年產(chǎn)80萬噸1790冷軋車間工藝設(shè)計(jì)

z.本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕課題申請表(由指導(dǎo)教師填寫)學(xué)院：冶金與能源學(xué)院2010年03月19日課題情況課題名稱年產(chǎn)80萬噸1790冷軋車間工藝設(shè)計(jì)教師姓名職稱學(xué)位課題來源A--教師科研B--來自現(xiàn)場C--自擬題目D--其它〔需注明〕課題類別A--設(shè)計(jì)B--論文設(shè)計(jì)時(shí)間2010.3-2010.6主要研究容1、收集有關(guān)資料，選擇設(shè)計(jì)方案和生產(chǎn)線布置。選擇坯料、制定產(chǎn)品大綱，選擇軋鋼機(jī)形式、設(shè)計(jì)壓下規(guī)程，完成力能參數(shù)計(jì)算，驗(yàn)算軋輥強(qiáng)度，計(jì)算產(chǎn)量。選擇輔助設(shè)備〔酸洗機(jī)組、退火爐、卷取機(jī)等〕。2、完成車間的平面工藝布置，繪制車間平面工藝圖。目標(biāo)和要求設(shè)計(jì)年產(chǎn)80萬噸的冷軋薄板車間，主要完成工藝設(shè)計(jì)，典型產(chǎn)品為厚度0.5mm,寬度1500mm的普通碳素鋼。按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)展，完成設(shè)計(jì)說明書和車間工藝平面圖。說明書要求按照章節(jié)撰寫，圖文并茂，對工藝制度要求有分析和計(jì)算?？s寫說明書至2000字，并翻譯成英文。特色選用了酸連軋生產(chǎn)線，鍍鋅，彩涂等深加工。成果形式選用了酸連軋生產(chǎn)線，鍍鋅，彩涂等深加工。成果價(jià)值為冷軋薄板車間設(shè)計(jì)提供參考系主任或?qū)＜覍忣}意見負(fù)責(zé)人簽字:年月日學(xué)院審批意見院長簽字:年月日-z.本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕方案進(jìn)程表〔由學(xué)生填寫〕學(xué)院冶金與能源學(xué)院姓名合作者無題目年產(chǎn)量80萬噸1790冷連軋車間工藝設(shè)計(jì)時(shí)間工作容完成情況第3-5周第6-8周第9-12周第13-14周第15-16周第17-18周唐鋼冷軋車間現(xiàn)場實(shí)習(xí)；開題論述，尋找英文專業(yè)資料，翻譯；所建廠產(chǎn)品范圍，應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品特性，建廠經(jīng)濟(jì)依據(jù)；典型產(chǎn)品總延伸計(jì)算，道次選擇，軋機(jī)布置選擇比擬；壓下分配，軋制規(guī)程計(jì)算；軋制圖表，年產(chǎn)量計(jì)算；軋制力計(jì)算；軋輥強(qiáng)度校核，電機(jī)溫升校核；輔助設(shè)備：鍍鋅、退火、彩涂生產(chǎn)線等；金屬消耗計(jì)算，車間面積計(jì)算；檢查格式，段落清楚，標(biāo)題內(nèi)容一致；完成CAD出圖，準(zhǔn)備辯論。完成完成完成完成完成完成本人完成局部說明書約4萬字論文萬字圖紙0＃圖紙1張，折合1號圖共4說明書〔論文〕摘要漢譯英共2千字其他指導(dǎo)教師簽字：年月日河北理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕自評結(jié)論定性分析表學(xué)院：冶金與能源學(xué)院2010年6月15日根本情況通過認(rèn)真了解冷軋板帶的生產(chǎn)工藝過程,查閱大量相關(guān)資料,本文設(shè)計(jì)了冷連軋軋制規(guī)程,包括道次設(shè)計(jì),然后根據(jù)軋制規(guī)程選擇了適宜的設(shè)備并校核設(shè)備能力。本次論文中主要介紹冷軋的開展歷史、建廠的依據(jù)、產(chǎn)品大綱制定、坯料厚度選擇、壓下規(guī)程制定、冷連軋軋機(jī)選擇、軋制速度確實(shí)定、軋制力的計(jì)算、設(shè)備的校核、輔助設(shè)備等其他生產(chǎn)線設(shè)備的選擇。主要成績和經(jīng)歷通過本次設(shè)計(jì),對冷連軋生產(chǎn)過程有了一定的認(rèn)識,了解了生產(chǎn)工藝過程。設(shè)計(jì)中注意對冷軋薄板板形控制的了解并分析了各種板形控制方法和軋機(jī)的選擇。培養(yǎng)了對設(shè)備選型,校核及工藝路線分析能力以及板形控制等綜合設(shè)計(jì)能力，最終完成了年產(chǎn)量80萬噸冷連軋生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)任務(wù)。在設(shè)計(jì)過程中既要慎重的考慮實(shí)際情況，又要大膽的改良創(chuàng)新，使理論和實(shí)際嚴(yán)密的結(jié)合起來。存在主要問題在完成設(shè)計(jì)的過程中，缺乏對冷連軋車間實(shí)際生產(chǎn)過程的現(xiàn)場工藝環(huán)節(jié)和軋鋼設(shè)備的深入了解，在*些問題的處理上就難免地過于理論性。今后改良措施及建議對于設(shè)計(jì)上出現(xiàn)的失誤需要在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用比擬，從而對設(shè)計(jì)中的諸多參數(shù)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)展改良。-z.摘要由于冷軋薄板具有很高的尺寸精度，外表質(zhì)量和優(yōu)良的綜合性能，因此得到了越來越廣泛的應(yīng)用，成為國民經(jīng)濟(jì)中各生產(chǎn)建立領(lǐng)域所必須的材料，尤其是在家電板和汽車板的應(yīng)用。它的生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)各工序中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，其產(chǎn)量和質(zhì)量水平反映了一個(gè)國家鋼鐵工業(yè)的強(qiáng)弱。本文結(jié)合唐鋼冷軋薄板廠的相關(guān)資料，同時(shí)參考了多家現(xiàn)代冷軋廠的資料，設(shè)計(jì)了年產(chǎn)80萬噸1790冷軋車間。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇軋鋼機(jī)形式、確定布置形式、根據(jù)典型品種〔厚度為0.5mm〕進(jìn)展壓下規(guī)程設(shè)計(jì)和有關(guān)計(jì)算〔力能參數(shù)計(jì)算、軋輥強(qiáng)度驗(yàn)算和電機(jī)能力驗(yàn)算等〕。選擇輔助設(shè)備〔包括鍍鋅、彩涂線等〕。主設(shè)備采用了酸軋聯(lián)合機(jī)組，退火爐選擇連續(xù)退火爐，軋機(jī)為板形調(diào)控靈敏CVC形式和HC軋機(jī)。本設(shè)計(jì)力圖設(shè)計(jì)出能生產(chǎn)高檔家電板和汽車板的冷軋薄板廠，所采用的設(shè)備都是經(jīng)參考相關(guān)資料比照后選取的最正確設(shè)備，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進(jìn)展，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、環(huán)保的目標(biāo)。