年產(chǎn)200萬噸1700熱軋帶鋼生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)200萬噸1700熱軋帶鋼生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：成型2班學(xué)院：冶金與能源學(xué)院i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(biāo)志，也反映了一個(gè)國家工業(yè)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平。建設(shè)現(xiàn)代化的熱軋寬帶鋼軋機(jī)要滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)熱軋板品種質(zhì)量的要求。最終產(chǎn)品的質(zhì)量取決于連鑄坯的質(zhì)量，傳統(tǒng)厚度的板坯連鑄工藝明顯優(yōu)于薄板坯連鑄工藝。薄板坯連鑄連軋更適于生產(chǎn)中低檔板材品種，在薄規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)方面具有明顯優(yōu)勢。為了滿足高質(zhì)量和高性能板材要求，采用厚板坯常規(guī)連軋生產(chǎn)方式更合理?；谶@些考慮，本次設(shè)計(jì)結(jié)合唐鋼1700mm、本鋼1700mm、寶鋼1580mm、鞍鋼1780mm熱軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)了200萬噸的1700mm常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線。在此設(shè)計(jì)中詳細(xì)地介紹了加熱、粗軋、熱卷取、精軋、冷卻、卷取等一系列過程。其中精軋機(jī)選用六架大斷面牌坊和高噸位軋制力軋機(jī)，采用PC軋機(jī)、工作輥正彎輥(WRB)技術(shù)和厚度自動(dòng)控制(AGC)等技術(shù)來控制板型和厚度。另外，為提高軋件溫度，減少頭尾溫差，在精軋前采用無芯軸隔熱屏熱卷箱。設(shè)計(jì)中涉及的技術(shù)參數(shù)大部分取自現(xiàn)場的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，用到的部分公式也是來自于實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)公式。關(guān)鍵詞：常規(guī)熱連軋；熱卷箱；層流冷卻；厚度自動(dòng)控制Thehotstripproductiontechniquelevelnotonlyisaimportantmarkingofthemetallurgyindustryproducedevelopmentlevel,butalsoreflectalevelofthenationalindustryandsciencetechnique.Thenewmodernizationalhotwiderollingmillsshouldsatisfytherequestofmodernindustrytohotstripspeciesquality.Thequalityofendproductisbyallmeansdecidedbyqualityofcontinouscastingslab.Thecontinouscastingslaboftraditionalthicknessisobviouslybetterthanthinslabcontinouscastingandrolling.Thinslabcontinouscastingandrollingissuitabletoproducemediumlowfiletimeplankmaterialspeciesandhaveobviousadvantageatthethinspecificationproduct.Forsatisfyingtherequestofobtainingthehighqualityandhighperformancestrip,thickslabcontinouscastingproducemethodisconsideredmorereasonable!steel1580andAnsteel1780hotrollingproductionlinetodesign2.0miltraditionalhotcontinuousrollingworkshop.Inthispaperitisdetaillyintroducedtheheatfurnace,theroughrolling,thehotcurl,thefinishrolling,thelaminarcooling,thecurlandAmongthem,Thefinishingmillstillselectedthebigcrosssectionmemorialarchandthehightonnagerollingstand,andchoosedPCmill,workrollbendtechniqueandautomaticgaugecontroltocontrolstripshapeandthickness.Moreover,inordertoraisethetemperatureofrollingmetalandreducethedifferencetemperaturebetweentailandheadofrollingmetal,Iestablishahotcurlboxbetweentheroughrollingandthefinishingrolling.Thecoefficientinthisdesignandpartsofformulascomefromactualexperience.Keywords:convensionalcontinuousrolling,thelaminarcooling,automaticgaugecontrol 11文獻(xiàn)綜述 21.1熱軋板帶鋼發(fā)展歷史 21.1.1熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史 21.1.2我國熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史 21.2熱連軋技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 31.2.1帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步 31.2.2熱帶鋼裝備技術(shù)進(jìn)步 51.3我國熱軋板帶鋼發(fā)展趨勢 51.3.1近代熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要趨向 51.3.2我國熱帶軋機(jī)的發(fā)展趨勢 61.4熱軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及其特點(diǎn) 71.4.1常規(guī)熱連軋工藝 7 71.5熱軋板帶新生產(chǎn)工藝對(duì)軋機(jī)裝備的要求 81.5.1板形、板厚控制技術(shù)在新生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用 81.5.2除鱗技術(shù)的發(fā)展 92建廠依據(jù)及產(chǎn)品大綱 2.1建廠依據(jù) 2.1.1可行性研究 2.1.2地理與資源 2.2產(chǎn)品大綱 2.2.1坯料 2.2.2產(chǎn)品規(guī)格 2.2.3鋼種方案 3車間布置及主要設(shè)備選擇 3.1車間布置及設(shè)備選用的原則 3.2主要設(shè)備選擇 3.2.1板坯寬度側(cè)壓設(shè)備 3.2.2軋制總道次的確定 3.2.3粗軋機(jī) 3.2.4保溫裝置 22 243.2.6壓下裝置 293.2.7活套裝置 4典型產(chǎn)品壓下規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1概述 4.2各道次出口厚度及壓下量的確定 4.2.1粗軋機(jī)的壓下量分配原則 4.2.2精軋機(jī)的壓下量分配原則 4.2.3綜合分析 4.3軋機(jī)咬入的校核 4.4確定軋制速度制度 4.4.1粗軋機(jī)速度制度 4.4.2精軋機(jī)速度制度 4.5確定軋制溫度制度 4.5.1粗軋各道次溫度確定 4.5.2精軋各道次溫度確定 4.6力能參數(shù)的計(jì)算 4.6.1軋制力的計(jì)算和空載輥縫的設(shè)定 4.6.2軋制力矩的計(jì)算 414.6.3附加摩擦力矩的計(jì)算 434.6.4空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 444.6.5動(dòng)力矩的計(jì)算 454.7層流冷卻對(duì)溫度的控制及大致的冷卻速率的確定 465軋輥強(qiáng)度和主電機(jī)能力的校核 475.1軋輥強(qiáng)度的校核 475.1.1支撐輥的校核 475.1.2工作輥的校核 485.1.3工作輥與支撐輥間的接觸應(yīng)力 5.2主電機(jī)能力的校核 5.2.1軋制過程中靜負(fù)荷圖的制定 5.2.2主電機(jī)的校核 6年產(chǎn)量的計(jì)算及軋制圖表 6.1軋鋼機(jī)年產(chǎn)量的計(jì)算 6.1.1軋鋼機(jī)年產(chǎn)量的計(jì)算 6.1.2軋鋼機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量的計(jì)算 6.1.3軋鋼車間年產(chǎn)量的計(jì)算 6.2軋鋼機(jī)工作圖表的制定 6.2.1軋制圖表的基本形式及其特征 6.2.2軋機(jī)工作圖表的制定 7輔助設(shè)備的選擇 7.1加熱爐的選擇 7.1.1加熱能力的確定 7.1.2爐子數(shù)量的確定 7.1.3爐子尺寸的確定 7.2除磷裝置的選擇 7.2.1除磷的必要性 7.2.2各種除磷方式的比較 7.2.3本次設(shè)計(jì)除磷裝置的選擇 7.3剪切設(shè)備的選擇 7.4帶鋼冷卻裝置 7.5卷取設(shè)備的選擇 7.6輥道的選擇 7.7活套支撐器 7.7.1概述 7.7.2活套支撐器的相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 7.8控制設(shè)備 7.8.1厚度控制 7.8.2板形控制 7.8.3寬度控制 8軋鋼車間平面布置及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 8.1軋鋼車間平面布置 8.1.1軋鋼車間平面布置的原則 8.1.2金屬流程線的確定 8.2車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 8.2.1各類材料消耗指標(biāo) 8.2.2綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 9分析可行性及介紹設(shè)計(jì)優(yōu)勢 參考文獻(xiàn) 1板帶產(chǎn)品的技術(shù)要求具體體現(xiàn)為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，包括四個(gè)方面12|:(1)尺寸精度高。板帶鋼一般厚度小、寬度大，厚度的微小波動(dòng)將引起使用性能和金屬消耗的巨大變化，板帶必須具備高精度尺寸。(2)無板形缺陷。板帶越薄，對(duì)板形不均的敏感性越大。