畢業(yè)設(shè)計(jì)(6)年產(chǎn)420萬噸熱軋帶鋼車間設(shè)計(jì)

年產(chǎn)420萬噸熱軋帶鋼車間設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)說明書是參照鞍鋼1780熱軋帶鋼生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的年產(chǎn)量為420萬噸的熱軋帶鋼廠。典型產(chǎn)品為16MnR,產(chǎn)品厚度為2.5mm,寬度為1520mm。整個(gè)設(shè)計(jì)說明書包括緒論、正文和專題三部分。第一部分為緒論，介紹了熱軋帶鋼的發(fā)展?fàn)顩r以及整個(gè)設(shè)計(jì)所應(yīng)完成的內(nèi)容。第二部分為正文(從第2章到第9章)正文說明整個(gè)設(shè)計(jì)的總體方案，主要包括產(chǎn)品方案和生產(chǎn)方案的制定，金屬平衡和工藝流程的制定、生產(chǎn)設(shè)備的選擇、工藝參數(shù)計(jì)算、軋制力能參數(shù)校核。設(shè)計(jì)的第三部分為專題部分，簡(jiǎn)單介紹了關(guān)于高鐵重軌的性能特點(diǎn)和性能要求，熱處理的作用，熱處理方法的分類、各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，存在什么問題，以及重軌熱處理技術(shù)的發(fā)展方向。另外，繪制了一張車間平面布置圖。整個(gè)設(shè)計(jì)理論聯(lián)系實(shí)際，設(shè)計(jì)了技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益大的熱軋帶鋼生產(chǎn)線。關(guān)鍵詞：熱軋帶鋼；工藝設(shè)計(jì)；高鐵重軌；熱處理 第Ⅱ頁tandtopic.ThefirstpartThebodyofthewholedesignoftheoverallprogramproductionplanformulation,metalbalanceandprocess,produparametercalculation,rollinginducestheheattreatment,heattreatmentmethodsoffunctionofclassification,theadvantages,disadvantagesofvariousmethods,theexistingprobl遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第Ⅲ頁Ⅲ1文獻(xiàn)綜述 1 1 21.2.1熱軋普通帶鋼 2 4 5 5 6 7 7 7 8 92產(chǎn)品方案與金屬平衡 2.1產(chǎn)品方案的確定 2.1.2產(chǎn)品品種規(guī)格及代表尺寸 2.1.3年計(jì)劃產(chǎn)量及所占比例 2.3原料的選擇 2.3.1原料種類及規(guī)格 2.3.2板坯技術(shù)條件 2.3.3年需坯數(shù)量 3軋制工藝過程及軋制制度的制定 3.1生產(chǎn)工藝流程 3.2軋制制度的制定 3.2.1加熱制 3.2.2壓下制 3.2.3速度制 3.2.4溫度制 3.2.5輥型制 3.2.6厚度制 3.2.7軋機(jī)工作圖 4設(shè)備參數(shù)的選擇 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第IV頁4.1加熱區(qū)設(shè)備的選擇 4.2.1板坯高壓水除鱗裝置 4.2.2粗軋機(jī)組 4.2.3粗軋機(jī)小立輥 4.2.4保溫罩 4.3.1飛剪 4.3.2精軋除鱗箱 4.3.3精軋機(jī)組 4.3.4精軋區(qū)其他設(shè)備 4.4冷卻裝置 5軋制力與軋制力矩計(jì)算 5.1.1計(jì)算公式 5.2軋制力矩的計(jì)算 5.2.1軋制力矩計(jì)算公式 5.2.2軋制力矩計(jì)算結(jié)果 6設(shè)備能力參數(shù)校核 6.2.1參數(shù)計(jì)算 6.2.2R1軋輥強(qiáng)度校核 7軋機(jī)生產(chǎn)能力校核 8車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 9節(jié)能與環(huán)境保護(hù) 9.1綠化布置 9.2污染物處理 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第V頁V9.2.1水處理 9.2.2廢氣處理 9.3噪聲處理 高鐵重軌熱處理技術(shù)的發(fā)展 2.3高鐵重軌熱處理存在的問題 4小結(jié) 11文獻(xiàn)綜述熱軋帶鋼是在帶鋼熱軋機(jī)上生產(chǎn)厚度為1.2～8mm成卷帶鋼的工藝。帶鋼寬度600mm以下稱為窄帶鋼；超過600mm的稱為寬帶鋼。第一臺(tái)帶鋼熱連軋機(jī)于1905年在美國投產(chǎn)，生產(chǎn)寬200mm的帶鋼。由于帶鋼熱軋機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，所以發(fā)展很快。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，1950年以前熱軋寬帶鋼的產(chǎn)量約占鋼材總產(chǎn)量的25%,70年代已達(dá)50%左右熱軋帶鋼的原料是連鑄板坯或初軋板坯，厚度為130～300mm。板坯在普通碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和硅鋼等。其主要用帶鋼熱軋機(jī)由粗軋機(jī)和精軋機(jī)組成。粗軋機(jī)組分半連續(xù)式、3/4連續(xù)式和全連續(xù)式三種：①半連續(xù)式有一臺(tái)破鱗(去掉氧化鐵皮)機(jī)架和1臺(tái)帶有立輥的可逆式機(jī)架；②3/4連續(xù)式則除上述機(jī)架外，還有2臺(tái)串列連續(xù)布置機(jī)架；③全連續(xù)式由6～7臺(tái)機(jī)架組成。精軋機(jī)組均由5~7臺(tái)連續(xù)布置的機(jī)架和卷取機(jī)組成。帶鋼熱軋機(jī)按軋輥輥身長(zhǎng)度命名，輥身長(zhǎng)度在914mm以上的稱為寬帶鋼軋機(jī)。精軋機(jī)工作輥輥身長(zhǎng)度為1700mm的，稱為1700mm帶鋼熱軋機(jī)，這種軋機(jī)能生產(chǎn)1550mm寬的帶鋼卷[2]。帶鋼熱軋按產(chǎn)品寬度和生產(chǎn)工藝有四種方式：寬帶鋼熱連軋、寬帶鋼可逆式熱軋、第一代寬帶鋼熱連軋機(jī)最早的寬帶鋼熱連軋機(jī)是1926年在美國投產(chǎn)的。采用四輥式軋機(jī)以提高剛性，生產(chǎn)寬而薄的產(chǎn)品。精軋機(jī)組的主電機(jī)為直流電機(jī)，用電電機(jī)組供電。這代軋機(jī)所用板坯厚150～200mm,寬1200～1550mm,長(zhǎng)2.5～5m。從粗軋機(jī)出來的軋件厚度一般為20～30mm,精軋機(jī)最高速度為每秒鐘8～10米。最大卷重小于10噸，單位寬度卷重約8kg/mm。年生產(chǎn)能力約60～200萬噸，1959年中國鞍山鋼鐵公司投產(chǎn)的1700mm半連續(xù)式軋機(jī)就屬于這一類型。第二代寬帶鋼熱連軋機(jī)1961年在美國投產(chǎn)，其特點(diǎn)是在軋機(jī)上采用增速軋制工藝。 2度提高到每秒鐘15～20m,單位寬度卷重達(dá)18～20kg/mm,卷重達(dá)30噸，年生產(chǎn)能力達(dá)400萬噸。在這類軋機(jī)上采用了自動(dòng)厚度控制，測(cè)厚和測(cè)寬儀表，完善的除鐵鱗和帶鋼冷卻控制系統(tǒng)，良好的速度控制系統(tǒng)和微張力活套裝置。同時(shí)加大了軋機(jī)剛性和主電機(jī)功率，增設(shè)了快速換輥裝置，并開始采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，提高了表面質(zhì)量和厚度的精度。第三代寬帶鋼熱連軋機(jī)隨著第二代軋機(jī)技術(shù)的成熟和應(yīng)用，結(jié)合連鑄機(jī)和步進(jìn)式加熱爐的發(fā)展，1970～1978年發(fā)展出第三代軋機(jī)。配合這類軋機(jī)的加熱爐能加熱重達(dá)45噸，長(zhǎng)達(dá)15m的板坯。并可減少加熱時(shí)產(chǎn)生的黑印，減少板坯表面劃傷，每座爐子的加熱能力達(dá)300噸。單位寬度卷重達(dá)36kg/mm,最高軋制速度達(dá)每秒鐘28.5m。年生產(chǎn)能力達(dá)600萬噸。第三代軋機(jī)有下列特點(diǎn)：①減少粗軋機(jī)組的長(zhǎng)度，節(jié)省設(shè)備和廠房投資，多數(shù)采用3/4連續(xù)式軋機(jī)。精軋機(jī)列由7個(gè)機(jī)架組成，進(jìn)入精軋機(jī)列的軋件厚度為30~50mm。②軋制成品尺寸范圍為0.8～25mm,但其經(jīng)濟(jì)合理性尚需從全局考慮。③用液壓彎輥裝置控制板形并用帶鋼層流冷卻以提高鋼板質(zhì)量。并試安裝板形檢測(cè)儀閉環(huán)控制板形。④采用計(jì)算機(jī)管理和控制全車間(從板坯庫到成品庫)的生產(chǎn)過程。⑤在降低能耗、厚度公差達(dá)到0.05mm,廢品率降到0.02%,氧化鐵鱗損失降為0.7%,切頭量為0.05~速換輥裝置，使總換輥時(shí)間由總操作時(shí)間的10～15%減少到4%,有些車間的軋機(jī)作業(yè)率提高到90%[3]。1.2熱軋帶鋼的種類及用途1、熱軋普通碳素結(jié)構(gòu)帶鋼(GB3524-83)熱軋普碳帶鋼采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼作材質(zhì)，經(jīng)熱軋制成厚度1.80-6.00mm,寬度(1)主要用途主要用作冷軋坯料、冷彎型鋼的坯料、焊接鋼管坯和自行車、小五金制品的制造。 3(2)材質(zhì)的牌號(hào)與化學(xué)成分、力學(xué)性能符合GB700-79(88)的規(guī)定。(1)主要用途用于制造低壓力容器。(2)材質(zhì)的牌號(hào)與化學(xué)成分、力學(xué)性能符合GB700-79(88)的規(guī)定。