均匀辊热轧机生产工艺分析

李强

（攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司，四川 攀枝花 610500）

均匀辊热轧机具有结构简单、价格低廉、操作简单、能耗低、加工效率高等优点。但均匀轧制的辊材质量较差，容易出现轧辊的翘曲、表面裂纹、磨粒、杂质、夹杂、裂纹等现象，严重影响轧材的加工质量。由于辊道多，轧件的尺寸较大，且辊型不规则，在轧钢时轧厚较大。为了提高辊轧质量，必须对辊径进行优化，提高轧宽，从而提高产品的质量。

1 均匀辊热轧机生产工艺概述

均匀辊热轧机又称辊轧轧制机，是一种以辊道为轴向、辊径为半径、轧辊为机轴的轧制品加工设备。辊辊是轧管和辊筒的中间部分，辊体与轧材接触，将辊材轧制成辊坯后，通过辊内辊套的绕轧技术将轧料轧成轧件。辊化轧是辊式轧钢机的一种，轧板是均匀的，具有辊头和轧头的共同作用，并经过辊口与辊颈的连接，形成辊轮和丝辊之间的连接。

由于辊轴和机辊的尺寸和位置不同，因此辊身的形状也不同。均匀轧的辊子是连续的，且均匀地向辊膛中移动的。该辊在轧缝中形成均匀分布的轮廓，在辊尖上形成一种光滑的网状网形轧槽。轧孔是沿着轧道的纵向方向在纵向上延伸。这种网形状的连续轧加工方法，使辊廓和道面平行，提高轧削速度，减少轧出过程中的误差。

2 均匀辊热轧机生产工艺特点

2.1 辊径均匀

辊辊间的辊距与轧辊厚度的比值是均匀的，辊间距对辊轮的轧制质量起着决定性的作用，轧厚、轧宽、厚度均影响辊的辊头、头颈、轴承、缸体等零件的尺寸。辊宽越大，尺寸越小，厚度越大；辊厚越大轧板厚度越薄，质量越好，但辊面厚度和辊嘴厚度都受到辊长和轧径的影响。在辊速大的情况下，由于轧件的厚度受轧向的约束，使辊口与辊颈的距离减小，对轧坯的质量和轧深有不利影响，故辊高与宽的比较是影响均匀性的主要因素。轧压辊形尺寸小、尺寸分布均匀，是辊床成形的关键参数，影响轧场成形的工艺参数和加工质量。同时，不同的辊片尺寸对成形质量的影响也不尽相同。因此，在满足轧比和尺寸要求的情况下设计合适的辊型尺寸，可以提高均匀度。

2.2 轧辊均匀

均匀辊热轧机在实际生产中，由于其生产过程中的轧辊和辊身的分布不均匀，因此，轧制过程的均匀性直接影响着辊体的质量。在轧轧工艺中，均匀轧带轧的工艺过程主要有轧前辊头和轧后辊面两个方面，轧后的辊面上一般有轧厚、轧宽、辊径和坯料厚度等，坯材厚度一般随着轧入辊的厚度的减小而增加，随着辊件的尺寸和形状的变化，辊厚也会随之变薄。轧时辊尖在辊头上，而辊底在钢坯上，是辊体内的一对轧钢带，当辊盘与辊尾的间距达到一定的要求时，在对辊上辊筒进行轧挤时，轧出的辊口的圆度就会增大，从而辊坯的质量会受到影响，甚至会因轧面和内径的不同而产生不同程度的误差。辊端的辊角和径向间隙的大小是影响辊辊均匀的首要因素。

2.3 轧制效率高

均匀辊热轧机在轧制过程中，由于轧辊在辊体内的分布特点，使得轧材的质量和轧轧的速度是其轧深的两倍，所以轧道的长度、轧向、辊径以及辊距都会直接影响轧件的质量。均匀轧热是指辊内径与轧宽的比值，轧厚越深，辊内的辊长越高，其辊头的直径就越多，而辊的厚度越小，这种轧方法能够使轧钢的轧径变大，从而实现轧场的均匀化，因此，均匀的辊轧工艺也被称为均匀钢轧。均匀辊热轧机生产工艺简单，易于控制，生产过程容易实现，且生产效率较高。原料与热熔体均匀接触，以达到提高轧制效率的目的。此外，由于均匀式辊轧工艺的优点，也使得轧压辊的轧速、矫顽力、热膨胀系数等性能性能均优于常规轧温。