(3)保證表面質(zhì)量。板帶表面不得有氣泡、結(jié)疤、拉裂、刮傷、折疊、裂縫、夾雜和氧化鐵皮壓入。(4)具備優(yōu)良性能。板帶鋼的性能要求主要包括機(jī)械性能、工藝性能和某些鋼板的特殊物理或化學(xué)性能。(1)連鑄坯熱裝和直接熱裝。該技術(shù)要求煉鋼和連鑄機(jī)穩(wěn)定生產(chǎn)無缺陷板坯；熱軋車間最好和連鑄機(jī)直接連接，以縮短傳送時(shí)間；在輸送輥道上加設(shè)保溫罩及在板坯庫中設(shè)保溫坑；板坯庫中要具有相應(yīng)的熱防護(hù)措施。(2)板坯定寬壓力機(jī)?？蛇B續(xù)進(jìn)行板坯側(cè)壓，運(yùn)行時(shí)間短，效率高，板坯溫降小，側(cè)壓后板坯頭尾形狀好，狗骨斷面小，板坯減寬側(cè)壓有效率達(dá)90%以上。(3)粗軋機(jī)短行程控制和寬度自動(dòng)控制。經(jīng)立輥寬度壓下及水平輥厚度壓下后板坯頭尾部將發(fā)生失寬現(xiàn)象。根據(jù)其失寬曲線采用與該曲線對(duì)稱的反函數(shù)曲線,使立輥軋機(jī)的輥縫在軋制過程中不斷變化。這樣軋出的板坯再經(jīng)水平輥軋制后，頭尾部失寬量減少。(4)中間坯保溫技術(shù)和邊部感應(yīng)加熱技術(shù)。中間坯長度可達(dá)80～90m,進(jìn)精軋機(jī)軋制過程中為減少帶坯頭尾溫差，設(shè)置保溫罩是簡單有效的技術(shù)。精軋機(jī)組前的帶坯邊部電感應(yīng)加熱器是針對(duì)軋制薄規(guī)格產(chǎn)品和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼特殊品種設(shè)置的。從我國目前板帶市場需求情況和生產(chǎn)能力來看，熱軋板的生產(chǎn)能力大大高于冷軋能力。采用常規(guī)板坯連鑄、熱送熱裝和直接軋制工藝，可穩(wěn)定生產(chǎn)以汽車面板為代表的高檔板材品種，除生產(chǎn)工藝成熟、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量高外，還可縮短工藝流程，降低生產(chǎn)成本。選擇這種工藝方案，熱軋板品種質(zhì)量定位很高，品種齊全，尤其是生產(chǎn)超深沖鋼、高強(qiáng)度鋼、奧氏體不銹鋼、高鋼級(jí)管線鋼等時(shí)適宜采用厚板坯常規(guī)熱連軋工藝。但由于連鑄和熱連軋生產(chǎn)線的投資比例一般約為連鑄20%,軋機(jī)80%,熱連軋機(jī)是決定規(guī)模和投資的主要因素。從生產(chǎn)規(guī)模看，要充分發(fā)揮熱連軋機(jī)的生產(chǎn)能力，必須配備足夠生產(chǎn)能力的輔助設(shè)備和確保連鑄坯的質(zhì)量和供應(yīng)量。采用連鑄、煉鋼、軋鋼生產(chǎn)計(jì)劃的計(jì)算機(jī)一體化管理系統(tǒng)，以保證物流匹配，使投資效益最大化。21文獻(xiàn)綜述1.1熱軋板帶鋼發(fā)展歷史熱軋板帶鋼軋機(jī)的發(fā)展已有70多年歷史，汽車工業(yè)、建筑工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等的發(fā)展，使得熱軋及冷軋薄鋼板的需求量不斷增加，從而促使熱軋板帶鋼軋機(jī)的建設(shè)獲得了迅速和穩(wěn)定的發(fā)展。從提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品尺寸精度、節(jié)能技術(shù)、提高成材率和板形質(zhì)量、節(jié)約建設(shè)投資、減少軋制線長度實(shí)現(xiàn)緊湊化軋機(jī)布置到熱連軋機(jī)和連鑄機(jī)的直接連接布置，熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)歷了不同的發(fā)展時(shí)期[4]。1960年以前建設(shè)的熱帶鋼軋機(jī)稱第一代熱帶鋼軋機(jī)。這一時(shí)期熱帶鋼軋機(jī)技術(shù)發(fā)展比較緩慢，其中最重要的技術(shù)進(jìn)步是將厚度自動(dòng)控制(AGC)技術(shù)應(yīng)用于精軋機(jī)，從根本上改善了供給冷軋機(jī)的原料板帶鋼的厚度差。20世紀(jì)六、七十年代是熱軋板帶鋼軋機(jī)發(fā)展的重要時(shí)期。同時(shí)連鑄技術(shù)發(fā)展成熟，促使熱連軋機(jī)從最初使用鋼錠到使用連鑄坯，從而大幅度提高產(chǎn)量并能夠?yàn)槔滠垯C(jī)提供更大的鋼卷。熱軋板帶鋼軋機(jī)的生產(chǎn)工藝過程是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化控制技術(shù)最發(fā)達(dá)的工序。60年代后新建的熱帶鋼軋機(jī)很快采用了軋制過程計(jì)算機(jī)控制，將熱軋板帶鋼軋機(jī)的發(fā)展推向一個(gè)新的發(fā)展階段，這一時(shí)期新建的軋機(jī)稱為第二代熱帶鋼軋機(jī)。1969年至1974年在日本和歐洲新建的軋機(jī)稱為第三代熱帶鋼軋機(jī)。20世紀(jì)80年代，板帶鋼生產(chǎn)更加注重產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于低凸度帶材需求量不斷增長，這使板帶鋼板形控制技術(shù)成為熱軋板帶鋼軋制技術(shù)重要課題之一。90年代，熱軋板帶鋼在工藝方面有重大突破，1996年日本川崎鋼鐵公司成功開發(fā)無頭連續(xù)軋制板帶鋼技術(shù)，解決了在常規(guī)熱連軋機(jī)上生產(chǎn)厚度0.8～1.2mm超薄帶鋼一系列技術(shù)難題。熱連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品規(guī)格最薄達(dá)0.8mm,但實(shí)際生產(chǎn)中并不追求軋制最薄規(guī)格，因?yàn)楸∫?guī)格生產(chǎn)的故障率高，輥耗大，噸鋼酸洗成本高等。待技術(shù)發(fā)展到故障率等降低我國熱連軋帶鋼的發(fā)展，大體經(jīng)歷了三個(gè)階段3]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(gè)時(shí)期熱軋板帶鋼軋機(jī)建設(shè)只能靠國家投入，由于資金、技術(shù)等限制，軋機(jī)水平參差不齊。31989投產(chǎn)的寶鋼2050mm軋機(jī)代表了當(dāng)時(shí)國際先進(jìn)水平，采用了一系列最先進(jìn)的熱連軋生產(chǎn)技術(shù)。但是，這個(gè)時(shí)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(jī)、梅鋼1422mm軋機(jī)),整體技術(shù)水平相對(duì)落后，在安裝過程中進(jìn)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(jī)投產(chǎn)：1980年投產(chǎn)的本鋼1700mm軋機(jī)和1992年投產(chǎn)的攀鋼1450mm產(chǎn)品與國際水平差距較大。但在當(dāng)時(shí)條件下，這幾套軋機(jī)滿足了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，同時(shí)培養(yǎng)了一大批技術(shù)人才。第二階段，全面提高技術(shù)水平，瞄準(zhǔn)世界最高、最新技術(shù)，全面引進(jìn)階段。20世紀(jì)90年代以后，各大企業(yè)均以引進(jìn)國外最先進(jìn)技術(shù)為主。如1999年投產(chǎn)的鞍鋼1780mm軋機(jī)、1996年投產(chǎn)的寶鋼1580mm軋機(jī),是世界傳統(tǒng)熱連軋帶鋼軋機(jī)最先進(jìn)水平的代表，除通?，F(xiàn)代化軋機(jī)采用的先進(jìn)技術(shù)以外，還采用了軋線與連鑄機(jī)直接連間輥道保溫技術(shù)和帶坯邊部感應(yīng)加熱技術(shù)，軋機(jī)全部采用交流同步電機(jī)和GTO電源變換器及4級(jí)計(jì)算機(jī)控制，精軋機(jī)采用了全液壓壓下及AGC技術(shù)。國內(nèi)還引進(jìn)了三套薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，即1999年投產(chǎn)的珠鋼1500mm薄板坯生產(chǎn)線、邯鋼1900mm薄板坯生產(chǎn)線和2001年投產(chǎn)的包鋼1750mm薄板坯生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線是當(dāng)時(shí)世界最先進(jìn)的薄板坯生產(chǎn)線。這些生產(chǎn)線的引進(jìn)使我國擁有了新一代熱連軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)。第三階段，這個(gè)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(jì)快速發(fā)展，對(duì)鋼材需求不斷增加，因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)寬帶鋼作為今后發(fā)展的重點(diǎn)，或引進(jìn)或采用國產(chǎn)技術(shù)，或建設(shè)傳統(tǒng)熱連軋寬帶鋼軋機(jī)或建設(shè)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。同時(shí)，這個(gè)階段對(duì)引進(jìn)的二手軋機(jī)和原技術(shù)較落后的國產(chǎn)軋機(jī)進(jìn)行了全面技術(shù)改造，使其達(dá)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(qiáng)度冷卻技術(shù)、新型卷取機(jī)等，在一些軋機(jī)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(jìn)水平之列。最近十幾年，熱連軋技術(shù)有了很大的進(jìn)步，在熱軋帶鋼軋機(jī)布置形式的發(fā)展方面，總結(jié)起來，主要有六種形式：41.典型的傳統(tǒng)熱帶鋼連軋機(jī)組，這種機(jī)組通常是2架粗軋機(jī)，7架精軋機(jī)卷取機(jī)，年總產(chǎn)量350～550萬t,生產(chǎn)線的總長度400～500m,有一些新建的機(jī)組裝備了定寬壓力機(jī)(SP)。這類軋機(jī)采用的鑄坯厚度通常為200～250mm,特點(diǎn)是產(chǎn)量高，自2.緊湊型的熱連軋機(jī)，通常機(jī)組的組成為1架粗軋機(jī)，1臺(tái)中間熱卷箱，5～6架精軋機(jī)，1～2臺(tái)地下卷取機(jī)，生產(chǎn)線長度約300m,年產(chǎn)量200～300萬t。采用的鑄坯厚度速軋制(軋制速度14m/s左右)。3.新型的爐卷軋機(jī)機(jī)組，通常采用1臺(tái)粗軋機(jī)，1臺(tái)爐卷軋機(jī)，1～2臺(tái)地下卷取機(jī)，產(chǎn)量約100萬t,其中有的生產(chǎn)線可以生產(chǎn)中板也可以生產(chǎn)熱軋板卷，主要用于不銹鋼4.熱軋帶鋼的另一生產(chǎn)形式是薄板坯連鑄連軋，按結(jié)晶器的形式不同，分別有多種形式，如SMS開發(fā)的CSP、DANIE產(chǎn)量120～200萬t,軋機(jī)的布置形式有粗軋加精軋為2+5布置，1+6布置，也有7架精軋機(jī)組成的生產(chǎn)線。