壓力容器用熱軋帶鋼一般帶鋼厚度4mm,寬度為80mm的倍尺，長(zhǎng)度不小于70m(卷)。(1)主要用途作為冷軋帶鋼的坯料，也可用于制造自行車、縫紉機(jī)零件及五金制造。(2)材質(zhì)的牌號(hào)與化學(xué)性能符合GB699(優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件)的規(guī)定。(3)帶鋼規(guī)格尺寸熱軋高電阻電熱合金帶俗稱鎳鉻合金帶。(1)主要用途用于制造電爐、民用電器的發(fā)熱元件和電阻件。(2)材質(zhì)的牌號(hào)與化學(xué)成分熱軋高電阻電熱合金帶鋼所采用材質(zhì)牌號(hào)為CR20Ni80、Cr15Ni60、1Cr13Al14、0Cr25Al5、1Cr25Al9和9Cr18等，其化學(xué)成分符合GB1234-85的規(guī)定。(3)合金帶的規(guī)格尺寸與生產(chǎn)單位 4連鑄板坯的應(yīng)用可以提高帶鋼的純凈度、性能和表面質(zhì)量。為了再加熱時(shí)節(jié)能的需要，通常將板坯直接熱裝入推鋼式加熱爐，熱板坯(約600℃)被加熱至軋制溫度(1200～1250℃)。加熱時(shí)間應(yīng)充足，以使整個(gè)軋件溫度場(chǎng)分布均勻。加熱后用高壓水除鱗(除去加熱期間在板坯表面形成的氧化鐵皮)。軋制前可用壓力定寬機(jī)控制板坯寬度以提高生產(chǎn)靈活性。在半連續(xù)熱軋都由往復(fù)式萬能軋機(jī)來完成。經(jīng)第二架粗軋機(jī)軋制后，板坯被軋制成厚度約為40mm的帶坯。用切頭剪剪斷端部后，帶坯經(jīng)7機(jī)架精軋機(jī)組軋制，厚度減小到1至3.5mm。最后，帶鋼被水冷至卷取溫度。為達(dá)到質(zhì)量要求并獲得熱軋帶鋼的按照要求，熱軋帶鋼可以按以下形式交貨：軋制狀態(tài)(表面由一薄層氧化鐵皮),酸洗涂油狀態(tài)(無氧化鐵皮),平整狀態(tài)(對(duì)軋后的整卷帶鋼給以輕微壓下量的軋制過程),熱軋卷，縱切成窄帶鋼，切成定尺的鋼板，切邊熱卷等。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第5頁5除鱗除鱗定寬機(jī)切割冷卻卷取寬度測(cè)量精軋圖1熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝圖粗軋機(jī)出口帶坯長(zhǎng)度可達(dá)80～90m,進(jìn)精軋機(jī)軋制過程中，為了減少輸送輥道上的溫度降，以節(jié)約能耗，近年來很多工廠還采用在輸送輥道上安置絕熱保溫罩或補(bǔ)償加熱爐(器)。保溫罩內(nèi)表面附一層吸熱溫升快、熱反射率高的特殊合金層，有效地提高了進(jìn)入精軋的中間坯溫度，從而可降低加熱爐出坯溫度，提高成材率，節(jié)約燃耗。還可提高板帶末端溫度、減少帶鋼頭尾溫差，使板帶溫度更加均勻，可軋出更寬、更薄、重量更大及精度性能質(zhì)量更高的板卷5]。帶坯在軋制過程中，邊部由于散熱較快，其溫降大于中部溫降，溫差大約為100℃。邊部溫差大，在帶鋼橫截面上晶粒組織不均勻，性能差異大，同時(shí)，還將造成軋制中邊部裂紋和對(duì)軋輥嚴(yán)重的不均勻磨損。因此，在精軋機(jī)組前對(duì)帶坯邊部進(jìn)行加熱，將溫度補(bǔ)償?shù)脚c中部溫度一致[6]。一般采用電磁感應(yīng)加熱器，可使帶坯邊部溫度提高30～50℃, 6使帶鋼橫向溫度更加均勻，從而減少帶鋼邊部裂紋，以適應(yīng)軋制薄規(guī)格產(chǎn)品和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼等特殊品種的鋼。1.4.2組織性能控制與鐵素體區(qū)軋制新技術(shù)熱軋板帶鋼的內(nèi)在質(zhì)量除了受材料本身化學(xué)成分的影響之外，很大程度上取決于軋制過程中的變形制度和冷卻制度。通過控制變形量的分配、終軋溫度、卷取溫度、冷卻速度，可以控制產(chǎn)品的晶粒度、析出、相變、微結(jié)構(gòu)形態(tài)等組織結(jié)構(gòu)特征和屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、韌性等力學(xué)性能參數(shù)。熱軋帶鋼中最有效的組織性能控制手段是通過控制軋件在層流冷卻區(qū)的冷卻過程來控制卷取溫度7]。鐵素體區(qū)軋制工藝，又稱為溫軋(WarmRolling),最初開始于20世紀(jì)80年代后期。其初始的設(shè)計(jì)思想是簡(jiǎn)化工藝、節(jié)約能源為主要目的，力圖以傳統(tǒng)的連鑄坯為原料，通過鐵素體區(qū)軋制，生產(chǎn)一種可直接使用或供隨后冷軋生產(chǎn)的價(jià)格便宜、質(zhì)軟、非失效的熱軋板。由于IF鋼的γ→α轉(zhuǎn)變溫度較高，很難保證IF鋼在奧氏體區(qū)終軋，相反容易實(shí)現(xiàn)鐵素體區(qū)軋制，所以鐵素體區(qū)軋制工藝隨著IF鋼的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。IF鋼鐵素體區(qū)軋制工藝與傳統(tǒng)的IF鋼生產(chǎn)工藝區(qū)別，在于傳統(tǒng)的IF鋼熱軋生產(chǎn)中粗軋和精軋溫度均在Ar3以上，即在奧氏體區(qū)軋制，而鐵素體區(qū)軋制時(shí)精軋?jiān)贏r3以下，即在鐵素體區(qū)軋制。鐵素體區(qū)軋制是在Ar3溫度以下軋制，由于溫度低，可降低加熱溫度，這樣不僅可以節(jié)約燃料，開發(fā)加熱爐的潛在生產(chǎn)力，從而提高效益，還可以大幅度降低由此產(chǎn)生的氧化鐵皮損耗，且氧化鐵皮量大大減少，不僅提高了成材率和帶鋼的表面質(zhì)量，還使冷軋前酸洗效率提高。由于采用較低的軋制溫度，首先表現(xiàn)為軋件表面質(zhì)量的提高，其次，鐵素體區(qū)帶鋼的內(nèi)部應(yīng)力較低，可有效地提高帶鋼的平直度。因此，鐵素體區(qū)熱軋對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量是有利的。通過降低精軋機(jī)機(jī)組的軋制溫度，能有效地減少軋輥磨損、增加有效工作時(shí)間，提高生產(chǎn)率。采用鐵素體區(qū)熱軋工藝，通過鐵素體區(qū)熱軋生成的{111}織構(gòu)能夠遺傳到冷軋過藝在較大壓下率情況下得到的相或更強(qiáng)的{111}織構(gòu)，保證冷軋板的深沖性能。IF鋼在鐵素體區(qū)熱軋時(shí)，若能采取合理的控制軋制、控制冷卻制度和較好的潤滑條件，產(chǎn)品經(jīng)退火或高溫卷取酸洗后可作為成品直接使用，并使IF鋼的r值達(dá)到接近3 7的超級(jí)深沖鋼，從而免去了冷軋工藝，使產(chǎn)品成本大大降低8]。1.4.3自由程序軋制技術(shù)軋制程序是決定板坯軋制順序的基準(zhǔn)，它對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、軋制能耗、成本和成材率都有直接影響。傳統(tǒng)的軋制程序不僅不適應(yīng)于連鑄——熱裝、連鑄——直接軋制等技術(shù)，限制了生產(chǎn)計(jì)劃安排和軋機(jī)能力提高，而且也不利于板帶表面質(zhì)量和尺寸精度的提高。在傳統(tǒng)的熱軋帶鋼生產(chǎn)中，每次換輥后軋輥為冷態(tài)，沒有熱凸度，為了維持正常生產(chǎn)所需要的凸度，必須按一定的規(guī)程組織軋鋼生產(chǎn)，產(chǎn)品的寬度軋制順序應(yīng)首先安排寬度較窄的“燙輥材”,使軋輥生成較為穩(wěn)定的熱凸度，然后按照一定的步長(zhǎng)，逐漸增加寬度，達(dá)到最大可軋寬度，在穩(wěn)定生產(chǎn)一段時(shí)間后，軋輥開始在最大寬度上的磨損增加，又需逐漸地減小寬度，直到軋到最小寬度后，軋輥報(bào)廢。除了寬度方面的限制之外，軋件的厚度和硬度(指不同鋼種變形抗力的差別)的跳躍也不能太大。這種安排軋制計(jì)劃的方式與鋼材買方市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)相矛盾，目前在世界范圍內(nèi)鋼材生產(chǎn)能力已過剩，軋鋼廠只能按照用戶的需求安排軋制計(jì)劃，而不能拘泥于已有形式。另一方面，以大幅度節(jié)能為目標(biāo)開發(fā)出的連鑄連軋直接軋制技術(shù)，也需要突破傳統(tǒng)軋制計(jì)劃的限制，開發(fā)應(yīng)用自由程序軋制技術(shù)(ScheduleFreeRolling)迫在眉睫。隨著軋制技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是熱軋工藝潤滑、在線輥型檢測(cè)、在線磨輥、高精度板形控制(工作輥橫移、交叉等)、定寬壓力機(jī)和高精度寬度控制以及耐磨性能優(yōu)良的新材質(zhì)軋輥等技術(shù)的相繼開發(fā)與應(yīng)用，保證了軋輥磨損、板厚、板形控制等技術(shù)問題，使得有可能突破傳統(tǒng)軋制計(jì)劃的限制，實(shí)現(xiàn)自由程序軋制技術(shù)。但在具體應(yīng)用方面，還不夠完善，其經(jīng)驗(yàn)還不夠成熟，有待于人們進(jìn)一步研究，相信在不久的將來真正意義的雖然我國熱軋帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)量和技術(shù)已有極大發(fā)展，但在發(fā)展中也存在一定問題。熱軋潤滑技術(shù)可明顯減少輥耗，減小軋制力制力矩，提高作業(yè)率，并顯著改善熱軋 8帶鋼表面質(zhì)量及后續(xù)冷軋帶鋼表面質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。因此，近年來，熱軋潤滑隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，熱連軋廠生產(chǎn)任務(wù)不斷擴(kuò)大，薄規(guī)格鋼種比例也越來越大為滿足市場(chǎng)的需求，提高產(chǎn)品質(zhì)量，確保生產(chǎn)任務(wù)的完成，經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)儲(chǔ)備，熱連軋廠決定采用工藝潤滑技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)增加不銹鋼，硅鋼及普通鋼單位軋制量以及不銹鋼普通鋼規(guī)格薄化的目的。