置 上, 这 样 就 完 成 了 一 个 纠 偏 过 程 同 样, 当 带 钢 边 缘 右 移 时, 接 受 喷 嘴 的 气 压 减 小, 则 射 流 管 左 移, 使 随 动 阀 a 口 有 液 压 油 输 出, 油 缸 活 塞 拖 动 卷 筒 右 移 跟 踪 带 钢 的 跑 偏, 直 到 喷 嘴 中 央 又 重 新 对 准 带 钢 边 缘 时 为 止 图 5-21 带 钢 跑 偏 自 动 控 制 系 统 280. 开 卷 机 怎 样 控 制 带 钢 跑 偏? 图 5-22 为 浮 动 式 开 卷 机 使 用 的 气 液 控 制 系 统 工 作 原 理 图 此 系 统 由 气 动 检 测 喷 嘴 2 薄 膜 发 信 器 4 定 值 调 节 器 5 喷 油 管 6 喷 流 替 续 器 ( 或 滑 阀 )7 等 组 成 气 动 检 测 喷 嘴 由 发 射 气 嘴 和 接 收 气 嘴 两 部 分 组 成, 这 两 个 气 嘴 相 距 一 定 距 离, 带 钢 1 在 气 嘴 间 运 行 在 带 钢 正 常 运 行 时, 带 钢 边 缘 位 于 气 嘴 中 心, 整 个 系 统 处 于 平 衡 状 态 当 带 钢 发 生 跑 偏 时, 带 钢 边 缘 将 偏 离 气 嘴 中 心, 使 接 收 气 嘴 接 收 的 气 流 发 生 变 化 薄 膜 发 信 器 的 作 用 是 将 气 流 变 化 信 号 转 化 为 位 移 信 号 当 薄 膜 上 气 流 与 定 值 调 节 器 5 的 给 定 值 相 适 应 时, 系 统 处 于 平 衡 状 态 当 带 钢 跑 偏 而 使 气 流 变 化 时, 薄 膜 上 气 流 大 于 或 小 于 给 定 值, 薄 膜 就 产 生 位 移, 使 喷 油 管 6 移 动 当 系 统 处 于 平 衡 位 置 时, 喷 油 管 6 和 喷 流 替 续 器 ( 或 滑 阀 )7 处 于 中 间 位 置 此 时, 流 入 校 正 装 置 液 压 缸 8 两 侧 的 油 量 相 等, 开 卷 机 不 发 生 轴 向 位 移 当 带 钢 跑 偏 时, 薄 膜 上 气 流 发 生 变 化, 喷 油 管 和 喷 流 替 续 器 ( 或 滑 阀 ) 移 动, 使

314 流 入 液 压 缸 8 两 侧 的 油 量 发 生 变 化 通 过 液 压 缸 8 的 活 塞 移 动, 开 卷 机 做 相 应 的 轴 向 浮 动 来 校 正 带 钢 跑 偏 图 5-23 为 浮 动 式 开 卷 机 带 钢 跑 偏 控 制 系 统 的 布 置 图 图 5-22 气 液 控 制 系 统 工 作 原 理 图 1- 带 钢 ;2- 气 动 检 测 喷 嘴 ;3- 管 路 ;4- 薄 膜 发 信 器 ;5- 定 值 调 节 器 ;6- 喷 油 管 ; 7- 喷 流 替 续 器 ( 或 滑 阀 );8- 液 压 缸 图 5-23 浮 动 式 开 卷 机 带 钢 跑 偏 控 制 系 统 布 置 图 l- 带 钢 ;2- 气 动 检 测 喷 嘴 ;3- 空 气 减 压 阀 ;4- 空 气 过 滤 器 ;5- 浮 动 式 开 卷 机 液 压 缸 ;6- 输 油 管 ; 7- 空 气 管 路 ;8- 沉 淀 器 ;9- 薄 膜 发 信 器 ;lo- 喷 流 替 续 器 ;11- 滑 阀 ;12- 输 油 管 ;13- 滤 油 器 ;14- 油 箱 ; 15- 节 流 阀 ;16- 油 箱 ;17- 电 磁 阀 ( 调 整 卷 取 机 移 动 );18- 电 磁 阀 ;19- 电 路 ;20- 开 关 ;21- 手 动 操 纵 开 关 由 图 5-23 可 见, 气 动 检 测 喷 嘴 位 于 开 卷 机 后 面, 为 了 减 少 校 正 装 置 的 滞 后 时 间, 气 动 检 测 喷 嘴 应 尽 量 接 近 开 卷 机 气 动 检 测 喷 嘴 的 发 射 气 嘴 和 接 收 气 嘴 两 部 分 之 间 的 距 离 不 大, 一 般 为 40-50mm 281. 浮 动 式 卷 取 机 是 怎 样 控 制 带 钢 跑 偏 的?

315 浮 动 式 卷 取 机 是 采 用 光 电 管 边 缘 控 制 的 方 法 来 纠 正 带 钢 跑 偏 的 在 卷 取 机 上 有 一 个 光 电 检 测 装 置, 其 结 构 原 理 见 图 5-24 光 源 发 出 的 光 线, 经 透 镜 4 后 被 半 透 膜 反 射, 被 反 射 的 平 行 光 线 经 透 镜 5 射 向 反 射 镜 当 带 材 处 于 光 线 束 中 某 一 位 置 时, 遮 住 一 部 分 光 线, 另 一 部 分 光 线 投 射 到 反 射 镜 上 并 由 反 射 镜 反 射 回 去, 经 透 镜 5 半 透 膜 透 镜 2 会 聚 在 光 电 元 件 上 随 着 带 材 位 移 量 x 的 变 化, 光 电 元 件 接 收 到 的 光 通 量 也 不 同, 在 一 定 的 位 移 范 围 内, 接 收 到 的 光 通 量 与 带 材 的 位 移 量 x 成 正 比 这 种 检 测 器 的 测 量 范 围 为 带 材 自 中 心 位 置 偏 移 ±10mm, 输 出 灵 敏 度 为 10-30mA/mm. 图 5-24 光 电 位 置 检 测 器 原 理 示 意 图 l- 光 电 元 件 ; 透 镜 ;3- 光 源 ;6- 半 透 膜 由 图 5-25 可 见, 当 带 钢 边 缘 处 在 光 源 中 心 时, 系 统 处 于 平 衡 状 态 当 带 钢 发 生 跑 偏 时, 带 钢 边 缘 将 偏 离 光 源 中 心, 使 光 电 池 电 流 发 生 变 化 变 化 的 电 信 号 经 放 大 器 3 放 大 后 输 入 电 液 伺 服 阀 4 电 液 伺 服 阀 的 作 用 是 将 电 信 号 转 变 为 液 压 信 号, 使 液 压 缸 5 两 侧 的 液 压 油 流 量 发 生 变 化, 使 卷 取 机 浮 动 来 校 正 带 钢 跑 偏 图 5 25 浮 动 式 卷 取 机 光 电 液 控 制 系 统 1- 带 钢 ;2- 光 电 检 测 装 置 ;3- 放 大 器 ;4- 电 液 伺 服 阀 ;5- 液 压 缸 ; 6- 浮 动 式 卷 取 机 ;7- 检 测 装 置 移 动 液 压 缸 ;8- 液 压 系 统 装 置

316 第 六 章 冷 轧 不 锈 钢 带 和 硅 钢 带 的 生 产 特 点 一 冷 轧 不 锈 钢 带 的 生 产 特 点 282. 不 锈 钢 分 哪 几 种 各 有 哪 些 特 点? 铬 的 质 量 分 数 不 小 于 13% 的 钢 就 具 有 在 空 气 水 蒸 汽 中 不 受 腐 蚀 和 不 生 锈 的 特 性, 这 种 钢 称 为 不 锈 钢 不 锈 钢 实 际 上 是 不 锈 钢 耐 酸 不 锈 钢 和 耐 热 不 锈 钢 的 总 称 在 各 种 酸 类 ( 液 态 或 气 态 ) 的 介 质 中 能 抵 抗 腐 蚀 的 钢 称 为 耐 酸 不 锈 钢 铬 的 质 量 分 数 达 到 16%~18% 的 钢 ( 如 Crl7), 或 除 了 含 铬 外 还 含 有 镍 ( 镍 的 质 量 分 数 在 14% 以 下 ) 的 镍 铬 钢 ( 如 1Crl8Ni9 2Crl8Ni9), 以 及 添 加 有 钼 钛 等 合 金 元 素 的 镍 铬 钢 ( 如 Crl8Nil2Mo2Ti 等 ) 都 是 耐 酸 不 锈 钢 高 的 铬 含 量 或 加 入 一 定 量 的 硅 铝 合 金 元 素, 能 促 使 钢 在 高 温 条 件 下 形 成 致 密 的 氧 化 膜, 从 而 保 护 金 属 免 受 气 体 腐 蚀, 如 Cr25 Cr28 钢 能 耐 温 1000~l100 钢 中 镍 含 量 高, 能 形 成 高 热 强 性 的 奥 氏 体 组 织, 如 Cr23Nil8 Cr25Ni20 的 铬 镍 钢 的 耐 热 能 力 一 般 可 达 这 些 不 锈 钢 的 特 点 是 在 高 温 下 能 抗 氧 化 抗 蠕 变 及 抗 破 断, 并 耐 一 定 介 质 腐 蚀, 所 以 这 些 不 锈 钢 称 为 耐 热 不 锈 钢 ( 或 称 热 强 钢 ) 不 锈 钢 还 可 按 金 相 组 织 不 同 而 分 为 马 氏 体 不 锈 钢 铁 素 体 不 锈 钢 半 马 氏 体 或 半 铁 素 体 不 锈 钢 奥 氏 体 不 锈 钢 和 奥 氏 体 一 铁 素 体 不 锈 钢 几 大 类 (1) 马 氏 体 不 锈 钢 ( 如 2Crl3 3Crl3 等 ) 的 主 要 特 点 是 除 含 有 较 多 的 铬 外, 还 含 有 较 多 的 碳, 随 着 钢 中 碳 含 量 的 增 加, 钢 的 耐 腐 蚀 性 能 下 降, 但 它 的 力 学 性 能, 特 别 是 钢 的 强 度 硬 度 耐 磨 性 以 及 切 削 性 能 则 有 显 著 提 高, 这 类 钢 具 有 淬 硬 性 (2) 铁 素 体 不 锈 钢 ( 如 Crl7 Crl7Ti Cr25 Cr28 等 ) 以 铬 为 主 要 合 金 元 素, 铬 含 量 ( 质 量 分 数 ) 一 般 在 13%~30%, 而 碳 含 量 ( 质 量 分 数 ) 很 低, 均 在 0.25% 以 下 铁 素 体 不 锈 钢 具 有 良 好 的 耐 氧 化 性 介 质 腐 蚀 的 能 力, 同 时 具 有 良 好 的 热 加 工 性 及 一 定 的 冷 加 工 性 但 铁 素 体 不 锈 钢 经 过 淬 火 不 能 硬 化, 并 易 产 生 室 温 脆 性, 故 使 用 时 必 须 采 取 措 施 提 高 铁 素 体 不 锈 钢 的 室 温 韧 性 (3) 半 铁 素 体 或 半 马 氏 体 不 锈 钢 ( 如 0Crl3 1Crl3 等 ) 在 淬 火 温 度 下 为 两 相 状 态, 冷 却 时 不 能 全 部 转 变 为 马 氏 体, 组 织 中 仍 保 留 一 部 分 铁 素 体, 故 这 类 钢 叫 半 铁 素 体 或 半 马 氏 体 钢 这 类 钢 在 正 确 的 热 处 理 条 件 下, 可 得 到 良 好 的 韧 性 和 塑 性 这 类 钢 由 于 碳 含 量 较 低, 故 耐 腐 蚀 性 能 较 好 (4) 奥 氏 体 不 锈 钢 ( 如 1Crl8Ni9 0Crl8Ni9Ti 等 ) 铬 的 质 量 分 数 为 18% 左 右, 镍 的 质 量 分 数 为 8%~10% 这 类 钢 产 生 稳 定 的 奥 氏 体 组 织 奥 氏 体 不 锈 钢 无 磁 性, 经 淬 火 也 能 硬 化, 并 且 比 其 他 系 列 的 不 锈 钢 具 有 更 优 良 的 耐 腐 蚀 性 耐 热 性 及 延 伸 性, 以 及 更 优 越 的 可 焊 性, 因 而 得 到 了 极 广 泛 的 应 用 (5) 奥 氏 体 一 铁 素 体 不 锈 钢 ( 如 Crl7Mn Crl7Mnl3N 等 ) 铬 的 质 量 分 数 为 20% 左 右, 并 含 有 一 定 数 量 的 镍, 以 便 形 成 奥 氏 体 组 织 这 类 钢 的 优 点 是, 不 仅 具 有 良 好 的 耐 蚀 性 焊 接 性 和 相 当 好 的 韧 性, 并 且 还 具 有 高 的 机 械 强 度 和 抗 晶 间 腐 蚀 的 性 能 这 种 钢 的 缺 点 是, 钢 的 冷 热 加 工 性 能 较 差, 特 别 是 当 含 铁 素 体 量 高 时 更 为 明 显 常 用 不 锈 钢 的 化 学 成 分 和 力 学 性 能 见 表 6-1 和 表 6-2

