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遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 9頁 在熱連軋中軋制條件對工作輥性能的影響 摘要 熱連軋中機械軋制條件是由許多變量決定的，這些變量可以直接從時間表讀取（分離力，扭矩，速度，帶鋼厚度） ，或者通過軋制安排的圖表（壓下量，輥直徑等）計算得出來的 。這些變量描述的機械軋制條件可以用在所有的粗加工和精加工工廠。這些變量應輔以冶金軋制條件。然后，用他們的基本資料提供的條件來確定磨損（具體負荷，磨損速度）和消防裂縫（共同有效的熱滲透等） 。這是一個很好的機會，只要軋制條件類似就可以利用經驗與各種等級的軋機進行模擬比較。這種方法是有限的，“不正常軋制條件”需要完全不同的軋輥等級，但如果它可以更好的來消除不正常的情況。 導言 在熱軋帶鋼軋機種中， 150至250毫米厚的鋼坯要軋制脫光1.5至12毫米厚。常規(guī)熱連軋機由粗精軋機組組成。粗軋機的構造大相徑庭。一個機組有一個驅動點和一個或兩個連續(xù)的粗軋點被稱為條件軋機，如果一個軋機有4至6個粗加共平臺被稱為連續(xù)軋機。 在3/4連續(xù)和連續(xù)軋機，第一站通常是兩個高看臺而其余4個高看臺。除了這些橫向來看，幾個立輥也使用。整理工廠至少有4站，但通常6至7站。 軋制條件在不同工廠，不同站，不同傳遞位置都是不同的。軋機結構的設計想整體（厚度）減少，但是，每一個站臺被分離的最大力量，最大扭矩，風險滑移等所限制。 為了提供正確的軋輥給軋機，軋輥制造商需要詳細知道滾動條件和任何特殊情況。然而，如何利用這一信息？如何比較通過第X架和第X + 架時的條件？有討論了多年，但比較了很少任何真正的結果。 例如，尋找粗軋機工作輥，有這么多等級的輥被用來在不同的工廠，顯而易見都是的最佳等級，收益率最高的質量，但還沒有找到一個通用的。 迄今為止，沒有任何理論已被證明。事實上，在許多情況下，有著豐富的經驗和推出績效的工廠昨天和今天的理論是完全相反。 如果等級不行即使是最好的理論也是無助： → “帶狀圖”從未在粗加工中造成問題，但由于等級太多使移交的問題在整理階段 尚未解決。而且未來也沒有希望改變。 → 粗軋機不存在單一的優(yōu)秀品質的部分而且適應所有其他素質的各種應用的要求。 這是因為滾動條件差別很大。 在該文件中試圖找出一些變數是獨立的工廠，這些變量是獨立于軋制和運輸的，然后分析他們的軋制條件?；谶@些分析研究的實際軋制時間表，類似地帶層面和素質從不同的工廠和經驗，推出在這些工廠不同的等級。我們必須確定不同的變量，每站和每一個傳輸點，然后嘗試找出不同等級輥這些變量之間的關系和業(yè)績數字。不考慮所有信息的特殊做法，工廠生產良好形象和平面條形地帶，這是非常重要的磨人，因為他們可能沒有影響力的選擇正確的品位初步想法是答案所有的問題，解決所有的問題通過規(guī)則輥磨損和消防裂縫。我們很快發(fā)現(xiàn)，這是不可能的。即使有最先進的方法，因為我們只能研究“正常軋制條件”和每一個往往是所謂的“不正常的情況”是每天都發(fā)生。只有簡單的數字的滾動計劃，可與任何實際的信息負載。扭矩或實際溫度分布地帶和卷 ，沒有改變總滾動計劃（長度，棺材形狀...） 因此，為消除“不正常的情況”，我們將設法制定規(guī)則來處理正常條件和其他人能解決的問題。我們已經證明我們變量軋制條件有多好，以及他們如何受“不正常的情況”影響的。 軋制條件和理論背景 軋制條件直接關系到軋輥的構造 a)軋機構造包括：一些軋機、軋機的類型（ 二輥；四輥）和之間的差異、 最大分離力， 最大扭矩、速度范圍、 軋輥尺寸 、冷卻系統(tǒng)； b ）軋制措施包括：板帶等級、板帶溫度、夾縫和通風措施負荷的分配 這基本資料的限制，使每個工廠，每架軋機，都不能直接給予關于軋制條件的足夠信息。只有通過實際設計和每次咬入的實際軋制表來顯示發(fā)生的事情，因此，可以獲得軋制條件的基本信息。 