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1、天津冶金职业技术学院天津冶金职业技术学院 毕业课题毕业课题森吉米尔二十辊轧机森吉米尔二十辊轧机系别 机械工程系专业 机械制造于自动化班级 机制 09-2学生姓名 杨宪指导教师 刘国2012 年 2 月 27 日摘要森吉米尔冷轧机与四辊轧机或其他类型轧机的本质区别是轧制力的传递方向不同。森吉米尔冷轧机轧制力从工作辊通过中间辊传到支撑辊装置，并最终传到坚固的整体机架上。这种设计保证了工作辊在整个长度方向的支撑。这样辊系变形极小，可以在轧制的整个宽度方向获得非常精确的厚度偏差。森吉米尔冷轧机基本上是单机架可逆式布置，灵活性大，产品范围广。但是亦有极个别呈连续布置的森吉米尔轧机。卷取机用于卷取带材，并
2、可形成轧制张力。由传动的直流电机通过减速机带动卷筒旋转。张力是薄带和极薄带材轧制过程中最重要的参数之一，它对带材厚度均匀性、表面质量和物理一力学性能都有极大的影响。卷筒采用四棱锥结构，实心的四棱锥轴在液压缸活塞杆推动下作轴向移动时，卷筒被胀开或收缩。四棱锥的锥面倾斜角一般为 7730。还有很多细节方面，都是森基米尔冷轧机冷轧钢板的工艺特点，下面我们就森基米尔冷轧机的结构性、机架、测厚仪、开卷机、板形控制等等，具体剖析。关键词：森吉米尔 冷轧机 辊系 卷筒 张力目录摘要I1.森吉米尔轧机的性能与工艺流程51.1 森吉米尔结构性能的特点 5 1.1.1 森吉米尔结构性能的特点 51.1.2 森吉米
3、尔轧机的具工艺流程体 61.1.3 目前森吉米尔轧机的发展水平 62.机架72.1 工作机座 72.1.1 工作机座 72.2 机架 82.2.1 机架 82.3 轧辊 92.3.1 轧辊系统 92.3.2 轧机调整机构 102.3.3 压下调整机构 102.3.4 轧制线标高调整机构 112.3.5 轴向辊形调整机构 133.测厚仪 163.1.1 测厚仪 163.1.2 接触式测厚仪 164.开卷机 174.1 开卷机 174.2 上料机构 174.2.1 上料机构 174.2.2 上料小车 184.2.3 固定上料装置 184.2.4 开卷箱 184.2.5 喂料机构 185.板形控制
4、195.1 板形控制 195.1.1 板形控制 195.2 平直度 205.2.1 平直度 206.轧机润滑 216.1 轧机润滑 216.1.1 冷却系统的作用 216.1.2 工艺润滑 216.1.3 背衬轴承润滑 226.2 冷却 226.2.1 冷却 236.2.2 冷却剂 236.2.3 工艺润滑一冷却剂的品种 236.2.4 工艺润滑一冷却系统 247.总结7.1 总结 251 森吉米尔轧机的性能与工艺流程1.1 森吉米尔结构性能的特点1.1.1 森吉米尔结构性能的特点(1)具有整体铸造（或锻造)的机架，刚度大，并且轧制力呈放射状作用在机架的各个断面上。(2)工作辊径小，道次压下率
5、大，最大达 60。有些材料不需中间退火，就可以轧成很薄的带材。(3)具有轴向、径向辊形调整，辊径尺寸补偿，轧制线调整等机构，并采用液压压下及液压 AGC 系统，因此产品板形好，尺寸精度高。(4)设备质量轻，轧机质量仅为同规格的四辊轧机的三分之一。轧机外形尺寸小，所需基建投资少。1.1.2 森吉米尔轧机的具工艺流程体原料（我们所称的黑皮）经过退火和酸洗变成白皮（2D）经过轧机进行轧制（轧制到所需的厚度）再进入退火和酸洗处理（2B）在经过平整进行平整处理进入拉矫部门处理和质量检验如果检验有钢卷有异常(如果没异常将直接进入剪切处理，最后包装形成成品)将进入修磨进行修磨或重卷然后经过剪切再处理最后包装
6、形成成品 1.1.3 目前森吉米尔轧机的发展水平(1)轧制带材最大宽度。目前轧制带材最宽的是法国的一台 ZR22-80 型轧机，轧制宽度最大为 2032mm 的软钢及硅钢，厚度偏差为O.005mm。(2)轧制带材最小厚度。轧制带材最小厚度与其宽度和钢种有关。美国轧制硅钢最小厚度为 O002mm，其宽度为 120mm。日本轧制不锈钢，当宽度为 1220mm 时，最小厚度为 O127mm；宽度为 200mm 时，最小厚度为 O.01mm；轧制有色金属时，最薄可达 O.0018mm(ZR32-4 1/4 型，轧制紫铜)。(3)轧制速度。美国的 ZR21-44 型轧机轧制低碳钢的最大速度达 1067m
