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武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-1-2轧钢机组2.1机组简介从美国I2S公司引进，产品规格厚度0.15~2.0mm，宽度600~1250mm，设计年产量10万吨，规格为φ400/φ1250×1430的四辊可逆式轧机兼平整机组，高速档最高轧制速度为1000m/min，最大轧制压力为2000吨。其厚度制控系统采用以秒流量方式为基础的计算机AGC系统。2.2设备系统2.2.1直流传动系统有9套西门子6RA70系列数字直流调速装置、9台GE公司直流电机、2套德国LOKE公司LSV-065激光测速装置（精度±0.1%）、1台台湾研华PⅢ监控计算机、1套德国西门子S7-400PLC等设备组成，为可逆轧机的动力部分，可实现张力自动控制、张力0至100%之间连续可调,最小张力可到2.5%,具有传动数据自动记录和报警归档等功能。其调速精度为±1%，张力精度为±1%，最小张力为总张力的2.5%。2.2.2AGC厚度控制系统由法国阿尔斯通(ALSTOM)公司生产的LogidynD2高精度控制器、厚度调节计算机、台湾研华公司生产PⅢ监控计算机、武汉阿尔斯通(ALSTOM)公司开发的AGC控制软件1套、MTS位移传感器、Heidenhain光栅、美国摩根公司生产的伺服阀、以太网卡等控制设备组成，可实现监控AGC、预控AGC、秒流量AGC、采样AGC、加减速补偿等多种厚度控制方式，同时可实现延伸率平整控制、自动停车、工艺数据自动记录、远程故障诊断和故障处理等功能。纵向厚度控制精度小于±2.5um，横向厚度控制精度在0.15mm极薄带钢同板上小于6um，2.2.3弯辊控制系统具有压力调节在-100%至+100%范围的双侧单独调节功能。2.2.4测厚仪系统美国CIGI公司生产的75KVDC的X射线测厚仪，检测厚度在0.1~4.999mm范围。检测厚度精度为0.1%，时间漂移量为每8小时±0.25%。武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-2-2.2.5乳化液控制系统由美国公司生产的10个电子乳化液调节阀，实现工作辊和支撑辊的分段喷射冷却，可实现良好的板形控制；美国公司生产的磁过滤系统，过滤乳化液中的铁份，保证乳化液的灰份和清洁；由武钢科技公司最新引进的磁净化装置，可达控制铁离子范围小于50pmm。2.2.6辅助控制系统由美国公司开发的触摸屏操作系统，可很好的实现无操作台操作，轧机的全部操作均可在计算机上完成。2.3基本概念2.3.1冷轧是指金属在再结晶温度下进行轧制变形的一种金属加工方法，一般指带钢不经加热在室温下直接进行轧制加工。2.3.2板形是板材平直度的简称，是指板带材横向是否产生波浪、折皱，它决定于板带材沿宽度方向延伸是否相等。2.3.3加工硬化带钢在冷轧后，由于晶粒被压扁、拉长、晶格歪扭、畸变、晶粒破碎，使金属的塑性降低、硬度增加这种现象称为加工硬化。2.3.4横向厚差是指板带材沿宽度方向的厚度偏差，它决定于板材的横截面形状。2.3.5液压弯辊是用液压缸对工作辊或支承辊施加附加弯曲力，使轧辊产生附加挠度，补偿轧辊原始辊型凸度，以保证带钢板形良好。2.3.6辊型轧辊辊身表面的轮廓形状称为辊型，一般用辊身中部和端部的直径差△D来表示。2.3.7变形抗力是指金属抵抗塑性变形的能力。武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-3-2.3.8塑性是指金属在外力作用下，能确定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。2.3.9前滑轧制过程中，轧件出口速度大于轧辊在该处的线速度，这种现象叫做前滑。2.3.10后滑轧件进入轧辊的速度，小于轧辊在该处线速度的水平分量的现象叫后滑。2.3.11轧机刚度轧机底座抵抗纵向弹性变形的能力大小称为轧机纵向刚度，简称轧机刚度。2.3.12抗拉强度材料抵抗拉力破坏作用的最大能力，即材料在断裂前能承受的最大载荷除以原横截面积得到的应力，叫做抗拉强度，用σb表示。