317 表 6-1 常 用 不 锈 钢 的 化 学 成 分 ( 前 半 部 分 ) 系 列 钢 号 化 学 成 分 ( 质 量 分 数 %) C Si Mn S P 半 铁 素 体 或 半 马 氏 体 系 OCrl3 1Crl3 Crl7Ni2 O.08 O l O.60 O.60 O.80 O O.80 O.030 O O.035 O.035 O.035 马 氏 体 系 2Crl3 3Crl3 4Crl3 9Crl8 O.16-O.24 O.25-O O.45 O.9-1.O O.60 O.60 O.60 O O.60 O.60 O O.030 O.030 O O.035 O.035 铁 素 体 系 Crl7 Cr25 CrZ8 Crl7Ti Crl7M02Ti Cr25Ti Cr25M03Ti O O.10 O.10 O.12 O.15 O.80 1.O 1.0 O.80 O O.80 O.80 O.70 O.70 O.80 O O.030 O.030 O.030 O.030 O O O.035 O.035 奥 氏 体 系 OCrl8Ni9 1Crl8Ni9 OCrl8Ni9Ti 1Crl8Ni9Ti OOCrl8Nn1O Crl8Nn2M02Ti 1Crl7Nil3M02Ti OCrl7Nn3M02Ti 00crl7Ni13M02 1Crl8NnlNb Crl8Ni9Cu3Ti Crl8Nn8M02Cu2Ti Cr25Ni20 Cr23Ni13 O O.08 O O.12 O.10 O O.10 O.10 O OO O.80 O.80 O O.8 O OO OO 2.OO O.8 O.80 2.OO 2.OO O.03 O.03 O O.02 O.02 O O.02 O.030 O.025 O O.035 O O035 O.035 O.035 O.035 O.035 O.035 奥 氏 体 系 铁 索 体 系 Crl8MnlONi5M03 Crl7Mnl3M02CuN Crl7Mnl3M02N O ~12.O 12~15 12~14 O O.060 O.03 O.05

318 表 6 1 常 用 不 锈 钢 的 化 学 成 分 ( 后 半 部 分 ) 化 学 成 分 ( 质 量 分 数 )/% Cr Ni M0 Ti V 其 他 12.O~14.O 12.O~14.O 16.O~18.O 12.0~14.O 12.O~14.O 12.O~14.O 17.O~19.O 16.0~18.O 24~27 27~30 16~18 16~18 24~27 24~27 17~19 17~19 17~19 16~18 17~19 16~19 16~18 16~18 16~18 17~20 17~19 17~19 23~26 22~25 17~ ~ ~18 O.5 1.5~2.5 5 w(c) O w(c)~o.8 1.6~1.9 7 w(c) 5 w(c)~o.8 2.3~ ~2.O 8~11 8~11 8~ (w(c- 12~14 O.02)~O.80 9~12 5 (w(c)~ 11~14 2~3 0.02)~O.8 12~14 1.8~2.5 12~14 1.8~2.5 O.3~O6 12~14 2.O~3.O O.3~O.8 9~13 O.3~O.8 8~10 7 w(c) 17~19 1.8~2.2 >7 w(c) 19~22 12~15 4.O~6.O 1.8~ ~2.2 w(nb) 8 w(c) 1.5 w(cu)= (w(nb) 8 w(c)) w(cu)=1.8~2.2 w(n) O.30( 约 O.25) w(n)=0.25~o.30 w(cu)=o.8~1.2 w(n)=o.25~0.30

319 表 6-2 常 用 不 锈 钢 的 力 学 性 能 ( 前 半 部 分 ) 系 列 钢 号 热 处 理 淬 火 温 度 / 冷 却 剂 回 火 温 度 / 冷 却 剂 半 铁 素 体 或 半 马 氏 体 系 OCrl3 1Crl3 Crl7Ni2 1000~ ~ ~970 油 水 油 水 油 700~ ~ ~300 油 水 空 气 油 水 空 气 油 马 氏 体 系 2Crl3 3Crl3 4Crl3 9Crl8 1OOO~ ~ ~ ~1050 油 水 油 油 油 660~ ~ ~ ~300 油 水 空 气 空 气 空 气 油 空 气 铁 素 体 系 Crl7 Cr25 Cr28 Crl7Ti Crl7Mo2Ti Cr25Ti 750~ ~ ~ ~ ~ ~800 空 气 空 气 空 气 空 气 空 气 空 气 Cr25Mo3Ti 奥 氏 体 系 OCrl8Ni9 1Crl8Ni9 OCrl8Ni9Ti 1Crl8Ni9Ti OOCrl8N 10 Crl8Nn2Mo2Ti 1Crl7Nil3Mo2Ti OCrl7Ni13Mo2Ti OOCrl7Ni3Mo2 1Crl8Ni11Nb Crl8Ni9Cu3Ti Crl8Ni18Mo2Cu2Ti Cr25Ni20 Cr23Ni ~1130 1lOO~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~1150 水 水 水 空 气 水 水 水 水 空 气 水 空 气 水 水 水 水 空 气 水 奥 氏 体 系 铁 素 体 系 Crl8MnlONi5Mo3 Crl7Mnl3Mo2CuN Crl7Mnl3Mo2N 1100~ ±10 水 水

320 常 用 不 锈 钢 的 力 学 性 能 ( 后 半 部 分 ) 力 学 性 能 抗 拉 强 度 σb/mpa 屈 服 强 度 σs/mpa 伸 长 率 δ/% 收 缩 率 ψ/% 冲 击 值 αk/j cm-2 硬 度 HRC >lo ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

321 283. 冷 轧 不 锈 钢 带 和 耐 热 钢 带 的 产 品 技 术 要 求 是 什 么? 冷 轧 不 锈 钢 带 用 OCrl3 1Crl3 2Crl3 3Crl3 4Crl3 1Cr28 OCrl8Ni9 1Crl8Ni9 2Crl8Ni9 1Crl8Ni9Ti 2Crl3Ni4Mn9 1Cr23Nil8 钢 制 造 冷 轧 不 锈 钢 带 的 交 货 状 态 分 为 软 钢 带 (R) 半 冷 作 硬 化 钢 带 (BI) 冷 作 硬 化 钢 带 (I) 和 特 殊 冷 作 硬 化 钢 带 (TI) 冷 轧 不 锈 钢 带 应 符 合 标 准 (GB/T ) 的 规 定 (1) 钢 带 的 厚 度 宽 度 及 允 许 偏 差 应 符 合 表 6-3 表 6-4 的 规 定 宽 度 小 于 50mm 的 切 边 钢 带, 其 镰 刀 弯 应 每 米 不 得 大 于 3mm; 宽 度 大 于 50mm 者, 应 每 米 不 大 于 2mm 表 6-3 不 锈 钢 和 耐 热 钢 冷 轧 钢 带 厚 度 及 允 许 偏 差 (mm) 钢 带 标 准 厚 度 O.3,0.4,O.5,0.6,0.7,O.8,0.9,1.O,1.2,1.5,2.0,2.5,3.O,3.5 厚 度 厚 度 允 许 偏 差 宽 度 > > > >600-1OOO >1OOO-1250 > 较 高 精 度 (A) 一 般 精 度 (B) O 土 O.01 士 O.01 土 O.01 >O.10-O.15 士 O.01 士 O.01 土 O.01 >0.15-O O 土 O.02 -O.02 -O.02 -O.02 >O 士 O.02 ±0.02 士 O O.03 士 O.04 士 0.04 土 O.04 >O O.02 +O.02 +O.02 士 O.03 士 O.04 士 O.04 士 O >O.65-O.90 士 O.03 士 O.03 +O.03 -O.04 士 0.04 土 O.05 士 0.05 士 O.06 > O > O.04 -O.05 士 0.04 士 O.04 +O.04 -O.05 士 O.05 土 O 士 O.05 士 O.06 士 O.08 士 O.06 士 O.07 士 O.11 > 士 O.06 -O O.07 土 0.07 士 O.07 士 0.08 士 O.12 > OO 士 0.06 士 O.07 -O.08 > 士 O.07 士 O > 士 0.07 士 O.08 +O > 士 O.08 ±O >3.10-<4.00 土 O.09 土 O.10 +O 士 O.08 士 0.09 士 O.10 士 O.13 士 0.09 士 O.10 士 0.11 士 O.14 士 O.09 士 O.10 士 O.11 士 O.14 士 0.10 士 O.11 士 O.12 士 O.16 士 O.11 士 O.12 士 0.13 士 O.18

322 表 6-4 不 锈 钢 冷 轧 和 热 轧 钢 带 及 耐 热 钢 冷 轧 钢 带 的 宽 度 及 允 许 偏 差 (mm) 宽 度 普 通 精 度 (P) 切 边 钢 带 宽 度 高 级 精 度 (K) 宽 度 宽 度 边 缘 20 >50 >150 >250 >400 >600 >1000 厚 度 20 >150 >250 >400 >600 状 态 ~50 ~150 ~250 ~400 ~600 ~looo ~1250 ~150 ~250 ~400 ~600 ~1000 切 边 钢 带 O.05 ±O.15 士 O.20 ±O.25 ±O.30 土 O.50 O O O O O O O ~O.5 不 切 边 >O.5~1.O 土 O.20 士 0.25 ±O.25 ±O.30 ±O.50 钢 带 O 0 O >1.O~1.5 土 O.20 ±O.30 士 0.30 ±O.40 士 O.60 >1.5~2.5 士 O.25 ±O.35 士 O.35 ±O.50 ±O.70 >2.5~4.O 士 O.30 ±0.40 士 O.40 士 O.50 土 O.80 (2) 硬 状 态 (BI I TI) 交 货 的 钢 带 应 平 直, 其 不 平 度 应 符 合 表 6-5 的 规 定 表 6-5 钢 带 不 平 度 (mm) 钢 带 宽 度 不 平 度 20~50 >50~200 >200~ (3) 钢 带 交 货 状 态 的 力 学 性 能 应 符 合 表 6-6 的 规 定 (4) 钢 带 表 面 按 光 亮 酸 洗 两 类 分 组, 表 面 质 量 应 符 合 表 6-7 的 规 定 表 6-6 不 锈 钢 带 交 货 状 态 的 力 学 性 能 ( 一 ) 钢 号 交 货 状 态 抗 拉 强 度 σb/mpa 伸 长 率 δ10/% 0Crl3 软 Crl3 硬 700~1000 2Crl3 软 硬 750~1050 3Crl3 软 硬 800~1100 4Crl3 软 硬 800~1100 1Cr28 软 硬 750~1150 OCrl8Ni9 软 半 冷 作 硬 化 Crl8Ni9 软 半 冷 作 硬 化 冷 作 硬 化 特 殊 冷 作 硬 化

323 表 6-6 不 锈 钢 带 交 货 状 态 的 力 学 性 能 ( 二 ) 钢 号 交 货 状 态 抗 拉 强 度 σb/mpa 伸 长 率 δ10/% 2Crl8Ni9 软 半 冷 作 硬 化 冷 作 硬 化 特 殊 冷 作 硬 化 Crl8Ni9Ti 软 半 冷 作 硬 化 冷 作 硬 化 Crl3Mn9Ni4 软 半 冷 作 硬 化 冷 作 硬 化 特 殊 冷 作 硬 化 Cr23Nil8 软 表 6-7 钢 带 的 表 面 质 量 表 面 状 态 软 硬 程 度 表 面 光 泽 要 求 表 面 允 许 缺 陷 光 亮 软 光 亮 或 暗 银 色, 允 许 允 许 有 个 别 轻 微 的 擦 伤 压 痕 凹 面 麻 点 有 轻 微 色 差 和 清 理 的 痕 迹, 其 深 度 不 得 超 过 钢 带 厚 度 公 差 的 一 半 硬 光 滑 洁 净 和 光 亮 I 组 允 许 有 个 别 轻 微 的 划 痕 刮 伤 凹 面 辊 印 及 清 理 的 痕 迹, 其 深 度 或 高 度 不 得 超 过 钢 带 厚 度 公 差 的 l/4 Ⅱ 组 允 许 有 局 部 轻 微 的 划 痕 刮 痕 凹 面 辊 印 及 清 理 的 痕 迹, 其 深 度 或 高 度 不 得 超 过 钢 带 厚 度 公 差 的 一 半 酸 洗 软 银 灰 色 或 暗 色, 允 许 允 许 有 局 部 轻 微 的 划 痕 刮 伤 凹 面 及 清 理 有 轻 微 色 差 的 痕 迹, 其 深 度 或 高 度 不 得 超 过 钢 带 厚 度 公 差 的 一 半 无 氧 化 层 及 过 酸 洗 痕 迹 (5) 半 冷 作 硬 化 冷 作 硬 化 和 特 殊 冷 作 硬 化 奥 氏 体 钢 带, 应 作 反 复 弯 曲 试 验 厚 度 大 于 0.2mm 的 钢 带, 弯 曲 次 数 不 少 于 2 次 ; 厚 度 小 于 等 于 O.2mm 的 钢 带, 弯 曲 次 数 不 少 于 3 次 试 验 结 果, 钢 带 表 面 不 得 产 生 裂 纹 分 层 或 断 裂 等 现 象 284. 不 锈 钢 带 坯 常 有 哪 些 缺 陷? 冷 轧 不 锈 钢 带 采 用 热 轧 带 钢 作 为 坯 料 热 轧 带 钢 的 表 面 质 量 取 决 于 热 轧 坯 料 的 质 量 和 加 热 轧 制 工 艺 在 热 带 轧 机 上 轧 制 带 钢 所 形 成 的 缺 陷 最 主 要 有 下 列 几 种 : (1) 结 疤 在 板 坯 清 理 时 对 裂 口 及 裂 纹 没 有 全 部 清 除 干 净, 结 果 在 轧 制 时 形 成 结 疤 ; 板 坯 加 热 时 过 热, 特 别 是 铬 不 锈 钢, 轧 制 时 在 带 钢 上 形 成 结 疤 带 钢 坯 表 面 大 量 集 结 的 非 金 属 夹 杂 物, 也 是 产 生 结 疤 的 原 因 (2) 裂 边 板 坯 侧 面 缺 陷 未 全 面 清 除 干 净, 这 是 带 钢 裂 边 的 原 因

