CN1144628C - 线材轧制方法及轧机 - Google Patents
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Abstract
为了无需费时费力地更换无扭线材轧机轧辊地用由粗轧步骤提供的一种圆棒生产多种直径的线材，本发明的轧机包括置于无扭线材轧机与定径机之间的小型无扭线材轧机。将无扭线材轧机构造成它可以同时利用前、后轧辊组，或借助空轧孔型通过后轧辊组地只采用前轧辊组，或同时绕过前、后轧辊组。小型无扭线材轧机可从轧制线上调至旁路。定径机配备有两套轧辊，由此可同时采用两套轧辊，或只采用一套轧辊，而另一套轧辊被旁路。通过选择采用或不采用各轧辊的组合，可用一种直径的圆形棒料生产不同直径的线材。
Description
本发明涉及对金属棒材的轧制的改进，更具体地说，涉及对钢棒的轧制的改进，以生产钢丝。根据本发明，可以从一种直径的棒材开始，不用改变轧辊地生产出各种直径的线材。
通过对钢棒进行线材轧制而生产直径范围在几毫米至十几毫米的线材通常是通过下述步骤而进行的，即，利用由粗轧步骤提供的直径为20mm左右的圆形棒料，在一个配备有八个轧辊的作为中间轧机的无扭线材轧机上轧制该材料，然后用一个配备有两个轧辊的定径机对线材进行精轧。轧机的结构如图1所示。
根据应用，对钢丝的尺寸有严格的要求。例如，在直径为5-10mm的范围内，要求产品的尺寸按0.5mm递增，而在直径为10-20mm的范围内，则要求产品的尺寸按1.0mm递增。最近，要求提供具有不同尺寸的热轧线材产品，以便完全满足需求。
满足这一要求的传统方法是如下所述的轧制步骤序列，它的一个典型例子示于图2。
*在“极细”的范围(直径5.5，6.0和6.5mm)内，线材的轧制从一个由粗轧中间作业线(图2)提供的直径为16.4mm的圆形棒料开始。棒料先由一个具有第一轧辊组的无扭线材轧机轧制到直径为6.5mm，然后，将经轧制的材料传送给定径机以由前轧辊组和后轧辊组进行轧制(5.5mm)，或仅由前轧辊组进行轧制(6.0mm)。
*在“细”的范围(直径7.0，7.5和8.0mm)内，采用直径为20.5mm的圆形棒料作为从粗轧中间作业线提供的材料。为了转换到这一范围，需要关闭轧制作业线以便对全部机座的轧辊进行更换并形成一个具有第二轧辊组的无扭轧机(F1-F8)。在将直径为20.5mm的圆形棒料轧制到8.4mm之后，将经轧制的材料传送给定径机，从而使之可被前、后两个轧辊组轧制(7.0mm)，或仅被前轧辊组轧制(7.5mm)，或仅被已更换轧辊的前轧辊组轧制。
*在“中细”范围(直径8.5，9.0和10.0mm)内，轧制同样从上面所述的直径为20.5mm的圆形棒料开始(图3)。使圆形棒料被具有第二轧辊组的无扭线材轧机的一部分(F1-F6)轧制到直径为10.5mm。为此，也需要在关闭轧制作业线之后，将F7和F8机座的轧辊卸掉，并安装一个空转导辊。将从空转导辊输出的轧制材料传送给定径机，以便使用前、后两个轧辊组(8.5mm)，或仅使用前轧辊组(9.5mm)，或仅使用后轧辊组(10.0mm)。
*在“中粗”范围(直径11.0和12.0mm)内，轧制仍从直径为20.5mm的圆形棒料开始(仍见图3)。使材料被具有第二轧辊组的无扭线材轧机的一部分(F1-F4)轧制到直径为13.5mm。在这种情况下，同样将F5和F6机座的轧辊卸下并用一空转导辊代替。将直径为13.5mm的轧制材料传送给定径机，并由前后两个轧辊组进行轧制(11.0mm)，或仅由前轧辊组轧制(12.0mm)。