關(guān)鍵詞:冷軋薄板；酸軋聯(lián)合機(jī)組；冷軋工藝與設(shè)備；壓下規(guī)程ABSTRACTAscoldrollingsheethashighdimensionalaccuracy,surfacequalityande*cellentoverallperformance,soithasbeenmorewidelyusedinallareasofproductionandconstruction,especiallyinthehouseholdappliancesandmotorvehicleplates.Itsproductionisthekeyanddifficulttotheimplementationinthesteelindustry,anditsoutputandqualityreflectsanationalstrengthofsteelindustry.ThisarticlecombineswiththeinformationofTangsteelColdMillPlant.Atthesametime,itreferstoothermoderncoldmillplant.SoIdesignan1790ColdRollingMillPlantwithanannualoutputof0.8milliontons.Thecomponentofdesignincludesthechoiceofrollingmillforms,thearrangementofmills,accordingtothetypicalvarieties(thicknessof0.5mm)todesignthereductionoforderandcalculation(theparametersofforceandenergy,thestrengthofrollandthecapacityofelectricalmotor),thechoiceofau*iliaryequipment(includinggalvanizedline,colorcoatingline).Themainequipmentusesthecontinuouspickinglinecoupledtotandommill.Theannealingfurnacechoosescontinuousannealingfurnace.ThemillschooseCVCrollstocontroltheshapeofsheet.ThisarticletriestodesigntheColdMillPlantcapableofproducinghigh-gradehouseholdappliancesandmotorvehiclesheet.Meanwhile,theequipmentcomparedwithreferencetorelevantinformationandthenchoosethebestequipmenttoensureproductionqualityandproductionproceedsmoothly,thusachievingthetargetofe*cellentquality,highproductivity,lowcostandenvironmentprotection.Keywords:coldrollingsheet;continuouspicklinglinecoupledtotandommill;coldrollingtechnologyandequipment；reductionschedule-z.目錄摘要IABSTRACTII目錄III引言11建廠依據(jù)和產(chǎn)品大綱21.1建廠依據(jù)21.2制定產(chǎn)品大綱42酸洗段設(shè)備與工藝62.1酸洗機(jī)組的設(shè)備62.1.1半連續(xù)式酸洗機(jī)組62.1.2連續(xù)塔式酸洗機(jī)組62.1.3連續(xù)臥式酸洗機(jī)組72.1.4酸洗機(jī)組的選型72.2酸洗機(jī)組的工藝82.2.1入口段8工藝〔酸洗〕段92.2.3酸洗機(jī)組的根本數(shù)據(jù)參數(shù)103冷連軋段設(shè)備與工藝143.1軋機(jī)的布置形式143.1.1各種連續(xù)軋機(jī)布置143.1.2常規(guī)連續(xù)軋機(jī)153.1.3全連續(xù)冷軋機(jī)163.2冷軋機(jī)的類型163.2.1四輥軋機(jī)173.2.2HC軋機(jī)〔HighCrownControlMill〕173.2.3CVC(ContinuouslyVariableCrown)軋機(jī)173.2.4PC〔PairedCrossedMill〕軋機(jī)183.3冷軋機(jī)組的選擇194冷軋參數(shù)設(shè)計(jì)及校核214.1壓下規(guī)程設(shè)計(jì)214.1.1壓下系數(shù)分配法制定壓下分配214.1.2前滑值確實(shí)定224.1.3張力確定234.1.4軋制速度確實(shí)定234.2軋制力254.2.1軋制力的計(jì)算254.2.2計(jì)算空載輥縫314.3主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩的計(jì)算334.3.1軋制力矩的計(jì)算334.3.2附加摩擦力矩的計(jì)算334.3.3空轉(zhuǎn)力矩確實(shí)定354.3.4電機(jī)軸上的總傳動(dòng)力矩確實(shí)定364.4電機(jī)能力驗(yàn)算364.5軋輥強(qiáng)度校核394.5.1支撐輥強(qiáng)度校核394.5.2工作輥強(qiáng)度校核414.5.3工作輥與支撐輥間的接觸應(yīng)力435軋制圖表和年產(chǎn)量計(jì)算475.1軋鋼機(jī)工作圖表475.1.1研究軋制工作圖表的意義475.1.2軋制圖表的根本形式及其特征475.2軋機(jī)年產(chǎn)量計(jì)算485.2.1軋鋼機(jī)小時(shí)產(chǎn)量485.2.2軋機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量515.2.3軋鋼車間年產(chǎn)量計(jì)算515.2.4提高軋鋼機(jī)產(chǎn)量的途徑526輥型設(shè)計(jì)536.1輥型設(shè)計(jì)概述536.2軋輥輥型設(shè)計(jì)536.3凸度計(jì)算577輔助設(shè)備597.1鍍鋅597.2退火607.3彩涂生產(chǎn)線628PC軋機(jī)與CVC軋機(jī)的比擬與替換648.1PC軋機(jī)與CVC軋機(jī)的比擬648.2PC軋機(jī)與CVC軋機(jī)構(gòu)造示意圖669厚度控制699.1厚度控制方式69直接測厚反響閉環(huán)控制系統(tǒng)70間接測厚反響閉環(huán)控制系統(tǒng)70預(yù)控AGC系統(tǒng)7110金屬及其它消耗7310.1金屬消耗7310.2其它消耗73燃料消耗73電能消耗7410.2.3軋輥消耗7410.2.4水的消耗7510.2.5蒸汽消耗7510.2.6氧氣消耗7510.2.7壓縮空氣消耗7510.2.8潤滑油消耗7511車間平面布置7611.1軋鋼車間平面布置7611.2金屬流程線確實(shí)定7611.3設(shè)備間距確實(shí)定7711.4倉庫面積確實(shí)定7711.4.1原料倉庫面積計(jì)算7811.4.2成品倉庫面積確定78參考文獻(xiàn)79致80-z.引言冷軋產(chǎn)品尺寸精度高、外表光滑、內(nèi)部各項(xiàng)性能良好，其主要原因是排除了熱軋中溫度這一工藝因素的影響。利用鋼在高溫時(shí)變形抗力低和塑性好的特點(diǎn)，在高溫的狀態(tài)下進(jìn)展加工變形，有利于節(jié)約能量，容易獲得各種形狀，但高溫加工變形過程中的溫度并不是固定不變的，如果加工過程中鋼的溫度不均勻，則影響加工準(zhǔn)確度；而高溫狀態(tài)的氧化，使得熱軋鋼板外表質(zhì)量較差。冷軋能使金屬內(nèi)部晶粒破碎并均勻化，附加一定的熱處理工藝，便能得到良好的性能。因此，在產(chǎn)品尺寸的準(zhǔn)確度、外表質(zhì)量、性能各方面，冷軋板帶鋼都比熱軋板帶鋼強(qiáng)。在特制的冷軋機(jī)上還可以軋制厚度為0.1mm的極薄鋼板，這對于熱軋來說是不可能的。冷軋薄板產(chǎn)品本身具有光潔的外表，準(zhǔn)確的厚度、寬度允差，高的強(qiáng)度極限、疲勞極限和沖擊韌性、良好的焊接、冷彎性能、低廉的價(jià)格等特點(diǎn)，應(yīng)用面極為廣泛。特別是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的飛躍開展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，冷軋薄板在汽車制造、電子儀表、輕工、機(jī)電、農(nóng)機(jī)、建筑、航空和國防等工業(yè)部門，更是占有極其重要的地位。同時(shí)，對其品種、規(guī)格、性能和質(zhì)量也不斷地提出了更高的要求。冷軋薄板的產(chǎn)品品種繁多，其性能、特點(diǎn)、用途及生產(chǎn)方法各不一樣。有寬度窄得像“陽春細(xì)面〞似的高強(qiáng)度帶鋼，到寬度達(dá)2m以上用于“殼罩蓋罐〞的深沖壓帶鋼。