2.3.13屈服强度材料（试样）在受外力作用，载荷增大到某一数值时，试样发生连续伸长现象，叫做屈服现象，这时材料抵抗外力的能力，叫做屈服强度，用σs表示。2.3.14延伸率材料受拉力作用而断裂时，伸长的长度与原有长度的百分比，叫做延伸率，用δ%表示。2.3.15轧制压力是指金属轧制变形时所需的总压力。2.4常见工艺问题解答2.4.1怎样利用调节乳化液来消除两边浪、中间浪？在轧制过程中，带钢出现两边浪，除带钢两边轧制压力大以外，轧辊两边产生的热膨胀过大也是一个原因，这时适当加大带钢两侧的乳化液流量来消除轧辊的热膨胀，从而消除带钢的两边浪。同样，若带钢出现中间浪，则采用加大中间流量或减小两边乳化液流量来消除。2.4.2冷轧带钢生产中张力的作用是什么？在冷轧带钢生产中张力起着重要作用，首先，张力可以降低轧制力；其次，张力在武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-4-冷轧过程中自动调节带钢的横向延伸，使之均匀化，从而保证带钢板形平直，提高表面质量；另外，带张力卷取可使钢卷紧密整齐，在连轧生产中还可起到自动调节连轧关系的作用。2.4.3冷轧工艺的特点是什么？冷轧工艺的特点主要有：1）加工温度低，在轧制中将产生不同程度的加工硬化。2）冷轧中要采用工艺冷却和润滑。3）冷轧中要采用张力轧制。2.4.4轧制过程中，轧机产生振动的原因有哪些？应如何处理？轧机振动一般发生在高速轧制极薄带钢时，由于振动，使带钢厚度波动，同时易产生断带。另外，厚度波动带钢经镀锡后产生“斑马纹”使镀锡板降级，甚至产生废品。产生振动的原因主要有以下几个方面：1）轧制速度太高，成品规格薄。2）道次轧制工艺参数不合理，如轧制压力低，变形量小，带钢前张力较大。3）润滑条件不佳，如乳化液浓度太高或太低。4）轧辊损坏，未及时更换。5）轧辊轴承和轴承座之间存在间隙。轧制过程中产生轧机振动，应判断分析产生的原因，并采取相应措施进行处理。如一时复杂难以下结论，可适当降低轧制速度，消除和降低振动程度，等到机组检修时再进行处理。2.4.5平整的主要作用是什么？平整实质上是一种小压下率（1-5%）的二次冷轧，其主要作用是：1）供冲压用的板带钢事先经过小压下率的平整，就可以在冲压时不出现“滑移线”，以一定的压下率进行平整后，钢的应力应变曲线即可不出现“屈服台阶”。2）冷轧板带材在退火后再经平整，可以使板材的平直度（板形）与板面光洁度有所改善。3）改变平整的压下率，可以使钢板的机械性能在一定的幅度内变化，可以适应不同用途对硬度和塑性要求。2.4.6在轧制过程中，带钢出现跑偏的原因是什么？如何处理？在轧制过程中，造成带钢跑偏的原因主要有以下几个方面：武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-5-1）由于来料的原因，来料的板形不好，有严重的边浪，造成第一道次带钢跑偏，采取的措施是：轧制速度不要太高，操作者留心注意观察，及时进行双摆调节，发现问题及时停车。2）操作原因，由于操作者双摆调节不合理，造成带钢跑偏。3）电气原因，由于在轧制过程中卷取机张力突然减小或消失造成带钢跑偏断带。4）轧辊，由于轧辊磨削有严重的锥度，使得压下校不了，在轧制过程中给操作者双摆调节增加了难度，轻者会产生严重一边浪造成板形缺陷，重者造成带钢跑偏、断带。带钢轻微跑偏可通过调节双摆及时消除，严重跑偏发现后应立即停车，将带钢剪断重新穿带，如轧辊损坏应及时换辊。2.4.7轧制过程中产生的轧辊缺陷有哪些？产生的原因如何？轧制过程中产生的轧辊缺陷主要有热划伤、粘辊、勒辊、裂纹等。其中热划伤主要是由于带钢和轧辊之间产生相对摩擦，也就是润滑状况不佳（润滑不足或过好）造成。粘辊的原因是局部压下量过大，断带碎片重叠和破边等造成。勒辊主要是由于压下量过大而使带钢产生重波或轻微折叠和带钢跑偏产生重波造成的。裂纹的产生主要由于轧辊局部压力过大和轧辊急冷急热引起的，轧机上，若乳化喷嘴堵塞，造成轧辊局部冷却条件不佳，就会产生裂纹。2.4.8造成带钢断带的原因有哪些？断带后如何处理？在轧制过程中造成断带有以下几方面原因：1）来料原因。