一种可轧制异形原料的多功能试验轧机的制作方法

本发明属于可逆热轧试验轧机的技术领域，尤其涉及一种可轧制异形原料的多功能试验轧机。

背景技术：

冶金行业，钢铁新产品的开发一般要经历理论研究、数值模拟、中试试验及批量试制等流程，国内外先进钢铁企业中试基地均配置有冶炼、轧制及热处理试验设备。

国内大多中试试验轧机功能设计比较单一，试验品种、规格有限，多数考虑只是限于板带轧制。对圆钢、方钢、扁钢等其他品种的试验，还需要再专门配置轧制设备，中试试验装备投入多，成本高。

另外，为节约成本和便于脱模，中试冶炼实验产品大多为25～200kg的模铸炮弹锭，采用平板轧轧制成线板形，轧制板形不易控制，且炮弹锭等异形钢锭被轧机咬入时容易发生打滑，会造成轧机咬钢困难。目前，在热轧试验工序前，一般要对炮弹锭等异形坯样进行锻造，将异形坯样锻造成规整的板料后，才能开展热轧试验，增加锻造工序影响了热轧试验的真实可靠性，且增加成本资源。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种可轧制异形原料的多功能试验轧机，解决了炮弹锭等异形坯料需要经锻造后才可进行轧制试验的难题，可高效低成本实现“板材+异型材”多品种的试验生产模式。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种可轧制异形原料的多功能试验轧机，其特征在于，包括机架、辊系、压下装置、辊道和坯料矫直装置，所述机架由左、右轧机牌坊对称安设组成；所述辊系包括上轧辊、下轧辊和轴承座，所述上、下轧辊两端分别通过所述轴承座与所述左、右轧机牌坊相连；所述压下装置包括电动压下机构、液压压下机构和上轧辊平衡机构，所述电动压下包括电动机、减速机和压下螺丝，所述电动机和减速机安设于所述左、右轧机牌坊顶板，电动机输出轴穿过顶板与所述压下螺丝相连，所述液压压下机构包括压下液压缸和连接头，所述压下液压缸顶端与所述压下螺丝相连，底端固定于所述连接头上，连接头置于所述轴承座顶部，所述上轧辊平衡机构包括支撑板、平衡液压缸和平衡杆，所述支撑板两端分别置于左、右轧机牌坊顶板上，所述平衡液压缸穿过支撑板的中心通孔，悬挂于支撑板上，平衡液压缸的活塞杆端通过销轴与所述平衡杆相铰接，平衡杆两端分别插入连接头的耳销槽内；所述辊道包括机前辊道和机后辊道，分别设于机架的前后两侧；所述坯料矫直装置包括导卫板和矫正机构，所述导卫板分别设于下轧辊的进口和出口，所述矫正机构设于机前辊道和机后辊道两侧。

按上述方案，所述矫正机构包括左、右推板、推板液压缸和推板滑道，所述推板滑道安设于所述辊道的间隙中，所述左、右推板对称设于推板滑道上，对应辊道左右两侧设置，所述推板液压缸与左、右推板相连，推动左、右推板左右移动。

按上述方案，所述上、下轧辊的辊面上依次设有圆形槽、方形槽、长方形槽及平轧面，上、下轧辊的两端分别设有锥形的轧辊轴颈，所述轧辊轴颈与所述轴承座相配置。

按上述方案，所述机前辊道和机后辊道均由若干个电机驱动的圆辊组成。

按上述方案，还包括送料小车，所述送料小车由底板和左、右侧板组成，底板承载坯料。

本发明的有益效果是：提供一种可轧制异形原料的多功能试验轧机，在同一轧辊上开不同的孔型，同一对轧辊上实现“板材+异型材”多品种的试验生产模式，可轧制生产板材、圆钢、方钢、扁钢等多品种产品；利用不同的孔型，并结合不同轧制工艺，可在同一辊系下对炮弹锭等异形坯料进行平轧、立轧，能有效控制板形，解决了炮弹锭等异形坯料需要经锻造后才可进行轧制试验的难题；通过送料小车在辊道上运输轧制坯料，并利用导卫板将轧件送入两个旋转的特定形状的轧辊之间，避免了异形件或者小规格的坯料易从机前辊道间隙掉落、跑偏，及轧辊咬钢困难等问题。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的上、下轧辊的结构示意图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1-图2所示，一种可轧制异形原料的多功能试验轧机，包括机架1、辊系、压下装置、辊道和坯料矫直装置，机架由左、右轧机牌坊对称安设组成，主要用于安装辊系和压下装置；辊系包括上轧辊2、下轧辊3和轴承座4，上、下轧辊的两端分别设有锥形的轧辊轴颈5，轧辊轴颈与轴承座相配置，轴承座与左、右轧机牌坊相连。上、下轧辊的辊面上依次设有圆形槽6、方形槽7、长方形槽8及平轧面9，上轧辊辊面上的圆形槽、方形槽、长方形槽及平轧面，分别与下轧辊辊面上的圆形槽、方形槽、长方形槽及平轧面相互耦合，对钢坯原料实施轧制。上轧辊的圆形槽与下轧辊的圆形槽耦合时，可轧制圆钢；上轧辊的方形槽与下轧辊的方形槽耦合时，可轧制方钢；上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽耦合时，可轧制扁钢；上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面耦合时，可轧制板材。