324 (3) 过 热 板 坯 在 过 高 温 度 下 长 时 间 停 留 会 引 起 过 热 过 热 板 坯 轧 制 时 会 产 生 大 裂 口 和 剥 落 ; 邻 近 过 热 的 部 分 出 现 细 裂 纹, 细 裂 纹 在 进 一 步 轧 制 时 会 变 成 结 疤 为 防 止 板 坯 过 热 必 须 严 格 遵 守 规 定 的 加 热 制 度, 尤 其 是 高 温 下 的 均 热 时 间 加 热 铁 素 体 类 钢 时, 温 度 超 过 850 后 必 须 快 速 加 热 (4) 机 械 损 伤 轧 入 碎 屑 压 痕 划 痕 是 热 轧 不 锈 带 钢 表 面 最 有 特 征 的 缺 陷 轧 人 碎 屑 和 压 痕 缺 陷 是 由 于 坯 料 上 的 结 疤 块 裂 边 在 导 卫 上 摩 擦 时 有 碎 片 落 到 带 钢 表 面 上 以 及 其 他 东 西 被 轧 辊 或 矫 直 机 辊 子 压 人 而 形 成 的 划 痕 大 部 分 是 在 带 钢 运 动 时, 下 表 面 与 不 光 滑 的 导 卫 辊 面 不 平 的 辊 子 及 被 动 辊 相 接 触 时 形 成 的 上 表 面 划 痕 通 常 是 在 未 卷 紧 运 送 时 卷 层 间 摩 擦 造 成 的 在 卷 取 中, 带 钢 与 卷 取 机 成 形 辊 和 喂 料 辊 之 间 发 生 摩 擦 时, 带 钢 表 面 上 会 产 生 很 多 短 条 状 划 伤 (5) 带 钢 厚 薄 不 均 带 钢 长 度 上 的 厚 度 不 均 匀 与 沿 板 坯 长 度 加 热 的 均 匀 性 及 带 钢 在 机 架 间 张 力 值 有 关 带 钢 的 前 端 和 后 端 一 般 比 中 部 厚 一 些, 这 是 因 为 在 连 续 式 精 轧 机 组 中 带 钢 端 部 没 有 张 力 的 缘 故 带 钢 后 端 一 般 比 前 端 厚, 这 是 温 度 不 同 所 致 285. 冷 轧 不 锈 钢 带 的 生 产 工 艺 流 程 是 怎 样 的? 不 锈 钢 带 的 生 产 工 艺 与 一 般 冷 轧 带 钢 生 产 工 艺 的 区 别 在 于 不 锈 钢 板 带 在 冷 轧 前 必 须 先 经 退 火 和 在 生 产 过 程 中 必 须 随 时 保 持 带 钢 表 面 的 洁 净, 以 提 高 成 品 率 和 抗 腐 蚀 性 能 不 锈 钢 带 的 生 产 工 艺 流 程 大 致 如 下 : 热 轧 带 钢 ( 坯 料 ) 一 退 火, 碱 酸 洗 一 检 查 修 磨 一 冷 轧 一 退 火, 碱 酸 洗 一 平 整 一 抛 光 一 剪 切 一 检 查 分 类 一 包 装 一 入 库 铁 素 体 钢 和 马 氏 体 钢 的 退 火 时 间 较 长, 目 的 是 便 于 再 结 晶 和 溶 解 碳 化 物 通 常 在 罩 式 炉 中 退 火, 退 火 温 度 约 800, 保 温 2~6h 铁 素 体 钢 要 在 空 气 中 迅 速 冷 却, 以 防 脆 化 马 氏 体 钢 不 允 许 快 速 冷 却, 以 免 引 起 过 大 的 内 应 力 及 硬 化 裂 纹 奥 氏 体 钢 在 连 续 炉 中 加 热 温 度 为 1000~1100, 在 水 中 或 空 气 中 迅 速 冷 却 退 火 后 的 带 钢 先 经 抛 丸 处 理, 打 碎 表 面 氧 化 铁 皮, 经 刷 洗 后 进 入 酸 洗 槽, 彻 底 清 除 氧 化 铁 皮 和 使 表 面 钝 化 一 般 用 硝 酸 或 硫 酸 进 行 酸 洗 硝 酸 溶 液 温 度 为 20~55, 硫 酸 溶 液 温 度 为 50~70 不 锈 钢 带 坯 的 退 火 和 酸 洗 一 般 在 退 火 酸 洗 机 组 中 进 行, 如 图 6-1 所 示 图 6-1 带 坯 退 火 酸 洗 机 组 l- 卷 纸 机,2- 开 卷 机 ;3- 直 头 机 ;4- 切 头 剪 ;5- 氩 弧 焊 机 ;6- 夹 送 辊 ;7- 活 套 ;8- 侧 导 辊 ;9- 夹 送 辊 ; 10- 活 套 ;11- 侧 导 辊 ;12- 夹 送 辊 ;13- 退 火 炉 ;14- 冷 却 段 ;15- 夹 送 辊 ;16- 抛 丸 机 ;17- 刷 洗 机 ; 18- 酸 洗 槽 ;19- 清 洗 机 ;20- 干 燥 室 ;21- 夹 送 辊 ;22- 活 套 ;23- 夹 送 辊 ;24- 切 分 剪 ; 25- 圆 盘 剪 ;26- 张 力 装 置 ;27- 卷 取 机 ;28- 垫 纸 机 酸 洗 后 的 带 钢 经 检 查 后, 在 带 式 修 磨 机 上 整 修 表 面 缺 陷, 然 后 送 冷 轧 机 轧 制 不 锈 钢 属 于 难 变 形 钢, 冷 轧 时 容 易 产 生 加 工 硬 化, 特 别 是 多 道 次 低 压 缩 率 轧 制 时 更 为 明

325 显 不 锈 钢 带 一 般 在 四 辊 轧 机 和 多 辊 轧 机 上 轧 制, 如 采 用 偏 八 辊 轧 机 (MKW 轧 机 ) 和 二 十 辊 轧 机 等 对 于 较 易 轧 制 的 奥 氏 体 钢, 每 道 次 压 缩 率 不 超 过 25%, 每 轧 程 的 总 压 缩 率 不 超 过 75 % 对 于 碳 含 量 较 高 的 马 氏 体 钢, 每 道 次 压 缩 率 为 15%, 每 轧 程 总 压 缩 率 不 大 于 50% 不 锈 钢 带 的 轧 制 规 程 见 表 6-8 表 6-9 表 6-8φ( )mm/φ(90-120)mm 1400mm 偏 八 辊 轧 机 冷 轧 1000mm 宽 不 锈 钢 带 的 轧 制 规 程 ( 一 ) 类 型 状 态 成 品 厚 度 坯 料 轧 总 变 形 量 厚 度 程 /mm 每 道 厚 度 /mm 道 次 变 形 率 /% /mm /mm 总 变 形 率 /% 奥 氏 体 O I O.94 O.85 软 状 态 O 9.5 Ⅱ O.6 O.65 O.52O.43 O.36 O.31O O O 14.O O O.50 3.O I O Ⅱ O.85 O O O O O.75 3.O I O O 10.8

326 表 6-8φ( )mm/φ(90-120)mm 1400mm 偏 八 辊 轧 机 冷 轧 1000mm 宽 不 锈 钢 带 的 轧 制 规 程 ( 二 ) 类 型 成 品 坯 料 轧 总 变 形 量 每 道 厚 度 /mm 状 态 厚 度 厚 度 程 /mm 道 次 变 形 率 /% /mm /mm 总 变 形 率 /% 奥 氏 体 硬 2.O 4.5 I 状 态 强 度 ~ Ⅱ MPa O 12.O 7.O I OO O 11.O Ⅱ 1.OO O I O O 3.O 铁 索 体 半 O I 2.OO OO 硬 态 强 度 O O ~ Ⅱ O O.71 O.60 O.53 O O MPa 65.O O 12.5 Ⅲ 0.10 O O I O Ⅱ 0.33 O 马 氏 体 0.25, 3.0 I 1.OO O 软 状 态 0.50, O 1.00 Ⅱ 1.OO OO 50.O 15.O 14.O 13.O III 0.50 O O O O 15.O O 10.5 Ⅳ O.37 O O O.75 3.O I O O 10.5 Ⅱ O O

327 牌 号 表 6-9φ(27-22)mm/φ54mm/φ98mm/φ16SmmX380mm 四 柱 式 二 十 辊 轧 机 冷 轧 200mm 宽 不 锈 钢 带 的 轧 制 规 程 成 品 坯 料 厚 度 道 每 道 道 次 道 次 总 压 缩 率 张 力 轧 制 速 度 /m/min -1 厚 度 /mm 次 厚 度 压 下 量 压 下 /% /kn /mm /mm /mm 率 /% 1Crl8Ni9Ti O ( 张 力 :16kN) O l O.05 O.10 O O 一 个 轧 程 完 成 后, 需 经 中 间 退 火 酸 洗, 消 除 冷 轧 加 工 硬 化 ( 再 结 晶 退 火 ) 对 于 奥 氏 体 钢, 加 热 温 度 为 1050~1080 对 于 铁 素 体 和 马 氏 体 钢, 加 热 温 度 为 800 左 右 加 热 后 在 水 空 气 或 蒸 汽 中 淬 冷 在 热 处 理 过 程 中 产 生 的 铁 皮 在 盐 浴 炉 中 氧 化 和 疏 松, 以 利 酸 洗 酸 洗 后 需 对 带 钢 表 面 进 行 检 查, 并 在 修 磨 机 上 清 除 缺 陷 成 品 不 锈 钢 带 进 行 光 亮 退 火, 即 在 无 氧 化 气 氛 中 作 最 后 一 次 再 结 晶 退 火 通 常 采 用 分 解 氨 做 保 护 气 体 经 过 光 亮 退 火 后, 一 般 不 再 进 行 研 磨 和 抛 光, 以 保 持 已 获 得 的 带 钢 表 面 粗 糙 度 平 整 的 目 的 在 于 改 善 带 钢 表 面 质 量, 同 时 也 可 改 善 带 钢 的 板 形 和 消 除 屈 服 平 台 平 整 时 的 压 缩 率 一 般 不 超 过 2% 为 了 获 得 极 其 光 洁 的 带 钢 表 面, 在 平 整 过 程 中 轧 辊 应 经 常 抛 光 为 了 提 高 不 锈 钢 带 的 抗 腐 蚀 性 能, 对 于 某 些 特 殊 品 种 的 不 锈 钢 带 还 要 进 行 研 磨 和 抛 光 一 般 采 用 湿 式 研 磨 ( 用 油 和 乳 化 液 ), 研 磨 时 要 防 止 由 于 不 锈 钢 导 热 性 能 差 而 产 生 的 灼 斑 或 裂 纹 抛 光 工 序 由 抛 光 和 擦 净 两 部 分 组 成 一 般 用 乳 化 液 做 抛 光 剂 为 防 止 带 钢 表 面 划 伤, 整 个 工 艺 过 程 中 所 有 与 带 钢 接 触 的 辊 子 表 面 必 须 十 分 光 洁, 或 采 用 包 胶 辊 卷 取 时, 必 须 在 每 层 间 垫 上 纸 带 成 品 收 集 更 需 要 每 层 间 垫 纸, 以 保 护 表 面 不 致 相 互 擦 伤 286. 各 类 不 锈 钢 带 的 焊 接 特 点 是 什 么 应 注 意 哪 些 事 项? (1) 马 氏 体 不 锈 钢 焊 接 的 主 要 问 题 是 可 焊 性 较 差 ( 可 焊 性 的 好 坏 可 以 用 一 种 材 料 焊 接 时 的 难 易 程 度 和 所 获 得 焊 接 性 能 的 好 坏 来 综 合 判 断 ), 焊 接 时 有 强 烈 的 淬 火 倾 向, 经 焊 接 加 热 后 在 空 气 中 冷 却 就 能 导 致 淬 火, 使 焊 缝 和 热 影 响 区 形 成 坚 硬 的 马 氏 体 组 织, 焊 后 残 余 应 力 较 大, 这 是 由 于 温 差 引 起 的 热 应 力 和 奥 氏 体 转 变 为 马 氏 体 组 织 的 相 变 应 力 的 综 合 作 用 所 致, 故 裂 纹 的 倾 向 性 较 大 这 类 不 锈 钢 碳 含 量 越 高, 其 淬 硬 性 就 越 大 马 氏 体 不 锈 钢 焊 接 的 另 一 个 问 题 是 由 于 扩 散 氢 的 作 用 而 引 起 滞 后 裂 纹 为 了 防 止 产 生 上 述 缺 陷, 生 产 中 应 注 意 的 事 项 是 : 1) 焊 接 薄 板 时 采 用 较 小 的 电 源 尽 可 能 快 的 焊 速, 避 免 金 属 过 热, 应 使 焊 道 窄, 熔 池 体 积 减 小 ; 2) 对 于 厚 的 板 带, 焊 前 进 行 预 热, 一 般 预 热 温 度 为 200~400, 焊 后 高 温 回 火 或 退 火, 随 后 缓 冷 ; 3) 为 了 消 除 氢 的 产 生, 焊 丝 坡 口 氩 气 要 清 洁 干 燥 (2) 铁 素 体 不 锈 钢 焊 接 的 主 要 问 题 是 易 在 熔 合 线 附 近 热 影 响 区 产 生 粗 晶, 使 常 温 塑 性 韧 性 降 低 而 引 起 脆 化 高 铬 ( 铬 的 质 量 分 数 在 16% 以 上 ) 不 锈 钢 焊 后 在 600~400 阶 段 缓 慢 冷 却 时, 会 出 现 475 脆 化, 造 成 韧 性 恶 化, 使 焊 缝 裂 纹 倾 向 较 大 为 此, 生 产 中 应 注 意 的 事 项 是 :

