Báo cáo Phân loại máy cán

Cách phân loại này thường theo đặc điểm thiết bị để gọi tên các giácán khi bố trí thiết bị trong nhà xưởng cán và trong dây chuyền côngnghệ, khi thiết kế máy, khi so sánh các giá cán và

CHƯƠNG 1

PHÂN LOẠI MÁY CÁN THEO CÁCH BỐ TRÍ

Dựa vào cách bố trí của máy hoặc số trục cán có trên máy mà đặttên cho nó như máy một giá cán, máy cán hai trục đảo chiều ( máy dùngđộng cơ điện một chiều và sau một lần cán là phải đổi chiều ), máy cán 3trục, máy cán 4 trục, máy cán hành tinh, máy cán vạn năng, máy cán liêntục, máy cán bán liên tục v.v…(hình 1.1- hình 1.2)

Máy cán liên tục phải đảm bảo hai điều kiện

Điều kiện 1: Vật cán đồng thời ăn vào trục cán của tất cả các giá

cán.Điều kiện 2: Thể tích vật cán qua các lỗ hình luôn luôn bằng nhau

1.1

1.2

☼ Ghi chú: trong máy cán hình liên tục, hình chữ nhật tô đen là giá

cán có trục nằm ngang Hai hình tròn hoặc để nguyên hoặc tô đen giá cán

có trục cán đặt thẳng đứng (quy ước chung của thế giới).

Cách phân loại này thường theo đặc điểm thiết bị để gọi tên các giácán khi bố trí thiết bị trong nhà xưởng cán và trong dây chuyền côngnghệ, khi thiết kế máy, khi so sánh các giá cán và máy cán với nhau vànhất là khi cần mua hoặc lắp đặt các thiết bị phụ để cho các máy cán hoạtđộng

1.4

CHƯƠNG 2

PHÂN LOẠI MÁY CÁN THEO CÔNG DỤNG.

Phương pháp này phổ biến trên toàn thế giới phân chia máy theocông dụng nghĩa là dựa vào mục đích sử dụng máy, vào sản phẩm củamáy và vào công việc và quy trình công nghệ mà máy đảm nhiệm để gọitên và phân loại

2.1 Máy cán hình

2.1.1 Khái niệm về máy cán hình

Máy cán chuyên dùng để cán ra các loại thép hình ở trạng tháinóng gọi là máy cán hình Trên máy cán hình, các trục cán được tiệnkhoét bỏ đi một phần kim loại để có được những rãnh tạo hình đặc biệttheo thiết kế Khi cán, các rãnh này hợp lại thành các lỗ hình, thép đượcbiến dạng và tạo hình trong các lỗ hình này để ra sản phẩm Trục cánthường được dùng để cán thép hình có đường kính phổ biến từ (250 -1.300) mm

Ở nước ta hiện nay có rất nhiều kiểu máy cán mini được các chủ tưnhân sử dụng các máy này có đường kính từ 80 mm đến 450 mm như ởlàng thép Đa Hội, các xưởng thép tư nhân ở Hà Nội và thành phố Hồ ChíMinh Ở những xưởng cán liên doanh và cán thép của nhà nước là cácmáy cán có đường kính trục cán hình từ (250 – 650) mm

2.1.2 Đặc điểm của máy cán hình

Máy cán hình có thể bố trí một giá cán hoặc nhiều giá cán, các giácán có thể cán được nhiều lần qua lại nhưng có khi mỗi giá cán chỉ cánđược một lần tùy theo công dụng của máy và phụ thuộc vào QTCN sảnxuất của sản phẩm

Giá cán có thể là hai trục hay ba trục động cơ là loại động cơ mộtchiều hay xoay chiều, nó phụ thuộc nhiều vào điều chỉnh tốc độ cán vàtrong quá trình cán có tăng tốc hoặc giảm tốc trong xưởng cán hình, các

giá cán đầu và giữa có thể cán nhiều lần, nhưng ở giá cán tinh cuối cùngchỉ nên cán một lần, có như vậy sản phẩm mới đẹp và chính xác

Hình 2.1 là cấu tạo của máy cán tinh 2 trục d = 800 Máy cán dùngđộng cơ điện một chiều có đắt hơn do trang thiết bị điện nhưng thao tácrất thuận lợi và không dùng hộp giảm tốc như máy cán dùng điện xoaychiều động cơ điện một chiều có thể dùng hộp truyền lực nhưng cũng cókhi hai động cơ điện một chiều được đấu thẳng vào trục những máy nàythường có đường kính từ (800 – 1400)mm chuyên dùng để cán phôi thỏi

