熱軋帶鋼畢業(yè)設計論文

第92頁1綜述1.1熱軋板帶鋼生產(chǎn)狀況熱軋帶鋼是重要的鋼材品種，對整個鋼鐵工業(yè)的技術進步和經(jīng)濟效益有著重要影響。發(fā)達國家熱軋帶鋼產(chǎn)量約占熱軋鋼材的50%以上，并在國際市場競爭中居于領先地位。我國鋼鐵工業(yè)近年來產(chǎn)量增長較快，但高附加值產(chǎn)品的數(shù)量和質量較低。我國一般熱軋帶鋼產(chǎn)品厚度下限是1.8mm，但實際上只生產(chǎn)很少厚度小于2.0mm的熱軋帶鋼，即使窄帶鋼，產(chǎn)品厚度一般也大于2.5mm。因此，相當一部分希望使用厚度小于2mm帶鋼作原料的用戶，只得使用冷軋帶鋼。如果能開發(fā)薄規(guī)格的熱軋帶鋼，則可代替相當一部分的冷軋帶鋼使用，使生產(chǎn)成本大為降低[1]。1.1.1熱軋寬帶鋼生產(chǎn)狀況國外熱軋寬帶鋼生產(chǎn)的技術進步表現(xiàn)在以下幾方面:①熱帶鋼無頭軋制技術[2]。無頭軋制技術能穩(wěn)定生產(chǎn)寬薄帶鋼及超薄熱軋帶鋼，其寬厚比可由傳統(tǒng)熱連軋的800∶1提高到1000∶1，并能應用潤滑軋制及強制冷卻技術生產(chǎn)具有新材料性能的高新技術產(chǎn)品。②薄板坯連鑄連軋技術。它主要有緊湊式熱帶鋼生產(chǎn)工藝CSP(CompactStripProcess)、在線熱帶鋼生產(chǎn)工藝ISP(In-LineStripProduction)、靈活式薄板坯軋制工藝FTSR(FlexibleThinSlabRolling)和連鑄直接軋制工藝CONROLL等10余種類型。德國SMS公司開發(fā)的CSP工藝已成功地軋制出厚度為0.8mm的薄帶鋼產(chǎn)品，并已經(jīng)廣泛應用在家用電器、建筑工業(yè)等領域；奧鋼聯(lián)(VAI)開發(fā)的CONROLL工藝也成功地生產(chǎn)出厚度0.9mm~1.0mm、表面質量極好的熱軋薄帶鋼，可用作汽車的外露部件；美國至今已經(jīng)投產(chǎn)的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線達百余條，生產(chǎn)能力5×107t/年[3]。③鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)工藝。它又稱相變控制軋制，是由比利時冶金研究中心于1994年開發(fā)的一項軋制新技術，當初主要目的就是用薄規(guī)格的熱軋帶鋼取代1.0mm~2.0mm厚度范圍的冷軋產(chǎn)品。鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)工藝的發(fā)展目標是生產(chǎn)薄(超薄)規(guī)格優(yōu)質深沖板。LTV公司的印地安那哈伯廠40%的超低碳鋼產(chǎn)品采用鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)，Arvedi公司采用鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)的超薄熱軋帶鋼已占其產(chǎn)量的25%。④鑄軋薄帶鋼的CASTRIP工藝。這種工藝由美國紐柯鋼鐵公司、澳大利亞BHP公司和日本IHI公司聯(lián)合開發(fā)，2003為紐柯公司成功建設了世界上第一套全商業(yè)化的雙輥鑄軋薄帶鋼生產(chǎn)線，用來生產(chǎn)碳鋼和不銹鋼。與常規(guī)連鑄和軋鋼技術相比，這種工藝具有投資省、運行費用低、節(jié)能環(huán)保、廢氣排放少等優(yōu)點[4]。目前，這套全商業(yè)化的薄帶鋼雙輥鑄軋機可年產(chǎn)2.0mm以下薄規(guī)格帶鋼50萬t。該鑄軋機采用的鋼包容量為110t，鑄軋機雙輥直徑為Φ500mm，最高連鑄速度為150m/min，常用連鑄速度為80m/min，出口帶鋼厚度為0.7mm~2.0mm，寬度為1000mm~2000mm。國內(nèi)熱軋寬帶鋼生產(chǎn)概況如下:①傳統(tǒng)的熱帶軋機。以寶鋼2050mm熱軋帶鋼軋機為例，寶鋼2050mm熱軋廠于1989年8月3日投產(chǎn)，熱軋機組設計年產(chǎn)量為400萬t。到2000年底已累計生產(chǎn)4446萬t熱軋帶鋼。1999年產(chǎn)量達到510萬t，超過設計產(chǎn)量25%，2000年達到520萬t。主要產(chǎn)品有普碳鋼、優(yōu)質碳素鋼、低合金鋼、深沖用鋼、造船用鋼、螺旋焊管用鋼等鋼卷和鋼板。2050mm熱軋機組為3/4連續(xù)式軋機。全廠的主要設備有:4架粗軋機、7架精軋機，3臺全液壓卷取機，及5條精整作業(yè)線。設備總重60915t。設備由德國西馬克德馬格財團總承包，12年來，設備運行穩(wěn)定。在產(chǎn)量大幅度上升的同時，機組的生產(chǎn)綜合指標與產(chǎn)品精度也在不斷提高，高強度、高難度極限規(guī)格產(chǎn)品不斷增加，薄規(guī)格產(chǎn)品比例成倍提高。尤其最近，2.00mm以下薄規(guī)格產(chǎn)品占產(chǎn)量的17%，比1992年5月達產(chǎn)時的4.98%和設計規(guī)定的6%高3倍[5]。把薄規(guī)格產(chǎn)品作為主要生產(chǎn)目標，采用最佳卷取溫度，對加熱溫度、軋制負荷分配、軋制速度進行優(yōu)化，對各精軋機架目標凸度進行合理分配，軋出符合標準的厚度為1.6mm的集裝箱用耐大氣腐蝕板，解決了集裝箱鋼板長期依賴進口的局面，2002年又試軋成功厚1.2mm的熱軋薄帶鋼。②薄板坯連鑄連軋。自1992年蘭州鋼廠與鋼鐵研究總院合作建立了我國第一套CSP薄板坯連鑄機以來，國內(nèi)各大鋼鐵公司紛紛花費巨資新建或改造熱連軋廠，不斷擴大品種范圍，提高產(chǎn)品質量。寶鋼的2050和1580熱軋線是國內(nèi)工藝裝備及自動化控制水平較高的兩條生產(chǎn)線，能穩(wěn)定生產(chǎn)厚度≥1.5mm的熱軋板卷，也能生產(chǎn)少量厚1.0mm～1.2mm的超薄熱軋帶鋼。1999年珠鋼引進第一條CSP薄板坯連鑄連軋線(1450mm)，之后相繼建成投產(chǎn)邯鋼1450mm、包鋼1700mm、攀鋼、唐鋼1800mmFTSR機組馬鋼1800mmCSP機組、華菱1800mmCSP一期工程和上鋼一廠的1780熱連軋機組，本鋼1880mmCSP連鑄連軋熱軋生產(chǎn)線設計產(chǎn)能280萬噸，萊鋼1450熱連軋機組設計產(chǎn)能200萬噸，沙鋼1700mm熱連軋生產(chǎn)線設計產(chǎn)能450萬噸。鞍鋼2150mmCSP機組設計產(chǎn)能450萬噸。據(jù)統(tǒng)計，2007年國內(nèi)預計將有12條熱軋生產(chǎn)線投產(chǎn)，設計總產(chǎn)能為3700萬噸，其中設計產(chǎn)能在300萬噸以上的大型熱軋生產(chǎn)線有5條，分別是安鋼1780機組380萬噸，馬鋼2250機組500萬噸，寶鋼1880機組370萬噸，天鐵1780機組380萬噸，北臺1780機組400萬噸；其余7條熱軋產(chǎn)線設計產(chǎn)能均在200萬以上，它們是日照鋼廠1580機組200萬噸，唐山國豐1480機組200萬噸，遷安軋一廠1250機組200萬噸，武鋼1580機組280萬噸，山西海鑫1500機組220萬噸，寧波建龍1780機組250萬噸。預計到2007年底我國熱軋總產(chǎn)能將達到1.4億噸。③鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)工藝。珠鋼CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)后，計劃采用該工藝生產(chǎn)2.0mm以下超薄熱軋帶鋼，目前國內(nèi)唐鋼、本鋼等多條CSP薄板坯生產(chǎn)線均已具備鐵素體區(qū)軋制能力。1.1.2熱軋窄帶鋼生產(chǎn)狀況目前，國外窄帶鋼的發(fā)展呈停滯狀態(tài)，產(chǎn)量和質量均不高，對窄帶鋼的需求多采用將寬帶縱切的辦法，成本偏高。國內(nèi)共有50多套熱軋窄帶鋼軋機，其中全連續(xù)式軋機2套，3/4連軋機14套，半連軋15套，其余為跟蹤式、橫列式、行星式等，年總生產(chǎn)能力9×106t。但生產(chǎn)工藝和設備水平普遍較落后，其中15家國有企業(yè)的大部分仍采用老式布局的3/4連軋生產(chǎn)線。按產(chǎn)品的寬度可分為兩類，一類為145mm~240mm，多采用連鑄坯一火成材，如宣鋼帶鋼廠等；另一類為210mm~305mm，使用初軋坯兩火成材，如包鋼、萊蕪帶鋼廠等。優(yōu)化改造后唐鋼窄帶鋼生產(chǎn)線采用自產(chǎn)165mm×165mm、165mm×225mm、165mm×280mm三種規(guī)格的連鑄坯，能夠生產(chǎn)最寬達355mm、最薄為1.8mm的窄帶產(chǎn)品。