熱連軋工藝潤滑經(jīng)過兩年的工業(yè)試驗(yàn)及大量的生產(chǎn)試驗(yàn)，已取得成功，現(xiàn)已交付生產(chǎn)，投入正常使用。工藝潤滑的投入使用，標(biāo)志著熱連軋生產(chǎn)技術(shù)水平又邁上一個(gè)新臺(tái)1.5.2熱軋過程中產(chǎn)生氧化鐵皮的問題由于鋼材的熱軋制過程是在800～1200℃的高溫中進(jìn)行，所以在加熱或軋制過程中表面會(huì)產(chǎn)生氧化鐵皮。表面附著氧化鐵皮就進(jìn)行軋制是鋼材表面受損傷的主要原因。熱軋時(shí)軋輥與軋件間存在氧化鐵皮，給熱傳導(dǎo)和表面形狀帶來很大影響，特別是由于氧化鐵皮的變形和破壞的形態(tài)，產(chǎn)生各種各樣的表面損傷。一般帶鋼在熱軋過程中形成的氧化鐵皮可以分為三種形態(tài)：在加熱爐內(nèi)形成的初生(一次)氧化鐵皮，在精軋前形成的二次氧化鐵皮，以及精軋及其后續(xù)冷卻過程中形成的三次氧化鐵皮。初生(一次)氧化鐵皮由設(shè)置在粗軋機(jī)前的1#除鱗箱經(jīng)高壓水除鱗去除，二次氧化鐵皮由布置在粗軋機(jī)組內(nèi)的高壓除鱗水和精軋機(jī)組前的2#除鱗箱去除，三次氧化鐵皮通過精軋區(qū)帶鋼表面溫度控制、工作輥輥面狀態(tài)控制等來控制其厚度以及與帶鋼基體的結(jié)合狀態(tài)，最后通過冷軋前的酸洗去除。質(zhì)檢人員在開卷判定時(shí)，一般是按氧化鐵皮酸洗后影響深度進(jìn)行分級(jí)，共5種：好、粗糙、輕微、中等、嚴(yán)重。嚴(yán)重表示酸洗后會(huì)留有黑點(diǎn)；中等表示已酸洗干凈但會(huì)留有手感明顯的麻坑；輕微表示已酸洗干凈但會(huì)留有手感不明顯麻坑或目視可見的小白條?，F(xiàn)在，根據(jù)影響氧化鐵皮產(chǎn)生的原因，可以分為除鱗系、板道系、溫度系、軋輥系、粘鐵11]。 9熱軋帶鋼品種多、成本低，我國板帶鋼市場(chǎng)仍有較大的缺口，而且板帶鋼消費(fèi)比例逐年上升，市場(chǎng)潛力大，因此板帶鋼的發(fā)展前景是美好的[12]。但是，目前我國板帶生產(chǎn)與利用在資源配置方面還有許多不甚合理之處，與國外先進(jìn)技術(shù)相比還有一定的差距。在這種情況下，應(yīng)充分發(fā)揮窄帶鋼小而全、成本低、品種多的特點(diǎn)，通過技術(shù)改造，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，開拓?zé)彳垘т摦a(chǎn)品應(yīng)用新領(lǐng)域。2產(chǎn)品方案與金屬平衡2.1產(chǎn)品方案的確定 (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(jī)生產(chǎn)能力本次熱軋帶鋼車間設(shè)計(jì)參照鞍鋼1780熱軋生產(chǎn)先進(jìn)行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)實(shí)際和要產(chǎn)品鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：2.熱軋鋼卷Q215、Q235(中國標(biāo)準(zhǔn))(3)機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳素鋼：08AL(中國標(biāo)準(zhǔn));(7)一般耐熱性能熱軋帶鋼：(JISG3125)SPHA、(中國標(biāo)準(zhǔn))09CuPTiRe。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第11頁2.1.2產(chǎn)品品種規(guī)格及代表尺寸1.產(chǎn)品規(guī)格，見表2.1規(guī)格熱軋商品卷供冷軋鋼卷橫切鋼板分卷鋼卷厚度(mm)寬度(mm)內(nèi)徑(mm)-外徑(mm)最大卷重(t)最大單位寬度板坯200mm厚2.產(chǎn)品極限尺寸，見表2.2鋼種代表鋼號(hào)極限尺寸(厚×寬)低碳鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼管線鋼3.產(chǎn)品的代表尺寸見表2.3和2.4寬度代表尺寸厚度代表尺寸2.1.3年計(jì)劃產(chǎn)量及所占比例要求生產(chǎn)的產(chǎn)品量為420萬噸/年。按產(chǎn)品流向分配的年產(chǎn)量如下表2.5。產(chǎn)品種類產(chǎn)品規(guī)格計(jì)劃產(chǎn)量(t/a)所占比厚度寬度內(nèi)徑外徑最大卷重(t)熱軋商品卷板冷軋用熱軋板卷經(jīng)橫切的商品板經(jīng)分卷的商品卷管線鋼用熱軋卷合計(jì)-按產(chǎn)品規(guī)格分配的年產(chǎn)量如下表2.6厚度寬度合計(jì)%4.1~5.08.1~11.5%遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第13頁金屬平衡是反應(yīng)在某一定時(shí)期內(nèi)(通常是1年),制品金屬材料的收支情況。它是編制車間生產(chǎn)預(yù)算與制定計(jì)劃的重要數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)車間的內(nèi)部運(yùn)輸與外部運(yùn)輸，以及車間的平面布置都是極為重要的數(shù)據(jù)。本廠設(shè)計(jì)年產(chǎn)能力420萬噸，需要連鑄坯量4288486噸，金屬平衡圖如2.1所示。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及產(chǎn)品方案，制訂金屬平衡表2.7。表2.7金屬平衡表序機(jī)組及產(chǎn)品名板坯量金屬消耗軋制線精整線切損及廢品12軋機(jī)熱軋鋼卷(板)4288486小計(jì)4288486熱軋商品卷小計(jì)4228447-------2.3原料的選擇原料選為為連鑄坯，年需要量4288486t,板坯由鞍鋼煉鋼廠連鑄車間供給。這些板坯經(jīng)表面清理、檢查合格、打印標(biāo)記后送到本車間。板坯規(guī)格見表2.8。表2.8板坯規(guī)格厚度(mm)長(zhǎng)度(m)寬度(mm)重量(t)230(標(biāo)準(zhǔn)坯)2.3.2板坯技術(shù)條件產(chǎn)品的質(zhì)量控制精度見表2.9。質(zhì)量控制項(xiàng)目保證偏差測(cè)量長(zhǎng)度百分?jǐn)?shù)厚度精度寬度精度凸度精度平直度終軋溫度斷面輪廓楔形卷曲溫度表面質(zhì)量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結(jié)疤、折疊、氣泡和夾雜。鋼板和鋼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(diǎn)、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(duì)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(zhì)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(zhǎng)度的8%。2.3.3年需坯數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品方案和金屬平衡確定車間年需坯數(shù)量，見表2.10。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第16頁厚度寬度合計(jì)%4.1~5.08.1~11.5合計(jì)t/a%遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第17頁3軋制工藝過程及軋制制度的制定3.1生產(chǎn)工藝流程3.1.1典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程示意圖本熱軋帶鋼生產(chǎn)車間的年產(chǎn)量為420wt/a,典型產(chǎn)品為16MnR,其尺寸規(guī)格為卷取，分卷，橫切成品檢查軋機(jī)(帶前后立輥)卻卷取機(jī)圖3.1生產(chǎn)工藝流程圖 板坯以及表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)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(gè)板坯跨內(nèi)，當(dāng)連鑄機(jī)和熱軋機(jī)的生產(chǎn)計(jì)劃相匹配時(shí)，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(jìn)行裝爐。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃的要求計(jì)算機(jī)對(duì)選用的板坯進(jìn)行最優(yōu)化處理，使板坯庫以最小的工作量進(jìn)行裝爐操作。板坯由吊車吊到上料輥道后進(jìn)行稱重，核對(duì)號(hào)碼，確認(rèn)無誤后，按裝料順序由輥道DHCR直接熱裝坯約占10%,t≥700℃。HCR保溫后裝爐坯約占50%,t≥550℃;CCR冷裝坯約占40%,t≥室溫。差太大，可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，合使冷熱坯間保持一個(gè)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(jìn)入粗軋機(jī)組，R1粗軋機(jī)為四輥可逆式軋機(jī)，與可逆式立輥軋機(jī)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(jī)軋制3道次，軋成30～60mm的中間帶坯。帶坯粗軋機(jī)組產(chǎn)生廢帶坯，由設(shè)在中間輥道傳動(dòng)側(cè)的廢品推出機(jī)推至廢品臺(tái)架上，切割組軋制成厚度為1.2～19.0mm的成品帶鋼。