熱軋帶鋼課程設(shè)計

1、遼寧科技大學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：熱軋板帶鋼軋制規(guī)程設(shè)計Q235,2.0 1200mm學(xué)院、系： 材冶學(xué)院材料科學(xué)與工程（材料加工工程）專業(yè)班級： 材加學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：成 績：2015年 1 月 6日目錄摘要 11、文獻綜述 21.1 熱軋板帶鋼產(chǎn)品概述 21.1.1 熱軋板帶鋼的種類及用途 21.1.2 板帶材的工藝特點及質(zhì)量要求 31.2 熱軋板帶鋼工藝及設(shè)備發(fā)展 31.2.1 國外熱軋帶鋼發(fā)展 31.2.2 國內(nèi)熱軋帶鋼生產(chǎn) 41.3 熱軋帶鋼生產(chǎn)設(shè)備與新技術(shù) 51.3.1 熱軋帶鋼新一代TMCP 技術(shù) 51.3.2 無酸除鱗技術(shù) 51.3.3 熱軋帶鋼無頭軋制技術(shù) 61.4 熱軋

2、板帶鋼發(fā)展趨勢 62、主要設(shè)備 73、軋制工藝及軋制制度的確定 83.1 生產(chǎn)工藝流程 8圖 3.1工藝流程圖 83.2 壓下規(guī)程設(shè)計 83.2.1 根據(jù)產(chǎn)品選擇原料 83.2.2 精軋機組壓下制度的確定 93.3 速度制度 103.3.1 精軋機軋制速度 103.3.2 、精軋機工作圖表 133.4 、溫度制度 133.4.1 、精軋溫度制度 143.4.2 、卷取溫度制度 153.5 、輥型制度 154、生產(chǎn)設(shè)備校核 174.1、 軋制力與軋制力矩 174.1.1 、軋制力的計算 174.1.2 軋制力矩的計算 194.1.3 、精軋軋制力和軋制力矩的計算 194.2、 軋機設(shè)備校核 20

3、4.2.1 、精軋機的軋輥強度校核 204.2.2 、電機能力校核 24參考文獻 27遼寧科技大學(xué)課程設(shè)計27摘要經(jīng)濟的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的鋼鐵需求， 使鋼鐵工業(yè)高速發(fā)展。軋鋼生產(chǎn)是鋼鐵生產(chǎn)的 后部工序，軋制成材的鋼鐵產(chǎn)品既需滿足產(chǎn)品的需求， 還要滿足品種規(guī)格和質(zhì)量的需求。 板帶材生產(chǎn)技術(shù)水平不僅是冶金工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標志，也反映了一個國家工業(yè)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平。熱軋帶鋼是鋼鐵產(chǎn)品的主要品種之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、 交通運輸業(yè)和建筑業(yè)，熱軋帶鋼工藝的成熟為冷軋?zhí)峁┝藘?yōu)質(zhì)的原料，大大滿足了國民生產(chǎn)與生活的需要。此次課程設(shè)計參考鞍鋼1780生產(chǎn)線，產(chǎn)品為：Q235, 2.0mmX 1200

4、 mm。此論文設(shè)計以典型實例為例，制定了工藝流程圖和壓下制度、速度制度、溫度制 度、輾型制度等一系列軋制制度，并對軋機的設(shè)備進行了校核。關(guān)鍵詞：熱軋帶鋼工藝流程軋制制度校核1、文獻綜述1.1熱軋板帶鋼產(chǎn)品概述1.1.1 熱軋板帶鋼的種類及用途熱軋板帶鋼是厚而寬規(guī)格的板帶鋼，熱軋帶鋼產(chǎn)品主要以鋼卷狀態(tài)供給冷軋機作原 料，同時也直接向用戶和市場銷售熱軋鋼卷和精整加工產(chǎn)品，即平整鋼卷、分卷鋼卷、 縱切窄帶鋼卷、橫切鋼板，最近幾年又有經(jīng)過酸洗的熱軋鋼卷作為成品進入銷售市場。 供給本企業(yè)和其他企業(yè)冷軋機作原料用熱軋鋼卷主要的鋼種為低碳鋼(包括超低碳鋼)、一般碳素結(jié)構(gòu)鋼，供冷軋機生產(chǎn)取向硅鋼、無取向硅鋼、

5、不銹鋼薄板帶用原料鋼卷，也 由熱軋寬帶鋼軋機生產(chǎn)。冷軋機原料鋼卷的規(guī)格范圍為：厚度1.56.0mm、寬度6001900mm。具體用途如下：(1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼板帶。用于制造建筑結(jié)構(gòu)，起重運輸機械，工程、農(nóng)用和建筑 機械，鐵路車輛及其他各種結(jié)構(gòu)件。(2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板帶，包括按國外標準供貨的焊接結(jié)構(gòu)鋼板帶。大量的用途同 上，并用于制造汽車、拖拉機、收割機以及要求沖壓性能和焊接性能優(yōu)良的機械構(gòu)件、 石油儲罐、壓力容器、船舶、橋梁和各種工程的結(jié)構(gòu)件。(3)低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼板帶。用于制造要求強度更高、成形性更好和性能穩(wěn)定的 機械制造、車輛、化工設(shè)備等各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)，大型廠房鋼結(jié)構(gòu)，重要工程及橋梁結(jié)

6、構(gòu) 等。(4)耐大氣腐蝕和高耐候鋼板帶。用于制造鐵路客車、冷藏車、鐵路貨車、礦石車 以及各種交通車輛的結(jié)構(gòu)件，也用于船舶及鐵路集裝箱制造，石油井架、各種工程機械 和交通運輸機械的制造。(5)耐海水腐蝕結(jié)構(gòu)鋼板帶。用于石油井架、海港建筑、采油平臺、船舶制造，也 用于化工、石油行業(yè)含硫化氫腐蝕性液體容器和鐵路運輸車輛的制造。(6)汽車制造用板帶鋼系列。(7)集裝箱用鋼。專用于制造集裝箱側(cè)板、門板、頂板、底板、邊框、立柱等構(gòu)件。(8)管線用鋼。石油天然氣輸送用管線，用于制造埋弧焊鋼管以及直縫電焊鋼管。(9)焊接氣瓶及壓力容器用鋼。用于制造液化氣鋼瓶及乙快氣鋼瓶、較高工作溫度的壓力容器及鍋爐等。(10