軋制時間表經常給出了通過每架軋輥時的實際函數而不是范圍。它使現(xiàn)實的號碼與每架軋機結合在一起并且通常接近板帶軋制過程中的軋制條件。 軋機的時間表往往不變的，只隨不同板帶等級和板帶尺寸發(fā)生很小的變化。精軋階段的時間表可能會因地方不同而更改。然而，這些變化通常是在相對狹小的范圍。 雖然很少做，但軋制表可用于計算每次通過的變量。這些變數可分為3類： 第一類 這些變量在軋制表中顯示了出來并可直接測量，圖1 ： 進入前厚度H1，通過后厚度為H2 ；進入速度V1，出來速度為V2；分離力p； 扭矩M；板帶溫度；帶鋼寬度b ，軋輥直徑D。 第2類 這些變量可以通過第一組的變量直接計算出： -壓下量 -咬入角 -板帶與工作輥之間的接觸長度??? =輥速度 -板帶在輥縫間的平均壓強 ? ， （=板帶寬度） -板帶和工作輥間的相對速度 第3類 第一類和第二類變量的結合： -從板帶到工作輥的熱滲透系數 -輥縫誤差的的減小系數 實際機械軋制條件 為了了解熱連軋中的軋制條件，我們分析了來自不同熱工廠的軋制時間表。軋制時間表來自兩個連續(xù)軋機（特別是第4和第5架） ，一個連續(xù)軋機（一個二輥粗軋機和7個加工軋機，再加上兩個連續(xù)的粗加軋機） 和一個半條件軋機（四輥粗軋機和5個工作軋機） 。最后一道軋輥在這四個工廠各有7架。第1 ，第2和第3類的變量通過軋制時間表獲得或計算得到并對不同的工作站劃分成對。在第4至第10架粗軋機以某種方式均勻分布。 圖2顯示了分離力在粗軋機和首架精軋機之間不斷變化很大，但在后面的精軋平臺上不斷下降。最重要的是平均具體負荷在粗軋階段幾乎都是一樣的低，且在精軋階段迅速增加。這些變量是相反的。因為在精軋階段接觸長度下降速度非?？?。系數的工作減少顯示出的趨勢如扭矩圖3所示。 軋制速度V2在圖4中和相對滾動速度V*在圖5中 ，V *是一個確定磨損變量。雖然分離力和扭矩表現(xiàn)出眾所周知的特點，更重要的是V* （圖5 ） ，具體載荷P和熱滲透系數。圖6 。 圖7顯示咬角和V2之間的關系 ，當板或帶最初進入通道的時侯，V2對咬角的影響是關鍵的關鍵;延誤后的軋輥咬角取決于V *圖8顯示了燒裂的大小與熱滲透系數之間的關系，這些數字直接顯示出一些對軋機非常重要的結果。很明顯，控制影響軋制條件的變量是有可能的。事實上，P，W和V *在整個軋機上大不相同。具體的載荷P幾乎在粗軋階段變化是在很窄的范圍之內的而在精軋階段一直增加（通過分析四個不同軋輥的軋制表獲得） 。熱滲透系數W在通過每架粗軋機前都要遞減并且在每架軋機之間的差異是很大的。 W在精軋階段也是要減小的。但在前四架是非常相似的，并且在第五，第六，第七架基本接近零。磨損速度V *在粗加工階段和精加工階段的增加量比在有滑動傾向的3/4連續(xù)粗軋機或半連續(xù)軋機增加的快。圖5和圖6表明了軋制條件的特點是： -通過2-5架時 ：低p高w-低V * -通過6-10架時：低p-較低w –較高V * -通過F1時：低p-較低w –較高V * -通過F2 - F3時：較高p –更低的w –較高V * -通過F4 –F7時 ：很高p - W = 0 -最高V *. 熱滲透W在通過第一架粗軋機時影響最大，但在精軋階段到最后一架軋機逐步減小。具體負荷不斷地緩慢增加。在任何軋制條件時在最后一道粗加工和第一道精加工之間的變量都不存在明顯的差異。然而，在最后幾架精軋機的軋制條件與前面的完全不同。在標準的冷卻條件下，熱連軋機的燒裂可以與熱滲透w直接聯(lián)系起來如圖6 。然而，這種關系僅適合最好的軋輥?？磥?，一般軋輥軋制時還要受到其他變量的影響。它可能是冷卻條件差異太大，不僅是對軋輥的冷卻，還有對板帶的冷卻。好的軋輥與差一些的軋輥機械軋制條件可能都是相同的，但冶金條件是絕對不會相同的。 實際冶金軋制條件 本章某些方面引自D. Blazevic）為了描述冶金軋制條件比機械軋制條件更加復雜的和幾乎是不可能的。因此，我們只能作一般性發(fā)言。即使冶金條件與機械條件至少同樣重要。現(xiàn)在的問題是，帶鋼溫度影響所有的變量和冶金地帶，溫度本身卻不能加以衡量。