萬噸冷軋板帶鋼壓下規(guī)程設(shè)計 軋鋼車間設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計

1、河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書引言學(xué) 號：200ssss422HEBEI POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢 業(yè) 設(shè) 計論文題目: 年產(chǎn)50萬噸高速線材軋制規(guī)程設(shè)計學(xué) 生 姓 名： ss 學(xué) 院：ss學(xué)院專 業(yè) 班 級： ss 指 導(dǎo) 教 師： ss 教授 2011年03月8日引 言冷軋是在常溫下，對合適的熱軋退火帶卷進行帶張力的軋制壓下過程。鋼的冷軋于19世紀(jì)中葉始于德國，當(dāng)時只能生產(chǎn)寬2025mm的冷軋帶鋼。必要性：熱軋帶材到一定厚度，難以保證溫度均勻，鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻給生產(chǎn)帶來了難題。鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻不能軋出頭尾尺寸一致的帶卷。特別是在軋

2、制厚度小而長度大的薄板帶產(chǎn)品時，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往帶使產(chǎn)品尺寸超出公差范圍，性能出現(xiàn)顯著差異。當(dāng)厚度小到一定時，軋件在軋制過程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度。而且，熱軋工藝技術(shù)水平尚不能使鋼帶表面在熱軋過程中不被氧化。氧化鐵皮造成的熱軋表面質(zhì)量不光潔，遠不能達到生產(chǎn)表面光潔程度要求較高的板帶鋼產(chǎn)品。優(yōu)勢：冷軋生產(chǎn)具有表面光潔、尺寸精度高、生產(chǎn)過程沒有搶溫，保證溫度均勻的要求、容易實現(xiàn)軋制潤滑等優(yōu)點。因而在薄板帶生產(chǎn)中廣泛使用冷軋工藝。冷軋帶鋼產(chǎn)品的尺寸精度、板形、表面質(zhì)量和性能都達到很高的要求。工藝：并卷酸洗軋制拆卷退火鍍鋅（錫、鋁）來料要求：來料凸

3、度、厚度、抗力符合要求。特點：冷軋過程沒有再結(jié)晶軟化，凸度嚴(yán)格按照比例凸度軋制，來料凸度不控制必然殘余應(yīng)力出現(xiàn)瓢曲。一個軋程7580%。常選五機架連軋或三機架可逆，單機架可逆產(chǎn)量過低。與此同時，生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力逐漸向著大型化、連續(xù)化、高速化發(fā)展。本設(shè)計按照任務(wù)書要求,設(shè)計年產(chǎn)125萬噸1700冷軋帶鋼車間，設(shè)計中為提高產(chǎn)量采用酸洗軋機聯(lián)合式全連續(xù)機組。它將全連軋機與前面的酸洗機組聯(lián)合。同時為了配合軋機生產(chǎn)能力，建有一條連續(xù)退火線，這樣得到的帶鋼性能更均勻、表面更光潔、平直度更好，帶鋼收得率也更高。本設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格為0.34mm冷軋帶鋼，典型產(chǎn)品為0.8mm彩涂基板。 冷軋鋼板性能好、品種多、用

4、途廣。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后熱處理恰當(dāng)配合，可以在比較廣的范圍內(nèi)滿足用戶的要求。與此同時，生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力逐漸向著大型化、連續(xù)化、高速化發(fā)展。本設(shè)計按照任務(wù)書要求,設(shè)計年產(chǎn)125萬噸1700冷軋帶鋼車間，設(shè)計中為提高產(chǎn)量采用酸洗軋機聯(lián)合式全連續(xù)機組。它將全連軋機與前面的酸洗機組聯(lián)合。同時為了配合軋機生產(chǎn)能力，建有一條連續(xù)退火線，這樣得到的帶鋼性能更均勻、表面更光潔、平直度更好，帶鋼收得率也更高。本設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格為0.34mm冷軋帶鋼，典型產(chǎn)品為0.8mm彩涂基板。 河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書文獻綜述目前，我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，取得了令人矚目的成就，市場對冷軋鋼板產(chǎn)品的需求很大。國外許多

5、大鋼鐵企業(yè)花費巨資新建冷軋帶鋼廠，不斷擴大品種范圍。鋼的冷軋于19世紀(jì)中葉始于德國，當(dāng)時只能生產(chǎn)寬2025mm的冷軋帶鋼。美國與1859年制造建成了25mm冷軋機，1887年生產(chǎn)出寬150mm的低碳鋼。寬的冷軋薄板是在熱軋成卷帶鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。美國早在1920年第一次成功的軋制出寬帶鋼，并很快由單機不可逆軋制跨入單機可逆式軋制。1926年阿姆柯公司巴特勒工廠建成四機架冷連軋機。日本1938年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺可逆式冷軋機。1940年在新日鐵建立了第一套四機架1420冷連軋機。1951年蘇聯(lián)建設(shè)了一套2030全連續(xù)五機架冷連軋機，年產(chǎn)250萬噸。我國冷軋寬帶剛的生產(chǎn)開始于196

6、0年，首先建立了1700mm單機架可逆式冷軋機，以后陸續(xù)投產(chǎn)1200mm單機架可逆式冷軋機、MKW1400mm偏八輥軋機、1150mm二十輥冷軋機和1250mmHC單機可逆式冷軋機等。20世紀(jì)70年代投產(chǎn)了我國第一套1700mm連續(xù)式五機架冷軋機，1998年建成了2030mm五機架全連續(xù)冷軋機?，F(xiàn)在我國投入生產(chǎn)的寬帶鋼軋機有35套，窄帶鋼軋機有1000套。在這40多年中，我國冷軋薄板生產(chǎn)能力增加了40多倍，到2000年，我國薄鋼板的產(chǎn)量已達到1900多萬噸；生產(chǎn)裝備技術(shù)水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板到能生產(chǎn)高碳鋼、合金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋薄板、鍍鋅板、涂層鋼板、塑料復(fù)合薄板和硅鋼片等。冷軋薄板

