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1、电子工业用铜合金材料研讨推广会文集 轧制宽而薄铜带的多辊轧机 李耀群( 北京京圣工业技术开发公司) 一、 多辊轧机最适合生产宽而薄的带材 冷轧带材最初是在二辊、 四辊轧机上进行， 科技和工业发展需要更薄的带材， 尤其是用于高频的仪器仪表， 电子， 通讯装置上的电器元件需用极薄带材。原有型 式的轧机已经不能满足需要， 因为轧辊本身的弹性压扁值比所轧带材的厚度还要 大， 而轧辊弹性压扁与辊径成正比， 当轧辊材质一定时， 要降低轧辊的弹性压扁， 就 必须减小辊径， 辊径的减小又会带来刚性差， 为了解决这一矛盾， 就采用具有良好 刚性的塔形支撑辊系， 从而产生了多辊轧机， 其优点是: 1采用小直径工作
2、辊， 从而可获得很薄的带材 D二0. 2 8 E h mi n 以k 一 a ) 从式中可看出带材的最小厚度( h.,. ) 与轧辊直径 例如轧制 1 2 5 0 m m 钢带时， 四辊轧机最小厚度只能为0 . 2 5 m m , 可轧至0 . 0 6 m m D 成正比。 而用 2 0 辊轧机 2 . 工作辊径小， 总轧制力便小 P二F h F二 B JR o h 从上式可看出总压力( P ) 与轧辊和带材的接触面积( F ) 成正比， 而接触面积F 又与轧辊半径( R ) 的平方根成正比， 所以小工作辊的总压力比大工作辊的要小， 在 其它轧制条件相同时， 2 0 辊轧机的轧制力约为四 辊轧
3、机的1 / 4 ， 相应轧制力矩也小， 从而可节能3 0 一 4 0 %。另外轧制力小还会相应减小摩擦发热和轧辊的磨损。 3 . 由于工作辊径小， 弹性压扁小， 因此每个轧辊的总压下量可增大。当轧制力 相同时， 与四辊轧机比， 道次压下量也可增大， 最大可高达50%， 这对变形抗力大或 硬化速率大的高合金带材的轧制是很有利的。当变形量相同时， 可用较少的道次 来完成轧制变形， 从而提高了生产率。多辊轧机换辊非常方便， 由于减少辅助时 间， 也可提高生产率。 4 . 由于多辊轧机具有塔形支撑辊系， 尤其是森吉米尔轧机， 具有整体机架， 刚 性很好， 加上有特殊的辊型调整系统， 轧辊绕度小， 从而
4、可获得高精度的 成品。 5 . 由于变形区 小， 摩擦阻力小， 带材宽展也随之减小， 这会减小带材裂边的趋 向。 6 . 轧机体积小， 重量轻， 生产相同规格的产品， 2 0 辊轧机是四辊轧机的1 / 3 , 设 备总重约为后者的一半， 从而可减小车间生产面积， 降低车间高度， 减小行车跨度 一1 9 8 一 电子工业用铜合金材料研讨推广会文集 与 吨位， 可减小土建投资。 7 . 机械化， 自 动化程度更高。 总之多辊轧机由于具有上述优点， 在冷轧带材生产中与四辊轧机相比可使产 品的产量增加， 质量提高， 消耗减小。 当然， 多辊轧机， 也存在结构比较复杂， 制造精度要求更高。 根据带材的规
5、格来选用何种类型轧机， 根据D 1 0 0 0 h 的关系， 由带材最小厚 度( h ) 选工作辊直径( D ) ， 根据 L = B 十 a ， 由带材的最大宽度( B ) 来选轧辊辊身长度 ( L ) ， 其中a 在带宽 3 0 0 m m时约一 5 0 m m ， 轧制宽带时a 选1 0 0 一 2 0 0 n m m 。根据L , D , B , h 即可选择轧机的型式( 表 1 ) 0 表 1 车 L 机型式选择 轧机类型 工作辊辊身长与辊径 之比 I / D 支撑辊与工作辊 辊径之比 带材宽度与 厚度比B J h 4 辊 1 2 辊 2 0 辊 2一7 8一1 4 1 2-3 0