1996年無錫市新大薄帶鋼有限公司在國內(nèi)率先建成了年產(chǎn)6×104t的350mm熱軋薄窄帶鋼生產(chǎn)線，采用了合理的工藝、設備，選用了先進的控制系統(tǒng)，從而解決了板形、板厚控制與活套角度控制等一系列難題，成功地生產(chǎn)出厚度為1.0mm~1.5mm、寬度為130mm~200mm的薄規(guī)格窄帶鋼，并用于薄壁焊管生產(chǎn)[6]。鞍鋼公司軋鋼總廠一條中型型鋼生產(chǎn)線經(jīng)改造，形成了年產(chǎn)1×105t的350mm半連軋窄帶鋼生產(chǎn)線，目前已能生產(chǎn)厚度為1.2mm~2.0mm的高強度合金鋼和不銹鋼等難軋窄帶鋼產(chǎn)品。1.1.3我國年產(chǎn)300萬噸以上熱連軋板帶生產(chǎn)狀況據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國300萬噸以上熱連軋板帶機組主要有于1989年8月3日投產(chǎn)寶鋼2050mm熱軋廠，熱軋機組設計年產(chǎn)量為400萬t，本鋼1700機組原設計產(chǎn)能155萬噸，2005年達產(chǎn)356萬噸，武鋼1700機組設計產(chǎn)能301萬噸，2005年達產(chǎn)350萬噸，鞍鋼1780機組設計產(chǎn)能350萬噸，2005年達產(chǎn)350萬噸，武鋼2250機組設計產(chǎn)能400萬噸[7]。沙鋼1700mm熱連軋生產(chǎn)線設計產(chǎn)能450萬噸。1.2熱軋帶鋼市場前景和需求概況1.2.1熱軋寬帶鋼市場前景對30多家國外鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品調(diào)查表明:作為最終產(chǎn)品使用的厚度大于2mm的熱軋帶鋼的需求量正在下降，1995年為48%，2005年將下降至42%，而厚度小于2mm的熱軋薄帶需求量日益增加，從正在進行和準備進行的深加工線和冷軋機組方面的投資也可看出這種趨勢。2005年，厚0.8mm~1.2mm熱軋薄帶需求量增加將大于1%，厚1.2mm~2.0mm熱軋薄帶需求量增加將大于7%。到2007年，預測全世界超薄熱軋帶鋼的市場需求將超過1.9×107t。就國內(nèi)市場而言，1998年全國共消耗熱軋薄板2.9×107t，為填補國內(nèi)板帶材的供需缺口，1998年進口熱軋薄板約7.8×106t，占當年鋼材進口總量的64.1%?？梢?，國內(nèi)熱軋薄板的市場空間巨大，特別是對2.0mm以下超薄熱軋帶鋼的需求尤其旺盛[8]。1.2.2熱軋窄帶鋼市場需求國內(nèi)外熱軋窄帶鋼市場需求大體相同，厚度大于25mm的產(chǎn)品基本飽和，厚度小于20mm的熱帶卻供不應求。我國寬帶軋機雖然已經(jīng)具有一定規(guī)模，但是我國的輕工、建筑行業(yè)等需要大量的薄規(guī)格窄帶鋼，主要用于生產(chǎn)薄壁焊接鋼管、輕鋼龍骨等，此外熱軋窄帶鋼還要給冷軋窄帶鋼軋機及特殊用途的鋼帶軋機等提供原料，因而目前我國熱軋窄帶鋼仍然不會為寬帶鋼所替代。據(jù)資料統(tǒng)計，我國煤氣管年產(chǎn)量已經(jīng)超過3×106t，這也是窄帶鋼的一個大市場。近幾年熱軋窄帶鋼的生產(chǎn)量幾乎翻了一番，生產(chǎn)和在建的軋機達到近百套，全部投產(chǎn)后預計總能力將超過1800萬噸。1.3今后熱軋板帶鋼的發(fā)展趨勢1.3.1熱軋寬帶鋼發(fā)展方向熱軋板寬帶鋼以深沖鋼板、耐腐蝕高強度熱軋鋼板、成型性優(yōu)異的高強及超高強鋼板、超寬幅汽車鋼板、熱鍍鋅鋼板、超細晶高強度鋼板為發(fā)展目標。由于將采用無頭軋制技術、薄板坯連鑄連軋工藝、控制冷卻技術等軋制工藝生產(chǎn)熱軋薄帶鋼，因此可以較好地控制熱軋帶鋼的組織和性能。在冷卻技術方面，以溫度預測模型為基礎，采用細分的冷卻箱和緩慢冷卻裝置，開發(fā)高精度的冷卻系統(tǒng)，對鋼材的組織和性能進行控制。從超薄熱軋帶鋼的市場需求和生產(chǎn)現(xiàn)狀可看出“以熱代冷”的鋼鐵市場走向決定了超薄熱軋帶鋼生產(chǎn)總體趨勢是供不應求，同時也表明了超薄熱軋帶鋼將成為熱軋寬帶鋼的另一個發(fā)展方向?？梢灶A見，采用無頭軋制和低溫軋制工藝將是薄板坯連鑄直接軋制生產(chǎn)超薄帶鋼的主要發(fā)展方向。1.3.2熱軋窄帶鋼發(fā)展方向增大帶鋼產(chǎn)品的優(yōu)質比，調(diào)整產(chǎn)品結構，開拓熱軋窄帶鋼產(chǎn)品應用新領域。目前熱軋窄帶鋼生產(chǎn)廠在提高質量、降低消耗、降低成本、擴大品種的前提下，將小家電、小五金、家具、自行車零件等深加工企業(yè)所需多層次優(yōu)質碳素結構鋼、優(yōu)質低合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等高質量帶鋼作為主導產(chǎn)品，徹底改變只以焊管為主要供貨方向的局面，建設新熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，所軋產(chǎn)品規(guī)格處于寬帶軋機產(chǎn)品的下限之外，從而可以代替部分冷軋產(chǎn)品。如用厚度小于1.5mm的熱軋窄帶鋼替代冷軋帶鋼，可以減少冷軋軋程，大幅度降低生產(chǎn)成本，提高軋機的效率。向薄、寬、厚方向發(fā)展。生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼，可滿足薄壁焊管廠提高成材率、降低生產(chǎn)成本的需要；生產(chǎn)寬規(guī)格帶鋼，占領熱軋中寬帶鋼(寬度一般大于500mm的產(chǎn)品空間；生產(chǎn)厚規(guī)格帶鋼，開發(fā)輕鋼結構。輕鋼結構用來制作工業(yè)廠房、辦公大樓、體育場館、商業(yè)超市、倉庫等，目前廣泛使用寬200mm~350mm、厚6mm~30mm、長3m~12m中板及板卷，熱窄帶鋼比中板便宜600元/t~700元/t，如能用窄帶鋼代替中板，將使整個鋼結構工程成本有較大幅度下降[9]。1.4本設計的目的和意義本設計是年產(chǎn)300萬噸的熱軋板帶鋼車間工藝設計。產(chǎn)品規(guī)格為：（2.0～10.0）×（700～1600）mm。所用鋼種為：普碳鋼、合金結構鋼、不銹鋼（約含25%）。帶鋼是有一個比較特殊的鋼鐵產(chǎn)品，其直供比例非常高，40%以上直接進入廠家，目前帶鋼有時也作為冷彎型鋼的坯料，廣泛用于制造小五金、自行車車架、輪圈、彈簧片、鋸條等。通過對近五年的統(tǒng)計，可看出帶鋼消費正以一個較快的速度發(fā)展。在國內(nèi)外帶鋼生產(chǎn)逐漸減少的情況下，我國作為一個發(fā)展中國家，對帶鋼的需求不斷增加，雖然受汽車等產(chǎn)業(yè)規(guī)模的限制，但五金產(chǎn)品國內(nèi)外需求量都較大。同時我國現(xiàn)在基礎建設規(guī)模很大，對焊管、型材的需求也相應增加，帶鋼的需求仍保持較高水平。本設計課題是年產(chǎn)300萬噸的板帶鋼生產(chǎn)車間。這是一個大型的軋鋼車間，其投資大，消耗大，生產(chǎn)量大。板帶鋼是我國鋼鐵生產(chǎn)的主打產(chǎn)品，需求量很大。目前我國帶鋼產(chǎn)能在5500萬噸左右，但今后幾年市場需求仍然會有較大增長。另外帶鋼的延伸產(chǎn)品還有一定市場空間，如裝潢用的五金材料，發(fā)展十分快，不少五金產(chǎn)品出口到東南亞、歐美等國際市場，拉動了國內(nèi)的帶鋼生產(chǎn)。由于市場對板帶鋼的需求仍然很大，而且在近幾年不會下降，因此該大型生產(chǎn)車間的建立是可行的。帶鋼生產(chǎn)技術發(fā)展至今已有80多年的歷史，現(xiàn)在已經(jīng)是第四代軋機，板形控制技術目前也已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。在相關技術比較完善的情況下，建立大型軋鋼廠可以節(jié)約很多在技術改進上的投資，可以在建成時就采用目前最先進的技術，還可以借鑒其他車間的生產(chǎn)經(jīng)驗，少走一些彎路，一步到位。西部地大物博，礦產(chǎn)資源很豐富，很多還處于待開發(fā)狀態(tài)。我國現(xiàn)在進行西部大開發(fā)，對西部地區(qū)在財力，物力上大力扶持，大力進行基礎項目的建設，如能源，交通等。因此，在西部建立一個大型軋鋼廠不僅可以滿足西部地區(qū)對板帶鋼的大量需求，而且由于西部人口密度較東部小，不會占用太多人口居住地，這在地理上是一個很大的優(yōu)勢。西部目前的交通狀況比以前改進了很多，而且作為國家重點建設這一狀況仍在完善，因此原材料的運輸不再是一個主要的問題。