328 1) 采 用 小 电 流 快 焊 速 窄 焊 道 加 快 焊 缝 冷 却 速 度 的 方 法, 以 尽 量 避 免 晶 粒 长 大, 缩 短 高 温 停 留 时 间, 防 止 过 热 ; 2) 对 于 铬 的 质 量 分 数 在 16% 以 上 的 铁 素 体 不 锈 钢, 由 于 常 温 韧 性 较 低, 焊 前 最 好 预 热, 使 其 在 韧 性 温 度 范 围 内 焊 接, 但 预 热 温 度 不 应 超 过 150, 以 免 焊 后 冷 却 较 缓, 增 加 475 脆 性 (3) 奥 氏 体 不 锈 钢 焊 接 的 主 要 问 题 是 易 产 生 热 裂 纹 这 是 由 于 在 奥 氏 体 晶 界 上 有 低 熔 点 杂 质 物, 冷 却 时 在 焊 接 收 缩 应 力 的 作 用 下 易 产 生 热 应 力 的 缘 故 在 550~850 长 时 间 加 热 时, 焊 接 热 影 响 区 的 晶 界 上 析 出 铬 的 碳 化 物, 造 成 贫 铬 区, 因 而 热 影 响 区 易 发 生 晶 间 腐 蚀 由 于 线 膨 胀 系 数 较 大, 导 热 性 差, 而 产 生 较 大 的 焊 接 应 力 和 变 形, 易 造 成 热 裂 纹 为 此, 生 产 中 应 注 意 的 事 项 是 : 1) 避 免 焊 缝 过 热, 选 用 较 小 的 焊 接 电 流 较 快 的 焊 速, 缩 短 高 温 停 留 时 间, 减 小 熔 池 面 积, 避 免 焊 缝 近 缝 区 的 晶 粒 过 度 长 大 ; 2) 控 制 输 入 的 焊 接 热 量, 采 用 能 量 集 中 的 焊 接 方 法, 加 强 冷 却, 缩 短 经 过 危 险 温 度 区 域 的 冷 却 时 间 ; 3) 焊 后 进 行 消 除 应 力 热 处 理 和 进 行 固 溶 处 理 ( 经 1050~1100 加 热 水 冷 ), 使 焊 接 时 析 出 的 铬 的 碳 化 物 重 新 固 溶 到 奥 氏 体 中, 或 进 行 稳 定 化 处 理 ; 4) 选 用 超 低 碳 的 奥 氏 体 焊 丝 (w(c) 0.04%) 焊 接, 防 止 晶 粒 边 界 产 生 贫 铬 区, 提 高 抗 晶 间 腐 蚀 的 能 力 287. 什 么 是 氩 弧 焊 怎 样 操 作? 不 锈 钢 的 焊 接 方 法 有 很 多, 目 前 采 用 较 多 的 有 : 手 工 电 弧 焊 氩 弧 焊 埋 弧 半 自 动 焊 和 自 动 焊 等 氩 弧 焊 是 用 惰 性 气 体 氩 气 保 护 的 一 种 电 弧 焊 接 方 法 它 是 用 从 专 用 的 焊 枪 喷 嘴 喷 出 严 密 的 氩 气 层 流, 使 电 弧 在 这 个 氩 气 层 流 包 围 之 中, 与 空 气 隔 开, 利 用 电 弧 产 生 的 热 量 熔 化 被 焊 处, 并 填 充 焊 丝, 把 两 块 分 离 的 金 属 连 接 在 一 起, 从 而 获 得 牢 固 的 焊 接 接 头 在 氩 气 保 护 下, 通 过 电 热 使 钨 极 发 射 大 量 电 子, 从 而 使 氩 气 电 离, 产 生 足 够 的 正 负 离 子 和 电 子, 使 气 体 导 电, 在 钨 极 与 带 钢 之 间 产 生 连 续 的 弧 光 放 电, 即 产 生 了 氢 弧 氢 弧 中 心 白 色 耀 眼 部 分 叫 弧 柱, 弧 柱 的 温 度 非 常 高, 它 能 熔 化 任 何 金 属, 作 为 焊 接 的 热 源 氩 气 是 一 种 较 理 想 的 保 护 气 体, 它 是 单 原 子 气 体, 不 会 产 生 化 合 物, 高 温 不 分 解, 也 不 溶 于 金 属 中, 不 与 任 何 元 素 发 生 反 应 另 外, 由 于 氩 气 本 身 的 热 物 理 特 点, 氩 的 稳 弧 性 能 最 好, 热 损 耗 小, 电 弧 热 集 中, 热 效 率 高 因 此, 在 惰 性 气 体 保 护 焊 接 中 广 泛 应 用 氩 气 作 为 保 护 气 体 氩 气 纯 度 对 于 焊 接 质 量 有 很 大 影 响 氩 气 不 纯 则 容 易 使 焊 缝 氧 化 氮 化, 使 焊 缝 硬 脆, 破 坏 其 气 密 性, 降 低 焊 接 质 量 因 此, 一 般 要 求 氩 气 纯 度 在 99.7% 以 上 氩 弧 焊 分 非 熔 化 极 和 熔 化 极 两 种, 非 熔 化 极 为 手 动 和 自 动 氩 弧 焊 ( 电 极 为 不 熔 化 的 钨 极 ) 熔 化 极 为 半 自 动 氩 弧 焊 或 自 动 氩 弧 焊 ( 电 极 为 边 熔 化 边 添 加 的 焊 丝 ) 手 工 氩 弧 焊 具 有 焊 机 体 积 小 质 量 轻 操 作 方 便 电 弧 稳 定 性 高 热 量 集 中 焊 缝 接 头 质 量 好 等 优 点, 可 以 在 任 何 位 置 用 于 对 接 焊 缝 搭 接 焊 缝 点 焊 等 各 种 形 式 的 焊 接 手 工 氩 弧 焊 机 由 直 流 电 焊 机 线 路 控 制 箱 专 用 焊 把 氩 气 流 量 计 和 瓶 装 氩 气 等 组 成 ( 图 6-2)

329 图 6-2 直 流 手 工 氩 弧 焊 机 电 缆,4- 橡 皮 管 ;5-30L/min 转 子 流 量 计 该 机 具 有 自 动 输 送 氩 气 引 弧 和 自 动 关 闭 氩 气 装 置, 即 当 按 动 电 钮 后, 立 即 送 出 氩 气, 数 秒 钟 后 ( 约 4~7s) 通 过 高 频 自 动 引 弧, 电 弧 点 燃 后, 高 频 自 动 停 止 工 作 熄 弧 后, 仍 可 延 长 放 气 数 秒 钟, 继 续 保 护 焊 缝, 并 可 保 持 钨 棒 不 被 氧 化 控 制 箱 有 变 压 器 高 频 振 荡 器 电 磁 气 阀 中 间 继 电 器 盒 形 硒 堆 电 容 电 阻 硅 可 控 整 流 器 等 电 器 元 件, 在 控 制 箱 屏 板 上 装 有 电 源 转 换 开 关 指 示 灯 检 视 气 流 高 频 振 荡 器 的 小 开 关 熔 断 器 直 流 电 流 表 电 压 表 等 不 锈 钢 手 工 氩 弧 焊 是 以 直 流 电 做 电 源, 接 正 接 法 ( 焊 把 接 负 极 ), 这 可 使 电 极 受 热 较 小, 基 体 金 属 加 热 快, 焊 波 幅 度 小, 即 使 焊 缝 金 属 在 红 热 脆 性 状 态 也 不 易 产 生 裂 缝 如 果 反 接 时, 电 子 流 冲 击 使 钨 极 过 热, 使 钨 微 粒 混 入 焊 缝 金 属, 对 焊 缝 耐 腐 蚀 性 能 不 利 同 时 钍 钨 电 极 的 过 量 弥 散 对 人 身 的 健 康 也 有 一 定 的 影 响 电 极 由 纯 钨 加 质 量 分 数 为 1 %~2% 的 氧 化 钍 ( 俗 称 钍 钨 ) 或 一 定 数 量 的 铈 ( 称 铈 钨 ) 制 成 用 钍 钨 或 铈 钨 做 的 电 极 具 有 较 低 的 温 度 和 很 好 的 电 子 放 射 性, 所 以 电 弧 稳 定, 引 弧 容 易, 同 时 电 极 消 耗 量 也 较 少 施 焊 前 应 将 钨 棒 的 端 部 磨 成 锥 体 形, 锥 体 形 的 钨 棒 电 弧 集 中, 热 量 高, 熔 透 深 由 于 电 弧 不 断 地 燃 烧, 锥 体 形 的 钨 棒 经 过 一 段 时 间 的 使 用 后 端 部 被 烧 损 而 变 秃, 变 秃 后 电 弧 不 集 中, 热 量 分 散, 电 流 变 小, 此 时 宜 将 钨 棒 换 下 重 磨 钨 棒 在 焊 把 上 伸 出 喷 嘴 长 度 4~6mm 为 宜 施 焊 时 焊 把 倾 斜 度 不 应 超 过 10 ~15, 如 果 角 度 太 大, 周 围 空 气 将 会 破 坏 氩 气 气 流 层, 使 熔 化 金 属 未 凝 固 而 得 不 到 氩 气 的 保 护, 这 样 易 使 焊 缝 产 生 气 孔 反 渣 裂 缝 等 缺 陷, 使 焊 缝 的 抗 晶 间 腐 蚀 能 力 降 低, 对 机 械 强 度 也 有 影 响 施 焊 时 电 弧 高 度 应 保 持 在 2~3mm 之 间, 操 作 时 手 要 把 稳, 不 做 忽 高 忽 低 和 左 右 摆 动 的 动 作 如 果 左 右 摆 动 将 使 焊 缝 过 宽 和 过 热, 忽 高 忽 低 会 破 坏 氩 气 气 流 层 的 严 密 性 左 手 持 的 焊 丝 应 尽 量 靠 近 焊 件 并 倾 斜 10 ~15 ( 图 6-3), 要 有 规 则 地 送 入 焊 丝, 焊 丝 的 端 头 不 能 碰 到 钨 棒, 否 则 焊 丝 熔 化 后 熔 化 金 属 黏 附 在 钨 棒 上, 会 影 响 钨 极 的 正 常 放 电

330 图 6-3 氩 弧 焊 示 意 图 不 锈 钢 手 工 氩 弧 焊 焊 缝 区 域 的 清 洗 除 污 很 重 要 经 正 常 的 焊 口 处 理 以 后 的 不 锈 钢 带 在 进 行 氩 弧 焊 前 还 应 在 焊 缝 两 侧 15~20mm 内 用 丙 酮 擦 洗, 焊 丝 也 应 用 丙 酮 擦 洗, 焊 工 戴 的 手 套 也 应 保 持 干 净 无 油 污 lmm 以 下 的 薄 带 对 接 时 不 留 间 隙, 约 隔 50mm 进 行 点 焊, 焊 肉 长 约 5~10mm, 选 用 φ2mm 粗 的 钨 棒, 电 流 20~30A, 氩 气 流 量 为 6~8L/min, 焊 接 时 不 填 充 焊 丝 始 焊 端 填 高 并 倾 斜 10 ~20, 持 稳 焊 把, 由 高 坡 向 下 坡 焊 焊 缝 长 度 超 过 500mm 时, 应 采 用 分 段 焊 或 由 中 间 向 两 边 焊 1~3mm 不 锈 钢 带 对 接 时 可 不 加 工 坡 口, 留 1~2mm 间 隙, 选 用 庐 2.5~3mm 粗 的 钨 棒, 电 流 50~80A, 氩 气 流 量 为 12L/min, 焊 丝 直 径 声 2.5~3mm, 约 隔 100mm 左 右 进 行 点 焊, 焊 肉 长 10~15mm 施 焊 时, 用 电 弧 将 两 钢 板 的 边 角 熔 化 成 圆 角 形, 此 时 即 可 将 焊 丝 伸 人 电 弧 之 中, 一 滴 一 滴 地 加 入 焊 丝 将 整 条 焊 缝 焊 完 如 果 焊 缝 长 度 较 长 时, 应 采 用 分 段 焊 法 进 行 焊 接 操 作 时 应 注 意 下 列 几 点 : (1) 氩 弧 焊 有 电 弧 集 中 熔 透 深 的 特 点, 在 熄 弧 时, 弧 坑 较 浅 而 薄, 容 易 产 生 裂 缝 操 作 时 要 特 别 注 意 : 临 熄 弧 时, 焊 把 移 动 要 快 些, 使 弧 坑 逐 渐 缩 小 后 方 能 熄 弧 ; 电 焊 机 启 动 开 关 的 按 钮 应 装 在 氩 弧 焊 把 上, 通 过 按 钮 控 制 电 焊 机 的 启 动 与 停 止, 借 助 电 焊 机 停 止 的 惯 性, 得 到 焊 机 关 闭 后 的 衰 退 电 流, 以 保 证 获 得 饱 满 的 弧 坑, 避 免 产 生 裂 缝 (2) 熄 弧 后 焊 把 不 能 马 上 离 开 熔 池, 应 继 续 停 在 熔 池 上, 使 熔 池 液 态 金 属 在 氩 气 保 护 下 凝 固 (3) 氩 弧 焊 的 焊 缝 应 呈 金 黄 色, 如 果 发 黑 说 明 氩 气 保 护 不 好, 应 加 大 氩 气 流 量 或 改 进 焊 把 发 黑 的 焊 缝 抗 腐 蚀 能 力 较 差 288. 氩 弧 焊 常 见 哪 些 焊 接 缺 陷? 若 带 钢 焊 缝 中 存 在 缺 陷, 其 强 度 将 显 著 降 低, 以 致 造 成 断 带, 影 响 生 产 一 般 氩 弧 焊 常 见 的 焊 接 缺 陷 有 : (1) 焊 缝 不 合 要 求, 表 现 为 高 低 宽 窄 不 一, 焊 缝 成 形 不 良, 背 面 焊 缝 下 凹 焊 缝 减 弱 过 多, 使 焊 缝 强 度 不 够 ; 焊 缝 过 高, 造 成 应 力 集 中, 易 形 成 裂 纹 造 成 焊 缝 不 合 要 求 的 原 因 是 焊 接 工 艺 参 数 选 择 不 当, 或 操 作 技 术 不 熟 练 等 (2) 烧 穿, 在 焊 缝 上 出 现 单 个 或 连 续 的 穿 孔 称 为 烧 穿 产 生 烧 穿 的 原 因 是 : 焊 接 电 流 过 大, 熔 池 温 度 过 高, 焊 丝 加 人 不 及 时, 带 钢 对 接 间 隙 过 大, 焊 接 速 度 过 慢 等 烧 穿 使 焊 缝 强 度 减 弱, 易 引 起 应 力 集 中 和 裂 纹, 容 易 使 带 钢 拉 断, 影 响 生 产 出 现 烧 穿 时 必 须 进 行 补 焊, 同 时 应 正 确 选 择 焊 接 工 艺 参 数, 焊 接 前 仔 细 检 查 对 接 间 隙, 熟 练 操 作 技 术 (3) 未 焊 透, 即 焊 丝 金 属 与 基 体 金 属 未 熔 合 在 一 起 或 焊 缝 金 属 中 局 部 未 熔 合 的 现 象 产 生 未 焊 透 的 原 因 是 : 电 流 过 小, 操 作 技 术 不 熟 练, 焊 接 速 度 太 快, 对 接 间 隙 小, 电 弧 过 长 或 电 弧 未 对 准 对 接 缝 等 未 焊 透 部 分 应 进 行 补 焊 (4) 裂 纹, 在 焊 缝 和 热 影 响 区 出 现 的 金 属 破 裂 现 象 叫 裂 纹 液 体 金 属 在 凝 固 过 程 中 或 略