来料有严重板型缺陷和质量缺陷，如废边压入，严重溢出边及严重欠酸洗或过酸洗，厚度严重不均，板形边浪或中间浪，都会导致断带。2）设备故障。电气控制系统故障或液压系统故障，常见的有张力波动，张力消失，液压系统停车等。3）操作故障造成的断带较为常见。如发现带钢跑偏缺陷处未及时降速或停车；道次计划选用不合理，道次变形量太大，造成轧制压力大，板形难控制，道次前后张力太大，将带钢拉断；前道次带钢某处厚度波动（减薄或超厚），后道次未及时减速或将张力控制切断，造成断带。4）工作辊的爆裂造成断带。断带后，应立即停车，将机架内带钢拉出，并将工作辊换出。支承辊轻微粘辊可用油石将表面磨平，严重损坏应更换支承辊。武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-6-断带后，应将机架内断带碎片清扫干净，可将乳化液喷射打开，将残留在机架内的碎小带钢冲洗干净，换辊后第一卷钢速度不要太快。2.4.9轧制力的波动是影响板带轧制厚度的主要因素，那么影响轧制力变化的因素有哪些？影响轧制力变化的因素有：轧件成分和组织性能不均；原料原始厚度不均；张力的变化；轧制速度的变化。2.5轧制时的弹塑性曲线轧机在轧制过程中，由于处在轧制力的作用下，使轧机整个机座产生弹性变形，轧件产生塑性变形。2.5.1轧机的弹性曲线图1轧制时轧机产生的弹性变形如图1所示，由于整个机架产生了弹性变形，使轧辊原来的辊缝S增大为h，即h=S+∆S，式中∆S--机座弹性变形值，它符合虎克定律，故∆S=P/KP--轧制压力；K--轧机刚性系数；S--轧辊辊缝。机座的弹性变形值∆S，包含了机架、轧辊、轴承以及压下系统等所组成的机架各部件的变形总和。刚性系数K的物理意义，是指机座产生单位弹性变形值时的压力（K=P/∆S）。K值越Sh∆S/2∆S/2H武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-7-大，说明轧机的刚性越好，反映到辊缝中的弹跳值就越小。如图2所示，∆S1＜∆S2＜∆S3，它说明了K1＞K2＞K3。图2理想状态下的K值曲线理论弹性曲线与实际弹性曲线是有差别的，实际弹性曲线的开始阶段不是直线段，这是由于机座各部件在加工及装配过程中产生了一定的间隙。在轧制时，如把辊缝S考虑进去，那么曲线将不是由零开始，如图3所示。由此可知轧件厚度：h=S实+∆S实或h=S理+∆S理。在A点（P1轧制力）轧制时，不论是理论弹性曲线，还是实际曲线，轧件轧出的厚度h是相同的。但组成厚度h的辊缝S值和弹跳值∆S是不相同的。实际辊缝值S实较理论辊缝值S理小，而实际弹跳值∆S实较理论弹跳值∆S理大。在实际生产中，轧辊的真正零位是找不到的（无论是B点或C点）。因此，通常人为的假设某点（一般在弹性曲线的直线上）作为轧辊辊缝的零点。PO∆S3∆S2∆S1K1K2K3∆S实际曲线理论曲线PCABS实∆S实∆S理S理∆SOP1武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-8-图3机座的弹性曲线及轧件尺寸在弹性曲线上的表示2.5.2轧件的塑性曲线表示轧制力与轧制厚度关系的图示叫塑性曲线，如图4所示。图4轧件的塑性曲线1）金属性质的影响：金属变形抗力大（硬金属）的塑性曲线比金属变形抗力小（软金属）的塑性曲线陡。如果轧件的原始厚度为H1时，若采用相同的压下量，即得到相同的h1，显然轧制硬金属的轧制压力P2比轧制软金属的P1大。因此，在相同的轧制压力（P2力）下轧制时，轧件轧出的厚度是不同的，即软金属的h2厚度较硬金属的h1小。如图5。图5金属性质的影响O硬金属软金属P1P2h2h1H1HPOHP武钢集团海南有限责任公司岗位人员培训教材-9-轧制过程中工艺因素的波动，如轧制温度的变化，张力大小的变化，摩擦条件的改变以及金属化学成分的不均匀性等因素的波动，都对轧件的塑性曲线有影响，并且曲线的变化形式与图5类似。在上述因素中，凡是使轧制力增加的，均会使轧件的塑性曲线变陡。2）轧件原始厚度的影响：在相同的负荷下，轧件的原始厚度越大，轧制时懂得压下量也越大；轧件的原始厚度越薄，压下量也就越小。当轧件的原始厚度薄到一定程度时，曲线将会变得很陡，直到曲线变成为垂直状态时，说明在这个轧机上，无论施加多大的