冷軋板帶(含涂鍍層板帶)外表美觀，加工性能好，是應(yīng)用最廣的鋼材品種，它的生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)各工序中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，其產(chǎn)量和質(zhì)量水平反映了一個(gè)國家鋼鐵工業(yè)的強(qiáng)弱。冷軋薄板是對鋼板的深加工，這就對上游的熱軋，煉鋼，煉鐵提出了一些列要求。如煉鋼時(shí)鋼的純潔度和化學(xué)成分都要在一定的范圍內(nèi)，在熱軋過程也要求極高的厚度精度和平直度，以保證冷軋的順利進(jìn)展。冷軋出來的薄板會根據(jù)客戶的要求和成品的適用范圍，還可以進(jìn)展鍍鋅、鍍錫、彩涂等進(jìn)一步的深加工。本文借鑒了當(dāng)代世界上先進(jìn)的冷軋薄板生產(chǎn)廠的生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)了年產(chǎn)80萬噸1790冷軋薄板車間。由于本人水平有限，時(shí)間倉促，設(shè)計(jì)中肯定有很多缺乏之處，望教師給予批評指導(dǎo)。-z.1建廠依據(jù)和產(chǎn)品大綱1.1建廠依據(jù)冷軋板帶產(chǎn)品品種主要有：碳素構(gòu)造鋼板、合金和低合金鋼板、不銹鋼板、電工鋼板及其它專用鋼板等，此外，還有鍍錫、鍍鋅、復(fù)合鋼板等涂層板、復(fù)合板，超薄深沖易拉罐專用薄板。冷軋薄板產(chǎn)品本身具有光潔的外表，準(zhǔn)確的厚度、寬度允差，高的強(qiáng)度極限、疲勞極限和沖擊韌性、良好的焊接、冷彎性能、低廉的價(jià)格等特點(diǎn)，應(yīng)用面極為廣泛。汽車制造、拖拉機(jī)制造、電氣產(chǎn)品、機(jī)車車輛、造船、航空及火箭、精細(xì)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)的開展，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。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的開展和人民物質(zhì)生活水平的提高，汽車制造工業(yè)的開展越來越快。從50年代末到80年代初近25年時(shí)間里，全世界汽車總額的增長速度比人口增長速度快得多人口增長1.5倍，而汽車卻增長了4倍。到2005年，全世界已擁有5億2千萬輛汽車并仍以每年4500萬輛的產(chǎn)量開展。因此，汽車制造業(yè)的開展，對鋼材的需求量大大增加。鍍錫板是一種外外表鍍有一薄層純錫的鋼板。鍍錫板具有良好的抗腐蝕性能又有一定的強(qiáng)度和硬度。而且鍍錫板的錫層無毒無味，并能防止鐵大量溶到包裝的食物中去。鍍錫板沖壓成型性良好，又易焊接，錫層具有強(qiáng)烈的反光作用，外表光亮。同時(shí)，可以印花，美化商品外觀。鍍錫板制罐與玻璃、塑料容器相比，具有不怕碰撞和擠壓的特點(diǎn)。在運(yùn)輸過程中損失小，價(jià)格廉價(jià)等特點(diǎn)。由于錫供給緊張，一些國家試圖用涂漆板和鍍鉻板來代替鍍錫板，但都未到達(dá)理想結(jié)果。涂漆板抗腐蝕性差，而鍍鉻板不易焊接，加工制做困難，所以限制了它的應(yīng)用。故至今鍍錫板是罐頭工業(yè)中唯一的較完美的包裝材料。所以世界上有三百多套鍍錫機(jī)組年生產(chǎn)1200多萬t的鍍錫板，其中60%用干罐頭工業(yè)，30％用于工業(yè)包裝材料，如化工油漆、油類、醫(yī)藥等包裝材料。金屬材料占16%～25%，而鍍錫板則占金屬材料的90％。可見鍍錫板的重要?，F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)快速開展對鋼材的需求大大增加，全球鋼鐵產(chǎn)量大幅提高，產(chǎn)量超過了10億噸。2007年我國的鋼產(chǎn)量超過的3億噸，我國成為世界上最大的產(chǎn)鋼國，但是仍然有很多鋼材需要進(jìn)口，尤其是薄規(guī)格冷、熱軋板和熱軋酸洗板占進(jìn)口量的絕大局部。隨著與鋼鐵工業(yè)相關(guān)的其他工業(yè)如汽車、家電等行業(yè)的迅猛開展，將會進(jìn)一步加大對鋼材的需求，尤其是高品質(zhì)的板材的需求更是巨大。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)80萬噸的冷軋薄板廠，設(shè)計(jì)生產(chǎn)家電，汽車板，來滿足國內(nèi)的需求。廠址選在唐山，這里有豐富的電力資源，礦產(chǎn)資源豐富：唐山附近地區(qū)有豐富的鐵礦資源，同時(shí)唐山靠近京唐港為進(jìn)口鐵礦石提供了便利。唐山本地的開灤煤礦，為其提供充足的煤燃料。臨近有許多大型水庫為其提供大量的工業(yè)用水。唐山地區(qū)地理位置優(yōu)，自然氣候條件適宜，經(jīng)濟(jì)比擬興旺，有很多與鋼鐵相配套的產(chǎn)業(yè)，重工業(yè)興旺。同時(shí)，為了優(yōu)化河北省鋼鐵的資源配置，有必要在唐山建立冷軋薄板廠從而帶動(dòng)整個(gè)地區(qū)的鋼鐵競爭力。近三十年來，冷軋薄板取得了很大的進(jìn)步，冷軋從上世紀(jì)20年代起在美國開場應(yīng)用，30年代得到迅速開展，到40年代在世界范圍內(nèi)得到推廣，而60、70年代冷軋生產(chǎn)及技術(shù)的開展更是到達(dá)突飛猛進(jìn)的程度。冷軋薄板開展如此迅速的主要原因是：1.鋼材在熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻給熱軋薄帶鋼生產(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(shí)，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往使產(chǎn)品尺寸嚴(yán)重超出公差范圍，性能也出現(xiàn)顯著差異。同時(shí)，從規(guī)格方面考慮，事實(shí)上存在著一個(gè)熱軋厚度下限。70年代初期，日、法、意、原西德等國曾致力于用熱連軋精軋機(jī)組增加8、9機(jī)架來生產(chǎn)1.0mm或0.8mm的薄帶。但實(shí)踐證明，不但溫度不均，還無法解決高速薄帶鋼在輥道上漂浮問題，因而從產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性來說這是不可行的?，F(xiàn)代熱連軋機(jī)，目前設(shè)計(jì)可能軋出最小厚度為1.2mm，但實(shí)際生產(chǎn)中很少生產(chǎn)1.8mm或1.5mm以下的熱軋板卷。而冷軋則不存在熱軋溫降與溫度不均勻的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷軋帶鋼和冷軋薄板。2.目前熱軋工藝技術(shù)水平尚不能使鋼板外表在熱軋過程中不被氧化，也不能完全防止由氧化鐵皮造成的外表質(zhì)量不良。因此熱軋不適于生產(chǎn)外表光潔程度要求較高的板帶鋼產(chǎn)品。熱軋板外表粗糙度熱軋狀態(tài)為20μm，酸洗后為25μm。而冷軋板外表清潔光亮，并可根據(jù)不同用途制造不同外表粗糙度的鋼板。冷軋板按外表粗糙度分為3種：一種是無光澤的鋼板，其外表租糙度為3～10μm，一般適用于作沖壓部件，并且當(dāng)需涂噴刷漆時(shí)這種鋼板附著性較強(qiáng)；第二種是光亮板，其外表粗糙度大于0.2μm，這種鋼板主要作為裝飾鍍鉻用厚板等；第三種是壓印花紋鋼板，采用外表具有70～120μm凸凹的平整輥平整鋼板，這種鋼板由于儀表殼及家具裝飾等。這樣的外表質(zhì)量熱軋是無法滿足的。3.性能好、品種多、用途廣。冷軋鋼板的另一突出優(yōu)點(diǎn)是性能好、品種多、用途廣。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理恰當(dāng)?shù)呐浜希梢栽诒葦M寬的范圍內(nèi)滿足用戶的要求。如汽車用薄板幾乎全部須經(jīng)沖壓成型，這樣深沖性能就成為薄板生產(chǎn)和使用的核心問題。沖壓用鋼的主要要求之一是具有占優(yōu)勢的有利織構(gòu){111}／(100)。熱軋薄板的塑性應(yīng)變比僅可到達(dá)0.8～0.95，而冷軋第一代沸騰鋼汽車板為1.0～1.2，第二代08A1鋼為1.4～1.8，而第三代冷軋汽車板為1.8～2.8，這是熱軋無法到達(dá)的。由于上述原因，冷軋薄板的生產(chǎn)得以迅速開展，并且冷軋薄板有極廣闊的用途。