压下装置包括电动压下机构、液压压下机构和上轧辊平衡机构，电动压下包括电动机10、减速机11和压下螺丝12，电动机和减速机安设于左、右轧机牌坊顶板，电动机输出轴穿过顶板与压下螺丝相连，液压压下机构包括压下液压缸13和连接头14，压下液压缸顶端与压下螺丝相连，底端固定于连接头上，连接头置于所述轴承座顶部；电动压下机构其压下速度快，辊缝调整量大，可实现快速压下，液压压下机构通过连接头传递压下力至轴承座，其响应快、精度高，可实现辊缝位置微量高精度调整。

上轧辊平衡机构包括支撑板15、平衡液压缸16和平衡杆17，支撑板两端分别置于左、右轧机牌坊顶板上，平衡液压缸穿过支撑板的中心通孔，悬挂于支撑板上，平衡液压缸的活塞杆端通过销轴与平衡杆相铰接，平衡杆两端分别插入连接头的耳销槽内；平衡液压缸的活塞杆的向上缩回时，平衡杆的两端向上作用于连接头，对与连接头连接的两上辊轴承座起支撑平衡作用；平衡液压缸的活塞杆向下伸出时，两上辊轴承座在自重作用下向下运动。电动压下、液压压下和上轧辊平衡装置相互配合，进一步提升了轧辊压下与抬升运动速度，可实现快速可逆轧制，保障终轧温度。

辊道包括机前辊道和机后辊道，分别设于机架的前后两侧，均由若干个电机驱动的圆辊18组成。送料小车19载着坯料20在辊道上移动，送料小车由底板和左、右侧板组成。送料小车置于机前机辊道的一端，将要输送的异形或小规格轧制坯料以一定的姿态置于送料小车的底板上。当辊道上电机驱动的圆辊向前旋转时，送料小车会向轧辊方向移动，装载于送料小车上的异形轧制坯料便以一定的姿态顺着辊道运行方向进入轧机入口处；当送料小车的前端与机前导板接触时，送料小车会停留在机前导卫板处，异形轧制坯料在惯性作用下继续向前被咬入轧辊孔型；当轧件咬入后将辊道反转，送料小车便可顺着辊道返回起始位置。

坯料矫直装置包括导卫板21和矫正机构，导卫板分别设于下轧辊的进口和出口，其导向槽与上下轧辊辊面上的圆形孔型、方形孔型、长方形孔型及平轧面相匹配，将进来的坯料导入正确的孔型并精确地抬高到所要求正确的高度。矫正机构设于机前辊道和机后辊道两侧，矫正机构包括左推板22、右推板23、推板液压缸24和推板滑道25，推板滑道安设于辊道的间隙中，左、右推板对称设于推板滑道上，对应辊道左右两侧设置，推板液压缸与左、右推板相连，推动左、右推板左右移动，对坯料起矫直作用。

实施例一

炮弹锭平板轧制实验工艺过程如下：

送料小车初始位于机前机辊道的端头，炮弹锭呈圆柱体，其上圆面直径180mm，下圆柱面200mm，高250mm，将其加热到一定温度后以一定的姿态置于送料小车上。

第一道次平轧：启动轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为130mm。控制机前辊道向机后方向旋转，辊道上的送料小车会同步向机架方向运动，当送料小车的前端与机前导卫板接触时，送料小车会停留在机前导卫板处，炮弹锭在惯性作用下继续向前被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，轧件通过轧辊后进入机后辊道上。同时，控制辊道反向向后旋转，辊道上的送料小车回到初始位置后移走送料小车，完成辊缝130mm的第一道次轧制。

第二道次平轧：控制轧机上、下轧辊反向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为100mm。利用推板液压缸分别控制机后左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与平轧面处相匹配。控制辊道向机前方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，坯料通过轧辊后进入机前辊道上，完成辊缝100mm的第二道次轧制。

