10517_Nghiên cứu, tìm hiểu phân tích nguyên lý hoạt động của một số máy cán trong công nghiệp

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

ISO 9001:2015

NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU PHÂN TÍCH NGUYÊN
LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ MÁY CÁN
TRONG CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

HẢI PHÒNG – 2019

2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

ISO 9001:2015

NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU PHÂN TÍCH
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ MÁY
CÁN TRONG CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

Sinh viên: Phạm Văn Tuyến
Người hướng dẫn: ThS. Đinh Thế Nam

HẢI PHÒNG – 2019

3

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc
—————-o0o—————–

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viên : Phạm Văn Tuyến – MSV : 1412102086
Lớp : ĐC 1802- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp
Tên đề tài : Nghiên cứu, tìm hiểu phân tích nguyên lý hoạt động
của một số máy cán trong công nghiệp

4

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………………………. 5
CHƯƠNG 1: MÁY CÁN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CÁN
……. 6
1.1.lịch sử phát triển của máy cán ………………………………………………………………… 6
1.2. Khái niệm về sản phẩm cán…………………………………………………………………… 6
1.3. Khái niệm về máy cán và máy cán thép ………………………………………………….. 8
1.3.1. Khái niệm về máy cán
……………………………………………………………………….. 8
1.3.2. Máy cán thép
……………………………………………………………………………………. 8
CHƯƠNG 2: PHÂN LOẠI MÁY CÁN VÀ THIẾT BỊ CÁN
…………………….. 10
2.1. phân loại máy cán………………………………………………………………………………. 10
2.1.1. Phân loại theo cách bố trí giá cán
………………………………………………………. 10
2.1.2. Phân loại theo số lượng và sự bố trí trục cán
……………………………………….. 11
2.1.3. Phân loại theo công dụng …………………………………………………………………. 13
CHƯƠNG 3:TRANG BỊ ĐIỆN TỬ DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ CÁN
THÉP TẤM NHÀ MÁY CÁN TẤM ……………………………………………………….. 40
3.1. TRANG BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CÁN THÉP
TẤM NHÀ MÁY CÁN THÉP…………………………………………………………………… 40
3.1.1. Hệ thống cung cấp điện cho dây chuyền nhà máy
………………………………… 40
3.1.2. Sơ đồ cấu trúc dây chuyền công nghệ ………………………………………………….42
3.1.3. Nguyên lý làm việc …………………………………………………………………………..46
3.1.4. TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GIÁ CÁN THÔ …………………………………………….48
KẾT LUẬN
……………………………………………………………………………………………..68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………..69

5

MỞ ĐẦU

Hòa chung không khí mới của sự phát triển kinh tế toàn cầu, nền kinh
tế nước ta cũng đang có những bước phát triển mạnh mẽ đến không ngừng. Sự
thể hiện lớn nhất và rõ ràng nhất là nước ta đã trở thành một thành viên thứ
150 của WTO. Với sự phát triển chung của nền kinh tế như vậy, việc nâng
cao số lượng, chất lượng cũng như các ngành dịch vụ sản phẩm của ngành
công nghiệp nói chung và công nghiệp sản xuất cán thép nói riêng cũng trở
lên quan trọng.

Với thành phố Hải Phòng ngành thép là một ngành thép một ngành
công nghiệp thế mạnh của thành phố, do đó ở đây tập trung rất nhiều các nhà
máy sản xuất thép có vốn đầu tư trong nước và nước ngoài.

Sau quá trình học tập và rèn luyện tại trường được sự phân công của
nhà trường và bộ môn, em đã được giao đề tài tốt nghiệp: “NGHIÊN CỨU
TÌM HIỂU, PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ
MÁY CÁN TRONG CÔNG NGHIỆP” do thầy giáo TH.S Đinh Thế Nam
hướng dấn. Đồ án có bố cụ gồm 3 chương:

Chương 1. Máy cán và lịch sử phát triển của máy cán.
Chương 2. Phân loại máy cán và thiết bị cán .

Chương 3. Trang bị điện dây truyền công nghệ cán thép tấm nhà máy cán
thép tấm .

6

CHƯƠNG 1
MÁY CÁN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CÁN

1.1.
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CÁN

thép ống VINAPIPE liên doanh giữa Việt nam và Hàn quốc, Công ty thép Đà
nẵng v.v… Tính đến năm 2005 cả nước ta đã sản xuất khoảng 3.000.000 tấn
thép cán. Thép của chúng ta phục vụ được một phần nhu cầu xây dựng cho
đất nước và đã tham gia xuất khẩu.
Trong định huớng phát triển của ngành luyện kim ở nước ta đã dự kiến
tổng nhu cầu thép vào năm 2010 là 6.400.000 tấn, trong đó có 3.500.000 tấn
thép tấm, lá và 2.900.000 tấn thép hình và dây.
Để đảm bảo nhu cầu nêu trên, dự kiến xây dựng, phân bổ và phát triển
năng lực thiết bị nhằm cân đối nhu cầu sản phẩm cũng được đề xuất cho từng
giai đoạn đến 2005 và 2010, bao gồm các nhà máy cán nóng, cán nguội thép
băng liên tục với tổng sản lượng dự kiến đến 2010 tới hơn 4 triệu tấn/năm.

