1、河北大學輕工學院QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY畢業設計說明書）題目：年產 240 萬噸 2050 熱軋帶鋼生產線工藝設計設計（學生姓名：李超號：200815190227學專業班級：08 軋鋼 2 班學部：材料化工部指導教師：貴永亮副教授2012 年 05 月 18 日摘 要摘要隨著造船，汽車，制造、等行業的迅猛發展，薄帶的需求量大大增加。為了面對各個行業對板材的大量需求和國外優質的競爭，為滿足我國四化建設對薄板的需求，參照唐鋼板廠特別設計該生產線，設計為年產 240 萬噸的熱軋板帶生產車間設計。為了在粗軋階段給予板坯大的壓下，以滿足生產管線鋼

2、的需要，本設計中選用了一架強力可逆粗軋，使粗軋時間和精軋時間更好的配合，并增加了加熱爐的數量以滿足產量要求。當然，作為車間設計，對典型壓下規程的設計也是必不可少的，其中包括壓下量的分配、速度制度的確定、溫度制度的確定以及力能參數的計算等等各方面參數的選定。再有就是校核軋輥與選擇電機等問題，這些則是能否正常生產的關鍵，要想工作順暢，就不能讓設備長時間滿負荷或超負荷工作。此外，本設計還對車間內的各種消耗和厚度等做了簡要介紹。：熱軋板帶；多品種；軋制工藝；軋制設備；厚度-I-AbstractAbstractAs shipbuilding, automotive, manufacturing, con

3、struction and other industries are developing rapidly, thin strip demand increased dramatically.In order to face the social sectors to the plate large demand and foreign quality products competition, in order to meet China's modernization construction on the sheet needs, according to Tang steel

4、plant special design of the production line, designed for an annual output of 2800000 tons of hot-rolled strip production workshop design.In order to roughing slab under given pressure, to meet the production needs of pipeline steel, the selection of the design of a potent reversible roughing roughi

5、ng and finishing time, make better with time, and increases the heating furnace volume to meet production requirements.Of course, as the workshop design, typical products of reduction rules design is also essential, including compression, speed distribution system are identified, temperature system

6、and determination of parameters of force and energy calculation and so on all parameters selected.Another is the check roll with motor problems, these is whether the normal production of the key, want to work smoothly, cannot let equipment long time full load or overload.In addition, the design of t

7、he workshop within the various consumption and thickness control is introducedbriefly in this paper.Key words: hot-strip；multiple products；rolling；rolling mill equipment；thicknesscontrols-II -目 錄目錄摘要IABSTRACTII引言1第 1 章 建廠的依據及車間的概述21.1 建廠的依據21.1.11.21.2.1地理優勢3大綱4大綱的制定41.3 工藝流程6第 2 章 主要設備比較選擇72.1 軋鋼機選

8、擇72.1.1 立輥的選擇72.1.2 粗軋機組的選擇82.1.3 精軋機的選擇102.1.42.1.52.1.6保溫罩和中間冷卻裝置的選擇14粗軋機和精軋機之間輥道的設計16精軋機與層流冷卻設備之間輥道的布置172.1.7 冷卻系統的確定172.1.8 卷取設備的選擇17第 3 章 壓下規程設計193.1 壓下規程設計的基本原則193.2 軋制工藝中各參數的確定193.2.1 坯料及軋制道次選擇203.2.2 各道次出口厚度及壓下量的確定203.2.3 校核咬入能力223.2.43.2.53.2.6各道次帶鋼出口速度的確定22各道次帶鋼溫度的確定26各道次處軋機的轉速27-III-目 錄3.

9、2.7 層流冷卻對溫度的及大致的冷卻速率的確定28第 4 章 軋制力及各種力矩的計算294.1 軋制力的計算294.1.1 粗軋段軋制力計算294.1.2 精軋段軋制力計算304.2 計算傳動力矩324.2.14.2.24.2.3軋制力矩的計算32摩擦力矩的計算32軋機空轉力矩的計算344.2.4 動力矩的計算34第 5 章 電機能力校核和軋輥強度的計算365.1 電機的校核365.1.1 靜負荷圖365.1.2 主電5.1.3 電5.1.4 電的功率計算37的校核37功率的計算385.2 軋輥強度的校核395.2.1 支撐輥彎曲強度校核405.2.2 工作輥的扭轉強度校核425.2.3 工作

10、輥與支撐輥間的接觸應力43第 6 章 軋輥空載輥縫和軋輥凸度的設定476.1 各機架的空載輥縫設定476.2 軋輥輥型設計48第 7 章 輔助設備的介紹527.1 加熱爐選擇527.2 剪切機537.3 冷卻設備547.4 輥道547.4.1 輥道的分類547.4.2 主要參數確定55-IV-目 錄7.5 卷取設備557.6 活套支撐器57第 8 章 軋鋼機產量的計算618.1 軋機各類產量計算618.1.18.1.28.1.3小時產量計算61軋機平均小時產量62軋鋼車間年產量計算62第 9 章 軋鋼車間平面布置及技術指標639.1 軋鋼車間平面布置639.1.1 軋鋼車間的平面布置原則639