薄板坯連鑄連軋的特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品強(qiáng)度高、溫度與性能均勻性好，但是表面質(zhì)量、潔凈度控制方面比傳統(tǒng)厚板坯的難度大。5.國外發(fā)展的無頭(半無頭)軋制技術(shù)，日本是在傳統(tǒng)的粗軋機(jī)后設(shè)立熱卷箱，飛焊機(jī)，把中間坯前一坯的尾部和下一坯的頭部焊接在一起，進(jìn)入精軋機(jī)組時(shí)形成無頭的帶鋼進(jìn)行軋制，在卷取機(jī)前再由飛剪剪斷，該生產(chǎn)線可以20m/s的速度軋制生產(chǎn)0.8～1.3mm厚的帶鋼。德國發(fā)展的是半無頭軋制技術(shù)，他們利用薄板坯連鑄連軋的生產(chǎn)線，鑄造較長的鑄坯，如200m,進(jìn)人精軋，并且軋后進(jìn)行剪切，在精軋機(jī)組中形成有限的無頭連軋。這種生產(chǎn)線的特點(diǎn)是適合于穩(wěn)定生產(chǎn)薄規(guī)格的帶鋼，減少了薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)中的軋廢和工具損失。歐洲還在開發(fā)基于薄板坯連鑄連軋技術(shù)的無頭軋制技術(shù)，通過進(jìn)一步提高鑄坯的拉速，使連軋機(jī)和連鑄機(jī)的速度得到匹配，實(shí)現(xiàn)真正的連鑄連軋。6.正在開發(fā)的生產(chǎn)熱帶鋼的技術(shù)是薄帶直接連鑄并軋制的技術(shù)，鋼水在2個(gè)輥中鑄成5～6mm的帶鋼，經(jīng)過1架或2架軋機(jī)進(jìn)行小變形的軋制和平整，生產(chǎn)出熱帶鋼卷。歐洲、日本和澳大利亞都進(jìn)行過類似的試驗(yàn)，2004年美國NUCOR建立了工業(yè)試驗(yàn)廠，德國的THYSSEN-KRUPP也建立了相同的試驗(yàn)工廠，據(jù)介紹年產(chǎn)50萬t的帶鋼廠已經(jīng)試驗(yàn)成功，但是關(guān)于生產(chǎn)的穩(wěn)定性、成本、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品范圍和應(yīng)用領(lǐng)域的5進(jìn)一步報(bào)道尚未見到。現(xiàn)在熱連軋機(jī)很多的技術(shù)發(fā)展依然集中在板形、厚度精度、溫度與性能的精準(zhǔn)控制、表面的質(zhì)量控制等方面，比如廣泛使用的強(qiáng)力彎輥(WRB)系統(tǒng)、工作輥竄輥(HCW、CVC)和對(duì)輥交叉(PC)技術(shù)，工作輥的精細(xì)冷卻、高精度的數(shù)學(xué)模型的不斷改進(jìn)等，都使熱軋產(chǎn)品的質(zhì)量不斷提高。值得提出的新型軋機(jī)技術(shù)是日本2000年發(fā)明的在熱連軋機(jī)組的最后3個(gè)機(jī)架上采用單輥驅(qū)動(dòng)和不同輥徑工作輥軋制技術(shù)(SRDD),該技術(shù)是軋制中驅(qū)動(dòng)大直徑的下工作輥(直徑620mm),而較小直徑的上工作輥從動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是軋制中有剪應(yīng)力產(chǎn)生，降低軋制力、減少邊降和增大壓下量。在國內(nèi)稱為異步軋制技術(shù)，國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)也表明，該生產(chǎn)方法對(duì)降低軋制力有明顯的效果。在目前的情況下用低溫大變形生產(chǎn)超細(xì)晶粒鋼和超高強(qiáng)度鋼，這種設(shè)備是很有效的，但是關(guān)于質(zhì)量、穩(wěn)定性等方面尚無進(jìn)一步的報(bào)道。所有新建的軋機(jī)都有完善的檢測技術(shù)和手1.3我國熱軋板帶鋼發(fā)展趨勢1.3.1近代熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要趨向]1.熱軋板帶材短流程、高效率化。這方面的技術(shù)發(fā)展主要可分兩個(gè)層次：(1)常規(guī)生產(chǎn)工藝的革新。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(xiàng)消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，不僅充分利用連鑄板坯為原料，而且不斷開發(fā)和推廣應(yīng)用連鑄板坯直接熱裝與直接軋制技術(shù)。(2)薄板坯和薄帶坯的連鑄連軋和連續(xù)鑄軋技術(shù)是近十年來興起的冶金技術(shù)的大革命，隨著這一技術(shù)的逐步完善，必將成為今后建設(shè)熱軋板帶材生產(chǎn)線的主要方式。2.生產(chǎn)過程連續(xù)化。近代熱軋生產(chǎn)過程實(shí)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.采用自動(dòng)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(xiàng)重要指標(biāo)。由于液壓壓下厚度自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)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(截面)和平直度(板形)的控制技術(shù)往往尚感不足，還急待開發(fā)研究。為此而出現(xiàn)了各種高效控制板形的軋機(jī)、裝備和方法。這是近代板帶軋制技術(shù)研究開發(fā)最活躍的一個(gè)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6的組織性能和質(zhì)量。利用錳、硅、釩、欽、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。近年來，由于工業(yè)發(fā)展的需要，對(duì)不銹鋼板、電工鋼板(硅鋼片)、造船鋼板、深沖鋼板等生產(chǎn)技術(shù)的提高特別注意。各種控制鋼板組織性能的技術(shù)，包括對(duì)組織性能預(yù)報(bào)控制技術(shù)得到了開發(fā)研究和重視。1.3.2我國熱帶軋機(jī)的發(fā)展趨勢1.熱軋帶鋼軋機(jī)建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展。近年我國熱連軋帶鋼生產(chǎn)發(fā)展極其迅速，邯鋼、南鋼、安鋼、武鋼、宣鋼、承鋼等也正在規(guī)劃建設(shè)熱帶軋機(jī)。如果所有軋機(jī)全部建成，產(chǎn)能得到發(fā)揮，則帶鋼產(chǎn)量將很可觀，我國鋼材板帶比低、薄板長期供不應(yīng)求的狀況將根本改變。2.軋機(jī)的國產(chǎn)化率逐步提高。進(jìn)入21世紀(jì)以后，除熱連軋帶鋼產(chǎn)量大幅度提高、軋機(jī)建設(shè)快速發(fā)展以外，軋機(jī)國產(chǎn)化問題也有了長足進(jìn)步。目前由國外總承包的項(xiàng)目國產(chǎn)化率普遍達(dá)到70%以上，有的達(dá)到90%。而且一些項(xiàng)目已做到全部國產(chǎn)化，如鞍鋼1700、2150mm軋機(jī)、濟(jì)鋼1700mm軋機(jī)、萊鋼1500mm軋機(jī)、新豐1700mm軋機(jī)、唐鋼1700mm軋機(jī)等，由國內(nèi)總承包，裝備全部國內(nèi)設(shè)計(jì)制造，少量關(guān)鍵件在國外自主采購。從表1可看出，在已投產(chǎn)的20套軋機(jī)中，國產(chǎn)的僅有2套，占1/10;但正在建設(shè)的16套軋機(jī)中已有7套完全采用國內(nèi)技術(shù)裝備，占44%。這是一個(gè)很大的進(jìn)步。國內(nèi)裝備雖然在整體技術(shù)水平上與外國先進(jìn)水平有一定差距，但已達(dá)到較高水平，以鞍鋼1700mm軋機(jī)為例，其質(zhì)量水平與其1780mm軋機(jī)相差不大。國產(chǎn)裝備的另一優(yōu)勢是價(jià)格優(yōu)勢。如引進(jìn)國外的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線一般需投資20～23億人民幣，但采用國產(chǎn)中等厚度薄板坯僅需15～17億人民幣，其產(chǎn)量與國外生產(chǎn)線基本相同。3.世界最新技術(shù)不斷被采用。目前國內(nèi)已建和在建熱軋生產(chǎn)線中采用了許多最新技術(shù)，如半無頭軋制技術(shù)，其在國外剛開發(fā)不久，國內(nèi)已有多條生產(chǎn)線采用或預(yù)留(唐鋼、馬鋼、漣鋼、本鋼、通鋼等);如高性能控制器，西門子剛推出新一代閉環(huán)工藝與傳動(dòng)控制器TDC,國內(nèi)已有太鋼1549mm軋機(jī)、武鋼2250mm軋機(jī)采用，北京科技大學(xué)國家軋制中心承擔(dān)的萊鋼1500mm軋機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)也采用了該控制器，使我國緊跟國外最先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展。事實(shí)表明，在采用最新技術(shù)方面熱連軋領(lǐng)域已處于國際前沿水平。71.4熱軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及其特點(diǎn)常規(guī)厚板坯熱連軋生產(chǎn)工藝具有諸多特點(diǎn)：(1)生產(chǎn)能力大；(2)產(chǎn)品品種規(guī)格范圍寬、產(chǎn)品精度高、質(zhì)量穩(wěn)定，規(guī)格可覆蓋全部板材產(chǎn)品，產(chǎn)品最寬可達(dá)2000mm以上，最薄可達(dá)112mm(采用無頭軋制),可生產(chǎn)包括汽車板、家電板、硅鋼、管線板、造船板、容器板等高純凈度、高精度和高強(qiáng)度的全部熱軋產(chǎn)品；(3)生產(chǎn)效率高、成材率高、自動(dòng)化程度高；(4)壓縮比大于其他各種工藝；(5)近年來常規(guī)板坯連鑄和熱連軋工藝取得突破性進(jìn)展，包括連鑄坯熱送熱裝和直接軋制技術(shù)、無頭軋制技術(shù)、連鑄板坯結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù)、定寬壓力機(jī)調(diào)寬技術(shù)等。因此目前這種生產(chǎn)工藝仍是大型或特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)建設(shè)熱軋寬帶鋼軋機(jī)的首選。由于連鑄連軋工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、工藝流程長、占地面積大、能耗較高，因此生產(chǎn)成本相對(duì)較高；生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高檔產(chǎn)品時(shí)，需配備技術(shù)含量高的煉鋼、精煉和連鑄設(shè)施，投資相應(yīng)增大；此外，生產(chǎn)超薄帶由于薄板坯(厚度為50mm)連鑄連軋時(shí)鑄坯薄、拉速高，易產(chǎn)生縱向裂紋，因而造成板坯表面質(zhì)量差，組織不均勻，限制了很多品種的生產(chǎn)。