6、2-6 3-4 5一7. 5 巧0 0一6 0 0 0 7 0 0 ( 】 一1 2 0 0 0 1 0 0 0一3 6 0 0 0 多辊轧机辊系图示于图 1 图 1 多辊轧机辊系示意图 1 9 9 电子工业用铜合金材料研讨推广会文集 正由于多辊轧机有诸多优点， 所以我国有色带材生产从六十年代开始就采用 多辊轧机， 有北京钢铁研究总院用来轧制精密合金的德国罗恩型的台式2 0 辊轧 机， 上海有色所的国产小2 0 和3 6 辊实验室轧机， 北京冶金研究所用来生产镍合金 和西北有色金属研究院用来生产钨、 铝、 担 、 妮、 错合金的德国四柱式2 0 辊轧机， ( (D 2 7 / 5 5 / 1
7、0 8 / 1 6 5 x 4 2 0 m m ) ， 上海钢研所和西安精密合金研究所引进美国的森吉米 尔2 0 辊轧机。 二、 国内铜带生产概述 国内铜板、 带生产从八十年代开始引进了 一批先进的生产设备， 使我国铜板带 生 产 和 产 品 持 量 发 生 了 一 次 质 的 飞 跃 ，基 护 生 产 工 艺 为 : 熔铸一 大板锭一铣面一加热一热轧 水平连铸带坯铣面 四辊可逆开坯一四辊可逆精轧 纵、 横剪退火检验、 包装( 有的精整线还加拉矫) 典型生产线有: 洛阳铜加工厂， 苏州铜材有限公司， 北京铜材厂， 上海铜带厂， 沈阳有色金属加工厂等。 上述生产线大都只能生产0 . 1 5 -
8、0 . 2 5 x 4 0 0 m m的铜带， 仅洛铜可生产0 . 1 x 6 5 0 m m的铜带。 此外， 烟台钟表材料厂， 无锡冶炼厂和宁波兴业集团， 先后引进了可生产 3 0 0 m m的二手铜带生产线。 近年来国内铜板带生产装备研制开发也有了长足进步， 西重所为广州铜材厂 设计制造的0 . 1 x 4 7 0 m m 铜带生产线于2 0 0 0 年建成投产， 产品质量很好; 洛阳有色 设计研究院为芜湖鑫科设计制造的0 . 1 x 4 5 0 m m铜带生产线也即将投产。 为了提高精度， 增加带材宽度和减小带材厚度， 八十年代末和九十年代初， 国 内 带材生产线又引进了几台多辊轧机生产
9、线: 上海有色金属板带厂从德国弗洛林 公司引进的1 2 辊精轧机， 这台轧机的型式既不同于整体机架森吉米尔型轧机， 又 不同于开口 式的罗恩型轧机， 是二片牌坊式的结构; 沈阳有色金属加工厂水箱带生 产线， 引进了美国的森吉米尔2 0 辊轧机; 西北铜加工厂被铜带生产线， 也引进了美 国 森吉米尔2 0 辊轧机; 洛阳铜加工厂新上的铜带生产线是引进德国的2 0 辊轧机。 上述轧机的主要技术参数列于表 2 0 2 0 0 电子工业用铜合金材料研讨推广会文集 表 2 序 号 .项 目单位一 占 咚 “ 鱼 金 一 沈 阳 有 色 “ 属 加 西 北 铜 加 工 厂 一 一 属板带厂工厂一 -一 :
10、中 5 3 . 8 5 / (D7 6 . 2 / 中3 4. 9 3 / ( P 4 5 2. 3 8 / 中3 0 1 小1 5 0 1: 中! 2 9 . 5 4 / 中 2 2 5 / 4 刃1 . 1 1 / 41 6 5 / x 小3 00 x7 印) x6 8 4 4 巡 国 一 _二x . c 一 1 - - c - - 1 3 . 2 51 52 . 。 一 一 - - 一 干 一 一 一- - - 一 住 0 5 土 。 . 眼0 . 0 2 5 - 0 . 0 0 2 一0 . 05士 0 . 0 0 0 7 5 洛 阳 铜 加 工厂 1辊系 一 IYnn 一 、一一一一
11、一一 一 !中 5 3 8 5 / 中 7 6 .2 / 3 0 / I 5 0 / X1 2 9. 5 4 / 中2 2 5 / X3 0 0 x 7 6 0 x 6 8 4 。 3 4 . 9 3 / 叫5 2 . 3 5 / X 9 1 .1 1 1 中 1 砧 / x. 一 20 m m一 一 、 /(D 7 5 / 一 I (D 1 3 2 / (D 2 2 0 / 一 7 6 0 2国别 德国，美国( S T 9 一 1 9 ) 美国( S T 6 一 ” 5 ) 德国 3最厚来料】 】 刀n2 . 5 I 1 . 52 . 02. 5 4 最薄成品精度 nl l l l0. 0