331 低 于 固 相 线 温 度 下 产 生 的 裂 纹 为 热 裂 纹 其 特 征 是 : 裂 纹 是 沿 晶 问 边 界 的, 热 裂 纹 断 口 上 有 明 显 的 氧 化 色 冷 裂 纹 则 是 由 于 在 固 态 时 发 生 相 变, 或 有 扩 散 氢 的 存 在, 以 及 冷 却 时 在 过 大 的 焊 接 收 缩 应 力 作 用 下 而 生 成 的, 裂 纹 是 穿 晶 性 质 的, 断 口 发 亮, 没 有 氧 化 色 当 焊 丝 的 选 择 和 操 作 方 法 不 当, 焊 接 时 高 温 停 留 时 间 长, 造 成 氧 化 过 热 和 晶 粒 过 度 长 大, 材 料 本 身 含 杂 质 较 多, 或 材 料 本 身 易 淬 硬 时 均 易 产 生 裂 纹 因 此, 焊 接 中 需 注 意 选 择 适 当 的 焊 接 工 艺 参 数, 解 决 好 焊 接 前 后 的 处 理 等 问 题 (5) 气 孔, 在 焊 接 内 部 及 表 面 有 单 个 或 密 集 的 圆 形 孔 穴, 使 焊 缝 金 属 的 有 效 截 面 积 减 小, 降 低 焊 缝 的 强 度, 造 成 应 力 集 中 产 生 气 孔 的 原 因 是 : 熔 池 在 高 温 时 能 溶 解 大 量 的 氢, 熔 池 冷 凝 时 溶 解 氢 的 能 力 显 著 下 降, 当 熔 池 冷 却 过 快 时, 氢 气 来 不 及 跑 出 熔 池 即 成 为 氢 孔 在 焊 件 焊 丝 表 面 有 油 污 氧 化 皮 铁 锈, 或 在 潮 湿 的 气 氛 下 焊 接, 或 氩 气 纯 度 较 低 含 杂 质 较 多, 或 氩 气 保 护 不 良 以 及 熔 池 高 温 氧 化 飞 溅 等 情 况 下 均 易 产 生 气 孔 因 此, 在 焊 接 时 需 注 意 这 些 问 题, 以 免 产 生 气 孔 289. 怎 样 清 除 不 锈 钢 带 的 氧 化 铁 皮? 由 于 不 锈 钢 的 氧 化 铁 皮 含 有 氧 化 铬 (Cr2O3) 和 尖 晶 石 (FeO Cr203), 这 些 氧 化 物 实 际 上 不 溶 于 酸, 故 要 清 除 不 锈 钢 带 表 面 的 氧 化 皮 颇 为 困 难 不 锈 钢 带 的 酸 洗 方 法 有 : 酸 法 碱 一 酸 法 氢 化 钠 法 和 电 解 法 同 样, 可 以 用 机 械 方 法 清 除 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 (1) 连 续 式 酸 法 酸 洗, 用 来 清 除 经 过 热 处 理 的 热 轧 带 钢 和 冷 轧 带 钢 表 面 的 氧 化 铁 皮 热 轧 奥 氏 体 不 锈 带 钢 是 在 添 加 食 盐 和 硝 酸 钠 的 硫 酸 溶 液 中 酸 洗 各 酸 洗 槽 内 酸 洗 溶 液 最 合 适 的 成 分 如 下 : 第 一 第 二 酸 洗 槽 :w(h2s04)=17%~20% w(nacl)=1.5%~2.5% w(nan03)=1.5%~ 2%; 第 三 酸 洗 槽 :w(h2s04)=7%~20% w(nacl)=1% w(nan03)=1%; 白 化 槽 :w(hn03)=5%~6% 溶 液 带 钢 通 过 酸 洗 槽 的 移 动 速 度 达 10m/min, 槽 内 溶 液 温 度 为 70~80 铬 钢 和 双 相 不 锈 钢 不 用 上 述 溶 液, 而 采 用 第 一 酸 洗 槽 配 w(h2s04)=6%~8%, 第 二 酸 洗 槽 配 w(hn03)=8%~20% 和 w(hf)=1%~4% 溶 液 温 度 为 35~65 带 钢 进 入 酸 洗 溶 液 之 前, 先 进 行 喷 丸 处 理 酸 法 酸 洗 的 主 要 缺 点 是 : 生 产 能 力 低, 酸 的 消 耗 量 大, 金 属 损 耗 多 (2) 碱 一 酸 法 酸 洗, 首 先 是 碱 处 理 工 序, 带 钢 放 在 400~550 的 NaOH 和 NaN03 溶 液 中, 使 氧 化 铁 皮 进 行 化 学 破 坏, 变 得 疏 松 接 着, 在 水 中 冷 却 和 洗 涤, 用 蒸 汽 或 压 缩 空 气 吹 掉 疏 松 的 氧 化 铁 皮 和 残 留 的 碱 液 随 后 在 酸 溶 液 中 洗 掉 未 被 碱 溶 液 破 坏 的 氧 化 皮 此 后 再 一 次 在 冷 水 中 洗 涤 然 后 进 行 发 白 钝 化, 热 清 洗 和 干 燥 为 了 提 高 碱 槽 的 反 应 能 力, 溶 液 中 应 添 加 质 量 分 数 为 5% 的 食 盐 只 有 在 高 温 下 (500~ 600 ) 食 盐 才 起 作 用 碱 溶 液 的 温 度, 对 于 保 证 带 钢 酸 洗 质 量 起 着 重 大 的 作 用 当 快 速 酸 洗 时, 溶 液 最 适 宜 的 温 度 为 500~550 酸 槽 溶 液 既 要 保 证 酸 洗 质 量 好, 又 要 防 止 造 成 点 腐 蚀, 以 w(h2s04)=15%~18% w(nacl)=1%~2% w (NaN03)= l%~2% 和 ρ(fe 总 ) 18g/L 的 酸 洗 溶 液 最 为 合 适 最 好 的 发 白 钝 化 溶 液 是 温 度 为 60~70 的 5 %~10%( 质 量 分 数 ) 硝 酸 溶 液 酸 洗 时, 冷 轧 带 钢 最 大 移 动 速 度 为 30m/min, 热 轧 带 钢 为 15m/min 用 碱 一 酸 法 酸 洗 带 钢 时, 如 果 不 遵 守 操 作 规 程, 可 能 出 现 欠 酸 洗 和 点 腐 蚀 等 缺 陷 欠 酸 洗 是 指 带 钢 上 有 个 别 未 被 酸 洗 掉 的 氧 化 铁 皮 斑 点 碱 槽 溶 液 温 度 低, 熔 融 氢 氧 化 钠 和 硝 酸 钠 比 例 不 对, 酸 洗 液 中 硝 酸 钠 或 硫 酸 的 浓 度 不 够, 酸 洗 溶 液 温 度 低 和 带 钢 在 酸 洗 液 中

332 停 留 时 间 不 足 等, 都 能 造 成 欠 酸 洗 点 腐 蚀 是 指 带 钢 表 面 上 呈 现 小 圆 坑 点 腐 蚀 能 使 厚 度 达 O.2mm 的 薄 带 形 成 孔 洞, 从 而 使 薄 带 根 本 不 适 合 以 后 的 加 工 促 使 点 腐 蚀 过 酸 洗 的 主 要 原 因 是 : 酸 洗 液 温 度 过 高, 浓 度 过 大, 带 钢 在 酸 洗 液 中 停 留 时 间 过 长 (3) 氢 化 钠 酸 洗 法 是 以 应 用 强 还 原 剂 氢 化 钠 溶 人 熔 融 氢 氧 化 钠 为 基 础 的 氢 化 硅 能 使 氧 化 铁 皮 还 原 成 金 属, 或 者 使 酸 性 氧 化 物 还 原 成 低 价 氧 化 物, 同 时 生 成 氢 氧 化 钠 被 还 原 的 氧 化 物 与 带 钢 表 面 结 合 不 牢, 在 较 弱 的 酸 液 中 酸 洗 时 就 容 易 被 洗 掉 由 w(naoh)=76%~78% 和 w(nah)=1.5%~2% 组 成 的 溶 液, 在 碱 槽 内 用 煤 气 和 电 极 加 热 到 370 碱 槽 温 度 过 高, 氢 化 钠 损 失 太 多 ; 温 度 太 低, 氧 化 皮 还 原 过 程 减 慢 带 钢 从 碱 槽 中 出 来, 进 入 冷 水 槽, 水 和 热 金 属 接 触 所 生 成 的 蒸 汽, 把 大 部 分 氧 化 铁 皮 在 槽 内 剥 离 下 来 带 钢 洗 涤 后, 通 过 热 水 槽, 进 人 砌 (H2S04)=5%~10% 的 硫 酸 溶 液 槽, 以 洗 掉 附 着 的 残 碱 和 剩 下 的 已 被 还 原 的 氧 化 物 槽 内 溶 液 温 度 为 70~80 带 钢 从 硫 酸 槽 出 来, 进 入 含 硝 酸 和 氢 氟 酸 混 合 溶 液 槽, 溶 液 温 度 为 70 然 后 用 水 流 冲 洗, 再 烘 干 之 后 卷 成 钢 卷 用 氢 化 钠 法 酸 洗, 金 属 的 损 耗 比 用 碱 一 酸 法 少 一 半, 因 为 氢 化 钠 只 与 氧 化 铁 皮 起 反 应, 根 本 不 损 害 金 属 (4) 电 解 酸 洗 法 是 在 熔 融 的 氢 氧 化 钠 中 进 行 的 电 解 酸 洗 有 3 种 方 法 : 阴 极 法 阳 极 法 和 非 接 触 阴 一 阳 极 法 溶 液 温 度 保 持 在 480 左 右 当 发 电 机 供 电 电 压 为 6~8V 电 流 为 30kA 时, 电 流 密 度 为 25A/dm 2 带 钢 从 电 解 槽 中 出 来, 进 入 刷 洗 装 置 清 除 残 渣, 随 后 进 入 钝 化 槽, 再 用 水 清 洗 之 后, 卷 成 钢 卷 电 解 酸 洗 法 的 优 点 是 : 没 有 金 属 损 耗, 生 产 率 高 ( 酸 洗 时 间 为 10~15s), 用 途 广 ( 还 可 酸 洗 碳 钢 和 高 合 金 钢 ) 290. 冷 轧 不 锈 钢 带 常 有 哪 些 缺 陷 怎 样 去 除? 冷 轧 不 锈 钢 带 的 缺 陷 有 : (1) 带 钢 表 面 损 伤, 它 是 不 锈 钢 板 带 报 废 的 主 要 缺 陷 带 钢 表 面 上 擦 痕 刮 伤 刮 线 等 是 由 于 研 磨 不 良 或 有 划 痕 的 输 送 辊 所 造 成 的 压 入 痕 的 产 生, 是 由 于 落 在 带 钢 表 面 上 的 金 属 屑 或 外 来 颗 粒 被 轧 辊 压 入 带 钢 表 面, 以 及 带 钢 在 热 处 理 机 组 酸 洗 机 组 和 轧 机 的 开 卷 机 卷 取 机 内 受 到 损 伤 造 成 的 因 此, 为 了 防 止 带 钢 表 面 产 生 缺 陷, 在 不 锈 钢 带 生 产 过 程 中, 必 须 注 意 设 备 完 好, 保 持 工 作 场 地 清 洁, 并 严 格 执 行 各 项 操 作 规 程 (2) 单 边 波 浪, 是 压 下 螺 丝 位 置 不 一 致 和 轧 制 时 轧 辊 倾 斜 造 成 的 沿 辊 身 长 度 上 冷 却 不 均 也 会 出 现 这 种 现 象 单 边 波 浪 的 消 除 办 法 是 提 起 带 钢 波 浪 侧 的 压 下 螺 丝 (3) 双 边 波 浪, 是 工 作 辊 支 撑 辊 磨 损 过 大, 轧 辊 凸 度 过 小, 压 下 量 过 大 等 因 素 造 成 的 消 除 双 边 波 浪 的 办 法 是 换 辊 或 者 减 小 每 道 次 的 压 下 量 这 种 缺 陷 可 以 通 过 平 整 或 矫 直 得 到 部 分 改 善 (4) 瓢 曲, 是 由 轧 辊 原 始 凸 度 过 大 或 辊 身 中 部 过 热 造 成 的 冷 却 辊 身 中 部 或 停 止 向 辊 边 喷 冷 却 液 可 以 消 除 带 钢 瓢 曲 瓢 曲 也 可 以 通 过 平 整 或 矫 直 加 以 纠 正 (5) 辊 印, 分 凸 起 的 和 凹 陷 的 两 种 如 果 在 轧 辊 表 面 上 落 有 灰 尘 砂 粒 焦 油 金 属 渣 或 弄 脏 的 润 滑 油 等 都 会 造 成 辊 印 粘 在 轧 辊 上 的 硬 颗 粒, 也 会 给 带 钢 留 下 印 痕 未 被 拿 掉 的 纸 片, 也 能 压 人 带 钢 表 面, 使 带 钢 表 面 留 下 印 痕 291. 什 么 叫 固 溶 处 理?