為確保軋制精度和控制板型，在F1～F7精軋機(jī)上設(shè)有動(dòng)作靈敏、控制精度高的液壓AGC厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)代替過成品帶鋼經(jīng)精軋機(jī)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(jī)卷成鋼卷。卷曲完后，由卸卷小車將鋼卷托出卷曲機(jī)，經(jīng)臥式自動(dòng)打捆機(jī)打捆后，再由臥式翻卷機(jī)將鋼卷翻卷成立卷放在鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)中心位置上，由鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)和步進(jìn)梁運(yùn)送鋼卷，必要時(shí)將鋼卷送到檢查機(jī)組打開鋼卷頭部進(jìn)行檢經(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(yùn)輸機(jī)送到本車間熱鋼卷庫分別進(jìn)行加工；去冷軋廠的鋼卷由運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到鋼卷轉(zhuǎn)運(yùn)站，再由鋼卷運(yùn)輸小車送至冷軋廠。3.2軋制制度的制定板帶鋼軋制工藝制度主要包括：(1)壓下制度它是板帶軋制工工藝制度中最基本的核心內(nèi)容，直接關(guān)系到產(chǎn)量、質(zhì)量和操作的穩(wěn)定性。其主要內(nèi)容是確定所采用的軋制方法、軋制道次和道次壓下量。(2)溫度制度包括加熱溫度制度，軋制溫度制度(開軋、終軋溫度和道次溫度的確定)和冷卻溫度制度(包括卷曲溫度和緩冷制度等)。溫度制度取決于對(duì)產(chǎn)品的性能要求和變形制度、但對(duì)變形制度本身又有所影響。(3)速度制度多數(shù)板帶軋機(jī)與不可逆式的型鋼軋機(jī)不同，采用可調(diào)速的可逆軋機(jī)或連軋機(jī)。速度制度的合理與否同樣影響軋機(jī)的產(chǎn)量和軋鋼過程的順利進(jìn)行。所謂合理的工藝制度，是相對(duì)而論的。因?yàn)槟骋恢贫榷际轻槍?duì)某一特定的設(shè)備條件、車間布置、原料供應(yīng)等具體情況而制定。另一方面，優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗是工藝制度所追求的目標(biāo)，但這三者在客觀上是有一定矛盾的，而質(zhì)量的多項(xiàng)指標(biāo)之間也存在一定的矛盾，因而工藝制度只能根據(jù)具體要求求得總體上的合理性。3.2.1加熱制度在熱軋帶鋼的生產(chǎn)中，為使鋼材便于軋制，就必須根據(jù)鋼本身特性的不同而采取不同的加熱制度。加熱質(zhì)量的好壞與帶鋼軋制工藝及質(zhì)量有著密切的聯(lián)系。1.加熱目的在軋鋼之前，要將原料進(jìn)行加熱，其目的在于提高鋼的塑性，降低變形抗力及改善金屬內(nèi)部組織性能，以便于軋制加工。2.加熱要求鋼坯在軋制前加熱的好壞直接影響軋機(jī)產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量和能量消耗、設(shè)備安全及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。對(duì)此，必須滿足以下加熱要求：1)加熱溫度要準(zhǔn)確、不產(chǎn)生過熱和過燒；遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第20頁2)加熱時(shí)板坯內(nèi)外溫度要均勻，盡量將溫差限制級(jí)在允許范圍內(nèi)，否則產(chǎn)生熱應(yīng)3)盡量減少板坯加熱時(shí)氧化損失，以降低成本，提高表面質(zhì)量；4)防止含碳量高的板坯在加熱時(shí)脫碳；5)不同的鋼種制定不同的合理的加熱制度。鋼的加熱溫度主要應(yīng)根據(jù)各種鋼的特性和壓力加工工藝要求，從保證鋼材質(zhì)量和產(chǎn)量出發(fā)進(jìn)行確定。1)加熱溫度的上限和下限對(duì)低合金鋼和碳鋼，可根據(jù)Fe-C平衡相圖確定加熱溫度的上限和下限，理論上應(yīng)當(dāng)是固相線AE,實(shí)際上加熱溫度上限一般低于100~150℃。其下限理論上高于Ar?(高30~50℃),這個(gè)溫度通常是1150~1250℃。此外還要考慮到出爐到軋制終了時(shí)的全部溫2)加熱溫度必須考慮軋鋼工藝的要求、設(shè)備布置特點(diǎn)等。3)合金鋼的加熱溫度，尤其高合金鋼中合金元素的種類、含量不同，故具體考慮。板坯的加熱時(shí)間可按下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：1)冷裝加熱時(shí)間：式中：T——加熱時(shí)間，小時(shí)；B——鋼坯厚度，厘米；C——系數(shù)；見表3.12)熱裝加熱時(shí)間：鋼坯熱裝時(shí)加熱時(shí)間取決于其入爐溫度，溫度越高，加熱時(shí)間越短。故熱裝加熱時(shí)間可按下面公式確定：式中：T—裝爐時(shí)金屬溫度，℃。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第21頁表3.1系數(shù)C的選擇鋼種C碳素鋼合金結(jié)構(gòu)鋼高合金結(jié)構(gòu)鋼高合金工具鋼則加熱時(shí)間t?=0.15×23-0.0016×(550-230)=2.938h。1.粗軋壓下規(guī)程間坯。牌號(hào)C(2)根據(jù)成品板寬確定精軋目標(biāo)寬度C熱膨脹率，1.45×10s;(3)確定出FIE的目標(biāo)寬度BFIE遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第22頁(4)粗軋各道次壓下量分配各道次壓下率分配范圍如表3.3。軋制道次123456軋5道的ε%軋6道的ε%本設(shè)計(jì)取30mm,粗軋總壓下量為200mm。粗軋各道次壓下分配見表3.4。軋制道次1234568軋前H(mm)(5)粗軋各道次寬展量計(jì)算K;——各軋機(jī)寬展系數(shù)，取K=0.30。C?——熱膨脹系數(shù)，取1.015;(7)各道次寬度計(jì)算各道次寬度等于軋前寬度減去側(cè)壓量再加上寬展量，各道次寬度計(jì)算結(jié)果見表3.5。道次123456軋前寬度側(cè)壓量寬展量軋后寬度2.精軋機(jī)組壓下規(guī)程精軋機(jī)組的主要任務(wù)是把從粗軋機(jī)架輸送來的中間坯通過七機(jī)架連軋，把帶坯軋成符合用戶要求的合格產(chǎn)品。精軋機(jī)組壓下量分配原則：第一架可以預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，即是考慮到帶坯厚度的可能波動(dòng)和可能產(chǎn)生咬入困難等，而使壓下量略小于設(shè)備允許的壓下量；第二、三架要充分利用設(shè)備能力，給予盡可能大的壓下量；以后各架逐漸減小，到最末一架一般在10~15%左右，以保證板型，厚度精度及性能質(zhì)量。連軋機(jī)組各機(jī)架壓下率一般分配范圍如表3.6所示。本設(shè)計(jì)精軋機(jī)組壓下規(guī)程見表3.7。機(jī)架號(hào)1234567機(jī)架號(hào)1234567軋前H7795313.2.3速度制度制度速度制度就是確定各道次的速度圖，并計(jì)算各道次的純軋時(shí)間及間隙時(shí)間。1.粗軋速度制度根據(jù)體積不變?cè)恚築HL=bhl可以粗略得出各軋機(jī)道次連鑄坯的長(zhǎng)度，表3.8。(由于長(zhǎng)度方向有切頭尾，而厚度方向變化很小，所以厚度和長(zhǎng)度方向不考慮熱膨脹。)參數(shù)0123456本設(shè)計(jì)粗軋機(jī)共軋6道次。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料取平均加速度a=40rpm/s,平均減速度為b=60rpm/s。采用梯形速度圖，如圖3.2各道次的純軋時(shí)間采用下面的公式：n——梯形速度圖的恒定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；n,——軋件的咬入速度，轉(zhuǎn)/分；D——工作輥的直徑m,取D=1.20m。粗軋機(jī)的速度制度見表3.9道次123456ny(轉(zhuǎn)/分)nh(轉(zhuǎn)/分)np(轉(zhuǎn)/分)8軋件出粗軋機(jī)的速度可由公式求出：所以：粗軋完后的帶坯長(zhǎng)度為58.3m,速度為2.51m/s,粗軋機(jī)到精軋機(jī)組的距離共120m,因此，尾部軋完后，帶坯從2.5m/s的速度逐漸降到精軋第一架的咬入速度0.5m/s,減速段運(yùn)行距離共120-58.3=61.7m,此段運(yùn)行時(shí)間取為36s。2.精軋機(jī)速度制度(1)確定最末架軋機(jī)F?的出后(出口)速度V?末架出口速度的上限受電機(jī)能力帶鋼軋厚的冷卻能力限制，并且厚度小于2mm的薄帶鋼在速度太高時(shí)，還會(huì)在輥道上產(chǎn)生漂浮跳動(dòng)現(xiàn)象，但速度太低又會(huì)降低產(chǎn)量且影響軋制速度，故應(yīng)盡可能采取較高的速度。末架穿帶速度一般以成品厚度為依據(jù)，可以查表3.10確定。本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品厚度為3.5mm,故取穿帶速度為10m/s。末架軋機(jī)最高軋制速度取為20m/s。成品厚度mm成品厚度mm4.0以下(2)帶鋼熱連軋機(jī)組的速度曲線圖到計(jì)數(shù)器設(shè)定值點(diǎn)后(0~50mm)開始第一級(jí)加速，加速度為0.05~0.15m/s2;C點(diǎn)：帶鋼頭部咬入卷取機(jī)后開始第二級(jí)加速，加速度為0.05-0.25m/s2;D點(diǎn)：帶鋼以工藝制度設(shè)置的最高速度軋制，取15m/s;E點(diǎn)帶鋼尾部離開第三架時(shí)，機(jī)組開始減速，減到13m/s;F點(diǎn)：帶鋼尾部離開第六架，以13m/s速度等待拋出；G點(diǎn)：帶鋼尾部離開精軋機(jī)組，開始第二次降速；H點(diǎn)軋機(jī)以穿帶速度等待下一條帶鋼。