7、min；美国、日本等国轧制硅钢及不锈钢的 ZR21 型轧机轧制速度可达 800mmin。一套完整的二十辊森吉米尔轧机，一般包括轧机工作机座、卷取机、开卷机及上料喂料机构、AGC 系统、液压系统、冷却系统、排油烟系统等部分。 图 1.1 为一台五工位的 ZR-33WF-18 型森吉米尔冷轧机机列布置图。图图 1.11.1 森吉米尔冷轧机机列布置图森吉米尔冷轧机机列布置图2 机架2.1 工作机座2.1.1 工作机座森吉米尔轧机的特点之一，是机架为一个整体铸(锻)钢件，并和齿轮机座安装在同一底板上。作用在工作辊上的轧制力，通过中间辊呈放射状分散到各支撑辊装置上，而各支撑辊装置为多支点梁的形式，将轧制
8、力沿辊身长度方向传递给整体机架。该种形式的轧机的刚度高于其他形式的轧机。如：轧制同样规格带材的四辊冷轧机的刚度为 4000kNmm，Sundwig 四柱式二十辊冷轧机的刚度为 40005000 kNmm，而 Sendzimir 二十辊冷轧机的刚度则为 5000-6000kNmm。森吉米尔二十辊轧机结构如图 2.1 所示。图图 2.12.1 森吉米尔森吉米尔 2020 辊轧机结构辊轧机结构2.2 机架2.2.1 机架森吉米尔轧机机架，是在整体铸钢件中加工出 8 个梅花状通孔，用以安装支撑辊装置；与梅花通孔垂直的侧面开有通过带材的四棱锥形窗口。分散传到各支撑辊装置上的轧制压力，在 8 个梅花状通孔
9、位置被整体机架所吸收。森吉米尔轧机机架于 20 世纪 30 年代末 40 年代初设计出来时，仅用于十二辊轧机，以及一些非常小的二十辊轧机，如 ZR-32 型、ZR-34 型，为桌面型轧机，其机架形状为立方体形状。 随着轧机的增大，设计者开始削去机架各个顶角，呈多面体形状，见图 2-6。目前大多数二十辊森吉米尔轧机仍为这种形状的轧机。图图 2.22.2 机架横截面机架横截面( (上部上部) )受力图受力图图 2.2 所示为支撑辊装置作用于机架上的作用力。从上半部分机架受力情况不难看出，B、C 两处力的作用是使机架顶部向上弯曲，而 A、D 两处的力则给机架以反方向作用。由于 B、C 两处与 A、D
10、 两处的受力大小是不同的，所以需将机架设计成相应的不同形状，以达到均衡受力。轧制力在轧辊长度方向最终是通过支撑辊装置的轴承座(鞍座)传递给机架的，机架厚度和形状设计的目的是使机架变形程度最小，受力最为均衡。机架承受的弯曲力矩，从机架边缘到中心是连续加大的，中心部位力矩最大，因此机架的断面也应该是中心部位最大，往两边逐渐变小。根据机架的受力情况，可以计算出机架梁上的不均匀变形。先由计算机对所有轴承支座受力进行计算，再根据计算结果推出机架的实际模型最新式的接近于鼓形的机架形状。2.3 轧辊231 轧辊系统二十辊森吉米尔轧机辊系是按 1-2-3-4 呈塔形布置，上下对称设置在机架的 8个梅花孔内。上
11、下两个工作辊分别靠在两个第一中间辊上；上下两对第一中间辊又支撑在 3 个第二中间辊上；而 6 个第二中间辊则支撑在外层固定于梅花孔里的 8 个支撑辊组上。图 2.3 机架辊系图之一图 2.4 机架辊系图之二图 2.4 所示的 8 个支撑辊组分别是 A、B、C、D、E、F、G、H，每个支撑辊的数个短圆柱轴承和鞍座安装在同一轴上。除辊组 B、C 外，其余各支撑辊结构基本相同；B、C 辊组视有无径向辊形调整机构其结构有所不同。轧机中心线两侧的 4 个第二中间辊是传动辊，由电机通过万向接轴来传动。两个工作辊是靠 4 个传动辊和第一中间辊的摩擦力而驱动的。8 个支撑辊组的心轴及背衬轴承的位置，对机架而言
12、是能够变化的，以准确地控制两个工作辊之间的距离(即轧机辊缝)。这是森吉米尔轧机的基本控制运动，这种控制是快速的，对轧辊而言是平行的，并且位置非常准确。232 轧机调整机构 森吉米尔轧机具有多种调整机构。在轧制过程中，通过手动或自动控制系统，可以十分灵活地实现各种必须的调整，从而获得高精度的、板形优良的成品带材。这些调整机构分为 3 大类：压下调整机构、辊形调整机构、轧辊直径补偿调整机构。2.3.3 压下调整机构压下调整机构包括上压下调整机构，即压下机构；下部压上调整机构，即轧制线标高调整机构。A 压下机构森吉米尔二十辊轧机的压下，是通过转动两个上部中间支撑辊组 B 及 C 的偏心环来实现的。偏心环安装在鞍座的滚针轴承上，因此它比普通轧机的压下螺丝所受的运动阻力矩要小得多；在轧制的过程中也能够很轻便灵活地回转。B、C 支撑辊组的结构。B、C 支撑辊组偏心环的转动，是靠上下移动压下双面齿条回转与其啮合的一对扇形齿轮，从而转动偏心轴(轴及偏心环)，实现工作辊的压下及抬起。如图 2.5 所示，双面齿条向上移动时，工作辊则向下进行压下；齿条向下移动时，工作辊则抬起。一般工作辊压下或抬起的距离仅为双面齿条上移或下移量的二十几分之一。早期的森吉米尔轧机是采用电动压下机构进行压下的。电动机传动一根蜗杆，蜗杆旋转带动蜗轮转动，蜗轮转动使处于蜗轮中心的双面