333 奥 氏 体 不 锈 钢 容 易 在 晶 间 受 到 腐 蚀, 其 特 点 是 腐 蚀 沿 晶 间 深 入 到 金 属 内 部, 并 使 钢 材 的 机 械 强 度 显 著 下 降, 稍 受 力 即 沿 晶 间 断 裂 所 以 晶 间 腐 蚀 是 一 种 危 害 性 极 大 的 腐 蚀 破 坏 奥 氏 体 不 锈 钢 产 生 晶 间 腐 蚀 的 原 因 是 : 不 锈 钢 在 450~850 的 危 险 温 度 范 围 停 留 一 定 时 间 后, 钢 中 晶 粒 内 多 余 的 碳 很 容 易 扩 散 到 晶 界 上, 与 铬 结 合 形 成 碳 化 铬 (Cr23C6), 并 沿 晶 间 析 出, 造 成 固 溶 体 的 晶 界 上 发 生 贫 铬 现 象, 而 使 不 锈 钢 铬 含 量 降 至 能 耐 腐 蚀 的 下 限 ( 铬 的 质 量 分 数 为 13%) 以 下, 因 而 使 不 锈 钢 丧 失 了 抗 腐 蚀 性 能 不 锈 钢 中 的 碳 含 量 越 高, 碳 向 晶 粒 表 面 扩 散 的 倾 向 就 越 大, 晶 粒 边 界 上 的 铬 含 量 也 就 越 缺 乏, 所 以,2Crl8Ni9 钢 的 晶 间 腐 蚀 倾 向 比 1Crl8Ni9 钢 要 大 得 多 消 除 铬 镍 奥 氏 体 不 锈 钢 晶 间 腐 蚀 一 般 常 用 固 溶 处 理 的 方 法 固 溶 处 理 就 是 将 钢 加 热 到 高 温 并 以 较 快 的 速 度 冷 却 一 般 加 热 至 1050~1100, 使 钢 中 所 有 的 碳 都 溶 入 奥 氏 体 固 溶 体, 而 以 足 够 快 的 速 度 将 这 种 状 态 固 定 下 来 ( 水 冷 ), 便 可 获 得 均 一 的 固 溶 体 经 固 溶 处 理 的 奥 氏 体 不 锈 钢, 具 有 高 的 耐 腐 蚀 性 能, 对 于 不 含 钛 或 铌 的 铬 镍 奥 氏 体 不 锈 钢, 固 溶 处 理 是 仿 止 晶 间 腐 蚀 的 重 要 手 段 292. 不 锈 钢 带 常 用 哪 些 热 处 理 方 法 会 产 生 什 么 缺 陷? 对 不 锈 钢 带 进 行 热 处 理, 是 为 了 消 除 冷 轧 后 的 加 工 硬 化, 使 成 品 不 锈 钢 带 达 到 规 定 的 力 学 性 能 在 生 产 不 锈 钢 带 时, 常 用 下 列 几 种 热 处 理 方 法 : (1) 淬 火, 对 于 奥 氏 体 奥 氏 体 一 铁 素 体 和 奥 氏 体 一 马 氏 体 不 锈 钢 来 说, 淬 火 是 一 种 软 化 热 处 理 操 作 为 了 消 除 热 轧 工 序 的 痕 迹, 奥 氏 体 奥 氏 体 一 铁 素 体 和 奥 氏 体 一 马 氏 体 热 轧 带 钢 都 必 须 进 行 淬 火 淬 火 操 作 是 先 在 直 通 式 炉 里 把 带 钢 加 热, 一 般 加 热 温 度 为 1050~1150, 使 钢 中 碳 化 物 充 分 溶 解 并 得 到 均 匀 的 奥 氏 体 组 织 然 后 快 速 冷 却, 主 要 是 水 冷 若 加 热 后 缓 慢 冷 却, 有 可 能 在 900~450 温 度 范 围 内 从 固 溶 体 里 析 出 碳 化 物, 使 不 锈 钢 对 晶 间 腐 蚀 敏 感 对 于 冷 轧 不 锈 钢 带 的 淬 火 既 可 作 为 中 间 热 处 理, 又 可 以 作 为 最 终 热 处 理 作 为 最 终 热 处 理 时, 加 热 温 度 应 在 1100~1150 温 度 范 围 内 (2) 退 火, 马 氏 体 铁 素 体 和 马 氏 体 一 铁 素 体 冷 轧 不 锈 钢 卷 均 需 进 行 退 火 退 火 是 在 空 气 或 保 护 气 体 的 电 热 或 煤 气 罩 式 炉 内 进 行 的 铁 素 体 钢 马 氏 体 钢 的 退 火 温 度 为 750~900 然 后 进 行 炉 冷 或 空 冷 (3) 冷 处 理, 为 了 使 马 氏 体 钢 铁 素 体 一 马 氏 体 钢 奥 氏 体 一 马 氏 体 钢 最 大 限 度 地 强 化, 需 进 行 冷 处 理 冷 处 理 是 把 冷 轧 或 热 处 理 后 的 不 锈 钢 带 浸 入 到 -40~-70 的 低 温 介 质 里, 在 该 温 度 下 静 置 一 定 的 时 间 强 烈 的 冷 却 ( 低 于 马 氏 体 点 Ms), 使 奥 氏 体 转 变 为 马 氏 体 冷 处 理 后 为 了 减 小 内 应 力, 在 350~500 温 度 进 行 回 火 ( 或 时 效 ) 常 用 液 体 或 固 体 二 氧 化 碳 液 氧 液 氮 或 液 化 空 气 作 为 冷 却 介 质 不 锈 钢 带 热 处 理 缺 陷 有 : (1) 气 体 腐 蚀, 是 在 带 钢 表 面 上 呈 现 黑 点 状 的 小 坑 如 果 带 钢 表 面 上 乳 化 液 油 盐 污 物 等 残 迹 没 有 清 除 干 净, 则 带 钢 局 部 表 面 或 全 部 表 面 ( 在 炉 内 长 时 间 停 留 ) 会 受 到 气 体 腐 蚀 在 高 温 下, 气 体 腐 蚀 带 钢 表 面 更 为 严 重 (2) 过 热, 过 热 时 带 钢 表 面 呈 暗 褐 色, 表 面 层 的 氧 化 铁 皮 虽 已 剥 落, 但 不 易 酸 洗 干 净 出 现 这 种 缺 陷 的 原 因, 是 金 属 加 热 温 度 高 或 在 炉 内 停 留 时 间 长 过 热 可 能 引 起 晶 间 腐 蚀 (3) 欠 热, 欠 热 时 带 钢 表 面 有 浅 灰 色 金 属 光 泽 酸 洗 时 氧 化 铁 皮 难 洗 掉, 酸 洗 后 带 钢 呈 灰 色 欠 热 的 原 因 是 加 热 温 度 低 或 带 钢 通 过 炉 内 速 度 太 快 (4) 硌 伤, 硌 伤 是 指 带 钢 下 表 面 有 黑 色 的 点 状 小 坑, 酸 洗 后 容 易 看 出 来 这 种 缺 陷 是 支 撑 辊 道 工 作 表 面 上 有 小 凸 起 而 损 伤 带 钢 表 面 为 此, 炉 内 辊 子 必 须 定 期 磨 光 和 更 换

334 二 冷 轧 硅 钢 片 的 生 产 特 点 293. 什 么 是 导 磁 体 其 用 途 如 何? 物 质 按 其 磁 导 率 的 不 同, 可 分 为 3 大 类, 凡 是 磁 导 率 ( 肛 ) 稍 大 于 真 空 磁 导 率 ( 肋 =47c 10-7H/m) 或 相 对 磁 导 率 ( 卢, 一 卢 / 加 ) 大 于 1 的 物 质, 都 称 为 顺 磁 物 质 或 顺 磁 体 ( 如 铝 等 ); 凡 是 P< 卢 幻 或 肛,<1 的 物 质, 都 称 为 反 磁 物 质 或 反 磁 体 ( 如 铜 等 ) 顺 磁 体 和 反 磁 体 统 称 为 弱 磁 性 体 胁 远 远 大 于 1 的 物 质, 称 为 铁 磁 物 质 ( 如 铁 钴 镍 及 其 合 金 ), 为 磁 性 材 料, 或 称 导 磁 体 磁 性 材 料 ( 导 磁 体 ) 通 常 又 分 为 软 磁 性 材 料 ( 软 磁 物 质 ) 和 硬 磁 性 材 料 ( 硬 磁 物 质 ) 两 类 软 磁 性 材 料 ( 高 磁 导 率 材 料 ): 它 们 具 有 很 大 的 口, 和 较 小 的 剩 磁 ( 即 剩 磁 感 应 强 度 B, 较 小 ), 矫 顽 力 ( 去 掉 剩 磁 而 使 磁 感 应 强 度 B O 时 所 加 的 磁 场 强 度 H 称 为 矫 顽 力 或 矫 顽 磁 力 ) 也 较 小, 磁 滞 损 失 较 小, 易 于 充 磁 和 退 磁 工 业 纯 铁 软 铁 硅 钢 片 电 工 硅 钢 片 铁 镍 合 金 坡 莫 合 金 等 均 属 软 磁 性 材 料 硬 磁 性 材 料 : 具 有 较 大 的 B, 和 H, 反 复 磁 化 一 个 周 期 从 电 网 吸 取 的 能 量 也 大, 即 磁 滞 损 失 大 磁 钢 及 一 般 工 业 用 钢 均 属 此 类 磁 性 材 料 ( 导 磁 体 ) 是 随 着 电 力 电 讯 电 子 工 业 和 近 代 尖 端 科 学 技 术 的 发 展 而 迅 速 发 展 起 来 的, 其 用 途 极 为 广 泛, 是 工 业 部 门 的 重 要 材 料 之 一 工 业 纯 铁 具 有 低 的 矫 顽 力 和 高 的 磁 导 率, 但 由 于 它 的 电 阻 很 小 ( 导 电 性 较 高 ), 涡 流 损 失 很 大, 不 适 于 做 受 反 复 磁 化 的 部 件 ( 如 发 电 机 变 压 器 的 铁 芯 ), 常 用 做 直 流 电 机 和 电 磁 铁 的 铁 芯 磁 极 电 磁 式 仪 表 中 的 磁 轭 以 及 磁 屏 蔽 等 硅 钢 片 在 工 业 上 用 途 极 广, 但 主 要 用 于 制 造 变 压 器 ( 硅 的 质 量 分 数 约 为 4 9,6 的 变 压 器 硅 钢 ) 电 机 ( 硅 的 质 量 分 数 约 为 2% 的 发 电 机 硅 钢 ) 的 铁 芯 凡 是 在 对 软 磁 性 材 料 除 要 求 有 一 定 的 磁 性 外, 还 要 求 有 一 定 的 机 械 特 性 的 地 方 都 使 用 电 机 硅 钢 硬 磁 材 料 主 要 做 永 久 磁 体, 如 用 于 各 种 电 器 仪 表 发 电 机 等 294. 什 么 是 硅 钢 片 对 硅 钢 片 有 哪 些 要 求? 硅 钢 片 也 叫 硅 钢 薄 板 或 电 工 钢 板, 是 电 力 和 电 讯 工 业 中 用 以 制 造 各 种 发 电 机 电 动 机 变 压 器 继 电 器 互 感 器 以 及 其 他 电 器 仪 表 等 的 重 要 磁 性 材 料 硅 钢 片 实 质 上 是 硅 的 质 量 分 数 为 0.5%~5% 的 极 低 碳 钢 板 硅 钢 片 按 用 途 可 分 为 电 机 硅 钢 片 ( 硅 的 质 量 分 数 通 常 在 2.5% 以 下, 厚 度 一 般 为 0.5ram) 和 变 压 器 硅 钢 片 ( 硅 的 质 量 分 数 通 常 为 2.5%~4.5%, 厚 度 一 般 为 O.35mm); 按 生 产 方 法 可 分 为 热 轧 硅 钢 片 和 冷 轧 硅 钢 片, 而 冷 轧 硅 钢 片 按 晶 粒 取 向 程 度 不 同 又 可 分 为 取 向 硅 钢 片 ( 用 以 制 造 变 压 器 ) 和 无 取 向 硅 钢 片 ( 用 以 制 造 电 机 ); 按 工 作 条 件 又 可 分 为 在 强 磁 场 下 使 用 的 硅 钢 片 ( 多 用 于 电 力 工 业, 这 是 最 普 通 用 量 最 大 的 ) 和 弱 磁 场 下 使 用 的 硅 钢 片 ( 多 用 于 电 讯 工 业 ), 以 及 在 工 频 下 使 用 的 硅 钢 片 和 在 高 频 下 使 用 的 硅 钢 片 在 高 频 下 使 用 的 硅 钢 片, 为 了 降 低 在 高 频 下 的 涡 流 损 失, 通 常 采 用 O.1~0.2ram 的 厚 度, 而 用 于 脉 冲 变 压 器 者 可 薄 到 0.05mm 以 下 硅 钢 片 牌 号 的 表 示 方 法 如 下 :

