1、河北聯合大學輕工學院qinggong college, hebei united university畢業設計說明書設計題目：年產200萬噸1580熱軋帶鋼生產線工藝設計 摘 要摘 要本設計任務為年產200萬噸熱帶連軋車間，選擇250mm厚坯，雙粗軋可逆布置。產品范圍1.518mm，典型產品5mm。產品要求品種廣泛，質量優良。設計內容包括建廠依據，原料選擇，軋機數量、形式、能力選擇，軋制規程計算，軋制圖表，年產量計算，凸度規程計算，電機發熱校核，軋輥強度校核，輔助設備校核，金屬平衡、燃料消耗計算。為了能生產高質量的汽車板用熱卷，軋制時對中間坯的厚度、凸度、表面光潔度都有較高要求，對溫度有更嚴格

2、的制度。粗軋機配置cvc，控制凸度，嚴格控制中間坯凸度，也提高粗軋壓下量。采取輥道邊部加熱、層流邊部遮擋，保證熱卷產品殘余應力較小。采用新型板凸度儀，高效處理凸度信息，實現凸度、平直度自動控制，做到表面光潔，尺寸精度高，為后續冷軋提供合格帶卷。所設計熱軋廠裝備有高效的帶鋼軋制自學習模型和調節系統，從而使帶鋼厚度、板形、寬度、終軋和卷取溫度的控制精度極高。能夠使產品達到設計產量和品種質量的要求，滿足市場需求。關鍵字 1580熱軋帶鋼；厚板坯；粗軋cvc軋機；汽車板用熱卷iabstractabstractdesigned to complete the design of the task boo

3、k requirements (more than 2.0 million tons annual output of varieties of tropical plant and rolling). choice of 250mm thick billet, dual rough layout reversible binding. product range 1.5 18mm. typical product 5mm. wide varieties of product requirements, good quality.the basis of content, including

4、plant design, rolling a point of order, the crown of order, the rolling charts, annual production, the crown of order, the electrical heating calibration, intensity calibration roll, check auxiliary equipment, metal balance, fuel consumption calculation.in order to produce high quality hot rolled pl

5、ate with the car, rolling on the piece thickness, convexity, surface finish requirements are high, the temperature more stringent system. take roll edge heating, laminar flow edge block, to ensure thermal residual stress in a small volume products. instrument using the new crown, high crown of infor

6、mation processing to achieve crown, flatness control, so that smooth surface, size and high precision cold-rolled to provide qualified for the follow-up coil.new plant is equipped with hot-rolled strip steel rolling technology and highly efficient model and conditioning systems, so that the strip th

7、ickness, flatness, width, end-rolling coiling temperature control and high accuracy. enable the production of products to meet the design requirements of the quality and variety to meet market demand.keywords 1580 hot rolling mill, double reversible roughing, cvc rolling, strip for carii目 錄目 錄摘 要iab

8、stracti引 言1第1章 文獻概述21.1熱軋寬帶鋼軋機工藝裝備的新發展21.2發展中的問題5第2章 建廠依據及產品大綱62.1建廠依據62.2產品大綱62.2.1 坯料規格和技術參數72.2.2 產品鋼種和分類7第3章 軋機的比較與選擇93.1 車間布置及設備選用的原則93.2 軋機的確定與選擇93.2.1 軋機數量的選擇93.2.2 粗軋機形式的選擇103.2.3 精軋機機組的選擇113.2.4精軋板型控制方式選擇16第4章 典型產品的壓下規程設計174.1 坯料尺寸174.2粗精軋機組壓下量分配174.3確定速度制度204.3.1粗軋速度制度的確定204.3.2精軋速度制度的確定21

9、4.3.3精軋機組軋制延續時間224.4確定軋制溫度制度224.4.1 粗軋各道次溫度確定234.4.2 精軋各道次溫度確定244.5轉速的計算244.5.1前滑值的計算244.5.2軋輥轉速的計算264.6各機架的空載輥縫值得設定274.7軋制力矩的計算284.7.1附加摩擦力矩294.7.2空轉力矩mk314.7.3動力矩的計算33第5章 軋制圖表與年產量計算345.1軋制圖表的基本形式及其特征345.1.1單機座可逆式軋機的工作圖表345.1.2連續式軋機的工作圖表355.1.3本次設計軋制圖表365.2 軋鋼機的產量計算365.2.1軋鋼機年產量的計算375.2.2軋鋼機平均小時產量的

10、計算375.2.3軋鋼車間年產量的計算38第6章 軋輥強度的校核與電機能力驗算406.1軋輥的強度校核406.2支撐輥彎曲強度406.3工作輥扭轉強度校核426.4工作輥與支撐輥的接觸應力校核456.5電機的校核48 6.6主電機的功率計算51第7章 輥型的凸度計算537.1出口板帶凸度計算537.2熱凸度計算547.3軋制力撓度的計算557.4 cvc凸度的計算57第8章 輔助設備的選擇598.1加熱爐的選擇598.2除鱗設備的選擇608.3輥道的選擇628.4剪切設備的選擇648.5冷卻設備的選擇658.6卷取機的選擇658.7活套支撐器678.8熱卷箱的選擇678.9板坯寬度側壓設備69