在對(duì)于表面光潔度要求不高的場合下，其產(chǎn)品能夠部分取代冷軋產(chǎn)品，省去冷軋各個(gè)環(huán)節(jié)。尤其坯料連續(xù)鑄造后，在軋制前僅有一次補(bǔ)熱，生產(chǎn)過程得到簡化，降低了成本。為了擴(kuò)大生產(chǎn)品種，將出結(jié)晶器的鑄坯厚度增加到90mm,經(jīng)軟壓下后減薄到70mm,形成中薄板坯連鑄連軋的生產(chǎn)方式，可實(shí)現(xiàn)鐵素體軋制，能生產(chǎn)包晶鋼等。中厚板坯連鑄連軋也是在薄板坯連鑄的基礎(chǔ)上，將鑄坯厚度增至90～150mm,軋制工藝和設(shè)備配置接近常規(guī)工藝，使帶坯溫度和性能更均勻，生產(chǎn)品種不斷擴(kuò)大，逐步接近常規(guī)工藝生產(chǎn)的品種范圍。薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝具有的特點(diǎn)是：(1)生產(chǎn)能力適中，適合中型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)板材，2流連鑄機(jī)經(jīng)濟(jì)規(guī)?？蛇_(dá)250萬t左右；(2)布置緊湊、設(shè)備重量輕、廠房面積小、流程短、能源和動(dòng)力消耗較少、生產(chǎn)運(yùn)行成本較低；(3)采用半無頭軋制工藝,適合批量生產(chǎn)1.5mm以下薄規(guī)格熱軋板,實(shí)現(xiàn)“以熱代冷”;(4)生產(chǎn)一般用途板材和超薄帶鋼的市場競爭力較強(qiáng)。由于薄板坯連鑄拉坯速度較高,因而鑄坯易產(chǎn)生橫向角裂和表面縱裂等缺陷,使帶鋼表面質(zhì)量不及常規(guī)工藝產(chǎn)品水平；此外，也不利于生產(chǎn)要求壓縮比較大的品種。目前，薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的產(chǎn)品只能覆蓋板材品種的70%～80%,8還有相當(dāng)一部分產(chǎn)品,如汽車面板、超深沖板和表面質(zhì)量要求高的板材、高鋼級(jí)管線板、奧氏體不銹鋼板、部分高碳鋼板等尚處于開發(fā)試驗(yàn)階段。鑒于此，世界上已投產(chǎn)的40多條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，中低檔產(chǎn)品約占80%。中等厚度板坯連鑄連軋工藝的拉坯速度處于薄板坯與傳統(tǒng)厚板坯之間，連鑄坯內(nèi)在質(zhì)量有很大提高，板材質(zhì)量優(yōu)于薄板坯工藝。因此學(xué)術(shù)界認(rèn)為，該工藝在理論上生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量有可能與常規(guī)工藝1.5熱軋板帶新生產(chǎn)工藝對(duì)軋機(jī)裝備的要求19熱帶鋼連軋機(jī)在現(xiàn)代軋鋼工藝中可以認(rèn)為是比較成熟的技術(shù)和設(shè)備，裝備的發(fā)展也是圍繞著上述的一些新工藝進(jìn)一步優(yōu)化的過程，傳統(tǒng)的熱軋工藝與上述的一些新工藝相比，除在設(shè)備布置上帶來變化之外，在溫度制度、速度制度、變形制度上也有所變化，這些變化對(duì)軋機(jī)裝備的設(shè)計(jì)提出了新的要求。薄板坯連鑄連軋工藝的溫度制度，較傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝有較大不同，板坯溫度均勻，溫差不大于10℃,且在軋制過程中板坯頭部進(jìn)入軋機(jī)，板坯的其他部分仍在爐內(nèi)保溫，不存在溫降問題。傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn)，由于在軋制過程中存在溫度降，為避免因溫度降造成的頭尾溫差，產(chǎn)生的厚度精度差，板形不好和性能不均勻一致等質(zhì)量問題，在軋制過程中必須要升速軋制。而薄板坯連鑄連軋工藝，不存在上述問題，軋機(jī)生產(chǎn)能力遠(yuǎn)大于連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力，即使兩臺(tái)連鑄機(jī)供坯，軋機(jī)的生產(chǎn)能力也是有富裕的。因此沒有必要進(jìn)行升速軋制。薄板坯連鑄連軋工藝中每架軋機(jī)壓下率較傳統(tǒng)熱軋機(jī)的壓下率高，軋機(jī)負(fù)荷較傳統(tǒng)軋機(jī)要高，這是由薄板坯連鑄連軋采用大壓下和高剛度軋制工藝決定的。但不采用升速軋制對(duì)軋機(jī)減少負(fù)荷有所幫助。在設(shè)計(jì)中要對(duì)機(jī)架、軋輥進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，特別是為降低軋制力在后幾架軋機(jī)上盡量采用小直徑工作輥。在生產(chǎn)中由于軋制壓力增加，板形控制與厚度控制比傳統(tǒng)軋制有更高的要求。1.5.1板形、板厚控制技術(shù)在新生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用板形控制是帶鋼軋機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，各軋機(jī)制造商在此方面都下大力氣開發(fā)，呈現(xiàn)出多種板形控制技術(shù)。這些技術(shù)可大致分為工藝方法和設(shè)備方法。從設(shè)備方法來講，主要有原始凸度法、液壓彎輥法，調(diào)整軋輥凸度法，軋輥?zhàn)冃巫匝a(bǔ)償法，階梯形支承輥前發(fā)展較快的板形控制法，但交叉軋輥帶來的較大的軸向力給設(shè)備設(shè)計(jì)帶來不便，且9交叉機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，是其得到廣泛應(yīng)用的巨大障礙。板厚自動(dòng)控制技術(shù)方面，液壓AGC已得到普遍的認(rèn)可，采用短行程壓下缸，以減少油柱高度提高響應(yīng)速度，已成為業(yè)界的共識(shí)。熱軋帶鋼在軋制過程中除鱗效果的好壞，直接影響到帶卷產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn)，均采用高壓水除鱗系統(tǒng)，水壓達(dá)15～18MPa,采用多次除鱗，即粗軋前、精軋前及機(jī)架間進(jìn)行除鱗。隨著薄板坯連鑄連軋工藝的出現(xiàn)，給除鱗技術(shù)帶來了一個(gè)新課題，薄板坯的氧化鐵皮在板坯表面很薄且很粘，氧化鐵皮很難去除，因此高壓水鱗系統(tǒng)水壓高達(dá)到35MPa,在奧鋼聯(lián)的實(shí)驗(yàn)機(jī)組上水壓曾高達(dá)55MPa。提高水壓對(duì)除鱗有一定作用，但帶來一些問題，如高壓系統(tǒng)的維修保養(yǎng)工作量增加，事故率增加。進(jìn)一步優(yōu)化除鱗機(jī)噴嘴到板坯表面的距離和角度，以達(dá)到更高的除鱗效果；開發(fā)新型高壓水流量噴嘴，使水流壓力高，且沖擊到板坯表面的水量小，從而減少板坯表面溫降，這是高壓水除鱗設(shè)備的發(fā)展方向。2建廠依據(jù)及產(chǎn)品大綱1.在京唐鋼鐵新建1700mm常規(guī)熱連軋車間，規(guī)劃產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品高科技含量和附加值有重要的意義。2.中國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，鋼鐵消費(fèi)良好。雖然我國的鋼鐵業(yè)有了很大的發(fā)展，但是我國的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型還很不合理，板帶在鋼材中的比例僅為25%左右，而在發(fā)達(dá)國家多達(dá)50%～60%,甚至更多。2002年我國共進(jìn)口熱軋薄板、冷軋板和鍍鋅板等各類板材約1600萬噸，尤其是薄規(guī)格冷、熱軋板和熱軋酸洗板占當(dāng)年進(jìn)口量的80%。隨著國家汽(轎)車、家電、集裝箱、輸油(汽)管線等行業(yè)的迅猛發(fā)展，將會(huì)進(jìn)一步刺激各類板材品種的需求，市場前景很大。3.與薄板坯連鑄連軋相比，常規(guī)熱連軋仍有其自身的優(yōu)勢。薄板坯連鑄連軋技術(shù)晶粒較細(xì)，加上軋制的大壓下，使產(chǎn)品硬度很高，不能按要求向冷軋供應(yīng)強(qiáng)度低于240MPa的軟帶鋼。就向冷軋供料而言，常規(guī)熱連軋仍有廣闊的發(fā)展空間。1.豐富的能源(1)遷安和遵化有豐富的鐵礦，并且京唐鋼鐵位于深水港曹妃甸港，便于澳礦運(yùn)輸；(2)開灤集團(tuán)可以提供充足的煤燃料；(3)陡河電廠、唐山電廠可以提供充足的電力；(4)東北部有陡河水庫可以提供充足的水資源；(5)華北油田，大港油田和剛發(fā)現(xiàn)的南堡石油為其提供足夠石油。2.便利的交通唐山地處京津之側(cè)擁有便利的鐵路，京唐港和正在建設(shè)的曹妃甸港口提供了便利、廉價(jià)的水運(yùn)，唐津高速公路、唐港高速公路以及107國道、205國道、102國道提供了便捷的公路運(yùn)輸。北京科技大學(xué)、東北大學(xué)、鞍山科技大學(xué)以及省內(nèi)的燕山大學(xué)、河北理工大學(xué)等冶金工科院校，可為公司提供一流的技術(shù)人才。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)行車間設(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)品大綱不但規(guī)定了車間的類型，同時(shí)也規(guī)定了車間生產(chǎn)品種的方向。所以編制產(chǎn)品方案時(shí)應(yīng)注意[10]:1.滿足國民經(jīng)濟(jì)特別需要，根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)重要部門對(duì)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。作到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對(duì)路、布局合理、要防止不顧3.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。4.考慮建廠地區(qū)資源的供應(yīng)條件，物資和材料運(yùn)輸?shù)那闆r。5.要適應(yīng)當(dāng)前對(duì)外開放、對(duì)內(nèi)搞活的經(jīng)濟(jì)形勢，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的熱連軋帶鋼所用的原料主要是連鑄板坯和初軋板坯。由于連鑄坯的諸多優(yōu)點(diǎn)，加之比初軋坯物理化學(xué)性能均勻，且便于增大坯重，故對(duì)熱帶連軋更為合適，其所占比重日益增大。熱帶連軋機(jī)所用板坯厚度一般150～300mm,多數(shù)為200～250mm,最厚達(dá)350mm。近代連軋機(jī)完全取消了展寬工序，以便加大板坯長度，采用全縱軋制，故板坯寬度要比成品寬度大，由立輥軋機(jī)控制帶鋼寬度，而其長度則主要取決于加熱爐的寬度和所需坯重。板坯重量的增大可以提高產(chǎn)量和成材率，但也受到設(shè)備條件，軋件終軋溫度和頭尾允許溫差，以及卷取機(jī)所允許的板卷最大外徑等的限制。