汽車制造、拖拉機(jī)制造、電氣產(chǎn)品、機(jī)車車輛、造船、航空及火箭、精細(xì)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)的開展，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，故冷軋薄板的產(chǎn)量增長很快。1.2制定產(chǎn)品大綱本設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn)80萬噸能生產(chǎn)高檔家電板和汽車板的冷軋薄板廠，以多規(guī)格，多品種，高性能的產(chǎn)品特點(diǎn)來適應(yīng)變化的市場需求。冷軋產(chǎn)品分為冷軋板卷，熱鍍鋅板卷，彩涂板卷三大類產(chǎn)品。設(shè)計(jì)之前首先制定產(chǎn)品大綱。產(chǎn)品大綱是設(shè)計(jì)任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)展車間設(shè)計(jì)時(shí)制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機(jī)組成和選擇各項(xiàng)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(jì)特別需要，根據(jù)市場信息解決*些短缺產(chǎn)品的供給和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)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。要正確處理長遠(yuǎn)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(jī)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)資源的供給條件，物資和材料運(yùn)輸?shù)那闆r。4.要適應(yīng)當(dāng)前對外開放、對內(nèi)搞活的經(jīng)濟(jì)形勢，力爭做到產(chǎn)品構(gòu)造和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化。產(chǎn)品大綱如下：1.產(chǎn)量及鋼種：80萬噸/年其中超低碳鋼占10％，低碳鋼占80%，低合金構(gòu)造鋼占10%。2.規(guī)格原料〔熱帶卷〕規(guī)格：帶鋼厚度：2.0mm～6.0mm；帶鋼寬度：800mm～1600mm鋼卷內(nèi)徑：ф760mm；鋼卷外徑：最大ф2150mm；鋼卷重量：大約25t左右單位質(zhì)量：23kg/mm；含碳量：0%～0.30%；年產(chǎn)量：80萬t3、鋼種及其比例表1鋼種及其比例鋼種C/%比例/%超低碳鋼0.010～0.02010低碳鋼0.034～0.07580低合金構(gòu)造鋼0.15～0.28104、產(chǎn)品規(guī)格詳細(xì)分類：表2產(chǎn)品規(guī)格詳細(xì)分類比例寬度/mm總產(chǎn)量/萬t比例%550~650>650~750>750~850>850~950>950~1150>1150~1250>1250~1350>1350厚度/mm0.2~0.412453——————17.415>0.4-0.523555105155850>0.5-0.82444333229250.8以上—12231111.610比例/%59141614159181001002酸洗段設(shè)備與工藝2.1酸洗機(jī)組的設(shè)備從熱軋工序來的帶鋼,由于在高溫下生產(chǎn),外表具有一層致密的氧化鐵皮,假設(shè)不將其去除干凈,則勢必影響冷軋帶鋼的生產(chǎn)。因此,在冷軋開場之前,必須將其外表的氧化鐵皮完全去除干凈。冷軋生產(chǎn)中,去除氧化鐵皮的方式主要有硫酸酸洗和鹽酸酸洗,通過酸液與氧化鐵皮的反響來將其去除。在20世紀(jì)60年代以前,帶鋼酸洗主要采用硫酸酸洗方式。1959年奧地利的魯茲納公司創(chuàng)造了鋼帶塔式鹽酸酸洗機(jī)組,并且解決了鹽酸廢液的再生回收問題,從此鹽酸酸洗機(jī)組風(fēng)行世界。目前冷軋生產(chǎn)線主要采用的連續(xù)式酸洗工藝主要有半連續(xù)式酸洗機(jī)組、連續(xù)塔式酸洗機(jī)組和連續(xù)臥式酸洗機(jī)組三種。2.1.1半連續(xù)式酸洗機(jī)組半連續(xù)式酸洗機(jī)組也稱推拉式酸洗機(jī)組。它的工藝操作過程是:鋼卷經(jīng)過開卷后,隨之進(jìn)入矯直機(jī)矯直帶鋼,以保證帶鋼順利通過機(jī)組,被矯直的帶鋼經(jīng)酸洗除去外表的氧化鐵皮,隨后進(jìn)入清洗槽,去除殘酸,再經(jīng)熱風(fēng)烘干裝置將其外表烘干,最后經(jīng)過切邊、切頭尾后卷取成卷。同連續(xù)式酸洗機(jī)組相比,半連續(xù)式酸洗機(jī)組由于沒有頭部的剪切機(jī)、拉矯機(jī)、焊機(jī)、活套車等設(shè)備,輸送輥道和拉料輥的數(shù)目也比連續(xù)式酸洗機(jī)組少得多,機(jī)組設(shè)備最少,并且由于設(shè)備少而大大縮短了生產(chǎn)線的長度,減少了占地面積,因此造價(jià)最低。由于具有這些特點(diǎn),推拉式酸洗機(jī)組目前還具有一定的生命力,在工廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力不大時(shí),可以考慮采用這種工藝技術(shù)。2.1.2連續(xù)塔式酸洗機(jī)組連續(xù)塔式酸洗機(jī)組，就是帶鋼連續(xù)在立式的塔中進(jìn)展時(shí)，將熱鹽酸溶液噴射到帶鋼外表，以除去帶鋼外表氧化鐵皮的酸洗方法。帶鋼在塔內(nèi)由下而上，然后再由上而下運(yùn)行一個(gè)來回，或幾個(gè)來回，形成所謂的單套或多套連續(xù)塔式酸洗。塔式酸洗機(jī)組的頭部設(shè)備和尾部設(shè)備的組成和參數(shù)，一般與臥式酸洗機(jī)組沒有什么區(qū)別。在機(jī)組中部有酸洗段，清洗段和枯燥段。酸洗段有單套塔，雙套塔和多套塔等形式。塔式連續(xù)酸洗機(jī)組也有一系列的缺點(diǎn)，其一是中部有一個(gè)高高的酸洗塔，橋式吊車無法通過，使中部的一些設(shè)備和塔本身維修不太方便，這樣就增加了停車檢修的時(shí)間；其二，塔內(nèi)帶鋼的對中比擬復(fù)雜，尤其是有鐮刀彎的帶鋼，而且塔越高對鐮刀彎的要求也越高；其三，帶鋼在塔內(nèi)斷帶時(shí)，重新穿帶比擬困難；其四，帶鋼在較高的塔內(nèi)運(yùn)行時(shí)，往往會產(chǎn)生較大的擺動(dòng)，有時(shí)還會打壞噴酸的噴嘴。2.1.3連續(xù)臥式酸洗機(jī)組目前在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,連續(xù)臥式酸洗機(jī)組應(yīng)用的最為廣泛。連續(xù)臥式鹽酸酸洗機(jī)組隨著冷軋技術(shù)的開展,其工藝技術(shù)也在不斷的提高。至目前,其工藝技術(shù)的開展可分為三代:第一代為深槽式,第二代為淺槽式,第三代為紊流式。紊流式酸洗工藝,由于酸洗槽構(gòu)造的改良,增加酸液循環(huán)次數(shù),分槽濃度控制,所以酸洗溫度穩(wěn)定,酸液與帶鋼外表氧化鐵皮間的化學(xué)反響速度快且穩(wěn)定,從而提高了酸洗速度,縮短了酸洗時(shí)間(比常規(guī)淺槽酸洗縮短25%,酸耗降低60%),提高了酸洗質(zhì)量。淺槽紊流酸洗工藝和設(shè)備主要有如下特點(diǎn):1.能嚴(yán)格保證槽中的酸液濃度差。酸洗槽是串列布置,但酸液在酸洗槽之間不能溢流通過,而是嚴(yán)格地分開,這種構(gòu)造上的差異,能嚴(yán)格保證槽中的酸液濃度差,提高酸洗質(zhì)量。2.配置有再循環(huán)罐,提高了機(jī)組效率。由于每個(gè)酸洗槽都備有一個(gè)再循環(huán)罐,淺槽酸洗機(jī)組在停機(jī)期間,酸液濃度與溫度也均不會發(fā)生變化,它給處理事故帶來極大的方便,減少了輔助時(shí)間、防止鋼帶的過酸洗、保證了機(jī)組的高效率,提高了機(jī)組的產(chǎn)量。3.淺槽的酸洗方式提高了酸洗速度。由于酸槽的深度淺,帶鋼在槽內(nèi)根本上是沿著槽向前運(yùn)行,取消了深槽內(nèi)那種帶垂直度調(diào)節(jié)控制的裝置。當(dāng)帶鋼高速地由前往后運(yùn)行時(shí),因?yàn)樗岵圯^淺,酸液劇烈的攪動(dòng)產(chǎn)生了紊流效應(yīng),使酸液與帶鋼之間能得到充分的熱交換,,縮短了酸洗時(shí)間,提高了酸洗帶鋼速度。