11、第9章 金屬平衡與其他消耗729.1金屬平衡729.2其他消耗73第10章 軋鋼車間平面布置及經濟技術指標7410.1軋鋼車間平面布置7410.1.1 軋鋼車間平面布置的原則7410.1.2 金屬流程線的確定7510.2 車間技術經濟指標7610.2.1 各類材料消耗指標7610.2.2 綜合技術經濟指標79總 結82參考文獻83致 謝841河北理工大學畢業 設計說明書 引言引言引 言近幾年來我國集中建設了一大批寬帶鋼熱軋機，數量之多，建設速度之快，不僅在我國，在全世界也是空前的。與此同時，我國寬帶鋼熱連軋技術和裝備能力水平也取得巨大發展，其特點：一是投資規模前所未有，實現的投資延伸到從鐵水預

12、處理、鋼水精煉到連鑄，從鋼鐵冶金、壓力加工到精整和配送的投入；二是技術和規模上水平，不僅引進了多套當代國際最先進的機組，而且建設了多條自主集成技術、自行設計和制造的軋制線；三是軋機設備和軋制工藝更加適應涵蓋了建材、汽車、家電、機械、化工和管道輸送等用途的高檔次板材，包括低合金、高強度、薄規格、深沖板，板形和厚度尺寸公差及表面質量俱佳的高端產品。統計表明，我國建立的熱軋板帶（包括中厚板）生產線已有70條以上。1700mm以上生產線占有一半左右。生產寬帶鋼的能力以達9000萬噸以上。面對經濟危機，出口減少，產量已經過剩，但很多設備與工藝屬中檔以下，產品質量達不到高檔要求，難以應對市場競爭，因為低品

13、質的產品過剩，但高品質的產品卻緊缺，如冷軋汽車板用的熱帶卷每年仍需進口，高規格船板有待開發，超薄熱帶仍無法大量生產。我國政府為拉動內需，鼓勵汽車行業發展，因而對汽車板的需求有增無減。預計2012年需要高檔汽車板1000萬噸，目前國內僅能滿足800萬噸高中檔板，部分高檔基本依賴進口。本設計為高檔寬帶車間。 熱寬帶軋制的原料分成三類，厚坯料200mm以上，中薄板坯135180mm，薄板坯70120mm以下，極薄板坯4060mm。坯料越薄，變形量減少，軋制道次也減少，軋機數目也可相應減少。如厚坯一般使用兩架可逆粗軋機（2+7），中薄板坯使用一架可逆粗軋機(1+7)，薄板坯省去可逆粗軋，把原來精軋前一

14、兩架作為粗軋(2+5)，甚至直接進入67架精軋(0+7)。前者投資較大（34億）。后兩者投資較少（20億左右）。從品種上看，前者全品種，中薄板坯占40%，薄板坯占20%。從晶粒均勻和性能角度來看，厚坯可逆軋制，多次停留，每道次之間有充分時間恢復再結晶，從原來粗大混合晶粒，變成均勻適度細化晶粒（77.5級）。薄板坯基本上快速軋制，一般還采用少軋機大壓下，造成晶粒彌細連續畸變（9級），雜質擴散不充分，不僅表面質量差，強度偏高，塑性下降，加工性能減弱。 從質量上看，厚坯料的中間坯薄，產品厚度、凸度、表面光潔度優良，中薄板坯略差，薄板坯最差。從長遠看，如果投資有限可以先安裝一架粗軋，留出空地，待以后市

15、場情況，再投資興建2+7。河北聯合大學輕工學院河北聯合大學輕工學院畢業設計說明書第1章 文獻概述 國內板帶經過前一時期擴建已經大大增加，其中40%是提供出口。近來世界性經濟危機使國外板帶需求大大下降，造成成出口量銳減，生產能力大大過剩。但是，由于計劃經濟不到位，多數地方上馬的板帶廠資金不足，只能選擇150mm以下連鑄板坯，鋼種受到限制，僅僅一架粗軋，凸度、厚度控制不夠穩定，表面光潔度也不能滿足要求，不能生產合格汽車車板用熱卷。高精度產品需要從源頭抓起。生產優質鋼鐵產品就要從鐵水預處理、鋼水精煉到連鑄,從鋼鐵冶金、壓力加工到精整都達到高標準生產。近年來，引進了多套當代國際先進的機組與工藝，為生產

16、和認識水平提高起了較大作用1。 1.1熱軋寬帶鋼軋機工藝裝備的新發展近年來我國新建傳統寬帶鋼熱連軋機組除個別采用二手設備外有兩種情況，一是引進國外技術裝備的、具有當代世界最先進水平的軋機，二是由我國自主集式或國產的軋機；熱軋寬帶鋼連軋機組在工藝設備技術上的新發展，包括如下的新技術：板坯定寬壓力機、帶坯邊部加熱器、熱卷箱及帶鋼無頭軋制、精軋機組前設置立輥（fe）軋機、精軋機板型控制（凸度和平直度控制）、精軋機架數選擇、全液壓卷取機等。現就其中關鍵設備技術做一下介紹： 1、板坯定寬壓力機(ssp)：板坯寬度大側壓經歷了大立輥（vsb）側壓、大立輥與r1四輥軋機構成組合式軋機k1r1側壓，發展到了全