7、)造船用鋼板。用于制造內(nèi)河船體及上層建筑結(jié)構(gòu)，遠洋輪船的上層建筑及隔艙 板。(11)礦用鋼板。用于制造采礦用液壓支架、礦用工程機械、礦用車斗、采礦刮板運 輸機，以及其他礦用機械耐磨結(jié)構(gòu)件。1.1.2板帶材的工藝特點及質(zhì)量要求板帶材的外形特點是寬而薄，寬厚比很大，這一特點決定了生產(chǎn)板帶材的軋機特點。 板帶材的寬度大，軋制壓力大，生產(chǎn)板帶軋機的軋輾要很長。要減少軋制壓力就必須減 小輾徑，為了保證軋輾的剛度要求則需要使用有支持輾的多輾軋機，同時軋機整體的剛 度也要高。板帶材的外形特點還決定了板帶材軋制工藝上的特點。由于板帶材的表面積很大， 對板帶材的表面質(zhì)量要求很高，保證表面質(zhì)量是板帶材生產(chǎn)工藝中一

8、個重要工作。例如 加熱時生成的氧化鐵皮的清除、軋輾表面的加工、運送過程中對表面的防護等，都是生 產(chǎn)過程中不可或缺的環(huán)節(jié)。而且由于其表面積很大，散熱快且溫度難以均勻，造成軋制 壓力波動，使板厚不均勻，影響產(chǎn)品質(zhì)量。在熱軋時減少溫度的波動，減少溫度分布不 均，是板帶材生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1.2 熱軋板帶鋼工藝及設(shè)備發(fā)展1.2.1 國外熱軋帶鋼發(fā)展1960年以前所建的熱帶鋼連軋機被稱為第一代熱帶鋼連軋機。在這段時間內(nèi)技術(shù)發(fā) 展緩慢，軋機輾身長度范圍11202490mm,由于沒有寬的板坯，需要橫軋寬展，精軋機 最大軋制速度為1012m/s,年生產(chǎn)能力在100萬200萬t。這一時期最重要的技術(shù)進步 是在精軋

9、機組上應(yīng)用了厚度自動控制技術(shù)。1960年至I 1970年間所建的熱帶鋼連軋機被稱為第二代熱帶鋼連軋機，這一時期是 熱帶鋼連軋機發(fā)展最重要的時期。在生產(chǎn)技術(shù)方面，熱帶鋼連軋機向現(xiàn)代化飛躍發(fā)展。 同時，連鑄技術(shù)發(fā)展成熟。這一時期的技術(shù)進步表現(xiàn)在1961年美國國家鋼公司大湖分公司投產(chǎn)的2032熱帶鋼連軋機精軋機組上首先采用了升速軋制技術(shù)，使軋制速度突破 了 12m/s,同時美國麥克勞斯鋼鐵公司和英國斯賓塞公司將計算機控制應(yīng)用于熱帶鋼連 軋機上，這是鋼鐵工業(yè)發(fā)展劃時代的技術(shù)進步。大型的連鑄板坯、步進式加熱爐、大型 化的粗軋機、精軋機組增加到7架機座、厚度自動控制、升速軋制、高效層流冷卻技術(shù) 以及軋制過

10、程計算機控制的全面應(yīng)用，又推動了熱連軋帶鋼技術(shù)的發(fā)展。這一時期精軋 機組最高軋制速度可達21.5m/s,年生產(chǎn)能力達200350萬t.1969年以后建的軋機稱為第三代熱帶鋼連軋機。 這一時期追求大型化、高速化、連 續(xù)化和自動化。熱帶鋼產(chǎn)品厚度擴大到 1.020mm,寬度擴大到2150mm,材料強度提高 到600MPa以上，精軋機組的軋制速度可達 2027m/s年生產(chǎn)能力達240450萬t。進入20世紀80年代以來，主要發(fā)展了板型控制和粗軋寬度自動控制，以及廣泛采 用液壓厚度自動控制技術(shù)，還有交叉輾軋機和在線磨輾、連續(xù)可變凸度板型控制技術(shù)、 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無頭連續(xù)寬帶鋼軋制技術(shù)等。1.2.2

11、國內(nèi)熱軋帶鋼生產(chǎn)第一階段，以大企業(yè)為主，以解決企業(yè)有無為主要目的的初期發(fā)展階段。這個時期 熱軋板帶鋼扎機建設(shè)只能靠國家投入，由于資金，技術(shù)等限制，軋機水平參差不齊。1989 投產(chǎn)的寶鋼2050mm軋機代表了當時國際先進水平，采用了一系列最先進的熱軋連軋生 產(chǎn)技術(shù)。但是，這個時期投產(chǎn)的二手設(shè)備則是國外五六十年代的裝備（1994年投產(chǎn)的太鋼1549mm軋機，梅鋼1422軋機），整體技術(shù)水平相對落后，在安裝過程中進行了局 部改造，但整體技術(shù)水平提高有限。還有兩套國產(chǎn)軋機投產(chǎn)：1980年投產(chǎn)的本鋼1700軋機和1992年投產(chǎn)的攀鋼1450mm軋機，這兩套滿足了國民經(jīng)濟建設(shè)的需要，同時培 養(yǎng)了一大批技術(shù)