1.2. KHÁI NIỆM VỀ SẢN PHẨM CÁN

Sản phẩm cán được sử dụng khắp mọi nơi, từ các ngành công nghiệp
chế tạo ôtô, xe lửa, máy cày, xe tăng, trong công nghiệp chế tạo máy bay, tên
lửa, trong chế tạo tàu thủy đến các ngành công nghiệp xây dựng dân dụng,
xây dựng cầu đường, phát thanh truyền hình, trong công nghiệp dân dụng
v.v… vì vậy mà ngành cán được chú ý và phát triển mạnh trên thế giới.

Vật liệu được dùng phổ biến trong công nghiệp cán là thép và các kim
loại màu như vàng, bạc, đồng, nhôm, chì, kẽm, niken v.v…để xây nên những
giàn khoan trên biển, để làm cốt thép cốt pha cho những ngôi nhà cao chọc
trời, để chế tạo những đường dây cáp quang, những đường dây điện và điện
thoại nối từ miền quê này đến miền quê khác; thép đường ray làm nên những
đường xe lửa, thép lá tráng thiếc dùng để làm hộp đựng hoa quả và đựng thực
phẩm . Nhôm tấm, thép tấm không gỉ dùng để chế tạo xong, chảo, nồi, dùng
trong trang trí nội thất v.v…

7

Sản phẩm cán có nhiều chủng loại khác nhau như thép hình, thép tấm,
thép ông và các loại sản phẩm có hình dáng đặc biệt như các loại ren, các loại
bi, bánh răng, bánh xe lửa …

Thép tấm được ứng dụng nhiều trong các ngành chế tạo tàu thuỷ, ô tô,
máy kéo, chế tạo máy bay, trong ngày dân dụng. Chúng được chia thành 3
nhóm:
– Thép tấm dày: S = 4 ữ 60 mm; B = 600 ữ 5.000 mm; L = 4000 ữ
12.000 mm

– Thép tấm mỏng: S = 0,2 ữ 4 mm; B = 600 ữ 2.200 mm.

– Thép tấm rất mỏng (thép lá cuộn): S = 0,001 ữ 0,2 mm; B = 200 ữ
1.500 mm; L = 4000 ữ 60.000 mm.

Thép ống :được sử dụng nhiều trong các ngàng công nghiệp dầu khí, thuỷ
lợi, xây dựng… Chúng được chia thành 2 nhóm:

– ống không hàn: là loại ống được cán ra từ phôi thỏi ban đầu có
đường kính ử = 200 ữ 350 mm; chiều dài L = 2.000 ữ 4.000 mm.

– ống cán có hàn:được chế tạo bằng cách cuốn tấm thành ống sau đó
cán để hàn giáp mối với nhau. Loại này đường kính đạt đến 4.000 ữ
8.000 mm; chiều dày đạt đến 14 mm.
Thép hình có rất nhiều chủng loại, có sản phẩm với tiết diện đơn giản
cũng có sản phẩm với tiết diễn rất phức tạp:

8

H.1.1. Một số loại sản phẩm cán hình

1.3. KHÁI NIỆM VỀ MÁY CÁN VÀ MÁY CÁN THÉP

1.3.1. Khái niệm về máy cán

Ngày xưa, con người đã biết dùng những vật bằng gổ hoặc đá có dạng
hình trụ tròn để nghiền bột, ép mía, ép các loại dầu v.v…Những vật hình tròn
xoay dần được thay bằng đồng, nhôm rồi đến bằng gang, thép và được chế tạo
thành những trục cán được lắp trên những khung giá cán để tạo thành những
máy cán từ thô sơ đến hiện đại. Ban đầu trục cán được quay bằng sức người
rồi đến trâu bò sau đó được máy cán được dẫn động bằng máy hơi nước rồi
đến các động cơ điện có công suất 5.000 ữ 7.800 kw.

Ngày nay, máy cán nặng đến hàng trăm tấn, trục cán có đường kính đến
2.000 mm và máy cán hoàn toàn được điều khiển tự động và làm việc theo
chương trình.

1.3.2. Máy cán thép

Máy cán thép là máy cán chuyên dùng để cán thép ở trạng thái nóng
hoặc ở trạng thái nguội. Máy cán thép được chia ra nhiều loại, máy cán ra
thép hình gọi là máy cán hình, máy cán ra thép tấm gọi là máy cán tấm, còn
máy cán ống chuyên dùng để cán ra các loại ống v.v… Máy cán gồm 3 bộ
phận hợp thành: nguồn năng lượng, bộ phận truyền dẫn động và giá cán.

a/ Giá cán: là nơi tiến hành quá trình cán bao gồm: các trục cán, gối, ổ
đỡ trục cán, hệ thống nâng hạ trục, hệ thống cân bằng trục,thân máy, hệ thống
dẫn phôi, cơ cấu lật trở phôi …

9

b/ Hệ thống truyền động: là nơi truyền mômen cho trục cán, bao gồm
hộp giảm tốc, khớp nối, trục nối, bánh đà, hộp phân lực.

c/ Nguồn năng lượng: là nơi cung cấp năng lượng cho máy, thường
dùng các loại động cơ điện một chiều và xoay chiều hoặc các máy phát điện.