2.1

2.2

trước máy cán khác Ngày nay với phương pháp luyện thép trực tiếp từquặng sắt ra thép (hoàn nguyên trực tiếp hoặc sắt xốp), không qua khâuluyện gang cổ điển, cộng với sự hoàn thiện của máy đúc cán liên tục thìloại máy cán phá 2 trục đảo chiều (hình 3.8) ít được sử dụng trong cánhiện đại vì vậy khi mua máy cán hoặc đi đàm phán về đầu tư và liêndoanh các nhà máy thép, các nhà đầu tư và kinh tế nên chú ý để khôngphải mua máy cũ, lạc hậu, tốn tiền, tốn nhiều năng lượng, tốn nhiều trangthiết bị cồng kềnh (đặt biệt là các trang thiết bị điện) hình 3.9 là mặt bằngmáy cán phá 2 trục đảo chiều.

2.3

2.1.3 Phân loại máy cán hình.

Máy cán hình được chia làm 3 loại: máy cán hình cỡ lớn, cỡ vừa và

cỡ nhỏ

*Máy cán hình cỡ lớn: đây là những máy có đường kính trục cán d

2.4

cỡ lớn khi giá cán tinh cuối cùng trong xưởng cán phải có trục cán lớnhơn hoặc bằng 500 mm khoảng cách để tính độ lớn này là khoảng cáchđường tâm của hai trục bánh răng truyền dẫn động của hộp truyền lực(còn gọi là hộp chia moment, hình 3.10), còn trên thực tế trục cán cóđường kính ( 480 – 530) mm.

Với đường kính lúc đầu 530 mm trục cán vẫn quay tốt là nhờ trụcnối nâng lên được một góc α = (8-12)0 Khi trục mòn có thể tiện lại lỗ hình.Sau 6 đến 8 lần tiện lại trục cán nhỏ dần và chỉ còn 480 mm vẫn quay tốt

vì trục nối được hạ xuống một góc α = (8-12)0 Khi trục cán có đường kínhnhỏ hơn 480 mm thì phải bỏ đi và thay trục mới máy cán hình loại lớnsản xuất ra các loại thép hình cỡ lớn máy cán hình cỡ lớn 2 trục đảochiều và máy cán 3 trục chỉ làm nhiệm vụ sản xuất ra phôi cán ( thường là

có tiết diện vuông, phôi tấm có tiết diện hình chữ nhật và phôi tiết diệnhình tròn) thì được gọi là máy cán phôi Các loại sản phẩm của máy cánphôi là phôi ban đầu cho máy cán hình trung bình, máy cán hình cỡ nhỏ,máy cán ống và cho các máy cán tấm nếu máy cán phôi đặt trước trongmột xưởng cán làm nhiệm vụ cán phá tổ chức ban đầu của phôi đúc đểtạo phôi cho máy cán đặt tiếp theo trong dây chuyền công nghệ cán rasản phẩm thì máy cán phôi đó gọi là máy cán phá

Máy cán phá có thể dùng loại giá cán 3 trục d = (500 – 850)mm dẫnđộng bằng động cơ xoay chiều, có khi bằng động cơ điện một chiều và cóđường kính d = (950 – 1400)mm

Các máy cán hình cỡ lớn có đường kính d = (750 – 950)mmchuyên cán thép đường ray và các loại dầm chịu lực thì gọi là máy cánray – dầm

2.6

2.8

*Máy cán hình trung bình.

Máy cán thép hình trung bình là máy có đường kính trục cán nằmtrong khoảng >350 mm và <500 mm việc phân chia máy này cũng giốngnhư máy cán hình cỡ lớn một nhà máy cán thép có giá cán tinh cuối cùngvới đường kính là 380 mm, cho dù trước nó có những máy cán phá cỡlớn 750 hoặc 650 mm, thì vẫn gọi là máy cán thép cỡ hình trung bình(theo quy ước quốc tế) hay nhà máy cán thép hình 350 hoặc xưởng cán350

2.9

*Máy cán hình cỡ nhỏ.