17、新概念的板坯定寬壓力機（flying s1zing press）。我國新建武鋼2250mm、馬鋼、首鋼2160mm、邯鋼2250mm軋機、寶鋼1880mm軋機、鞍鋼1780mm軋機等都設有連續或間斷式定寬壓力機ssp。板坯定寬側壓機（ssp）的軋制原理是靠模塊步進式動作，在板坯側面施加壓力，以達到板坯的減寬目的。為實現上述要求，模塊有動作和傳動系統，即模塊的開口調整、模塊的開閉動作、模塊與板坯的同步動作。定寬壓力機的主要技術特點是： 寬度調整能力大。一道次最大側壓量可達350毫米，平均側壓量為200毫米，減少了連鑄板坯的寬度規格，連鑄板坯寬度規格與沒有采用定寬壓力機前相比可以減少50%以上，對

18、于2250mm 軋機僅需6 種寬度的板坯，因而可提高連鑄機產量25%，結晶器寬度變化少，鑄速恒定，連鑄坯表面質量良好，可提高熱裝比率，節省加熱爐能源達29%。 板坯側壓速度快。由于連續、快速側壓（40-50行程/分，400毫米/行程），一塊10米長板坯只需約30秒可完成側壓提高了生產力，而且能控制板坯表面溫91第1章 文獻概述度下降。 側壓后的板坯形狀非常規整，切損少，比采用大立輥切損約減少一半，側壓板坯邊部凸起量較立輥軋制小得多, 有效減少了水平軋制后的魚尾切損, 成材率提高。定寬壓力機結構復雜，但維修時間并未比過去增加。定寬壓力機設有兩對上、下布置壓下模塊，可交換使用，更換時間每對只需30

19、分鐘。 對大批量熱裝和直接軋制生產十分有利，可縮短熱坯的在庫時間。直接熱裝比因此可提高1倍。 2、中間坯短行程控制和寬度自動控制 立輥軋機的輥縫在軋制過程中不斷變化，使頭尾部失寬量減少，短行程法可減少切頭損失率，并顯著提高頭尾部的寬度精度。西馬克- 德馬格公司新開發的無鐮刀彎軋制cfr(camber free rolling) 技術, 通過粗軋機前的強力側導機構, 增強的粗軋能力和液壓壓下以及自動化控制系統有效地防止了中間坯強力軋制后鐮刀彎的產生；全液壓的立輥機架具有良好的自動調寬awc和短行程控制ssc 功能, 提高了中間坯寬度控制精度, 改善了板坯的頭尾形狀, 減少了頭尾切損。加大軋機主馬

20、達功率和機架剛度，減少粗軋機架數，粗軋機12架即可與精軋機能力相適應，過去武鋼1700mm軋機、寶鋼2050mm軋機均設有4架粗軋機；新建武鋼、馬鋼、邯鋼2250mm軋機均僅設有2架粗軋機，r1和r2均為四輥軋機, 采用電動機械壓下和液壓壓下，r1的軋制力由3000040000kn 提高到45000kn , r2的軋制力達到50000kn , 有利于增大壓下量, 軋制較薄、厚度均勻的中間坯，且利于增加軋制工藝與精軋機組能力匹配的靈活性；首鋼、太鋼2250mm軋機、寶鋼集團一鋼公司1780mm軋機等僅設有1架粗軋機；粗軋機架數的減少可節約投資，減少設備維修量及勞動定員，效益明顯。3、中間坯保溫技

21、術和邊部感應加熱技術 粗軋機出口處帶坯較長，為減少頭尾溫差，在延伸輥道增加保溫罩, 改善了中間坯溫度的均勻性， 減少了頭尾溫差，寶鋼2050mm、1580mm和鞍鋼1780mm軋機、邯鋼2250mm等均采用了保溫罩。而采用電感應加熱器提高帶坯邊部溫度，是近十年來發展的新工藝，主要目的是改善鋼坯斷面溫度分布和金相組織，防止薄帶鋼和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼等特殊品種的邊部裂紋，減少軋輥發生不均勻磨損的幾率。1套22000kw感應加熱器對于坯溫為1000，厚度為40mm的帶坯，距邊部25mm處坯溫可升高45/分鐘。4、液壓厚度控制（hagc）和連續可變凸度cvc技術 近幾年用西馬克德馬格技術建設的熱連軋

22、機都采用了液壓壓下厚度控制河北聯合大學輕工學院（hagc）和連續可變凸度cvc技術，用三菱、日立技術建設的熱連軋機除采用hagc厚度控制技術外，采用pc軋機（交叉角為01.5）控制凸度，寶鋼1880mm軋機采用經過改進的第三代pc軋機，其機構維修方便，通過液壓缸平衡軸承座與機架窗口間的間隙使之有更好的動態穩定性。這些措施可以使軋機得到厚度精確、凸度和平直度良好的帶鋼產品。5、熱連軋機層流冷卻裝置 新建的熱連軋機層流冷卻線一般分為主冷區和精冷區，根據工藝模型可精確地控制帶鋼的冷卻強度和速率、冷卻的均勻性和卷取溫度，有的在主冷區前還設有強冷區，以增大冷卻速率。西馬克德馬格公司還開發了邊部遮擋技術，