H.1.2. Sơ đồ máy cán
I- nguồn động lực; II- Hệ thống truyền động; III- Giá cán

1:
Trục cán; 2: Nền giá cán; 3: Trục truyền; 4: Khớp nối trục
truyền; 5: Thân giá cán; 6: Bánh răng chữ V; 7: Khớp nối
trục; 8:Giá cán; 9: Hộp phân lực; 10: Hộp
giảm tốc; 11: Khớp nối; 12: Động cơ điện

Cán thép là một trong những ngành gia công kim loại bằng áp lực, đây
là một phương pháp gia công không phoi, tạo hình nhờ khả năng biến dạng
dẻo của kim loại mà không cần phải cắt gọt nên tiết kiệm được nhiều kim loại.

10

CHƯƠNG 2

PHÂN LOẠI MÁY CÁN VÀ THIẾT BỊ CÁN

2.1. PHÂN LOẠI MÁY CÁN

Các loại máy cán được phân loại theo công dụng, theo số lượng và
phương pháp bố trí trục cán, theo vị trí trục cán.

2.1.1. Phân loại theo cách bố trí giá cán

1 Máy có một giá cán (máy cán đơn a): loại này chủ yếu là máy cán
phôi thỏi Blumin hoặc máy cán phôi 2 hoặc 3 trục.

2 Máy cán bố trí một hàng (b) được bố trí nhiều lỗ hình hơn.

a/
b/

3 Máy cán bán liên tục (H.2.1): nhóm giá cán thô được bố trí liên tục,
nhóm giá cán tinh được bố trí theo hàng. Loại này thông dụng khi cán thép
hình cỡ nhỏ.

Hình 2.1. Mặt bằng bố trí máy cán liên tục và cán vòng 1.
Động cơ điện; 2. Hộp giảm tốc; 3. Hộp bánh răng truyền lực;
Giá cán;

a/ Nhóm giá cán thô liên tục; b/ Nhóm giá cán tinh bố trí
theo hàng

4 Máy cán liên tục (H.2.2): các giá cán được bố trí liên tục, mỗi giá chỉ
thực hiện một lần cán. Đây là loại máy có hiệu suất rất cao và ngày càng được
sử dụng rộng rãi. Bộ truyền động của máy có thể tập trung, từng nhóm hay
riêng lẻ.
Trong máy cán liên tục phải luôn luôn đảm bảo mối quan hệ:

F1.v1 = F2.v2 = F3.v3 = F4.v4 …. = Fn.vn; trong đó F và v là tiết diện của vật cán
và vận tốc cán của các giá cán tương ứng.

11

H.2.2. Máy cán hình liên tục ử400

2.1.2. Phân loại theo số lượng và sự bố trí trục cán

1 Máy cán 2 trục đảo chiều: sau một lần cán thì chiều quay của trục
lại được quay ngược lại. Loại này thường dùng khi cán phá, cán phôi, cán tấm
dày.

2 Máy cán 2 trục không đảo chiều: dùng trong cán liên tục, cán tấm
mỏng.

3 Máy cán 3 trục: có loại 3 trục cán có đường kính bằng nhau và loại 3
trục thì 2 trục bằng nhau còn trục giữa nhỏ hơn gọi là máy cán Layma.

4 Máy cán 4 trục: gồm 2 trục nhỏ làm việc và 2 trục lớn dẫn động được
dùng nhiều khi cán tấm nóng và nguội.

H.2.3. Các loại giá cán
a: Giá cán 2 trục; b: giá cán 3 trục; c: Giá cán 3 trục lauta; d: Giá cán
4 trục

5 Máy cán nhiều trục: Dùng để cán ra các loại tấm mỏng và cực
mỏng. Máy có 6 trục, 12 trục, 20 trục v.v… có những máy đường kính
công tác nhỏ đến
3,5 mm để cán ra thép mỏng đến 0,001 mm.

6 Máy đúc cán phôi thỏi và tấm liên tục: Đây là loại máy đúc cán hiện
đại, hiện nay được dùng rất nhiều trên thế giới cũng như ở Việt nam dùng để

12

chế tạo phôi cho thép hình chữ I, chữ U có chiều dày thân ban đầu từ 50 – 90
mm, thép tròn có = (50 – 150) mm, phôi tấm cho máy cán tấm có chiều dày từ
(50 – 90) mm và chiều rộng từ (600 – 1.500) mm, phôi thỏi có tiết diện (80 x
80) ữ (150 x 150) mm.

H.2.4. a/ Giá cán 6 trục; b/ Máy đúc cán phôi thỏi; c/ Giá cán thép băng
mỏng liên tục

7 Máy cán hành tinh: Loại này có nhiều trục nhỏ tựa vào 2 trục to để
làm biến dạng kim loại. Máy này có công dụng là cán ra thành phẩm có chiều
dày rất mỏng từ phôi dày; Mỗi một cặp trục nhỏ sau mỗi lần quay làm chiều
dày vật cán mỏng hơn một tý. Vật cán đi qua nhiều cặp trục nhỏ thì chiều dày
mỏng đi rất nhiều.