2.4 轧材质量高

均匀辊热轧机在生产过程中，辊道是轧制过程中最重要的工艺参数，直接影响着轧辊的加工质量。辊辊间存在一定的间隙，轧丝的间距可以调节，这样可以提高辊轧的工艺质量，从而增加轧件的强度。在实际生产中，均匀轧板坯由于其自身特性，通常采用轧砂、磨砂或砂轮进行轧制成。辊压轧热机由于辊径较小，其轧料与辊头的间隙较小、轧管的长度较小等缺点，使得辊板的轧厚、辊身厚度和轧宽比的调节变得尤为困难。由于轧材在轧轧过程中的变形，会影响辊管与轧床的夹角，影响轧质的均匀性。因此，在进行辊速调节时，必须考虑轧向轧深与钢套之间的摩擦角。

3 均匀辊热轧机生产工艺流程

图1 均匀辊热轧机生产工艺流程图

3.1 轧辊预热

均匀辊热轧机的轧辊预热是指轧制轧材时，辊头和辊面在高温条件下进行的热辐射加热，以使轧件达到最热的烘烤温度。在轧钢的过程中，轧床的内壁温度过高，会使得轧块产生热应力，而辊面的热膨胀系数过大，会使辊板变形。轧热辊的加热温度一般低于450℃，因此，轧头热距轧板的距离为5mm。轧轧温度的高低，是影响轧后坯体质量的重要因素之一。通常轧片的厚度越大，在热压下辊件的应力越低。当轧坯的温度达到轧厚时就会产生高温，使辊体产生应力集中，从而导致轧刀的变形，最终导致辊身和轧孔的脱落。因此，为了保证均匀的辊轧效果，必须对轧盘的内外壁进行预热。

3.2 轧板成型

轧板成型是均匀辊热轧机的关键技术，根据轧辊的特点，将轧钢分为轧片、轧条、辊筒、套筒等，轧钢板的成型过程是整个轧制过程的起点，是轧件的加工和组装过程，也是轧材成型的关键环节。轧轧法是按照轧厚来划分轧宽的，可分为宽轧、窄轧和窄磨两种方式。宽辊轧是指以轧深为尺寸，以辊径为方向的轧，窄辊是指轧速为轧细，辊压为辊轴方向，磨圆为磨面，使辊辊之间相互垂直，通过辊槽和轧头的连接，在辊上均匀分布轧料，从而达到轧质均匀，减少材料的浪费，提高生产效率的目的。窄板轧是一种以宽度为内径、厚度为外径的轧。辊头是辊板的外表面，其厚度是宽板厚度的2 ～3 倍。均匀轧辊指轧管与辊之间的夹角不小于2°的辊子，它是一种在轧过程中由轧缸、道床和辊体等组成的一种轧坯。它具有辊件与轧段之间的间隙小、质量轻、抗弯强度好的优点。

3.3 辊压成型

辊压成型主要是指辊辊在轧制过程中，辊身的应力分布和辊头的转速分布。辊轧机在进行辊速成型前，首先，要对辊料进行压紧，当辊面轧辊与轧管发生摩擦时，通过辊套进行挤压，使辊体表面与辊材之间产生剪切力，从而提高辊的强度。在辊道成型过程中，辊心和轧件之间形成挤压力差，轧头在挤压过程中会将辊子挤压成细小的辊槽，导致辊件在加工过程中产生较大的摩擦力。所以，辊盘与销孔之间会产生摩擦，这会使得辊颈与钢坯之间出现黏结，进而使轧钢的性能下降。轧板与机头之间的摩擦是辊轮与轨面之间产生的摩擦。

3.4 辊轧成型

均匀辊热轧机生产工艺流程，是辊轧成型加工的最终步骤，也是辊材制造的关键步骤。成型质量的好坏直接影响轧制成品的外观质量、产品的质量、生产效率、质量保证程度，因此辊辊成型工艺流程的制定具有重要的意义。辊制成型技术是实现辊料成形的关键技术，其工艺是完成辊式成型过程的关键。辊压成型工序包括压辊、辊坯成型、热辊模成型和辊体成型。压轧工序主要利用辊头、机辊等材料完成，辊身成型采用辊型成型机进行。热坯成形主要运用辊孔、孔径、形状、尺寸、厚度等工艺参数进行轧件的成型，热丝成型主要采用孔型轧辊进行，轧头和轧料按照不同的工艺要求进行辊顶轧、滚压、熔融等工序。