I點(diǎn)；第二條帶鋼開始穿(3)軋制時(shí)間的計(jì)算1)AB段：取SAB=50m,tAB=SB/VA=50/10=5s2)BC段：精軋機(jī)組末架軋機(jī)至卷曲機(jī)的距離為125m,t?c=(Vc-VB)/a?=(11.07-10)/3)CD段：取加速度a?=0.25m/s2遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第27頁式中L,L?——帶鋼尾部出第三架，六架軋機(jī)時(shí)，這時(shí)還能軋出的帶鋼長(zhǎng)度；h,——第i架軋機(jī)軋出厚度；S?——精軋機(jī)各架間距；此段加速度為：a?=(v2-v2)/(2S)=(152-132)/(2×39.28)=0.71m/s2,tEF=(V€-Vp)/a?=(15-13)/06)DE段：成品帶鋼長(zhǎng)度：L=(230×1500×10)/(3.5×1475.97)=667.84m,取L=667m;則：DE段所軋帶鋼長(zhǎng)度為：SDE=L-SAB-SBc-Scp-SEF-SFG=667-50-75-204.91-39.28-16.47)GHI段：取減速度為0.5m/s2,間隙時(shí)間15s。綜上：精軋機(jī)組的純軋時(shí)間為：=5.00+7.13+15.72+78.2+2.81+1.26(4)其它各機(jī)架速度制度的確定由秒流量相等的原則，即h?V?(1+S?)=h?V?(1+S?)=….=h,V?(1+S?)。其中s,為第；架的軋出厚度。由于熱軋過程中前滑很小，可以忽略不計(jì)，故上式可轉(zhuǎn)化為h?V=h?V?=…=h?V,。從而得出其它各架的速度，見表3.11。機(jī)架1234567穩(wěn)定軋速穿帶速度 3.2.4溫度制度板坯的加熱溫度，由Fe-C相圖，定為1200℃,考慮到鋼坯從加熱爐到粗軋機(jī)組有溫降，第一道次開軋溫度定為1150℃。由于軋件頭部和尾部溫度降不同，為設(shè)備安全著想，確定各道次溫降時(shí)應(yīng)以尾部溫度為準(zhǔn)。對(duì)于粗軋來說各道次的溫降可采用下面的公式：式中：△t——道次溫降，℃;t?——前一道次溫度，℃。Z該道次間隙時(shí)間和純軋時(shí)間；h——該道次軋前厚度，mm;則第一道次軋后尾部溫度為：第二道次軋后尾部溫度：接著進(jìn)入第四架粗軋機(jī)，第四架的軋前頭部溫度為：遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第29頁第五道次軋前頭部溫度：第五道次軋后尾部溫度：第六道次軋后尾部溫度：123456溫度(℃)1148.812.精軋溫度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，帶坯在輥道上運(yùn)行時(shí)的溫降為1~2℃/s,設(shè)定輥道降溫為10℃,精軋?jiān)诔[箱的溫降為30℃,由于精軋前立輥與精軋機(jī)組距離較近，忽略此處溫降，那么帶坯頭部進(jìn)入精軋機(jī)的溫度為1078.92-10-30=1038.92℃。精軋末架的出口溫度為880℃。考慮到軋制過程中塑性變形熱和摩擦熱，以冷卻水降溫，輻射散熱等多重因素的影響，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，采用溫降公式：其中t。,h?——精軋前軋件的溫度℃和厚度mm;t,h,——軋件終軋溫度℃及厚度mm。根據(jù)上公式考慮到現(xiàn)場(chǎng)軋制生產(chǎn)中，精軋機(jī)組間采用冷卻水控制溫度，根據(jù)生產(chǎn)需要，調(diào)節(jié)精軋各機(jī)架軋件溫度見表3.13。機(jī)架1234567溫度(℃)CVC帶表“連續(xù)可變凸度”,其技術(shù)的基本原理是將上下工作輥的輥型設(shè)計(jì)成花瓶的S型，然后相對(duì)180°布置，組成相互對(duì)稱的輥縫形狀，通過工作輥沿軸向移動(dòng)，達(dá)到改變工作輥所組成輥縫形狀，以控制帶鋼的橫截面形狀及延伸情況，從而得到所要求的板型。CVC技術(shù)在不斷減少對(duì)軋輥支持作用的情況下，實(shí)現(xiàn)了軋輥凸度的連續(xù)變化，從而起到板型控制作用。該裝置即滿足了對(duì)控制輥縫的要求，又節(jié)省了大量的配置輥型的軋輥，也就是既提高了板型質(zhì)量，又降低了生產(chǎn)成本。 中性正輥負(fù)輥PC輥為PairCross的縮寫，即上下工作輥(包括支撐輥)軸線有一個(gè)交叉角度，上下軋輥(平滾),當(dāng)軸線有交叉角度時(shí)將形成一個(gè)相當(dāng)于有輥型的輥縫形狀(相當(dāng)于軋輥具有正凸度)。因此PC輥為了得到整凸度輥縫形狀就必須采用帶有負(fù)凸度的軋輥。軋輥交叉調(diào)節(jié)出口斷面形狀的能力相對(duì)比較大，但是由于軋輥交叉將產(chǎn)生較大的軸向力，因此，交叉角度不能太大，否則將影響軸承壽命。目前一般小于1°。PC輥在應(yīng)用中的另一問題是軋輥的磨損，為此，目前PC軋機(jī)都帶有在線磨損裝置以保持輥縫形狀的穩(wěn)定。PC軋輥的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)凸度的能力較大，但是存在很大的軸向力而限制了其調(diào)節(jié)能力。PC輥的缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)雜以及軸向力(達(dá)到軋制力的8%~10%)將使軸承壽命縮短，使維護(hù)工作量增大，并增加了軋制力測(cè)量的滯后性，采用PC輥時(shí)彎輥力一般不能超過80t。PC軋輥一般用于凸度預(yù)定，不用于在線(軋制時(shí))調(diào)節(jié)。裝置，對(duì)工作輥的偏磨損及表面粗糙，通過段差磨削及表面磨削來消除，可進(jìn)行不受同寬度軋制，寬度逆轉(zhuǎn)軋制的自由軋制，同時(shí)，可以延長(zhǎng)換輥周期。F1～F7采用橫移臺(tái)車快速換工作輥，減少停軋時(shí)間。熱軋帶鋼厚度精度一直是提高產(chǎn)品質(zhì)量的主要目標(biāo)。板帶鋼軋制厚度波動(dòng)主要來源于軋制力的波動(dòng)，影響厚度波動(dòng)的因素有以下幾個(gè)方面： (1)由帶鋼本身工藝參數(shù)波動(dòng)造成，這包括來料頭尾溫度不均、水印、來料厚度不均以及化學(xué)成分偏析等。(2)由軋機(jī)參數(shù)變動(dòng)造成，這包括支承輥偏心、軋輥熱膨脹、軋輥磨損以及油膜軸承油膜厚度變化等。軋機(jī)參數(shù)變動(dòng)將使輥縫發(fā)生周期變動(dòng)(偏心)及零位偏移(熱膨脹等)。這將在輥縫不調(diào)整情況下，使軋件厚度發(fā)生周期波動(dòng)火緩慢變化。自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)是用來克服帶鋼工藝參數(shù)波動(dòng)對(duì)厚差的影響，并對(duì)軋機(jī)參數(shù)的波動(dòng)給予補(bǔ)償。軋鋼機(jī)工作圖表是研究和分析軋制過程的工具，它表示和反映了軋制道次和時(shí)間的關(guān)系。其中T為軋制節(jié)奏時(shí)間，Tz為總延續(xù)時(shí)間，△t上塊軋完到下塊開始軋制的間隙粗軋機(jī)的工作圖表見圖3.6。T由表3.10可知：T=4.94+6.46+9.60+13.66+19.43+23.41+12×2.精軋機(jī)的工作圖表精軋機(jī)的工作圖表見圖3.7,遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第33頁T圖3.7精軋機(jī)的工作圖表4設(shè)備參數(shù)的選擇1.為了完成每年420wt板坯任務(wù)，車間設(shè)置三座步進(jìn)梁式加熱爐。2.爐子形式，步進(jìn)梁式板坯加熱爐。3.加熱能力：最大產(chǎn)量：350t/h,加熱230×1500×100000mm的板坯從20℃到1200℃,裝料間隔4.爐子主要尺寸：名稱裝料輥道、出料輥道中心線距離兩爐中心線距離爐子全長(zhǎng)爐子有效長(zhǎng)度裝料前室長(zhǎng)度預(yù)熱段長(zhǎng)度加熱1段長(zhǎng)度加熱2段長(zhǎng)度均熱段長(zhǎng)度爐子寬度爐膛內(nèi)寬度5.加熱爐爐型圖及尺寸5.加熱爐爐型圖及尺寸加熱1段加熱2段均熱段700-4.2粗軋區(qū)設(shè)備選擇指標(biāo)型式集管數(shù)，個(gè)壓力，MPa水量，m3/h噴嘴型式噴嘴型號(hào)數(shù)量，個(gè)高壓水噴射式上/下各2扁平噴射型相當(dāng)于DNH152566(合計(jì))4.2.2粗軋機(jī)組車間設(shè)有兩架粗軋機(jī)(R1,R2),與力輥一起構(gòu)成萬能軋機(jī)對(duì)板坯進(jìn)行壓下，然后供給精軋機(jī)軋制，粗軋機(jī)入口處設(shè)有導(dǎo)板，使軋件對(duì)中，軋輥軸承座下部設(shè)有換輥滑板。粗軋機(jī)型式最大軋制力t工作輥mm支持輥mm主電動(dòng)機(jī)軋制速度m/s四輥可逆式4.2.3粗軋機(jī)小立輥粗軋機(jī)小立輥(E1E2)附在每架粗軋機(jī)前面，與粗軋機(jī)一起構(gòu)成萬能軋機(jī)，對(duì)粗軋機(jī)中的板坯在寬度上進(jìn)行強(qiáng)有力的壓縮，并保持帶鋼寬度一致，同時(shí)也起著對(duì)準(zhǔn)軋制中心線的作用。軋機(jī)小立輥?zhàn)畲筌堉屏最大軋制速度m/s軋輥直徑mm軋輥開口度mm最大壓下量mm4.2.4保溫罩本設(shè)備是放在延遲輥道上，主要是防止帶鋼的溫降，以保證精軋的開軋溫度，同時(shí)也起到節(jié)能消耗的作用。