Phôi ban đầu có kích thước dày S = 50 ữ 125 mm, sau khi qua máy cán
hành tinh thì chiều dày sản phẩm có thể đạt tới 1 ữ 2 mm.

13

H.2.5. Sơ đồ máy cán hành tinh
1: Lò nung liên tục; 2: Trục cán phá (chủ động); 3: Máy
dẫn phôi (dẫn hướng); 4: Trục cán hành tinh; 5: Trục tựa;
6: Trục là sản phẩm.

8 Máy cán vạn năng: loại này trục cán vừa bố trí thẳng đứng vừa nằm
ngang. Máy dùng khi cán dầm chữ I, máy cán phôi tấm …

9 Máy cán trục nghiêng: dùng khi cán ống không hàn và máy ép đều
ống

2.1.3. Phân loại theo công dụng

Đây là cách phân loại dựa vào mục đích sử dụng máy, vào sản phẩm
của máy và vào công việc và QTCN mà máy đảm nhiệm để gọi tên và phân
loại.

a/ Máy cán phá: dùng để cán phá từ thỏi thép đúc gồm có máy cán phôi
thỏi Blumin và máy cán phôi tấm Slabin. Máy cán phá có thể dùng loại giá
cán 3 trục có đường kính D = 500 ữ 850 mm dẫn động bằng động cơ xoay
chiều, có khi bằng động cơ một chiều. Máy cán phá 2 trục đảo chiều thì phải
dẫn động bằng động cơ điện một chiều và có đường kính D = 950 ữ 1400 mm.

b/ Máy cán phôi: đặt sau máy cán phá và cung cấp phôi cho máy cán hình
và máy cán khác. Đây là loại máy cán 2 trục đảo chiều và loại máy cán 3 trục
dùng để sản xuất ra phôi cán (thường là phôi thỏi có tiết diện vuông, phôi tấm
có tiết diện hình chữ nhật và phôi tiết diện tròn)

14

H.2.6. Máy cán phôi thỏi ử950

5.
Khớp nối đĩa; 2. Hộp phân lực; 3. trục khớp nối; 4. Cơ cấu
nén trục;Rãnh trục cán; 6. Khung giá cán; 7. trục cán; 8. Lỗ
hình trục cán

Bảng 2.1. Các loại máy cán phá và cán phôi

Tên máy
cán
Đường kính trục
G thỏi
Kích thước sản phẩm Sản lượng

(mm)
đúc (tấn)
(mm)
tấn/năm
Máy cán phá
2
750ữ1.20
0
1,2ữ16
(120×120)ữ(450×450) 60.000 đến
trục đảo chiều

(75ữ250)ữ(500ữ1.500)
350.000

Trục ngang

Má
y
cán phôi 1.100ữ1.500
6,5ữ32
(65ữ300) x
(700ữ2.000)

tấm

Trục đứng
> 250.000

680ữ940

Máy cán phôi
3
500ữ800

(38 x 38) ữ (160 x
160)