*对于粗细程度为“粗”(直径13.0，14.0，15.0和16.0mm)的线材产品的生产同样从直径为20.5mm的圆形棒料开始，使它首先被第二轧辊组的一部分(F1-F2)轧制成直径为16.4mm。同样要卸下F3和F4机座的无扭线材轧机的轧辊。将直径为16.4mm的轧制材料传送给定径机，并被前、后两个轧辊组轧制(13.0mm)，或仅被后轧辊组轧制(15.0mm)。或者，在更换轧辊之后，使轧制材料被前、后两个轧辊组轧制(14.0mm)，或仅被后轧辊组轧制(16.0mm)。
粗细程度为“极粗”(直径17.0，18.0和19.0mm)的线材的生产同样也从直径为20.5mm的圆形棒料开始，但不使用无扭线材轧机而直接采用定径机来生产。采用前、后两个轧辊组(17.0mm)，或仅采用前轧辊组(19.0mm)，或采用已更换轧辊的前、后两个轧辊组(18.0mm)。
在图2至图4中，用线条进行的区划表示采用轧辊的区域以及不采用轧辊的其它区域。图中，圆形表示轧辊的孔型(因而也就是由此所产生的被轧制材料的截面)是圆的，而纺锤形则表示被轧制材料的椭圆形截面。附加在圆形处的数字表示从具有圆形孔型的轧辊中输出的材料的直径。
定径机轧辊的更换是很容易的，甚至可以更换全部轧辊。但是，由于在无扭线材轧机中轧辊的转速比是相同的，因而有必要采用连续的机座。同时，由于轧辊轴被牢固地固定在轧制线上，所以必须在将与无扭线材轧机有关的轧制操作中断之后才能更换轧辊。就上面所描述的例子而言，在粗细程度为“极细”和“细”的范围内，无扭线材轧机的全部轧辊都要被更换。当粗细程度在“细”与“中细”、“中细”与“中粗”以及“中粗”与“粗”之间变化时，则需要安装和卸下后轧辊组。
因而，利用传统技术生产各种尺寸的钢丝的企图需要麻烦地预先进行更换轧辊的工作，这降低了生产效率。但是，如果为了避免上述问题而一次生产大量的同一尺寸的产品，则必须保持线材产品的大量库存。还可能会产生例如在搬运和运输过程中造成擦伤以及在贮存过程中生锈等问题。
本发明的目的是为了解决上述的与线材轧制有关的问题而提供一种轧制方法，该方法可以不用花费大量的时间和劳动力来更换无扭线材轧机的轧辊地由一种直径的圆形棒料生产具有各种直径的线材产品。本发明还提供了一种可实现该轧制方法的轧机。
可实现上述目的，根据本发明的轧制方法是这样一种线材轧制方法，即，通过利用无扭线材轧机的中间轧制和利用定径机的精轧将由粗轧作业步骤提供的金属棒料制成线材产品。该方法采用了这样一个轧机，即如图5所示，它包括一个无扭线材轧机(BM)，一个定径机(SM)，以及一个安装在BM和SM之间的作为一个减径机的小型无扭线材之间(MBM)。无扭线材轧机(BM)的轧辊被分成两组，即前轧辊组和后轧辊组，以便能够或者同时使用前、后两个轧辊组，或者令被轧制材料空转通过后轧辊组地仅使用前轧辊组，或者使欲被轧制的材料经另外的导辊走旁路而不使用无扭线材轧机(BM)。小型无扭线材轧机(MBM)可从轧制线上调至旁路。定径机(SM)包括多套轧辊，并且至少其中一套轧辊可从轧制线上调至旁路。可以选择采用或不采用轧辊的各种组合，从而可以由一种直径的圆形棒料生产出不同直径的线材。