12、人才。第二階段，全面提高技術(shù)水平，面準世界最高，最新技術(shù)，全面引進階段。20實際90年代以后，各大企業(yè)均以引進國外最先進技術(shù)為主。如 1999年投產(chǎn)的鞍鋼 1780mm軋機，1996年投產(chǎn)的寶鋼1580mm軋機，是世界傳統(tǒng)熱軋連軋帶鋼軋機最先進 水平的代表，除通?，F(xiàn)代化軋機采用的先進技術(shù)以外，還采用了軋線與連鑄機直接連接 的布置形式，板坯定寬壓力機，PC板形控制系統(tǒng)，強力彎輾系統(tǒng)，軋輾在線研磨，中 間輾道保溫技術(shù)和帶坯邊部感應(yīng)加熱技術(shù)，軋機全部采用交流同步電機和GTO電源變換器及4級計算機控制，精軋機采用了全液壓壓下及 AGC技術(shù)。國內(nèi)還引進了三套薄 板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，即1999年投產(chǎn)的珠鋼

13、1500mm薄板坯生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線是當 時世界最先進的薄板坯生產(chǎn)線。這些生產(chǎn)線的引進使我國擁有了新一代熱連扎帶鋼生產(chǎn) 技術(shù)。第三階段，這個階段是近幾年開始的，是以提高效益，調(diào)整品種結(jié)構(gòu)，滿足市 場需要和提高企業(yè)競爭能力為目的的發(fā)展階段。由于近年國家經(jīng)濟快速發(fā)展，對鋼材需求不斷曾加，為此除國營大中型企業(yè)外，中小型企業(yè)，甚至民營企業(yè)都把生產(chǎn)寬帶剛作 為今后的重點，或引進或采用國產(chǎn)技術(shù)，或建設(shè)傳統(tǒng)熱連軋寬帶鋼軋機或建設(shè)薄板坯連 鑄連軋生產(chǎn)線。同時，這個階段對引進的二手軋機和原技術(shù)較落后的國產(chǎn)軋機進行了全 方面技術(shù)改造，使其達到了現(xiàn)代化水平。國外剛出現(xiàn)的半無頭軋制技術(shù)、鐵素體加工技 術(shù)、高強度冷卻技

14、術(shù)、新型卷取機等，早一些軋機上也已應(yīng)用、目前我國熱連軋技術(shù)裝 備已完全擺脫落后狀態(tài)，并已處于世界先進水平之列。1.3 熱軋帶鋼生產(chǎn)設(shè)備與新技術(shù)1.3.1 熱軋帶鋼新一代TMCP技術(shù)熱軋帶鋼新一代TMCP技術(shù)以超快速冷卻為核心，通過冷卻系統(tǒng)從空冷至超快冷的 無級調(diào)控，利用廣闊的冷速范圍及精準的溫度控制，實現(xiàn)對帶鋼軋后冷卻路徑進行靈活的 控制，有利于細品強化、析出強化、固溶強化、位錯強化、相變強化的最佳匹配，從而使 得熱軋帶鋼產(chǎn)品獲得優(yōu)良的綜合性能。 新一代TMCP工藝技術(shù)具備低成本、高效率、高 均勻性、高控制精度等特征，是軋制工藝發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。隨著人們對帶鋼產(chǎn)品性 能要求的不斷提高以及資源

15、的日益枯竭， 以超快速冷卻為核心的熱軋帶鋼新一代 TMCP 技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。1.3.2 無酸除鱗技術(shù)熱軋帶鋼冷軋前，去除氧化鐵皮（稱為除鱗）是非常重要的工序，目的是防止氧化 鐵皮及雜質(zhì)壓入帶鋼基體，影響冷軋板表面質(zhì)量及加工性能，以及損壞軋輾等。酸洗工 藝是目前國內(nèi)外普遍采用的除鱗技術(shù)，通過化學(xué)反應(yīng)溶解帶鋼表面氧化鐵皮。但酸洗采 用化學(xué)腐蝕的方法，不可避免的對環(huán)境帶來一定的污染，并且設(shè)備防腐要求高；酸液處 理成本高；同時易造成除鱗不均，產(chǎn)生欠酸洗、過酸洗等缺陷，金屬損失大。為此世界 各國都為改進、提高除鱗工藝在進行研究和攻關(guān)，尋找有效的新技術(shù)以替代酸洗工藝。 如等離子除鱗法是一種無酸除鱗

16、清洗技術(shù)，是一種環(huán)保的新工藝，被廣泛關(guān)注。該技術(shù)按工作環(huán)境通常分為常壓等離子體和真空等離子體兩種方式。常壓等離子體是指在大氣環(huán)境下的清洗技術(shù)，通過氣體放電電離產(chǎn)生集中高速離子轟擊物質(zhì)的表面達到清洗目的。真空等離子體則指在真空環(huán)境下的清洗技術(shù)，包括物理過程和化學(xué)過程，由瞬時高 能量將污染物蒸發(fā)，及在高能離子轟擊污染物脫離表面，還可使表面元素與氣體產(chǎn)生化 學(xué)反應(yīng)，最終經(jīng)真空系統(tǒng)排除。1.3.3 熱軋帶鋼無頭軋制技術(shù)無頭軋制技術(shù)是指將粗軋后的帶坯在中間輾道上焊合起來，并連續(xù)不斷地通過精軋機的一種技術(shù)。傳統(tǒng)的板帶熱連軋精軋機組生產(chǎn)均以單塊中間坯進行軋制，因此，不可 避免地要經(jīng)過進精軋機組時的穿帶、加速

17、軋制、減速軋制、拋鋼、甩尾等一系列過程。由此發(fā)生的尺寸公差和力學(xué)性能的不均勻性很難在原有工藝框架內(nèi)得到解決。熱軋帶無頭軋制新技術(shù)正是解決這些問題的一項重要的技術(shù)突破。在傳統(tǒng)熱連軋中，板坯是在精軋機中一塊一塊地軋制的，帶鋼的頭部在出了精軋機到卷取機之前的這段長度上以及尾 部出精軋機后的這段長度上處于無張力的狀態(tài)，造成每一卷帶鋼的頭尾部分尺寸公差和 板形難以保證。同時，單塊坯軋制時因尾部無張力，故在精軋機架間常發(fā)生甩尾形成23層折迭咬入，從而產(chǎn)生軋輾表面裂紋和壓痕傷。而無頭軋制是將大約10塊帶坯在出粗軋機后的中間輾道上頭尾焊合在一起， 接著進入精軋機中連續(xù)軋制，帶坯在包張力 下軋制，因此幾何精度和