23、在生產薄帶鋼（厚度小于1.8mm）時，在層流冷卻區內有可控的帶鋼邊部遮擋裝置使之保溫，以降低帶鋼冷卻后的熱應力，有效防止邊浪的發生。6、全液壓卷取機 卷取采用全液壓三助卷輥地下卷取機，具有良好的偏導對中和自動踏步控制（ajc）功能，以確保較厚軋件頭幾圈卷取時不產生壓痕。卷取機助卷輥采用液壓缸驅動和高應答性能的自動跳越控制系統，避免在卷取開始幾圈及卷取結束時助卷輥對帶鋼頭部造成沖擊，引起帶鋼表面缺陷。西方最新的卷取機，特別是sms卷取機，夾送輥的平衡和輥縫調節，入口側導板開口度和短行程均用液壓缸驅動，提高了機械動作的快速性和穩定性。采用這種新型全液壓卷取機，鋼卷塔形可控制在40毫米以內。目前，卷

24、取機的卷筒潤滑也有了改進，采用經卷筒外支承軸承自動供干油潤滑。日本、德國制造的新型卷取機，卷筒更換周期均可達到卷取100萬噸后才予以更換。目前，新型的熱軋卷取機一般主要由卷取機前的對中導板、張力輥、助卷輥、卷筒、卷取機機架及相關的附件組成，能夠代表當前熱軋卷取機發展趨勢的是德國sms和日本ihi所采用的新技術。7、交流傳動技術和計算機控制技術 交流傳動技術，取代了以往的可控硅整流器供電的直流主傳動電動機。三級或四級計算機控制。熱連軋帶鋼機生產由基礎自動化級（l1）、過程控制（l2）、生產控制級（l3）、生產管理級（l4）構成多級控制系統。前兩級控制系統得到普遍采用，部分熱連軋機采用了前三級控制

25、系統，少數熱連軋機采用了四級控制和管理系統。 8、自由軋制技術 為滿足熱送熱裝、直接熱裝以及直接軋制工藝要求，減少連鑄板坯規格并提高連鑄機產量，需要打破以往精軋機按軋制單元安排軋制計劃的限制。這就要求精軋機可以由寬到窄，也可以由窄到寬逆轉軋制和不同寬窄地軋制，同時要求同一寬度軋制批量增大，軋制的厚度也可以一定程度上跳越。 第1章 文獻概述自由程度軋制是一個換輥單元內，鋼質、厚度、寬度幾乎可以不受限制地自由過渡的軋制技術，寬度可以逆轉而不受寬度過渡的制約。為保證帶鋼厚度精度、板形平直度、凸度及減少邊部減薄，解決因軋輥熱膨脹引起的軋制不穩、軋輥表面粗糙和鐵皮缺陷等問題，自由程序軋制必須配合以下技術

26、：液壓agc和高精度設定模型及agc系統；pc軋機和板凸度、板形控制系統，工作輥橫移（wrs）高速鋼軋輥和在線磨輥（org），并增設第7機架。除此以外，還應采取潤滑軋制技術，采用潤滑軋輥和高速鋼軋輥，以及org、wrs組合使用，減小軋輥磨損，并使磨損分布均勻，為自由程序軋制創造有利條件。隨著pc軋機、cvc軋機的進一步發展，熱軋帶鋼軋機自由軋制的自由度不斷擴大。采用這一技術可獲較高的直送率，取得實際節能的效果；同時也可減少連鑄坯的規格，提高連鑄機產量，實現穩定操作 2。1.2發展中的問題 雖然我國熱連軋帶鋼生產的產量和技術已有極大發展，但在發展中也存在一定問題：1、建設能力過多，國內正常需求3

27、億t，2011年生產7.2億t。國際市場嚴重疲軟，國內發展不均衡，許多需要基建地區缺少資金。2、分散了資金和技術力量，這是目前存在的最大問題。一些企業距離很近，但同時建設技術水平類似、規模類似、產品類似的機組。 2、對市場和需求缺乏必要的調研，產品無特色，建設較盲目，在未來的競爭中很可能處于不利地位。3、地方觀念和本位主義限制了按經濟規律辦事的原則。有的企業在選址、確定規模和選擇產品種類方面，不科學、不合理，將冷軋和熱軋廠區分開，增加了物流成本，因此達不到最優化3。第2章 建廠依據及產品大綱第2章 建廠依據及產品大綱統計表明，我國建立的熱軋板帶（包括中厚板）生產線已有70條以上。1700mm以

28、上生產線占有一半左右。生產寬帶鋼的能力以達9000萬噸以上。面對經濟危機，出口減少，看起來，產量已經過剩，但很多產品的質量卻達不到要求，難以應對市場競爭，因為低品質的產品過剩，但高品質的產品卻緊缺，如冷軋汽車板用的熱帶卷每年仍需進口，高規格船板有待開發，超薄熱帶仍無法大量生產。目前，國家以打算規劃重組小型鋼鐵企業，關閉或整合小型鋼鐵企業是一個必然的趨勢，而且鋼鐵企業南北分布不平衡，導致產業鏈聯系不夠緊密。本設計熱軋寬帶鋼多品種車間正是在此種條件下，建立在東南沿海某地，填補當地空白，應對未來挑戰。2.1建廠依據可行性研究1、改革開放以來，我國的經濟飛速發展，同時，對鋼鐵的需求逐年上升。雖然經過經