4.采用過程計(jì)算機(jī),進(jìn)展最優(yōu)化控制。酸洗機(jī)組計(jì)算機(jī)可從酸液濃度和酸液溫度兩個(gè)方面對生產(chǎn)的全過程進(jìn)展控制,從而保證了機(jī)組的高效率和高質(zhì)量。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)格、品種發(fā)生變化時(shí),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)能改變工藝段的濃度和溫度,以適應(yīng)生產(chǎn)的需要,到達(dá)最正確的酸洗效果,生產(chǎn)出合格的酸洗產(chǎn)品。2.1.4酸洗機(jī)組的選型酸洗機(jī)組形式的選擇，要根據(jù)具體的條件來確定。當(dāng)機(jī)組生產(chǎn)的帶鋼品種較多，而生產(chǎn)能力不太大時(shí)，建議選擇推拉式酸洗較好，因?yàn)橥评剿嵯礄C(jī)組設(shè)備費(fèi)用較低，造價(jià)廉價(jià)，占地面積小，操作簡化，在熱軋帶鋼卷重量為15～20噸時(shí)，年產(chǎn)可望到達(dá)50～60萬噸。當(dāng)要求機(jī)組年產(chǎn)到達(dá)100～200萬噸時(shí)，則最正確選擇是連續(xù)臥式酸洗機(jī)組。注：根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)歷要求本設(shè)計(jì)選擇的是連續(xù)式鹽酸淺槽紊流酸洗機(jī)組。2.2酸洗機(jī)組的工藝概括地說，本設(shè)計(jì)為3段式連續(xù)酸洗生產(chǎn)線，具有備用漂洗槽和5段式漂洗，裝備有1臺激光焊機(jī)、1臺破鱗機(jī)、1臺轉(zhuǎn)塔式切邊剪、1臺平整機(jī)、1臺涂油機(jī)、和3個(gè)用于連續(xù)操作的活套。出口段活套設(shè)計(jì)成可以配置1臺卷取機(jī)的活套能力，并預(yù)留出增上連軋機(jī)組而增大出口活套儲存能力的空間。中間活套設(shè)計(jì)成具有更換平整機(jī)工作輥而酸洗段不需停車、僅降速；在將來，當(dāng)切邊剪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不需酸洗段停車的儲存能力。這種配置，在卷取機(jī)卸卷時(shí)，帶鋼不會停在平整機(jī)內(nèi)，因此會防止因平整機(jī)停車而在帶鋼上造成壓痕。在這種概念下，可在低的操作和維修費(fèi)的同時(shí)取得優(yōu)化的公差。通過安裝一套自動(dòng)快速換輥系統(tǒng)可大幅度地減少平整機(jī)停車時(shí)間，從而提高效率。除上述的以外，該生產(chǎn)線的開展有一個(gè)優(yōu)化的方案，通過增設(shè)一組在線的連軋機(jī)組工廠可得到進(jìn)一步的提高，該生產(chǎn)線安裝有焊機(jī)，其焊接焊縫具有軋制性。中間活套已經(jīng)具有增上連軋機(jī)組的正確尺寸，出口活套也有增加儲量的空間。2.2.1入口段從步進(jìn)梁開場包括開卷機(jī)、激光焊機(jī)、入口活套等一直到破鱗機(jī)前〔不包括破鱗機(jī)〕為入口段。鋼卷在生產(chǎn)線入口側(cè)裝載到步進(jìn)梁上。入口操作人員驗(yàn)證輸入的鋼卷。步進(jìn)梁的最后一個(gè)位置為一個(gè)鞍架輥，在這個(gè)位置上操作人員去除鋼卷的捆扎帶。在鞍架輥后有兩個(gè)測量站，測量鋼卷的寬度和外徑是為了自動(dòng)地將鋼卷裝到開卷機(jī)上，并在開卷機(jī)上和鞍架輥上對中鋼卷。入口段配置有2臺開卷機(jī)。與傳統(tǒng)的具有處理器的方案相比，這個(gè)方案具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1.鋼卷頭部準(zhǔn)備和尾部超厚的局部切除根據(jù)預(yù)示進(jìn)展。這種方法入口循環(huán)時(shí)間短、活套長度減少、所需空間減少、投資費(fèi)用〔與生產(chǎn)線長度有關(guān)的〕降低。替代為要求有處理鋼卷頭部的準(zhǔn)備站的處理器方案，就表示焊接前的尾部剪切必須在線進(jìn)展，其結(jié)果為入口循環(huán)時(shí)間加長。2.配置2臺開卷機(jī)確保了生產(chǎn)線的高效率，實(shí)際上當(dāng)一條開卷線上的設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，使用另一條開卷線即使速度降慢也能繼續(xù)生產(chǎn)。替代為配置處理器的方案，如果入口段出現(xiàn)故障，生產(chǎn)線必須停下來，只有在故障排除后才能再開場生產(chǎn)。3.在一條生產(chǎn)線上配置2臺開卷機(jī)進(jìn)展開卷，頭部穿帶至剪，根據(jù)預(yù)示切除超厚的局部：在這些操作期間如果出現(xiàn)故障，操作人員有時(shí)間修理它，而不用生產(chǎn)線停車，或者降低酸洗段的速度。處理器的配置方案就不這么靈活，在穿帶和剪切階段出現(xiàn)任何故障就表示入口循環(huán)時(shí)間的增加。4.處理器的配置方案入口段所需的設(shè)備數(shù)量比2臺卷取機(jī)方案所需的要少。但是第一種方案的機(jī)械復(fù)雜，因此兩個(gè)方案的投資費(fèi)用相當(dāng)。生產(chǎn)線運(yùn)行期間的優(yōu)勢明顯地處在2臺卷取機(jī)方案的一邊。當(dāng)前一鋼卷由第一臺開卷機(jī)翻開和處理時(shí)，下一個(gè)鋼卷就被裝到了第二臺的開卷機(jī)上。帶鋼穿過矯平機(jī)到達(dá)切頭尾處進(jìn)展頭部準(zhǔn)備。帶鋼向上運(yùn)行至轉(zhuǎn)向夾送輥，在這里兩條開卷線集合到一起。當(dāng)前一卷完了時(shí)，在切頭尾處切掉超厚的帶鋼，開場焊接連接鋼卷。焊接循環(huán)期間在切頭尾處切除剛剛完了的鋼卷的尾部。2.2.2工藝〔酸洗〕段從破鱗機(jī)開場包括酸洗、漂洗、中間活套等一直到平整機(jī)前〔不包括平整機(jī)〕為工藝段。1.酸洗段用于去除熱軋鋼材的氧化鐵皮。利用了高速Turboflo?酸洗技術(shù)，主要原因是該技術(shù)中只有帶鋼的速度才能影響酸液的動(dòng)力能〔紊流度〕。每個(gè)酸洗槽都分成幾個(gè)紊流單元，利用帶鋼的速度帶起紊流并確保從酸槽入口到出口的酸洗均勻性。高的帶鋼速度會產(chǎn)生高的紊流程度到達(dá)最大的酸洗反響。低的帶鋼速度將自動(dòng)地降低酸液紊流程度和酸洗反響。高速Turboflo酸洗系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：a.Turboflo?能夠以高達(dá)400m/min的速度酸洗薄規(guī)格的帶鋼〔0.7/0.8mm〕，無需維修。因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)為淺槽，酸洗線從頭至尾筆直。其它系統(tǒng)，帶鋼將在酸液上方運(yùn)行。b.Turboflo提供了最短的酸洗系統(tǒng)，滿足用戶酸洗線的建立要求。c.因?yàn)樗嵯床蹆?nèi)酸液量少，在任何狀態(tài)下整個(gè)酸槽能快速排空。d.由于沒有懸垂度控制張力的要求，整個(gè)酸洗段可采用高張力，從而獲得較好的帶鋼運(yùn)行軌跡，減少總的電力要求。e.Turboflo具有很好的熱力效果，可保持新鮮的熱酸液始終與帶鋼外表接觸。f.Turboflo配置了從酸槽到酸槽的隔離設(shè)施。g.獨(dú)一無二的槽蓋設(shè)計(jì)消除了由于高速度造成的奔向酸槽出口的酸液涌浪。h.特殊的槽蓋設(shè)計(jì)可以捕獲由于高的帶鋼速度造成的酸液涌浪，再循環(huán)這些酸液增強(qiáng)紊流度。這使得采用高的帶鋼酸洗速度和形成高的酸液紊流度成為了可能。i.Turboflo消除了由于高速度操作而產(chǎn)生的酸液大涌浪。其結(jié)果是擠干輥處沒有了高的液體壓力，從而擠干輥的密封可大大簡化，維修量可大幅度地減少。酸洗效果可通過自動(dòng)化從每個(gè)酸洗槽出、入口所提供的酸液動(dòng)力而進(jìn)展適宜的預(yù)定進(jìn)展控制，同時(shí)酸液溫度可提高或降低，例如由于酸液產(chǎn)生的動(dòng)力能過高或者狀態(tài)欠佳降低溫度可以起到補(bǔ)償作用。2.漂洗段優(yōu)點(diǎn)：漂洗效率高，水消耗最少，操作環(huán)境良好。