11、.1.2 金屬流程線的確定639.2 車間技術指標659.2.1 各類材料消耗指標659.2.2 綜合技術指標69第 10 章 軋制工藝過程敘述7210.1 坯料選擇與加熱7210.2 粗軋7310.3 粗精軋間的保溫措施7310.4 精軋7310.5 軋后冷卻及卷取75第 11 章 分析可行性及介紹本次設計的優勢7611.1 本次設計可行性分析7611.1.111.1.211.1.311.1.411.1.511.1.611.1.711.1.8加熱爐76一架粗軋機、六架精軋機76出末架軋機的速度76各架軋機的轉速76各架軋機軋制溫度的確定77壓下量及出口厚度的確定77軋制力的計算及輥縫的確定7

12、7各種力矩的計算78-V-目 錄11.1.9 電機及軋輥的校核7811.1.10 產量的計算7811.1.11 設計中不定參數的確定7811.2 本次設計的優勢所在（與目前熱軋板帶生產線相比）78結 論80參考文獻81謝辭83-VI-引 言引言由于鋼鐵工業巨大的能源消耗和激烈的市場競爭，鋼鐵企業要以低成本生產高質量的，適應市場條件下用戶的多品種、薄規格、低成本的要求。近十多年隨著的發展，使得中國的造船，汽車等金屬制造業的迅速擴大，板帶的需求量大大增加。為了面對各個行業對板帶材的需求以及和國外優質的競爭，必須生產擴大高質量板帶生產。對 30 多家國外鋼鐵企業的表明：作為最終使用的厚度大于2mm

13、的熱軋帶鋼的需求量正在下降，1995 年為 48%，2007 年下降至 38%，而厚度小于 2mm 的熱軋薄帶需求量日益增加，從正在進行和準備進行的深線和冷軋機組方面的投資也可看出這種趨勢。預計 2008 年，厚 0.8mm1.2mm 熱軋薄帶需求量增加將大于 2%，厚 1.2mm2.0mm 熱軋薄帶需求量增加將大于 7%。2006 年進口熱軋薄板約 7.8×10 6t，占當年鋼材進口總量的 64.1%。到 2008 年， 國內市場需求更大，可見，國內熱軋薄板的市場空間巨大，特別是對 2.0mm 以下超薄熱軋帶鋼的需求尤其旺盛。中薄板坯連鑄介于厚板坯連鑄與薄板坯連鑄之間，有希望能夠擁

14、有厚板坯的優點，而又避免了薄板坯的缺點。盡管目前許多使用中板坯的熱帶廠還只能生產一些普通品種，但經過發展是能夠生產與厚板坯車間類似的。中板坯厚度適當，道次較少，連鑄剪切后放置，與軋機柔性連接，并可以實現連鑄坯熱裝熱送的短流程，因而很受現場的青睞。隨著板坯連鑄技術的不斷發展，為減少道次，便于薄規格帶卷的生產，人們開始向中薄板坯發展，中薄板坯連鑄介于厚板坯連鑄與薄板坯連鑄之間，因而兼有兩者的優點，而又避免了兩者的缺點。一方面它與厚板坯連鑄一樣，可以生產高質量的鑄坯，的種類范圍廣，另一方面鑄坯厚度適當，可以實現鑄坯熱裝熱送連續軋制的短流程，因而具有廣闊的發展前景。奧鋼聯開發的 135×90

15、0 1550 的中薄板坯連鑄機就是目前中薄板坯連鑄機中的典型代表，具有較強的市場競爭能力。以上技術要求和市場需要，籌建多品種、多規格的精品板帶車間是大有必要的。-1-第 1 章 建廠的依據及車間的概述第 1 章 建廠的依據及車間的概述1.1 建廠的依據鋼鐵工業是的基礎產業，對整個各個部門的發展至關重要。帶鋼熱連軋生產規模大，產量高，是鋼鐵工業中發展最為迅速、各種新技術應用最為廣泛的一個領域。它的工藝水平、自動化程度、規格與質量代表了一個鋼鐵工業的水平。近年來，隨著的發展和科學技術的進步，用戶對熱軋高質量，高附加值，高技術難度的帶鋼的需求量顯著增加，對鋼鐵質量、品種、性能的要求越來越高。鋼鐵領域

