宽厚板轧机机架发表评论(0)编辑词条

    大型冶金装备是《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》文件明确的振兴装备制造业的十六大重点领域之一，推进装备自主化是冶金工业增强竞争力和振兴装备制造业的重要方向。2009年发布的《装备制造业调整和振兴规划》提出以钢铁产业调整和振兴规划确定的工程为依托，以冷热连轧宽带钢成套设备等为重点，推进大型冶金成套设备自主化。
    《国家发展改革委关于印发加快推进大型冶金装备自主化实施方案的通知》将大型宽厚板成套轧制设备作为大型冶金装备自主化的目标和重点任务之一。而大型宽厚板轧机是大型宽厚板成套轧制设备的主机，轧机的机架设计制造技术是重点科技攻关技术之一。
    大型宽厚板轧机（这里特指宽度≥5米）生产的宽厚钢板厚度达500毫米，宽度达5350毫米，重达250吨。产品广泛应用于造船、管线、桥梁、锅炉、压力容器、海上平台、建筑和机器结构等国民经济建设和国防建设。
    目前，国外投产的5米以上大型宽厚板轧机约有22套。宽度最大的轧机是德国、日本5500毫米轧机，支承辊直径尺寸最大的是φ2400毫米。
    大型宽厚板轧机机架结构主要有两种：一种是整体式铸钢机架。其结构设计简洁，强度刚度分析计算方便。由于大型宽厚板轧机一般均建设在沿江、沿海岸线，宽厚板产品运输、深加工和造船等企业也沿江、沿海岸分布。整体式铸钢件从我国现有企业的能力来看生产均不存在问题。宝钢5100毫米宽厚板轧机整体式机架，大件制造运输均已在四川德阳实现。因此，我国建设5000毫米级以上轧机推荐采用整体式铸钢机架。国外投产的5米以上大型宽厚板轧机大多数选择铸体式机架。
    另一种是组合式拉杆预紧机架。其是在制造能力和运输条件不具备的情况下，不得已选用的结构。上世纪60年代河南舞阳钢铁公司4200毫米轧机机架就是采用的组合式拉杆预紧机架。当时一次浇铸的钢水量、热处理、机加工、车间行车能力和运输条件均不具备制造整体机架的条件。上世纪80年代后，我国逐步制造了3000毫米级以上的宽厚板轧机，与国外一样大多数选择采用铸体式机架。
    组合式拉杆预紧机架缺点主要是组成件多。由于加工面多、技术要求高，加工时间和加工成本大量增加。为了满足连接部位的强度要求，增加了设备重量。在加工车间装配时，要将多件整体预装、预紧，并检查预紧后各件尺寸公差和形位公差。占用车间场地大，预紧要采用专用预紧拉伸器，每个拉杆要分两次交叉预紧，然后整体起吊下地坑装配。
    有关单位对整体式和组合式机架进行有限元分析计算发现，机架的纵向刚度整体式为19500千牛/毫米，组合式为20618千牛/毫米。二者相比，组合式的纵向刚度大5.73%。机架缩颈量整体式为0.96毫米，组合式为0.091毫米。这主要是因为组合式机架在横梁与立柱键槽止口的上部，留有约1毫米的加工间隙，拉杆预紧后机架立柱向外变形。机架缩颈量（即机架左、右立柱向机架中心位移）大小，不能作为选择机架形式的依据，因为机架立柱内侧安装有工作辊轴承座和支承辊轴承座。为了保证正常更换工作辊和支承辊，机架与轴承座之间均有约1毫米～2毫米的间隙（根据轧制力大小确定，力大取大值），在受轧制力后机架缩颈量不会超过此间隙。
    由此可知，组合式机架为2×565吨/片，整体式机架为2×405吨/片。组合式重量增加40%，而强度、刚度并没有明显增加，且组合式机架存在受力关系不好、长期使用结构整体性和稳定性差等弊端。由于宽厚板轧机机架所受最大轧制力为100兆牛～200兆牛，受脉动冲击载荷大，机架横梁与立柱的受力主要集中在凸台和键槽上，且拉杆预紧会产生摩擦力。因此，在机架立柱键槽止口圆角处压力最大，等效应力为189兆帕，安全系数为1.45。而整体式机架危险应力在上横梁压下螺母的装配孔处，最大等效应力为123兆帕，安全系数为2.2，安全性能较组合式机架好。
    经过对宽厚板轧机整体式机架和组合式机架结构设计分析计算，以及对制造、运输、安装条件的可行性分析可以得知，在我国宽厚板轧机的制造能力、运输条件均可行的条件下，建议采用整体式机架结构。某些外商由于制造条件受限推销组合式机架，对于我国的钢铁企业不是最佳选择。根据现代装备制造业技术发展的要求，应该首选整体件，其次考虑焊接件，最后再考虑螺栓连接件。