指標(biāo)型式液壓缸工作壓力，MPa開啟角度，()數(shù)量，個(gè)液壓傾動(dòng)式序號(hào)名稱技術(shù)數(shù)據(jù)1切頭剪形式剪切材料剪切溫度碳素鋼異周速滾筒式低合金鋼2剪切能力剪切負(fù)荷剪切規(guī)格切頭長(zhǎng)度剪切速度形式最大1175噸約60~150m/min二級(jí)齒輪減速機(jī)減速比潤滑強(qiáng)制給油4電動(dòng)機(jī) 指標(biāo)除鱗箱型式上夾送輥型式上夾送輥壓下裝置上夾送輥數(shù)量，根輥道輥和下夾送輥型式下夾送輥數(shù)量，根輥道輥數(shù)量，根電動(dòng)機(jī)，臺(tái)×KW×r/min輥道速度，m/min除鱗上集管數(shù)量，根除鱗集下管數(shù)量，根除鱗噴咀型號(hào)每根除鱗集管噴咀數(shù)量，個(gè)除鱗壓力，MPa水量，m3/h除鱗罩雙夾送輥形高壓水噴射式空心空轉(zhuǎn)輥式氣缸驅(qū)動(dòng)式2單獨(dú)驅(qū)動(dòng)式2422液壓缸驅(qū)動(dòng)開閉式4.3.3精軋機(jī)組精軋機(jī)組為7架四輥不可逆式連軋精軋機(jī)(F),各機(jī)架間距6000mm,傳動(dòng)系數(shù)設(shè)有安全裝置。軋機(jī)牌坊為閉口式，工作輥和支持F1E立輥有AWC(寬度自動(dòng)控制)功能。精軋機(jī)采用全液壓壓下裝置AGC系統(tǒng)，液壓缸行程為120mm,增加了壓下的快速精軋機(jī)組F1~F7采用熱軋油工藝潤滑技術(shù)。F1～F7采用橫移臺(tái)車快速換工作輥，減少停軋時(shí)間。精軋機(jī)組設(shè)備主要參數(shù)如表4.8。設(shè)備性能參數(shù)數(shù)量類型最大軋制力開口度(最大輥徑)工作輥直徑輥身長(zhǎng)度材質(zhì)支承輥尺寸材質(zhì)和轉(zhuǎn)速r/min7架四輥不可逆軋機(jī)4000t/每機(jī)架高速鋼/高鎳鉻F?AC6000×275/5504.3.4精軋區(qū)其他設(shè)備活套支持器用于張緊精軋機(jī)架間的帶鋼，使精軋機(jī)架間的帶鋼在恒定的微張力狀態(tài)下保持一定的微套量，形成張力調(diào)節(jié)的緩沖環(huán)節(jié)?；钐纵伔畔聲r(shí)，活套輥上表面高出理論軋線的高度?；钐籽b置(見表4.9)。指標(biāo)活套動(dòng)作角度，(°)活套初始角度，(°)電動(dòng)機(jī)，KW×r/min電動(dòng)式60(軋鋼時(shí)),90(換輥時(shí))遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第39頁3.精軋機(jī)引料輥表4.10精軋機(jī)引料輥指標(biāo)輥身直徑，mm電動(dòng)機(jī)，臺(tái)×KW×r/min輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速，m/min空心鍛鋼1厚壁鋼管，表面噴焊2型式電動(dòng)單側(cè)交叉方式交叉角，(°)Max.1.5交叉速度(絲桿速度),mm/s電機(jī)，臺(tái)×KW×r/min指標(biāo)研磨范圍研磨方式擺動(dòng)速度，mm/s砂輪推壓力，kg砂輪傾斜角度2磨頭組合型定壓推壓方式(杯型)工作輥輥身全長(zhǎng)磨削全面磨削、段差磨削和全面、段差并用磨削800～1000(2個(gè)機(jī)架),400～5004(個(gè)機(jī)架)隨工作輥傾斜遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第40頁4.4冷卻裝置F1～F7入口側(cè)上、下工作輥各設(shè)置一根集管。F4～F7出口側(cè)上、下工作輥各設(shè)置二根集管。除鱗集管：F1～F3機(jī)架間上下各設(shè)置1根除鱗集管。帶鋼冷卻集管：F3～F7機(jī)架間上下各設(shè)置1根帶鋼冷卻用集管、氧化物清除集管F1～F7出口軋制線兩側(cè)各設(shè)置1根側(cè)噴集管，上部設(shè)置一根水切噴射集管。ORG的水切集管：F4～F7入口側(cè)的側(cè)導(dǎo)板的兩側(cè)各有一根表4.13冷卻裝置壓力及水質(zhì)壓力，MPaF1~F7工作輥冷卻F3～F7機(jī)架間冷卻、F1~F7出口側(cè)除塵噴射及吹掃噴水飛剪輸入輥道冷卻飛剪冷卻直接水精軋除鱗箱輥道冷卻F1~F7支持輥冷卻F1~F7機(jī)架間活套輥冷卻飛剪輸入輥道內(nèi)部冷卻油冷卻裝置間接水表4.14層流冷卻系統(tǒng)設(shè)備性能上部下部閥門數(shù)量型式126個(gè)空氣操作蝶閥108個(gè)空氣操作蝶閥組數(shù)1~12組每組集管數(shù)量，根613～15組每組集管數(shù)量，根每組流量，m3/h集管內(nèi)壓力，MPa冷卻水溫度，℃總水量，m3/h側(cè)噴組數(shù)，組遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第41頁4.5卷取區(qū)4.5.1主要設(shè)備性能表4.15卷取能力材料低合金鋼卷取溫度指標(biāo)液壓3助卷輥卷取機(jī)窗口直徑，mm帶鋼厚度，mm帶鋼寬度，mm板卷重量，t最大30單位卷重，kg/mm傳動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min卷取速度，rpm最大13001.S.Ekelund公式是用于熱軋時(shí)計(jì)算平均單位壓力的半經(jīng)驗(yàn)公式，其公式為；式中：m——表示外摩擦?xí)r對(duì)P影響的系數(shù)，K=10×(14-0.01t)(1.4+C+式中：t——軋制溫度，C、Mn為以%表E——平均變形系數(shù)，C——決定于軋制速度的系數(shù)，根據(jù)表5.1經(jīng)驗(yàn)選取。軋制速度(m/s)系數(shù)C12.各道軋制力計(jì)算公式為5.1.2軋制力計(jì)算結(jié)果1.粗軋機(jī)軋制力計(jì)算結(jié)果見表5.2道次1234568fmC111111ηξ2.精軋機(jī)軋制力計(jì)算結(jié)果見下表5.3道次1234567779531fmC111ηξ5.2軋制力矩的計(jì)算5.2.1軋制力矩計(jì)算公式傳動(dòng)兩個(gè)軋輥所需要的軋制力矩為：1——咬入?yún)^(qū)的長(zhǎng)度。上式中的力臂系數(shù)x根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其范圍為熱軋板帶時(shí)0.3~0.6。一般的，軋制力臂系數(shù)隨著軋制厚度的減小而減小。5.2.2軋制力矩計(jì)算結(jié)果1粗軋軋制力矩計(jì)算結(jié)果如下表5.4。道次123456x2.精軋軋制力矩計(jì)算結(jié)果見表5.5。道次1234567x6設(shè)備能力參數(shù)校核軋輥物理性質(zhì)如下表6.1軋輥名稱材質(zhì)許用應(yīng)力泊松比彈性模量(Gpa)工作輥F1~F3實(shí)心鍛鋼--工作輥F4~F7高鎳鉻--支持輥F1~F7高速鋼R1工作輥合金鍛鋼R1支持輥合金鍛鋼-在本設(shè)計(jì)中，由于粗軋兩架軋機(jī)相同，所以對(duì)于同一輥徑的情況下，只需校核壓下量最大的一道。對(duì)于R1校核第二道次，F(xiàn)1~F3校核第一道，F(xiàn)4~F7校核第四道。由于各機(jī)架均為四輥軋機(jī)，所以本設(shè)計(jì)以粗軋機(jī)為例進(jìn)行校核。校核時(shí)，需要校核軋制力較大，軋輥尺寸較小的道次。對(duì)于四輥軋機(jī)，當(dāng)采用工作輥驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于工作輥受彎矩小，主要由支承輥承擔(dān)，量輥之間壓靠會(huì)產(chǎn)生接觸應(yīng)力，因此在設(shè)計(jì)校核中，支撐輥校核輥身與輥徑的彎曲應(yīng)力，工作輥校核輥身彎曲應(yīng)力，輥頭的彎曲組合應(yīng)用，以及兩輥間的接觸應(yīng)力大小。由于校核時(shí)應(yīng)考慮危險(xiǎn)情況，故有關(guān)尺寸應(yīng)按最危險(xiǎn)情況取值，現(xiàn)將有關(guān)的軋輥參數(shù)列出如下：1.工作輥承，故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，其尺寸如下：d=(0.5～0.55)D=600～660,取為650mm;1=(0.83~1.0)d=539.5~650,取為600mm;輥頭采用滑塊式萬向接軸，其主要尺寸如下：輥頭的直徑D?=D-(5~15)=1200-(5~15)=1195~1185mm,取1190mm。厚度s=(0.25～0.28)D?=297.5~333.2mm,取320mm。b=(0.15～0.2)D?=178.5～238mm,取200mm。b/s=0.625,根據(jù)表6.2選擇抗扭斷面系數(shù)η=0.208壓下螺絲中心距a=L+l=1780+600=2380mm表6.2抗扭斷面系數(shù)η12345n其它參數(shù)選擇方法相同，結(jié)果列表如下表6.3。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第47頁輥徑D×輥身長(zhǎng)度L輥頸1輥頭b輥頭sR1R2粗軋機(jī)主要尺寸為：輥徑D×輥身長(zhǎng)度L:1550mm×1780mm輥頸：d=850mm,l=750mm壓下螺絲中心距a=L+l=1780+750=2530mm輥徑D×輥身長(zhǎng)度L輥頸d輥頸16.2.2R1軋輥強(qiáng)度校核由于R1R2、F1~F7軋機(jī)均為四輥軋機(jī)，校核方法相同。工作輥與支撐輥輥身中央處的彎矩可按下列公式計(jì)算：式中：M?——工作輥輥身中央處的彎矩；M2p——支撐輥輥身中央處的彎矩；P——軋制力；L——輥身長(zhǎng)度；a——壓下螺絲中心距；b——所軋板帶鋼寬度。選軋制力大的第四道次進(jìn)行校核，已知數(shù)據(jù)：電機(jī)功率P=7000kw,輥頭寬度：(1)工作輥輥身的彎曲應(yīng)力經(jīng)支承輥傳遞，工作輥的壓力(最大應(yīng)力)位于工作輥輥身和輥徑(輥頸)的交界處，則工作輥所受軋制載荷均勻分布，則上式可簡(jiǎn)化為：(2)工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工作輥頭為傳動(dòng)端，須校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。根據(jù)上圖的輥頭結(jié)構(gòu)圖，其合力作用在扁頭一個(gè)支叉的外側(cè)的b/3處扭轉(zhuǎn)力矩式中：M——接軸所傳遞的力矩；b?