18、板形不良的比例大幅度下降。無頭軋制因穿帶和拋尾的減少， 可以做到穩(wěn)定的潤滑軋制。與此同時，穩(wěn)定的潤滑軋制可使軋制力降低，因而可在較低 溫度下進行軋制，生產(chǎn)出具有良好深沖性能的帶鋼，并可降低能源消耗。1.4 熱軋板帶鋼發(fā)展趨勢1 .熱軋板帶材短流程、高效率化。為了大幅度簡化工藝過程，縮短生產(chǎn)流程，充分利用冶金熱能，節(jié)約能源與金屬等 各項能耗，提高經(jīng)濟效益，需要對常規(guī)程序進行改革，不僅充分利用連鑄坯為原料，而 且不斷開發(fā)和推廣應(yīng)用連鑄坯直接熱裝與直接軋制技術(shù)。2 .生產(chǎn)過程連續(xù)化。近代熱軋生產(chǎn)過程實現(xiàn)了連續(xù)鑄造板坯、連續(xù)軋制和連鑄與軋 制直接銜接連續(xù)化生產(chǎn)，使生產(chǎn)的連續(xù)化水平大大提高。3 .采用自

19、動控制不斷提高產(chǎn)品精度和板形質(zhì)量。在板帶材生產(chǎn)中，產(chǎn)品的厚度精度和 平直度是反映產(chǎn)品質(zhì)量的兩項重要指標。由于液壓壓下厚度自動控制和計算機控制技術(shù)的 采用，板帶縱向厚度精度已得到了顯著提高。但板帶橫向厚度和平直度的控制技術(shù)往往尚 感不足，還急待開發(fā)研究。為此出現(xiàn)了各種高效控制板形的軋機、裝備和方法。這是近代 板帶軋制技術(shù)開發(fā)最活躍的一個領(lǐng)域。4 .發(fā)展合金鋼種及控制軋制、控制冷卻與熱處理技術(shù)，以提高優(yōu)質(zhì)鋼及特殊鋼帶的組 織性能和性能和質(zhì)量。利用鈕、硅、銳、銀等微合金元素生產(chǎn)低合金鋼種，配合連鑄連軋、 控軋控冷或形變熱處理工藝，可以顯著提高鋼材性能。2、主要設(shè)備三座步進梁式加熱爐、一臺板坯高壓水除

20、鱗箱、一臺定寬壓力機、三架立輾軋機、一 架二輾可逆粗軋機、一架四輾可逆粗軋機、十二組保溫罩、一臺轉(zhuǎn)鼓式切頭飛剪、一臺精 軋高壓水除鱗箱、七架四輾連軋機組、一套層流冷卻裝置、GTO變頻調(diào)速裝置、精軋液壓AGC PC軋機、在線磨輾（ORG和彎輾裝置、帶自動跳步功能的全液壓卷取機、全線三級 計算機控制等先進技術(shù)裝備等。3、軋制工藝及軋制制度的確定3.1 生產(chǎn)工藝流程圖3.1工藝流程圖3.2 壓下規(guī)程設(shè)計3.2.1 根據(jù)產(chǎn)品選擇原料軋制鋼種：Q235目標產(chǎn)品規(guī)格：2.0 X 1200mm根據(jù)成品板寬確定精軋目標寬度:Bf = Bc (1 Cl Tf7) '其中 Bc 一成品板寬，為1200mm

21、步一寬展邊余量(68mm ; C1一熱膨脹率_ -5.(1.45X10 ) ； Tf7一精軋機末架出口溫度(780880) C .所以，BF =1200 (1 1.45 10* 800) 7 = 1220.92mm出R軋機后就進入精軋連軋機組的帶坯目標厚度一般可以根據(jù)成品的厚度由規(guī)定 表格查出。因為成品厚度為2mm介于03.59問，所以所選帶坯厚度可以是32mm。初 定精軋壓下量占總變形的15%,所以可知粗軋前板坯厚度為 200mm,長度選10m,寬度 由粗軋寬展可定為1300mm,所以由體積不變原則可知精軋前板坯長為 66327mm。所以，精軋板坯規(guī)格可為：32 M225>66327m

22、m,帶鋼出粗軋機的速度為3m/s。3.2.2 精軋機組壓下制度的確定制定壓下規(guī)程要根據(jù)設(shè)備條件和生產(chǎn)的產(chǎn)品確定原料尺寸、軋制道次、各道次壓下 量。在設(shè)備能力允許和能平穩(wěn)操作的條件下，盡可能減少軋制道次，提高產(chǎn)量。精軋機 組的頭幾架機座的扎治理比較大，為保證工作輾輾徑的扭轉(zhuǎn)強度，要求采用較大的工作 輾直徑，同時支承輾的直徑也應(yīng)相應(yīng)增大，這樣既有利于軋輾冷卻和減少摩擦，又提高 了軋機剛度和支承輾油膜軸承的承載能力。為減少軋制力和軋制力矩，機組后幾架機座 的工作輾采用較小的直徑。一般道次壓下量的分配規(guī)律是：根據(jù)是否咬入條件的限制和 軋制前是否將氧化鐵皮清理掉考慮，如開始道次受咬入條件的限制或軋前氧化

23、鐵皮未清 理掉，開始道次的壓下量要小，然后利用金屬高溫塑性好、變形抗力低的條件，給予大 的壓下量，隨著軋制溫度的降低壓下量逐漸減少。最后12道次要從保重版型考慮壓下量不能太大，一般在10%15%左右。根據(jù)壓下率分配表3.1,可得出精軋壓下量分配表3.2:表3.1壓下率分配表機架號 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F74050354530402540253520281015表3.2精軋壓下量分配表F1F2F3F4F5F6F7軋前H321911.47.414.613.012.23軋后h1911.47.414.613.012.232壓卜量 h137.63.992.81.60.780.23壓卜率(