目前板卷單位寬度的重量不斷提高，達(dá)到15～30kgmm毛病準(zhǔn)備提高到33～36kg/mm。綜上本次設(shè)計(jì)選擇的原料規(guī)格如下：板坯厚度：150～300mm板坯寬度：800～1600mm板坯長度：定尺坯4～10.6m寬度：850～1550mm鋼卷內(nèi)徑：φ759mm鋼卷外徑：φ1200~φ2025mm最大卷重：30t產(chǎn)量：年產(chǎn)200萬噸按鋼種分類的熱軋板帶產(chǎn)品方案如表1:表1按鋼種分配的熱軋板帶的產(chǎn)品序號(hào)鋼種代表鋼號(hào)年產(chǎn)量(wt)比例2普通碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235～Q2753低合金鋼4合計(jì)按產(chǎn)品規(guī)格分配熱軋板帶方案見表2。表2按產(chǎn)品分配的熱軋板帶合計(jì)比例800～10001200～14001400～16003674厚度1.5～46～12.785合計(jì)(t)3車間布置及主要設(shè)備選擇3.1車間布置及設(shè)備選用的原則首先，在粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間設(shè)計(jì)保溫罩或熱卷箱等，主要是考慮產(chǎn)品的規(guī)格，實(shí)際現(xiàn)場的生產(chǎn)以及帶鋼內(nèi)部組織性能的影響，而做出選擇；其次，為了使得本次的設(shè)計(jì)更貼近實(shí)際，在選定軋機(jī)型號(hào)及確定軋輥、各架軋機(jī)之間的距離等方面，主要是依據(jù)唐鋼一鋼軋廠1700生產(chǎn)線的車間設(shè)計(jì)，并針對(duì)本次設(shè)計(jì)要求做一些改動(dòng)；在確定軋機(jī)數(shù)目及布置上，考慮的是目前連鑄機(jī)鑄出的坯料質(zhì)量、大壓下導(dǎo)致跑偏、及整個(gè)軋制穩(wěn)定配合等方面，而作出了本次的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，選用的設(shè)備、技術(shù)、軋機(jī)數(shù)目、布置及選用的原因?qū)⒃谙旅孀鼍唧w的介紹。3.2主要設(shè)備選擇軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，代表車間生產(chǎn)技術(shù)水平，這是區(qū)別于其他車間類型的關(guān)鍵。因此，軋鋼機(jī)選擇的是否合理對(duì)車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。因?yàn)閹т撥垯C(jī)為平輥軋制，軋制力大，為了能控制良好的板形，機(jī)架和軋輥必須有較大的剛度才行.所以板帶軋機(jī)主要是四輥軋機(jī)。軋鋼機(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(duì)軋鋼車間設(shè)計(jì)而言，軋鋼機(jī)選擇的主要內(nèi)容是：確定軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，確定其主要技術(shù)參數(shù)，選用軋機(jī)的架數(shù)以及布置形在選擇軋鋼機(jī)時(shí)一般要注意考慮下列各項(xiàng)原則：(1)在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊(2)有較高的生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)(3)保證獲得質(zhì)量良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新品種的可能(4)有利于軋機(jī)機(jī)械化，自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人勞動(dòng)條件的改善(5)軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)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(shí)現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化(7)有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3.2.1板坯寬度側(cè)壓設(shè)備寬度精度與厚度精度、板凸度、平直度共同構(gòu)成帶鋼的外形質(zhì)量，其中寬度精度是帶鋼帶鋼產(chǎn)品外形質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。精確的寬度可以提高熱軋薄板及其后步工序的成材率，既可避免由于過寬造成切邊過多，又可減少由于過窄給后步工序帶來的生產(chǎn)安排混亂。需對(duì)成品帶鋼寬度進(jìn)行控制，這里先介紹粗軋調(diào)寬。粗軋調(diào)寬可以通過獨(dú)立的立輥軋機(jī)、粗軋機(jī)附屬立輥、定寬軋機(jī)、大側(cè)壓調(diào)寬壓力機(jī)(SP軋機(jī))等設(shè)備實(shí)現(xiàn)。粗軋調(diào)寬在帶鋼寬度調(diào)整和精度控制中占有主要地位[1。1.立輥軋機(jī)為了進(jìn)行寬度控制，傳統(tǒng)熱連軋機(jī)組都配有獨(dú)立的立輥軋機(jī)或在粗軋機(jī)上裝設(shè)附屬立輥，有的精軋機(jī)前也設(shè)立了立輥。根據(jù)調(diào)寬量的大小，板坯可以進(jìn)行多道次或一道次立軋。(1)立輥軋機(jī)位于粗軋機(jī)水平軋機(jī)的前面，大多數(shù)立輥軋機(jī)的牌坊與水平軋機(jī)的牌坊連接在一起。立輥軋機(jī)主要分為兩大類，即一般立輥軋機(jī)和有AWC功能的重型立輥軋機(jī)。①一般立輥軋機(jī)是傳統(tǒng)的立輥軋機(jī)，主要用于板坯寬度齊邊、調(diào)整水平軋機(jī)壓下產(chǎn)生的寬展量、改善邊部質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)簡單，主傳動(dòng)電機(jī)功率小、側(cè)壓能力普遍較小，而且控制水平低，不能在軋制過程中進(jìn)行調(diào)節(jié)，帶坯寬度控制精度不高。②有AWC功能的重型立輥軋機(jī)是為了適應(yīng)連鑄的發(fā)展和熱軋帶鋼板坯熱裝的發(fā)展而產(chǎn)生的現(xiàn)代軋機(jī)。其結(jié)構(gòu)先進(jìn)，主傳動(dòng)電機(jī)功率大，側(cè)壓能力大，具有AWC功能，在軋制過程中對(duì)帶坯進(jìn)行調(diào)寬、控寬及頭尾形狀控制，不僅可以減少連鑄板坯的寬度規(guī)格.而且有利于實(shí)現(xiàn)熱軋帶鋼板坯的熱裝，提高帶坯寬度精度和減少切損。有AWC功能的重型立輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1有AWC功能的重型立輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)在R1前選擇帶AWC功能的重型立輥軋機(jī)RE1。其主要技術(shù)參考唐鋼設(shè)計(jì)見表3。表3立輥軋機(jī)的各種性能參數(shù)軋輥φ640/φ580×380毫米調(diào)寬范圍調(diào)整速度壓下形式軋制力壓下量軋制速度主傳動(dòng)電機(jī)軋輥開口度800～1700毫米30毫米/秒電動(dòng)+液壓最大100噸板坯厚度為90毫米時(shí)最大7毫米(13.5毫米/邊)板坯厚度為70毫米時(shí)為最大30～35毫米(15～17.5毫米/邊)最大22轉(zhuǎn)/分(用新輥)2—AC88KW×0—150rpm成對(duì)的水平電機(jī)最大1770毫米(換輥時(shí)1840毫米)最小800毫米50毫米(2)立軋的變形特點(diǎn)與平軋完全不同，經(jīng)立輥軋機(jī)的軋制后的板坯具有一下形狀特點(diǎn)：①板坯立軋的狗骨變形，如圖2(a)所示。板坯立軋是典型的超高件軋制過程，其突出特點(diǎn)是側(cè)壓時(shí)變形不深透，金屬向厚度方向上的流動(dòng)主要集中在板坯兩側(cè)的邊緣部分，橫斷面出現(xiàn)明顯的雙鼓形，就是所謂狗骨變形。立輥的輥徑越大，狗骨形越小。為增加調(diào)寬效率，現(xiàn)在普遍采用定寬壓力機(jī)(SPSizingPress),可看做是用半徑無限大的垂頭替代了立輥，定寬壓力機(jī)的狗骨形要比立輥調(diào)寬小得多[12]。帶有狗骨形的板坯經(jīng)過后步平輥軋機(jī)軋制后，較厚的邊部金屬將向?qū)捪蛄鲃?dòng)，造成軋件繼續(xù)寬展，因而影響寬度精度，降低寬度控制效果。圖2(a)立輥軋邊圖2(b)立軋后的平扎②“舌頭”及“魚尾”。經(jīng)過側(cè)壓后的板坯，在頭尾部分產(chǎn)生嚴(yán)重的寬度不均，板坯頭尾在軋制方向金屬流動(dòng)阻力小于板坯中部，形成頭尾兩側(cè)向中間的圓弧形，使頭尾寬度收縮，最終形成端部內(nèi)凹的形狀，即所謂的“舌頭”及“魚尾”。這部分帶材必須在后續(xù)工序中予以切除，造成了金屬的浪費(fèi)，如圖2(b)所示。而頭尾之間的部分，由于金屬沿軋制方向流動(dòng)阻力加大，在長度方向的延伸受到限制，形成板坯兩側(cè)厚度方向的凸起高于頭部。③立軋時(shí)板坯拱起。板坯的寬厚比較大時(shí)，如果采用立輥軋機(jī)軋制，容易使板坯拱起，造成板坯失穩(wěn)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。壓縮調(diào)寬技術(shù)是人們?yōu)榱丝朔⑤佨堉普{(diào)寬的缺點(diǎn)，增大壓縮工具與板坯的接觸長度，改善板坯斷面狗骨形，減少板坯頭尾部的魚尾和舌頭及失寬，提高成材率而提出的。實(shí)現(xiàn)壓縮調(diào)寬技術(shù)的設(shè)備是定寬壓力機(jī)(SPSizingPress)[l2]。定寬壓力機(jī)位于粗軋高壓水除鱗裝置之后，粗軋機(jī)之前，用于對(duì)板坯進(jìn)行全長連續(xù)的寬度側(cè)壓。與立輥軋機(jī)相比，SP軋機(jī)具有以下優(yōu)勢：(1)板帶成材率提高。SP軋機(jī)具有較強(qiáng)的板坯頭尾形狀控制功能，金屬切損少。(2)調(diào)寬能力提高。目前SP軋機(jī)的最大側(cè)壓量達(dá)到了350mm,有效減輕了連鑄機(jī)不斷變換寬度規(guī)格的負(fù)擔(dān)，提高了連鑄機(jī)生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量及板坯的熱裝率和熱裝溫度。(3)調(diào)寬實(shí)效提高。側(cè)壓變形更深透，板坯變形均勻，平軋是寬展回復(fù)減小。(4)寬度精度提高。SP軋機(jī)的錘頭間距可嚴(yán)格控制，有很強(qiáng)的定寬壓力機(jī)的主要形式有長錘頭和短錘頭兩種。①長垂頭定寬壓力機(jī)。如如圖3(a)所示，特點(diǎn)是壓縮模具長度略大于板坯長度，板坯遍布在全長上同時(shí)受到壓縮。操作過程是先由螺桿機(jī)構(gòu)將壓縮模具調(diào)整到略大于板坯寬度的間距，然后快速液壓壓下機(jī)構(gòu)按規(guī)程進(jìn)行側(cè)壓。該定寬壓力機(jī)是一次將板坯壓縮至目標(biāo)寬度，由于是整個(gè)板坯長度上同時(shí)進(jìn)行壓縮，所以需要特別大的壓縮力。