29、濟危機的沖擊，我國的鋼鐵行業進入了前所未有的寒冬期。但由于我國汽車工業和家電工業的高速發展，對冷軋板帶材的需求仍然很大，與此同時建設一條可供冷軋的熱軋板帶生產線仍然具有很強的競爭力。2、雖然我國的鋼鐵業有了很大的發展，但是我國的產品結構類型還很不合理，板帶在鋼材中的比例僅為25%左右，而在發達國家卻多達50%60%，甚至更多。3、與薄板坯連鑄連軋相比，常規熱連軋仍有其自身的優勢。薄板坯連鑄連軋技術晶粒較細，加上軋制的大壓下，使產品硬度很高，不能按要求向冷軋供應強度低于240mpa的軟帶鋼。就向冷軋供料而言，常規熱連軋仍有廣闊的發展空間。4、首鋼最新建成了2250寬帶鋼連軋生產線。這條生產線無論

30、是軋機水平還是工藝水平在國內都是一流的，這為我們建設或改造本1580生產線提供了很好的參考。2.2產品大綱產品大綱是設計任務書中的主要內容之一，是進行車間設計時制訂產品生產工藝過程、確定軋機組成和選擇各項設備的主要依據。產品大綱不但規定了車間的類型，同時也規定了車間生產品種的方向。所以編制產品方案時應注意:1、滿足國民經濟特別需要，根據市場信息解決某些短缺產品的供應和優先保證國民經濟重要部門對鋼材的需要。2、考慮各類產品的平衡，尤其是地區之間產品的平衡。要正確處理長遠與當前、局部與整體的關系。作到供求適應、品種平衡、產銷對路、布局合理、要防止不顧軋機特點和條件一哄而上、一哄而下的傾向。3、考慮

31、軋機生產能力的充分利用和建廠地區產品的合理分工。4、考慮建廠地區資源的供應條件，物資和材料運輸的情況。5、要適應當前對外開放、對內搞活的經濟形勢，力爭做到產品結構和產品。2.2.1 坯料規格和技術參數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點，加之比初軋坯物理化學性能均勻，且便于增大坯重，故對熱帶連軋更為合適，其所占比重日益增大。熱帶連軋機所用板坯厚度一般150300mm，多數為200250mm，最厚達350mm。近代連軋機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

32、坯重量的增大可以提高產量和成材率，但也受到設備條件，軋件終軋溫度和頭尾允許溫差，以及卷取機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，達到1530kgmm。綜上本次設計可以選擇的原料規格和產品規格如下：原料規格：板坯厚度：150300mm板坯寬度：8001600mm板坯長度 定尺坯410.6m產品規格：厚度：1.212.7mm寬度：8501550mm鋼卷內徑：759mm鋼卷外徑：12002025mm最大卷重：30t產量：年產200萬噸2.2.2 產品鋼種和分類按鋼種分類的熱軋板帶產品方案如表1表2-1 按鋼種分配的熱軋板帶的產品序號鋼種代表鋼號年產量（wt）比例1普通碳素結構

33、鋼q235q2757035%2優質碳素結構鋼0808al7035%3低合金鋼q345b6030%4合計200按產品規格分配熱軋板帶方案見表2。表2-2 按產品分配的熱軋板帶產 量 (wt)寬 度 （mm）合 計（wt）比 例8001000100012001200140014001600厚度（mm）0.81.58121644010%1.5415722115540%469232586530%612.71284164020%合 計（t）44506739200100%第3章 軋機的比較與選擇第3章 軋機的比較與選擇3.1 車間布置及設備選用的原則軋鋼機是生產的設備，是完成金屬軋制變形的主要設備，并且代

34、表著生產技術的水平，造價極為昂貴。而且，軋鋼機架的選擇對車間生產和投資有著非常大的影響，軋機多投資大，軋機過少，壓下大，軋制穩定性差，難于控制。帶鋼軋機為平輥軋制，軋制力大，為了能控制良好板型，機架必須有較大的剛度，軋輥應有較大的抗彎撓度。軋鋼機數量選擇的主要依據是：車間生產的鋼材的鋼種，產品品種和規格，生產規模的大小以及由此確定的產品生產工藝過程，對軋鋼車間設計而言，軋鋼機選擇的主要內容是：確定軋鋼機的結構形式，主要技術參數，選用軋鋼機的架數以及布置形式。在選擇軋鋼機時一般要注意考慮以下各項原則：在滿足產品方案的前提下，使當前軋鋼機組成合理，布置緊湊或為控制軋制及增加軋機留有余地；粗精軋軋制

35、節奏時間接近相等，有較高的生產效率和設備利用系數；保證大綱內產品生產順利，易于控制操作，并獲得質量良好的產品，有時也可為更難品種生產留有余地；備品備件更換容易，并利于實現備品備件的標準化（如精軋前四架一樣）；禁絕使用不成熟技術5。3.2 軋機的確定與選擇3.2.1 軋機數量的選擇取平均延伸系數為1.36，由產品厚度為5mm，進粗軋機的厚度為250mm。則根據公式可得：軋制總道次數為n=。所以確定道次數為13道。初步確定粗軋6道，精軋7道。第3章 軋機的比較與選擇3.2.2 粗軋機形式的選擇圖3.1 粗軋機組軋制六道次的典型布置形式1、全連續式全連續式軋機粗軋機由56個機架組成，每架軋制一道，全