16、的競爭，已從過去的價格為主轉向以品質、服務為主，企業的技術水平、品種質量和延伸服務將成為競爭力強弱的決定因素。同時隨著市場競爭的加劇，各熱軋帶鋼廠為了在市場競爭中居于有利地位，也迫切需要提高生產技術水平，減少原材料和能量消耗，經營管理，增強競爭能力。目前，我國已經建立了近十條薄板坯連鑄連軋生產線，設計的規格最薄達到 0.8mm，意欲以熱軋取代冷軋。但目前可生產的規格遠在 1.5mm 以上，因為薄規格生產的故障率高，輥耗大，過渡軋材多，加熱難度型難度大等，這樣按綜本計算，與用熱軋 2.0mm 作原料，冷軋 1.0mm 的帶鋼成本相當，甚至更高。因此薄板坯連鑄連軋生產線并不追求軋制最薄規格，待技術

17、發展到故障率等降低后，才能的批量生產。另外，薄板坯連鑄連軋工藝仍有許多不足之處：首先，薄板坯連鑄連軋的生種受限，檔次不高，在實際生產中著擴大品種、質量的任務，其與傳統熱帶鋼軋機尚有一定差距。由于薄板坯連鑄連軋一般采用 5090 的板坯，在軋制生產時， 板坯壓縮比明顯不夠，生產如深沖線鋼等生產工藝要求嚴格、高質量、高附加值的產品很，主要是偏析數量多，夾雜多，擴散相對不足，不利于生產高質量的帶鋼。其次，薄板坯連鑄機漏鋼率相對較高，軋機生產能力得不到充分發揮。例如：的阿爾戈馬廠，設計產量 16 萬 t /月，而實際產量 6萬 t/月；美國的阿姆科廠實際年產量 70 萬 t 僅為設計的 60再次，隧道

18、式加熱爐熱效應低， 緩沖能力弱。隧道式加熱爐的尾氣排放溫度平均在9000，熱能未得到充分利用，通常的熱效率在 20左右。據有關資料介-2-河北大學輕工學院紹，緩沖時間一般在 1015 分鐘，而步進式加熱爐可緩沖 30 分鐘以上， 能有效的匹配軋機的生產能力。由于我國目前能夠生產 X80 管線鋼的企業還很少，大部分企業都是在試驗階段加之以上分析，一條以 210mm 中板坯為坯料，經步進式加熱爐加熱后生產管線鋼是十分有市場競爭力的。1.1.1 地理優勢1.豐富的能源1）遵化和遷安有豐富的鐵礦，并且唐山臨海，便于澳礦的。2）開灤可以提供充足的煤。3）陡河電廠、唐山電廠可以提供充足的電力。4）東北部有

19、陡河水庫可以提供充足的水2.便利的交通。唐山地處京津之側擁有便利的鐵路，京唐港提供了便利、廉價的水運，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。3.豐富的人力省內的高校擁有燕山大學、河北理工大學等冶金工科院校，北京、北的各高校在中國更是排名靠前。4.可行性研究和東中國正處于發展時期，鋼鐵消費良好，該車間年產 250 萬噸且大部分產品都是國內緊缺的品種，銷售不是問題。還可通過京唐港，經過便利的海上，實現出口。雖然我國的鋼鐵業有了很大的發展，但是我國的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。多達 50%60%，甚至板帶不但可

20、以作為成品使用，有時也作為半成品使用，常用于彎曲型鋼、焊接型鋼、焊管的原料，可以大大減輕設備量，降低成本。板帶與型鋼相比，具有形狀簡單，不用換輥就可以調整，適合高速度自動化的，連續大規模的生產，同時具有高精度、高性能質量等優點。綜合以上幾點，建設一條現代化的板帶生產線是可行，甚至是必要的。-3-第 1 章 建廠的依據及車間的概述1.2大綱大綱是設計任務書的主要內容之一，是進行車間設計時制定生產工藝過程，確定軋機組成和選擇各項設備的主要依據。要內容包括：大綱的主1.2.3.車間生產的鋼種和生產的規模；各類各類的品種和規格；的數量和其在總產量中所占的比例等。大綱是車間今后組織生產的依據，因為方案不

21、但規定了車間的類型，同時也規定了車間生注意以下各點：種的方向。所以編制方案時應切實1. 滿民發展對的需要，根據市場信息解決某些短缺的供應和優先保證2. 考慮各類重要部門對鋼材的需要。的平衡， 尤其是地區之間的平衡.要正確處理長遠與當前，局部與整體的關系。做到供求適應，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。3.4.5.考慮軋機生產能力的充分利用和建廠地區的合理分工。的情況。考慮建廠地區的供應條件，物資和材料要適應當前對外開放，對內搞活的形式需要。要根據車間工業的設備情況，力爭做到結構和國際市場。標準的現代化，有條件的要考慮生產一些出口，1.2.1大綱的制