該漂洗段由以下局部組成：最后一個(gè)酸洗槽和漂洗段間的一個(gè)預(yù)漂洗單元和5段式梯流漂洗槽1〕漂洗在漂洗水梯流流量到達(dá)700升/小時(shí)的狀態(tài)下可生產(chǎn)出帶鋼外表鹽酸離子濃度小于1.5mg/m3的產(chǎn)品。2〕5個(gè)梯流漂洗段設(shè)計(jì)為高壓漂洗，以保證帶鋼上固體附著物，例如鐵顆粒、碳、碳化物等少于50mg/m3。3〕另外，我們在漂洗段的上游設(shè)計(jì)了噴射梁，將每小時(shí)2500升的水噴射到帶鋼上，以便減少進(jìn)入漂洗段的的量。3.出口段從平整機(jī)開場包括月牙剪、切邊剪、一直到軋機(jī)入口處為出口段。在中間活套后和平整機(jī)前布置一臺張力輥，將帶鋼張力提高到平整張力。一臺平整機(jī)來適當(dāng)?shù)馗纳茙т撏獗頎顩r、平直度和機(jī)械性能。在出口張力輥后，帶鋼通過一個(gè)水平式檢查臺，在這里目測帶鋼的外表，檢查缺陷。2.2.3酸洗機(jī)組的根本數(shù)據(jù)參數(shù)根本技術(shù)數(shù)據(jù)入口段最大速度600m/min酸洗段最大速度306m/min酸洗段最小速度20m/min出口段最大速度500m/min穿帶速度60m/min加速度1m/s2減速度-正常停車1.5m/s2減速度-快速停車2.0m/s2入口活套工作能力632m入口活套最大能力646m入口活套層數(shù)4中間活套工作能力308m中間活套最大能力330m中間活套層數(shù)4出口活套工作能力250m出口活套最大能力270m出口活套層數(shù)4入口段最大停車時(shí)間120s出口段最大停車時(shí)間100s酸洗段酸洗槽3個(gè)酸洗槽長度34m在酸槽酸中最大停留時(shí)間無緩蝕劑約2min有緩蝕劑約8min酸槽排空酸液時(shí)間約3min注：帶鋼約2分鐘后脫離酸液酸槽再充酸時(shí)間約3min酸槽內(nèi)的最大加熱能力500t/h注：帶鋼的最小入口溫度為5℃時(shí)酸洗時(shí)間卷取溫度為580℃的鋼卷18s卷取溫度為610℃的鋼卷20s卷取溫度為650℃的鋼卷23s輸往酸再生廠的廢酸最大流量〔產(chǎn)量為500t/h時(shí)〕約14000L/h平均流量〔產(chǎn)量為200t/h時(shí)〕約6500L/h總的酸濃度約200g/LFe濃度約120～130g/L自由酸濃度約45～30g/L酸的溫度約75～90℃漂洗段漂洗段5段在預(yù)漂洗單元的HCL濃度約100～120g/L預(yù)漂洗單元的流出量約700L/h預(yù)漂洗單元的溫度約60℃No1漂洗段的HCL濃度約12～15g/LNo1漂洗段的溫度約50℃No2漂洗段的HCL濃度約1.0～1.2g/LNo2漂洗段的溫度約50℃No3漂洗段的HCL濃度約0.09～0.11g/LNo3漂洗段的溫度約50～70℃No4漂洗段的HCL濃度約0.008～0.01g/LNo4漂洗段的溫度約50～70℃No5漂洗段的HCL濃度約0.0008～0.001g/LNo5漂洗段的溫度約50～70℃平整機(jī)最大張力140KN最大延伸率3%運(yùn)行方式干式軋制力最大1000t工作輥彎輥正彎約45t/軸承座，負(fù)彎約45t/軸承座驅(qū)動(dòng)支撐輥驅(qū)動(dòng)〔2套〕工作輥直徑600～550mm工作輥輥身長度1790mm工作輥粗糙度2～3μmRa工作輥換輥時(shí)間約240s支撐輥直徑1000～910mm支撐輥輥身長度1790mm破鱗拉伸機(jī)最大張力451.5KN最大延伸率3%延伸輥盒工作輥直徑63.5mm防橫向弓起輥盒工作輥直徑114mm3冷連軋段設(shè)備與工藝軋鋼機(jī)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。因此，軋鋼車間主要設(shè)備選擇就是指軋機(jī)的選擇。軋機(jī)選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。軋機(jī)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(jì)而言,軋鋼機(jī)選擇的主要內(nèi)容是:確定軋鋼機(jī)的構(gòu)造形式,確定其主要技術(shù)參數(shù),選用軋機(jī)的架數(shù)以及布置方式.在選擇軋鋼機(jī)時(shí)一般要考慮以下各項(xiàng)原則：1.在滿足產(chǎn)品方案的前提下,使軋機(jī)布置合理,既要滿足當(dāng)前生產(chǎn)又要考慮未來的生產(chǎn)開展。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(shí)還要盡可能多地軋制多品種。4.有利于軋機(jī)機(jī)械化,自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),有助于改善勞動(dòng)條件。5.軋機(jī)構(gòu)造型式先進(jìn)合理，操作簡單，維修方便。6.有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。3.1軋機(jī)的布置形式酸洗卷取完畢后送往冷軋機(jī)組，軋制方式有單機(jī)座可逆式軋制和4～6機(jī)座串列式連軋。軋機(jī)構(gòu)造多為四輥式，對于冷軋極薄板帶鋼采用多輥軋機(jī)。各種軋機(jī)的布置形式及其特點(diǎn)如下：3.1.1各種連續(xù)軋機(jī)布置1.雙機(jī)架冷連軋機(jī)。它主要是用來做薄板的平整及二次冷軋用。美國在70年代初期建了一批，其它國家也有。冷連軋機(jī)的裝備水平也在不斷提高，開展到現(xiàn)常規(guī)冷連軋機(jī)有一臺拆卷機(jī)、一臺卷取機(jī)和一臺助卷器，這是最早的一種形式。此外，還采用了快速換輥、液壓壓下、彎輥裝置和自動(dòng)厚度控制等新技術(shù)，并且提高了軋制速度，高達(dá)35～41.6m／s，增加了卷重，達(dá)45～50t，最大達(dá)60t?？焖贀Q輥使作業(yè)率增加10％左右，而卷重增加可使產(chǎn)量提高25～30％。2.三機(jī)架冷連軋機(jī)。這種軋機(jī)在40年代及40年代以前建得較多，輥身長度為1370～1800rnm的占多數(shù)，也有一些是2030mm以上的寬板軋機(jī)。成品較厚，最薄為0.4mm，軋制速度低、產(chǎn)量小。這些寬板軋機(jī)的產(chǎn)品主要供汽車制造業(yè)用。60年代以后在美國為了與理科材料向容器部門的滲入相抗衡，開場生產(chǎn)二次軋制的薄板。啤酒罐、飲料罐使用的0.17mm以下的薄鍍錫板就是二次冷軋產(chǎn)品。二次冷軋產(chǎn)品一般制造法是以20～50%壓下率的冷軋代替平整軋制，這種面板薄具有需要的機(jī)械性能和強(qiáng)度。在這種情況下，三機(jī)架冷連軋機(jī)常作為二次冷軋機(jī)用。3.四機(jī)架冷連軋機(jī)。這種軋機(jī)大局部是1960年以前建立的，輥身長度大部在1370～1670mm之間,用以生產(chǎn)0.25～3.0mm的帶鋼，軋制速度在20m／s左右。60年代后有不建這種軋機(jī)并將其改建成五機(jī)架冷連軋機(jī)的趨勢。4.五機(jī)架冷連軋機(jī)。這種軋機(jī)輥身長度一般為1700～2135mm，軋制速度最高為35m／s，過去用以生產(chǎn)薄板。近來開展了2030mm的五機(jī)架冷連軋機(jī)，這種新式軋機(jī)主要用來生產(chǎn)各種規(guī)格的薄板，它既包括了四機(jī)架連軋機(jī)的所有生產(chǎn)品種，包括了六機(jī)架冷連軋機(jī)的品種。美國有35套五機(jī)架冷連軋機(jī)，并中21套是50年代前建立的，輥身在1065～1120mm之間，12套是在1964～1970年間建立的，輥身在2030～2135mm之間的有10套，兩套是在1972～1975年建立的，而1972年建成的是國家鋼鐵公司(NationalSteelCorp)的威爾頓分公司(WeirtonSteelDiv)的全連續(xù)冷軋機(jī)。日本有15套，其中60年代建立的8套，70年代3套，2030mm以上的軋機(jī)有三套。5.六機(jī)架冷連軋機(jī)。它是1961年以后出現(xiàn)的高速軋機(jī)。輥身長度一般為1200～1600mm最薄產(chǎn)品厚度為0.086mm(鍍錫原板)，最高軋制速度設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為41.6m／s。生產(chǎn)實(shí)踐證明，在六機(jī)架連軋機(jī)上生產(chǎn)厚度小于0.1mm帶材時(shí)，軋制速度難于超過20～25m／s，影響了生產(chǎn)率。