新型八輥軋機介紹

劉 鵬 韓志勇

(中冶京誠工程技術有限公司 北京100176)

·設備介紹·

新型八輥軋機介紹

劉 鵬①韓志勇

(中冶京誠工程技術有限公司 北京100176)

介紹一種帶有背襯軸承的新型八輥軋機。該八輥軋機支撐輥采用多點支撐的背襯軸承，通過液壓缸帶動齒條推動偏心齒輪，從而使背襯軸承壓下，通過中間輥傳遞，達到工作輥壓下調節的目的。相對于傳統的四、六輥軋機，該形式的軋機具有如下特點：輥系小、軋機整體重量輕、壓下快速響應。該軋機具有多種的板形調節手段，例如中間輥橫移、工作輥正負彎、背襯軸承調節等。八輥軋機目前已形成450、800、1250、1450系列，其中1250以及1450系列軋機已成功運用到五機架連軋生產線中，生產線速度最高達到800m/min。

八輥軋機 背襯輥軸承 板形調節

1 前言

從20世紀90年代開始，中國引進國外的技術與裝備，相繼建成了產能在120～210萬t規模的冷軋生產線。而投資較少，規模中等的冷軋生產線相對較少。為了順應市場需求，中冶京誠開發了產能在50～80萬t且投資較少的八輥軋機系列產品。該產品投入市場以來，由于投資少、見效快，得到了市場的高度認可。從2007年開始，中冶京誠致力于新一代的八輥軋機的開發，實現了寬幅(1250和1450)軋機的投產，速度達到600～800m/min， 一些新的技術應用到新型的八輥軋機中。新型八輥軋機的技術參數如表1所示。

表1 新型八輥軋機的主要參數

2 新型八輥軋機的技術特點

不同于傳統的四輥或六輥軋機，八輥軋機有著它自身的一些特點。在某些方面，八輥軋機的性能要優于傳統的四輥或六輥軋機。

2.1 八輥軋機的輥系

八輥軋機的輥系來源于森吉米爾六輥軋機，采用1-1-2的輥系，一對中間輥加到工作輥和背襯輥之間，如圖2所示。

圖1 森吉米爾六輥軋機輥系

圖2 八輥軋機輥系

如圖1所示， 在森吉米爾六輥軋機的輥系中，背襯軸承之間的間隙在工作輥上很容易形成輥印，這種印記會直接反映到帶鋼表面。而在圖2的八輥軋機中，由于在背襯軸承和工作輥之間增加了中間輥，因而有效地消除了帶鋼表面的輥印。

2.2 八輥軋機的牌坊

在傳統的六輥軋機牌坊中，牌坊只有2點受力，受力比較集中，如圖3所示。八輥軋機的牌坊具有較好的受力條件，牌坊有8個受力點，能把壓制力有效地進行分解傳遞，這樣就可以減小牌坊的尺寸及重量，有效的節約了制造成本，如圖4所示。八輥軋機牌坊的外形圖如圖5所示。重量約為傳統單機架軋機的1/3。

圖3 傳輥4(6)輥軋機牌坊受力

圖4 八輥軋機牌坊受力

圖5 八輥軋機牌坊三維圖

2.3 八輥軋機的傳動形式

在舊系列的八輥軋機中，采用工作輥傳動，受到工作輥扭矩的限制，工作輥不能設計得太小。而新型八輥軋機采用中間輥驅動，如圖6所示，這種傳動方式可以使工作輥的尺寸設計得比較小，可以有效地減小軋制力，從而使得軋機的結構尺寸以及驅動電機大幅減少，節約成本及能耗。

圖6 八輥軋機傳動形式

2.4 八輥軋機工作輥竄動的自動連接裝置

工作輥的竄動是八輥軋機板形調節的控制方式之一，如圖7所示。工作輥竄動裝置設計成自動連接的形式，通過液壓缸驅動的T型頭旋轉90o，使工作輥和工作輥竄動裝置能有效地脫開或連接，提高了工作輥的換輥效率。

圖7 工作輥竄動的自動連接裝置

2.5 背襯軸承單獨調節裝置

在新型八輥軋機中，背襯軸承的壓下量可以單獨進行調節。如圖8所示，背襯軸承與芯軸有一定的偏心量，通過液壓缸帶動齒條的伸縮來驅動偏心齒輪，從而達到調整壓下量的目的。在八輥軋機的每根支撐輥芯軸上，裝有5個背襯軸承，每個背襯軸承都可以單獨調節，這樣可以通過控制每個背襯軸承不同的壓下量，來形成板寬方向的支撐輥各種凸度，從而達到調整板形的目的。