24、)40.6403537.834.725.910.33.3 速度制度3.3.1 精軋機軋制速度1、確定最末架F7的穿帶速度V7及出口速度穿帶速度是指軋件頭部從第一架入口到最后一架入口的速度，末架穿帶速度以成 品厚度為依據(jù)，可以得知成品厚度在4mm以下的末架穿帶速度為10m/s,所以可取V7=2 5m/s。2、各機架軋制速度末架軋機軋制速度確定以后，可由秒流量相等原則，即由下列公式hlVl=h2V2=h7v7(3.1)計算出各機架的軋制速度和穿帶速度。表3.3軋制速度穿帶速度表機架F1F2F3F4F5F6F7軋制速度2.634.396.7510.8516.6122.4225.00穿帶速度1.051

25、.752.704.346.648.9710.003、精軋機速度圖軋制時間可隙口才間軋制冏期時間圖3.2精軋機速度圖4、軋制時間的計算12段：穿帶區(qū)，即帶鋼從頭部接觸第一機架到最末機架為止。計算該部分所用公式為t12 =S0(1/V1 +1/V2+1/V3+1/V4+1/V5+1/V6)(3.2)式中：t12一穿帶時間，s；So精軋機間距，定為6米；Vi 各機架的穿帶速度，m/s。所以t12 =6 父(1/1.05 + 1/1.75 + 1/2.70 + 1/4.34 + 1/6.64 + 1/8.97) = 14.32s23段：第一級加速區(qū)，為帶鋼頭部從末機架到剛進入卷取機為止，進行較低的加速

26、?，F(xiàn)在確定精軋機組末架軋機到卷取機的距離為130m。那么在第一級加速時，軋鋼長度S23等于130m,力口速度為& =0.6m/s2 ,則根據(jù)公式：V32 -V22 =2aS23得_2 1/22 1/2V3=(2aS23 V2 )=(2 0.6 130 10 )=16m/st23-V2)/a =(16-10)/0.6 -10s所以丫3 =16m/s,t23 = 10s其中V3即為帶鋼頭部到卷取機時的速度34段：從前端進入卷取機卷上后開始到預(yù)先給定的速度上限為止，進行較高的加速， 此加速主要取決于終軋溫度和提高產(chǎn)量的要求。加速度a1 =1.0m/s2,最大速度V4 =25m/s ,所以t3

27、4 =(V4V3)/ai =(25 16)/1 = 9s(3.4)S34 =(V42-V32)/2al -(242 -162)/2 -160m45段：穩(wěn)定軋制區(qū)，達到最高速度后，至帶鋼尾部離開減速開始機架F7為止，維持最高速度運行。S = (l0Mh0 £ SoMhn')/h5)其中10、ho為坯料的長、厚，h為成品厚，hn為第n架軋完的厚度(n = 1,2,3,4,5,6)所以,S = 66.33x0.032-6.(19+11.4+7.41 + 4.61+3.01 + 2.23 義靖 3/0.002= 918.3m以最高速度軋制的成品長度 S45 =S S23 S34 =9

28、18.3 130 160 = 628.3m6)t45 = S45 /V4 =628.3/25= 25.13s7)56段：第一級減速區(qū)。帶鋼尾端離開最末機架后，到達卷取機前要使帶鋼停住，但若 減速過急，則會使帶鋼在輸出輾道上堆疊，因此當尾端尚未出精軋機組之前，就應(yīng)提前減速到規(guī)定的速度。設(shè)定一級減速末速度為17m/s,a取-1.2m/s2.V6 2V： =2aS568)t56 = (V6 -V5) / a3(3.9)bz S56 =(172 -242)/(-2M 1.2) = 119.58m10)所以， 56t56 =(17 -24)/(-1.2) = 5.83s(3.11)67段：拋鋼。帶鋼離開

29、第三機架開始減速，所以，S67 =(1% +隹)乂&/% = (4.61+3.01)父6/2.23= 20.5m(12)t67 = S67 /V6 = 20.5/17 = 1.21s(3.13)78段：第二級減速區(qū)。取 a4 =-1.2m/s2, V8=10m/s.所以，t78 =M-丫7閉=(10-17)(-1.2) = 8.4s(3/4)89段：由于帶鋼尾部離開粗軋機后開始第二級減速，則從帶鋼尾部離開粗軋機至頭部進入精軋機所經(jīng)歷的時間為：t =2(S G)/(V穿 +V 粗)= 2(120 66.33)/(1.05 + 3) = 26.5s(3.15)其中：S -粗軋機至精軋機的距

30、離范圍是115-135m,取其值120m；Si -末架粗軋機軋出的鋼帶長度 66.33 m；V穿-進第一架精軋機的穿帶速度1.05m/s；V粗-鋼帶出粗軋機的速度3m/sot89 =tt78 =26.58.4 = 18.1s。16)3.3.2、精軋機工作圖表間歇時間：寸=25s精軋機組純軋時間：tzh =t23 +t34 氣45 +t56 +t67 =51.17S（3.17）總延續(xù)時間：Tz =tzh +£ tj =51.17 + 14 = 65.17s（3/8）軋機節(jié)奏時間：T =tzh +N =51.17+25 = 76.17s（3/9）3.4、溫度制度溫度是影響鋼板組織和性能的

31、最主要的因素，要控制鋼板的組織和性能就必須在生 產(chǎn)過程中控制溫度制度，帶鋼熱連軋的溫度控制主要由以下幾部分組成：開軋溫度的 控制；精軋機組終軋溫度的控制；卷取溫度的控制。1 .開軋溫度應(yīng)在不影響質(zhì)量的前提下盡量提高，鋼材生產(chǎn)往往要求一定的組織性能， 故要求一定的終軋溫度，因而開軋溫度的確定必須以保證終軋溫度為依據(jù)，一般來說 ,對于碳素鋼加熱溫度最高溫度常低于固相線 100200 C,而開軋溫度由于從加熱爐 到軋機的溫降，一般比加熱溫度要低，取1150 c左右。2.精軋機組終軋溫度因鋼種不同而不同，它主要取決于產(chǎn)品技術(shù)要求中規(guī)定的組織性能。如果該產(chǎn)品可能在熱軋以后不經(jīng)熱處理就具有這種組織性能，那