一旦離開了板坯爐，帶鋼溫度失去控制，時間和水除鱗和軋輥冷卻系統(tǒng)的工作地帶是表面上的。幾乎所有型式的輥除鱗和冷卻系統(tǒng)和計算機緊隨帶溫度某種程度上與“速度窗口”和/或“層冷卻系統(tǒng)”相同 ，并最終在達到卷取溫度達到時控制。但在整個軋制過程從加熱爐到卷取機之間實際上沒有任何的溫度控制。而且眾所周知，從帶的頭部到尾部，從中間到邊緣，從上方到下方溫度都是變化的（帶的上方一側20-40毫米厚的地方比下面溫度低達） 。 帶鋼溫度和帶鋼質量（和時間，厚度的額外影響）決定了的可塑性和板帶上鱗片的種類。不同溫度下的板帶，因此創(chuàng)造出了工作輥上的不同的具體負荷和磨損等。板帶上鱗片的種類取決于帶鋼表面溫度。圖9 。高溫產生的鱗片是硬度第二的Fe 2O3，低溫產生的鱗片是最軟的FeO而過渡帶產生的溫度范圍是至。這個溫度是軋制熱軋帶鋼時的溫度。此外精軋階段的時間與軋制速度成反比。板帶上的鱗片應該隨時清除，因為它會增加軋輥的磨損和影響帶鋼質量。總之，板帶上的鱗片總是以工作輥表面為基準形成一個完整的層，這有助于保護輥面的磨損和降低從板帶傳熱到軋輥。然而，到現(xiàn)在為止的研究并沒有徹底查出板帶上的鱗片與軋輥的粘接強度或在一個軋制周期中板帶上鱗片厚度的增加量或軋制溫度和燒裂的樣式對粘接強度的影響或軋輥上氧化層上鱗片種類的變化之間的關系。這些問題的答案將有助于更好地了解缺陷產生的冶金條件。 除鱗和冷卻系統(tǒng)在所有熱連軋機中往往受到質疑并且實現(xiàn)找到更好解決的辦法的目的。但是，一旦系統(tǒng)被修改，所有的冷卻參數通常是固定不變的而帶表面實際的溫度分布像它應該的那樣是沒有統(tǒng)一的和持續(xù)的變化。冷卻系統(tǒng)的首要目標是工作輥的冷卻。然而，這可能會造成溫度分布的地帶的問題，反之亦然會影響了工作輥表面。 軋制條件和軋輥表面的要求 在正常軋制條件下，在熱連軋廠我們往往會發(fā)現(xiàn)以下問題： -粗軋機的磨損 -精軋初期的表面開裂 尤其是在F2軋機的軋輥：鱗片被壓入板帶中就會刮傷最后幾架精軋機，板帶表面的顆粒粘結在軋輥上繼續(xù)損壞板帶。這種現(xiàn)象在最后的精軋機中已經被觀察到，特別是在所有精軋的特殊板帶等級（鐵素體不銹鋼）。 -磨損速度（圖5 ） ， -具體的負載（圖2 ， 6 ） -滑動長度，-軋輥、帶鋼表面（氧化層！ ） -含有腐蝕性和對零件有磨損的物質的軋輥冷卻水 在粗軋階段，鱗片（高溫、低速等）造成了大部分輥磨損和高傳熱系數產生燒縫和高粗糙度。 但有時，過度磨損還與軋輥的滑移有關?；频脑蚴沁^低的摩擦?；剖悄p速度、“具體負荷”和輥表面粗糙度產生的結果。 “條帶”是一個永遠不會結束的故事。許多發(fā)表的論文都與此主題相關，有些人認為，專利帽子這個問題根本沒有解決。各種斜紋人民有自己的經驗，但現(xiàn)在的問題是還沒有完全描述：有時真的造成問題，而有時卻不。有一些結論對大部分軋機是適用的： -條帶不會在工作輥換后直接出現(xiàn)變化。但更常見的在今年下半年推出的標準軋制程序： -經發(fā)現(xiàn)條帶并不取決于輥制造商。特別的軋制等級，軋輥的熱處理，微觀結構或其他性質： -條帶并不是任何特殊地級別或特殊地尺寸造成的。 看來這個問題不能通過對任何專門的軋輥等級來解決，只有通過研究軋制條件來解決。 擦傷往往是由堅硬的高速帶鋼尾部對輥面的影響。硬度高的軋輥可以降低擦傷。但硬度只是一點-是另外一點。今天看來微觀結構的推出是避免在以后精軋中出現(xiàn)刮傷的主要因素。老子他不銹鋼板帶中存在的問題早日精軋可以通過采用不同的材料來解決，這在過去到現(xiàn)在為止唯一一個單一的等級。 熱連軋機工作輥的質量 用于熱連軋機工作輥中的軋輥等級種類是相當多的，甚至令人混淆。此外，現(xiàn)在有必要用增加了若干軋制等級甚至噪音的最先進的復合軋輥。 高耐磨材料用于關鍵處無法承受熱應力、扭矩和彎曲載荷的工作層。復合工作輥材料的核心和關鍵通常是灰色鑄鐵或鋼。