7、發(fā)展如此迅速的的主要原因是：鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻給生產(chǎn)帶來了難題。特別是在軋制厚度小而長度大的薄板帶產(chǎn)品時，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往帶使產(chǎn)品尺寸超出公差范圍，性能出現(xiàn)顯著差異。當(dāng)厚度小到一定時，軋件在軋制過程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度。目前熱軋工藝技術(shù)水平尚不能使鋼帶表面在熱軋過程中不被氧化，也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質(zhì)量不量熱軋不適于生產(chǎn)表面光潔程度要求較高的板帶鋼產(chǎn)品。冷軋鋼板性能好、品種多、用途廣。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后熱處理恰當(dāng)配合，可以在比較廣的范圍內(nèi)滿足用戶的要求。以下是國內(nèi)在建的和擬建的百萬噸極冷軋生產(chǎn)線及

8、產(chǎn)品，可作為設(shè)計的參考，在這里也簡單介紹一下：武鋼武鋼股份投資83.7億元建的2130mm冷軋機組，年產(chǎn)量215萬噸，產(chǎn)品厚度0.2-0.5mm，最大寬度2080mm，最大強度800MPa，其產(chǎn)品用于以轎車板和家電板為代表的覆蓋面極廣的高檔冷軋產(chǎn)品。鞍鋼繼1780mm冷軋機組投產(chǎn)后，鞍鋼為配合新建的2150mm的熱連軋機組，新建1500 mm冷連軋和2130 mm冷連軋。首鋼首鋼股份總投資54.2億元的冷軋薄板生產(chǎn)項目年產(chǎn)量可達150萬噸，目標(biāo)是汽車板和奧運項目1。唐鋼唐鋼冷連軋生產(chǎn)線用于與現(xiàn)存的酸洗線聯(lián)機。酸洗線與一套5機架冷連軋生產(chǎn)線聯(lián)機能夠生產(chǎn)出下游生產(chǎn)線所要求的產(chǎn)品（鍍鋅線以及其他的生

9、產(chǎn)線）。在5架冷連軋機中，1-4 架軋機為4輥預(yù)留Smartcrown軋機，第5架軋機為6輥Smartcrown軋機。生產(chǎn)鋼種：CQ:50%；DQ:40%；HSLA:10%。生產(chǎn)寬度為820-1650mm厚為0.3-2.0mm的產(chǎn)品。鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對整個國民經(jīng)濟各個部門的發(fā)展至關(guān)重要。帶鋼冷連軋是鋼鐵工業(yè)中發(fā)展較為迅速、各種新技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的一個領(lǐng)域。它的工藝水平、自動化程度、產(chǎn)品規(guī)格與質(zhì)量代表了一個國家鋼鐵工業(yè)的水平。近年來，隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，用戶對冷軋高質(zhì)量，高附加值，高技術(shù)難度的帶鋼產(chǎn)品的需求量顯著增加，對鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量、品種、性能的要求越來越高。鋼鐵領(lǐng)域的

10、競爭，已從過去的價格為主轉(zhuǎn)向以產(chǎn)品品質(zhì)、服務(wù)為主，企業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)品品種質(zhì)量和延伸服務(wù)將成為競爭力強弱的決定因素。同時隨著市場競爭的加劇，各冷軋帶鋼廠為了在市場競爭中居于有利地位，也迫切需要提高生產(chǎn)技術(shù)水平，減少原材料和能量消耗，改善經(jīng)營管理，增強競爭能力。鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的一個主要方向是大力提高冷軋薄板的生產(chǎn)能力。在統(tǒng)一規(guī)劃指導(dǎo)下，建設(shè)冷軋寬帶鋼機組。改造和新建的冷軋機組，軋制性能好、品種多、用途廣的高質(zhì)量板材，特別生產(chǎn)汽車板、鍍鋅板、彩涂板。在今后的幾年里，國內(nèi)輕工，機械、建筑、造船、交通等各鋼材使用較多的行業(yè)對鋼材的價格、性能、質(zhì)量，服務(wù)等提出了更高的要求，產(chǎn)品必須多品種，多規(guī)格，全系

11、列提高產(chǎn)品附加值，降低運輸優(yōu)勢在競爭中所占的比重，開拓市場，迎接市場的挑戰(zhàn)。1 建廠依據(jù)和產(chǎn)品大綱1.1 建廠依據(jù)冷軋板帶有極廣闊的用途。汽車制造、拖拉機制造、電氣產(chǎn)品、機車車輛、造船、航空及火箭、精密儀表、民用建筑、工業(yè)廠房、家用電器、食品罐頭以及一些耐久制品都需要大量的冷軋板帶。出于這些工業(yè)的發(fā)展，對薄板質(zhì)量要求越來越高，產(chǎn)量要求越來越大，對冷軋板帶生產(chǎn)提出了更高的要求，故冷軋薄板、帶鋼的產(chǎn)量增長很快。同時，隨著人民生活水平及物質(zhì)需求的提高，鋼材市場的需求結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，特別是冷軋和鍍涂層深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、品種質(zhì)量與市場需求差距甚大，矛盾突出。一方面，國產(chǎn)冷軋產(chǎn)品的市場占有率低僅為