Các loại máy cán hình có đường kính trục cán từ 250 mm đến <350

mm được gọi là máy cán hình cỡ nhỏ Nếu đường kính trục <250 mmchúng có tên là máy cán mini Việc phân chia chúng cũng giống như máycán hình cỡ lớn và cỡ vừa

2.1.4 Bố trí máy cán trong xưởng cán

Máy cán hình cỡ lớn thường được bố trí theo hang, có thể bố trímột, hai hoặc ba hàng tùy theo QTCN và diện tích xưởng cán trongxưởng cán hình cỡ lớn, người ta thường bố trí một máy cán phá đặt ởđầu làm nhiệm vụ cán phá để tạo ra phôi thích hợp với các máy cán hìnhđặt ở sau Trong hình 3.17 là sơ đồ mặt bằng máy cán hình cỡ lớn (máyray- dầm 750) có máy cán phá 2 trục đảo chiều d = 950 mm và hình 3.16

là máy cán hình cỡ lớn 650 có máy cán phá 2 trục đảo chiều d = 800 mm

Máy cán hình trung bình cũng thường được bố trí theo hàng, bố tríliên tục, bán liên tục v.v… nếu xưởng cán có diện tích hẹp thì máy cán2.10

hình trung bình được bố trí theo kiểu chữ Z (kiểu bàn cờ) người tathường hay dùng máy cán phá 3 trục d = (500 – 600) mm trong các máycán hình trung bình làm nhiệm vụ cán phá thổi đúc hoặc phôi ban đầu hình 3.20 là sơ đồ cán.

Máy cán hình cỡ nhỏ: máy cán này thường được bố trí cán vòng,bán liên tục hoặc liên tục

2.11

2.12

2.14

2.2 MÁY CÁN TẤM.

2.2.1 Khái niệm về máy cán tấm

Máy cán tấm có nhiệm vụ cán thép và các kim loại khác ở trạng tháinóng và ở trạng thái nguội Máy cán tấm nóng cán ra những sản phẩmtấm có chiều dày từ 1.5 mm đến 60 mm máy cán tấm nguội cán ra cáctấm và bảng kim loại mỏng có độ dày từ 0,007 mm đến 1,25 mm Người

ta thường dùng máy cán 2 trục, 4 trục , 6 trục , 12 trục… để cán tấm, máycán càng nhiều trục thì độ dày sản phẩm càng chính xác Trong hình 3.23

là một kiểu máy cán tấm nguội 4 trục với 6 giá cán được bố trí liên tục Chú ý là không dùng máy cán 3 trục to bằng nhau để cán tấm

Trục cán tấm luôn luôn có dạng hình trụ tròn xoay và đòi hỏi có độchính xác, độ đồng đều bề mặt, độ bong, v.v… cao Khác với cán hình, khicán tấm cần năng lượng nhiều hơn vì lực cán rất lớn, đặt biệt là khi cántấm nguội sản phẩm cán tấm luôn có tiết diện hình chữ nhật và có chiềudài gần như vô tận cho nên sản phẩm của chúng thường ở dạng cuộn để

dễ vận chuyển

2.2.2 Đặc điểm của máy cán tấm

Máy cán tấm có đặc điểm là dùng giá cán nhiều trục để cán tấm.trước năm 1870 người ta dùng máy cán laota (do ông laota phát minh) đểcán tấm nóng đặc điểm của máy là có trục nhỏ được bố trí giữa hai trục

to Máy cán nóng này có năng suất khoảng 60 vạn tấn/năm Khi máy cán

4 trục ra đời thì người ta không dùng máy cán laota nữa vì năng suất thấp

và chiều dày cán không chính xác Máy cán 4 trục, 6 trục, 12 trục, 20 trụcđều chỉ có hai trục làm việc, tại hai trục này kim loại trực tiếp bị biến dạng.Thường thì hai trục làm việc được dẫn động, các trục còn lại là trục tựa,càng nhiều trục tựa thì sản phẩm cán càng chính xác, vì “dao sắt khôngbằng chắc kê” Vì máy có hai loại trục cho nên theo quy định người ta haygọi máy theo đường kính trục làm việc trước rồi đến trục tựa ví dụ máycán 4 trục (500 / 1.200) x 2.500, có nghĩa là, máy cán có trục tựa