22、定本設計考慮以上各點，立足唐山，面向1. 生產規模年產各種規格的熱帶鋼 280 萬噸。2. 坯料規格板坯厚度：210mm板坯寬度：8502000mm板坯長度： 10m和世界各國而定，大綱如下：3.規格帶鋼厚度：216mm。-4-河北大學輕工學院帶鋼寬度：8502050mm鋼卷重量：約 30t4.分類方案見表 1-1。按鋼種分配的熱軋板帶表 1-1熱軋板帶分類鋼種名稱代表鋼號冷軋用料SPHCSPHDSPHE 等Q195Q215Q235Q255 SS330SS540 等Q295,Q345,Q390,Q420 等SPA-H 等SAPH310,SAPH370,SAPH400,SAPH440 等HP29

23、5,HP325,HP345 等(國標) X42 X80 等碳素結構鋼低合金高強度結構鋼高耐候性結構鋼汽車大梁用鋼焊瓶鋼管線鋼5. 規格詳細分類見表 1-2表 1-2寬度、厚度分配產量比例表寬度（mm）產量（wt）合計比例1150135013502250850115023101015152535101434厚度（mm）4661610 3030401003090120100902504036100合計比例124840100-5-第 1 章 建廠的依據及車間的概述1.3 工藝流程2050 生產線工藝流程描述如下：從兩流連鑄機來的定尺板坯經過橫移車移送到裝鋼輥道，稱重后，直接熱裝入蓄熱式步進梁式加熱爐

24、；供冷坯從板坯跨，經過上料臺架送到裝鋼輥道，稱重后，裝入加熱爐。當板坯溫度加熱到 1150-1250時，板坯出爐，首先經過 18Mpa 高壓水除鱗，除去其爐生氧化鐵皮，進入帶立輥 E1 的一架可逆粗軋機 R1 軋制 3 至 7 道次，中間坯厚度 42-63mm。正常軋制時，一般 R1 軋制5 道次。在生產管線鋼等變形抗力較大規格時，考慮 R1 軋制 7 道次。中間坯經過保溫段（如果生產管線鋼就要經過冷卻段）進入飛剪切頭、切尾，經 18Mpa 高壓水除鱗，除去其表面的再生氧化鐵皮，進入六架精軋機軋制成厚度為 216mm的成品。通過設定合適的終軋速度和機架間冷卻水保證終軋溫度。出精軋機后，帶鋼在輸

25、出輥道上經層流冷卻裝置冷卻到規定的卷取溫度，然后進入兩臺卷取機，卷取完畢后，經鋼卷鋼卷庫，冷卻后發貨。系統傳送，進行打捆、稱重、噴號，天車吊運到-6-河北大學輕工學院第 2 章 主要設備比較選擇2.1 軋鋼機選擇軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設備，是代表車間生產技術水平，區別于其他車間類型的關鍵。因此，軋鋼機選擇的是否合理對車間生產具有非常重要的影響。因為帶鋼軋機為平輥軋制，軋制力大，為了能良好的板形，機架和軋輥必須有較大的剛度才行。所以板帶軋機主要是四輥軋機。軋鋼機選擇的主要依據是：車間生產的鋼材的鋼種，品種和規格，生產規模的大小以及由此而確定的生產工藝過程。對軋鋼車間設計而言，軋鋼機選擇的

26、主要內容是：確定軋鋼機的結構形式，確定其主要技術參數，選用軋機的架數以及布置形式。在選擇軋鋼機時一般要注意考慮下列各項原則：1.2.3.4.5.6.7.在滿足方案的前提下，使軋機組成合理，布置緊湊。有較高的生產效率和設備利用系數。保證獲得質量良好的，并考慮到生產新品種的可能。有利于軋機機械化， 自動化的實現，有助于工人勞動條件的軋機結構型式先進合理，制造容易，操作簡單， 維修方便。備品備件更換容易， 并利于實現備品備件的標準化。有良好的綜合技術指標。2.1.1 立輥的選擇立輥軋機安裝在 R1 粗軋機前面,配有缸，主要用于寬度和邊缸用于輥縫調部質量。缸裝配在軋機軸承座后面的框架上，整.立輥軋機的

27、驅動為高架型，由安裝在驅動架上部的兩臺水平電驅動。軋輥是電控同步，軋輥安裝在鑄鋼軸承箱里，且在剛性的框架底座里。立輥軋機換輥是使用在 R1 粗軋機前面，配有吊具由主軋跨天車進行更換。立輥軋機安裝缸，主要用于寬度和邊部質量。液壓缸裝配在軋機軸承座后面的框架上，缸用于輥縫調整。立輥軋機的驅動為高架型，由安裝在驅動架上部的兩臺水平電驅動。-7-第 2 章 主要設備比較選擇設立后起的作用:1.2.3.具有良好的板坯頭尾形狀的功能；調寬能力大，所以只需幾種寬度的連鑄坯就能滿足各種生產的要求；調寬時，板坯變形均勻，也可起到破鱗的目的，為下一步除鱗帶來好處。其主要技術參數如下:寬度壓下量:最大 27(13.