12、50%左右；另一方面，冷軋帶鋼品種規(guī)格不全、高強度、高附加值產(chǎn)品雖已部分試制成功，但產(chǎn)量低，還不能完全滿足國內(nèi)用戶需求，此外，產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足用戶高精度要求?？梢?，建一座年產(chǎn)量高質(zhì)量好的冷軋廠是有市場基礎(chǔ)的。1.2 制定產(chǎn)品大綱本設(shè)計任務(wù)是年產(chǎn)125萬噸1700mm冷軋薄板。設(shè)計之前首先制定產(chǎn)品大綱。產(chǎn)品大綱是設(shè)計任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進行車間設(shè)計時制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程確定軋機組成和選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)。產(chǎn)品大綱的編制原則：1. 滿足國民經(jīng)濟特別需要，根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對鋼材的需要。2. 考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處理長

13、遠與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、考慮軋機生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。3. 考慮建廠地區(qū)資源的供應(yīng)條件，物資和材料運輸?shù)那闆r。4. 要適應(yīng)對外開放、對內(nèi)搞活的經(jīng)濟形勢，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化。本設(shè)計綜合考慮以上各點，唐鋼采用厚坯料的第二熱軋帶卷廠的投產(chǎn)可以提供強度240MPa的合格原料，廠址選在唐鋼內(nèi)部，產(chǎn)品面向全國和世界各國。產(chǎn)品大綱如下：1、產(chǎn)量及鋼種：125萬噸/年（本設(shè)計以一期為例進行詳細敘述。）其中超低碳鋼占10，Q215A占80%，低合金結(jié)構(gòu)鋼占10%。2、規(guī)格原料（熱帶卷）規(guī)格：帶鋼厚度： 2.0mm6.0mm；帶鋼寬度：

14、8201500；鋼卷內(nèi)徑： 610mm；鋼卷外徑： 最大2150mm；鋼卷重量： 最大30t；單位質(zhì)量： 23kg/mm；抗張強度： 2842kg/mm2；含碳量： 0%0.12%；年用量： 125萬t；3、鋼種及其比例：表1 鋼種及其比例鋼種C含量比例鋼號超低碳鋼0.010 C%0.010%EN Fe P01/P03低碳鋼0.034 C%0.07580%AISI 1005低合金結(jié)構(gòu)鋼0.15 C%0.2810%ASTM A5884、產(chǎn)品規(guī)格詳細分類（見表2）表2 產(chǎn)品規(guī)格 年產(chǎn)量厚 度/mm寬 度 (mm)總計產(chǎn)量/ t 比例 %5506506507507508508509509501150

15、115012501250135013500.30.51.03.01.51.081250006.50.50.74.012.014.013.011.0675000540.71.03.03.54.04.04.02.01.026875021.51.01.51.02.02.02.02.02.01.0150000121.52.01.01.01.01.01.01.075000100比例/%5.0202221187521005、產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 GB, DIN, JIS, API2 軋鋼機類型和布置形式比較選擇軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，代表著車間的技術(shù)水平，是區(qū)別于其他車間類型的關(guān)鍵。因

16、此，軋鋼車間主要設(shè)備選擇就是指軋機的選擇。軋機選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。軋機選擇的主要依據(jù)是車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種,產(chǎn)品品種和規(guī)格,生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。對軋鋼車間工藝設(shè)計而言,軋鋼機選擇的主要內(nèi)容是：確定軋鋼機的結(jié)構(gòu)形式,確定其主要技術(shù)參數(shù),選用軋機的架數(shù)以及布置方式。在選擇軋鋼機時一般要考慮下列各項原則1：1) 在滿足產(chǎn)品方案的前提下,使軋機布置合理,既要滿足當(dāng)前生產(chǎn)又要考慮未來的生產(chǎn)發(fā)展。2) 有較高的生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)。3) 能獲得質(zhì)量良好產(chǎn)品的同時還要盡可能多地軋制多品種。4) 有利于軋機機械化,自動化的實現(xiàn),有助于改善勞動條件。5) 軋

17、機結(jié)構(gòu)型式先進合理，操作簡單，維修方便。6) 有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。2.1連軋機形式選擇現(xiàn)在大批量的低碳與結(jié)構(gòu)冷軋帶鋼和鍍涂加工用鋼都是由四滾式冷連軋機生產(chǎn)的，軋制厚度較大時采用四機架連軋軋制厚度較薄是采用五機架或六機架連軋機。下表列出常規(guī)連軋機的參數(shù)： 表3 常規(guī)連軋機的參數(shù)軋機形式規(guī)格mm產(chǎn)品厚度mm軋制速度m/s卷重t工作棍直徑mm電動機容量kw四機座1700-25000.25-0.3020-2530-35500-60033600五機座1700-21850.18-3.225-3040-60585-66046700六機座1200-14500.08-1.030-4035-40610325

18、00而其中五機架連軋機是典型的高效率冷軋機，其生產(chǎn)品種、規(guī)格的范圍較寬，可扎厚度為0.18-3.5mm、寬度可達2000mm的帶鋼。可以包括四機架和六機架的生產(chǎn)產(chǎn)品。因此五機架連軋機是一種應(yīng)用最為廣泛的連軋機，在各中全連續(xù)冷軋生產(chǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。而六機架連軋機是軋制小于0.1mm鍍錫板的專業(yè)軋機。由于軋薄時速度難以提高和原版力學(xué)性能不如二次冷軋得好，因此這類軋機未能得到很好的發(fā)展。2.2軋機的選擇：當(dāng)今新型熱帶軋機主要有：CVC軋機、HC軋機、VC軋機、PC軋機等。1)CVC軋機圖1 CVC軋機原理圖CVC軋機是SMS公司在HCW軋機的基礎(chǔ)上于1982年研制成功的。近年來廣為采用的CVC軋機