第三道次平轧：控制轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为80mm。利用推板液压缸分别控制机前左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与平轧面处相匹配。控制辊道向机后方向方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，坯料通过轧辊后进入机后辊道上，完成辊缝80mm的第三道次轧制。

第四道次平轧：控制轧机上、下轧辊反向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为68mm。利用推板液压缸分别控制机后左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与平轧面处相匹配。控制辊道向机前方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，轧件通过轧辊后进入机前辊道上，完成辊缝68mm的第四道次轧制。

第五道次立轧：控制轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型辊缝调整为180mm。利用推板液压缸分别控制机前左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与长方形孔型处相匹配。控制辊道向机后方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型之间，轧件通过轧辊后落于机后辊道上，完成辊缝180mm的第五道次轧制。

第六道次平轧：控制轧机上、下轧辊反向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为68mm。利用推板液压缸分别控制机后左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与平轧面处相匹配。控制辊道向机前方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，坯料通过轧辊后进入机前辊道上，完成辊缝70mm的第六道次轧制。

第七道次立轧：控制轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型辊缝调整为160mm。利用推板液压缸分别控制机前左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与长方形孔型处相匹配。控制辊道向机后方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型之间，轧件通过轧辊后进入机后辊道上，完成辊缝160mm的第七道次轧制。

第八道次平轧：控制轧机上、下轧辊反向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为68mm。利用推板液压缸分别控制机后左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与平轧面处相匹配。控制辊道向机前方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，坯料通过轧辊后进入机前辊道上，完成辊缝68mm的第八道次轧制。

第九道次平轧：控制轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为50mm。利用推板液压缸分别控制机前左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与平轧面处相匹配。控制辊道向机后方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，坯料通过轧辊后进入机后辊道上，完成辊缝50mm的第九道次轧制。

以后各道次均按平轧轧制，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝值逐步递减，调整至所需要试验厚度为止。

实施例二

对炮弹锭方型轧制实验工艺过程如下：

初始位置、及第一道次至第八道次轧制工艺参数控制与平板轧制实验工艺过程相同。

第九道次立轧：控制轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型辊缝调整为130mm。利用推板液压缸分别控制机前左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与长方形孔型处相匹配。控制辊道向机后方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型之间，坯料通过轧辊后进入机后辊道上，完成辊缝140mm的第九道次轧制。

第十道次平轧：控制轧机上、下轧辊反向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为68mm。利用推板液压缸分别控制机后左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与平轧面处相匹配。控制辊道向机前方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，坯料通过轧辊后进入机前辊道上，完成辊缝68mm的第十道次轧制。

第十一道次立轧：控制轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型辊缝调整为100mm。利用推板液压缸分别控制机前左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与长方形孔型处相匹配。控制辊道向机后方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型之间，坯料通过轧辊后进入机后辊道上，完成辊缝100mm的第十一道次轧制。

第十二道次工艺与第十道次相同。

第十三道次立轧：控制轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型辊缝调整为70mm。利用推板液压缸分别控制机前左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与长方形孔型处相匹配。控制辊道向机后方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的长方形孔型之间，坯料通过轧辊后进入机后辊道上，完成辊缝70mm的第十三道次轧制。

第十四道次平轧：控制轧机上、下轧辊反向旋转，将上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间辊缝调整为50mm。利用推板液压缸分别控制机后左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料推至与平轧面处相匹配。控制辊道向机前方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，坯料通过轧辊后进入机前辊道上，完成辊缝50mm的第十四道次轧制。

第十五道次立轧：控制轧机上、下轧辊正向旋转，将上轧辊的方形槽与下轧辊的方形槽组成的正方形孔型辊缝调整为50mm。利用推板液压缸分别控制机前左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料2翻转并推至与正方形孔型处相匹配。控制辊道向机后方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的长方形槽与下轧辊的长方形槽组成的正方形孔型之间，坯料通过轧辊后进入机后辊道上，完成辊缝500mm的第十五道次轧制。

第十六道次平轧：控制轧机上、下轧辊反向旋转，将上轧辊的方形槽与下轧辊的方形槽组成的正方形孔型辊缝调整为50mm。利用推板液压缸分别控制机后左、右推板沿推板滑道左右运动，将坯料翻转并推至与正方形孔型相匹配。控制辊道向机前方向旋转，坯料在导卫板的作用下被咬入上轧辊的平轧面与下轧辊的平轧面之间，坯料通过轧辊后落于机前辊道上，完成辊缝50mm的第十六道次轧制。轧制成品为50mm方钢。