綜上所述，本設計的選題是有意義且可以實現(xiàn)的。1.5本設計的重點問題及解決辦法本設計重點研究的問題是熱軋廠熱裝熱送問題。連鑄坯熱送熱裝指的是把無缺陷的鑄坯在熱狀態(tài)下送到軋鋼加熱爐加熱，然后再送到軋機進行軋制。連鑄與熱軋之間的連接方式有四種：(1)冷裝工藝(CHR)。(2)連鑄坯熱裝工藝(HCR)。(3)連鑄坯直接熱裝工藝(DHCR)。(4)連鑄坯直接軋制工藝(DR)。該技術是一項集冶煉、連鑄、判定、入庫、轉運、組批裝爐、軋制成材等諸多技術和管理于一身的系統(tǒng)工程，連鑄坯熱送熱裝技術的實施，必須解決好如下幾個主要問題：（1）煉鋼、軋鋼工序廠址地理位置要鄰近，工藝設備要適合熱送熱裝要求。（2）煉鋼、連鑄及軋鋼工序的綜合生產(chǎn)狀況正常穩(wěn)定，工序能力大致匹配。（3）為保證冶煉、連鑄和軋機的連續(xù)性生產(chǎn)，必須提高生產(chǎn)過程的可靠性。（4）由于連鑄坯缺陷難以在線清理，煉鋼、連鑄工序必須具備無缺陷連鑄坯的生產(chǎn)技術。（5）為保證連鑄坯的熱裝溫度，提高熱裝效果，連鑄工序必須具有高溫出坯能力和鑄坯輸送過程中的保溫技術以及連鑄坯的熱裝爐技術。根據(jù)連鑄坯熱送熱裝的特點，設計中擬采用以下解決思路：（1）連鑄坯流轉方式，連鑄坯熱送均采用輥道輸送到熱軋車間加熱爐，輥道上采取了一定的隔熱保溫措施。熱裝溫度一般達600～700℃，有的高達800℃以上。（2）連鑄坯裝爐及加熱控制，當連鑄坯熱送到熱軋生產(chǎn)線時，經(jīng)驗收及組批后，用長行程裝鋼機或輥道將熱坯送入加熱爐，由計算機在線控制加熱爐的加熱溫度。（3）組織無缺陷連鑄坯生產(chǎn)，加強各類事故的管理。例如：鑄坯表面縱裂是在結晶器內(nèi)產(chǎn)生，并在二冷段進一步擴展形成的。為了減少表面縱裂的發(fā)生率，在生產(chǎn)中應改進結晶器冷卻和二次冷卻工藝。（4）在板坯庫和加熱爐之間設有保溫坑，以滿足熱裝熱送工藝需要。

2生產(chǎn)方案及產(chǎn)品大綱的制定[10-15]2.1產(chǎn)品方案的編制2.1.1產(chǎn)品方案產(chǎn)品方案是進行車間設計、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成或選擇各項設備的主要依據(jù)，包括車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格幾年產(chǎn)量計劃。本車間依據(jù)設計任務書要求，經(jīng)過對同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計分析，選取具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。實際生產(chǎn)中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個品種都必須滿足形狀、尺寸規(guī)格和內(nèi)部性能的要求。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號、化學成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術條件、機械性能、驗收規(guī)程、試驗及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國家均有標準規(guī)定，如國標、冶標、企標等，如果國家沒有標準規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶商定。2.1.2編制產(chǎn)品方案的原則及方法（1）國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求，既考慮當前的急需又要考慮將來發(fā)展的需要。（2）產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地的布局和配套加以平衡。（3）建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。（4）考慮軋機生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機的生產(chǎn)技術水平。2.1.3選擇計算產(chǎn)品車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來可能有幾種、數(shù)百種以上。但是，在設計中對每一種合金的每一種品種、規(guī)格及狀態(tài)進行詳細的工藝計算。為了減少設計工作量，加快進度，同時，又不影響整個設計質量，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。選擇計算產(chǎn)品應遵循以下原則：（1）有代表性從擬生產(chǎn)的所有品種中選出幾種合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點等方面有代表性的產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。（2）通過所有工序所選的所有計算產(chǎn)品要通過各工序，但不是說第一種計算產(chǎn)品都通過各工序，而是所有計算產(chǎn)品綜合起來看的。（3）所選的計算產(chǎn)品要與接近。（4）計算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量，也就是說所選的計算產(chǎn)品要品種靈活，容易生產(chǎn)多種規(guī)格的產(chǎn)品。本次設計選用的三個典型產(chǎn)品分別是：Q215(10.0mm×1600mm)、30Cr(4.0mm×1400mm)、1Cr18Ni9(2.0mm×1000mm)。2.1.4確定產(chǎn)品大綱根據(jù)設計任務書要求和上述原則，確定車間產(chǎn)品大綱，見表2.1。典型產(chǎn)品見表2.2。典型產(chǎn)品技術要求見表2.3到2.5。2.2生產(chǎn)方案所謂生產(chǎn)方案量指為完成設計任務書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務而采取的生產(chǎn)方法。根據(jù)設計規(guī)模、產(chǎn)品的質量及經(jīng)濟技術指標的要求，考慮當?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。2.2.1選擇生產(chǎn)方案的依據(jù)確定生產(chǎn)方案時應考慮以下幾點：（1）金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質量要求。（2）年產(chǎn)量的大小。產(chǎn)量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。（3）投資、建設速度、機械化和自動化程度、勞動條件、工人與管理售貨員的數(shù)量以及將來的發(fā)展。2.2.2制定生產(chǎn)方案根據(jù)上述依據(jù)，該車間為年產(chǎn)300萬噸的板帶車間，生產(chǎn)形式為熱軋，主要鋼種為普碳鋼，合金結構鋼和不銹鋼，采用粗軋和精軋兩個階段來完成不同的任務和要求。表2.1車間產(chǎn)品方案鋼種牌號規(guī)格(mm)狀態(tài)年產(chǎn)量(萬噸)比例（%）普碳鋼合金結構鋼不銹鋼Q195，Q215Q235，Q255Q27512Mn2A，16Mn2A30Cr，40Cr45Cr，45Mn1Cr13，0Cr18Ni91Cr18Ni91Cr18Ni9Ti(8.0～10.0)×(1400～1600)(2.5～5.0)×(1400～1600)(2.0～6.0)×(1000～1600)熱軋1606575532225表2.2典型產(chǎn)品牌號規(guī)格(mm)狀態(tài)年產(chǎn)量（萬噸）比例（%）技術條件Q21530Cr1Cr18Ni910×16004×14002×1000熱軋1606575532225見表2.3見表2.4見表2.5表2.3Q215技術條件牌號等級化學成分％脫氧方法CMnSiSPQ215A0.09～0.150.25～0.55≤0.30≤0.50≤0.045F、B、Z牌號等級厚度偏差屈服點σs(N/mm)抗拉強度σb(N/mm)伸長率δs(%)Q215A在寬度>1000～1500，厚度>3.50～4.00時為±0.24≥215335～450≥31注：表面質量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結疤、折疊、氣泡和夾雜。鋼板和鋼帶不得有分層。鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料、活痕等不影響表面質量的局部缺陷亦允許存在。鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但清除深度不得大于鋼板和鋼帶厚度公差之半。鋼帶允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不得超過每卷長度的8％。表2.430Cr的技術條件牌號等級化學成分％CMnVNbSiTiSP30CrA≤0.200.5～0.80.02～0.150.015～0.060≤0.550.02～0.20≤0.045≤0.045牌號等級厚度偏差屈服點σs(N/mm)抗拉強度σb(N/mm)伸長率δs(%)30CrA在寬度>1000～1500，厚度>1.80～2.00時為±0.16≥345470～63011注：表面質量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結疤、折疊、氣泡和夾雜。鋼板和鋼帶不得有分層。鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料、活痕等不影響表面質量的局部缺陷亦允許存在。鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但清除深度不得大于鋼板和鋼帶厚度公差之半。鋼帶允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不得超過每卷長度的8％。表2.51Cr18Ni9的技術條件牌號CCrNiSiPS厚度偏差（mm）寬度偏差(mm)1Cr18Ni9≤0.1517.0～19.08.0～10.0≤1.0≤0.035≤0.03厚度6.0～8.0，寬度<1000時為±0.60厚度≥6.0，寬度630～1000時為±10牌號類型固溶處理（℃）拉力實驗硬度實驗屈服強0.2(MPa)抗拉強度σb(MPa)伸長率δs(%)HRBHV1Cr18Ni9奧氏體型1010～1150快冷≥205≥570≥45≤90≤200注：特性和用途：經(jīng)冷加工有高的強度，但伸長率比1Cr17Ni7稍差。用于建筑裝飾部件，不銹耐酸的外殼，浮筒以及船舶控制設備的低磁性設備。

3生產(chǎn)工藝流程制定3.1制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來。正確制定工藝過程是軋鋼車間工藝設計的重要內(nèi)容。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程的首要目的是為了獲得質量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質量的基礎上追求軋機的高產(chǎn)量，并能做到降低各種原料、材料消耗，降低產(chǎn)品成本。因此，正確制定產(chǎn)品工藝過程，對于工藝過程合理化，對于充分發(fā)揮軋機作用具有重要意義。根據(jù)已制定的生產(chǎn)方案，在充分完成產(chǎn)品產(chǎn)量質量要求的前提條件下，用最大可能的低消耗、最少的設備、最小的車間面積、最低的勞動成本，并有利于產(chǎn)品的質量的提高和發(fā)展，有較好的勞動條件，最好的經(jīng)濟效益，具體的原則包括：產(chǎn)品的技術條件，生產(chǎn)規(guī)模大小，產(chǎn)品成本和工人的勞動條件。熱軋板帶生產(chǎn)的一般工藝流程是：原料的清理準備，坯料的加熱，軋制，軋后冷卻，精整和質量檢查等工序，對于特殊要求的鋼種，在加熱后不需經(jīng)過熱處理等工序。本車間的生產(chǎn)工藝流程如圖3.1所示。3.2生產(chǎn)工藝過程簡述熱軋車間和連鑄車間毗鄰布置，在連鑄車間經(jīng)冷卻、火焰處理、標記后的合格連鑄板坯以及表面質量和內(nèi)部質量合格的熱連鑄板坯，由輥道送到本廠板坯庫。熱連鑄坯分別存放在四個板坯跨內(nèi)，當連鑄機和熱軋機的生產(chǎn)計劃相匹配時，熱坯也可以從來料輥道經(jīng)中間輥道直接磅到加熱爐后的裝料輥進行裝爐。根據(jù)生產(chǎn)計劃的要求計算機對選用的板坯進行最優(yōu)化處理，使板坯庫以最小的工作量進行裝爐操作。板坯由吊車吊到上料輥道后進行稱重，核對號碼，確認無誤后，按裝料順序由輥道將板坯送到的加熱爐。由于產(chǎn)品工藝流程的不同，加熱爐的溫度也不一樣，直接從連鑄機的輥道送到加熱爐的叫“直接熱裝（DHC）”，板坯溫度℃，從板坯庫保溫坑內(nèi)送到加熱爐的叫“緩沖熱裝（BHC）”，板坯溫度℃，當溫度在650℃≥t≥350℃時叫“緩沖溫裝（BWC）”，當板坯溫度t≤350℃時叫“冷裝”。為使軋機充分發(fā)揮能力，上述不同溫度的板坯可以進行組合裝爐，如果冷熱坯間溫差太大，可由計算機進行計算，合使冷熱坯間保持一個必要的間距。板坯在加熱爐內(nèi)一般加熱到1200～1250℃出爐。加熱出爐后的板坯，首先經(jīng)過高壓水除鱗清除氧化鐵皮，而后進入粗軋機組，R1粗軋機為四輥可逆式軋機，與可逆式立輥軋機E1靠近布置，板坯在E1R1上軋制3道后，經(jīng)輥道送至E2R2四輥可逆式軋機軋制3道次，軋成20～40mm的中間帶坯。帶坯經(jīng)中間輥道送至切頭習剪剪去帶坯頭、尾，然后經(jīng)精軋機前除鱗設備除去帶坯表面的氧化鐵皮，送入精軋機組軋制。粗軋機組產(chǎn)生廢帶坯，由設在中間輥道傳動側的廢品推出機推至廢品臺架上，切割后用載重小車運走。為了減少帶坯在中間輥道上的溫降和帶坯頭尾溫差，在中間輥道上設有保溫罩。為減少切損，切頭飛剪設有最佳化剪切系統(tǒng)。帶坯經(jīng)七機架四輥式連軋機組軋制成厚度為2.0～10.0的成品帶鋼。為確保軋制精度和控制板型，在F1～F7精軋機上設有動作靈敏、控制精度高的液壓AGC厚度自動控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)代替過去常規(guī)采用的電動活陶器和微張力控制兩套系統(tǒng)。成品帶鋼經(jīng)精軋機組后的輸出輥道上的層流冷卻系統(tǒng)后，使溫度降到規(guī)定的卷曲溫度，由液壓助卷卷曲機卷成鋼卷。卷曲完后，由卸卷小車將鋼卷托出卷曲機，經(jīng)臥式自動打捆機打捆后，再由臥式翻卷機將鋼卷翻卷成立卷放在鏈式運輸機中心位置上，由鏈式運輸機和步進梁運送鋼卷，必要時將鋼卷送到檢查機組打開鋼卷頭部進行檢查。鋼卷經(jīng)稱重打印后根據(jù)下一工序決定鋼卷的流向。去精整線的鋼卷先翻成臥卷再由運輸機送到本車間熱鋼卷庫分別進行加工；去冷軋廠的鋼卷由運輸機運到鋼卷轉運站，再由鋼卷運輸小車送至冷軋廠。

連鑄坯板坯庫連鑄坯板坯庫除鱗粗軋切頭除鱗橫切厚板橫切中板橫切薄板熱鋼卷運輸稱重噴印表面檢查打捆卷取層流冷卻精軋縱切帶鋼送冷軋平整、分卷稱重加熱熱鋼卷庫圖3.1本車間生產(chǎn)工藝流程圖

4坯料的選擇和金屬平衡4.1坯料的選擇及坯料處理4.1.1坯料選擇大部分熱軋板卷用的坯料是碳的質量分數(shù)在0.4%以下的普通碳素鋼、優(yōu)質碳素鋼、低合金高強度鋼。特殊原料有高碳鋼、合金鋼、不銹鋼、硅鋼等。熱軋板卷按用途分有汽車用、建筑用、造船用、管線勇、工業(yè)用、機械用等產(chǎn)品。鋼的化學成份主要根據(jù)各種標準機加工和用途等條件決定，也有的按表面質量的要求調(diào)整化學成分。熱軋用坯料使用是板坯。板坯有初軋坯和連鑄板坯，其性能對比見表4.1。連鑄板坯雖然受批量、材質等限制，但是具有單重大、成材率高、生產(chǎn)周期短、材質均勻、節(jié)能、節(jié)省人力等優(yōu)點。為此連鑄板坯構成比在急劇的增加。20世紀80年代末板坯連鑄比已超過90%。隨著技術的發(fā)展，連鑄生產(chǎn)受批量和材質限制等問題已基本得到解決，故最近熱帶鋼軋機的原料均使用連鑄板坯，初軋坯已趨淘汰。初軋坯和連鑄板坯比較見表4.1，考慮冶金工廠將來的發(fā)展方向，依照本車間設計的要求和產(chǎn)品規(guī)格所以選用連鑄坯比較合適。4.1.2坯料尺寸 （1）板坯寬度板坯寬度由鋼卷寬度決定，板坯寬度和鋼卷寬度的關系與粗軋機組的調(diào)寬能力相對應。同一板坯寬度可軋鋼卷寬度標準范圍在20世紀50年代因變化小而視板坯與鋼卷等寬。20世紀70～80年代采用了帶孔型的強力立輥，其寬度標準范圍一般為100～150㎜，自軋制線上采用了頂寬壓力機后一次最大側壓量可達350㎜，可軋寬度標準范圍一般為200㎜，最大300㎜。（2）板坯長度板坯長度主要由單位寬度質量和板坯厚度決定。20世紀50年代因熱軋帶鋼軋機無升速軋制，為保持帶鋼頭尾溫差，帶鋼不能過長，此時的板坯長度一般為5500㎜左右。20世紀60年代熱軋帶鋼軋機升速軋制，70年代為提高產(chǎn)量、提高成材率而追求高軋速、大坯重、大單位寬度卷中，板坯設計長度達14500㎜。