——扁頭的總寬度與扁頭一個(gè)支叉的寬度。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第49頁所以扭轉(zhuǎn)力矩等于：扭轉(zhuǎn)應(yīng)力(3)兩輥的接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力按赫茲公式計(jì)算式中q——加在接觸表面單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷，q=P/L接觸；、r?——相互接觸的工作輥與支撐輥的半徑；K、K?——與軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，其中μ、H?、E?、E?——兩軋輥材料的泊松比和彈性模量。由于工作輥與支撐輥的材質(zhì)相同，并且泊松比μ=0.3,所以上式可寫為：(4)支撐輥的輥身中部彎曲應(yīng)力 q.——工作輥對(duì)支撐輥在單位長(zhǎng)度上的壓力；a——支撐輥兩個(gè)支反力間的距離。在計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)，認(rèn)為a'等于壓下螺絲中心距a,而且把工作輥對(duì)支撐輥的壓力簡(jiǎn)化為均布載荷，則上式可簡(jiǎn)化為：(5)支撐輥輥頸處的彎曲應(yīng)力危險(xiǎn)斷面位于支撐輥輥頸和輥身的連接處(此處支撐輥輥頸所受彎矩最大),則符合強(qiáng)度要求。同理，通過以上公式計(jì)算精軋機(jī)組第一架和第四架軋機(jī)符合要求。因此，可知其它四輥軋機(jī)符合條件。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第51頁在設(shè)計(jì)軋制板帶時(shí)，必須保證其能穩(wěn)定咬入。其咬入角主要取決于軋機(jī)的形式、軋制速度、軋輥材質(zhì)、表面狀態(tài)、鋼板的溫度、鋼種特性及軋制潤滑等因素的影響。熱軋于咬入角，即tanβ≥tanα,并且一般的，軋制速度高時(shí)，咬入能力低。根據(jù)壓下量與咬入角的關(guān)系：△h=D(1-cosa),tanβ=f,取輥徑最小時(shí)計(jì)算。由此公式，α計(jì)算結(jié)果見下表6.5R1第二道F1~F3第一道F4~F7第四道考慮到速度因素，以上計(jì)算符合要求，咬入能力滿足條件。加熱爐小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算：L——加熱爐內(nèi)有效長(zhǎng)度，40.02mm;加熱爐內(nèi)裝排數(shù)，取1;G——每個(gè)鋼坯重量，30噸；t——加熱時(shí)間，h:t=2.44hb加熱鋼料斷面寬度，為1.63m。則：Q=40.02×1×30/(1.5×2.所以加熱爐的年加熱量為：遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第52頁6.5電機(jī)功率校核M=Pdf, 則：M=Pdf=18018×0.6×0.003=323.空轉(zhuǎn)力矩：空轉(zhuǎn)力矩是指空載轉(zhuǎn)動(dòng)軋機(jī)主機(jī)列所需的力矩，通常由各轉(zhuǎn)動(dòng)零件自重產(chǎn)生的摩擦力計(jì)算之。按經(jīng)驗(yàn)方法，空轉(zhuǎn)力矩通常約為主電機(jī)額定力矩的3%~6%,取5%。M=0.05M。=0.05×1671.4.電機(jī)能力校核作用在主電機(jī)軸上的力矩為：Mx<M=4000×10×0.6=24000因此電機(jī)滿足要求。7軋機(jī)生產(chǎn)能力校核常用的軋機(jī)產(chǎn)量有軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量和軋鋼年產(chǎn)量?jī)煞N。它們是軋鋼車間設(shè)計(jì)極重要的工藝參數(shù)，是衡量軋機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的主要指標(biāo)。7.1.1工作制度與工作時(shí)間1780生產(chǎn)線實(shí)行三班連續(xù)工作制，節(jié)假日不休息，年工作時(shí)間見下表7.1。日歷天檢修時(shí)間(天)額定工作時(shí)間換輥時(shí)事故時(shí)年工作數(shù)間(h)間(h)時(shí)間(h)大中修小修小計(jì)天數(shù)小時(shí)數(shù)1.大修每四年一次，中修每年一次，有大修年份無中修。2.計(jì)劃小修每10—15天一次，每次8—16小時(shí)。3.每天換工作輥8次，每次15分鐘。4.計(jì)劃小修時(shí)間換支撐輥。5.年工作時(shí)間包括各工序間干擾時(shí)間。6.機(jī)組利用系數(shù)：0.8,7.間隙時(shí)間：粗軋機(jī)板坯間間隙時(shí)間為15s,精軋機(jī)組帶坯間隙時(shí)間為15s,粗軋機(jī)各道次間隙為12s。8.成材率：97.94%。7.1.2軋機(jī)生產(chǎn)能力校核1.軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量實(shí)際生產(chǎn)中，由于種種原因軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量為Q=pLBH式中：A?——軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量；Q——原料重量(t);T——軋制節(jié)奏時(shí)間(s); Q=7.85×103×10×1.5×0.23=27.08t,K=0.(2)按勞動(dòng)量換算系數(shù)計(jì)算。取2mm的帶鋼作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，按厚度進(jìn)行換算后，各規(guī)格小時(shí)產(chǎn)量見表7.2。厚度本設(shè)計(jì)的平均小時(shí)產(chǎn)量Ap用下式計(jì)算：3.車間年產(chǎn)量計(jì)算：車間年產(chǎn)量是指在一年內(nèi)軋鋼車間各種產(chǎn)品的綜合產(chǎn)量，以綜合小時(shí)產(chǎn)量為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：A=Ap·T·K?A,——軋機(jī)的平均小時(shí)產(chǎn)量，噸/小時(shí)；T——軋機(jī)一年內(nèi)最大可能工作時(shí)間，小時(shí)；K?——時(shí)間利用系數(shù)，取0.86。由上面可知，Ap=665.69t/h,T=7362h,則年產(chǎn)量為：A=Ap·T·K?=665.69×7362×0.86=421.47wt>420wt。所以，年產(chǎn)量能夠滿足生產(chǎn)需要。8車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要是指軋制線的生產(chǎn)能力、作業(yè)率、成材率和軋輥、燃料、電力的單位消耗。它表示軋鋼車間各項(xiàng)設(shè)備，原料，燃料，動(dòng)力及勞動(dòng)力，資金等利用程度的指標(biāo)，反映了企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)管理制度的執(zhí)行情況，是評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)效率高低的重要指標(biāo)。1.各類材料消耗指標(biāo)軋鋼生產(chǎn)中主要的原料及動(dòng)力消耗主要有：金屬、燃料、電力、軋輥、水、油、壓縮空氣、氧氣、蒸汽和耐火材料等。由于生產(chǎn)條件的不同，或者由于技術(shù)操作水平和生產(chǎn)管理水平的不同，不同差距上述消耗系數(shù)會(huì)有很大的差異，就是同一差距在不同時(shí)期，各種指標(biāo)也可能因?yàn)槟撤N原因而發(fā)生更變化。因此，要經(jīng)常掌握和研究產(chǎn)品的各種消耗指標(biāo)，才能了解和改進(jìn)生產(chǎn)。(1)金屬消耗金屬消耗是軋鋼生產(chǎn)中最主要的消耗，因此，降低金屬消耗對(duì)節(jié)約金屬，降低成本有主要意義。金屬消耗指標(biāo)通常以金屬消耗系數(shù)來表示，它的含義是生產(chǎn)一噸合格鋼材需要的鋼錠或鋼坯量，計(jì)算公式：K=W/Q,式中K是金屬消耗系數(shù)；W是投入坯料重金屬消耗一般由下列的金屬消耗組成：燒損、切頭尾與切邊損失、清理表面的損失、軋廢及其它缺陷等造成的損失。生產(chǎn)過程中除了以上所述損失之外，還有取樣，檢驗(yàn)，銑頭，鉆眼等造成的損失。一般說來，熱軋鋼板的金屬消耗系數(shù)為1.05～1.18,本設(shè)計(jì)中為1.0211。(2)燃料消耗軋鋼的燃料消耗主要用于坯料的加熱，常用的燃料有煤、煤粉，煤氣和重油等。其消耗量一般用每噸鋼材加熱消耗的燃料重量來表示。每噸鋼材的燃料消耗決定與加熱時(shí)間，加熱速度，加熱爐結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量，坯料的鋼種和斷面尺寸，入爐時(shí)的溫度等因素。對(duì)連續(xù)式加熱爐而言，爐子產(chǎn)量越高，相對(duì)的入爐消耗就少一些。因此提高軋機(jī)作業(yè)率，提高爐子生產(chǎn)率是減少單位燃料消耗的重要途徑。另外，坯料斷面越小，加熱時(shí)間愈短，爐子熱損失就越小，則燃料消耗系數(shù)就越小。對(duì)于熱軋帶鋼生產(chǎn)，燃料的消耗大約是1505000卡/噸。(3)電能消耗軋鋼車間的電能消耗主要驅(qū)動(dòng)主電機(jī)和車間內(nèi)各類輔助設(shè)備的電機(jī)，照明用電只占耗電總量的很少部分。每噸鋼材的電能消耗與鋼種，產(chǎn)品種類，軋制道次，軋制溫度以及車間用電設(shè)備的多少有關(guān)。軋制時(shí)總延伸系數(shù)越大，或者軋制道次越多，電能消耗就越大。軋制合金比軋制普通碳素鋼要高。對(duì)于熱軋帶鋼生產(chǎn)，電能消耗為105kWh/t。