19、是德國技術(shù)和其他國家專利的結(jié)合物，它被世界各國認(rèn)為是一個能對輥型進行連續(xù)調(diào)整的理想設(shè)備。CVC輥和彎輥裝置配合使用可調(diào)輥縫達600微米。CVC精軋機組的配置一般是，前幾個機架采用CVC輥主要控制凸度，后幾個機架采用CVC輥主要控制平直度。CVC的基本原理是；將工作輥輥身沿軸線方向一半削成凸輥型，另一半削成凹輥型，整個輥身成S型或花瓶式軋輥，并將上下工作輥對稱布置，通過軸向?qū)ΨQ分別移動上下工作輥，以改變所組成的孔型，從而控制帶鋼的橫斷面形狀而達到所要求的板形。（調(diào)節(jié)帶鋼凸度的原理圖如下）圖2 CVC軋機凸度的調(diào)整CVC軋機有很多優(yōu)點：板凸度控制能力強，軋機結(jié)構(gòu)簡單，易改造，能實現(xiàn)自由軋制，操作方

20、便，投資較少。CVC軋機的缺點：軋輥形狀復(fù)雜，特殊，磨削要求精度高，而且困難，必須配備專門的磨床；無邊部減薄功能，帶鋼易出現(xiàn)蛇形現(xiàn)象。此外隨著軋輥竄動，熱輥型及磨損輥型亦將竄動。2)HC軋機HC軋機為高性能板形控制軋機的簡稱，是日立公司研究的一種新型六輥軋機，它是在普通四輥軋機的基礎(chǔ)上增加兩個可轉(zhuǎn)向移動的中間輥其出發(fā)點是為了改善或消除四輥軋機中工作輥和支撐輥之間有害的接觸部分。HC軋機利用軋輥軸向傳動裝置，就能適應(yīng)帶鋼寬度變化的要求，使輥身接觸長度作相應(yīng)的改變。圖3 HC軋機HC軋機的主要特點：具有大的剛度穩(wěn)定性和很好的控制性同時可以顯著提高帶鋼的平直度，可以減少板、帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬

21、度，減少切邊損失。3)VC軋機VC軋機是一種新型的四輥軋機，它的支撐輥凸度可根據(jù)板形需要加以改變。 圖4為這種凸度可變的支撐輥(也稱為VC軋輥)的結(jié)構(gòu)簡圖4。支撐輥由外套筒2和芯軸1組成。芯軸與外套筒之間有一液壓腔3，外套筒2與芯軸l是熱裝在一起的。高壓油(最高油壓為50MPa)由液壓站5通過高速旋轉(zhuǎn)接頭4和芯軸內(nèi)油孔6進入液壓腔3中。只要改變高壓油的壓力，就可改變軋輥凸度，使其能抵消由軋制壓力引起的彈性彎曲變形，獲得較好的板形。VC軋輥的主要優(yōu)點是：VC軋機的凸度控制能力比液壓彎輥的四輥軋機大;VC軋輥與液壓彎輥配合使用時，不僅可以調(diào)整邊浪和中間浪的不良板形，也可調(diào)整較復(fù)雜的復(fù)合浪的板形缺陷

22、。由于VC軋輥采用了壓力較高的液壓系統(tǒng)，給設(shè)計制造帶來一定的難度。近年來，有人在軋輥芯軸內(nèi)設(shè)置增壓腔，以便能采用壓力較低的液壓系統(tǒng)，利于高速旋轉(zhuǎn)接頭的工作。圖4 VC軋輥結(jié)構(gòu)簡圖1芯軸；2外套筒；3液壓腔；4旋轉(zhuǎn)接頭；5液壓站，6油孔以上介紹了一些典型的寬厚板軋機的機型和技術(shù)。目前生產(chǎn)中使用最多的是六輥式HC軋機和四輥式的CVC軋機。HC軋機與CVC軋機的比較見表4：表4 HC軋機與CVC軋機的比較CVC技術(shù)HC技術(shù)原理結(jié)構(gòu)工作輥軸向移動工作用S輥型形成壓下差控制板長度和板形+工作輥液壓彎輥；軋輥移動量小，應(yīng)用于四輥軋機，改造工作量小。中間滾軸移造成輥間壓扁差控制板長度和板形+工作輥、中間輥液

23、壓彎輥；軋輥移動量大，應(yīng)用于六輥軋機，改造工作量大。效果板凸度控制 好邊部減薄 差波浪控制：邊波與中波 好 復(fù)合波 差受熱長度和磨損影響 大受軋制力波動影響 大 板凸度控制 好邊部減薄 好波浪控制：邊波與中波 好 復(fù)合波 好受熱長度和磨損影響 小受軋制力波動影響 無軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，代表著車間的技術(shù)水平，為了實現(xiàn)壓下量較大的控制軋制，現(xiàn)代冷軋帶鋼車間都選擇軋制力大的軋鋼機架和軋輥設(shè)備。冷連軋板帶軋機主要是趨向于HC六輥軋機與CVC四輥軋機這兩種板型控制技術(shù)的聯(lián)合布置。4)軋機選擇選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，產(chǎn)品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝

24、過程。對軋鋼車間工藝設(shè)計而言，軋鋼機選擇的主要內(nèi)容是：確定軋鋼機的結(jié)構(gòu)形式，確定其主要技術(shù)參數(shù)，選擇軋機的架數(shù)以及布置方式。本次設(shè)計經(jīng)過綜合對比和實際考慮并結(jié)合設(shè)計目的和產(chǎn)品大綱要求，主要從控制板型（板凸度，平直度等）方面考慮，選用以下設(shè)備。四輥軋機，驅(qū)動主要由調(diào)速電機、減速機、齒輪機座及軋機接軸構(gòu)成。電液伺服閥控制液壓缸用于輥縫調(diào)整。四列圓錐輥子軸承安裝在工作輥軸頸上，并安裝在軸承座中，工作輥的平衡由液壓缸控制。帶靜壓的油膜軸承安裝在支承輥軸頸上，用于低速軋制。軸承座夾緊裝置安裝在機架的操作側(cè)，保證軋制時輥裝配在機架上定位。上支承輥磨損的補償量，由安裝在上支承輥上部的墊片調(diào)整。進出口導(dǎo)輥的安

