轧钢开坯车间工作辊道和运输辊道的设计与计算

第13卷第2期

2000年6月唐山高等专科学校学报JournalofTangshanPolytechnicCollegeVol.13No.2Jun.2000轧钢开坯车间工作辊道和运输辊道的设计与计算

张　艳　玲

(河北遵化冶金矿山(集团)公司,河北遵化064200)*

摘　要　阐述了轧钢开坯车间的辊道布置、辊道设计、参数的选择以及传动电机功率的设计、计算等方面的基本原则,给出了具体实例.

关键词　轧钢;辊道;设计;计算

中图分类号　TG333.17　文献标识码　A　文章编号　10083529(2000)020057(04)

　　辊道是轧钢车间的重要运输设备,往往布置在整个生产作业线上,其重量约占车间设备总重的20%～40%,有时可达到60%.轧机前后的工作辊道直接影响轧机的产量.因此,正确设计、选用和维护好辊道具有重要意义.本文结合具体实例阐述了轧钢开坯车间工作辊道和运输辊道设计计算所遵循的原则.所给实例为开坯车间,主机列为H400×3轧机,原料为6寸锭,主要品种为60×60方坯和少量中型材,设计年生产能力10万t.其平面布置和辊道布置见图

1.

图1　H400×3车间平面布置示意图

1.顶钢机;2.加热炉;3.出钢机;4.出炉辊道;5.钢锭调头机;6.阴阳面翻钢机;7.第一架机前工作辊道;8.H400×3轧机;9.升降台;10.延伸辊道;11.交叉辊道;12.第二架机后输出辊道;13.爬坡辊道;14.双层辊道;15.第二架机后输出辊道;16.第二架机前工作辊道;17.第三架机前工作辊道;18.机前拉钢机;19.第三架机后输出辊道;20.剪机输送辊道;21.剪切机;22.摆动辊道;23.冷床输送辊道;24.拉钢冷床;25.热锯机 收稿日期:20000320,,

·58·唐山高等专科学校学报　　　　　　　　　　　　　　第13卷　1　车间辊道概况

车间辊道包括主要工作辊道和运输辊道.工作辊道的作用是将轧件输送给轧机进行轧制,运输辊道则起传送轧件的作用.现以H400×3开坯车间(见图1)为例,将各辊道的用途简述如下:

钢锭经加热炉加热后,由出钢机送到出炉辊道上,再由出炉辊道输送给调头机、翻钢机,然后由一架机前工作辊道把钢锭送到第一架下轧制线;一架机后升降台辊道与机前工作辊道将轧件在第一架往返轧制9道次后,由一架机后升降台延伸辊道、交叉辊道及二架机后输送辊道、爬坡辊道和双层辊道送入第二架轧制一道;二架机前工作辊道及拉钢机将轧件送到第三架机前工作辊道;然后轧件进入第三架轧制一道成60×60方坯,再由机后工作辊道及剪机输送辊道将轧件送入剪机剪切成定尺.剪后装有摆动辊道.剪切的定尺钢坯经冷床输送辊道进入冷床冷却收集入库.

车间不仅加工坯料,还要承担一部分中型材的一次成材加工任务,因此在增加孔型的情况下,在二架机后设有双层辊道及延伸辊道,用于第二架轧制3道次时使用.

2　辊道参数和材料选择

辊道的主要参数有辊子直径、辊身长度、辊距及辊道速度.

2.1　辊子直径的选择

辊子直径必须尽可能地小,以减少重量及飞轮转距,这样做的主要目的在于减小传动电机的功率.辊子直径减小的极限受强度限制,在轧件有横向移动的情况下,还要受轴承及传动机构的外形尺寸限制,而且还要尽可能利用已有条件.

按通常设计原则,本例中的辊径应不低于H250mm.按我们的成功经验,选取本厂已有的H219和H194两种无缝钢管,完全能满足使用要求.

2.2　辊身长度的选择

轧机前后工作辊道的辊身长度,应等于或大于轧辊的辊身长度,有时可稍长一些,以便更充分地利用轧辊.本例中,在一架机前使用了1300mm的辊身,第二和第三架机前后都选用了1200mm.(轧辊辊身长度1100mm).

辅助工作辊道的辊身长度比工作辊道辊身长度短一些,因为轧件只在后几道轧制时才需要辅助工作辊道工作.

运输辊道辊身长度必须比被运输的钢件(1根或1排)的宽度大150～250mm.运输热钢锭时,辊子辊身长度比钢锭最大宽度约大300～500mm,以保护辊子的轴承不被加热.本例中,出炉辊道的辊身长度取600mm,其它运输辊道根据轧件的运送情况及轧件尺寸而选取.