表4.1初軋坯和連鑄板坯比較項目初軋板坯連鑄板坯備注工序經(jīng)鑄錠脫模后需要由均熱爐和初軋機軋制省略初軋工序減少1/2以上的廠房，板坯生產(chǎn)時間提前12～24h操作通過改變初軋程序可以塊為單位組織生產(chǎn)由于實行變寬，每個批量單位可取作1流單位連鑄有在線調(diào)寬，熱軋自由程序軋制機械化省力化在鑄錠作業(yè)的機械化和節(jié)約人力方面存在極限與傳統(tǒng)鑄錠作業(yè)相比，在相當程度上實現(xiàn)了機械化機，節(jié)約人力節(jié)能與連鑄相比，因需均熱，需要消耗多余的熱能有利于直接軋制連鑄的能耗約為初軋的1/2成才率半鎮(zhèn)靜鋼為92％～93％；鎮(zhèn)靜鋼為85％連鑄約為98％鋼種無極限生產(chǎn)沸騰鋼困難可用準沸騰鋼代替質量（1）不同部位偏析不同，（2）鋼錠頭部的縮孔，下部大型夾雜物是問題。（3）板坯易出現(xiàn)翹曲。（1）質量均勻；(2)會出現(xiàn)在1/4后的表層處殘留大型夾雜物的問題，(3)板坯較少出現(xiàn)翹曲。（3）板坯單重板坯單重取決于板坯尺寸，設計板坯最大質量時已建的多數(shù)熱帶鋼軋即是按板坯最大寬度設計的。但最大寬度的產(chǎn)品在產(chǎn)品方案中所占的比例很小?，F(xiàn)代熱軋帶鋼軋機為減小板坯質量、降低設備費用，確定最大批重時選擇經(jīng)濟合理的坯寬，一般不采用最大寬度。我國寶鋼和鞍鋼現(xiàn)代化熱帶鋼軋機單位卷重為24kg/㎜左右，最大采卷重達43噸。用板坯厚度為200㎜和250㎜，長度最長達1300㎜。本設計典型產(chǎn)品選擇的坯料如表4.2所示。4.1.3坯料檢查及清理由連鑄車間及初軋車間運來的板坯被送到熱軋板庫入口時，經(jīng)操作工核對后，按材質、寬度進行堆放，一個爐次的板坯應盡量分散到各跨區(qū)堆放，以便減輕吊車的作業(yè)負荷。并且按照最佳化的軋制計劃，把板坯按指定的順序裝到上料輥道上，然后裝入加熱爐。板坯清理工作為便于管理一般都在連鑄車間進行，也有的將清洗設備安裝在熱軋板坯庫內(nèi)。表4.2典型產(chǎn)品選擇的坯料合金牌號產(chǎn)品規(guī)格選取坯料規(guī)格(mm)重量（t）Q21510.0×1600250×1650×1200029.3230Cr4.0×1400250×1450×900025.771Cr18Ni92.0×1000250×1050×1200024.88被送至板坯庫的板坯分為冷板坯和熱板坯。由加熱爐加熱到目標溫度后進行軋制。有效地采用了利用熱連鑄坯(HCR)，坯溫一般為600℃左右，大幅度的節(jié)省能源。在熱軋工序采用可縮短加熱時間的直接熱裝工藝DHCR，坯溫一般為800℃左右?；虿捎弥苯榆堉萍夹g，此技術是將煉鋼和熱軋兩個各自獨立的工序連續(xù)化，因此，需要解決這倆個工序間的溫度、小時產(chǎn)量、工藝參數(shù)的匹配和質量，保證全過程管理及平面布置最佳化等一系列技術問題。目前，世界上先進的常規(guī)熱帶鋼軋機熱裝比已超過90%。（1）板坯清理熱軋寬帶鋼軋機需上工序供給合格板坯，板坯的清理主要是采用火焰清理方式，也有用砂輪清理的?；鹧媲謇碛腥N方式：熱板坯機械火焰清理、冷板坯機械火焰清理及手動火焰清理。熱板坯機械火焰清理裝置安裝在初軋機連鑄的精整線上，冷板坯機械火焰清理裝置及手動火焰清理安裝在連鑄或初軋車間。本車間碳鋼和低合金鋼采用機械火焰清理方法，不銹鋼材用砂輪清理方法。（2）板坯檢查板坯表面狀況檢查，傳統(tǒng)上都是由人工在切割前后，用肉眼進行直觀檢查，然而為了提高檢查精度，開發(fā)了熱表面缺陷檢測裝置。板坯的熱表面缺陷檢測裝置有使用探頭線圈的渦流探傷裝置和利用自發(fā)廣或照明光的光學探傷裝置。本車間普碳鋼、低合金鋼采用人工檢測方法，不銹鋼采用冷板坯侵透探傷試驗的方法。4.2編制金屬平衡表編制金屬平衡的目的在于根據(jù)設計任務書的要求，參照國內(nèi)外同類企業(yè)或車間所能達到的先進指標，考慮本企業(yè)或車間的具體情況確定出為完成年計劃產(chǎn)量所需要的投料量，其任務是確定各計算產(chǎn)品的成品率和編制金屬平衡表。4.2.1確定計算產(chǎn)品的成品率成品率是指成品重量與投料量相比的百分數(shù)。其計算公式為(4-1)其中——成品率，％；——投料量（原料重量），t；——金屬的損失重量，t。成品率是一項重要的技術經(jīng)濟指標，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生產(chǎn)技術水平的高低。影響成品率的因素是各工序的各種損失。金屬損失主要有以下幾種：（1）燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。金屬加熱過程中的燒損與加熱溫度和時間有關系，加熱溫度越高，時間越長，燒損量就越大。本車間三種計算產(chǎn)品的燒損均為1％。（2）溶損：溶損是指在酸、堿洗或化學處理等過程中的溶解損失。本車間無此類消耗。（3）幾何損失：分為切損和殘屑。切損是指切頭、切尾、切邊等大塊殘料損失。鋼材切損主要與鋼種、坯料尺寸以及原料狀況等有關。本車間產(chǎn)品切損均為2％。殘屑指鋼錠表面缺陷以及加工后產(chǎn)品表面缺陷清理所造成的損失。本車間三種計算產(chǎn)品的表面損失均為1％。（4）工藝損失：各工序生產(chǎn)中由于設備和工具、操作技術以及表面介質問題所造成的不符合質量要求的產(chǎn)品。它與車間的技術裝備、生產(chǎn)管理及操作水平有關。本車間軋廢為1％。4.2.2編制金屬平衡表金屬平衡是反映在某一定時期，制品金屬材料的收支情況。它是編制廠或車間生產(chǎn)預算與制定計劃的重要數(shù)據(jù)。同時對于設計工廠或車間的內(nèi)部運輸與外部運輸，以及平面布置都是極為重要的依據(jù)。因此，必須在確定成品率及金屬損失率的基礎上，編制出各種計算產(chǎn)品的金屬平衡表。本車間的金屬平衡表見附表1。

5軋鋼機選擇5.1軋鋼機選擇的原則軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設備，是代表車間生產(chǎn)技術水平、區(qū)別于其它車間類型的關鍵。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的作用。軋鋼機選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，成品品種和規(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。對軋鋼車間工藝設計而言，軋鋼機選擇的內(nèi)容是：確定軋機的結構型式，確定其主要參數(shù)，選用軋機機架數(shù)即布置形式。在選擇軋鋼機時，一般要注意，考慮下列原則：（1）在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機組成合理，布置緊湊；（2）有較高的生產(chǎn)率和設備利用系數(shù)；（3）保證獲得良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新產(chǎn)品的可能；（4）有利于軋機的機械化，自動化的實現(xiàn)，有助于工人的勞動條件改善；（5）軋機結構型式先進合理，制造容易，操作簡單，維修方便；（6）備品備件更換容易，并利于實現(xiàn)備品備件的標準化；（7）有良好的綜合經(jīng)濟技術指標。目前，由于機械制造業(yè)的發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)的日益進步，現(xiàn)在的主要軋機除去一些特殊用途外，基本上都已經(jīng)趨于系列化，標準化了。為我們選用軋機進行生產(chǎn)提供了方便的條件。5.2軋鋼機機架布置及數(shù)目的確定軋鋼機布置是軋鋼機按工作機架排列成某種方式。軋鋼機布置的基本形式有三種：橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。軋鋼機機架數(shù)目的確定與很多因素有關。主要有：坯料的斷面尺寸，生產(chǎn)的品種范圍，生產(chǎn)數(shù)量的大小，軋機布置的形式，投資的多少以及建廠條件等因素。但是在其它條件既定的情況下，主要考慮與軋機布置形式有關。根據(jù)本車間生產(chǎn)情況及現(xiàn)場實際狀況，粗軋階段選用兩臺帶立輥的四輥可逆式軋機。立輥軋機的作用是軋邊，限制寬展，同時破碎軋件表面的氧化鐵皮。四輥可逆式粗軋機既可滿足板坯精度高的要求，又可保證足夠的壓下量及較好的板形。5.2.1粗軋前立軋機（E1、E2）該設備安裝在粗軋機的進口側，當粗軋機處于正向軋制時，該立軋機參與對板坯邊部的軋制工作，此時兩臺軋機形成“串聯(lián)”式軋制。