h型煉鋼九輥懸臂式變節(jié)距矯直機(jī)的開發(fā)

h型煉鋼九輥懸臂式變節(jié)距矯直機(jī)的開發(fā)

1產(chǎn)業(yè)用鋼開發(fā)技術(shù)1998年建成的h馬鋼h級(jí)鋼系中國第一個(gè)大型h鋼和大型h鋼的發(fā)熱生產(chǎn)板，由德國迪馬克（mds）、西門子（sientan）和美國伊泰姆（itam）提供設(shè)計(jì)、技術(shù)和主要設(shè)備，并在20世紀(jì)90年代初達(dá)到較高的水平。至2002年底已累計(jì)生產(chǎn)H型鋼、U形鋼板樁、工字鋼等176萬t,產(chǎn)品除滿足國內(nèi)工程建設(shè)需求外,還有46萬t出口到歐美及東南亞市場(chǎng)。開發(fā)的產(chǎn)品規(guī)格達(dá)180余個(gè),開發(fā)的新鋼種基本包括了日本、美國、英國和歐盟等結(jié)構(gòu)用鋼標(biāo)準(zhǔn)中的常用鋼種,還開發(fā)了鐵路車輛、海洋石油平臺(tái)、建筑用防火鋼等特殊用途產(chǎn)品。其中的九輥懸臂式變節(jié)距矯直機(jī)結(jié)構(gòu)新穎,技術(shù)先進(jìn),且其矯直輥的節(jié)距可以從1200～2200mm進(jìn)行調(diào)整,以適應(yīng)不同規(guī)格產(chǎn)品的矯直要求。主要介紹它的結(jié)構(gòu)、性能及其矯直輥的設(shè)計(jì)特點(diǎn)等。2直機(jī)結(jié)構(gòu)及其調(diào)整2.1翼緣扭轉(zhuǎn)、壓應(yīng)力九輥懸臂式變節(jié)距矯直機(jī)布置在步進(jìn)式冷床之后,其主要作用是用來矯直軋件在軋制、冷卻、運(yùn)輸過程中由于受到變形不均勻應(yīng)力、溫度應(yīng)力等多種因素影響而可能出現(xiàn)的翼緣內(nèi)并、外擴(kuò)、扭轉(zhuǎn)及鐮刀彎等缺陷,使鋼材平直度和斷面形狀達(dá)到國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。輥式矯直機(jī)的矯直原理是由精軋機(jī)軋出的軋件經(jīng)冷床冷卻后進(jìn)入九輥矯直機(jī),在交錯(cuò)排列矯直輥的外力作用下其彎曲部位產(chǎn)生一定的反彎曲,使該部位產(chǎn)生一定的塑性變形,當(dāng)外力去除后,鋼材經(jīng)過彈性回復(fù)后趨于平直。2.2矯直輥節(jié)距小九輥矯直機(jī)的機(jī)械設(shè)備由MDS提供,電氣傳動(dòng)及控制系統(tǒng)由SIEMENS提供,主要由主傳動(dòng)系統(tǒng)、矯直輥系統(tǒng)、調(diào)整系統(tǒng)及輥系夾緊系統(tǒng)等組成。輥系由四個(gè)上矯直輥、五個(gè)下矯直輥組成。四個(gè)上矯直輥為主動(dòng)輥,五個(gè)下矯直輥為被動(dòng)輥并裝有助動(dòng)液壓馬達(dá),以保證上下輥同步運(yùn)轉(zhuǎn)。矯直輥之間的節(jié)距可根據(jù)被矯鋼材品種規(guī)格的不同在1200～2200mm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整,小規(guī)格產(chǎn)品的矯直輥節(jié)距小,以滿足不同規(guī)格產(chǎn)品的矯直要求。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。輥式矯直機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為:型號(hào):RSM1200-2200/7+2輥距(節(jié)距):Max2200mm,Min1200mm矯直輥數(shù)量:9個(gè)主傳動(dòng)輥數(shù)量:4個(gè)(上輥)輔傳動(dòng)輥數(shù)量:5個(gè)(下輥:3個(gè)矯直輥+2個(gè)托輥)立輥數(shù)量:進(jìn)口2個(gè),出口2個(gè)矯直輥直徑:?1050mm～?1230mm矯直輥材質(zhì):高鉻鍛鋼矯直速度:0～4m/s矯直最大截面模數(shù):1244cm3傳動(dòng)電機(jī)功率:220kW(DC),n=0～920/1800r/min輥環(huán)鎖緊壓力:350Pa～800Pa2.3矯直輥調(diào)整試驗(yàn)矯直機(jī)的調(diào)整主要有上、下矯直輥的軸向調(diào)整,下矯直輥的壓上調(diào)整,矯直輥的節(jié)距調(diào)整,矯直標(biāo)高調(diào)整等。調(diào)整的順序一般是先調(diào)整矯直標(biāo)高,其次調(diào)整矯直輥節(jié)距,再次調(diào)整下矯直輥的壓上,最后是上、下矯直輥的軸向調(diào)整。矯直過程中的所有調(diào)整參數(shù)都由二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)給出,一級(jí)計(jì)算機(jī)PLC控制系統(tǒng)執(zhí)行。在矯直機(jī)前的輸入輥道上設(shè)置一臺(tái)喂鋼機(jī)(一對(duì)直徑為?260mm的夾持輥),由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng),可以旋轉(zhuǎn)、升降、橫移,以保證軋件對(duì)準(zhǔn)矯直機(jī)輥?zhàn)拥闹行木€。