trục

< 1,5 và phôi cho các máy cán 20.000 đến tấm mỏng. 40.000 Nhóm 1: (200 x 200)ữ(300 x 300) Phôi thỏi Má y cán phôi 600ữ850 1,2 ữ 16 60.000 đến liên tục Nhóm 2: (55 x 55)ữ(200 x 200) 350.000 450ữ450 (7ữ30) x 150 Phôi tấm: 250.000 15 c/ Máy cán hình: là loại máy cán chuyên dùng để cán ra các loại thép hình ở trạng thái nóng. Trên máy cán hình, các trục cán được tiện khoét bỏ đi một phần kim loại để có những rãnh tạo hình đặc biệt theo thiết kế. Máy cán hình có thể bố trí một giá cán hoặc nhiều giá cán, các giá cán có thể cán được nhiều lần nhưng có khi mỗi giá cán chỉ cán được một lần tuỳ theo công dụng của máy và phụ thuộc vào QTCN sản xuất của sản phẩm. H.2.7. Máy cán hình ử800 dẫn động chung bố trí theo hàng Giá cán có thể là giá 2 trục hoặc 3 trục. Động cơ là loại động cơ một chiều hoặc xoay chiều, nó phụ thuộc nhiều vào việc điều chỉnh tốc độ cán và trong quá trình cán có tăng tốc hoặc có giảm tốc. Trong xưởng cán hình, các giá cán đầu và giữa có thể cán nhiều lần, nhưng ở giá cán tinh cuối cùng chỉ nên cán một lần, có như vậy sản phẩm mới chính xác và đẹp. H.2.8. Giá cán tinh 2 trục ử800 16 Máy cán hình chia ra 3 loại: máy cán hình cỡ lớn, cỡ vừa và cỡ nhỏ. 1 Máy cán hình cỡ lớn: Máy cán hình cỡ lớn gồm có máy cán ray dầm và máy cán hình cỡ lớn. Đây là những máy cán hình có đường kính trục cán ử ≥ 500 mm. Xưởng cán hình cỡ lớn hoặc nhà máy cán thép hình được gọi là cỡ lớn khi giá cán tinh cuối cùng trong xưởng cán phải có trục cán lớn hơn hoặc bằng 500 mm. Khoảng cách này là khoảng cách đường tâm của 2 trục bánh răng phân lực, còn trên thực tế trục cán có đường kính từ 480 ữ530 mm. Với đường kính ban đầu là 530 mm , trục cán vẫn quay tốt nhờ trục các đăng nâng lên được một góc (8 ữ12)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 mà vẫn quay tốt vì trục nối được hạ xuống một góc (8 ữ 12)0. Khi trục cán nhỏ hơn 480 mm thì phải thay trục mới. Máy cán hình cỡ lớn có đường kính ử(750 ữ950) mm chuyên cán thép đường ray và các loại dầm chịu lực thì gọi là máy cán ray dầm. Các loại sản phẩm thép hình cỡ lớn đa số được sản xuất ra trên máy cán hình cỡ lớn, còn lại một số ít được sản xuất trên máy cán ray dầm. Các loại sản phẩm thép hình cỡ lớn cũng bao gồm các loại thép ray, thép chữ I, chữ U, thép chữ T, chữ L, thép góc, thép vuông, tròn v.v...Các loại sản phẩm này có kích thước tiết diện và trọng lượng theo chiều dài được sản xuất trên máy cán hình cỡ lớn 650 và 550 trình bày trong Bảng 2.1: Bảng 2.1: Một số sản phẩm của máy cán hình cỡ lớn 650 và 550 Loại Kích thước sản phẩm máy Thép Thép vuông a Thép Ray Chữ Chữ I Chữ U Thép góc cán tròn (mm) bản (kg/m) T (mm) ử (mm) (mm ) (mm) 650 70ữ220 70x70ữ220x22 0 350 24ữ33 220 N016ữN0 30 N 016ữN 03 0 90x90 ữ 220x220 550 50ữ150 50x50ữ150x15 0 300 24 150 N010ữN02 0 N 010ữN 02 0 75x75ữ 150x150 Đối với máy cán hình 750 và lớn hơn thì sản phẩm trên có kích thước lớn hơn. Trong các nhà máy cán thép hiện đại, máy cán hình cỡ lớn có đường kính 17 trục cán tinh từ 500 ữ 750 mm và có khi lớn hơn thường được bố trí theo kiểu hàng và được chia ra 2 nhóm: nhóm cán thô và nhóm cán tinh. Nhóm giá cán thô: Gồm một giá cán 2 trục đảo chiều có đường kính trục D=800 mm đặt ở hàng thứ nhất và 1 giá cán thô 3 trục đặt ở hàng thứ 2. Vật liệu ban đầu của máy cán có khi là thỏi đúc cũng có khi là phôi. Các giá cán thô có nhiệm vụ cán thô các dầm chữ I, U, T và các loại hình cỡ lớn khác. Riêng đối với máy cán thô 2 trục đảo chiều này có vốn đầu tư cơ bản và tổng chi phí lớn hơn so với giá cán thô 3 trục. Giá cán thô đảo chiều này cho phép thay đổi lượng ép theo sơ đồ riêng độc lập và cho ta một khả năng với lượng ép lớn vì vậy mà số lần cán được giảm đi. Nhóm giá cán tinh: Gồm 2 giá cán trong đó có 1 giá cán 3 trục và một giá cán 2 trục. Giá cán 2 trục có đường kính trục 650 mm. Giá cán 2 trục này dùng để cán tinh lại lần cuối cùng cho sản phẩm. Sử dụng giá cán tinh 2 trục có ưu điểm: Độ cứng vững lớn, điều chỉnh trục nhanh và chính xác bảo đảm chất lượng sản phẩm v.v...Trục cán của giá cán tinh 2 trục quay được nhờ một động cơ riêng biệt truyền động qua trục bánh răng chữ V và trục khớp nối vạn năng. Giữa giá cán 2 trục và 3 trục người ta đặt dự phòng một thiết bị truyền động bằng khớp nối vạn năng để khi có một sự cố nào đó xảy ra với một trục nối nào của hệ thống thì trục nối dự phòng sẽ làm việc. Như vậy tất cã các trục cán của 2 giá cán đó vẫn làm việc bình thường bằng một động cơ điện khác. Đối với các loại máy cán hình cỡ lớn nói riêng và cán hình hiện đại ngày nay thì các trục cán có số vòng quay thay đổi tương đối rộng vì có một động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong một khoảng rộng và chính xác. Ngoài ra máy còn có một hệ thống đường con lăn chuyển dịch phôi hoàn toàn tự động có máy đảo lật phôi, cơ cấu dịch chuyển, bàn nâng thuỷ lực và các cơ cấu cơ khí hiện đại khác. Đa số các máy cán hình cỡ lớn loại (650 > 750) mm được đặt trong các
nhà máy cán thép có máy cán Ray Dầm cỡ lớn. Bố trí như vậy có thể sản xuất
được tất cả các loại thép hình cỡ lớn có kích thước khác nhau.