其主要技術參數(shù)：軋制力：最大為400t；有效減寬能力：當粗軋機在以五道次軋制200mm，厚低碳鋼板坯時，立軋機的總有效減寬量為60mm；輥子尺寸：輥身直徑φ1200～φ1100mm，輥身長度440mm；立輥間開口度：720～1780mm；最大軋制速度：175/350m/min；主傳動馬達：2臺AC1200kw×320/640rpm。5.2.2四輥粗軋機（兩架）（R1、R2）四輥粗軋機主要參數(shù)：軋制壓力：max4200t；工作輥尺寸：輥徑φ1200～φ1100mm，輥面長1780mm；支承輥尺寸：輥徑φ1550～φ1400mm，輥面長1760mm；工作輥最大開口度：270mm；輥子平衡：采用液壓平衡缸；主傳動馬達：2臺7500kw，轉速為40/80轉/分的直流馬達。5.2.3精軋前立軋機（FE）該設備安裝在精軋F1的進口側，在該立軋機中二個側立輥的側壓壓下采用的具有高性能伺服閥控制的長行程液壓缸，運用了自動寬度控制系統(tǒng)。該技術的運用將有效地提高帶材的寬度、精度。主要技術參數(shù)：輥子直徑：maxφ630mm，minφ570mm；輥身長度：350mm；輥子開口度：max1760mm，min720mm；馬達參數(shù)：2×370kw870rpm；減速機：兩臺蝸輪減速機，速比i=11.75，低速軸輸出軸轉速n2=74rpm；軋制速度：max146m。5.2.4精軋機組（F1～F7）七臺四輥精軋機機座之間以6000mm的間距串聯(lián)布置形成了一條七機架連軋精軋機組。每個機座的上下工作輥用一臺直流馬達通過馬達接手、齒輪減速（或齒輪座）以及軋機的主傳動軸驅動。精軋機組主要技術參數(shù)：工作輥：F1～F4輥徑×輥身長＝825/735mm×1780mm；F5～F7輥徑×輥身長＝680/600mm×1780mm；支承輥：F1～F7輥徑×輥身長＝1550/1400mm×1760mm；軋制力：F1～F4max4200t；F5～F7max3500t；馬達參數(shù)：F1～F77800kw×190/510rpm。

6典型產(chǎn)品工藝計算下面以1Cr18Ni9的計算為例，詳述其計算過程，另外二種典型產(chǎn)品的計算數(shù)據(jù)列于附表2、3中。6.1確定軋制方法此車間采用粗軋和精軋兩個階段軋制，即采用綜合軋制方法，先在粗軋階段軋制六道次，達到產(chǎn)品所需寬度后，再在精軋機中連續(xù)軋制七道次。6.2粗軋階段工藝計算6.2.1粗軋階段壓下制度制定壓下制度的方法很多，一般有理論方法和經(jīng)驗方法。由于理論方法比較復雜，理論公式本身也有誤差，因此，在此選用經(jīng)驗方法，按經(jīng)驗分配壓下量后，再進行校核及修訂。經(jīng)驗方法簡單易行，可通過不斷修正最后達到合理化。粗軋階段壓下量分配原則為：（1）粗軋機組變形量一般要占總變形量的70～85％；（2）為保證精軋機組的終軋溫度，應盡可能提高精軋機組軋出的帶坯溫度；（3）一般粗軋機軋出的帶坯厚度為20～40mm；（4）第一道考慮咬入及坯料厚度偏差不能給以最大壓下量，中間各道次應以設備能力所允許的最大壓下量軋制，最后道次為了控制出口厚度和帶坯的板形，應適當減小壓下量。精軋機組充分利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集中在前幾道，在后幾架軋機上為了保證板形、厚度精度及表面質量，壓下量逐漸減小。第一架可以留有適當余量，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，于設備允許的最大壓下量；第2～4架，為了充分利用設備能力，盡可能給以大的壓下量軋制；以后各架，隨著軋件溫度降低，變形抗力增大，應逐漸減小壓下量；為控制帶鋼的板形、厚度精度及性能質量，最后一架的壓下量一般在10～15％左右。6.2.2校核咬入能力粗軋時咬入角一般為15°～22°，低速咬入可取為22°。由＝87.4mm，故咬入不成問題。6.2.3確定各道的軋制速度可逆式軋制的速度圖有兩種類型：梯形速度圖和三角形速度圖。三角形速度圖的生產(chǎn)率高于梯形速度圖的生產(chǎn)率，但采用三角形速度圖時，若轉速高于電機額定轉速，則允許的力矩要降低，當軋件較長時，還可能超過電機的最高轉速。因此，粗軋機上軋制的前幾道次，軋件較短，一般可采用三角形速度圖；粗軋機軋長階段道次及精軋機所有道次一般采用梯形速度圖。本設計粗軋階段軋件較長，因此采用梯形軋制制度。根據(jù)經(jīng)驗資料取平均加速度a＝40rpm/s，平均減速度為b＝60rpm/s。粗軋階段確定咬入轉速時，應考慮咬入條件，即為改善咬入條件，可以降低咬入速度。當咬入條件不限制壓下量時，咬入轉速根據(jù)間隙時間確定。第一道待鋼時，可以高速咬入，取速度為30rpm，其余各道間隙時間短，可低速咬入，取20rpm，為了節(jié)省軋件的返回時間，除最末一道的拋出速度可選用最高拋出速度及30rpm，其它道次的拋出速度都取較小值20rpm。6.2.4確定軋件在各道次中的軋制時間粗軋階段軋件在每道中的軋制tf由以下幾部分組成：道次間隙時間t0（它包括空轉加速時間、空轉減速時間和停留時間）、升速軋制時間t1、、勻速軋制時間t2、、減速軋制時間t3，即tf＝t0＋t1＋t2＋t3，其中t1＋t2＋t3＝tzh為純軋時間，它可以根據(jù)軋制速度計算出來。對于梯形速度圖：t1＝（n2-n1）/a(6-1)t3＝（n3-n2）/b(6-2)(6-3)式中：L—為軋件長度；d—為工作輥的直徑。粗軋各道次的軋制時間（單位s）計算如下：第一道次：t1＝（30－20）/40＝0.25t3＝（30－20）/60＝0.17＝7.6取t0＝3，tzh＝0.25＋0.17＋7.6＝8tf＝8.03＋3＝11第二道次：t1＝（40－30）/40＝0.25t3＝（40－20）/60＝0.33＝7取t0＝3，tzh＝0.25＋0.33＋7＝7.6tf＝7.58＋3＝10.6第三道次：t1＝（40－20）/40＝0.5t3＝（40－30）/60＝0.17＝9.4取t0＝8，tzh＝0.5＋0.17＋9.4＝10.1，tf＝10.1＋8＝18.1第四道次：t1＝（50－20）/40＝0.75t3＝（50－20）/60＝0.5＝11.4取t0＝3，tzh＝0.75＋0.50＋11.4＝12.6tf＝12.62＋3＝15.6第五道次：t1＝（60－20）/40＝1t3＝（60－20）/60＝0.67＝14.6取t0＝3，tzh＝1＋0.67＋14.6＝16.3tf＝16.27＋3＝19.3第六道次：t1＝（60－20）/40＝1t3＝（60－30）/60＝0.5＝20.3取t0＝3，tzh＝1＋0.5＋20.3＝21.8tf＝21.8＋15＝36.8則粗軋總的軋制節(jié)奏時間為t節(jié)奏＝109s。6.2.5軋制溫度的確定為了確定各道的軋制溫度，必須求出逐道的溫度降。高溫時軋件的溫降可按輻射散熱計算，因為對流和傳導所散失的熱量大致可以與變形功所轉換的熱量抵消。輻射散熱所引起的溫降可由下列近似公式計算：(6-4)式中：—道次間溫降，℃；—輻射時間，即該道次的軋制時間，s；—軋件厚度，mm；—前一道軋件的絕對溫度，K.取板坯加熱溫度為1230℃，出爐溫降為30℃，粗軋前高壓水除鱗溫度降為50℃，則第一道開軋溫度定為1150℃，則各道次溫度為：第一道次溫度為：可逆軋制時，第一道的頭部為第二道的尾部，故第二道尾部溫度為：第二道頭部在第三道時變?yōu)槲膊浚瑤蛻扔嬎愕诙李^部的溫度，即：故第三道尾部軋制溫度為：四輥可逆軋機進入另一架四輥可逆軋機前通過一立輥軋機，高壓水除鱗溫降為30℃，故第四道頭部溫度為1109.4℃第四道尾部溫度為：可逆軋制時，第四道的頭部為第五道的尾部，故第五道的尾部溫度為：第五道頭部在第六道時變?yōu)槲膊?，故應先計算第五道頭部的溫度：故第六道尾部軋制溫度為：6.2.6計算各道的平均變形速度平均變形速度：(6-5)式中：—軋輥半徑，mm；—軋輥在該道次的最高線速度，mm/s；—軋制前的軋件厚度，mm；—軋制后的軋件厚度，mm；(6-6)式中：—軋輥直徑，mm；—軋輥最大轉速，mm；則粗軋各道次平均變形速度計算如下：第一道次：第二道次：第三道次：第四道次：第五道次：第六道次：6.2.7各道的變形抗力各道次相應的變形速度及軋溫度確定后，可根據(jù)該道次壓下率從該鋼種的變形抗力曲線上查出變形抗力值。三種典型產(chǎn)品的變形抗力曲線見附圖1、2、3。6.2.8計算各道平均單位壓力有多種壓力公式計算熱軋產(chǎn)品的平均單位壓力，使用較多的是采利可夫公式，西姆斯公式和由它簡化的志田茂等。這里采用美坂佳助公式。應力狀態(tài)影響系數(shù)：(6-7)式中：—變形區(qū)軋件平均厚度，mm；—變形區(qū)長度，mm；則各道次應力影響系數(shù)為：平均單位壓力：(6-8)式中：—材料的變形抗力，Mpa。則各道次的平均單位壓力為：6.2.9計算各道總壓力軋制壓力：(6-9)式中：—變形區(qū)長度，mm；—軋件寬度，mm；則6.2.10計算各道的傳動力矩由下式計算：(6-10)其中：（1）軋制力矩由下式計算：(6-11)為合力作用點系數(shù)。