導(dǎo)致設(shè)備龐大，投資高，安裝維修不便。這種壓力機(jī)可以改善板坯頭尾的平面形狀，但其調(diào)寬量較小，厚160mm的板坯側(cè)壓量只有76mm。②短垂頭定寬壓力是用短錘頭替代長垂頭。如如圖3(b)所示，用短錘頭多次連續(xù)壓縮來取代一次性壓縮，大大較少了壓縮力，減輕了壓力機(jī)的負(fù)荷，簡化了設(shè)備。圖3(a)長錘頭定寬壓力機(jī)圖3(b)短錘頭定寬壓力機(jī)短垂頭定寬壓力機(jī)主要有兩種形式：一種間歇式，如圖4所示。在對(duì)板坯進(jìn)行壓縮之前，吃透位于打開位置，間距略大于板坯，板坯進(jìn)入錘頭之間的位置后停下來，對(duì)寬度方向進(jìn)行壓縮，一步壓縮到位后錘頭分開回到打開位置，然后哦偶板坯向前送進(jìn)一步，開始下一步壓縮，如此循環(huán)，值板坯尾部壓縮完畢。另一種連續(xù)式，如圖5所示。錘頭對(duì)板坯進(jìn)行壓縮的同時(shí)，隨板坯一起向前沿軋制線方向以相同速度前進(jìn)。這種運(yùn)動(dòng)軌跡為一橢圓形曲線，可以保證板坯在首壓縮的過程中以一定速度前進(jìn)，不必是板坯停下來等待。壓縮完成后，錘頭沿橢圓形曲線再回到打開位置，準(zhǔn)備下一次壓縮。顯然這種連續(xù)式定寬壓力機(jī)的生產(chǎn)效率比間斷式的要高得多[12]。(a)壓縮(b)打開(c)送進(jìn)(d)再壓縮圖4間歇式調(diào)寬壓力機(jī)動(dòng)作示意圖本設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，選用連續(xù)式短錘頭定寬壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如下表4:表4定寬壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)寬度壓下量(mm)最大350壓力機(jī)負(fù)荷(MN)壓力機(jī)周期(行程/min)板坯行走量(mm/行程)板坯速度(m/min)主電動(dòng)機(jī)最大22(普通鋼，1050°C時(shí))3400KW,0/500(r/min)3.2.2軋制總道次的確定取平均延伸系數(shù)為1.45,由產(chǎn)品厚度為2.4mm,進(jìn)粗軋機(jī)的厚度為150mm。則根據(jù)公式可得：所以確定道次數(shù)為9道。1.粗軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇粗軋區(qū)的布置形式是根據(jù)產(chǎn)量、板卷重量等諸多因素決定的。粗軋區(qū)的布置形式主要有全連續(xù)式、3/4連續(xù)式、半連續(xù)式和其它形式。由于全連軋生產(chǎn)線過長，目前廣泛采用的是12連軋和3/4連軋。全連續(xù)式粗軋機(jī)通常由4到6架不可逆式軋機(jī)組成，前幾架為二輥式，后幾架為四輥式。全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置形式主要有兩種：一種是全部軋機(jī)呈跟蹤式連續(xù)布置；另一種是前幾架軋機(jī)為跟蹤式，后兩架為連軋布置。典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖6所示。圖6典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置全連續(xù)式粗軋機(jī)在一、二代熱軋帶鋼軋機(jī)中居多，因受當(dāng)時(shí)的控制水平和機(jī)械制造能力的限制，粗軋機(jī)軋制速度較低，且都是以斷面大、長度短的初軋板坯為原料，所以軋機(jī)產(chǎn)量取決于粗軋機(jī)的產(chǎn)量。全連續(xù)式粗軋機(jī)每架軋機(jī)只軋一道，軋件沿一個(gè)方向進(jìn)行述連續(xù)軋制，生產(chǎn)能力大，因此在當(dāng)時(shí)發(fā)展較快。隨著粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，粗軋機(jī)的軋制速度提高了，生產(chǎn)能力增大了，粗軋機(jī)的布置形式也發(fā)生了很大變化，相繼發(fā)展了3/4連續(xù)式和半連續(xù)式。相比之下，全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就不明顯了，而且其生產(chǎn)線長、占地面積大、設(shè)備多、投資大、對(duì)板坯厚度范圍的適應(yīng)性差等缺點(diǎn)更加突出，所以近期建設(shè)的粗軋機(jī)已不再采用全連續(xù)式。(2)34連續(xù)式3/4連續(xù)式粗軋機(jī)由可逆式軋機(jī)和不可逆式軋機(jī)組成，其布置形式有2架軋機(jī)，3架軋機(jī)或4架軋機(jī)。典型的3/4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖7所示。圖73/4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置典型的34連續(xù)式粗軋機(jī)由4架軋機(jī)組成，第1架為二輥可逆式軋機(jī)，第2架為四輥可逆式軋機(jī)。第3、4架均為四輥不可逆式軋機(jī)。3/4連續(xù)式粗軋機(jī)的軋制工藝是：板坯在可逆式軋機(jī)上往復(fù)軋制3～5道次，在不可逆式軋機(jī)上軋制1道次。3/4連續(xù)式粗軋機(jī)兼有全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又克服了它的缺點(diǎn)，與其相比具有生產(chǎn)線短、占地面積小、設(shè)備少、投資省、對(duì)板坯厚度范圍的適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。且生產(chǎn)能力也不低，適應(yīng)于多品種的熱軋帶鋼生產(chǎn)。我國熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用34連續(xù)式布置的有寶鋼2050mm、武鋼1700mm、太鋼1549mm。半連續(xù)式粗軋機(jī)由1架或2架不可逆式軋機(jī)組成。常見的布置形式有：①1架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖8所示。②由1架二輥可逆式軋機(jī)和1架四輥可逆式軋機(jī)組成，如圖8所示。圖8兩種半連續(xù)式粗軋機(jī)的布置③由2架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖9所示。圖9四輥可逆式軋機(jī)半連續(xù)式粗軋機(jī)與34連續(xù)式粗軋機(jī)相比，具有設(shè)備少、生產(chǎn)線線短、占地面積小、投資省等特點(diǎn)，且與精軋機(jī)組的能力匹配較靈活，對(duì)多品種的生產(chǎn)有利。近年來，由于粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，軋機(jī)牌坊強(qiáng)度增大，軋制速度也相應(yīng)提高，粗軋機(jī)單機(jī)架生產(chǎn)能力增大，軋機(jī)產(chǎn)量已不受粗軋機(jī)產(chǎn)量的制約，從而半連續(xù)式粗軋機(jī)發(fā)展較快。我國熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用半連續(xù)式布置的有寶鋼1580mm鞍鋼粗軋機(jī)除了以上3種基本布置形式粗軋機(jī)的布置形式外，還有逆道次式和緊湊本設(shè)計(jì)考慮實(shí)際生產(chǎn)情況，從縮短生產(chǎn)線長度、減小占地面積、節(jié)約設(shè)備投資等方面考慮，選擇近年來常用的半連續(xù)式粗軋機(jī)。由于在粗軋機(jī)組上軋制時(shí)，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應(yīng)該盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制。考慮粗軋機(jī)組和精軋機(jī)組之間在軋制節(jié)奏和負(fù)荷上的平衡，粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量 (坯料至產(chǎn)品)的70%～80%。根據(jù)目前軋輥強(qiáng)度等方面的因素，參考現(xiàn)場的經(jīng)驗(yàn)，以及為了配合該車間能生產(chǎn)更薄規(guī)格產(chǎn)品的發(fā)展要求，本次設(shè)計(jì)中選用1架四輥可逆式粗軋機(jī)，如圖8所示。2.粗軋機(jī)的各種參數(shù)(1)材料的選擇由于熱軋的時(shí)候工作輥表面溫度高，又受到水的激冷，表面冷熱反復(fù)循環(huán)產(chǎn)生工作應(yīng)力，熱疲勞應(yīng)力使得軋輥表面產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋，工作輥選擇以輥面硬度為主。四輥機(jī)座除了少數(shù)機(jī)座受輥強(qiáng)度和咬入條件限制采用鑄鋼軋輥以外，其他主要受到扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，軋制速度高，輥面要求光滑以保證板帶的表面的質(zhì)量而多采用鑄鐵軋輥(輥面硬)。支撐輥受壓力大主要受的是彎曲應(yīng)力，而且直徑較大并要著重考慮強(qiáng)度和軋輥的淬透性，因此多采用含有鉻的合金鍛鋼。R1安裝在立輥軋機(jī)和除鱗機(jī)后，為四輥軋機(jī)，驅(qū)動(dòng)主要由調(diào)速電機(jī)、減速機(jī)、齒輪機(jī)座及軋機(jī)接軸構(gòu)成。電液伺服閥控制液壓缸用于輥縫調(diào)整。四列圓錐輥?zhàn)虞S承安裝在工作輥軸頸上，并安裝在軸承座中，工作輥的平衡由液壓缸控制。帶靜壓的油膜軸承安裝在支承輥軸頸上，用于低速軋制。軸承座夾緊裝置安裝在機(jī)架的操作側(cè)，保證軋制時(shí)輥裝配在機(jī)架上定位。上支承輥磨損的補(bǔ)償量，由安裝在上支承輥上部的墊片調(diào)整。進(jìn)出口導(dǎo)輥的安裝，用于板坯傳送時(shí)輸送平穩(wěn)，軋機(jī)進(jìn)出口上下安裝了刮水板及導(dǎo)衛(wèi)，工藝潤滑油噴頭安裝在進(jìn)出口上下刮水板上。上刮水板有氣缸控制，以保證與工作輥的連續(xù)接觸；下刮水板與導(dǎo)輥軸承座連接，靠液壓力與下工作輥接觸。工作輥冷卻頭安裝在R1軋機(jī)的進(jìn)出口側(cè)。軋機(jī)上方安裝了平臺(tái)，平臺(tái)與地面間裝有表5粗軋機(jī)的各種性能參數(shù)類型四輥可逆軋機(jī)工作輥尺寸支承輥尺寸軋制壓力40000KN(max)由負(fù)荷傳感器測量軋制速度軋制開口度270mm(最大輥頸)輥縫調(diào)節(jié)電動(dòng)+液壓AGC壓下缸壓力最大4000t主電機(jī)功率AC6600KW電機(jī)轉(zhuǎn)速(2)軋輥尺寸的選擇軋輥是軋鋼機(jī)的主要部分，在選取工作輥和支撐輥輥頸的時(shí)候要考慮以下幾個(gè)方①工作輥的輥頸可能減小的程度取決于工作輥徑和萬向接軸所傳遞的傳動(dòng)力矩。②為創(chuàng)造良好的變形條件，強(qiáng)度高的帶鋼要求采用較小的工作輥徑。