335 硅 钢 片 性 能 的 好 坏 不 仅 直 接 关 系 到 电 能 的 损 耗, 而 且 关 系 到 电 机 变 压 器 等 产 品 的 性 能 体 积 质 量 大 小 和 各 种 材 料 的 节 约 对 硅 钢 片 的 性 能 要 求 如 下 : (1) 具 有 良 好 的 板 形, 表 面 涂 层 ; 准 确 的 尺 寸 精 度, 极 小 的 同 板 厚 度 差 ; 良 好 的 冲 剪 性 能 (2) 具 有 良 好 的 电 磁 性 能, 如 低 的 铁 损 ( 铁 损 是 1kg 铁 芯 质 量 所 损 耗 的 电 能, 铁 损 低, 则 电 机 变 压 器 发 热 少, 这 样 既 可 节 省 电 能, 又 可 节 省 材 料 ) 高 的 磁 感 应 强 度 ( 在 通 电 线 圈 中 放 入 铁 芯, 这 时 铁 芯 单 位 横 截 面 积 上 磁 力 线 的 数 目 叫 做 磁 感 应 强 度, 通 过 铁 芯 单 位 横 截 面 积 的 磁 力 线 愈 多, 则 磁 感 应 强 度 愈 大 ) (3) 符 合 用 途 要 求 的 晶 粒 取 向 织 构 295. 什 么 是 取 向 硅 钢 和 无 取 向 硅 钢? 硅 钢 是 铁 素 体 钢, 由 体 心 立 方 体 的 a 一 铁 固 溶 体 构 成 实 验 结 果 表 明, 晶 体 的 磁 性 在 各 个 方 面 都 不 相 同, 这 种 性 质 称 为 磁 各 向 异 性 晶 体 磁 化 是 有 方 向 性 的, 磁 化 后 磁 性 最 高 的 方 向 称 为 易 磁 化 方 向 ([100] 方 向 ), 最 低 的 为 难 磁 化 方 向 ([111] 方 向 ), 如 图 6 4 所 示 此 外 还 有 介 乎 于 难 易 之 间 的 方 向 电 器 用 硅 钢 为 多 晶 体, 如 其 中 晶 粒 一 致 排 列 在 易 磁 化 方 向, 称 为 晶 粒 取 向 各 晶 粒 的 取 向 趋 于 一 致 的 组 织 称 为 织 构 硅 钢 片 的 图 6-4 铁 单 晶 的 磁 方 向 性 和 (110)L001J~ 易 磁 化 轴 [100] 平 行 于 轧 制 方 向, 而 (110) 面 平 行 于 轧 制 平 面, 则 硅 钢 片 沿 轧 制 方 向 的 磁 感 最 高, 具 有 (110)[001] 的 晶 粒 取 向 的 组 织 称 为 高 斯 织 构 这 种 具 有 方 向 性 的 硅 钢, 称 为 晶 粒 取 向 硅 钢 或 取 向 硅 钢 取 向 硅 钢 用 于 变 压 器, 并 且 要 求 取 向 程 度 越 高 越 好 这 是 因 为, 取 向 程 度 越 高, 磁 致 伸 缩 愈 小 ( 所 谓 磁 致 伸 缩 就 是 铁 磁 物 质 在 磁 化 时 发 生 伸 长 或 减 缩 的 现 象, 它 是 造 成 变 压 器 噪 声 的 主 要 原 因 ), 则 硅 钢 片 的 磁

336 性 愈 好, 并 且 使 铁 损 降 低 无 取 向 硅 钢 用 于 电 机 制 造 296. 冷 轧 电 工 钢 片 的 产 品 要 求 是 什 么? 冷 轧 电 工 钢 片 用 来 制 造 电 机 变 压 器 等 产 品, 它 分 为 冷 轧 无 取 向 钢 片 和 取 向 钢 片 两 种 冷 轧 电 工 钢 片 应 符 合 国 家 标 准 GB/T 的 规 定 (1) 无 取 向 钢 片 和 取 向 钢 带 的 铁 损 和 磁 感 应 符 合 表 6-10 和 表 6-11 的 规 定 (2) 钢 片 的 尺 寸 及 其 允 许 偏 差 应 符 合 表 6-12 的 规 定 钢 片 的 波 浪 度 ( 或 瓢 曲 度 ) 不 大 于 4mm, 波 高 和 波 长 之 比 不 大 于 4% 镰 刀 弯 每 2m 不 超 过 lmm (3) 全 工 艺 型 钢 片 应 涂 绝 缘 层 绝 缘 层 应 干 燥 均 匀 不 脱 落, 并 应 进 行 层 间 电 阻 和 附 着 性 试 验 取 向 钢 带 的 绝 缘 层 还 应 能 经 受 消 除 应 力 的 退 火 而 不 脱 落 表 6-lO 无 取 向 硅 钢 带 ( 片 ) 的 铁 损 和 磁 感 牌 号 公 称 厚 度 理 论 密 度 50Hz 最 小 弯 最 小 叠 装 /mm /kg dm-3 最 大 铁 损 P1.5/W kg-1 最 小 磁 感 B5000/T 曲 次 数 系 数 /% 35W230 O W W W300 35W330 35W360 35W400 35W440 3.OO OO W W W W290 50W310 50W330 50W350 50W400 50W470 50W540 50W600 50W700 50W800 50W W OO OO OO W OO W700 7.OO W W W

337 W OO 表 6-ll 取 向 硅 钢 带 ( 片 ) 的 铁 损 和 磁 感 牌 号 公 称 厚 度 理 论 密 度 50Hz 最 小 弯 最 小 叠 装 /mm /kg dm-3 最 大 铁 损 P1./W kg-1 最 小 磁 感 B8oo/T 曲 次 数 系 数 /% 27QGl00 O QGllO Z7Q120 27Q130 27Q QGll0 O QGl QGl30 30Q130 30Q140 30Q QGl QGl35 O Q135 35Q145 35Q155 35Q

338 表 6-2 冷 轧 晶 粒 取 向 和 无 取 向 钢 带 ( 片 ) 的 尺 寸 及 允 许 偏 差 (GB/T )(mm) 取 向 钢 带 ( 片 ) 无 取 向 钢 带 ( 片 ) 宽 度 厚 度 长 度 允 宽 度 厚 度 公 称 尺 寸 允 许 偏 差 公 称 尺 寸 允 许 偏 差 横 向 厚 度 差 许 偏 差 公 称 尺 寸 允 许 偏 差 公 称 尺 寸 允 许 偏 差 横 向 厚 度 差 长 度 允 许 偏 差 < O.7 士 O.3 O O.3 O.5 ±O.4 O.2 +lo O O.0 O O O > O.5 O.50 O.03 O > O.5 O.03 O.65 土 O.05 O >75 +O.6 O > O.5 O O.35 ± O.50 O.03 > >1000 +l.5 O O.65 士 士 O.04 O.02 O.50 O.03 O.65 土 O.05 O.04 O.35 ±O.04 O O.65 ±0.05 注 :li 离 边 部 不 小 于 15mm 测 量 钢 带 的 厚 度 允 许 偏 差, 横 向 厚 度 差 应 符 合 表 中 规 定 2. 钢 带 应 剪 边 交 货 剪 边 交 货 钢 带 的 宽 度 允 许 偏 差 应 符 合 表 中 规 定 根 据 用 户 要 求, 经 供 需 双 方 协 议, 无 取 向 锕 亦 可 不 剪 边 交 货 3. 长 度 是 指 由 钢 带 剪 切 成 的 钢 片 长 度 钢 片 长 度 一 般 为 2000mm, 经 供 需 双 方 协 议, 也 可 是 宽 度 的 倍 尺 取 向 钢 片 和 无 取 向 钢 片 长 度 允 许 偏 差 应 符 合 表 中 规 定 (4) 钢 片 表 面 应 光 滑, 不 得 有 妨 碍 使 用 的 锈 蚀 孔 洞 重 皮 折 印 气 泡 分 层 等 缺 陷 钢 片 表 面 允 许 有 不 影 响 使 用 的 缺 陷, 如 涂 层 条 斑 擦 痕 未 起 皮 的 钢 质 不 良, 以 及 不 超 过 厚 度 允 许 偏 差 的 少 量 结 疤 麻 点 凹 坑 凸 包 和 划 痕 等 297. 磁 滞 合 金 冷 轧 带 材 的 产 品 要 求 是 什 么? 磁 滞 合 金 冷 轧 带 材 用 于 制 作 磁 滞 电 动 机 转 子 磁 滞 合 金 冷 轧 带 的 技 术 要 求 应 符 合 标 准 GB/T 的 有 关 规 定 (1) 磁 滞 合 金 2J4 2J7 2J9 2J10 2Jll 2J12 2J51 2J52 2J53 的 化 学 成 分 应 符 合 表 6-13 的 规 定

339 表 6-13 磁 滞 合 金 的 牌 号 和 化 学 成 分 合 金 牌 号 化 学 成 分 ( 质 量 分 数 )/% C Si P S Mn Co 2J O.70 O.025 O.020 O.70 44~45 2J7 O.12 O.70 O.025 O l~53 2J9 O.12 O.70 O.025 O.020 O.70 51~53 2J10 O.12 O.70 O.025 O.0ZO O.70 51~53 2J11 O.12 O.70 O.025 O.020 O.70 51~53 2J O.70 O.025 O.020 O.70 51~53 2J5l O.03 O.50 O.030 O l1.o~13.0 2J52 O.03 O.50 O.030 O.030 O O~17.O 2J53 O.03 O.50 O.030 O ~12.5 合 金 牌 号 化 学 成 分 ( 质 量 分 数 )/% V Ni M0 W F 2J 余 2J O.70 余 2J O.70 余 2J O.70 余 2J O.70 余 2J O.70 余 2J51 14.O-15.O 余 2J52 5.OO O-11.0 余 2J OO 余 (2) 磁 滞 合 金 冷 轧 带 材 尺 寸 及 其 允 许 偏 差 应 符 合 表 6-14 的 规 定 (3) 冷 轧 带 材 试 样 经 回 火 热 处 理 后, 磁 滞 性 能 应 符 合 表 6-15 的 规 定 表 6-14 尺 寸 及 允 许 偏 差 (mm) 厚 度 宽 度 长 度 尺 寸 允 许 偏 差 尺 寸 允 许 偏 差 O.20~O.40 >O.40~0.60 >O.60~O.80 -O.03 -O.05 -O.07 50~120 士 O.5 300

340 表 6-15 磁 滞 性 能 合 金 牌 号 磁 滞 性 能 Hμ/kA m-1 Bμ/T Pμ/J cm-2 Kμ 2J4 4.0~ ~ O.62 2J7 6.4~9.5 1.O~ O.6l 2J9 8.8~11.9 O.9~ lo-2 O.59 2J ~18.3 O.9~1.2 3.O 10-2 O.58 2J ~20.7 O.9~ O.57 ZJ ~27.9 O.8~l lo J51 2.8~4.O 1.2~ J52 4.8~7.2 O.9~ O.50 2J53 6.4~11.9 O.6~O.9 1.O 10-2 O.45 注 :Hμ-- 最 大 磁 导 率 点 对 应 的 磁 场 强 度 ; Bμ-- 最 大 磁 导 率 点 对 应 的 磁 感 应 强 度 i Pμ-- 最 大 磁 导 率 点 对 应 的 比 磁 滞 损 耗 ; Kμ-- 最 大 磁 导 率 点 对 应 的 凸 起 系 数 (4) 磁 滞 合 金 冷 轧 带 材 的 表 面 应 光 洁 平 整, 不 允 许 有 裂 纹 夹 层 疤 痕 和 粗 的 毛 刺 在 不 影 响 使 用 的 情 况 下, 表 面 允 许 有 局 部 的 小 疤 痕 轻 微 的 划 伤 压 痕 和 麻 点 但 这 些 缺 陷 不 应 超 过 成 品 厚 度 的 偏 差 298. 冷 轧 电 土 硅 钢 片 的 生 产 工 艺 有 哪 些 特 点? 电 工 硅 钢 片 的 生 产 工 艺 与 一 般 冷 轧 钢 带 生 产 区 别 较 大 这 不 仅 是 因 为 硅 钢 的 加 工 性 能 差, 更 主 要 的 是 对 硅 钢 片 性 能 有 特 殊 的 要 求 冷 轧 硅 钢 片 的 工 艺 过 程 主 要 有 初 退 火 酸 洗 冷 轧 中 间 退 火 二 次 冷 轧 脱 碳 退 火 涂 绝 缘 层 热 态 拉 伸 矫 正 切 成 定 尺 入 库 等 初 退 火 的 目 的 是 脱 碳 和 使 晶 粒 均 匀 化 实 际 上 除 高 磁 感 取 向 硅 钢 外, 现 在 多 采 用 直 接 进 行 酸 洗 冷 轧 的 工 艺 酸 洗 前 先 进 行 抛 丸 处 理, 这 是 因 为 硅 钢 的 氧 化 铁 皮 中 所 含 的 氧 化 硅 很 结 实, 所 以 先 进 行 抛 丸 处 理 将 其 打 碎, 然 后 用 盐 酸 洗 净 冷 轧 硅 钢 片 所 需 的 单 位 轧 制 压 力 很 大, 随 着 硅 含 量 的 增 加, 轧 制 压 力 也 增 大, 故 硅 钢 片 多 在 四 辊 轧 机 和 多 辊 轧 机 ( 如 二 十 辊 轧 机 ) 上 轧 制 在 二 十 辊 轧 机 上, 能 用 大 压 下 率 进 行 轧 制, 且 能 生 产 厚 度 公 差 小 板 形 好 的 薄 钢 带 一 般 冷 轧 温 度 不 低 于 60 ( 采 用 蒸 汽 管 保 温 方 法 ) 表 6-16 列 出 了 某 台 φ55mm/φ106mm/φ178mm/φ300mm 1150mm 四 柱 式 二 十 辊 轧 机 冷 轧 单 取 向 硅 钢 片 的 轧 制 规 程 表 6-17 列 出 了 某 台 φ63.5mm/φ102mm/φ173mm/φ 300mm 1180mm 森 吉 米 尔 式 二 十 辊 轧 机 冷 轧 无 取 向 硅 钢 片 的 轧 制 规 程