12、5土0 . 0 0 2一 0 . 0 5 士 0 . 0 0 0 7 5 10 . 0 2 5 土 0 . 0 0 2 5 来料宽度 I n nl6 5 0 3 2 0一4 3 02 0 03 4 0 3 0 0一6 7 0 6卷重t4. 5，5. 6 一 2 . 54. 5 7卷曲张力K N 一3 7 .4 4 66 6 8 最大轧制速度 而 n i n6 0 0 7 3 04 5 06 0 0 9 轧制力 K N2 0 0 01 1 8 5 09 1 82 0 0 0 1 0主传动功率 KW .一 2 x 3 5 0 5 2 5 2 9 4 5 0 0 1 1 带材平直度 I2 0 一 3
13、 0 (2 0 -一刃 1 。 一 2 0 1 2 1设 备 重 量 t 一 一1 8 0一2 0 0 I 3 0 0 从表中可看出铜带的宽厚比与四辊机相比增加了5 一 1 0 倍， 成品厚度减小了一 个数量级。厚度精度也有大幅度提高。 三、 两种类型轧机轧制铜带精度的实际比较 沈阳有色金属加工厂对0 . 5 一 1 . 0 x 4 0 0 H 6 5 带材实测结果 四 辊轧机纵、 横向 公差为土 0 . 0 2 5 m m . 2 0 辊轧机 0 . 3 一 1 . O m m纵、 横向公差为t 0 . 0 1 n u n 测厚装置: 四 辊轧机: A G C 单向设置( 出口 测) 接触式
14、 2 0 辊轧机: A G C 双向设置( 进、 出口两测) 非接触式 Y 射线测厚装置测量精度为土 O . O l m m A G C 反馈时间 1 / 1 0 0 秒 2 0 辊轧机还有自 动对中系统， 并设有带材横向板形控制装置， 加之张力系统的 作用， 从而保证了带材板形的平整。 西 北铜加工厂实测用2 0 辊轧制H 6 2 0 . 2 x 4 0 0 m m , 0 . 2 5 x 5 0 0 m m , 0 . 1 x 4 0 0 m m 一2 01 一 电子工业用铜合金材料研讨推广会文集 成品带材， 厚度公差均在上 0 . 0 0 5 以内。 0 . 4 - 0 . 8 x 6
15、0 0 m m成品厚度公差则为士 0 . 0 1 一土 0 . 0 2 , 0 四、 国内多辊轧机开发制造的简况 国外从上世纪三十年代研制生产出多辊轧机以来， 生产最多的是2 0 辊轧机， 其中又以森吉米尔为主， 不锈钢冷带几乎全部都用2 0 辊生产， 高合金有色金属带 也相当一部分用2 0 辊生产， 带材最小厚度可达0 . 0 0 1 n u n ， 最大宽度可达2 0 0 0 n i n ， 最 大卷重可达3 0 吨， 最高轧制速度已超过 1 0 0 0 米/ 分， 自 动控制水平也愈来愈高， 带 厚， 板型等均采用自动控制。 国内研制开发多辊轧机是从六十年代开始的， 当时， 上海彭浦机械
16、厂， 北京工 业设计院， 做了几台小型2 0 辊轧机， 用于带材生产的是西重所制造的2 台7 0 0 宽2 0 辊轧机， 一台用于四力 江游长城特殊钢公司和重钢三分厂， 后 1 4 0 0 rn m宽的2 0 辊轧 机已完成设计， 辅机已作但未投产， 设计各型号轧机的主要技术参数列于表3 . 近几年北京空港天鑫冶金技术发展中心开发研制了B Y J 1 4 辊轧机， 生产中等 宽度( 2 0 0 一 6 5 0 m m ) 的带材， 其综合技术指标与2 0 辊轧机相当， 其技术参数列于表 4 . 表 3 项目单位 型号 B U 一2 8 0B L 2 1 一2 8 0 BB L 2 0 一 3 6 0 B L 2 1 一5 0 0B L 2 0 一7 0 0 B L 2 0 一， 0 0 BB L 2 0 一1 2 0 0 轧制材质 不锈 钢， 碳 钢、 铜 及其合金 铜及其合 金 不锈钢、