25、裝，用于板坯傳送時輸送平穩(wěn)，軋機進出口上下安裝了刮水板及導(dǎo)衛(wèi)，工藝潤滑油噴頭安裝在進出口上下刮水板上。上刮水板有氣缸控制，以保證與工作輥的連續(xù)接觸；下刮水板與導(dǎo)輥軸承座連接，靠液壓力與下工作輥接觸。其主要技術(shù)參數(shù)見表5、6表5 CVC軋機的技術(shù)參數(shù)類型CVC四輥軋機工作輥尺寸5251700毫米支承輥尺寸14501500毫米每側(cè)最大彎輥力80噸工作輥竄動行程100mm最大軋制壓力2500噸軋制速度571/1200m/min輥縫調(diào)節(jié)液壓AGC工作輥換輥時間（max）10分鐘支承輥換輥液壓、抽出式主電機功率4250kwAC電機轉(zhuǎn)速750主電機額定力矩24.5MNm牌坊重量約420tHC軋機是一種高性

26、能板型控制軋機，而其實際上是在四輥軋機的基礎(chǔ)上在工作輥與支撐輥之間加入一個輥端帶錐度的中間輥并作橫向移動的六輥軋機。這種軋機據(jù)有大的剛度穩(wěn)定性軋機工作是可以通過調(diào)節(jié)中間輥橫向移動量來改變軋輥的接觸長度，即改變其壓力分布規(guī)律以此消除軋制力變化對橫向厚度差的影響，使HC軋機具有較大的橫向剛性。中間輥一側(cè)帶有錐度，在橫移時能消除帶寬外側(cè)滾面生有害的接觸段。HC軋機設(shè)有液壓彎輥裝置，配合中間輥橫向移動就擴大了板型調(diào)節(jié)能力。表6 HC軋機的技術(shù)參數(shù)類型HC六輥軋機工作輥尺寸4851700毫米中間輥尺寸5801500毫米支承輥尺寸14001500毫米每側(cè)最大工作彎輥力80噸每側(cè)最大中間彎輥力70噸工作輥竄

27、動行程100mm中間作輥竄動行程215mm最大軋制壓力2500噸軋制速度714/1500m/min輥縫調(diào)節(jié)液壓AGC工作輥換輥時間（max）40分鐘支承輥換輥液壓、抽出式主電機功率4250kwAC電機轉(zhuǎn)速750rpm主電機額定力矩22.6MNm牌坊重量約420t3 壓下規(guī)程設(shè)計3.1 確定壓下規(guī)程壓下規(guī)程是軋制制度（規(guī)程）最基本的核心內(nèi)容，直接關(guān)系著軋機的產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量。壓下規(guī)程的主要內(nèi)容包括：原料卷尺寸選擇；各軋機壓下量分配及速度制度選擇；軋機機組壓下量分配及速度制度確定；各道力能參數(shù)計算及設(shè)備能力校核。制定壓下規(guī)程的方法很多，一般可概括為理論方法和經(jīng)驗方法兩大類。理論方法就是從充分滿足制

28、定軋制規(guī)程的原則（即1.在設(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量；2.在保證操作穩(wěn)便的條件下提高質(zhì)量。）出發(fā)，按預(yù)設(shè)的條件通過理論數(shù)學(xué)模型計算或圖表方法，以求最佳的軋制規(guī)程。所謂的經(jīng)驗的方法是生產(chǎn)中往往參照現(xiàn)有類似軋機行之有效的實際壓下規(guī)程，亦即根據(jù)經(jīng)驗資料進行壓下分配及校核計算。本設(shè)計即采用經(jīng)驗方法制定壓下規(guī)程。制定壓下規(guī)程的方法和步驟為：（1）在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗分配各道次壓下量；（2）制定速度制度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度；（3）計算軋制壓力、軋制力矩及總傳動力矩；（4）校驗軋輥等部件的強度和電機功率； （5）按制定規(guī)程的原則和要求進行必要的修正和改正。原料尺寸：薄帶鋼冷連軋

29、為了提高產(chǎn)量和成品率，現(xiàn)在多采用無頭軋制。原料卷厚度為1.56mm；原料卷寬度取決于產(chǎn)品規(guī)格。本次設(shè)計典型產(chǎn)品為：原料板厚為3mm。板寬為1300mm的熱軋卷。各軋機壓下量分配薄板冷連軋機組總變形量及各道壓下量，應(yīng)根據(jù)原料卷厚度、產(chǎn)品質(zhì)量、軋機架數(shù)、軋制速度及產(chǎn)品厚度等合理確定。薄板冷連軋機組壓下量分配應(yīng)遵守以下基本原則：1)由于在冷軋軋制時，軋件溫度接近常溫、金屬塑性低，以及伴有軋件的加工硬化現(xiàn)象，所以應(yīng)合理分配各機架的壓下量，以使各架軋機的負(fù)荷趨于平均。2)為提高連軋機組的小時產(chǎn)量，應(yīng)提高連軋速度，以縮短軋制時間，減小軋制節(jié)奏來提高產(chǎn)量。3)為簡化連軋機組的調(diào)整，連軋機組軋出的厚度范圍應(yīng)盡