自1971年日本新日鐵名古屋三廠建了第八套六機(jī)架冷連軋機(jī)后，迄今，再?zèng)]有其他廠家新建這種軋機(jī)。3.1.2常規(guī)連續(xù)軋機(jī)目前廣泛采用的是五機(jī)架冷連軋機(jī)，操作方法有常規(guī)冷連軋和全連續(xù)式冷軋兩種。常規(guī)冷連軋主要操作特點(diǎn)是單卷軋制方式，即一卷帶鋼軋制過程是連續(xù)的，但對冷軋全部生產(chǎn)過程，卷與卷之間有間隔時(shí)間，不是真正的連續(xù)生產(chǎn)，軋機(jī)利用率僅為65％～79％。操作過程如下：板卷酸洗后送入冷軋機(jī)入口段，完成剝皮、切頭、直頭及對正軋制中心線等工作；接著開場“穿帶〞過程，即將板卷首端依次咬入機(jī)組中各架軋輥之中，一直到板卷首端進(jìn)入卷取機(jī)芯軸并且建立出口張力為止；然后開場加速軋制，即使連軋機(jī)組以技術(shù)上允許的最大加速度迅速從穿帶時(shí)的低速加速到軋機(jī)穩(wěn)定軋制速度，進(jìn)入穩(wěn)定軋制階段；最后是尾部軋制時(shí)“拋尾〞或“甩尾“階段。為了防止帶鋼跑偏或及時(shí)糾正板形不良等缺陷，并防止斷帶勒輥等操作事故，“穿帶〞軋制速度必須很低，“拋尾〞階段與此類似。由于供給冷軋用板卷是酸洗后由假設(shè)干板卷焊接而成，焊縫處一般硬度很高，且其邊緣狀況也不理想，所以在穩(wěn)定軋制階段當(dāng)焊縫通過機(jī)組時(shí)，一般也要實(shí)行減速軋制。正是由于上述原因，降低了軋機(jī)利用率。3.1.3全連續(xù)冷軋機(jī)全連續(xù)式冷軋操作特點(diǎn)：將酸洗后的帶鋼預(yù)先并接，一旦喂入連軋機(jī)后，以最大軋制速度連續(xù)地進(jìn)展軋制，軋出的帶鋼進(jìn)展動(dòng)態(tài)切斷分卷，從根本上改變了單卷生產(chǎn)方式。其操作過程是：原料板卷經(jīng)高速鹽酸酸洗機(jī)組處理后送至冷軋機(jī)開坯機(jī)，拆卷后經(jīng)頭部矯直機(jī)矯平及端部剪切機(jī)剪齊，在高速閃光焊接機(jī)中進(jìn)展端部對焊，板卷拼接連同焊縫刮平等全部輔助操作共需90s左右。在焊卷期間，為保證軋機(jī)仍能按原速軋制，配備有專門的帶鋼活套倉，能儲存300m以上的帶鋼，可在連軋機(jī)維持正常入口的速度前提下允許活套倉入口端帶鋼停留150s。在活套倉出口端設(shè)有導(dǎo)向輥、使帶鋼垂直向上，由一套三輥式張力導(dǎo)向輥給l號機(jī)架提供張力。帶鋼在進(jìn)入軋機(jī)前的對中工作由激光對中系統(tǒng)完成。在活套儲料倉入口與出口處裝有焊縫檢測器，假設(shè)在焊縫前后有厚度變化，該檢測器給計(jì)算機(jī)發(fā)出信號，以便對軋機(jī)進(jìn)展相應(yīng)調(diào)整。這種軋機(jī)連續(xù)的調(diào)整稱為“動(dòng)態(tài)變規(guī)風(fēng)格整〞，它只有借助計(jì)算機(jī)等控制手段才能實(shí)現(xiàn)。進(jìn)展這種動(dòng)態(tài)規(guī)風(fēng)格整后，不同厚度的兩卷之間調(diào)整過渡段為3～10m。在末機(jī)架與兩個(gè)張力卷筒之間裝有一套特殊的夾送輥與回轉(zhuǎn)式橫切飛剪，控制系統(tǒng)對通過機(jī)組的帶鋼焊縫實(shí)行跟蹤，當(dāng)需要分切時(shí)，總保持在焊縫通過機(jī)組之后進(jìn)展，以便焊縫總是位于板卷尾部。夾送輥的用途是當(dāng)帶鋼一旦被切斷，而尚未來得及進(jìn)入第2張力卷筒重新建立張力之前，維持第五機(jī)架一定的前張力。此夾送輥在通常情況下并不與帶鋼相接觸，當(dāng)焊縫走近時(shí)，夾送輥即加速至帶鋼速度及時(shí)夾住帶鋼，一旦張力建立后再行松開。該機(jī)組由于消除了單卷軋制方式中卷與卷之間的間隙時(shí)間以及穿帶拋尾加減速的不良影響，可使軋機(jī)工時(shí)利用率達(dá)90％以上，同時(shí)減少了板卷首尾厚度超差及頭尾剪切損失，大幅度提高了成材率，實(shí)現(xiàn)了真正意義的連續(xù)軋制。3.2冷軋機(jī)的類型冷軋機(jī)軋制力比擬大，壓扁明顯，一般使用小工作輥徑的四輥軋機(jī)。輥徑越小，變形量越大。但支撐問題更為重要。由于現(xiàn)代的汽車行業(yè)對冷軋板的板形要求越來越苛刻，傳統(tǒng)的四輥軋機(jī)已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)的要求，所以，近年來國內(nèi)外涌現(xiàn)出許多新型的板帶軋機(jī)。當(dāng)今新型板帶軋機(jī)主要有：HC軋機(jī)、CVC軋機(jī)、PC軋機(jī)等，它們對板形調(diào)整各有特色?，F(xiàn)在介紹如下：3.2.1四輥軋機(jī)四輥軋機(jī)一般多采用工作輥傳動(dòng)，其工作輥和支撐輥直徑之比約為1比3，機(jī)架具有較大的剛度，可軋制厚度為0.15～3.5mm、寬度最大為2080mm的低碳冷軋帶鋼和鍍鋅、鍍錫及涂層基帶，也可軋制不銹鋼、硅鋼等合金帶鋼。3.2.2HC軋機(jī)〔HighCrownControlMill〕HC軋機(jī)為高性能板形控制軋機(jī)的簡稱，是日立公司研制的一種新型六輥軋機(jī)，它是在普通四輥軋機(jī)的根底上增加兩個(gè)可軸向移動(dòng)的中間輥其出發(fā)點(diǎn)是為了改善或消除四輥軋機(jī)中工作輥和支撐輥之間有害的接觸局部。HC軋機(jī)利用軋輥軸向串動(dòng)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。HC軋機(jī)的主要特點(diǎn)：1.具有大的剛度穩(wěn)定性。軋機(jī)工作時(shí)可以通過調(diào)節(jié)中間輥的橫向移動(dòng)量來改變軋輥的接觸長度，既改變壓力分布規(guī)律，以此消除軋制力變化對橫向厚度差的影響。2.HC軋機(jī)具有很好的控制性。中間輥一側(cè)帶有錐度，在橫移時(shí)能消除帶寬外側(cè)輥面上有害的接觸段。這種接觸段會使工作輥產(chǎn)生附加彎曲，使帶鋼邊部減薄，薄帶鋼容易裂邊。3.很好的控制性。HC軋機(jī)設(shè)有液壓彎輥裝置，配合中間輥橫向移動(dòng)就擴(kuò)大了板形調(diào)節(jié)能力。4.壓下量由于不受板形限制而可適當(dāng)提高。HC軋機(jī)具有板形調(diào)節(jié)能力和改善帶鋼橫向厚差的獨(dú)特功能，所以其在高質(zhì)量帶鋼生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。3.2.3CVC(ContinuouslyVariableCrown)軋機(jī)CVC軋機(jī)是SMS公司在HCW軋機(jī)的根底上于1982年研制成功的。近年來廣為采用的CVC軋機(jī)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(gè)能對輥型進(jìn)展連續(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(dá)600微米。CVC精軋機(jī)組的配置一般是，前幾個(gè)機(jī)架采用CVC輥主要控制凸度，后幾個(gè)機(jī)架采用CVC輥主要控制平直度。CVC的根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(gè)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(dòng)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到達(dá)所要求的板形。CVC軋機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：板凸度控制能力強(qiáng)，軋機(jī)構(gòu)造簡單，易改造，能實(shí)現(xiàn)自由軋制，操作方便，投資較少，軋輥輥面利用率高。CVC軋機(jī)的缺點(diǎn)是：軋輥形狀復(fù)雜，特殊，磨削要求精度高，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(dòng)，熱輥型及磨損輥型亦將竄動(dòng)。軋輥竄動(dòng)也使設(shè)備復(fù)雜。3.2.4PC〔PairedCrossedMill〕軋機(jī)PC軋機(jī)為軋輥成對穿插軋機(jī)，其工作原理是相互平行的上工作輥，上支承軸中心線與相互平行的下工作輥，下支承輥軸中心線的穿插成一定角度，這一角度等同于工作輥凸度.