36、部為不可逆式，大都采用交流電機傳動。這種軋機產量可高達400600萬噸/年，適合于大批量單一品種生產，操作簡單，維護方便，但設備多，投資大，軋制流程線或廠房長度增大。粗軋機組的利用率不是很高，或者說粗軋機生產能力與精軋機組不相平衡。2、3/4連續式為了充分利用粗軋機，同時也為了減少設備和廠房面積，節約投資，而廣泛發展了一種3/4連續式新布置形式，它是在粗軋機組內設置l2架可逆式軋機，把粗軋機由六架縮減為四架。對絕大多數產品，軋機的薄弱環節不是在粗軋機組，3/4連軋機已能夠滿足精軋能力的要求。3/4連軋機的可逆式軋機可以放在第二架，也可以放在第一架，前者優點是大部分鐵皮已在前面除去，使輥面和板面

37、質量好些，但第二架四輥可逆軋機的換輥次數比第一架二輥可逆式耍多二倍。一般還是傾向于前者。總之，3/4連軋機較全連軋機所需設備少，廠房短，總的建設投資要少56，生產靈活性也稍大些，但可逆式機架的操作維修要復雜些，耗電量也大些6。3、半連續式半連續式粗軋機由1架或兩架可逆式軋機組成。半連續式粗軋機常見的幾種布置形式有： 1）由1架四輥可逆式軋機組成。2）由1架二輥可逆式和1架四輥可逆式軋機組成。半連續式粗軋機與3/4連續粗軋機相比，具有設備少，生產線短，占地面積小，投資省等特點，而且與精軋機的匹配靈活，對多品種的生產有利。20世紀以來，由于粗軋機控制水平的提高和軋機結構的改進，軋機牌坊強度增大，軋

38、制速度也相應的提高，粗軋機當機架生產能力大增，軋機產量已不受粗軋機的制約，從而半連續式發展較快。如鞍鋼1780mm，武鋼2250，首鋼2160等都采用半連續式2）粗軋機。本設計也采用半連續2）式的粗軋機組。表3-1 粗軋機的各種性能參數名稱立輥粗軋機軋輥尺寸符號e1e2r1r2軋機形式二輥二輥二輥可逆四輥可逆輥徑/1000/9001000/9001270/11701150/1000輥身長度/45045017001700主電機形式dcdcacac功率/kw2*7002*7002*35002*6000壓下裝置形式液壓液壓液壓液壓最大軋制力/kn3000300025000250003.2.3 精軋機

39、機組的選擇1、精軋機布置形式的選擇按照道次設計，同時參考國內熱連軋廠的實際經驗，應選7架精軋機。這樣的布置對降低單架壓下量起到很大作用，對減少跑偏穩定生產也有好處，還有利于日后擴大產品規格數量。7架軋組形成精軋連軋機。由于機架數目較多，在軋制薄規格產品時，為了保證頭尾溫差和卷取溫度的控制，在精軋機布置方面，采用較快的軋制速度和稍小的間距。2、新型熱帶軋機的種類目前，新型熱帶軋機主要有以下幾種形式：帶液壓彎輥技術（wrb）的軋機，cvc軋機、pc軋機、hc軋機以及wrs軋機等，現分別介紹如下：（1）液壓彎輥技術彎輥技術是用機械力彎曲軋輥輥身，以控制帶鋼凸度(見板凸度)和平直度(見平直度控制)的技

40、術。通常以液壓為動力，故也稱液壓彎輥。液壓彎輥自20世紀60年代初期出現以來，發展十分迅速，目前液壓彎輥裝置已成為各種板帶軋機上必不可少的設備。液壓彎輥技術可分為工作輥彎輥和支承輥彎輥兩種類型。彎工作輥的方法（如圖2）。這又可以分為兩種方式：一種是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，結果是減小了軋制時工作輥的撓度。這稱為正彎輥。另一種是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與軋制壓力方向相反的作用力n1，結果是增大了軋制時工作輥的撓度，這稱為負彎輥。熱軋薄板軋機多采用彎工作

41、輥的方法。圖3.2 彎工作輥（左圖減小工作輥的撓度；右圖增加工作輥的撓度）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彎輥力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，它比彎工作輥能提供較大程度補償范圍，且由于彎支持輥時的彎輥曲線與軋輻受軋制壓力產生的曲線基本相符合，故比彎工作輻更有效，對于工作輥輥身較長（l/d大于4）的寬板軋機，一般以彎支持輥為宜。彎曲支持輥的方法如圖3所示。圖3.3彎曲支持輥示意圖cvc軋機cvc軋機的基本原理cvc軋機是在hc軋機的基礎上發展起來的一種軋