(4)軋輥消耗軋輥是軋機(jī)的主要設(shè)備，其消耗量取決與軋輥每車削一次所能軋出的鋼材數(shù)量和一對(duì)軋輥所能車削的次數(shù)。影響軋輥消耗量的因素很多，主要有：軋機(jī)型式及機(jī)架數(shù)目；軋輥材質(zhì)；所軋鋼材的鋼種和產(chǎn)品形狀的復(fù)雜程度；軋制過程中金屬變形的均勻性；軋制時(shí)所采取的冷卻方式和工作條件；操作工的操作水平以及軋輥的加工方法。對(duì)熱軋帶鋼軋機(jī)，軋輥的消耗系數(shù)是1.0～1.4kg/t,本設(shè)計(jì)為1.0kg/t。(5)水的消耗軋輥車間用水按用途可以分為：生產(chǎn)用水，生活用水和勞動(dòng)保護(hù)用水。其中，生產(chǎn)用水是軋鋼廠水消耗的主要方面。生產(chǎn)用水主要用于各項(xiàng)設(shè)備和鋼材的冷卻，沖刷氧化鐵皮。軋輥車間耗水量主要取決于車間規(guī)模的大小，用水設(shè)備的多少，各項(xiàng)設(shè)備的需水量以及用水項(xiàng)目的多少。對(duì)于熱軋帶鋼軋機(jī)，它的用水量為1m3/t。(6)壓縮空氣的消耗軋鋼車間的壓縮空氣主要用于動(dòng)力，如加熱爐爐門的升降，風(fēng)鏟清理，冷卻設(shè)備等。軋鋼車間單位產(chǎn)品壓縮空氣消耗量為13m3/t。(7)潤滑油的消耗軋鋼車間潤滑油消耗包括工藝潤滑的消耗，軋機(jī)油壓平衡用油消耗，各類軸承消耗等。潤滑油消耗與車間類型，設(shè)備類型等有關(guān)。對(duì)于中厚板軋鋼車間，潤滑油的消耗為(8)氧氣消耗 軋鋼車間氧氣的消耗用于廢品切割，坯料的表面清理以及檢修各類設(shè)備等。在軋鋼生產(chǎn)中，供應(yīng)的氧氣有兩種方法：瓶裝運(yùn)輸供應(yīng)和氧氣管道供應(yīng)。采用管道集中供應(yīng)，氧氣消耗量每小時(shí)0.026Nm3。(9)耐火材料消耗耐火材料主要用于加熱設(shè)備和熱處理設(shè)備用。因此軋鋼車間耐火材料消耗主要取決于加熱爐種類，大小，數(shù)量和爐子操作技術(shù)水平以及檢修計(jì)劃等。生產(chǎn)一噸合格鋼材所消耗的耐火材料稱為單位產(chǎn)品耐火材料消耗，用來考核車間耐火材料消耗材料。對(duì)于中厚板軋鋼車間，耐火材料的消耗為0.4kg/t。(1)日歷作業(yè)率以軋鋼機(jī)一年實(shí)際工作時(shí)間為分子，以日歷時(shí)間減去計(jì)劃大修時(shí)間為分母，所得的百分?jǐn)?shù)叫做軋機(jī)的日歷作業(yè)率。軋鋼機(jī)的日歷作業(yè)率越高，則軋鋼機(jī)的年產(chǎn)量就越高。故本設(shè)計(jì)中的軋機(jī)日歷作業(yè)率為：95.60%。(2)有效作業(yè)率因?yàn)楦髌髽I(yè)實(shí)行的工作制度不同，按日歷作業(yè)率難以說明軋鋼機(jī)的有效作業(yè)率。為了方便研究分析與對(duì)比考察軋鋼機(jī)的生產(chǎn)率，一般用軋機(jī)有效作業(yè)率來考核。實(shí)際工作占計(jì)劃工作的百分比稱為軋機(jī)的有效作業(yè)率。本設(shè)計(jì)中的有效作業(yè)率為94.10%。(3)成材率一噸原料能夠軋出合格產(chǎn)品重量的百分?jǐn)?shù)稱為成材率。它反映了軋鋼生產(chǎn)過程中金屬的收支情況，提高成材率的途徑是減少金屬的損失。前面已計(jì)算過了為97.94%。(4)合格率軋制出的合格產(chǎn)品量占產(chǎn)品總量加軋出的廢品的百分比叫合格率。(5)勞動(dòng)生產(chǎn)率勞動(dòng)生產(chǎn)者在一定的時(shí)間里平均每人生產(chǎn)合格產(chǎn)品的數(shù)量稱為勞動(dòng)生產(chǎn)率。勞動(dòng)生產(chǎn)率的高低反映了勞動(dòng)者在一定時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品的多少，換言之，它反映了勞動(dòng)者向社會(huì)提供的物質(zhì)財(cái)富的多少?，F(xiàn)將本設(shè)計(jì)車間各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)列表8.1。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第60頁序號(hào)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)數(shù)據(jù)備注一主要產(chǎn)品1年產(chǎn)量二-2軋機(jī)形式為半連續(xù)熱軋帶鋼軋機(jī)軋機(jī)規(guī)格3tttt4三h5h軋機(jī)負(fù)荷率%6h分卷機(jī)組負(fù)荷率%四-7金屬(連鑄板坯)t8燃料(煤氣)9遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第61頁22捆帶及封口從表中情況來看，現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)設(shè)備重量小，主電機(jī)容量較大，該種組合能夠滿足年產(chǎn)量要求。9節(jié)能與環(huán)境保護(hù)在廠區(qū)的空閑地全部設(shè)綠化帶，空地和道路的兩側(cè)種植花草樹木，保證土地不裸露，形成良好的綠化環(huán)境。本廠用水分為加熱爐用水和降低潤滑油溫度的間接冷卻水以及除鱗、軋輥冷卻、輥道冷卻用的直接冷卻水。從節(jié)水和環(huán)保角度出發(fā)，水處理系統(tǒng)采用循環(huán)系統(tǒng)。這里的水處理主要是指污水與冷卻水的處理。1.污水的處理為節(jié)約水資源，降低生產(chǎn)成本，在熱軋廠的附近建設(shè)回水處理裝置，由于在軋制過程中混入水中的鐵皮等雜質(zhì)和潤滑油、油脂，為使向系統(tǒng)外排放的水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的污水，經(jīng)地下管道匯集到污水處理池，經(jīng)過沉淀、過濾、消毒后循環(huán)使用。不再可用的污水，達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)后排出。對(duì)于含油的污水，設(shè)置含油排水處理設(shè)備，在密度差的作用下與水分離，通過寬帶撇油器除去大部分浮油，再通過過濾器進(jìn)一步過濾除去浮油，以適應(yīng)不同生產(chǎn)設(shè)備排除水質(zhì)的處理。2.冷卻水的處理對(duì)于生產(chǎn)過程中的冷卻水，經(jīng)過處理后主要用于回收再利用和供給民用供暖。一部分水以補(bǔ)充水形式排入污水處理系統(tǒng)；水質(zhì)稍好的，可以進(jìn)入循環(huán)冷卻系統(tǒng)加以利用；溫度較高的冷卻水可以供本地居民供暖所用。9.2.2廢氣處理熱軋廠對(duì)大氣的污染主要來自兩個(gè)方面，一是來自熱爐煙氣排放中的硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳和煙塵；二是軋機(jī)在軋制過程中產(chǎn)生的有多種鐵的氧化物及潤滑油煙組成的紅色塵霧，其中以精軋機(jī)組最為嚴(yán)重。為減少廢氣的排出，在本設(shè)計(jì)中的加熱爐采用高焦轉(zhuǎn)爐煤氣，在燃燒時(shí)保證充分燃燒。此外，混合煤氣經(jīng)過除焦油、脫硫、吸氨處理，又在煙氣出口處設(shè)置排煙脫硫裝置，因此煙氣中的SOx、NOx的濃度均很低，已不構(gòu)成公害。在軋制過程中產(chǎn)生的粉塵主要來自于精軋區(qū)，因此在F?、F?、F?、F?處設(shè)置吸塵罩，在離心風(fēng)機(jī)的作用下，粉塵經(jīng)吸引收集后，進(jìn)入除塵器進(jìn)行處理，然后經(jīng)煙囪排放，捕集到的粉塵則加以回收。此外，現(xiàn)場(chǎng)其他地方設(shè)置濕式除塵裝置。9.2.3熱軋潤滑油處理為了提高熱軋帶鋼的質(zhì)量，熱軋中也采用熱軋油進(jìn)行潤滑。它可以降低摩擦系數(shù)，降低能耗，提高生產(chǎn)率。一般不以純方式施加礦物油等潤滑劑，因?yàn)檫@樣易于燃燒，并且污染空氣。目前多使用中高級(jí)脂肪酸的醇酯等與礦物油組成合成油。由生產(chǎn)時(shí)采用水冷，所以絕大多數(shù)的廢潤滑油進(jìn)入了用毛氈吸附污油，然后進(jìn)行化學(xué)處理，直到達(dá)標(biāo)。熱帶廠生產(chǎn)過程的噪聲，主要是由軋制過程中板帶運(yùn)行、帶鋼卷取，精整過程中鋼帶運(yùn)行、切板、垛板和空氣壓縮機(jī)、鼓風(fēng)饑、大型電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以及高壓噴水等作業(yè)過程個(gè)產(chǎn)生的，持續(xù)性噪聲和精整橫切垛板過程中的脈沖性噪聲能對(duì)人耳造成傷害。為防止產(chǎn)生較大的噪音污染，特采取以下措施：1.軋鋼車間、精整車間、空壓機(jī)房均建設(shè)廠房外墻，噪聲基本抑制在車間內(nèi)。2.廠房外有大量的綠地和成排成塊的樹木，阻斷噪聲的傳播。3.軋機(jī)設(shè)備采用自動(dòng)化控制，使人在遠(yuǎn)距離的操作室內(nèi)通過工業(yè)電視系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，從而使噪音傳播到作業(yè)人員身邊的能量減少。4.操作室采取吸聲隔熱的建筑結(jié)構(gòu)，故很少有噪聲傳入。5.廠區(qū)遠(yuǎn)離居民區(qū)，不影響市民的生活。9.4廢棄物處理對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中的氧化鐵皮、廢鋼等有用的物質(zhì)回收，回爐重?zé)?。確定無用的廢棄物埋掉。1.采用連鑄坯熱裝工藝，采用步進(jìn)式加熱爐，并設(shè)置中間輥道保溫罩，以減少溫降，使帶鋼縱向、橫向溫度均勻，節(jié)約能源；2.異周速轉(zhuǎn)鼓式飛剪，采用不同的切頭和切尾剪刃，利于軋制穩(wěn)定；設(shè)置FIE立輥軋機(jī)，進(jìn)一步改善帶鋼邊部質(zhì)量，提高成材率。 本文介紹了關(guān)于高鐵重軌的性能特點(diǎn)和性能要求，熱處理的作用，熱處