微型轧机设计文献综述

上海应用技术学院 可变速微型轧机设计 材料科学与工程学院 文献综述

可变速微型轧机设计文献综述

轧机，以实现金属在旋转的轧辊之间依靠轧制压力作用而发生塑性变形的机械设备。轧机是轧制车间的主要设备，其配置一定程度上标志着轧制车间的特征。多年以来，我国钢铁企业所采用的中小型轧钢机大多是开式机架的二辊或三辊轧机。这种轧机中的轧辊轴承及机架等零件的变形量大、刚度小、轧翻的产品精度低。由于采用了横到式布置，更换轧辊所需时间长，影响了轧机的生产效率。为了适应现代化钢铁生产的需求，从60年代开始，国际上先后出现了许多新型的中小型钢轧机。其共同特点是：

(1)轧机具有较大的刚度，便于操作和维修；

(2)轧机结构具有较大的刚度，可以生产出较小公差范围的产品； (3)轧机结构上便于进行快速抉辊工作。

上世纪末我国有此类轧机3000多套，年生产能力约为4900万吨，其中连续式、半连续式约60多套，年生产能力约为1500万吨以上；线材轧机有840套，年生产能力约为2370万吨，其中高速线材轧机34套(含棒线复合轧机5套，共50线)，年生产能力约为1000万吨以上。例如：石家庄钢厂小型车间、齐钢棒材车间、杭钢高速线材车间、安阳钢铁公司高速线材车间等都有使用。

1.国内外轧机设备发展现状

首钢300小型连轧机是建国后为发展钢铁工业最早筹建的重点建设工程。从原苏联引进技术和全套设备，1956年由苏联黑色冶金设计院列宁格勒分院设计。当时小型连轧机还处于发展阶段，这套轧机主要根据苏联马凯耶夫钢铁厂360—2和车尔雅宾斯克钢铁厂300两套小型连轧机并吸取了德国和美国的一些先进技术进行设计的，代表50年代较先进的水平，其生产能力为年产30万吨小型钢材。由洛矿工程设汁研究院承担设计，设备全部由我国提供的菲律宾A.C.钢厂于1998年11月正式投入使用。该厂的多品种小型轧机可将100mm×100mm×6m钢坯一次轧成中Φ10～Φ36mm圆钢或带肋钢筋，100mm×100m×2800mm钢坯一次轧成Φ7～Φ9mm的盘圆。棒材最大轧制速度为13.6m/s，

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线材最大轧制速度为17m/s，计年生产能力为16万吨。

美国是世界上最大的铝市场之一、小型轧机技术正在使用一追是用于生产制罐料。1995年世界铝罐的消耗量为1650其中大约有1050亿件用于美国，当时分析人士指出，“我们确信这种技术，对于那些罐料需求量太小而无法兴建大型设施的国外市场，这种技术还是有用武之地的，且显“增长趋势”。小型轧机在这个领域的优势是，其占地面积小，可安放在制罐生产线的前部，且安装费用小。日本住友金属工业公司研制成功轧制＜5mm细线的高效冷轧机“超微型轧机”。该轧机为通辊式，所轧线材表面缺陷少，可轧制普碳钢、高碳钢、不锈钢、钦等各种材料。因此产品质量高，轧制钦等硬的材料无需润滑，4个方向均匀轧制，且轧制稳定，无需防扭转导扳及中间处理，轧制速度为1200m/min，比拉拔加工速度（600~800m/min）高约50%。加之无需中间热处理，故生产率高。

德国西马克梅尔(SMS Meer)公司研发出新型小型轧机，其设计和技术简化，而生产效率较高。该新型小型轧机已在意大利Stefana公司和阿联酋哈姆利亚公司投入使用。意大利Stefana公司的小型轧机年产能力6O万吨，于2007年12月10日投入运行这是一套16机架的无牌坊轧机，L型为平立布置，配有1座步进式加热炉，处理能力为130t／h(冷坯)和155t／h(热坯)。采用方坯规格为l60mm×160mm，长度比一般的小型轧机用原料长12～l6m，采用此长度可使成材率提高3O%，同时增加了卷重。阿联酋哈姆利亚公司引进的小型轧机于2007年建设，2010年1月投入运行。其产能为100万t/a，产品规格中l0～40mm。该套轧机可以单线、双线、二三线和四线生产，配套的步进式加热炉产能为180t/h，原料规格为125mm×125mm～170mm×l70mm 小方坯、最大长度12m。

2.轧机设备存在的问题

国内高校实验用轧机普遍存在以下问题：

? 体形庞大，不便于学生拆卸和安装，可操作性差；

? 轧辊尺寸大，电机速度快，学生操作过程往往比较危险，容易带来安全隐患； ? 设备过于陈旧，不利于学生掌握新技术。

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3.微型轧机设计的目的意义

要设计一种新型可变速微型轧机，包括两部分组成：轧机设备和电子传感设备。轧机设备主要包括：主机座部分（轧辊、机架、轴承、调整和平衡装置）和传动部分（电动机和齿轮等）组成等。

通过上述设计实现：轧辊速度可调；电动机可变速，直流电源，正反转可调节；压下装置可手动精调；连接轴可多种组合（梅花、平头、方口等），能根据不同实际要求改变；口径保持20~40mm左右，转速0~3mm/s，能在220V甚至低电压下正常工作。其目的意义如下：

1. 解决老师上课无设备讲解难题，增强学生对轧机的感性认识； 2. 新材质，新设计，打破传统设计理念；

3. 有效提高学生个人操作能力，也可制备特定钢板，安全系数高； 4. 设计简单，搬运拆卸简便，能置于桌面使用；

5. 配有电感应器，能有效检测、显示钢板表面受力、位错滑移等； 6. 转速低，保持在0~3 mm/s；口径小，约20~40 mm； 7. 轧机装置尺寸小，功率小，耗电低，环保。

基于本设计理念，设计的微型轧机，其操作简单，学生通过显示屏观察钢板表面受力情况，通俗易懂，加强感性认识。根据不同要求也能做钢板检验与制备使用，一举多得。

4.总结

国内外的小型轧机以连轧机为主，用于实际生产线，各高校间教学使用的小型轧机也是生产所用的轧机类型，体积庞大，拆卸危险，可变速微型轧机就是针对目前这种现状所设计的轧机设备。

预计本设计完成后，该设备将更直接地带动学生在轧机运转和设备操作能力，同时也能满足各高校教学设备使用，成本较低，有较好的社会效益和巨大的经济前景。

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