Các loại máy cán hình hiện đại dùng để cán các thép hình cỡ lớn có
chân rộng, nó khác với máy cán vạn năng ở giá cán tinh cuối cùng là loại giá
cán tinh 2 trục.

18

H.2.9. Mặt bằng máy cán hình cỡ lớn 650

1.
Phôi thỏi hoặc thỏi đúc; 2. Sàn chứa phôi cán; 3. Máy đẩy phôi
vào lò nung; 4. Lò nung liên tục; 5. Hố chứa vảy sắt; 6. Giá cán
phá 2 trục; 7. Gian động cơ điện; 8. Máy

cưa đĩa; 9. Máy cuộn, dập, ép phế liệu; 10. Giá cán thô 3 trục 650;
14. Máy cưa đĩa; 15. Sàn xếp sản phẩm; 16. Máy nắn thẳng; 17.
Sàn nguội; Bệ chứa sản phẩm; 19. Cỗu trục

Máy cán hình cỡ lớn thường được bố trí hàng, đôi khi bố trí theo hình
chữ Z (còn gọi là bàn cờ). Sự phân chia các loại máy cán hình cũng phụ thuộc
vào quy ước của từng nước. ở Việt Nam thì sự phân chia như sau: máy cán
hình cỡ lớn 500 có nghĩa là máy cán hình cỡ lớn ấy có giá cán tinh cuối cùng
là giá 500.

2 Máy cán hình cỡ trung

Sản phẩm của máy cán hình cỡ trung phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Một
máy không chỉ cán ra một loại sản phẩm nhất định mà cán ra nhiều loại khác
nhau.
Trên các máy cán bố trí theo kiểu bàn cờ (chữ Z) cán được nhiều loại
sản phẩm hơn khi cán trên máy cán hình bố trí theo hàng. Bảng 2.2 cho biết
kích thước và các thông số kỹ thuật của các loại sản phẩm máy cán hình cỡ
trung.

19

Bảng 2.2. Máy cán hình trung bình và các sản phẩm của chúng

Máy cán

Các kích thước của thép hình
(mm)

Tròn
Vuông
Dẹt
Góc
Chữ U
Chữ I
Ray
Chữ T

ử(mm)
a(mm)
B(mm
)
(mm)
H(mm) H(mm) (kg/m) H(mm)

Máy cán
40
40 x
40

50 x 50
80
100

450
ữ
ữ
200
ữ
ữ
ữ
< 15 < 120 125 125x125 120x120 160 160 Máy cán 25 25 x 25 45 x 45 50 350 ữ ữ 150 ữ ữ 100 8 100 90 90 x 90 90 x 90 100 Khi nghiên cứu quá trình công nghệ cán ngưuời ta thấy rằng: Máy cán liên tục có năng suất rất lớn so với các máy khác. Do đó xu hướng hiện nay người ta cố gắng tìm cách dùng máy cán liên tục để cán thép hình cỡ trung bình. Máy cán hình cỡ trung là máy có đường kính trục cán tinh nằm trong khoảng > 350 và < 500 mm. H.2.10. Máy cán hình trung bình 450 bố trí liên tục 1. Phôi từ sàn nguội của máy cán phôi; 2. Sàn chứa phôi cán; 3. Lò nung tăng nhiệt; 4. Mối hàn tiếp mối di động; 5. Bàn cân; 6. Lò nung; 7. Hệ thống con lăn dẫn; 8. Máy cắt đầu phôi; 9. Nhóm giá cán thô; 10. Máy cắt bay; 11. Nhóm giá cán tinh; 12. Máy cắt; 13. Máy cuộn sản phẩm; 14. Máy lật thép; 15. Máy xếp thép; 16. Máy bó thép; 17. Sàn lăn dẫn sản phẩm; 18. Sàn làm nguội; 19. Máy nắn thẳng; 20. Máy cắt đĩa; 21. Máy di chuyển sản phẩm 20 Thực tế thì ngược lại cán liên tục truyền động tập thể khó nhận được sản phẩm có hình dạng phức tạp. Như vậy: Khi tạo ra một mối quan hệ hợp lý giữa tốc độ quay của trục và lượng kéo trong mỗi lỗ hình (Vì vật cán bị căng hoặc chùng giữa các giá cán). Sản phẩm càng có hình dáng phức tạp thì khó khăn đó càng lớn. Sự khác nhau về động học trong những phần khác nhau của lỗ hình sẽ sinh ra ứng suất. Trị số ứng suất này có thể vượt quá giới hạn bền làm phá vỡ các tổ chức của kim loại dẫn đến phế phẩm và gây ra khuyết tật. Lượng ép không đồng đều trên toàn bộ sản phẩm và mối quan hệ không đảm bảo quan hệ hợp lý giữa tốc độ quay của trục cán và lượng kéo trong mỗi lỗ hình sẽ dẫn đến làm sai hình dáng và kích thước sản phẩm. Từ những nguyên nhân trên, khi cán sản phẩm có hình dáng phức tạp người ta chưa dùng máy cán liên tục. Thực tế quy trình công nghệ có hiệu quả nhất là dùng máy cán bố trí kiểu chữ Z (còn gọi là bàn cờ). Dùng máy này cán đươc thép hình trung bình có tiết diện phức tạp có độ chính xác cao đúng yêu cầu kỹ thuật, mặt khác máy móc bố trí hợp lý cơ khí hoá và tự động hoá cao. Hình 2.11 cho ta sơ đồ bố trí các máy cán hình kiểu chữ Z Thiết bị vận chuyển Thiết bị vận chuyển Hình 2.11a. Sơ đồ bố trí các máy cán hình kiểu chữ Z Thiết bị vận chuyển Thiết bị vận chuyển Hình 2.11b- Sơ đồ bố trí máy cán hình chữ Z 3 dãy bố trí nghiêng. Hình 2.11c. Kiểu chữ Z có nhóm giá cán tinh bố trí bàn cờ. 21 Số giá cán thô nhiều hay ít phụ thuộc vào kích thước của thỏi đúc hoặc phôi ban đầu, còn số giá cán tinh thì từ 3 - 5 giá nó phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm cán ra. Đường kính trục cán thường từ (350 ữ 450) mm. Một số nhà máy cán cũ vẫn còn kiểu máy cán bố trí hàng ( một hàng, hai hàng). Mặt bằng bố trí thiết bị của máy cán hình cỡ trung bình <350 bố trí theo hàng H.2.12. Máy cán hình trung bình 350 bố trí theo hàng 1, 2, 3, 4: Nhóm giá cán thô 450; 5, 6, 7: Nhóm giá cán giữa 400; 8, 9,Giá cán 300; 11: Giá cán tinh 300; 12: Hộp truyền lực; 13: Hộp giảm tốc; 14: Động cơ Máy cán hình 350 cán ra các loại thép tròn có đường kính (20 > 75)
mm, thép vuông có cạnh a = (18 x 18) > (65 x 65) mm, thép lục lăng có
đường kính ngoại tiếp từ (20 ữ 68) mm, thép bản có chiều rộng từ (40 > 120)
mm và dày từ (5 ữ 40) mm, thép góc có cạnh (45 x 45) mm đến (90 x 90) mm,
thép chữ I cao 100 mm và chữ U có chiều cao từ (50 ữ 100) mm. ngoài ra
máy còn sản xuất nhiều loại thép hình đơn giản và phức tạp khác.