30、可能小，并且不同厚度的數(shù)目也應(yīng)盡可能減少。連軋機組壓下量分配及速度制度：精軋機組的主要任務(wù)是在5架連軋機上將原料卷軋制成冷板（帶）卷，尺寸符合要求的成品帶鋼，并需保證帶鋼的表面質(zhì)量和機械性能。擬定連軋壓下規(guī)程就是合理分配各架的壓下量及確定各架的軋制速度。1)五機架連軋各架軋機的壓下量分配五機架連軋機組分配各架壓下量的原則：一般是壓下量逐道次降低。其原因有二：(1) 隨著軋制的進行軋件有加工硬化的現(xiàn)象，這使軋制力逐道次升高，同時，軋制速度的增加也使軋制力升高，這兩者的疊加作用將使軋制力迅速的增大，所以，為了降低后機架的軋制力，應(yīng)使壓下量逐道次降低，并且還要加大連軋張力以降低軋件的變形抗力，而使軋

31、制力趨于平均；(2) 為了保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量，壓下量逐漸減小，同時還要降低連軋張力。依據(jù)以上原則逐架壓下量的分配規(guī)律是，第一架可以留有余量，即考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產(chǎn)生咬入困難等，而使壓下量略小于設(shè)備允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設(shè)備能力，盡可能給以大的壓下量軋制；以后各架，隨著變形抗力增大，應(yīng)逐漸減小壓下量；為控制帶鋼的板形，厚度精度及性能質(zhì)量，最后一架的壓下量一般較小。冷軋的累積壓下率（原料至成品）總壓下量一般占板坯全部壓下量的6090%。本設(shè)計的各機架壓下量的具體分配是依據(jù)武鋼現(xiàn)場經(jīng)驗資料采用5機架連軋機，結(jié)合具體設(shè)備、操作條件依據(jù)壓下量分配系數(shù)分配各架壓下量如

32、下:表7 各道次壓下量參數(shù)道次入口厚度H/mm出口厚度h/mm壓下量h/mm壓下率/%13.002.250.752522.251.550.7031.1131.551.070.4830.9741.070.870.2018.650.870.80.078.05冷軋鋼板時咬入角一般為4，由公式 .(1)得 .(2)表8 各道次咬入角道次咬入角123455253.062.962.451.584850.97再根據(jù)(3)表9 各道次中性角123455250.710.720.700.574850.40根據(jù)Sh=(4)表10 各道次前滑值道次前滑12345Sh0.01790.02670.03660.02980.

33、01603.2 確定軋機速度制度3.2.1軋制速度的確定制定軋機速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計算各架速度及調(diào)速范圍；選擇加減速度以及帶鋼過焊縫時的速度等。連軋機組末架的軋制速度決定著軋機的產(chǎn)量和技術(shù)水平。確定末架軋制速度時，應(yīng)考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般冷軋帶鋼為提高軋機產(chǎn)量而用高的軋制速度；軋制寬大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時，應(yīng)采用低的軋制速度。本次設(shè)計依據(jù)設(shè)備、產(chǎn)品及參考同類車間設(shè)定第五機架的軋制速度為20m/s。本設(shè)計設(shè)定第五架軋機的穿帶速度為5m/s（帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些）。其它各架軋制速度的確定:當(dāng)連軋機組末架軋機軋制速度

34、確定后，根據(jù)連軋條件秒流量相等的原則，根據(jù)各架軋出厚度和前滑求出各架軋制速度（帶鋼的寬展和前、后滑忽略不計）。即：h1v1=h2v2=hnvn=C.(5)速度的計算：已預(yù)設(shè)末架出口軋制速度為V=20m/s由經(jīng)驗向前依次減小以保持微張力軋制。依據(jù)秒流量相等有：表11軋件的出口速度12345Vh(m/s)7.1110.3214.9518.39203.2.2軋輥轉(zhuǎn)速的確定由.(6)表12 軋輥速度12345V(m/s)5.216.939.9614.5218.10由公式:.(7)求得各道次軋輥轉(zhuǎn)速分別為:表13 軋輥轉(zhuǎn)速12345(r/min)189.6252.2362.5528.5713.1 由軋輥

35、轉(zhuǎn)速及電機轉(zhuǎn)速可求傳動比:.(8)表14傳動比道次12345n(r/min)750750750750750i4.1322.7571.8381.3781.149.3.2.3加速度的選擇近代帶鋼冷連軋機精軋一般采用一級加速和一級減速軋制方式，即帶鋼在連軋機以恒速運轉(zhuǎn)下進行穿帶，并在卷取機實現(xiàn)穩(wěn)定卷取后開始進行加速，直至軋機轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)定軋制階段最大轉(zhuǎn)速時加速結(jié)束。第一級加速度數(shù)值較高，稱為功率加速度（又稱產(chǎn)量加速度），其目的是迅速提高軋制速度，是設(shè)備盡快接近滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，以求的最高產(chǎn)量。確定加速度的數(shù)值，應(yīng)考慮到主電機的功率、帶鋼長度、板形、帶鋼厚度變化、冷卻水的控制及卷取溫度等因素的影響。僅就軋機本

36、身而言，一級加速度可達1-2 m/s。本設(shè)計采用加減速的加速度絕對值相等的設(shè)計方法，并參照武鋼經(jīng)驗取一級加、減速度為1.5m/s。4 力能參數(shù)的計算及空載輥縫的設(shè)定4.1軋制壓力的計算對于冷軋薄板，其軋制力的計算采用斯通公式計算。因為斯通公式把軋制看成平行板間的鐓粗，因此得出單位壓力微分方程式：圖5 作用在斯通理論微分體上的作用力冷軋薄板時其表面摩擦規(guī)律按全滑動來考慮，即，并采用近似塑性條件，則上式變成如下形式： 將上式積分，則得斯通單位壓力公式: 在后滑區(qū) 在前滑區(qū) 式中： ， .(9) f為乳化液的摩擦系數(shù)0.05.表15 各道次的相關(guān)參數(shù)道次參數(shù)12345L/mm14.0313.5611