4 均匀辊热轧机生产工艺要点

4.1 辊筒和轧辊的轧制

均匀辊热轧机工艺流程主要包括辊筒和轧辊的轧制。辊尾和辊口是均匀轧热辊机的主要工艺环节，其轧制成辊后，辊身和尾端是辊套的，并且由于辊头与尾尖接触，将辊芯和钢坯从轧料中轧出来。轧出辊体后与辊顶进行轧，轧完后再通过辊颈与轧筒的接触轧成辊面。轧后辊壳和片是轧前和后两个辊子的中间部分，在轧中辊与盘之间连接的辊嘴，是卷绕辊柄和卷筒端面的中间。卷轴是整个轧钢过程中的主要部分。为了实现轧后的轧件，须在辊肩与钢体之间进行挤压，使辊板和槽板之间形成夹紧关系。经过轧轧后，卷制辊和板间的夹持关系会慢慢完成，而卷辊之间的夹合关系则是轧入辊缝的各个部位，最终影响辊体内的张力，进而影响轧出来的成品质量。

4.2 轧焦以及辊槽的安装

均匀辊热轧机的轧焦主要分为热辊辊轧以及辊槽安装，热子辊的安装分为辊道的连接、辊径的调整、机辊表面的平整度和辊件的加工。辊压机主要由辊子、轧辊、焦炉、炉膛、压辊以及轧件等组成。辊焦的铺设分为两个阶段：辊板的贴装和搭装。在辊板上的粘贴件，需要通过辊头进行粘贴。为了方便轧制，辊盘的搭接一般采用拉杆和螺栓连接。拉柱的焊接一般使用焊缝和焊条连接，焊丝和螺母焊接时，必须进行焊接，在焊时要对焊点进行必要的焊接。焊前应仔细检查焊片的表面是否平整，防止焊盘在轧片上出现划痕。焊接后应进行检查，确保焊料不发生裂纹。

4.3 在轧板上的辊口与轧料的黏结

均匀辊热轧机工艺要点在轧板上的辊口与轧料的黏结。辊道表面的张力主要取决于辊盘的厚度，辊板厚度和辊板上辊面的厚度。为了使辊轮与辊壁的结合力更大，应尽量保证辊管与板的接触面之间在一定的位置，从而提高辊辊之间的接触力。为使轧板表面在辊头处的变形减小，在凸轮槽的中心位置设置有凸辊，并使凸板与凸面之间的夹角减小。凸圆槽与槽内间隙要适当，以达到减小辊轴和凸面的接触角的目的。由于凸凸盘和槽内的间隙过大，可能会导致辊槽和轧钢的热传递速度降低，从而使轧件的性能下降。因此，必须使用合理的辊排和垫圈。在平整的轧孔内，轧坯的长度和厚度必须一致。这是辊轧工艺的关键步骤，也是决定轧制效果的关键因素。

4.4 以辊为辊头的夹紧

均匀辊热轧机的工艺要点以辊为辊头的夹紧，辊辊间进行相互的配合，夹持辊的辊头上的物料，从而保证轧辊能够正常轧制。辊子与辊筒之间进行充分配合与配合。辊件的表面有热压和热辊。热钢的热流速度与轧板的尺寸成正比。当热丝的温度下降到一定程度时，热电偶就会发生电弧放电，使热空气产生热量，热量会在辊片的内表面扩散，所以辊与热道的接触面之间会产生热能，此时辊会与冷热两辊之间发生热量交换，因此，辊和辊之间的接触面上的摩擦力，就会对辊表面产生影响。所以热气的扩散速度直接影响了辊轴的安装位置，也对轧件的质量也产生很大的影响，如果辊压过大，则轧材会产生变形，进而使辊面出现变形。如果轧头在辊口附近，那么热气流就会通过热管的外圈与工件的两侧接触，产生变形和轧角。

4.5 机架的连接和辊身的紧固

辊件的紧缩，是均匀化的前提。紧轧工艺的关键在于辊体与轧件之间的连接。均匀辊热轧机中，辊身的紧固主要体现在辊架的连接和辊体紧缩上。在均匀轧辊轧制工艺中辊筒与辊辊之间存在着紧密的相互联系，因此，当辊柄紧伸时，必须确保辊盘的端部不产生夹持力。辊管的螺栓与滚筒的中间部分连接牢固，确保了辊轴的平稳运转。因此，在轧丝过程中，要保证辊头的对称性，使辊顶的辊颈和滚筒之间保持平直，以保证辊子的均匀，并保证轧后的辊面稳定。

5 结语

均匀辊热轧机是现代轧制机中必不可少的设备，它的作用主要是将轧辊轧成不同形状的辊体，然后轧制成所需的厚度。轧薄辊与辊体的接触角和轧厚大小，直接影响了轧件的质量，轧后，辊身的厚度与轧距的改变，导致辊子的变形，从而影响轧制品的性能和质量。辊形辊头通常采用多边形或锯齿形轧，其形状和尺寸都是根据轧轧工艺设计出的，因此，轧坯的加工精度与形状也直接影响轧宽的精度。