42、機，它雖然與hc軋機一樣有軋輥軸向抽動裝置，但其目的和板形控制的基本原理是不同的。hc軋機是為了消除輥間的有害接觸部分來提高軋縫剛度，以實現板形調整的，是剛性輥縫型。cvc軋機則是通過軋輥軸向抽動裝置來改變s形曲線形成的原始輥縫形狀來實現板形控制的，是柔性輥縫型。cvc軋機是一種軋輥凸度連續可變軋機，它的軋輥（工作輥）的原始輥型為s形曲線，呈瓶狀，上下軋輥互相錯位180布置。帶s形曲線的軋輥具有軋輥軸向抽動裝置。cvc軋機的主要類型cvc軋機分為cvc二輥軋機，cvc四輥軋機和cvc六輥軋機三種。cvc四輥軋機的工作輥為s形曲線輥，而cvc六輥軋機的s形曲線輥可以是工作輥，也可以是中間輥。cv

43、c四輥軋機可以是工作輥驅動，也可以是支撐輥驅動。cvc六輥軋機則可分為中間輥傳動和支撐輥傳動兩種。 cvc軋機的主要特點cvc軋機的關鍵之處是軋輥具有連續變化凸度的功能，能準確有效地使工作輥間空隙曲線與軋件板形曲線相匹配，增大了軋機的使用范圍，可獲得良好的板形。其主要特點有：通過一組s形曲線軋輥可代替多組原始輥型不同的軋輥，減少了軋輥備用量；可以進行無級輥縫調整來適應不同產品規格的變化，以獲得良好的板帶平直度和表面質量；輥縫調節范圍大；板形控制能力強。cvc軋制原理圖在軋輥末產生軸向移動時，軋輥構成具有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零（圖4（a）。如果上輥向左移動，下輥向右移動時，板材中心處兩

44、個軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時的有效凸度小于零（圖4（b）。如果上輥向右移動下輥向左移動時，板材中心處兩個軋輥輪廓線之間的輥縫變小，這時的有效凸度大于零（圖4（c）。cvc軋輥的作用與一般帶凸度的軋輥相同，但其主要優點是凸度可以在最小和最大凸度之間進行無級調整，這是通過具有s形曲線的軋輥作軸向移動來實現的。cvc軋輥輥縫調整范圍也較大，與彎輥裝置配合使用時如1700熱軋機的輥縫調整量可達600m左右。通過工作輥軸向移動可以獲得工作輥輥縫的正負凸度的變化從而實現對帶鋼凸度的控制。其凸度控制能力和工作輥軸向移動量為線性變化關系，凸度控制能力可以達到1.0mm。（a）平輥縫 （b）中凹輥縫 （c）

45、中凸輥縫圖3.4 cvc軋機軋輥輥縫形狀變化示意圖hc軋機hc軋機為高性能板形控制軋機的簡稱，是日立公司研制的一種新型六輥軋機，它是在普通四輥軋機的基礎上增加兩個可軸向移動的中間輥其出發點是為了軸向串動裝置，就能適應帶鋼寬度變化的要求，使輥身接觸長度作相應的改變。hc軋機的主要特點有：具有大的剛度穩定性；hc軋機具有很好的控制性；hc軋機由于上述特點因而可以顯著提高帶鋼的平直度，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。pc軋機 pc軋機為軋輥成對交叉軋機，其工作原理是相互平行的上工作輥，上支承軸中心線與相互平行的下工作輥，下支承輥軸中心線的交叉成一定角度，這一角度等同于工作輥凸

46、度。pc軋機的缺點：軋機牌坊加工復雜，開出四個螺母孔，減少軋機立柱剛度。軸承座由牌坊窗口平面約束變成螺絲端頭點接觸，在高壓高速時穩定性下降。軋制結構復雜，軸向力大（達到軋制力的810）將使軸承壽命縮短，使維護工作量加大。而且軋制結構復雜，軸向力大（達到軋制力的8%10%）將使軸承壽命縮短。wrs軋機wrs軋機實際就是工作輥橫移式四輥軋機，其板凸度控制有兩種方法，即工作輥不帶錐度和帶錐度。wrs軋機在適應帶鋼寬度變化、控制板凸度上，尤其在減小邊部減薄及局部高點上很有效果。3、七架精軋機的確定及選擇精軋機是熱軋帶鋼生產中最核心的部分，精軋機組的技術裝備水平和控制水平決定著軋制產品的質量水平。因此，

47、為了獲得高質量的優良產品，需要在精軋機組大量的采用了新技術、新設備、新工藝。鑒于以上比較，本設計為：七架四輥精軋機縱向排列，間距為6m；f1f4為cvc軋機，f1f7均有正彎輥系統。所有機架均設有agc系統；工作輥軸承為四列圓錐滾動；平衡快中安裝工作輥平衡缸。支撐輥采用油膜軸承并有靜壓系統；軋機工作側工作輥軸承座配有加緊裝置，用于保證軋制過程中輥系的穩定，為了保證軋制線水平，上下支撐輥軸承座上（下部）裝有調整墊進行補償。f5f7裝有org系統用于工作輥表面的磨削；軋機進出口安裝上下導衛及導板，軋機出口安裝有導送輥，保證帶鋼平穩輸送；為保證帶鋼平穩輸送f7軋機出口安裝有機架輥。軋機出口側均安裝冷