用于实现上述轧制方法的轧机是一种这样的线材轧机，即它通过利用无扭线材轧机的中间轧制和利用定径机的精轧将由粗轧步骤提供的金属棒料制成线材产品。如图5所示，该轧机包括一个无扭线材轧机(BM)，一个定径机(SM)和一个安装在无扭线材轧机与定径机之间的作为一个减径机的小型无扭线材轧机(MBM)。无扭线材轧机(BM)的轧辊被分成两组，即前轧辊组和后轧辊组，以便能够或者同时利用前、后两个轧辊组，或者仅利用前轧辊组而使轧材由一个空轧孔型(DP1)通过后轧辊组；以及，用于使待轧制的材料走旁路(BP)的一个或多个导辊。该轧机还具有另一个空轧孔型(DP2)，从而小型无扭线材轧机可从轧制线上调至旁路。定径机包括多套轧辊，并且至少其中一套轧辊可从轧制线上调至旁路。可以选择采用或不采用轧辊的各种组合以便能够由一种直径的圆形棒料生产出不同直径的线材。
通过根据本发明的利用减径机和旁路的线材轧制，能够不用更换无扭线材轧机的轧辊地由一种原始材料生产出具有不同直径的线材。由于如前面所述，更换无扭线材轧机的轧辊需要大量的时间和劳力，消除换辊的必要性不仅可提高生产效率，而其还减少了所用轧辊的数目。
产品尺寸可以很容易地被加以改变这一事实克服了传统技术中所存在的一旦更换了轧辊就不得不一次生产相当大量的产品的缺点，从而不会不必要地增加成本地实现“很多等级的小批量”生产。这一优点也可有助于减轻前面所述的在搬运过程中发生擦伤及在贮存过程中生锈等问题。
附图的简要说明
图1是表示在传统的线材轧机中的轧辊配置的示意图。
图2是在通过采用图1所示线材轧机生产不同尺寸的线材的轧制过程中对所用轧辊以及材料的截面和直径进行说明的说明图。
图3是对图2之后的步骤进行说明的类似于图2的说明图。
图4是对图3之后的步骤进行说明的类似于图2的说明图。
图5是与图1相对应的表示在根据本发明的线材轧机中的轧辊配置的示意图。
图6是与图2相似的说明图，用于对当通过采用图5所示线材轧机生产不同尺寸的线材轧制过程中所用轧辊以及材料的截面和直径进行说明。
图7是对图6之后的步骤进行说明的类似于图6的说明图。
图8是对图7之后的步骤进行说明的类似于图6的说明图。
通过安装导辊可为轧辊提供旁路，以便使被轧制的线材或待轧制的线材紧靠轧制线中心附近地通过适当位置处而不与轧辊或正在进行的换辊操作发生干涉。
料棒和被轧制的线材所经过的路径的组合列于下表。在该表中，“情况A”包括采用无扭线材轧机的情况，而“情况B”中则不使用无扭线材轧机。表中的缩写字母具有以下含义：
BM 无扭线材轧机
BM1 无扭线材轧机的前轧辊组
BM2 无扭线材轧机的后轧辊组
MBM 小型无扭线材轧机
SM1，2 定径机
BP 旁路
DP1-3 空轧孔型
a-t 定径机的轧辊对
情况A
情况 无扭线材轧机 减径机 定径机
1 BM1 BM2 MBM SM1(a) SM2(b)
2 BM1 BM2 MBM SM1(a) DP3
3 BM1 BM2 DP2 SM1(c) SM2(d)
4 BM1 BM2 DP2 SM1(e) DP3
5 BM1 BM2 DP2 SM1(f) SM2(g)
6 BM1 BM2 DP2 SM1(f) DP3
7 BM1 DP1 MBM SM1(h) SM2(i)
8 BM1 DP1 MBM SM1(h) DP3
9 BM1 DP1 MBM SM1(j) SM2(k)
10 BM1 DP1 MBM SM1(j) DP3
11 BM1 DP1 MBM SM1(l) SM2(m)
12 BM1 DP1 MBM SM1(l) DP3
13 BP1 MBM SM1(o) SM2(p)
14 BP1 MBM SM1(o) DP3
15 BP1 MBM SM1(q) SM2(r)
16 BP1 MBM SM1(q) DP3