28、5/邊)軋制力:最大 100 噸軋制速度:最大 22r/min主傳動電機:2-AC88kw×0 -150r/min 成對的水平電機軋輥開口度: 最大 2050mm，最小 1500mm軋輥調整速度:通過軋輥調整裝置:四個缸調整，30mm/s缸驅動軋輥:最大 7640mm,最小 680mm，輥身長 250mm立輥軋機換輥是使用吊具由主軋跨天車進行更換2.1.2 粗軋機組的選擇熱帶軋制和中、厚板軋制一樣，也分為除鱗、粗軋和精軋幾個階段，只是在粗軋階段的寬度不但不用展寬，反而要采用立輥對寬度進行壓縮，以調節板坯寬度和提高除鱗效果。立輥軋機采用上傳動的型式比下傳動要好，前者又是萬向接軸式較滑鍵

29、式為好。萬向接軸式的大立輥結構簡單，造價較滑鍵式便宜 715，但它使吊車軌面標高加大，甚至超出由軋機決定的軌面標高之上，若受條件所限，也可采用上傳滑鍵式的大立輥。板坯除鱗以后，接著進入二輥軋機軋制(此時板坯厚度大，溫度高，塑性好，抗力小，選用二輥軋機即可滿足工藝要求)。隨著板坯厚度的減薄和溫度的下降，變形抗力增大，而板形及厚度精度要求也逐漸提高，故須采用強大的四棍軋機進行壓下，才能保證足夠的壓下量和較好的板形。為了使鋼板的側邊平整和寬度精確，在以后的每架四輥粗軋機前面，一般皆設置有小立輥進行軋邊。現代熱帶連軋機的精軋機組大都是由 68 架組成，并沒有什么區別， 但其粗軋機組的組成和布置卻不相同

30、，這正是各種形式熱連軋機主要特征-8-河北大學輕工學院之所在。熱帶連軋機主要區分為全連續式、半連續式和 3/4 連續式三大類， 不管是哪一類，實際上，其粗軋機組都不是同時在幾個機架上對板坯進行連續軋制的、因為粗軋階段軋件較短，厚度較大，溫度降較慢，難以實現連軋，也不必進行連軋。各種布置的優缺點如下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 t/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。2. 半連續式這種布置方式粗軋機組由一架不可逆式二輥破鱗

31、機架和一架可逆式四輥機架組成，主要用于生產成卷帶鋼。由于二輥軋機破鱗效果差故現在已經很少采用。粗軋機組是由兩架可逆式軋機組成，主要用于復合半連續軋機，設有中厚板線設備，既生產板卷，又生產小厚板。這樣半連續式軋板粗軋階段道次可靈活調整，設備和投資都較少，故適用于產量要求不高，品種范圍又廣的情況。3. 3/4 連續式3/4 連續式新布置形式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，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， 使輥面和板面質量好

32、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。對于年產 300 萬 t 左右規模的帶鋼廠，采用 3/4 連軋機一般較為適宜。4. 本設計考慮實際生產情況，采用一架強力可逆四輥粗軋對板坯進行大的壓下，以內部組織。粗軋機詳細資料如下：粗軋機為四輥可逆式軋機，且安裝在立輥軋機之后，驅動主要由調速電機，機齒輪機座及軋機接軸.具體數據如表 2-1 所示。-9-第 2 章 主要設備比較選擇表 2-1粗軋機的各種性能參數類型四輥可逆

33、軋機工作輥1200/1000×2250mm 2000/1800×2250mm 20000cm24000t（max）由負荷傳感器測量43/258m/min（最大輥頸）支承輥機架立柱斷面積軋制軋制速度軋制開口度300mm（最大輥頸）AGC輥縫調節壓下缸（max）4000t類型四輥可逆軋機工作輥換輥時間（max）10min支承輥換輥時間、抽出式主電機功率AC13000KW電機轉速108/190 r/min2.1.3 精軋機的選擇新型熱帶軋機主要有以下幾種形式：HC 軋機、PC 軋機、CVC 軋機等，現介紹如下：1. HC 軋機HC 軋機為高性能板形軋機的簡稱。當前用于生產的 HC

34、 軋機是在支撐輥和工作輥之間加入中間輥并使之作橫向移動的六輥軋機。在支撐輥背后再撐以強大的支撐梁，使支撐輥能作橫向移動的新四輥軋機正在研究。HC 軋機的主要特點有：1)具有大的剛度穩定性。即當軋制力增大時， 引起的鋼板橫向厚度差很小，因為它也可以通過調整中間輥的移動量來改變軋機的橫向剛度，以工作輥的凸度，此移動量以中間輥端部與帶鋼邊部的距離 表示，當 大小合適，即當中間輥的位置適當，即在所謂 NCP 點(non control point)時，工作輥的撓度即可不受軋制力變化的影響，此時的軋機的橫向剛度可調至無限大；2)HC 軋機具有很好的性。即在較小的彎輥力作用下，就能使鋼板-10-河北大學輕