Phôi cho máy cán hình 350 có tiết diện ngang từ (100 x 100) đến (170 x
170) mm, dài 6.000 mm và có trọng lượng từ (450 > 1.350) kg.

3 Máy cán hình cỡ nhỏ

Máy cán hình cỡ nhỏ (bao gồm cả máy cán dây thép) thường được bố
trí cán vòng, bán liên tục hay liên tục, đây là các máy cán hình có đường kính
trục cán từ 250 mm đến < 350 mm. nếu đường kính trục < 250 thì được gọi là máy cán Mini. Trọng lượng và kích thước thép hình cỡ nhỏ phụ thuộc vào tiết diện của sản phẩm và nơi sử dụng theo yêu cầu của kỹ thuật. Các loại sản phẩm này được cắt ra từng đoạn và bó lại thành bó có trọng lượng khoảng (100 > 150)

22

kg. Các loại dây thép thì cuộn thành từng bó có đường kính cuộn bên trong là
(500 ữ 700) mm, trọng lượng từ (80 > 200) kg. Đối với các máy cán dây liên
tục thì trọng lượng cuộn đạt tới (250>350) kg.

Các loại thép bản (dẹt) được cuộn thành từng bó có hình bầu dục để
không lăn và cẩu dể dàng có cạnh dài từ b = (1200 > 2500) mm. Trọng

lượng cuộn từ (25 > 125) kg. Chiều dài tổng cộng của thép b được cuộn
phụ thuộc vào kiểu máy và kích tưước của phôi.

Vật liệu ban đầu là phôi có kích thước khác nhau tuỳ theo kiểu máy và
kích thước của sản phẩm. Những loại phôi thường gặp trên máy cán này là
(40 x 40) > (80 x 80) mm, dài 9 m. Tuỳ thuộc vào lò nung có phôi dài 1.500
mm và tiết diện là (200 x 200) mm để cán ra các loại sản phẩm lớn và dài hơn
bình thường.

Sản phẩm thép hình cỡ nhỏ có 2 yêu cầu cơ bản sau đây:

– Các sản phẩm cán thép hình cỡ nhỏ phải có dung sai bé nhất, mục
đích là tiết kiểm kim loại.

– Các sản phẩm cán phải có độ sai lệch giống nhau và nhỏ nhất theo
kích thước tiết diện trên toàn bộ chiều dài vật cán, điều ấy có ý nghĩa rất lớn
khi gia công cắt gọt kim loại tiếp theo, đặc biệt là thép tròn vì nó thường dùng
để chế tạo bulon, đinh tán, vít v.v… trên các máy tự động. Nếu không đảm
bảo được yêu cầu trên thì trước khi đưa vào máy tiện tự động phải qua bước
gia công sơ bộ. Dây thép, nếu sai lệch kích thước càng bé thì khi kéo nguội
dây thép tiếp theo càng ít lần kéo.
Muốn đạt được dung sai bé nhất thì kết cấu của máy được phải được gá
lắp bền vững, lỗ hình trục cán chính xác và điều chỉnh trục cũng phải chính
xác.
Một số thép hình tròn bé được sản xuất ra dưới dạng thép cuộn (dây
thép). Nếu trọng lượng các cuộn càng lớn thì năng suất càng cao. Năng suất
thép cuộn càng cao khi toàn bộ quá trình cán đều được cơ khí hoá và tự động
hoá với tốc độ cán lớn, đảm bảo sự chênh lệch giữa nhiệt độ đầu và cuối của
vật cán là nhỏ nhất.