③所能傳遞的變形力矩受工作輥斷面積的限制，要求工作輥有較大的傳動(dòng)大的變形力矩。④輥身長度與輥頸的比值不能超過允許值，否則工作輥會(huì)彎曲，所以要求輥頸采用較大的值。輥頸直徑和長度與軋輥軸承型式及其工作載荷有關(guān)。由于受到軋輥軸承徑向尺寸的限制輥頸直徑比輥身直徑小的多，因此輥身與輥頸過渡處的圓角應(yīng)該選擇大些。使用滾動(dòng)軸承由于軸承外徑較大，輥頸尺寸不能過大，一般近似取d=(0.5～0.55)D。針對(duì)本次的設(shè)計(jì)要求，參考現(xiàn)場的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為了生產(chǎn)6mm帶鋼，選用的軋輥R1:工作輥尺寸：φ1200×1700mm;輥頸尺寸：600mm支承輥尺寸：φ1550×1700mm;輥頸尺寸：775mm軋制力：4000噸；電機(jī)功率：AC6600KW保溫裝置位于粗軋與精軋之間，用于改善中間帶坯溫度均勻性和減小帶坯頭尾溫差。采用保溫裝置，不僅可以改善進(jìn)精軋機(jī)的中間帶坯溫度，使軋機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機(jī)成材率，還可以降低加熱板壞的出爐溫度，有利于節(jié)約能源。常用的保溫裝置主要有保溫罩和熱卷箱，其共同的特點(diǎn)是不用燃料，保持中間帶坯溫度。但設(shè)備結(jié)構(gòu)大相徑庭，迥然不同。分別敘述(1)保溫罩。布置在粗軋與精軋機(jī)之間的中間輥道上，一般總長度有50～60m,由多個(gè)罩子組成，每個(gè)罩子均有升降蓋板，可根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行開閉。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道是密封的。中間帶坯通過保溫罩，可大大減少溫降。(2)熱卷箱。布置在粗軋機(jī)之后，飛剪機(jī)之前，采用無芯卷取方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進(jìn)入精軋機(jī)進(jìn)行軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。采用熱卷箱，不僅可保持帶坯的溫度，而且可大大縮短粗軋與精軋之間的距離。熱卷箱的優(yōu)點(diǎn)有：①減少中間坯頭、尾溫差，確保帶鋼軋制溫度。熱卷箱對(duì)中間坯有明顯的保溫作用。若不用熱卷箱，成品厚度越薄，中間坯的頭尾溫差越大。②精軋機(jī)可以采用恒速或加速軋制。③均衡整體中間帶坯的軋制溫度，穩(wěn)定精軋機(jī)的軋制負(fù)荷，從而提高軋制過程的穩(wěn)定性，以確保成品精度。④縮短粗軋機(jī)至精軋機(jī)之間的距離，節(jié)約工程投資。尤其對(duì)原有熱軋生產(chǎn)線的改造。⑤熱卷箱還具有挽救帶鋼報(bào)廢的功能。⑥進(jìn)一步消除中間帶坯表面的氧化鐵皮。熱卷箱在卷取和反開卷過程中，可使粗軋階段產(chǎn)生的二次氧化鐵皮得以疏松，大塊氧化鐵皮從帶坯表面脫落，從而起到機(jī)械除鱗的效果，顯著增強(qiáng)了精軋機(jī)組前除鱗箱的使用效果。⑦采用熱卷箱后，精軋機(jī)組開軋溫度和終軋溫度得到有效控制，僅用前饋方式即可得到較高的卷取溫度控制精度?？梢缘玫骄鶆蚪M織和良好性能的匹配。⑧采用熱卷箱，使精軋溫度變化小，軋制狀態(tài)穩(wěn)定，帶鋼外形尺寸得到良好控制，在軋制時(shí)，除了帶鋼頭部幾米由于穿帶時(shí)建立張力引起的偏厚，以及帶鋼尾部由于拋鋼降速和失去張力引起的少量偏厚外，其余部分通板均控制在較好范圍內(nèi)，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。⑨保證足夠的事故處理時(shí)間，提高成材率。熱卷箱可起到緩沖作用，延長精軋及卷板后部工序處理時(shí)間，降低了中間廢品率。中間坯頭尾溫差減小，切頭切尾量減少，綜合成材率可提高。熱卷箱也存在一些不足之處：①對(duì)帶坯橫向溫度控制不是特別理想，橫向溫差可達(dá)40℃。②帶鋼出末架精軋機(jī)速度一般小于12m/s,限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)量。③對(duì)于管線鋼不能降低精軋機(jī)功率，不可實(shí)現(xiàn)恒速軋制，不能減少精軋機(jī)數(shù)量。不能充分體現(xiàn)卷取箱的優(yōu)點(diǎn)。卷取箱選用的依據(jù)：①產(chǎn)量沒有太高的要求。②對(duì)溫度敏感性高的產(chǎn)品一般要選用卷取箱，如不銹鋼。③軋制線長度受限制時(shí)可選用卷取箱。典型的熱卷箱結(jié)構(gòu)如圖10所示。1-入口導(dǎo)輥；2-成形輥；3-下彎曲輥；4-上彎曲輥；5-平衡缸；6-開卷臂；7-移卷機(jī)；8-托卷輥。圖10典型熱卷箱結(jié)構(gòu)2.保溫裝置的選擇本設(shè)計(jì)考結(jié)合在唐鋼第一鋼軋廠的實(shí)際生產(chǎn)情況，綜合考慮卷取箱的諸多特點(diǎn)，選用無芯軸隔熱屏熱卷箱。其基本參數(shù)如下：帶坯厚度(mm):20～55(用于低碳鋼);20～40(用于高強(qiáng)鋼);帶坯寬度(mm):750～1550(用于低碳鋼);帶坯溫度(℃):900～1100;單位寬度卷重(kg/mm):〈22.5(對(duì)于碳鋼);帶卷內(nèi)徑(mm):約650(額定值);帶卷外徑(mm):約2100(低碳鋼額定值);卷取速度(m/s):2.5～5.0;開卷速度(m/s):0～2.5。1.精軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇按照道次設(shè)計(jì)，應(yīng)選6架精軋機(jī)。這樣的布置對(duì)降低單架壓下量起到很大作用，對(duì)減少跑偏穩(wěn)定生產(chǎn)也有好處。將6架軋輥形成精軋連軋機(jī)，如果需要可以再增加一架精軋。由于機(jī)架數(shù)目較多，在軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，為了保證頭尾溫差和卷取溫度的控制，在精軋機(jī)布置方面，采用較快的軋制速度和稍小的間距。2.新型熱帶軋機(jī)的種類目前，新型熱帶軋機(jī)主要有以下幾種形式：帶液壓彎輥技術(shù)(WRB)的軋機(jī)，CVC軋機(jī)、PC軋機(jī)、HC軋機(jī)以及WRS軋機(jī)等，現(xiàn)分別介紹如下：第一種：彎工作輥的方法(如圖11)。這又可以分為兩種方式：①反彎力加在兩工作輥瓦座之間。即除工作輥平衡油缸以外，尚配有專門提供彎輥力的液壓缸，使上下工作輥軸承座受到與軋制壓力方向相同的彎輥力N1,結(jié)果是減小了軋制時(shí)工作輥的撓度。這稱為正彎輥。②反彎力加在兩工作輥與支持輥的瓦座之間，使工作輥軸承座受到一個(gè)與軋制壓力方向相反的作用力N1,結(jié)果是增大了軋制時(shí)工作輥的撓度，這稱為負(fù)彎輥。熱軋薄板軋機(jī)多采用彎工作輥的方法。第二種：彎曲支持輥的方法。這種方法是反彎力加在兩支持輥之間。為此，必須延長支持輥的輥頭，在延長輥端上裝有液壓缸，使上下支持輥兩端承受一個(gè)彎輥力圖11彎工作輥(左圖減小工作輥的撓度；右圖增加工作輥的撓度)N2。此力使支持輥撓度減小，即起正彎輥的作用。彎曲支持輥的方法多用于厚板軋機(jī)，它比彎工作輥能提供較大約擁度補(bǔ)償范圍，且由于彎支持輥時(shí)的彎輥擁度曲線與軋輻受軋制壓力產(chǎn)生的擁度曲線基本相符合，故比彎工作輻更有效，對(duì)于工作輥輥身較長(L/D大干4)的寬板軋機(jī)，一般以彎支持輥為宜。彎曲支持輥的方法如圖12所示。CVC軋機(jī)是SMS公司在HCW軋機(jī)的基礎(chǔ)上于1982年研制成功的。CVC軋機(jī)與HCW軋圖12彎曲支持輥機(jī)的不同之處在于CVC軋機(jī)的工作輥原始輥型為S形，而HCW軋機(jī)的工作輥原始輥型為平輥，其相同點(diǎn)都是采用工作輥軸向串動(dòng)技術(shù)來控制板形。CVC工作輥的軸向移動(dòng)量為±100mm,其效果相當(dāng)于常規(guī)磨輥凸度在100μm到500μm之間變化的效果。S形輥的半徑差僅為273μm,上下軋輥線速度之差最大僅為0.076%,相當(dāng)于帶鋼前滑值的1%。CVC系統(tǒng)的工作輥輥身比支撐輥輥身長出可移動(dòng)的距離，以確保支承輥不會(huì)壓到工作輥邊緣。由于工作輥具有S形曲線，工作輥與支承輥是非均勻接觸，實(shí)踐表明，這種非均勻接觸對(duì)軋輥磨損和接觸應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。CVC軋機(jī)和彎輥裝置配合使用可調(diào)輥縫達(dá)600μm。CVC在精軋機(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輥要控制平直度。我國寶鋼2050mm熱帶鋼軋機(jī)7個(gè)精軋機(jī)架均采用CVC軋機(jī)，可調(diào)凸度400μm,F1～F5彎輥裝置可調(diào)凸度150μm,合計(jì)550μm。寶鋼采用CVC的作用是F1～F4改善凸度，F(xiàn)5～F7改善平直度。到目前為止，全世界已投產(chǎn)近70臺(tái)CVC熱軋機(jī)。CVC軋制原理圖：在軋輥末產(chǎn)生軸向移動(dòng)時(shí)，軋輥構(gòu)成具有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零(圖13(a))。如果上輥向左移動(dòng)，下輥向右移動(dòng)時(shí)，板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時(shí)的有效凸度小于零(圖13(b))。如果上輥向右移動(dòng)下輥向左移動(dòng)時(shí)，板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變小，這時(shí)的有效凸度大于零(圖13(c))。CVC軋輥的作用與一般帶凸度的軋輥相同，但其主要優(yōu)點(diǎn)是凸度可以在最小和最大凸度之間進(jìn)行無級(jí)調(diào)整，這是通過具有S形曲線的軋輥?zhàn)鬏S向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。CVC軋輥輥縫調(diào)整范圍也較大，與彎輥裝置配合使用時(shí)如1700熱軋機(jī)的輥縫調(diào)整量可達(dá)600μm左右。通過工作輥軸向移動(dòng)可以獲得工作輥輥縫的正負(fù)凸度的變化從而實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼凸度的控制。其凸度控制能力和工作輥軸向移動(dòng)量為線性變化關(guān)系，凸度控制能力可以達(dá)到1.0mm。(a)平輥縫(b)中凹輥縫(c)中凸輥縫圖13CVC軋機(jī)軋輥輥縫形狀變化示意圖CVC軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：板凸度控制能力強(qiáng)；軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易改造；能實(shí)現(xiàn)自由軋制；操作方便，投資較少。CVC軋機(jī)的缺點(diǎn)是：軋輥形狀復(fù)雜、特殊，磨削要求精度高而且困難，必須配備專門的磨床；無邊部減薄功能；帶鋼易出現(xiàn)蛇形現(xiàn)象。