圖8 背襯軸承單獨調節裝置

1-背襯軸承; 2-芯軸; 3-偏心環; 4-齒輪; 5-齒條

2.6 新型的換輥小車

在舊式八輥軋機中，只能通過換輥車進行上中間輥和工作輥的更換，而且換輥車的剛度較低，換輥時，換輥車變形比較大，如圖9所示。在新型八輥軋機中，對換輥車進行了重新設計，在增加換輥車剛度的情況下，實現了上支撐輥也可用換輥車進行換輥。如圖10所示。

圖9 舊式八輥軋機換輥車

圖10 新式八輥軋機換輥車

2.7 背襯輥修磨裝置

在傳統的多輥軋機中，背襯輥都是發運到軸承制造廠單獨進行修磨的。目前，新設計了八輥軋機的專用磨床，可以在背襯軸承裝配好之后進行軋輥的修磨，這樣就可以根據實際情況，修磨生產實際需要的真實輥形，增加了調控手段，節約了修磨時間。如圖11所示。

圖11 新型八輥軋機背襯輥修磨裝置

2.8 八輥軋機的配套磨床

如圖12所示，六輥軋機中，支撐輥的輥徑達到φ1500mm，與之配套的磨床也比較龐大。而八輥軋機中，背襯軸承外徑為φ520mm，而中間輥的輥徑為φ450～φ485，配套φ500的外圓磨床即可達到要求，這樣大大降低了磨輥間的投資，如圖13所示。

圖12 六輥軋機的支撐輥磨床

圖13 八輥軋機的配套磨床

3 新型八輥軋機的理論計算

3.1 軋機牌坊的計算

如圖14中，通過對新型八輥軋機牌坊的有限元分析，優化了牌坊結構，增加了牌坊的剛度。舊式的八輥軋機，軋制力設計最大為11000kN，在牌坊1450mm的長度范圍內，最大的彎曲變形為0.097mm。而新型的八輥軋機，軋制力提升到13000kN，在牌坊1450mm的長度范圍內，最大的彎曲變形減小到0.06mm。

3.2 背襯軸承的分析

在新型的八輥軋機中，軋制力從11000kN提高到13000kN，背襯軸承的直徑由φ410mm提升到φ520mm。通過計算，當軋制力為9000kN時，直徑φ410mm的背襯軸承與中間輥的最大接觸應力為334MPa, 而同樣的軋制力，φ520mm的背襯軸承與中間輥的最大接觸應力為283MPa，減小了15%，這樣就增加了背襯軸承的使用壽命。

圖14 牌坊的有限元分析

4 結論

八輥軋機由于投資小，見效快，有著比較廣闊的市場前景。通過增大背襯軸承直徑、改成中間輥驅動模式、改進工作輥竄動自動連接機構、增強換輥小車功能、增加背襯軸承修磨裝置等不斷地改進提高，八輥軋機已能很好地適應于50～80萬t規模的鋼鐵冷軋企業，實現了800m/min較高速的連軋生產。同時，八輥軋機技術也適用于單機架可逆軋機的形式，值得推廣。

[1]欒紹鈞. 帶鋼冷軋機的設備結構變革. 冶金設備, 2005 (5): 17-20, 59.

[2]江東海. 八輥冷軋機設計原理及發展. 第二屆冶金設備設計交流會文集, 2008: 129-134.

[3]譚川. 基于ANSYS Workbench二十輥森吉米爾軋機機架優化設計. 機械工程師, 2013 (11): 65-67.

[4]鄒家祥, 施東成主編. 軋鋼機械理論與結構設計(上冊). 北京: 冶金工業出版社, 1993.

Introduction of New Cold Rolling Mill of 8-Roll

Liu Peng Han Zhiyong

(MCC Capital Engineering & Research Incorporation Limited, Beijing 100176)

This paper shows a new cold rolling of 8-roll with the back-up bearing roll. Back-up bearing is used to the 8-roll cold rolling mill. By the servo-cylinder to push forward the eccentric gear, the work roll can be pushed down which is pass through the intermediate roll. By contrast with the 4 or 6 rolling mill, it has some characteristics, such as: the smaller roller system, lighter weight, the fast response for the screw down. This kind of the cold rolling mill has many strip flatness adjustments, such as the intermediate roll shifting, the work roll bending and the back-up bearing roll adjusting. A series of this type of mills such as 450, 800, 1250, 1450 series have been produced into the factory. The mills for 1250 and 1450 series have been applied in five-stand cold rolling mill, and the rolling speed of 800m/min has been realized.

8-roll cold rolling mill Back-up bearing roll Flatness adjustments

劉鵬，男，1977年出生，畢業于北京科技大學機械電子工程專業，碩士，高級工程師

TG332

B

10.3969/j.issn.1001-1269.2015.04.012

2015-05-20)