23

Bảng 2.3. Máy cán hình cỡ nhỏ và các sản phẩm của chúng

Máy cán

Các kích thước của thép hình
(mm)

Tròn
Vuông
Dẹt
Góc
Chữ U
Chữ I
Ray
Chữ T

(mm)
a(mm)
B(mm) (mm)
H(mm) H(mm) (kg/m) H(mm)

Máy cán 16
16 x 16
20 x
20

50

60
300
60
60 x 60
100
60 x 60
65

Máy cán
8
8 x 8
20 x
20

30
250
30
30 x 30
60
40 x 40

Các loại máy cán hình cỡ nhỏ hiện đại có thể chia làm 3 nhóm chính
sau:

Máy cán hình: Trên các loại máy cán hình loại này người ta tiến hành
cán các loại sản phẩm có hình dáng đơn giản và phức tạp ở dạng thanh hoặc
cuộn.như: máy chuyên cán thép bản làm nhíp ô tô, làm lò xo, máy cán băng
thép từng cuộn v.v…

Máy cán thép dây: Là những máy bố trí hàng, máy cán dây thép bán
liên tục và liên tục chuyên sản xuất dây thép có đường kính nhỏ từ (5 > 9)mm
ở dạng cuộn.

Hiện nay trong cán hình cỡ nhỏ người ta dùng nhiều kiểu máy có số giá
cán bố trí liên tục (gọi là máy cán hình liên tục) hoặc máy bán liên tục bố trí
theo hình chữ Z nghĩa là giá cán thô thì bố trí cán liên tục còn các giá cán
tinh thì bố trí hàng hoặc bàn cờ. Máy cán liên hợp cũng được sử dụng nhiều
trong thời gian gần đây để cán dây thép và thép bản hẹp

Do tính chất công nghệ và yêu cầu của sản phẩm nên không thể hoặc
khó dùng máy cán liên tục có cùng một chế độ tốc độ. Chúng ta có thể nghiên
cứu tới các dạng bố trí máy cán cỡ nhỏ bán liên tục hay liên tục thường sau:

Máy cán hình cỡ nhỏ bán liên tục:

Các máy trong nhóm giá cán thô bố trí liên tục còn nhóm giá cán
tinh thì cán chu kỳ hoặc cán vòng có khi tổ hợp vòng và chu kỳ (hình 2.13):

24

Cán liên tục

Cán chu kỳ

Cán vòng

H.2.13. Sơ đồ bố trí các giá cán bán

Nhóm máy cán thô
liên tục
Nhóm cán tinh
liên tục

Nhóm cán tinh bố trí vòng

H.2.15. Sơ đồ bố trí các giá cán bán
liên tục theo kiểu giá cán thô liên
tục, giá cán tinh liên tục – vòng

Chú ý:

– Các giá cán đầu (ở nhóm giá cán thô) trong máy cán bán liên tục có
nhiệm vụ giảm kích thước tiết diện của phôi mà không có sự thay đổi hình
dáng. Vì vậy các máy này bố trí liên tục và được truyền động chung.

– các máy này đều cán phôi có tiết diện (45 x 45) > (75 x 75) mm với
chiều dài 9 > 12 m. Vì trên nhóm cán tinh có thao tác bằng tay cho nên thao
tác bằng tay

25

cho nên tốc độ cán trên các giá cuối cùng không vượt quá (8 > 15) mm/s.
Chính đây là nhược điểm của máy cán bán liên tục, đặc biệt là khi cán sản
phẩm thép hình cỡ nhỏ làm cho năng suất giảm. ở những giá cán tinh cuối
cùng người ta dùng máng vòng dẫn vật cán ăn vào trục thay sức người.

– Vì nhiệt độ ở đầu và cuối vật cán có sự chênh lệch khá lớn cho nên dẫn
đến kích thước tiết diện theo chiều dài sẽ khác nhau, dung sai sẽ khác nhau theo tiết diện vì
ki m loại co do nhiệt khác nhau. Vật cán càng lớn, càng dài thì thời gian nằm trên nền
xưởng càng lâu do đó dung sai theo tiết diện càng khác nhau.
Hình 2.15. là một kiểu bố trí hợp lý của máy cán hình bán liên tục:

1

2

3

4

Nhóm máy cán thô liên tục

1. Máy đẩy phôi vào lò
2. Máy đẩy phôi ra lò

3. Lò nung; 4. Máy cắt
5. Sàn làm nguội

5
H.2.15. Sơ đồ bố trí các giá cán bán
liên tục theo kiểu giá cán thô liên
tục, giá cán tinh vòng