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热轧带钢精轧机组的配辊技术

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热轧带钢精轧机组的配辊技术

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1 、 配辊 
配辊通常包含以下一些内容:上下工作辊之间相配,包括直径相配,材质相配;工作辊与支承辊相配,主要是硬度相配;某机架的标高配置及其稳定性;相邻机架的相对标高配置;上机轧辊的辊型﹑表面与轧材规格品种相配。上下工作辊相配,对于有效利用工作辊﹑控制带钢的翘扣头﹑保证带钢的板型与表面质量有重要的意义。工作辊与支承辊相配,主要是指工作辊的硬度要高于支承辊,以免工作辊过量磨损。 
2 、 轧制稳定性 
按带钢在钢精轧机中所处位置,轧制稳定性包含建张前穿带稳定性﹑稳态轧制稳定性和抛钢失张稳定性。穿带不稳定性通常表现为带钢头部撞击入口上导板,易引起废钢或轧破;稳态轧制不稳定性通常表现为带钢跑偏﹑中浪﹑单边浪和双边浪,也易引起废钢或轧破;前机架抛钢后,带钢尾部失去张力,带钢尾部运行不稳定通常表现为甩尾或尾部轧破。 
轧制不稳定所带来的废钢﹑轧破﹑带钢甩尾,对轧辊辊面均会造成不同程度的伤害或破坏。从破坏机制角度分类,废钢与辊面静止接触,或轧破后废钢片黏附于辊面,高温带钢对辊面的热冲击将引起热裂纹;带钢甩尾时尾部拍击辊面使辊面局部受到的机械应力超过辊面材料的抗拉强度,将引起机械应力裂纹。现场经验表明,机械应力往往使轧辊表皮以里受到伤害,这即是精轧后段机架轧辊“一次事故,必须在随后 3 次服役后都必须进行涡流检测”的道理所在。无论是何种裂纹,对于高速钢材质和高镍铬材质的轧辊,都必须消除干净,否则可能导致更深裂纹或者剥落。 
3 、 配辊的合理性对轧制稳定性影响的分析 
配辊各要素与各轧制阶段的轧制稳定性存在如下关系: 
(1)上下工作辊相配与穿带稳定性 
上下工作辊材质相同,或者材质相同时轧辊辊身硬度相近(硬度差别一般控制在 3HsD 以内),保证上下辊以相同的摩擦系数与带钢接触,同时保证弹性压扁量相近;上下工作辊的直径相近,保证与带钢的接触弧长度一致,一般 F1-F3 机架上下工作辊的直径相差不超过 0.3mm , F4-F7 机架上下工作辊的直径相差不超过 0.2mm 。摩擦系数﹑轧辊弹性压扁及接触弧长度是穿带顺利的要素。 
(2)上下工作辊相配与稳态轧制稳定性 
带钢轧制中,若上下工作辊不能相配,将 1 )导致上下表面延伸率不一致; 2 )轧辊磨损不一致,导致板型的控制难度增加,增加轧破、废钢的可能性; 3 )轧辊表面粗糙度不一致,导致带钢上下表面质量的差异。上下辊不配自身也影响了轧辊的使用经济性。 
(3)上下工作辊相配与抛钢失张稳定性 
工作辊不配所引起的带钢上下表面不一致的延伸率引起带钢的内应力,在稳定轧制过程中,可能并没有明显的表现;但前机架抛钢时,内应力将导致带钢尾部的弯曲,从而造成甩尾。 
(4)工作辊与支承辊相配和稳态轧制稳定性 
工作辊受到支承辊的过度磨损,这种磨损往往是不均匀的,将导致板型的控制难度增加,增加轧破、废钢的可能性。 
(5)单一机架的标高配置与穿带稳定性 
当支承辊总成、工作辊总成全部装入机架后,该机架的实际轧制线的标高 H 为机架常数 C 、支承辊垫板厚度 H1 、支承辊半径 R 与下工作辊直径 d 之和。即: H=C+H1+R+d 
在一个支承辊的换辊周期内, H 取决于上机工作辊直径。当上机工作辊直径过大或过小时,实际轧制线标高将与理论轧制线标高发生较大偏差,轧辊咬钢将出现困难,极限情况下,带钢头部撞击入口侧花架而发生废钢现象。 
(6)单一机架的标高配置与稳态轧制稳定性 
在精轧前段机架,由于入口厚度较大,若标高配置不合适,易出现带钢和工作辊之间的打滑现象。 
(7)相邻机架的相对标高配置与穿带稳定性 
相邻机架的相对标高落差必须控制。在存在较大落差时,由于带钢的惯性,后机架的穿带易发生困难,这种困难在后段机架高速轧制薄带钢时更为突出。极限情况下,带钢头部撞击入口侧花架而发生废钢现象。因此,必须对相邻机架的上机工作辊直径进行控制。 
(8)相邻机架的相对标高配置与抛钢失张稳定性 
前机架抛钢后,带钢尾部即失去张紧力。在相邻机架的相对标高存在较大落差时,由于带钢的惯性,带钢尾部将拍击后机架工作辊表面,即发生甩尾事故。这种困难在后段机架高速轧制薄带钢时更为突出。当前机架标高低于后机架时,拍击下工作辊,当前机架标高高于后机架时,拍击上工作辊。甩尾事故往往还有遗传性。当 F5 机架发生甩尾事故时, F6 和 F7 工作辊也无可幸免。为此,必须对相邻机架的上机工作辊直径进行控制,尤其是精轧后段机架。