熱連軋機工作輥工作層所用的材料列于表1 。 表一包括一些特性像硬度、微觀結構等。等級種類可通過不同的熱處理在這些軋制等級中增長。圖10顯示出了表1 中的一些材料的典型微觀結構。 表2顯示的是這些軋制技巧（表一）的典型應用和先進的技術。某些技巧已經被成功應用而另一些則沒有。使用性能指標和軋制條件很容易比較不同軋輥和不同的工廠，并提高正常軋制條件下的總輥性能。 軋輥在正常和不正常滾動條件的的性能 粗軋階段，經過藥劑，所有技術都在使用。通常情況下，傳統(tǒng)的，特殊的經驗和極端軋制條件（適宜的負荷，滑移速度）需要特別注意。在第一架軋機中使用石墨鑄鋼。然后為了提供良好的性能和較低的風險在其他軋機中采用高鉻鑄鐵基本。高鉻鋼在許多工廠進行了測試，并且應用在聲波的性能是令人鼓舞的。即使在一些工廠的第一架軋機中表面出現(xiàn)了問題。總之，看來高鋼輥慢性更好地說明了不正常軋制條件時有發(fā)生。 在F1的軋制條件類似于通過粗軋階段最后粗軋機的條件。高鉻鑄鐵在這個位置做得很好。然而，高鉻鋼或石墨鑄鋼還應工作好。 在精軋階段2-4架熱連軋機的高鉻鐵質量滿足特別等級帶鋼的軋制如奧氏體或鐵素體鋼。以前經常使用的是無限期可逆冷軋輥，但高鉻鐵取得了很大的改善，表現(xiàn)更好。在一些工廠的車間鋼輥軋機還在使用并取得了良好的效果。在高負荷工作下這些軋機中的等級趨向于粉碎并顯示出表面疲勞的問題。 在精軋過程的最后一架軋機有最高的負荷P和速度v，軋輥輥表面也不得不承受軋制沖擊。一個高硬度軋輥也需要“抵抗粘結”。軋輥質量的唯一成功應用并被多年來認可的是無限期可逆冷軋輥。在不影響其他屬性的前提下提高耐磨性是必要的。熱抵抗是沒有問題的（非常低的熱滲透率） 。所有軋輥制造商正在開發(fā)和嘗試新的特點，但迄今還沒有成功。即使企圖利用有很高的硬度的高鉻鐵都沒有成功。硬度不能解決粘結和所有的表面問題。 要在正常軋制條件下獲得良好的性能指標，在第三、四部分中的參數應該是在正常軋制條件下的。通常情況下，所謂的異常軋制條件是正常的，參觀部門后這些異常情況應該排除。 但是有特殊情況就有異常軋制條件： -造成的損害源于粘結，制造差 ，帶鋼卡在軋機的缺口里等（i，e，w<10 ）當軋輥表面較軟時會沒有那么嚴重。 -當軋制材料硬度較低時燒裂的形式會變小很多 -因為軋機中存在較高的殘余壓應力裂紋的擴展就會減小或停止 -軋輥有較高的強度和核心材料有較低的殘余拉應力可以減少軋輥的熱裂 -核心疲勞裂紋弧阻止以同樣的方式。 最好的解決辦法總是減少或消除不正常的滾動條件。 結論 軋制條件可以通過翔實的軋制時間表來獲得信息來決定，而不是從工廠布局。軋制條件應研究所有軋制程序的時間表以發(fā)現(xiàn)可能與具體的壓力、傳熱系數或板帶溫度有關的關鍵條件。例如，軋制條件、質量和燒裂種類之間的相互關系。還有豐富的可見資料進行各種軋制條件在進入不同的軋機的比較：因此，基于這些相似的例子可以很容易地對軋制等級做出最適宜的決定。 異常軋制條件可能需要不同的軋輥等級不同的應用。然而，這已超出了正常軋機的經驗。 一個軋輥的特別技術性能 “對軋機事故的免疫力”是必要的。并且這個“性能”是依賴于單獨軋機的異?；蛞馔獾臉藴?。 使用機械變量的第二次和第三次明確 。這能夠對于軋制條件給予精確地信息并可以把這些經驗應用到正常軋制條件下的各種其他的等級。 參考資料 1)Bla/evic. David T.: Presented to: Ill Seminar on Rolling Mill Rolls. Instituto Latinoamericano del Fierro Acero. Monterrey. Nuevo Leon Meriko March. 6 .9. 1985. 2)Garber. S.. Sturgeon, (3. M.: Scale on Wire Roil and Its Removal by Mechanical Means - "The Wire Industry'' March. 1961 pages 257-259 and 295.