2.3　辊道辊距的选择

辊道辊距不能大于最短轧件长度的一半,这样才可保证轧件同时放在两个辊子上.而运输钢锭时,辊距不能大于钢锭重心到宽端面的距离,如图2所示,否则,运动着的钢锭将冲击辊子,加速辊子的磨损及轴承的损坏.其出炉辊道、一架机前工作辊道及剪后辊道的辊距就是依据以上原则选取的.其余辊道的辊距为了避免热轧件因自重而产生附加弯曲,辊距不宜太大,本例最大所取为1000mm.

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　第2期　　　　　　　　张艳玲:轧钢开坯车间工作辊道和运输辊道的设计与计算

·59·

图2　运输钢锭时辊道的辊距

2.4　辊道速度的选择

在选择辊道速度时,工作辊道和运输辊道应有不同.工作辊道的作用是在轧机前后将轧件输送给轧机进行轧制,应与轧机线速度相适应,即要保证顺利喂入轧件;而运输辊道的速度要求既能保证平稳迅速地运输轧件,又不致因速度过快而使轧件在辊道上打滑或撞击侧挡板.一般辊道速度是轧制速度的1.1～1.4倍.本例选取辊道线速度的范围为2.9～3.3m/s.

依如上原则,实例中各辊道的名称及技术性能见表1.

表1　车间辊道技术参数及性能

名　称出炉辊道

一架机前工作辊道

升降台面辊道升降台延伸辊道交叉辊道

二架机后输送辊道爬坡辊道

双层辊道上层双层辊道下层

二架机后输出辊道二架机后延伸辊道二架机前工作辊道三架机前工作辊道三架机后工作辊道剪机输送辊道摆动辊道冷床输送辊道

辊身直径/mm219219219194194194194127194194200219219219194200194

辊身长度/mm　6001300110010001200　800　40012001200　470　500120012001200　400　400　400

辊距/mm

　　　　495　　　　495400,600,1000　　　　1000　　　　1000　　　　1000　　　　1000　　　　800　　　　800　　　　1000　　　　1000　　　　1000　　　　1000　　　　1000　　　　1000　　　　495　　　　

495

辊速/m·s-3.33.33.32.92.92.92.91.92.92.93.03.33.33.32.93.02.9

1

辊数2010105644454141414149525

电机功率×台数

kw×台7.5×27.5×27.5×17.5×17.5×15.5×15.5×15.5×17.5×15.5×17.5×17.5×17.5×17.5×17.5×15.5×17.5×2

3　电机功率的计算及选择

辊道电机功率应根据辊道的操作情况、传动方式、辊道负荷、辊子尺寸及重量、辊道速度等条件进行计算和选取.本例中,以一架机前工作辊道为基准进行计算和选取,其余根据辊道用途参照选取.

一架机前工作辊道将热钢锭送入轧机轧制,往返9道次,正反转起动,辊道采用集体传动.一台电机带动10根辊子,辊距为495mm.钢锭重180kg,长1350mm,按同时运送两根计算.

·60·

唐山高等专科学校学报　　　　　　　　　　　　　　第13卷　表2　辊道电机计算相关参数及数据

符　号DR

rG1Q1Q2Vn__’fGD

[1]

2

名　　　称辊身直径辊身半径辊径半径

一台电机带动辊子重量之和一台电机承担运输轧件的重量(1根)一台电机承担运输轧件的重量(2根)

辊道速度

辊子转速

辊径轴承摩擦系数轧件打滑时的摩擦系数轧件的滚动摩擦系数辊子飞轮力矩之和

数据　0.219　　0.1095　0.035800　　180　　360　　　3.3　　288　　　0.005　0.3　　　　0.0015　　0.3234

单位mmmkgkgkgm/sr.p.m

N.m

　　因为要在辊道上往返运送轧件9道次,正反转起动,故按起动制辊道计算电机功率.

计算过程如下(式中符号含义及数据见表2):

M=(G1+Q)_r+Qf+Q_’R+GD/(4R)_’

计算得　M=23.35kg.m

电机功率N=M·N/975,计算得　N=6.9kW实际选取电机功率为7.5kW.各辊道电机功率见表1.4　结论

本文论述了轧钢开坯车间辊道设计及计算的一般原则,给出了具体设计实例.既考虑了设计规范的要求,又结合具体情况进行综合运用;既满足生产的需要,又照顾了备件的统一性.对中小型轧钢开坯车间的辊道设计具有一定的指导意义.

参　考　文　献

1　马鞍山钢铁设计学院等.中小型轧钢机械设计与计算.北京:冶金工业出版社,1979

2

(责任编校　白丽娟)

DesignandCalculationofMainandSupplementaryRollTables

ofSteelRollingShop

ZhangYanling

(ZunhuaMetallurgicalMineGroupCompany,Zunhua064200,China)

Abstract　Theessentialprinciplesofarrangement,designandchoiceofparametersfortherolltablesofsteelrollingshophavebeenexplained.Thedesignandcalculationofthepoweroftransmissionsmotorshavebeenstated.Aparticularexamplewasgiven.Keyrotable;n;