32、么終軋溫度的選擇應(yīng)以獲得所需要的組織性能為目的。在軋制亞共析鋼時，一般終軋溫度應(yīng)高于Ar3線的50100 C,以便在終軋以后迅速冷卻到相變溫度，獲得細致的晶粒組織。若終軋溫度過高則會得到粗晶組織和低的機械性能，反之，若終軋溫度低于Ar3線，則有加工硬化產(chǎn)生，使強度提高而伸長率下降。而且要求帶鋼全長終軋溫度均勻一致， 這樣才能保證整條帶的機械性能及厚度的均勻。頭部的終軋溫度一般靠正確設(shè)定精 軋出口速度來保證，而整帶溫度均勻則靠正確控制機組加速度及機架間的噴水量來 實現(xiàn)。精軋機組的開軋溫度由現(xiàn)場經(jīng)驗可得到。3.卷取溫度和精軋溫度一樣決定著產(chǎn)品的機械性能，因此卷取溫度的控制至關(guān)重要，為 了在短時間內(nèi)

33、將帶鋼溫度迅速冷至500780 C,必須在輸出輾道上設(shè)置噴水裝置對帶 鋼進行強制冷卻，在實際過程中卷取溫度的控制就是依靠在精軋以后的層流冷卻水幕 控制，它的控制直接由計算機控制。3.4.1、精軋溫度制度由于帶坯出粗軋后在中間輾道上和進精軋前的除鱗都會有溫降，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，帶坯在精軋除鱗后的頭部溫度 為1021 C ；因為在軋機上完成金相組織轉(zhuǎn)變對厚度控制和機械性能都有不良影響，所以軋制結(jié)束 溫度應(yīng)該控制在奧氏體區(qū)，奧低體向鐵素體轉(zhuǎn)變的起始溫度約為875 c ,設(shè)精軋末架的出口溫度為880 C,以使晶相轉(zhuǎn)變發(fā)生在層流冷卻階段，得到奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的 細化晶粒，提高帶鋼顯微組織性能。由 ti =

34、 t 0 C J - 1 ),工 h i)C = (to tn )hn /(h。 hn )(3.20)其中：to 一開軋溫度；h。一軋前厚度；tn 一軋后溫度；hn 一軋后厚度；得精軋各機架溫度變化如下表：表3.4坯料溫度表F1F2F3F4F5F6F7溫度/C1013.61003.2989.1964.7930.4895.8880.53.4.2、卷取溫度制度卷取溫度也一樣對產(chǎn)品的性能起著決定性的作用。本車間的卷曲溫度一般在570780之間，根據(jù)具體的產(chǎn)品溫度會有所不同。3.5、輻型制度軋輾的彈性變形、輾溫的變化以及軋輾的磨損乃是使工作輾輾縫發(fā)生改變的主要因 素，軋輾磨損有其特定規(guī)律，一般很難隨時

35、間隨意的加以改變，而輾溫與軋輾的彈性 變形則可以通過適當措施人為地隨意加以改變以達到控制的目的。采用合理控制輾溫的 轆型調(diào)整方法稱為調(diào)溫控制法，而以控制軋輾彈性變形為手段的輾型調(diào)整方法則稱為彎 轆控制法。這兩種方法不但能抵償軋制壓力與輾溫波動帶來的不利影響，并且還可能有 效地彌補軋輾磨損對正常輾型的侵蝕。1 .調(diào)溫控制法人為地向軋輾的某些部分供熱或者吸熱，改變輾溫分布，以達到控制輾型的目的，此 法的施行需要有熱源和冷卻劑。如發(fā)現(xiàn)輾身中部溫度過高輾身中部與邊部溫差過大， 則可適當增大中段冷卻劑的流量或削減邊部冷卻劑的供給，以此類推。但是調(diào)溫控制 法并不能很好的滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求，由于軋輾本身熱容

36、量較大，溫升與溫降有較長 的過渡時間，而急冷急熱又極易損壞軋輾，而且調(diào)溫過渡時間也太長， 所以僅僅靠這種緩慢而又不準確的調(diào)溫控制法是不能滿足要求的。2 . LVC輾型控制法LVC（Liner Variable Contour）輾型是一種新型的輾型，具有線性調(diào)節(jié)輾縫凸度的性能，并具有良好的板形控制性能。 其輾型的設(shè)計原理是：以實現(xiàn)輾縫凸度隨板寬變化成線性變化為目的（即在板寬由寬 變窄時輾縫凸度成線性減?。赃B續(xù)變凸度工作輾輾型曲線方程為基礎(chǔ)方程，代入 一定的系數(shù)，從而推出LVC輾型曲線的方程。LVC輾型向輾徑小的一方竄輾時可以增大輾縫凸度，反之向輾徑大 的一方竄輾時可以減小輾縫凸度，這樣可以根

37、據(jù)來料板形情況進行竄輾調(diào)節(jié)，控制板形 質(zhì)量。常規(guī)工作輾輾型進行竄輾的主要目的是使輾型磨損均勻化，這種輾型的竄輾策 略通常是選擇不同的竄輾步長和頻率或選擇不同的竄輾起始位置，對板形的凸度影響 很小。與傳統(tǒng)的常規(guī)工作輾輾型不同,LVC輾型的竄輾策略則是根據(jù)板形調(diào)節(jié)能力的需要，算所需的竄輾量，達到改變板形的效 果。在各機架竄輾量的設(shè)定計算中，對于某些工況很難將精軋出口的目標凸度和目標 平坦度都準確地保持在一個值上，有時為了使軋制過程順利，采用滿足凸度良好的準 則而犧牲機架間帶鋼平坦度。因此，在 板形模型初次設(shè)定LVC 竄輾量后，可制定相應(yīng)的竄輾優(yōu)化策略，即：在將機架精軋出口凸度控制在精度范圍內(nèi)的前提