HC軋機(jī)為高性能板型控制軋機(jī)的簡稱。HC軋機(jī)的主要特點(diǎn)有：①具有大的剛度穩(wěn)定性。即當(dāng)軋制力增大時(shí)，引起的鋼板橫向厚度差很小，因?yàn)樗部梢酝ㄟ^調(diào)整中間輥的移動(dòng)量來改變軋機(jī)的橫向剛度，以控制工作輥的凸度，此移動(dòng)量以中間輥端部與帶鋼邊部的距離δ表示，當(dāng)δ大小合適，即當(dāng)中間輥的位置適當(dāng)，即在所謂NCP向剛度可調(diào)至無限大。②具有很好的控制性。即在較小的彎輥力作用下，就能使鋼板的橫向厚度差發(fā)生顯著的變化。HC軋機(jī)還沒有液壓彎輥裝置，由于中間輥可軸向移動(dòng)，致使在同一軋機(jī)上能控制的板寬范圍增大了。③PC軋機(jī)由于上述特點(diǎn)因而可以顯著提高帶鋼的平宜度，可以減少板、帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失。④壓下量由于不受板形限制而可適當(dāng)提高。對(duì)輥交叉(PC)軋制技術(shù)(PairCrossRoll)。在日本新日鐵公司廣煙廠于1984年投產(chǎn)的1840mm熱帶連軋機(jī)的精軋機(jī)組上首次采用了工作輥交叉的軋制技術(shù)。PC軋機(jī)的工作原理是，通過交叉上下成對(duì)的工作輥和支撐輥的軸線形成上下工作輥間輥縫的拋物線，并與工作輥的輥凸度等效。等效軋輥凸度C,由公式表示： 式中0—工作輥交叉角度；Dw—工作輥直徑。因此帶材凸度變化量為：△C=δC,式中δ—影響系數(shù)因此，如圖14所示，調(diào)整軋輥交叉角度即可對(duì)凸度進(jìn)行控制PC軋機(jī)具有很好的技術(shù)性能：(1)可獲得很寬的板形和凸度的控制范圍，因其調(diào)整輥縫時(shí)不僅不會(huì)產(chǎn)生工作輥的強(qiáng)制撓度，而且也不會(huì)在工作輥和支撐輥間由于邊部撓度而產(chǎn)生過量的接觸應(yīng)力。與HC軋機(jī)、CVC、SSM及VC輥等軋機(jī)相比，PC軋機(jī)具有最大的凸度控制范圍和控制能力。(2)不需要工作輥磨出原始輥型曲線。(3)配合液壓彎輥可進(jìn)行大壓下量軋制，不受板形限制。圖14PC軋輥交叉角與等效輥凸度WRS軋機(jī)實(shí)際就是工作輥橫移式四輥軋機(jī)，其板凸度控制有兩種方法，即工作輥不帶錐度和帶錐度。WRS軋機(jī)在適應(yīng)帶鋼寬度變化、控制板凸度上，尤其在減小邊部減薄及局部高點(diǎn)上很有效果。3.六架精軋機(jī)的確定及選擇精軋機(jī)是成品軋機(jī)，是熱軋帶鋼生產(chǎn)的核心部分，軋制產(chǎn)品的質(zhì)量水平主要取于精軋機(jī)組的技術(shù)裝備水平和控制水平。因此，為了獲得高質(zhì)量的優(yōu)良產(chǎn)品，在精軋機(jī)組大量的采用了許多新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝。精軋機(jī)組是決定產(chǎn)品質(zhì)量的主要工序。例如：帶鋼的厚度精度取決于精軋機(jī)壓下系統(tǒng)和AGC系統(tǒng)的設(shè)備形式。板形質(zhì)量取決于該軋機(jī)是否有板形控制手段和板形控制手段的能力。新軋機(jī)是通過控制扳形的機(jī)構(gòu)，在軋制過程中適時(shí)控制板形變化，獲得好的板形。帶鋼的寬度精度主要取決于粗軋機(jī)，但最終還要通過精軋機(jī)前立輥的AWC和精軋機(jī)間低慣量活套裝置予以保持。六架四輥精軋機(jī)縱向排列，間距為6000mm。F2～F4為CVC軋機(jī)，用于板型及凸度控制，F(xiàn)5～F6采用PC軋機(jī)。F1使用普通的四輥軋機(jī)。F1～F6均有彎輥系統(tǒng)。PC軋機(jī)通過改變工作輥凸度對(duì)板型進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，另為滿足板型控制，帶有FGC控制系統(tǒng)。所有的機(jī)架均設(shè)有液壓伺服閥控制的AGC系統(tǒng)。工作輥軸承為四列圓錐滾動(dòng)，平衡塊中安裝工作輥平衡缸(正彎輥缸)。支承輥采用油膜軸承并配有靜壓系統(tǒng)。軋機(jī)工作側(cè)工作輥軸承座上部(下部)裝有調(diào)整墊片進(jìn)行補(bǔ)償，以保證軋制線水平。F5～F6安裝ORG系統(tǒng)用于工作輥表面的在線磨削。軋機(jī)進(jìn)出口安裝上下倒衛(wèi)及倒板，軋機(jī)出口安裝有倒輥，保證帶鋼平穩(wěn)輸送。軋機(jī)進(jìn)出口均安裝冷卻水管。工藝潤滑安裝平臺(tái)，平臺(tái)與地面間裝有梯子在進(jìn)入精軋機(jī)前，軋件由于還具有一個(gè)較高的溫度，并且?guī)т撨€較厚，所以F1軋機(jī)所要起到的作用是在高溫有利條件下，在能保證咬入的條件下進(jìn)行稍大的壓下，此時(shí)由于軋輥的彈跳與帶鋼的厚度及變形量相比是很小的，所以F1使用普通的四輥軋機(jī)。在F2～F4精軋過程中，為了對(duì)板形和凸度控制，并能在軋制壓下時(shí)對(duì)壓下量有靈活的控制，故選用CVC軋機(jī)。F5～F6選擇的是PC軋機(jī)。PC軋機(jī)是為軋輥成對(duì)交叉軋機(jī)，其工作原理是相互平行的上工作輥，上支承輥中心線與相互平行的下工作輥，下支承輥中心線的交叉成一定角度，這一角度等同于工作輥凸度。通過改變這一交叉角度就能改變軋輥輥縫形狀，從而能達(dá)到控制帶鋼凸度和平直度的目的。另外，為了保證產(chǎn)品的精度和板形等因素，通常對(duì)末幾架軋機(jī)的要求較高，運(yùn)用PC軋機(jī)，與其他類型軋機(jī)相比，PC軋機(jī)能很好解決磨損和能耗的問題，PC軋機(jī)比單輥交叉所承受的軸要小，且結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有能夠承受軸向力的止推裝置來克服軸向力，此止推裝置安裝在工作操作側(cè)軸端19]。各架軋機(jī)的參數(shù)見表6。表6精軋機(jī)的各種性能參數(shù)數(shù)量及類型6架四輥不可逆軋機(jī)工作輥尺寸支承輥尺寸軋制力(max)開口度機(jī)架機(jī)架柱面積輥縫調(diào)整缸面積軋制線調(diào)整軋機(jī)驅(qū)動(dòng)F2—F4φ825/φ735×1700mmF5—F6φ680/φ580×1700mm4000t50mm(最大輥頸時(shí))鑄鋼，封閉式約7400cm2(交叉部分面積6500cm2)最大3.0mm/s(當(dāng)軋制力為3000t時(shí))由幾疊襯板調(diào)整，5mm的調(diào)整量，襯板與軸承座的連接在軋輥間進(jìn)行F1—F3工作輥由調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪及一對(duì)接軸驅(qū)動(dòng)F4—F6軋機(jī)工作輥由齒輪機(jī)座和一對(duì)接軸驅(qū)動(dòng)針對(duì)本次的設(shè)計(jì)要求，參考現(xiàn)場的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為了生產(chǎn)6mm帶鋼，選用的軋輥F1::工作輥尺寸φ900×1700mm;輥頸尺寸φ400mm支承輥尺寸①1450×1700mm;輥頸尺寸φ725mm軋制力4000t;電機(jī)功率AC8000KWF2-F4:CVC軋機(jī)工作輥尺寸φ825×1700mm;輥頸尺寸φ412mm支承輥尺寸φ1350×1700mm;輥頸尺寸①675mm軋制力4000t;電機(jī)功率AC8000KWF5-F6:PC軋機(jī)交叉角度0.5-1.5度工作輥尺寸①680×1700mm;輥頸尺寸①340mm支承輥尺寸φ1300×1700mm;輥頸尺寸φ650mm軋制力4000t;電機(jī)功率AC5000KW壓下裝置即上輥調(diào)整裝置，如圖12所示。就驅(qū)動(dòng)方式看有三種形式：手動(dòng)壓下、電動(dòng)壓下和液壓壓下裝置。手動(dòng)壓下裝置結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低，但體力勞動(dòng)繁重，壓下速度和壓下能力小。電動(dòng)壓下裝置可用于所有軋機(jī)，移動(dòng)距離、速度和加速度都可達(dá)到一定要求，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)間長、效率低。液壓壓下裝置主要用于冷熱軋板帶軋機(jī)上，具有較高的相應(yīng)速度和調(diào)整精度，但費(fèi)用高，控制形成有限。90年代建設(shè)的新熱帶鋼軋機(jī)，多數(shù)采用液圖15圖15液壓壓下裝置液壓壓下裝置直接通過安裝在牌坊上的橫粱與軸承座之間的液壓缸進(jìn)行軋輥位置控制。液壓缸的行程有3種：短行程(小于50mm)、中行程(小于2001-壓下螺絲；2-牌坊；3-壓力mm)、長行程(大于200mm)。短行程僅作為AGC功能之用。中長行程除了有AGC功能之外還承擔(dān)輥縫預(yù)設(shè)定功能。液壓壓下比電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)大為簡化，而控制精度比電動(dòng)壓下大幅度提高?；钐籽b置設(shè)置在精軋機(jī)組兩機(jī)架間，是熱連軋機(jī)組必須配備的，活套裝置類型有氣動(dòng)型、電動(dòng)型、液壓型三種形式，目前普遍使用的是電動(dòng)型和液壓型。它的作用是：(1)消除帶鋼頭部進(jìn)入下機(jī)架時(shí)產(chǎn)生的活套量；(2)軋制中通過調(diào)整活套維持恒張力軋制：(3)施加微張力保持軋制狀態(tài)穩(wěn)定?；钐滓粋€(gè)完整的起落周期包括起套、活套調(diào)整、落套三個(gè)部分。起套是帶鋼咬入下一機(jī)架后，活套臂從機(jī)械零角開始升起，按給定張力將帶鋼繃緊的過程。起套過程要求在1s內(nèi)完成，以避免帶鋼在無張力控制狀態(tài)下軋制產(chǎn)生厚度波動(dòng)段過長?；钐渍{(diào)整是軋制過程中根據(jù)機(jī)架間帶鋼長度的變化調(diào)整活套高度實(shí)現(xiàn)恒定微張力控制的過程。落套是帶鋼尾部離開前一機(jī)架是活套降回機(jī)械零位以避免帶鋼甩尾的過程。落套信號(hào)由熱金屬檢測器發(fā)出，經(jīng)延時(shí)后使活套電機(jī)反轉(zhuǎn)落套。落套過程中的活套輥不應(yīng)突然下降，應(yīng)是帶鋼在軋機(jī)中順利通過，落套過程時(shí)間要求小于0.5s?；钐籽b置要求響應(yīng)速度快、慣性小、起動(dòng)快且運(yùn)行平穩(wěn)，以適應(yīng)瞬間張力變化。氣動(dòng)型活套裝置現(xiàn)已基本淘汰。電動(dòng)型活套裝置為減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高響應(yīng)速度，由過去帶減速饑改為電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)活套輥，電機(jī)也由一般直流電機(jī)改為特殊低慣量直流電機(jī)。有的廠家為進(jìn)一步提高活套響應(yīng)速度采用了液壓型活套，由液壓缸直接驅(qū)動(dòng)活套輥，如武鋼2250mm精軋機(jī)活套為液壓活套。隨著機(jī)架間張力控制技術(shù)的進(jìn)步，部分機(jī)架采用微張力無套軋制和張力AWC控制。如寶鋼2050mm精軋機(jī)組F1、F2機(jī)架就采用了