d = 1.200 mm, L = 2.500 mm và trục làm việc có d = 500 mm Trong đó d

là đường kính trục, L là chiều dài bề mặt làm việc của trục

Máy cán tấm thường được dùng động cơ điện một chiều vì sau mỗilần cán máy được đảo chiều để được cán qua cán lại cho tới khi ra sảnphẩm Nếu máy bố trí liên tục thì động cơ vẫn là loại một chiều máy cántấm có loại chỉ bố trí một giá cán giống như máy cán thép hình, ngoài ramáy này cũng bố trí theo hàng hoặc bố trí liên tục v.v… mong muốn củacon người là cán ra những sản phẩm càng rộng càng tốt, nhưng thực tếchỉ mới cán được thép tấm có bề rộng đạt tới 4.000 mm tiền đầu tư chocán thép tấm vô cùng lớn, vì vậy cho đến năm 2000 cả nước ta chưa cónhà máy cán thép tấm, chúng ta vẫn phải nhập 100 phần trăm thép tấm từnước ngoài Nếu ta mua một máy cán tấm nóng 4 trục cuộn trong lò loại(600/1200) x 1200 hoặc loại (800/11200) x 1200 của cộng hòa liên bangĐức hãng SMS và của cộng hòa Áo hãng VAI chào hàng thì giá đã lên tới

620 – 650 triệu USD, máy chỉ có một giá cán

HÌnh 2.15

2.17

2.18

2.19

2.2.3 Phân loại máy cán tấm.

Máy cán tấm thường được phân loại theo công dụng có khi máycòn được gọi tên theo cách bố trí kết hợp với công dụng Ví dụ máy cántấm nóng dày và vừa, có nghĩa là máy cán tấm ở trạng thái nóng, sảnphẩm dày từ ( 25 – 60) mm và tấm dày vừa từ (4 - < 25) mm Cũng máy

đó nhưng nếu gọi tên cụ thể hơn: máy cán tấm nóng (500 / 1200) x 2500liên tục có nghĩa là máy có trục làm việc đường kính là 500 mm, trục tựa

có đường kính là 1200 mm, chiều dày làm việc của trục là 2500 mm, sảnphẩm của máy là tấm dày và dày vừa, chiều rộng lớn nhất của sản phẩmcán là 2300 mm, máy cán được bố trí theo kiểu liên tục

Có máy cán tấm nóng thì phải có máy cán tấm nguội khi cán tấmcực mỏng và băng kim loại chúng ta không thể đem nung chúng trong lòđược, vì khi nung chúng sẽ bị cháy Cán nguội kim loại cần bôi trơn tốt để

bề mặt trục cán được đẹp và không bị biến dạng trong khi cán vì khi cánnguội ma sát sẽ rất lớn và tốn nhiều năng lượng cách gọi máy cán tấmnguội cũng giống như trên Ví dụ, máy cán băng mỏng (250 / 700) x 1600,

có nghĩa là máy cán tấm ở trạng thái nguội, đường kính trục làm việc là

2500 mm, đường kính trục tựa là 700 mm, chiều dài làm việc của mặt trục

là 1600 mm, băng thép có chiều rộng lớn nhất đạt 1200mm Trong loạimáy cán bố trí liên tục thì có : máy cán tấm nóng liên tục, máy cán tấmnguội liên tục v.v…

2.2.4 Bố trí máy cán tấm trong xưởng cán

Việc bố trí máy cán tấm trong xưởng cán cũng giống như bố trí máycán hình trong xưởng cán: máy một giá cán: máy cán bố trí hàng: bố tríbán liên tục và liên tục trong cán tấm không có kiểu bố trí bàn cờ và cánvòng

2.212.20

2.23

2.3 MÁY CÁN ỐNG.

2.3.1 Khái niệm về cán ống

Trong đời sống và trong công nghiệp chúng ta dùng rất nhiều loạiống thép và ống kim loại khác, từ kim tim nhỏ bé có đường kính 0.5 mmđến các ống dẫn dầu, dẫn khí v.v… có đường kính lên tới vài met Cácống này có loại là ống hàn và có loại là ống không hàn Để cán ra chúngcần có máy cán ống không hàn và máy cán ống có hàn Cán ống khônghàn thì luôn cán ở trạng thái nóng Nếu sản ống không hàn có đường kínhquá nhỏ d = (0.5 – 20) mm thì dùng máy kéo ống ở trạng thái nguộikhông có lõi tựa, còn đối với ống to hơn khi kéo lại phải dùng lõi tựa