35、工學院的橫向厚度差發生顯著的變化。HC 軋機還沒有彎輥裝置， 由于中間輥可軸向移動，致使在同一軋機上能的板寬范圍增大了；3) PC 軋機由于上述特點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提高。由于 HC 軋機的剛度穩定板形，因此 HC性和性都較一般四輥軋機好得多，因而能高效率地軋機自 1972 年以后得到了較快的發展。2. PC 軋機對輥交叉(PC)軋制技術(Pair CrossRoll)。在新日鐵公司廣煙廠于 1984 年投產的 1840mm 熱帶連軋機的精軋機組上首次采用了工作輥交叉的軋制技術。PC 軋機

36、的工作原理是， 通過交叉上下成對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b2 tan 2 qb2q 2Cr 由 cr =»凸度等效。等效軋輥凸度表示；2D2Dww式中：b-帶材寬度，-工作輥交叉角度，DC = dCrDW-工作輥直徑因此帶材凸度變化量為：式中：d -影響系數圖 2.1 PC 軋機因此，如圖 2.1 所示， 調整軋輥交叉角度即可對凸度進行PC 軋機具有很好的技術性能：(1)可獲得很寬的板形和凸度的范圍，因其調整輥縫時不僅產生工作輥的強制撓度，而且也在工作輥和支撐輥間由于邊部撓度而產生過量的接觸應力。與 HC 軋機、CVC、SSM 及 VC-11

37、-第 2 章 主要設備比較選擇輥等軋機相比，PC 軋機具有最大的凸度范圍和能力。(2)不需要工作輥磨出原始輥型曲線。(3)配合形限制。彎輥可進行大壓下量軋制，不受板3. CVC 軋機軋輥凸度連續可變的軋機CVC(Continuously圖 2.2 CVC 軋機Variable Crown)軋機這種軋機也是一種新型的四輥軋機。圖 2.2 為這種軋機軋制時的原理圖，軋輥整個外廓磨成 S 形(瓶形)曲線，上下軋輥互相錯位 180 布置，形成一個對稱的曲線輥縫輪廓。這兩根 S 形軋輥可以作軸向移動,其移動方向般是相反的。由于軋輥具有 S 形曲線，在軸向移動時使軋輥整個表面的間距發生了不同的變化，從而部

38、分地改變了板材斷而的凸度，了板形。CVC 軋制原理圖:在軋輥末產生軸向移動時， 軋輥具有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零（圖 a)。如果上輥向左移動，下輥向右移動時， 板材中心處兩個軋輥輪廓線之間的輥縫變大， 此時的有效凸度小于零(圖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 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-12-河北大學輕工學院調整范圍也較大，與彎輥裝置配合使用時如 2250 板軋機的輥縫調整

39、量可達 600m 左右。由于工作輥具有 S 形曲線，工作輥與支承輥之間是非均勻接觸。實踐表明，這種非均勻接觸對軋輥磨損和接觸應力影響。產生太大的本設計在 F1F4 精軋過程中，為了對板形和凸度，并能在軋制壓下時對壓下量有靈活的 ，故選用 CVC 軋機。F5F6 選擇的是 PC 軋機。六架四輥精軋機縱向排列， F5F6 帶有負彎輥。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。F5F6 裝有 ORG

40、 系統用于工作輥表面的磨削；軋機安裝有上下導板及衛板；為保證帶鋼平穩輸送 F6 軋機出口安裝有機架輥。軋機出口側均安裝冷卻水管，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。精軋機的數據如表 2-2 所示。表 2-2精軋機的各種性能參數數量及類型6 架四輥不可逆軋機F1F4900/750×2250mm軋輥F5F6800/650×2250mm1500/1250×2250mm支承輥軋制力（max）4000t100mm（最大輥頸時） 鑄鋼，封閉式開口度機架約 10000cm2（交叉部分面積 6500cm2）最大 3.0mm/s（當軋制力為 3000t

41、時）機架柱面積輥縫調整缸面積數量及類型6 架四輥不可逆軋機由幾疊襯板調整，5mm 的調整量，襯板與軸承座的軋制線調整連接在軋輥間進行F1F4 采用AC10000KWF5F6 采用AC12000KW軋機功率-13-第 2 章 主要設備比較選擇為了減少帶鋼的頭尾溫差，確保帶鋼的出口溫度及穩定的卷取溫度，從而保證的質量及精度，同時也為生產超薄規格做好準備，本次設計的要求，參考現場的實際經驗，與其它車間相比，適當減少了精軋機之間的距離。各架精軋機之間距離為 6000mm。2.1.4 保溫罩和中間冷卻裝置的選擇為了減少輸送輥道上的溫度降以節約能耗，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償加熱