一般對熱軋板帶軋制約為0.42～0.50，取=0.48，為變形區(qū)長度，mm；計算結果如下：（2）附加摩擦力矩由兩部分組成：(6-12)式中：—軋輥的軸承中的摩擦力矩；—傳動機構中的摩擦力矩。在四輥軋機中(6-13)輥頸直徑=1000mm；式中：—支承輥軸承的摩擦系數(shù)，此處取0.003。、—工作輥及支承輥的直徑。計算結果如下：四輥軋機：第一道次：第二道次：第三道次：四輥軋機：第四道次：第五道次：第六道次：傳動機構中摩擦力矩可由下式計算：(6-14)式中：—傳動效率系數(shù)?？扇?0.94，減速比=1，所以第一道次：第二道次：第三道次：第四道次：第五道次：第六道次：總的附加摩擦力矩第一道次：第二道次：第三道次：第四道次：第五道次：第六道次：軋機的空轉力矩空轉力矩是指空載轉動時軋機主機列所需的力矩。通常是根據(jù)轉動部分軸承引起的摩擦力矩計算之。一般可按經(jīng)驗公式確定：(6-15)式中：—電動機的額定轉矩，(N﹒m)(6-16)式中：—電機的額定功率，kw；—電機的額定轉速，r/min。四輥軋機：（4）作用在電機軸上的動力矩按下式計算：(6-17)式中：—換算到電機軸上的軋輥傳動裝置中所有旋轉件的總飛輪力矩；—電機的加減速率，rpm/s；根據(jù)經(jīng)驗資料，四輥可逆軋機取140四輥可逆軋機加速軋制時：減速軋制時：計算軋制各個階段的力矩空載加速期：(6-18)加速軋制期：(6-19)穩(wěn)速軋制期：(6-20)減速軋制期：(6-21)空載減速期：(6-22)空載穩(wěn)速期：(6-23)計算結果見附表4。6.3精軋階段工藝計算6.3.1壓下規(guī)程的分配精軋機組的主要任務是在七架連軋機上將粗軋帶坯軋制成板形、尺寸符合要求的成品帶鋼，并需保證帶鋼的表面質量和終軋溫度。擬定精軋壓下規(guī)程就是合理分配各架的壓下量及確定各架的軋制速度。精軋機組典型的壓下率分配見表6.1。6.3.2確定各道軋制制度制定精軋速度制度包括：確定精軋末架軋制速度，根據(jù)體積不變條件確定精軋各個道次的軋制時間。表6.1精軋機組典型的壓下率分配（%）F1～F71234567壓下率40～4840～4635～4132～3925～3520～2810～16帶鋼熱連軋機精軋采用兩級加速和一級減速的軋制方法，如圖6.1。圖中A段從帶鋼進入F1～F7機架，直至其頭部到達計時器設定點P點（0～50m）為止，進行較低的穿帶速度；B段為帶鋼前段從P點到進入卷取機為止，進行較低的加速；C段從前段進入卷取機后開始到預先給定的速度上限為止，進行較高的加速；此加速度主要取決于終軋溫度和提高產(chǎn)量的要求；D段為到達最高速度后，至帶鋼尾部離開減速第三、四機架時以一級減速度減至咬入速度，等待下一根帶鋼軋制。首先計算各架前滑值根據(jù)：(6-24)式中：—前滑值；—該架壓下量；—該架出口厚度；—該架摩擦系數(shù)，取=0.5—該架工作輥直徑；代入數(shù)據(jù)得：圖6.1精軋速度圖確定各架的速度精軋機組各機架速度應滿足體積不變條件，即(6-25)式中：—機架號；—第架出口板帶厚度；—第架速度。設精軋機最后一架的拋出速度為10m/s，則根據(jù)上式可計算出前六架的拋出速度。代入數(shù)據(jù)得：由前滑定義知：軋輥速度(6-26)則軋輥速度：設精軋機組最后一機架經(jīng)過一級加速后的速度為15m/s，則根據(jù)上式計算出前六架軋機的速度：設精軋機組最后一架的咬入速度為10m/s，則根據(jù)上式計算出前六架軋機的咬入速度：6.3.3確定軋件在各道次中的軋制時間精軋機組的間隙時間：(6-27)式中：—精軋機組各機架間的距離，取=6m?！垯C組各機架的咬入速度。則計算第七機架各階段的軋制時間：帶鋼咬入階段：取L=50m，則一級加速A段：取加速度則：，m二級加速B段：取加速度則：，m減速D段：取減速度則：，m帶鋼在穩(wěn)定軋制C段：m穩(wěn)定軋制時間：所以精軋機組的軋制周期為T=5+2.5+3.3+2.5+70.10=83.4s第六機架各階段的軋制時間：帶鋼咬入階段：該階段的軋制時間等于第七機架的該階段的軋制時間加上第七機架和第六機架間的間隙時間，則m一級加速A段：取加速度則：m二級加速B段：取加速度則：穩(wěn)定軋制時間：減速階段：第五機架各階段的軋制時間：帶鋼咬入階段：一級加速A段：取加速度則：m二級加速B段：取加速度則：穩(wěn)定軋制時間：無減速階段。第四機架各階段的軋制時間：帶鋼咬入階段：一級加速A段：取加速度則：二級加速B段：取加速度則：穩(wěn)定軋制時間：無減速階段。第三機架各階段的軋制時間：帶鋼咬入階段：一級加速A段：取加速度則：二級加速B段：取加速度則：穩(wěn)定軋制時間：無減速階段。第二機架各階段的軋制時間：帶鋼咬入階段：一級加速A段：取加速度則：二級加速B段：取加速度則：穩(wěn)定軋制時間：無減速階段。第一機架各階段的軋制時間：帶鋼咬入階段：一級加速A段：取加速度則：二級加速B段：取加速度則：穩(wěn)定軋制時間：無減速階段。6.3.4軋制溫度的確定帶坯在中間輥道上的冷卻時間，等于間隙時間加上精軋第一架的純軋時間。精軋第一架的純軋時間，等于軋制周期減去尾部通過各架的時間。軋件尾部通過精軋各架的時間為：(6-28)式中：—機架間距離；—軋件的拋出速度。代入數(shù)據(jù)得：故精軋第一架的純軋時間為帶坯在中間輥道上的冷卻時間為故帶坯進入精軋第一架的溫度為：(6-29)式中：—粗軋第六道次的尾部溫度；—進入精軋第一架的軋件厚度。注：在軋制不銹鋼時，考慮到奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼在進入精軋機的溫度應不低于1000℃。所以為減少軋制過程中的溫降，在粗軋到精軋的中間輥道上設置保溫罩。故取軋件進入精軋第一機架的溫度為1000℃。尾部通過精軋機組的總溫降為：(6-30)式中：—第七機架的拋出速度；代入數(shù)據(jù)得：℃即每架溫降為℃故尾部終軋溫度為1000-81.3=918.7℃6.3.5計算各道的平均變形速度計算方法同粗軋階段。第一機架：第二機架：第三機架：第四機架：第五機架：第六機架：第七機架：6.3.6計算各道平均單位壓力計算方法同粗軋階段，應力狀態(tài)影響系數(shù)：代入數(shù)據(jù)得：平均單位壓力：式中：—材料的變形抗力，Mpa。則各道次的平均單位壓力為：6.3.7計算各道總壓力軋制壓力：式中：—變形區(qū)長度，mm；—軋件寬度，mm；則6.3.8計算各道的傳動力矩由下式計算：其中：（1）軋制力矩由下式計算：，為合力作用點系數(shù)。一般對熱軋板帶軋制約為0.42～0.50，取=0.48。，為變形區(qū)長度，mm；計算結果如下：（2）附加摩擦力矩由兩部分組成：式中：—軋輥的軸承中的摩擦力矩；—傳動機構中的摩擦力矩。在四輥軋機中輥頸直徑=1000mm；式中：—支承輥軸承的摩擦系數(shù)，此處取0.003。、—工作輥及支承輥的直徑。:第1～4道次（F1～F4）=1550mm，=825mm，=1200mm。第5～7道次（F5～F7）=1550mm，=680mm，=1200mm。計算結果如下：第一架：第二架：第三架：第四架：第五架：第六架：第七架：傳動機構中摩擦力矩可由下式計算：式中：—傳動效率系數(shù)。可取=0.94，減速比i1=5，i2=4，i3=3，i4=2i5=1，i6=1，i7=1，所以第一道次：第二道次：第三道次：第四道次：第五道次：第六道次：第七道次：總的附加摩擦力矩第一道次：第二道次：第三道次：第四道次：第五道次：第六道次：第七道次：（3）軋機的空轉力矩空轉力矩是指空載轉動時軋機主機列所需的力矩。通常是根據(jù)轉動部分軸承引起的摩擦力矩計算之。一般可按經(jīng)驗公式確定：式中：—電動機的額定轉矩，(N﹒m)式中：—電機的額定功率，kw；—電機的額定轉速，r/min。精軋機組：電機:2×7800kw0~190~510rpmM0=0.05×0.975×2×7800/190=40KN·m（4）作用在電機軸上的動力矩七機架連軋機，取140各機架動力矩見附表4。計算軋制各個階段的力矩空載加速期：加速軋制期：穩(wěn)速軋制期：減速軋制期：空載減速期：空載穩(wěn)速期：計算結果見附表4。