2.3.1上、下、自沖輥的軸向調(diào)整對(duì)上、下矯直輥進(jìn)行軸向電動(dòng)調(diào)整使其對(duì)準(zhǔn)孔型,調(diào)整的行程為±40mm。為防止軸向竄動(dòng),安裝了圓錐止推軸承,并將軸承座液壓鎖緊。2.3.2動(dòng)調(diào)整調(diào)整距離矯直機(jī)的上輥垂直方向固定,下輥在垂直方向上可電動(dòng)調(diào)整,調(diào)整的行程為350mm,上、下矯直輥的調(diào)節(jié)距離為:850～1200mm。下輥的壓上調(diào)整作用一是與上輥壓靠找零位,二是調(diào)整輥?zhàn)拥膲合铝俊?.3.3確定輥距調(diào)整系統(tǒng)節(jié)距調(diào)整系統(tǒng)分左右兩部分,以5號(hào)輥(固定輥)為中心,左右兩個(gè)上輥和一個(gè)下輥構(gòu)成兩套節(jié)距調(diào)整系統(tǒng),分別由兩個(gè)馬達(dá)傳動(dòng)等輥距調(diào)整,調(diào)整行程為2200-1200mm=1000mm。2.3.4矯直機(jī)液壓升降機(jī)構(gòu)中,應(yīng)注意以下幾個(gè)在矯直不同品種H型鋼時(shí),由于矯前輥道的標(biāo)高不變,為使被矯鋼材的斷面中心線和矯直中心線保持一致,矯直機(jī)的整機(jī)架必須升降,機(jī)架升降的行程為300mm。2.4矯直輥和錐套卸壓矯直輥的裝卸是用專用液壓換輥工具進(jìn)行的,換輥時(shí)分別對(duì)矯直輥和錐套卸壓,取下矯直輥錐套將預(yù)裝好的矯直輥裝上,再分別對(duì)錐套和矯直輥加壓。更換全套矯直輥的時(shí)間不超過30min。3直尺的設(shè)計(jì)特點(diǎn)3.1矯直機(jī)的配置矯直輥設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到矯直產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和矯直作業(yè)率,在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮因素為:(1)矯直輥的直徑和輥型圓角的大小;(2)矯直機(jī)的操作是否方便安全;(3)鋼材矯直缺陷的消除等。H型鋼的矯直方法采用平矯,其矯直輥的設(shè)計(jì)比較先進(jìn),采用組合式輥環(huán),上下矯直輥的輥環(huán)一樣。每個(gè)矯直輥由兩片輥環(huán)加上其間厚度不等的墊片、斜塊等裝配而成,見圖2所示。這樣矯直輥的設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行輥環(huán)的設(shè)計(jì),并且產(chǎn)品規(guī)格相近、圓角半徑相等的H型鋼其矯直輥輥環(huán)可以共用,從而節(jié)約了輥?zhàn)?降低了成本,且便于管理。3.2采用直輥環(huán)的設(shè)計(jì)尺寸H型鋼矯直輥輥環(huán)的設(shè)計(jì)主要是確定輥環(huán)寬度B,圓角半徑R1、R2,輥?zhàn)拥膬?nèi)外徑d和D等尺寸,見圖3所示。3.2.1矯直穩(wěn)定性驗(yàn)算每片輥環(huán)寬度B主要依據(jù)產(chǎn)品腹板寬度的不同及考慮矯直穩(wěn)定、滿足矯直機(jī)強(qiáng)度要求來確定。B值在80～130mm之間。在配置輥環(huán)時(shí)主要考慮:加墊片組成的矯直輥輥型寬度比H型鋼腹板內(nèi)寬小2～3mm。3.2.2半徑大2m的特點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)取每片輥環(huán)兩側(cè)的圓角半徑R1、R2不同,比H型鋼的圓角半徑大2mm。根據(jù)新制定的國家標(biāo)準(zhǔn),各類寬翼緣、中翼緣、窄翼緣H型鋼及H型鋼樁的圓角半徑只有10、13、16、20、24、28等六種,因此減少了輥?zhàn)拥奶讛?shù),大大提高了輥?zhàn)拥墓灿眯浴?.2.3內(nèi)和外直徑H型鋼的矯直輥輥環(huán)的內(nèi)徑d為?730mm,外徑D為?1050mm～?1230mm。3.3同鋼種的壓力值調(diào)整矯直輥相對(duì)零位的壓下量稱為壓力,壓力值的大小取決于矯前鋼材的彎曲程度、鋼質(zhì)和鋼溫及其規(guī)格形狀等因素。一般調(diào)整原則是:對(duì)同鋼種同內(nèi)寬而腹板薄的鋼材、同規(guī)格而鋼種硬的鋼材、同規(guī)格同鋼種的低溫鋼鋼材其壓力值均需加大。不同的矯直輥其壓力調(diào)整時(shí)按3號(hào)、5號(hào)、7號(hào)輥的壓力沿鋼材前進(jìn)方向逐漸減少的原則進(jìn)行,3號(hào)輥的壓力值約為10～13mm,5號(hào)輥的壓力值約為5～7mm,7號(hào)輥的壓力值約為3～5mm,壓力分配曲線示意圖如圖4所示。4產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)裂紋在H型鋼廠投產(chǎn)五年來的實(shí)際生產(chǎn)過程中,九輥懸臂式變節(jié)距矯直機(jī)遇到了以下幾個(gè)方面的