48、卻水管，工藝潤滑裝在進口上下刮水板架上，除塵噴水安裝在每個機架的出口側。針對本次的設計要求，參考現場的實際經驗，為了生產典型產品為5mm的帶鋼，選用的軋輥的直徑是：f1-f4 ：cvc軋機工作輥尺寸8251580mm ；輥頸尺寸412mm支承輥尺寸13501580mm ；輥頸尺寸675mm軋制力4000t；電機功率ac8000kwf5-f7： pc軋機 交叉角度0.5-1.5度工作輥尺寸6801580mm ；輥頸尺寸340mm支承輥尺寸13001580mm ；輥頸尺寸650mm軋制力4000t；電機功率ac5000kw綜上匯總各架軋機的參數見表3-2表3-2精軋機各性能參數項目f1f2f3f4

49、f5f6f7軋機形式cvccvccvccvcpcpcpc軋輥尺寸直徑/mm825825825825680680680輥身長/mm1580158015801580158015801580主電機供電方式acacacacacacac功率/kw7000700065006500650060005500壓下裝置液壓液壓液壓液壓液壓液壓液壓最大軋制力/kn40000400004000034000340003400034000開口度（最大輥徑時）50505050505050活套支撐器電動測壓儀形式壓磁式3.2.4精軋板型控制方式選擇對于板帶軋制，板型控制策略是重要的設計內容。對于精軋，采用比例凸度，根據產品凸

50、度要求，計算包括中間坯在內的精軋各道設定凸度，粗軋在末道滿足中間坯凸度要求。現代粗軋按裝檢測裝置，對中間坯檢測厚度、凸度和溫度，經過二次計算，調整精軋機操作參數。寬帶鋼熱連軋四輥精軋機根據板形控制方式有不同型式，目前世界上應用最多，我國主要引進的專有技術為德國西馬克的cvc軋機、日本三菱的pc軋機。兩種軋機均有彎輥系統，agc系統配合調板形和板厚。當今新型熱軋板帶軋機主要有：hc軋機、 cvc軋機、pc軋機、f2cr軋機等。本設計采用cvc，現在介紹如下：cvc軋機是sms公司在hcw軋機的基礎上于1982年研制成功的。它的工作輥具有形瓶狀截面,上下軋輥互成180度設置,并沿軸向相互反向移動,

51、從而形成正負的輥縫凸度,軋輥移動距離一般100mm。近年來廣為采用的cvc軋機是德國技術和其他國家專利的結合物，它被世界各國認為是一個能對輥型進行連續調整的理想設備。cvc輥和彎輥裝置配合使用可調輥縫達600微米。cvc精軋機組的配置一般是，前幾個機架采用cvc輥主要控制凸度,后幾個機架采用cvc輥主要控制平直度。cvc的基本原理是將工作輥輥身沿軸線方向一半削成凸輥型，另一半削成凹輥型，整個輥身成s型或花瓶式軋輥，并將上下工作輥對稱布置，通過軸向對稱分別移動上下工作輥，以改變所組成的孔型，從而控制帶鋼的橫斷面形狀而達到所要求的板形。cvc軋機有很多優點： 板凸度控制能力較強，尤其在大壓下和大張

52、力下工作穩定，適合多種場合。cvc軋機的缺點是：軋輥形狀復雜、要求特殊,磨削，并精度高，而且困難，必須配備專門的磨床；無邊部減薄功能，帶鋼易出現蛇形現象 7。第4章 典型產品的壓下規程設計第4章 典型產品的壓下規程設計制定壓下制度的方法很多，一般有理論方法和經驗方法。由于理論方法比較復雜，理論公式本身也有誤差，因此，在此選用經驗方法，按經驗分配壓下量后，再進行校核及修訂。經驗方法簡單易行，可通過不斷修正最后達到合理化。通常在板帶生產中指定壓下規程的方法和步驟：（1）在咬入能力允許的條件下，按經驗分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確定各道次壓下量，分配及確定各道次能耗負荷

53、分配比等各種方法；（2）制定速度制度，計算軋制時間并確定各道次軋制溫度；（3）計算軋制力、軋制力矩及總傳動力矩；（4）校驗軋輥等部件的強度和電機功率；（5） 按前述制定軋制規程的原則和要求進行必要的修正和改進 。4.1 坯料尺寸本設計為熱軋帶鋼生產線，坯料規格如下：板坯厚度：250mm板坯寬度：8001600mm 板坯長度：定尺坯410.6m 4.2粗精軋機組壓下量分配1、粗軋機的壓下量分配的基本原則根據板坯尺寸、軋機架數、軋制速度以及產品厚度等合理確定粗軋機組總變形量及各道次壓下量，其基本原則是：1) 由于在粗軋機組上軋制時，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制。考慮到粗軋機組與精軋機組之間的軋制節奏和負荷上的平衡，粗軋機組變形量一般要占總變形量的7080%。粗軋機組道次最大壓下量主要受軋輥強度的限制。2) 為保證精軋機組的終軋溫度應盡可能提高粗軋機組軋出的帶坯溫度。因此一方面應盡可能提高開軋溫度，另一方面盡可能減少粗軋道次和提高粗軋速度，以縮短延續時間，減少軋件的溫降。3) 為簡化精軋機組的調整，粗軋機組軋出的板厚范圍應盡可能小，并且不同厚度的數目也應盡可能減少。2、精軋機的壓下量分配的基本原則第4章 典型產品的壓下規程精軋機組的主要變形是在5、6、7架連軋機上將粗軋帶坯軋制成板形、尺