42、爐(器)， 或在軋件出粗軋機組之后采用熱卷取箱進行熱卷取等新技術。輥道保溫罩絕熱塊的結構如圖 2.3 所示。它利用逆輻射原理，以耐火做成絕熱邊， 受熱的一面覆以金屬屏膜， 受熱時金屬膜(0.05陶瓷0.5mm 厚)迅速升至高溫，然后作為發熱體將熱量逆輻射返回給鋼坯。這種保溫罩結構簡單，成本低，效率高，采用它以后可降低加熱爐出坯溫度達75，從而提高成材率 0.15，節約燃耗 14，還可提高板帶末端溫度約100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量更高的板卷，并可使帶坯在中間輥道停留達 8min 而仍保持可軋溫度，便于處理事故，減少廢品，提高成材率。熱卷取箱結構如圖 4 所示。

43、其主要優點為： 1)粗軋后在入精軋機之前進行熱卷取， 以保存熱量， 減少溫度降， 保溫可達 90以上。2）首尾倒置開卷，以尾為頭喂人軋機，均化板帶的頭尾溫度，可以不用升速軋制而大大提高厚度精度。3)起儲料作用， 這樣可增大卷重，提高產量，4)可延長事故處理時間約 89min，從而可減少廢品及鐵皮損失，提高成材率。5)可使中間輥道縮短約 3040，節省廠房和基建投資。因此在熱軋帶鋼生產中采用熱卷取箱是發展的方向。1-絕熱氈； 2-金屬屏； 3-金屬屏的折疊部分； 4-安裝件圖 2.3 輥道保溫罩逆輻射絕緣塊示意圖-14-河北大學輕工學院采用這些新技術都可使板坯加熱與出爐溫度得以降低。若采用低溫軋

44、制技術使板坯出爐溫度由 1250 降至 1150可行能(15.729.3)×10 7J/t，遠大于軋機電耗的增加值 2.1×10 7J/t 并對減少燒損和提尚成材率十分有利。本設計由于中間坯厚度大不宜使用熱卷曲箱所以采用保溫罩。1-支承輥；2-托輥；3-彎曲輥；4-推桿圖 2.4 熱卷曲箱結構示意圖1. 熱保溫罩保溫罩安裝在粗軋和精軋之間的冷卻區域，目的是用于奧氏體軋制時，減少溫降。奧氏體軋制時精軋機進口需較高溫度，用保溫罩，保溫罩安裝在輥道上并可旋轉。其技術特性見表 2-3。表 2-3 熱保溫罩的技術特性參數數量1 個類型缸翻轉機構（一個缸 125/90×136

45、0mm）約 50000mm約 2400mm總長度內側寬度內側高度約 470mm（在輥道上）絕熱材料石棉或則等同的絕熱材料材料罩焊接鋼結構2. 中間冷卻系統冷卻系統安裝在粗軋和精軋之間，用于鐵素體軋制，冷卻系統設計成頂部和-15-第 2 章 主要設備比較選擇底部的層流冷卻，噴水其技術特性見表 2-4。由軋線側系統。表 2-4 中間冷卻系統的性能參數冷卻系統層流冷卻系統軋線側系統，一個液位計用于測量水位翻轉機構兩個缸，約 100mm閥類型氣動碟閥，并配有附件如：加油器、氣壓調節器等2 組冷卻水梁集水管頂部 20 排（10 排/組×2 ）底部 20 排（10 排/組×2 ） 頂部

46、 760 個（38/集水管×20 ） 底部 760 個（38/集水管×20 ）頂部 20 底部 20噴嘴數量閥數量集水管內部頂部約 850mmAq(0.083Mpa)底部約 500mmAq(0.049Mpa)冷卻水溫度35約 228m3/h碳鋼總用水量集水管材料噴嘴材料不銹鋼連接管一套，碳鋼調整機構通過調整碟閥開口度調整，并使頂部水位保持在一定范圍2.1.5 粗軋機和精軋機之間輥道的設計由于要考慮到粗軋最后一道軋制后軋件的長度，并給以后改造留有一定余地，選擇輥道長度為 80m。其主要技術參數見表 2-5。表 2-5中間輥道的各種主要技術參數數量2 組頭尾兩輥中心線距離 10

47、0 米輥道長度輥距720 毫米，900 毫米約 120 米/分齒輪電機 13-AC，2.2KW，0-130rpm輥速電機-16-河北大學輕工學院2.1.6 精軋機與層流冷卻設備之間輥道的布置生產薄帶鋼甚至是超薄帶鋼時，帶鋼出末架軋機的速度較快，可能會發生帶鋼漂移跑偏帶來的堆鋼等事故，同時也保證正常的穿帶及卷取，在精軋機出口處設立噴水裝置，使得帶鋼在出精軋機時頭部受到急冷而變硬，從而具有一定的強度，保證頭部能正常的運行。同時在帶鋼輸送的輥道上方，加設高速風機，壓住帶鋼，保證帶鋼的正常穩定運行。根據本次設計的要求，參考現場的實際經驗，精軋機與層流冷卻設備之間的距離設定為 10m。2.1.7 冷卻系