17 BP1 DP2 SM1(r) SM2(s)
18 BP1 DP2 SM1(r) DP3
19 BP1 DP2 SM1(s) SM2(t)
情况B
情况 中间 无扭线材轧机 减径机 定径机
1 H21 V22 BM1 BM2 MBM SM1(a) SM2(b)
2 H21 V22 BM1 BM2 MBM SM1(a) DP3
3 H21 V22 BM1 BM2 DP2 SM1(c) SM2(d)
4 H21 V22 BM1 BM2 DP2 SM1(e) DP3
5 H21 V22 BM1 BM2 DP2 SM1(f) SM2(g)
6 H21 V22 BM1 BM2 DP2 SM1(f) DP3
7 H21 V22 BM1 DP1 MBM SM1(h) SM2(i)
8 H21 V22 BM1 DP1 MBM SM1(h) DP3
9 H21 V22 BM1 DP1 MBM SM1(j) SM2(k)
10 H21 V22 BM1 DP1 MBM SM1(j) DP3
11 H21 V22 BP1 MBM SM1(l) SM2(m)
12 H21 V22 BP1 MBM SM1(f) DP3
13 H21 V22 BP1 DP2 SM1(o) SM2(p)
14 H21 V22 BP1 DP2 SM1(o) DP3
15 H21 V22 BP1 DP2 SM1(q) SM2(r)
16 H21 V22 BP1 DP2 SM1(q) DP3
17 DP1 BP1 DP2 SM1(r) SM2(s)
18 DP1 BP1 DP2 SM1(r) DP3
19 DP1 BP1 DP2 SM1(s) SM2(t)
例子
采用直径为20.5mm的碳钢圆棒作为原始材料，并按照图6，图7和图8中所示的顺序进行轧制，以便获得具有图中所示直径的线材产品。在这些图中，用线条区划的部分，圆圈和纺锤形以及加在它们旁边的数值和参照图2至图4中所示解释的含义相同。
Claims (2)
1、一种通过借助于一台无扭线材轧机进行的中间轧制和采用定径机进行的精轧而对由粗轧步骤提供的金属棒料进行线材轧制以形成线材产品的方法，该方法包括：采用一台具有安装于无扭线材轧机和定径机之间的小型无扭线材轧机的轧机；无扭线材轧机的轧辊被分成两组，即前轧辊组和后轧辊组，以便能够或者同时使用前、后两个轧辊组，或者借助于空转通过后轧辊组地仅利用前轧辊组，或者通过经由另一个导辊使待轧制的材料走旁路而不利用无扭线材轧机；小型无扭线材轧机可从轧制线上调至旁路；定径机包括多套轧辊，并且至少一套轧辊可从轧制线上调至旁路；选择利用和不采用轧辊的组合，从而能够由一种直径的圆形棒料生产出具有不同直径的线材。
2、一种用于线材轧制的轧机，可将由粗轧步骤提供的金属棒料通过利用一台无扭线材轧机进行的中间轧制和采用定径机进行的精轧而轧制成线材产品，该轧机包括：一台无扭线材轧机，一台定径机和一台安装于无扭线材轧机与定径机之间的小型无扭线材轧机；无扭线材轧机的轧辊被分成两组，即前轧辊组和后轧辊组，以便可以或者同时采用前、后两个轧辊组，或者借助于空轧通过后轧辊组地仅使用前轧辊组；一个或多个用于使待轧制材料走旁路的导辊；所述小型无扭线材轧机可从轧制线上调至旁路；所述定径机包括多套轧辊，并且至少一套轧辊可从轧制线上调至旁路；可选择采用或不采用轧辊的多种组合以便可由一种直径的圆形棒料生产出不同直径的线材。
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