通過改變這一穿插角度就能改變軋輥輥縫形狀，從而到達(dá)控制帶鋼凸度和平直度的目的。PC軋機(jī)能很好解決軋輥磨損和能耗的問題。PC軋機(jī)比單輥穿插所承受的軸向力要小，在PC軋機(jī)構(gòu)造上設(shè)計(jì)有能夠承受軸向力的止推裝置來克制軸向力，止推裝置安裝在工作輥操作側(cè)軸端。PC軋機(jī)的軋輥軸線穿插角一般為0.5～1.5°。因此，通過根據(jù)軋制條件設(shè)定適合的穿插角，可以得到任意的目標(biāo)帶鋼凸度。PC軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1.良好的板型與凸度控制能力；2.單一的軋輥原始輥型；3.壓下率大；4.軋制方案的自由性。PC軋機(jī)的缺點(diǎn)：軋機(jī)構(gòu)造略復(fù)雜，軸向力大〔到達(dá)軋制力的8%～10%〕將使軸承壽命縮短，使維護(hù)工作量加大，并增加了軋制力的測量的滯后性。PC軋機(jī)雖然調(diào)整量大，軋輥磨削容易，但需要在每個(gè)牌坊內(nèi)側(cè)上鉆四個(gè)大孔，安裝推進(jìn)螺母，使工作輥和支撐輥軸承座在頂進(jìn)螺絲的作用下水平微量移動(dòng)，形成軋輥的穿插放置。對于牌坊立柱而言這要損失牌坊垂直穩(wěn)定性，如果軸承座兩側(cè)沒有空隙補(bǔ)償，還使軸承座的約束減少，軋輥系的水平穩(wěn)定性下降。在高速高壓力大張力軋制情況下，容易振動(dòng)失穩(wěn)。而軋輥抽動(dòng)的CVC方式正好相反，磨削曲線復(fù)雜，傳動(dòng)側(cè)的抽動(dòng)裝置增加設(shè)備，但軸承座受牌坊內(nèi)側(cè)約束，水平穩(wěn)定性絲毫不受影響，相比PC而言，優(yōu)點(diǎn)更多一些。3.3冷軋機(jī)組的選擇現(xiàn)在大批量的低碳與構(gòu)造冷軋帶鋼和鍍涂加工用鋼都是由四輥式冷連軋機(jī)生產(chǎn)的，軋制厚度較大時(shí)采用四機(jī)架連軋軋制，厚度較薄時(shí)采用五機(jī)架或六機(jī)架連軋機(jī)。下表列出常規(guī)連軋機(jī)的參數(shù)：表3常規(guī)連軋機(jī)的參數(shù)軋機(jī)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(dòng)機(jī)容量kw四機(jī)座1700-250020-2530-35500-60033600五機(jī)座1700-218525-3040-60585-66046700六機(jī)座1200-145030-4035-4061032500而其中五機(jī)架連軋機(jī)是典型的高效率冷軋機(jī)，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(dá)2000mm的帶鋼。可以包括四機(jī)架和六機(jī)架的生產(chǎn)產(chǎn)品。因此五機(jī)架連軋機(jī)是一種應(yīng)用最為廣泛的連軋機(jī)，在各中全連續(xù)冷軋生產(chǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。而六機(jī)架連軋機(jī)是軋制小于0.1mm鍍錫板的專業(yè)軋機(jī)。由于軋薄帶時(shí)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(jī)未能得到很好的開展。本設(shè)計(jì)選擇的軋機(jī)是四輥CVC軋機(jī)。CVC軋機(jī)〔ContinuouslyVariableCrown〕是德國SMS公司于80年代初開發(fā)的新機(jī)型。應(yīng)用規(guī)模僅次于HC軋機(jī)，世界上目前已建有50臺套以上。這種軋機(jī)的特點(diǎn)是采用了特殊的S型軋輥，上下輥形狀一樣，但左右倒向配置，并可按相反方向同時(shí)作軸向移動(dòng)。四輥CVC軋輥的軸向抽動(dòng)將直接改變輥縫的幾何形狀(圖1)。圖1CVC系統(tǒng)原理從圖1可看出，根據(jù)移動(dòng)方向不同，其結(jié)果是產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的或正的軋輥凸度，因?yàn)橐苿?dòng)量可任意選擇，這樣即可產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)可變凸度。從CVC系統(tǒng)原理可知，隨CVC上輥和下輥移動(dòng)方向和距離的不同，軋輥的有效凸度也會發(fā)生變化。CVC軋機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)：1.凸度調(diào)節(jié)范圍大。調(diào)整CVC輥型參數(shù)可直接改變調(diào)節(jié)區(qū)域和調(diào)節(jié)幅度；2.輥間接觸壓力變化不大，但壓力分布有些變化。平均接觸壓力與普通四輥一樣；3.可以動(dòng)態(tài)調(diào)整。CVC輥的抽動(dòng)可以在軋制過程中進(jìn)展，參與板形閉環(huán)控制；4.四次板形控制能力較強(qiáng)，CVC輥的抽動(dòng)與彎輥力的配合，可以有效糾正四次板形缺陷。注：CVC軋機(jī)的缺點(diǎn)是輥型復(fù)雜，磨削難度大，適用軋制較寬產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)把各類軋機(jī)在應(yīng)用等方面作了一個(gè)整體的比擬，PC、CVC、HC等新型冷軋機(jī)是成熟可靠且有開展的冷軋機(jī)，在板形控制、板的凸度控制、帶鋼邊部超薄、自由軋制、大壓下量軋制等諸多方面均具有一定的優(yōu)越性。注：因此，本次設(shè)計(jì)采用四架四輥CVC軋機(jī)和六輥HC軋機(jī)的五機(jī)架連軋。4冷軋參數(shù)設(shè)計(jì)及校核4.1壓下規(guī)程設(shè)計(jì)壓下規(guī)程的主要內(nèi)容包括：原料卷尺寸選擇；各軋機(jī)壓下量分配及速度制度選擇；軋機(jī)機(jī)組壓下量分配及速度制度確定；各道力能參數(shù)計(jì)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)歷方法兩大類。理論方法是從充分滿足制定軋制規(guī)程的原則〔在設(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量和在保證操作穩(wěn)便的條件下提高質(zhì)量〕出發(fā)，按預(yù)設(shè)條件通過理論數(shù)學(xué)模型計(jì)算或圖表方法，以求最正確的軋制規(guī)程。所謂的經(jīng)歷的方法是生產(chǎn)中往往參照現(xiàn)有類似軋機(jī)行之有效的實(shí)際壓下規(guī)程，亦即根據(jù)經(jīng)歷資料進(jìn)展壓下分配及校核計(jì)算。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)歷分配各道次壓下量；〔2〕制定速度制度，計(jì)算軋制時(shí)間并確定逐道次軋制溫度；〔3〕計(jì)算軋制壓力、軋制力矩及總傳動(dòng)力矩；〔4〕校驗(yàn)軋輥等部件的強(qiáng)度和電機(jī)功率；〔5〕按制定規(guī)程的原則和要求進(jìn)展必要的修正和改正。本設(shè)計(jì)選擇如下：在1790四輥五機(jī)架冷連軋機(jī)上用2.5mm×1500mm的原料軋制成0.5mm×1500mm的帶鋼卷，鋼種為低碳鋼，軋輥直徑為1790mm×500mm×2，1790mm×400mm×2，1790mm×320mm×1；最大允許軋制力為20MN，卷取機(jī)卷取張力為30Mpa〔0.051MN〕；主電機(jī)額定功率為4250KW×5，主電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩取180KNm。4.1.1壓下系數(shù)分配法制定壓下分配假定bi為各道壓下系數(shù)分配系數(shù)，總壓下量為，各道次壓下量為：……………〔1〕表4壓下系數(shù)分配機(jī)架數(shù)壓下分配系數(shù)bi1234520.70.330.50.30.2--40.40.30.20.1-50.30.250.250.150.05由表4可以確定5機(jī)架連軋機(jī)組的各道次壓