341 表 6-16 单 取 向 硅 钢 轧 制 规 程 轧 程 道 次 H h h 道 次 压 前 张 力 后 张 力 轧 制 速 /mm /mm /mm 下 率 /% /kn /kn /m min-1 I O < O < O.7(0.64) O <100 Ⅱ 1 O.7 O O (0.35) O 表 6-17 无 取 向 硅 钢 轧 制 规 程 道 次 H/mm h/mm Δh/mm 道 次 压 下 率 /% 前 张 力 /kn 后 张 力 /kn O ~ O O.97 O Z O.97 O.70 O O.70 O 经 过 一 次 冷 轧 后 要 进 行 中 间 退 火, 其 目 的 是 使 轧 材 进 行 一 次 再 结 晶 和 脱 碳 退 火 一 般 退 火 温 度 约 为 850 中 间 退 火 后 进 行 二 次 冷 轧, 其 目 的 是 获 得 临 界 形 变 晶 粒 和 得 到 最 终 产 品 厚 度 二 次 冷 轧 的 压 缩 率 对 磁 性 有 影 响, 一 般 认 为 当 压 缩 率 为 40%~60% 时, 取 向 度 最 高, 铁 损 最 低 对 无 取 向 硅 钢 则 压 缩 率 取 较 低 值 (6%~10%), 高 磁 感 取 向 硅 钢 不 需 二 次 冷 轧 取 向 硅 钢 在 脱 碳 退 火 后 涂 上 氧 化 镁, 然 后 在 罩 式 炉 中 进 行 高 温 退 火 其 目 的 是 得 到 完 善 的 二 次 再 结 晶 组 织, 去 掉 有 害 元 素 ( 如 氮 硫 等 ), 消 除 内 应 力, 并 使 氧 化 镁 在 高 温 下 与 氧 化 硅 结 合 形 成 良 好 的 硅 酸 镁 底 层 为 使 氢 保 护 气 体 能 渗 到 钢 卷 的 每 一 层, 钢 卷 不 宜 卷 得 过 紧 退 火 后 的 钢 卷 经 刷 洗 和 酸 洗 清 除 剩 余 的 氧 化 镁 并 涂 以 绝 缘 层 由 于 退 火 温 度 最 高 达 1200, 退 火 后 的 钢 卷 会 产 生 热 态 塑 性 变 形 为 了 获 得 平 直 钢 板, 应 在 热 状 态 下 进 行 拉 伸 矫 正 拉 伸 时, 要 严 格 控 制 张 力, 张 力 太 小, 板 形 不 好, 太 大 则 影 响 磁 性 张 应 力 约 为 3MPa( 温 度 为 800~850 ) 无 取 向 硅 钢 不 必 高 温 退 火, 在 脱 碳 退 火 后, 可 直 接 涂 上 绝 缘 层 绝 缘 层 对 表 层 电 阻 和 冲 压 防 锈 等 方 面 都 很 重 要 一 般 用 磷 酸 盐 作 为 涂 料, 它 的 优 点 在 于 能 渗 透 硅 酸 镁 底 层, 而 与 基 体 金 属 发 生 反 应, 形 成 致 密 而 光 滑 的 硅 酸 盐 磷 酸 盐 复 合 涂 层 经 涂 绝 缘 层 和 热 拉 伸 矫 直 的 钢 卷 即 为 成 品, 可 成 卷 或 切 为 单 张 供 应 用 户 299. 高 磁 感 取 向 硅 钢 片 (HiB) 的 生 产 特 点 是 什 么? HiB 硅 钢 片 的 生 产 特 点 如 下 : (1) 钢 液 在 炼 钢 过 程 中 形 成 氮 化 铝 (A1N) 有 利 夹 杂 物, 以 利 于 控 制 晶 粒 (2) 板 坯 热 轧 前 在 加 热 炉 中 加 热 温 度 高 达 1360 (3) 热 轧 带 卷 在 冷 轧 前, 要 经 无 氧 化 加 热 炉 进 行 高 温 常 化 处 理, 然 后 按 一 定 的 冷 却 速 度 进 行 水 冷 却 高 温 常 化 处 理 是 生 产 HiB 硅 钢 片 成 品 的 一 个 重 要 工 序 其 目 的 是 使 热 轧 板 中 存 在 的 A 态 氮 化 物 在 常 化 温 度 下 固 溶 于 钢 中, 然 后 严 格 控 制 冷 却 速 度, 使 钢 中 析 出 大 量 的 B 态 AIN, 其 晶 粒 尺 寸 大 多 为 30~50nm 高 温 常 化 时 还 可 以 继 续 析 出 一 部 分 细 小 MnS, 这 都 可 使 以 后

342 抑 制 初 次 晶 粒 长 大 的 作 用 大 大 加 强 常 化 温 度 过 高 或 加 热 时 间 过 长, 磁 性 则 明 显 降 低 HiB 硅 钢 片 高 温 常 化 温 度 为 1100~1120, 加 热 时 间 为 4min, 然 后 进 行 炉 冷 一 空 冷 一 水 冷 ( 水 温 45 ) (4) 经 常 化 抛 丸 酸 洗 后 的 带 卷 在 二 十 辊 轧 机 上 采 用 大 压 下 率 一 次 冷 轧 法 轧 成 轧 制 时 不 使 用 冷 却 剂, 并 用 表 面 较 粗 糙 的 工 作 辊 轧 制 每 道 次 压 下 率 都 较 大, 要 求 总 压 下 率 大 于 80% (5) 采 用 特 殊 的 绝 缘 涂 层 300. 硅 钢 片 涂 绝 缘 层 或 隔 离 层 有 哪 些 要 求? 电 工 用 硅 钢 片 为 了 提 高 电 磁 性 能 必 须 在 其 表 面 上 涂 覆 有 一 定 性 能 要 求 的 涂 层 涂 层 装 置 可 以 单 独 组 成 涂 层 机 组, 也 可 以 与 退 火 等 热 处 理 机 组 联 合 在 一 起 某 厂 的 无 取 向 硅 钢 成 品 脱 碳 退 火 机 组 中 设 有 绝 缘 涂 层 装 置, 取 向 硅 钢 的 最 终 脱 碳 退 火 机 组 中 设 有 隔 离 涂 层 装 置 电 工 硅 钢 片 对 绝 缘 涂 层 的 要 求 是 : (1) 层 间 电 阻 高 ; (2) 耐 热 性 和 耐 蚀 性 好, 能 在 高 温 和 具 有 腐 蚀 性 环 境 下 工 作 ; (3) 粘 附 性 好, 在 冲 剪 或 弯 曲 加 工 中 不 易 剥 落 ; (4) 加 工 性 好, 涂 层 对 冲 模 磨 损 要 小, 能 起 润 滑 作 用 ; (5) 对 钢 板 表 面 有 一 定 张 力, 减 小 磁 致 伸 缩 而 引 起 的 噪 声 ; (6) 涂 层 必 须 薄 而 均 匀, 提 高 充 填 性 能 目 前 使 用 的 绝 缘 涂 层 有 两 种 : 一 是 磷 酸 一 铬 酸 系 涂 层, 涂 层 液 为 深 橙 黄 色 的 透 明 液, 使 用 温 度 为 70~80, 层 间 电 阻 为 5~50Ω cm2/ 片 ; 另 一 种 是 树 脂 和 铬 酸 系 涂 层, 涂 层 液 为 乳 黄 色 黏 液, 使 用 温 度 小 于 30, 层 间 电 阻 与 前 一 种 相 同 取 向 硅 钢 涂 隔 离 层, 主 要 是 涂 氧 化 镁, 目 的 是 防 止 在 高 温 退 火 时 钢 板 粘 结, 并 与 二 氧 化 硅 (Si02) 生 成 硅 酸 镁 底 层, 还 有 脱 硫 的 作 用 在 氧 化 镁 涂 层 中 加 入 3%~7.5%( 质 量 分 数 ) 的 氧 化 钛 (TiO2), 能 改 善 钢 板 的 脆 性 和 硅 酸 镁 底 层 的 质 量 特 别 对 于 含 铝 的 取 向 硅 钢, 在 高 温 退 火 时 Ti02 具 有 抑 制 钢 中 的 铝 破 坏 二 氧 化 硅 层 的 作 用 301 取 向 硅 钢 片 高 温 退 火 的 作 用 是 什 么, 怎 样 操 作? 取 向 硅 钢 片 必 须 进 行 一 次 最 终 高 温 退 火 处 理, 以 获 得 要 求 的 低 铁 损 材 料, 并 达 到 高 的 取 向 度 在 高 温 罩 式 退 火 炉 中 进 行 高 温 净 化 退 火, 主 要 有 3 个 作 用 : (1) 进 行 二 次 再 结 晶 在 高 温 退 火 时, 钢 片 加 热 到 左 右 即 开 始 再 结 晶, 从 而 可 使 钢 片 获 得 合 适 的 晶 粒 度, 提 高 取 向 度, 达 到 改 善 磁 性 的 目 的 (2) 形 成 硅 酸 镁 底 层 经 最 终 脱 碳 退 火, 钢 片 表 面 形 成 二 氧 化 硅 的 富 硅 薄 膜, 加 热 到 1050 左 右 它 与 氧 化 镁 发 生 反 应, 在 带 钢 表 面 形 成 一 层 玻 璃 状 硅 酸 镁 底 层, 以 提 高 取 向 硅 钢 的 绝 缘 性 能 和 绝 缘 涂 层 附 着 力 (3) 排 除 夹 杂, 净 化 钢 质 取 向 硅 钢 中 硫 化 锰 (MnS) 和 氮 化 铝 (AIN) 等 有 利 夹 杂, 在 促 进 二 次 再 结 晶 形 成 结 晶 核 心 晶 粒 长 大 提 高 取 向 度 后 进 行 分 解, 随 着 温 度 的 进 一 步 升 高, 在 高 温 均 热 过 程 中 有 利 夹 杂 将 被 去 除, 使 钢 质 净 化, 以 提 高 磁 性 一 般 取 向 硅 钢 高 温 退 火 炉 操 作 程 序 为 : 先 通 入 氮 气 赶 走 炉 内 空 气, 然 后 通 电 加 热 加 热 至 600 时 保 温 5~21h, 然 后 全 速 加 热,600~1210 间 最 大 加 热 速 度 为 26 /h,1210 时 保 温 20h 保 护 气 体 的 成 分 和 流 量 应 符 合 高 温 退 火 操 作 规 程 的 要 求 一 般 取 向 硅 钢 高 温 退 火 曲 线 见 图 6-5

343 图 615 一 股 取 同 硅 钢 高 温 退 火 曲 线 302. 连 续 退 火 对 硅 钢 片 生 产 有 什 么 作 用 其 退 火 工 艺 怎 样? 硅 钢 片 连 续 退 火 的 目 的 是 消 除 加 工 硬 化 使 钢 片 再 结 晶, 同 时 使 硅 钢 脱 碳, 以 便 使 成 品 达 到 要 求 的 电 磁 性 能 经 过 一 次 冷 轧 后, 要 进 行 中 间 退 火, 其 目 的 是 使 硅 钢 片 进 行 一 次 再 结 晶 和 脱 碳 退 火 中 间 退 火 采 用 无 氧 化 加 热 方 式, 用 煤 气 明 火 焰 加 热 加 热 段 的 炉 温 控 制 在 1250, 目 的 是 将 钢 片 快 速 加 热 到 规 定 温 度, 这 样 可 缩 短 机 组 的 加 热 段 和 均 热 段 长 度, 提 高 机 组 速 度, 增 加 产 量 进 口 段 速 度 为 70~80m/min, 工 作 段 为 50~60m/min, 出 口 段 为 70~80m/min 中 间 退 火 温 度 为 850~870, 使 初 次 再 结 晶 发 展 更 加 完 善, 但 不 能 超 过 950 脱 碳 退 火 有 严 格 要 求, 一 般 限 制 碳 的 质 量 分 数 在 0.01%~O.005% 以 下, 并 希 望 形 成 氧 化 硅 薄 膜, 因 此 对 炉 温 和 保 护 气 体 有 一 定 要 求 脱 碳 温 度 过 高 ( 如 860~900 ) 就 产 生 一 部 分 γ 相, 碳 在 γ 相 中 溶 解 度 比 在 α 相 中 大 得 多, 因 此 使 脱 碳 速 度 反 而 变 慢 中 间 退 火 和 脱 碳 退 火 时, 除 严 格 控 制 退 火 温 度 和 时 间 外, 还 应 该 控 制 好 连 续 炉 中 保 护 气 体 的 成 分 和 露 点 保 护 气 体 采 用 15%~20%H2+80%~85% N2( 体 积 分 数 ) 的 混 合 气 体, 露 点 为 30 ±3 退 火 气 氛 中 必 须 含 有 一 定 量 的 氢 气, 其 目 的 是 促 进 脱 碳 氢 与 碳 都 为 间 隙 式 元 素, 而 氢 原 子 比 碳 原 子 更 小, 因 此 氢 原 子 可 将 碳 原 子 从 晶 格 中 赶 出 来, 防 止 钢 片 表 面 氧 化, 以 利 于 形 成 好 的 SiO2 薄 膜

344 附 录 部 分 钢 种 的 加 工 硬 化 曲 线 部 分 钢 种 的 加 工 硬 化 曲 线 见 附 图 l~ 附 图 8 附 图 1 普 通 钢 加 工 硬 化 曲 线 1 一 W(C)==O.08%;2 一 W(C)==O.17%;3 一 W(C)==O.36%;4 一 W(C)==O.5l%; 5 一 W(C)==O.66%;6 一 W(C)==O.81%;7 一 W(C)==1.03%;8 一 w(c)==1.29%

345 附 图 2 合 金 钢 加 工 硬 化 曲 线 1- 镍 ;2- 铁 素 体 不 锈 钢 ;3-w(Si)=1.8% 硅 钢 ;4-w(Si)=2.7% 硅 钢 ; 5-w(Ni)=80%,w(Cr)=20%;6- 奥 氏 体 不 锈 钢

346 附 图 3 08Al 08A1Cu 的 平 面 变 形 抗 力 K 与 积 累 压 下 率 的 关 系 附 图 4 B3F BsCu 的 平 面 变 形 抗 力 K 和 洛 氏 硬 度 HRB 与 积 累 压 下 率 的 关 系

347 附 图 5 BaF 的 平 面 变 形 抗 力 K 和 洛 氏 硬 度 HRB 与 积 累 压 下 率 的 关 系

348 附 图 6 1Crl8Ni9 的 加 工 硬 化 曲 线

349 附 图 7 1Crl8Ni9Ti 的 加 工 硬 化 曲 线

350 附 图 8 变 压 器 硅 钢 的 加 工 硬 化 曲 线