37、.227.254.12/mm2.631.901310.970.835m0.270.360.430.370.25 冷軋時溫度和變形速度對金屬變形抗力的影響不大，因此和可近似的取1，只有變形程度才是影響變形抗力的主要因素。由變形區(qū)內(nèi)各斷面處變形程度不等，因此，若取為常量，通常根據(jù)加工硬化曲線去本道次平均變形量所對應(yīng)的變形抗力值。平均變形量可按下式計算： .(10) 式中:本道次軋前的預(yù)變形量 :本道次軋后的總變形量:冷軋前軋件厚度H:本道次軋前軋件的厚度h:本道次軋后軋件的厚度。表16 各道次值變形程度 /%變形程度 /%平均變形程度/%10.025.015.022548.339.0348.364

38、.357.9464.371.068.3571.073.372.4冷軋時金屬實際變形抗力的確定：由于加工硬化使得軋件的變形抗力逐道次升高，對加工硬化曲線進行線性擬合得：.(11)表17 各道次變形抗力平均變形程度/%變形抗力/MPa115.0366.0420.9239.0519.6597.5357.9640.6736.7468.3707.3813.4572.4733.2843.2平均單位壓力： (12)式中為平均單位張力，現(xiàn)僅以第一架軋機為例：張應(yīng)力的設(shè)定：100MPa,120 MPa,130 MPa,140 MPa,開卷機張應(yīng)力為1 MPa，卷曲機張應(yīng)力為30 MPa。表18 張力前平均單位張

39、力/MPa后平均單位張力/MPa平均單位張力/MPa1110050.5210012011031201301254130140135514030100 =14.03mm = =0.073計算圖中第二個參數(shù) = 圖6 軋輥壓扁時平均單位壓力圖解=0.27 =0.037 又有表查出 1.149 則 = 由 0.27 則 則總壓力=7554.22KN余下的各道次可依此類推計算出來，則有：表19 軋制力道次參數(shù)12345/MPa400.0550.0590.0620.0630.00.270.360.430.370.250.0730.1300.1850.1370.063c0.00290.0027x/mm0.

40、270.420.550.550.461.1491.2021.2501.2091.137/mm14.2015.2012.589.415.01B/mm1250/MPa425.59585.98764.63820.19862.07P/KN7554.2211133.6212023.819647.485398.714.2軋制力矩的確定4.2.1軋制力矩的確定.(13)式中: 合力作用點位置系數(shù)（或力臂系數(shù)），冷軋薄板一般取為0.330.42，各道次的軋制力矩值見表20：=0.35表20 軋制力矩12345/KNm74.19105.6894.4448.96.15.574.2.2摩擦力矩的確定傳動工作輥所需要

41、的靜力矩，除軋制力矩外，還有附加摩擦力矩，它由以下兩部分組成：、，其中在四輥軋機（本設(shè)計中六輥軋機亦用此公式）可近似地由下式計算：.(14)式中 軋輥軸承的摩擦系數(shù)（滑動軸承金屬襯冷軋時 ），取 0.06； 軋輥輥頸直徑273mm；（、 工作輥及支撐輥直徑,對于四輥軋機：525mm， =1450mm 對于六輥軋機：485mm， = 1450mm。）而由下式計算： .(15)式中: 傳動效率系數(shù)，即從主電機到軋機的傳動效率，故可取0.94-0.96，本設(shè)計取0.96 .(16)表21摩擦力矩12345/KNm6.199.129.857.904.42/KNm74.19105.6894.4448.9

42、6.15.57i3.962.972.071.421.05/KNm0.851.612.101.670.79/KNm2.414.686.877.235.004.2.3空轉(zhuǎn)力矩的確定空轉(zhuǎn)力矩可以根據(jù)下式求得： .(17)式中：表示軋機的額定轉(zhuǎn)矩，其大小為：p電動機的額定功率，本設(shè)計取每架軋機的額定功率為4250KW；n電動機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速為750r/min。軋機的空轉(zhuǎn)力矩（）根據(jù)實際資料可取為電機額定力矩的36: 4.3各機架空載輥縫值的設(shè)定由于軋機的彈跳，使軋出的鋼板厚度h等于原來的空載輥縫再加上彈跳，或者說：原來空載輥縫等于軋出鋼厚減去彈跳。軋機輥縫設(shè)計最主要的任務(wù)是盡可能地準(zhǔn)確地確定各機架的空載

43、輥縫值S。影響輥縫形狀的因素 軋件的橫向厚度差(斷面形狀的變化)和板型的變化是由輥縫形狀的變化引起的。影響輥縫形狀的因素有： 1)軋輥的彈性彎曲變形。它使輥縫中部尺寸大于邊部尺寸，帶鋼產(chǎn)生斷面凸度。軋制力愈大，載荷愈集中在軋輥中部，軋輥的彈性彎曲變形愈大；軋輥直徑愈大，剛性愈好，彈性彎曲變形愈小。2)軋輥的熱膨脹。軋制時軋件變形功轉(zhuǎn)化的熱量，摩擦和高溫軋件所傳遞的熱量都會使軋輥變熱。冷卻水、冷卻潤滑液、空氣和與軋輥接觸的零件又會使軋輥冷卻。由于加熱和冷卻的條件沿輥身長度是不一致的，在各種綜合因素的影響下，軋輥中部比端部的熱膨脹大，從而使軋輥產(chǎn)生熱凸度，影響輥縫的形狀。3)軋輥的磨損。工作輥與軋