38、下，可以依次改變各機架的竄輾量，以使各機架問的帶鋼寬度方向的不均勻延伸降低。這一思想曾經(jīng)在彎輾力設(shè)定優(yōu)化中應(yīng)用，由于 LVC輾型的竄輾和彎輾都是用來控制板形，因此可將彎輾力優(yōu)化的思想應(yīng)用在竄輾 優(yōu)化中。目前，LVC工作輾輾型已應(yīng)用在鞍鋼熱軋帶鋼廠 F3F5熱連軋機上，用來 提高板形控制能力，竄輾優(yōu)化策略也在板形控制模型中應(yīng)用。3 . UPC輾型控制法UPC軋機輾型呈雪茄型，沿整個輾身長度磨成偏離輾身中央凸度漸變的形狀，輾身的最大直徑位于輾身中央e處，上下工作輾反向配置，并可做相對的軸向移動。采用 UPC 輾型達到了以下目的：（1）擴大了板凸度控制范圍；（2）重新分布了軋輾磨損；(3)減少了熱凸

39、度變化。隨著帶寬的不同，UPC系統(tǒng)的板凸度控制范圍有很大的變化o當帶鋼寬度增加時，板凸度控制范圍增大。UPC系統(tǒng)在編制軋制計劃時，還具有特別的靈活性。因為工作輾的短行程周期橫移對輾縫形狀影響很小，所以對帶鋼斷面形 狀的影響更是微不足道，這為自由程序軋制創(chuàng)造了條件。4 .PC輾型控制法本次設(shè)計采用了一種新型的輾型制度，即 PC輾。PC輾為PairCross的縮寫，即上下工作輾(包括支撐輾)軸線有一個交叉角度，上下軋輾(平輾),當軸線有交叉角度時將形成一個相當于有輾形的輾縫形狀(相當于軋輾具有正凸度)。PC軋機具有很好的技術(shù)性能：(1)可獲得很寬的板型和凸度控制范圍，調(diào)整輾縫時不會產(chǎn)生工作輾的強制

40、撓度 也不會在工作輾和支持輾間由于邊部撓度產(chǎn)生產(chǎn)生過量的接觸應(yīng)力，與其他軋機相比 ,PC軋機具有最大的凸度控制范圍和控制能力。(2)不需要工作輾磨出原始輾形工作曲線。(3)配合液壓彎輾可進行大壓下量軋制，不受板形限制。PC輾為了得到正凸度輾縫形狀就必須采用帶有負凸度的軋輾。軋輾交叉調(diào)節(jié)出口斷面 形狀的能力相對比較大，但是由于軋輾交叉將產(chǎn)生較大的軸向力，對輾子的磨損很嚴 重，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度。PC軋輾的優(yōu)點是調(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輾的缺點是機構(gòu)復(fù)雜以及軸向力大(達到軋制力的 8%10%),將使軸承壽命縮短，使維

41、護 工作量加大，并增加了軋制力測量的滯后性，采用 PC輾時彎輾力一般不能超過80t。P C軋輾一般用于凸度預(yù)設(shè)定，不用于在線軋制而且 PC輾在應(yīng)用中存在是軋輾磨損的問 題，為此，目前PC軋機都帶有在線磨損裝置以保持輾縫形狀的穩(wěn)定。4、生產(chǎn)設(shè)備校核4.1、 軋制力與軋制力矩4.1.1、 軋制力的計算S.Ekelund公式是用于熱軋時計算平均單位壓力的半經(jīng)驗公式，它適合于熱軋時的計算，公式為:p = (1 m)(k ； )p其中：K溫度和成分對軋制力的影響系數(shù);m一表示外摩擦對單位壓力影響的系數(shù);“一粘性系數(shù)；l平均變形速度，m/s。其中，外摩擦系數(shù):1.6 . R ：h -12 ：hm 二H h

42、平均變形速度:H h(4.3)把m值和名值帶入軋制力的公式，并乘以接觸面積的水平投影，則軋制壓力為BH +Bh ；,1.6f7RIh-1.2ihP =h 7 RAh 1 +2H +hS.Ekelund還給出計算K和”的經(jīng)驗公式K = 14 -0.01t 1.4 C Mn 10M Pa。n =0.01(140.01t )C M10M Pas。式中t一軋制溫度，C；C一以表小碳含量；Mn 一以表小的鈕含量C'一決定于軋制速度的系數(shù)(4.4)f用下列式子計算f = a 1.05 - 0.0005 t對于鋼軋輾a=1 ；對于鑄鐵軋輾a = 0.8表4.1 C '的選擇表軋制速度(m/s

43、)<661010151520C10.80.650.64.1.2、 制力矩的計算軋制力矩可用以下公式計算： M = 2Px jR - h(4.8)其中：P-軋制壓力，t;x一作用點系數(shù)，x=0.3 0.6,薄件小于0.5,取x=0.4。4.1.3、 精軋軋制力和軋制力矩的計算根據(jù)S.Ekelund公式及對各道次軋制力進行計算，其中第一、二、三、四、五、六、七道軋輾為高鍥銘無限冷硬鑄鐵軋輾(a=0.8) o 第一道軋制力計算：'BH = Bh = 1225mm; R = 40mm;, Ah=13mm;H = 32mm; h = 19mm; C =1;v = 2.63;C%=0.2%,

44、 Mn%=0.6%;經(jīng)以上公式計算得 K = 84.92, f =0.4353=0.386;所以，可帶入以上數(shù)據(jù)到軋制力的公式，- -I 22 M 0.386父2.63父衛(wèi) c l 1.6x0.435x40013-1.2x13 1 c4 400P =1225x400x13 1 + 乂 84.92+?-40032 + 19J32+19L.=1 2589t第一道軋制力矩計算：由 M =2PxJR2h 計算，P =1258.9t; x= 0.4; R = 400mm; Ah = 13mm;代入得 M =2 1258.9 0.4 400 131/2 -72.62tm其余道次的計算與第一道次相似，將其列

45、于下表中。表4.2各道次軋制力軋制力矩表HhRTVfKnPMmmmmmmCm/sMpasMpasttm132194001013.62.630.43584.920.3861258.972.6221911.44001003.24.390.44287.650.3981254.566.32311.47.41400989.16.750.44791.230.4211332.754.4547.414.61350964.710.850.45897.550.4471198.447.4354.613.01350930.416.610.467103.30.4731156.337.7463.012.23350895.