7電機能力校核軋機在工作時的負荷是間斷式不均勻負荷，而電機額定力矩是指電機在此負荷下長期工作，其溫升在允許范圍內(nèi)，為此要校核其發(fā)熱。在軋制過程中，電機允許短時間過載，但過載后軋制力矩必須在電機的額定力矩范圍內(nèi)，所以電機能力校核主要是發(fā)熱校核和過載校核。其公式如下：校核電機溫升條件為：(7-1)校核電機過載條件為：(7-2)式中：—電機額定力矩；—為負荷圖中等效力矩；—為軋制周期內(nèi)最大力矩；—為電機允許的過載系數(shù)，＝2.5。其中等效力矩利用下式計算：(7-3)式中：—軋制時間內(nèi)各段純軋時間的總和，ｓ；—軋制周期內(nèi)的各段間隙時間的總和，ｓ；—各段純軋時間所對應的力矩，N·ｍ；—各段間隙時間所對應的空轉力矩，N·ｍ；7.1R1電機能力校核7.1.1等效力矩計算由前面工藝計算可知，在軋制1Cr18Ni9產(chǎn)品板帶時產(chǎn)生最大軋制力矩，所以按其進行校核。代入公式，計算得，31807.1.2電機溫升校核因為，所以故電機發(fā)熱在允許的范圍內(nèi)。7.1.3電機的過載校核在電機負荷圖中，而所以電機過載在允許范圍內(nèi)。7.2R2電機能力校核7.2.1等效力矩計算7.2.2電機溫升校核因為，所以故電機發(fā)熱在允許的范圍內(nèi)。7.2.3電機的過載校核在電機負荷圖中，而所以電機過載在允許范圍內(nèi)。7.3精軋機電機能力校核7.3.1等效力矩計算因為精軋機組各架軋機選用同一型號的電機，所以選取最大力矩的軋機進行校核。根據(jù)軋制表中的數(shù)據(jù)，選取精軋第二架進行校核，代入公式計算如下：7.3.2電機溫升校核因為，所以故電機發(fā)熱在允許的范圍內(nèi)。7.3.3電機的過載校核在電機負荷圖中，而所以電機過載在允許范圍內(nèi)。

8軋輥強度校核軋輥直接承受軋制壓力和傳動軋輥的傳動力矩，屬于消耗性零件。就軋機本身而言，軋輥安全系數(shù)最小。因此，軋輥強度往往決定整個軋機的負荷能力。本設計中粗軋采用兩臺四輥軋機，精軋機組前四架為同一規(guī)格的軋機，后三架為同一規(guī)格。其材質、許用彎曲應力見表8.1。表8.1本設計軋機材質、許用彎曲應力軋機材質許用彎曲應力MPa四輥軋機四輥軋機F1～F4F5～F7工作輥支承輥工作輥支承輥工作輥支承輥工作輥支承輥高鉻鑄鋼合金鑄鋼高鉻鑄鋼合金鑄鋼高鉻鑄鐵鍛鋼高鉻鑄鐵鍛鋼100～1201400～1600100～1201400～160080～90120～140080～90120～14008.1R1強度校核8.1.1輥身強度校核四輥軋機由于采用了支承輥，所以工作輥的彎矩很小，支承輥幾乎承受了全部彎矩，只需對支承輥彎曲應力進行校核，校核方法(8-1)式中：—輥身中央的彎曲應力，—支承輥的輥身長，，—支承輥輥頸的長度，—鋼板寬度，—最大軋制力。危險斷面的彎曲應力為(8-2)式中：—彎曲應力，—輥身直徑。代入數(shù)據(jù)，計算結果為：所以四輥軋機滿足彎曲強度的要求。8.1.2輥頸彎曲應力和扭轉應力計算輥頸危險斷面上的彎曲應力和扭轉應力計算方法：(8-3)(8-4)—輥頸危險斷面上的彎曲應力，—輥頸危險斷面上的扭轉應力，—輥頸危險斷面處的彎矩，—輥頸直徑，—輥頸危險斷面處扭轉力矩。取軋制周期內(nèi)最大傳動力矩。代入數(shù)據(jù)，計算得：合成應力采用第四強度理論計算得：工作輥只需計算扭轉應力：，代入數(shù)據(jù)得，所以，R1四輥軋機的輥頸滿足彎曲和扭轉強度要求。8.1.3輥頭扭轉強度計算只需計算支承輥輥頭的強度，(8-5)代入數(shù)據(jù)得所以R1四輥軋機的輥頭滿足扭轉強度的要求。8.1.4接觸應力計算工作輥與支承輥表面接觸產(chǎn)生接觸應力，在半徑方向產(chǎn)生法向應力，在接觸表面中間最大，其值可按赫茲公式計算：(8-6)式中，—加在接觸表面單位長度上的負荷—相互接觸的兩個輥的半徑、—與軋輥材料有關的系數(shù)，、軋輥材質泊松比，工作輥：=0.35支承輥：=0.3、軋輥材料彈性模量，工作輥：，支承輥：代入數(shù)據(jù)計算得，，在接觸區(qū)還就應產(chǎn)生切應力，計算公式如下：8.2R2強度校核8.2.1輥身強度校核所以四輥軋機滿足彎曲強度的要求。8.2.2輥頸彎曲應力和扭轉應力計算合成應力采用第四強度理論計算得：工作輥只需計算扭轉應力：，代入數(shù)據(jù)得，所以，四輥軋機的輥頸滿足彎曲和扭轉強度要求。8.2.3輥頭扭轉強度計算所以四輥軋機的輥頭滿足扭轉強度的要求。8.2.4接觸應力計算8.3F1～F4精軋機強度校核8.3.1支承輥彎曲力矩校核所以支承輥彎曲應力符合強度要求。8.3.2輥頸彎曲應力和扭轉應力校核支承輥合成應力工作輥所以輥頸滿足彎曲和扭轉強度要求。8.3.3輥頭扭轉強度計算所以輥頭滿足強度要求。8.3.4接觸應力計算8.4F5～F7精軋機強度校核8.4.1支承輥彎曲力矩校核所以支承輥彎曲應力符合強度要求。8.4.2輥頸彎曲應力和扭轉應力校核支承輥合成應力工作輥所以輥頸滿足彎曲和扭轉強度要求。8.4.3輥頭扭轉強度計算所以輥頭滿足強度要求。8.4.4接觸應力計算

9輔助設備的選擇由于本車間軋制成品的種類較多，其生產(chǎn)過程中的繁簡程度也不相同。因此，為適應各種產(chǎn)品生產(chǎn)的軋板車間的輔助設備，不論從用途、結構、形式上或工作原理上看都是多種多樣的。雖然不同的輔助設備完成不同的工作，在生產(chǎn)過程中完全不能互相代替。所以，設備選擇是否合理，同樣對產(chǎn)品產(chǎn)量和質量、對節(jié)省建設投資以及改善和減輕勞動強度等都有重要影響。輔助設備的選擇應遵循以下原則：有較高工作效率，較高的產(chǎn)量。設備結構形式先進合理，動作靈活，機構緊湊，操作維修方便，備品備件標準化，制造、更換方便。輔助設備的生產(chǎn)能力要大于軋機生產(chǎn)能力，以保證軋機生產(chǎn)能力得到方便發(fā)揮。通常輔助設備能力可按大于軋機生產(chǎn)能力考慮以保證軋機生產(chǎn)正常。設備設計經(jīng)濟合理，體積小，重量輕，以減少設備總重量和節(jié)省車間投資。9.1加熱設備9.1.1入爐設備入爐設備的功能是將鋼坯送至加熱爐進行加熱，同時將不適宜入爐的鋼坯剔除。對這種設備的要求是可靠、故障率低，只有這樣才能滿足現(xiàn)代小型連軋機生產(chǎn)高速、大產(chǎn)量的要求。入爐設備一般有上料機、稱重裝置、剔廢臺架、爐尾推鋼機等。（1）上料機又包括鏈式上料機、階梯式上料機、震動式布料機三種，本設計中采用階梯式上料機，它可以靈活控制排料和送料的節(jié)奏，以滿足軋制節(jié)奏的要求。（2）鋼坯稱重裝置是用來完成鋼坯稱重功能，它放置在輸送輥道間。稱重裝置的控制要與上料輥連鎖，稱重時輥道不能運轉。其性能參數(shù)如下：稱重精度在稱重范圍為1500㎏～3000㎏時，±0.1%；750㎏～1500㎏時，±0.2%；稱重周期15～18s；最小讀數(shù)1㎏。（3）剔廢臺架一般安裝在輸送輥道之間，位于稱重裝置與加熱爐之間。（4）爐尾推鋼機爐尾推鋼機的形式在很大程度上取決于加熱爐的形式以及進坯方式，即步進爐或推鋼式爐，端進料還是側進料。步進式加熱爐爐尾推鋼機負責將鋼坯從輥道上推至固定梁上。這種推鋼機行程不大，推力也不大，多采用液壓缸驅動。本設計采用步進式端進料爐尾推鋼機9.1.2出爐設備(1)出鋼機出鋼機的出鋼節(jié)奏要滿足軋制節(jié)奏，推速一般為0.5～2.0m/s，推桿返回速度可達3m/s。出鋼機推桿的形成主要取決于被加熱的鋼坯長度和爐子寬度。本設計中所用推鋼機的技術性能參數(shù)如下：液壓系統(tǒng)壓力：8MPa；最大送進速度：0.58m/s；最大回程速度：2.54m/s推桿最大行程：19m；推桿推力（二輥傳動）：38kN；夾送輥夾緊力：100kN。(2)出爐拉料輥拉料輥設在出鋼爐門外，用來將出鋼機推出的或由出爐輥道輸送出的鋼坯拖出，若軋線發(fā)生故障，亦可將已出爐的鋼坯返送回爐內(nèi)。當?shù)谝患艽周垯C咬入軋件困難時，它還可以對軋件施加壓力，幫助咬入。有時它還可以配合出鋼機處理較輕的粘鋼事故。9.2加熱爐選擇9.2.1爐型確定用作鋼錠和鋼坯加熱（或均勻化退火）的爐子主要有：均熱爐、均勻化爐和連續(xù)式加熱爐。連續(xù)式加熱爐又有幾種類型：推鋼式加熱爐、步進式加熱爐、環(huán)形加熱爐以及感應加熱爐。根據(jù)車間需要，決定選用步進式加熱爐。其原因是：步進式加熱爐和推鋼式連續(xù)加熱爐相比較，有加熱能力增加，擦傷減小和容易修爐等優(yōu)點。最近在大批量生產(chǎn)中采用步進式加熱爐的較多，爐子的預熱段、加熱段、均熱段分得很清楚，在加熱升溫到所規(guī)定的溫度，均熱段為消除錠坯內(nèi)外溫度而進行均熱。另外，步進式加熱爐還可以用于長寬板坯的退火。9.2.2爐子尺寸的確定（1）爐子寬度的確定主要根據(jù)坯料的長度確定：B=nLmax＋（n＋1）(9-1)式中：Lmax—坯料長度，m，n—坯料排列數(shù)；—料間或料與爐墻的空隙距離，一般取0.2～0.3m。本車間生產(chǎn)所用的坯料最大長度為12m，采用單排加熱，取0.3m，所以爐子寬度。（2）爐子長度爐子的長度分為全長和有效長度二個概念，有效長度是坯料在爐膛內(nèi)所占的長度，而全長還包括從出料口到端墻的一段距離。爐子的有效長度的計算公式為：(9-2)式中：—爐子的生產(chǎn)能力（kg/h）—坯料寬度，m—加熱時間(小時)—每根鋼坯的重量（kg）下面分別按照三種計算產(chǎn)品計