48、統的確定層流冷卻采用恒定的低壓水形成柱狀水流，且有比噴射大得多的動能沖擊到板面上，擊破鋼板表面的蒸氣膜，形成核沸騰，其冷卻能力達 5024628 KJ /(m2 ×h ×)水幕冷卻是將柱狀水流改為幕狀水流，即在冷卻集管上沿帶鋼寬度方向上開一條縫，水自然地從集管中落下，形成水幕，落于帶鋼上表面。由于水幕水量大， 比層流冷卻能力更強。層流和水幕兩種冷卻方式的水量都可以依據帶鋼速度和厚度進行調節，以達到需要的冷卻速率，使帶鋼全長冷卻均勻，并實現在預期的卷取溫度下卷取。雖然水幕冷卻具有最強的冷卻能力，但據克伯公司的實驗研究表明，水幕冷卻的冷卻均勻性不如層流冷卻，目前許多廠仍以層流冷

49、卻為主5。根據本次設計的要求，參考現場的實際經驗，也采用層流冷卻，并設定冷卻區的長度為 40m。2.1.8 卷取設備的選擇本設計根據要求采用兩臺卷取機，近地及遠地卷取。卷取機能把由薄到厚的較大范圍內的鋼帶卷取，兩臺卷取機特性相同。卷取機設計有四個具有自動踏步功能的助卷輥組成，防止松卷和劃痕，兩臺它能保證卷取緊固，有較長的。有關技術參數見表 2-6。-17-第 2 章 主要設備比較選擇表 2-6 卷取機的各種性能參數2 臺數量型式固定型，式，4 個助卷輥卷取機0.8mm16mm卷取帶鋼厚度卷取帶鋼寬度850mm2150m500720最大 35t卷取溫度卷重卷曲速度最小 100m/min，最大 1

50、080m/min最小 1200mm最大 2025mm鋼帶外圓直徑卷取負荷最大 18Kg/mm 90S4f380 ´1810 mm，空心輥，鍛鋼，表面堆焊硬化兩臺最小工作間隔助卷輥4 個擺動型缸助卷臂3 - -180 /110 ´1055 行程，1200/112×880 行程正常擴展狀態759mm（實際外圓直徑）772mm芯軸直徑全擴展狀態收縮狀態721mm1200m/min（在芯軸直徑為 762 毫米）芯軸外圓線速度有關卷取機的詳細介紹將在輔助設備中介紹。-18-河北大學輕工學院第 3 章 壓下規程設計板帶鋼軋制壓下規程是板帶軋制制度（規程）最基本的內容，直接關系

51、著軋機的產量和質量。壓下規程的中心內容就是要確定由一定的板坯軋制成所要求的板帶成品的變形制度，亦即要確定所需要采用的軋制方法、軋制道次和每道壓下量的大小，在操作中就是要確定各道次壓下螺絲的升降位置（即輥縫的開度）。與此相關連的，還要涉及到各道次的軋制速度、軋制溫度及前后張力制度的確定及原料這些內容。的合理選擇，因而廣義的說來，壓下規程的確定也應當包括目前制定壓下規程的方法主要有兩種：1. 按現場經驗公式直接分配各道次的壓下率和各道次出口的厚度2. 根據車間生產的能耗曲線，分配各架能耗負荷來確定壓下率以及厚度。現代連軋機組軋制規程設定最常用的方法是“能耗法” 。這就是從電機能量合理消耗觀點出發，

52、按經驗能耗資料推算出各架壓下量對于軋機強度日益增大，軋制速度日益提高的現代連軋機而言，電機功率往往成為提高生產能力的限制因素，采用這種方法是比較合理的。但是由于能耗曲線的繪制是根據現場實際，生產各種，對應總能耗，再用描點連線的方法得到的。也就是說，它跟現場使用的設備，各套軋機有關，所以目前用能耗曲線來制定壓下規程大多用在各家工廠自己的車間，使用于現場工程使用。對于本次設計，由于所選軋輥及各參數與其它有所不同，故無法得知該套設備的能耗曲線，只能按經驗公式直接分配壓下率和出口厚度然后進行校核了。3.1 壓下規程設計的基本原則1. 在咬入能力的條件下，按經驗公式分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量和壓下率，確定各道次壓下量分配率（h/h）及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法。2. 制定軋制速度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度。3. 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7。3.2 軋制工藝中各參數的確定本設計為中板坯連鑄連軋生產線，板坯厚度為 210mm；板坯寬度取決-19-第 3 章 壓下規程設計于規格；板坯長度受加熱爐爐膛寬度以及軋件溫降的限制。本次設計采用 210mm