Đối với ống hàn, có thể cán và tạo hình ở trạng thái nóng nếu ống

to và có thành ống dày, các loại ống nhỏ và mỏng nên cán và tạo hình ởtrạng thái nguội Cũng như máy cán tấm, các máy cán ống không hàn đòihỏi vốn đầu tư rất lớn và kĩ thuật cao cho nên đến nay nước ta vẫn chưa

có ( tính đến năm 2001)

Các máy cán ống hàn chúng ta đã có, nhưng quy mô rất nhỏ bé,chủ yếu là cán các ống thép không gỉ, ống dẫn nước như công ty cán ốngĐài Nam thuộc công ty Hòa Phát hoặc ở công ty liên doanh ống thépVINAPIPE giữa ta và Hàn Quốc sản phẩm ống không hàn của ta hiệnnay có chiều dày lớn nhất là 5 mm, đường kính lớn nhất từ (125 – 140)

mm, đa số sản phẩm được làm ống dẫn nước, ống thép không gỉ dùnglàm giường bệnh nhân và các khung tủ dùng trong bệnh viện

2.3.2 Đặc điểm của máy cán ống

*Máy cán ống không hàn

Khó khăn nhất khi cán ống không hàn là công việc tạo lỗ ban đầucho phôi cán Phôi cán ban đầu là một khối thép đặc tròn xoay có đườngkính từ 200 đến 350 mm, dài từ (2000 – 4000) mm và đang nóng đỏ ởnhiệt độ khoảng (1100 – 1200)0C Các trục cán có hình tang trống quayngược chiều nhau và đi nghiêng một góc từ (8 - 12)0 Phôi cán vừachuyển động quay lại vừa chuyển động tịnh tiến, phương pháp cán nàytrong lý thuyết gọi là phương pháp cán nghiêng Lõi tựa có gắn đầu tựacũng chuyển động quay và tịnh tiến để tạo lỗ cho phôi cán Dưới áp lực

vô cùng lớn lỗ được tạo thành mà không có tí phôi nào được văng ra nhưkhi tiện lỗ sau khi cán tạo ống xong phôi không hàn tiếp theo máy cánluôn luôn có lõi tựa để: định đường kính, tăng đường kính hoặc giảmđường kính Nếu cần các ống có đường kính nhỏ hơn 20 mm thì sẽ kéonguội ống các máy kéo ống sẽ kéo nhỏ đường kính trong và ngoài củaống để đạt đến sản phẩm có đường kính mong muốn.

2.24

2.25

*Máy cán ống hàn.

Phôi ban đầu cho máy cán ống hàn là các loại thép tấm, thép bản

và thép băng Thép tấm và băng thép được tạo hình tròn liên tục trên máycán uốn tạo hình bởi các khuôn cán ép có các kích thước khác nhau(hình 3.34) khi ống tạo xong hình tròn, hình vuông hay hình chữ nhật thìcũng là lúc máy hàn điểm, hàn tiếp xúc hàn ống kín lại để ra sản phẩm

2.26

Tùy theo chiều dày và kích cỡ ống mà tạo hình ở trạng thái nónghay nguội công nghệ cán được thực hiện nhờ máy cán ống bằng phươngpháp hàn lò, hàn điểm, hàn tiếp xúc, hàn hồ quang v.v

Ngày nay sản phẩm ống hàn có đường kính rất lớn trên thế giới đãcán và được những ống có d = (4000 – 8000)mm công nghệ sản xuấtống hàn đơn giản và đầu tư ít, thiết bị không đắt và không phức tạp nhưmáy cán ống không hàn

2.3.4 Phân loại và bố trí máy cán ống

Máy cán ống cũng phân theo công dụng của máy và theo bố trícông nghệ Như đã nói ở trên, trong công nghệ có máy cán ống khônghàn, máy cán ống hàn Trong máy cán ống không hàn có máy cán ốngliên tục, máy cán ống khứ hồi (cứ sau một hành trình thì quá trình cánđược lặp lại như ban đầu), máy cán ống tự động, máy cán tăng kính,giảm kính v.v… máy cán ống hàn có máy cán ống hàn trong lò, máy cánống hàn bằng hồ quang, máy cán ống hàn bằng phương pháp tiếp xúc vàmáy cán ống hàn bằng phương pháp hàn điểm việc bố trí máy trongxưởng cán cũng giống như bố trí các máy như đã nêu ở trên