46、822.420.476109.20.5041002.522.3872.232350880.5250.482110.40.512845.36.874.2、 軋機設(shè)備校核4.2.1、 精軋機的軋輾強度校核精軋機工作輾為PC輾型，在進行校核時可以將其看做平輾來進行輾身強度計算，在F1-F7中，前三架的軋輾相同，后四架軋輾相同，在進行校核時，可分別計算F1-F3,F4-F7中的軋制力最大的一架。根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計精軋機工作輾材質(zhì)為高鍥銘無限 冷硬鑄鐵，支承輾材質(zhì)為合金鍛鋼。表4.3許用應(yīng)力表許用彎曲應(yīng)力西許用接觸應(yīng)力許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力合金鍛鋼Cr52023065高銘鑄鐵1622065精軋機七架中第一架軋制

47、力最大，所以校核 F1的強度。1、基本參數(shù)(1)、工作輾輾身輾徑：Dg = 800mm 輾身長：1g = 1780mm;輾頸直徑：Dgj = 600mm； 輾頸長度：1g j = 540mm;壓下螺絲間白中心距：ag = 1780+ 1g j =1780+ 540= 2320mm；帶鋼寬度：bg= 1225mm;輾頭厚度：s=(Dg-10) 0.25 =(800 -10) 0.25 =197.5 mm取b:s=1;則輾頭厚度：b=197.5mm表4.4 4與b/s的關(guān)系“與b/s的關(guān)系b/s11.523440.2080.3460.4930.8011.150系數(shù)取： =0.208;(2)四輾板帶

48、軋機的L/D1、l/D2、D2/D1的值表4.5四輾板帶軋機的L/D1、l/D2、D2/D1的值軋機名稱L/ D1l /D2D2 / D1精乳機座2.42.81.31.51.92.1(3)、支承輾輾身輾徑：Dz = 1500mm; 輾身長：lz = 1780mm;輾頸直徑：Dzj = 750mm; 輾頸長度：lzj=750mm；壓下螺絲間的中心距：az =1780 lzj =1780 750 = 2530支承輾輾身長度：bz = 1780 mmNM n = 9549 n式中：n一軸的轉(zhuǎn)速r/min ；N一輸入到軋輾的功率KW0傳動功率N = N總" ° = N總"

49、J 2” 3其中：“1接軸傳動效率取 0.997;7 齒輪座傳動效率取 0.996;%減速器的傳動效率取0.96。2、軋輾強度校核板帶鋼強度驗算特點為：(1)板帶位于軋輾正中，軋制力按均布載荷計算，軸承兩側(cè)的支反力相等;(2)輾徑不變，軋輾危險斷面在輾身中央處；(3)輾頸及輾頭的危險斷面均在傳動側(cè)。(本次設(shè)計傳動側(cè)在工作輾)由于最大彎曲應(yīng)力矩發(fā)生在輾身中間，故此處為危險點，應(yīng)校核此處的彎曲應(yīng)力。(I)、支承輾強度校核(i)輾身強度校核Pz由于四輾軋機支承輾與工作輾承受彎矩之比等于直徑之比的四次方，其彎曲力和Pg的分配也一樣，即:PzPg閨：修卜85(4.10)且 P =Pz + Pg =125

50、8.9t ,因止匕，Pz=817.2t, Fg=441.7t。由公式:(4.11)(ii)MzjMzMz =817.2 10由公式3.35 108一一 30.1 14003、輾徑強度校核Mzjaz=Pz bz2530 17803.35 108.kg.mm ;CT_ 30.1Dz1.22 kg / mm2 < k =20 kg / mm23817.2 10750=1.53父108 kg.mm;1.58 108(4.12)0.1Dzj '0.1 7503= 3.75 kg/mm2 < h 】=20kg/mm2;故支承輾強度滿足要求。(II)、工作輾強度校核(i)、輾身強度校核(

51、JMgag _ bg= 441.7 1032320 1400= 0.51 108kg.mm3 ，0.1Dg0.51 1080.1 80032= 0.99 kg/mmI； I=20kg/mm2;故工作輾輾身強度滿足要求。(ii)、輾徑強度校核輾頸處既有彎曲又有扭轉(zhuǎn)，軋輾材質(zhì)為鑄鐵軋輾應(yīng)按第二強度理論校核3_巳 lgj 441.7 10540= 2222= 5.96 107kg.mmMl =9549 n= 9549 X 7500 黑103 -10 = 7.16x107 kg mm1000.1 D；5.96 1030.1 6002=2.76 kg / mmMl 7.16 107, ,2=3 =3 =

52、3.31 kg / mm0.2 Daj0.2 600gj第二強度理論公式：(4.13)；=p =0.375。0.625； 4.：0P =0.375 2.76 0.6252.762 4 3.312 = 4.6 kg / mm2I ')=20kg/mm2故工作輾輾頸強度滿足要求。(iii)輾頭強度校核軋輾傳動端輾頭只承受扭矩，輾頭受力情況是屬于非圓截面扭轉(zhuǎn)問題，有理論分析 結(jié)果得知，最大剪切應(yīng)力發(fā)生在中點處。(4.14)_ M _ M n. max - W n 一s3M n = 9549 父 N =9549父7500父103 10 = 7.16父107 kgmm n100n =0.208 , s = (Dg 10) m 0.25 =(80010)M0.25 = 197.5mm則計算得到 ax = 7.1610 3 =44.7 < & 】=65kg/mm2 0.208 197.53故輾頭強度滿足要求(III)、工作輾與支承輾接觸應(yīng)力校核(i)、工作輾與支承輾問的法向正應(yīng)力(最大值位于接觸表面中部)赫茲公式:max(4.15)式中 q：接觸表面單位長度上的負荷，kg.mm ;。,2 :工作輾與支承輾的半徑，mm;ki,k2：與軋輾材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)；其中1 -葉L