44、件之間、工作輥與支承輥之間的摩擦?xí)管堓伳p。影響軋輥磨損的因素很多，例如，軋輥和軋件的材料，軋輥的表面硬度和光潔度，軋制壓力和軋制速度，前滑和后滑的數(shù)值以及支撐輥與工作輥之間的滑動速度等都會影響軋輥的磨損速度。4)軋輥的彈性壓扁。軋件與工作輥之間、工作輥與支承輥之間均產(chǎn)生彈性壓扁。決定輥縫形狀的不是彈性壓扁的絕對值，而是壓扁值沿輥身長度方向的分布狀況。對于工作輥來說，如果軋制壓力沿帶鋼寬度是均勻分布的，則變形區(qū)內(nèi)工作輥的彈性壓扁在輥身中部的分布也是均勻的，只是在軋件邊部壓扁值小些。對這種軋件邊部局部變薄的影響通常在輥型設(shè)計時不予考慮。工作輥與支承輥之間，由于其接觸長度大于軋件與工作輥的接觸長

45、度，因而其壓力分布是不均勻的。這就使輥與輥之間彈性壓扁沿輥身長度方向也不是均勻分布的。實驗表明，帶鋼寬度和輥身長度的比值以及工作輥直徑和支承輥直徑的比值愈小，則工作輥與支承輥之間壓力分布的不均勻性愈明顯。工作輥與支承輥間彈性壓扁值的分布規(guī)律與它們之間壓力的分布規(guī)律是一致的。5)軋輥的原始輥型(凸形、凹形或圓柱形)。軋輥原始輥型不同，輥縫的形狀自然也不同。這一因素用來補償上述因素造成的影響。雖然近代由于對帶鋼的公差要求更加嚴(yán)格，新建的軋機剛度不斷加大，但是由于軋輥尺寸及機架尺寸的加大受到一些其他條件的限制，因此限制了軋機剛度系數(shù)的進一步加大?，F(xiàn)代帶鋼連軋機剛度系數(shù)也就是在50006500KN/m

46、m左右，通常軋制力的負(fù)荷水平為800030000KN，彈跳值可達15mm。它同帶鋼的壓下量及帶鋼本身的厚度為同一數(shù)量級，在后幾個機架里，甚至比帶鋼厚度還要大一些。因此10%軋制力的誤差，往往造成很大的厚度差，這會給正常操作造成很大困難，并直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，輥縫數(shù)值的準(zhǔn)確確定，關(guān)鍵在于準(zhǔn)確確定軋制力，并且，要安裝有彎輥裝置和自動檢測裝置，以很好的控制板形。通常為了消除非直線段的往往采用人工零位法進行軋制。（彈跳曲線的非直線部分是變化的）；軋后的軋件厚度h可用以下公式近似表示：h=S0+(P-P0)/C.(18)式中：S0 人工零位的軋輥輥縫指示器讀數(shù),mm;P0 軋輥預(yù)壓靠力，P0=30

47、00kNP 軋制力.kN;C機座剛度系數(shù)，即線性段的斜率；表22 輥縫值道次12345P(KN)7554.2211133.6212023.819647.485398.71h(mm)2.251.551.070.870.80S0(mm)1.7440.6460.0670.1310.533 5 電機能力驗算為了校核和選擇主電動機，除知其負(fù)荷之外，尚須知軋機負(fù)荷隨時間變化的關(guān)系圖，力矩隨時間變化的關(guān)系圖稱為靜負(fù)荷圖。繪制靜負(fù)荷圖之前，首先要決定出軋件在整個軋制過程中在主電機軸上的靜負(fù)荷值，其次決定個道次的純軋和間歇時間。靜力矩按下式計算：Mj= Mz /i+Mm+Mk.(19)將前面的數(shù)據(jù)代入上式得靜力

48、矩見表23：表23 靜力矩道次12345Mz(kNm)74.19105.6894.4448.9615.57i3.962.972.071.421.05Mm(kNm)2.414.686.867.235.00Mk(kNm)3.253.253.253.253.25Mj(kNm)24.4043.5155.7244.9623.08靜負(fù)荷圖中的靜力矩可以用上式加以確定。每一道次的軋制時間可由下式確定：tn=Ln/vp.(20)式中：Ln軋件軋后長度；vp軋件出輥平均速度，忽略前滑時，它等于軋輥圓周速度。表24軋制時間道次12345Ln(m)1581.942372.923559.384745.835695vp

49、 (m/s)5.568.3312.516.6720.00t(s)284.52284.86284.75284.69284.75因為各機架主電機的力能參數(shù)相同，而第五機架的軋制負(fù)荷最大，所以只需校核第五架軋機的電機即可?？紤]到軋制的加減速時所產(chǎn)生的動力矩，則有（加、減速時的加速度絕對值均為1.5m/s2）：Mjia=Md5=15.36 kNmMjian= Md5=15.36 kNm從而有軋機加速時，總力矩為：MTjia=Mj5+ Md5=151.11 kNm;軋機減速時，總力矩為：MTjian= Mj5- Md5=120.39 kNm. 已知上述各值后，根據(jù)軋制圖表繪制出一個軋制周期內(nèi)第五架軋機的電機負(fù)荷圖，見圖7。（不考慮不同的軋制速度對軋制力矩的影響） MJ 升速 穩(wěn)定軋制 過焊縫 拋尾 降速MK t（s）圖7 第五架軋機電機負(fù)荷圖當(dāng)主電動機的傳動負(fù)荷圖確定后，就可以對電動機的功率進行計算。這項工作包括兩部分。一是由負(fù)荷圖計算出等效力矩不能超過電動機的額定力矩；二是負(fù)荷圖中的最大力矩不能超過電動機的允許過載負(fù)荷和持續(xù)時間