1、精選優質文檔-傾情為你奉上 太原科技大學 機械工程學院課 程 設 計 任 務 書專業班級 機自H 設計人 張 凱 同組人 張時愷 設計題目： 帶鋼生產工藝設計 設計參數： 鋼種 Q345 坯料： 厚度150，寬度1700 成品： 厚度1.5mm，寬度1550； 年產量：200萬噸 設計要求： 1 根據任務書要求，制定給定產品的生產工藝； 2 設計生產車間平面布置圖； 3 制定產品工藝規程； 4 進行工序產能計算； 5 撰寫設計說明書。 設計時間： 2013 年 12月 22 日 至 2014 年 1 月 10 日設計人(簽字) 張 凱 指導教師(簽字) 教研室主任（簽字） 專心-專注-專業摘

2、要 板帶鋼是鋼鐵產品的主要產品之一，廣泛地應用于工業、農業、建筑業以及交通運輸業。熱軋板帶在國民經濟發展中起到了巨大的推動作用。熱軋板帶生產一直是軋制行業中高新技術應用最為集中、人們最為關注的領域。本設計敘述了我國寬帶鋼的發展狀況，說明了年產200萬t熱連軋板卷的生產方案和生產流程；并依次選取了該方案中所設計到的坯料和設備，對主要設備進行了相關校核，并進行了車間的平面布置和設計。關鍵詞：熱軋帶鋼；工藝流程；設備校核計算；車間平面設計。目 錄 0134466780123455788123第1章 緒 論1.1 我國熱軋寬帶鋼的發展概述19591978年的20年間我國熱軋寬帶鋼軋機及生產技術處于低水

3、平階段，已有的一套半連續式寬帶鋼軋機基本上是手動操作，人工設定的操作方式軋機的主要生產技術指標相當于第一代熱帶軋機技術裝備水平1978年武鋼1700熱連軋機組建設完成投產，我國熱軋寬帶鋼軋機的生產工藝技術、技術裝備很快提高到了國際先進水平，向前邁了一大步，使我國的熱軋寬帶鋼生產的主要工藝技術指標超過了第二代熱帶軋機，我國鋼鐵工業開始擁有由計算機控制的完全自動化操作的現代化熱軋寬帶鋼軋機，熱軋寬帶鋼的產品質量、產品品種也都跨進了世界先進行列熱軋帶鋼產品主要以鋼卷狀態供給冷軋機作為原料，同時也直接向用戶和市場銷售熱軋鋼卷和精整加工產品。即平整鋼卷，分卷鋼卷、縱切窄帶鋼卷，橫切鋼板。最近幾年也有經酸

4、洗處理后作為產品進入銷售市場。直接供給用戶和市場的熱軋鋼板帶的種類有：（1）普通碳素結構鋼板帶。用于制造建筑結構、起重運輸機械、工程農用建筑機械、鐵路車輛和其他各種構件。（2）優質碳素結構鋼板帶。其大量用途同上，并且可以用于制造汽車，拖拉機、收割機以及要求沖壓性能和焊接性能優良的機械構件、石油儲罐、壓力容器、船舶、橋梁和各種工程的結構件（3）低合金高強度機構鋼板帶。用于制造要求更高、成型性能更好和性能穩定的機械制造、車輛、化工設備等各種設備的結構，大型廠房鋼結構，重要工程及橋梁結構等（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構件，也用于船舶及

5、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）耐海水腐蝕的結構鋼板帶、汽車制造用鋼板帶、集裝箱用鋼，焊接氣瓶和壓力容器用鋼，造船用鋼。礦用鋼板帶等。熱軋帶鋼是用熱軋方法生產出來的成卷交貨的鋼，產品尺寸及規格要求見表1.1。表1.1熱軋帶鋼的尺寸規格我國熱軋鋼卷的規格：厚度：1.225.4mm 寬度：6001900mm鋼卷內徑：762mm 鋼卷外徑：2150mm鋼卷質量：最大43.6t 單位寬度質量：最大23kg/mm表1.2熱軋鋼板和帶鋼的厚度允許偏差1.2帶材鋼熱連軋的發展趨勢和特點材帶鋼熱連軋的發展趨勢和特點主要體現在以下幾個方面：1.2.1 綜合改造 對我國原有的工藝落

6、后、設備陳舊、自動化程度低、消耗大的帶鋼熱軋機組，從計算機管理與控制、裝備自動化水平、工藝參數水平、能耗最小化等各方面加以綜合改造，使其達到或者接近現代帶鋼熱連軋的生產水平。1.2.2 控制冷卻 采用高效層流冷卻技術、以提高軋制速度和控制熱軋帶鋼大組織性能。層流冷卻是控制卷取溫度，提高熱軋帶鋼性能的一種重要技術，已經在熱軋帶鋼的生產中得到廣泛應用。熱軋帶鋼冷卻技術的發展分為兩個方面，一方面是工藝技術的發展，主要體現在各種冷卻裝置和冷卻工藝的進步；另一方面是控制技術的發展，主要體現在控制策略、控制系統的進步。層流冷卻的控制，必須根據生產工藝的要求，采用不同的冷卻模式，滿足不同產品的要求。要求系統

7、控制穩定、水耗量低，實現帶鋼冷卻溫度高精度控制。層流冷卻系統控制的基本原理主要是根據原始數據輸入，計算帶鋼終軋溫度、目標卷取溫度，設定帶鋼冷卻所需的空冷段長度和水冷段的長度。根據實測值調節冷卻集管的開閉數量，調節水量和控制冷卻溫度精度。其中，通過分析研究，計算層流冷卻水量調節與帶鋼溫降是建立帶鋼冷卻系統控制模型的關鍵環節。近年來熱軋帶鋼層流冷卻系統普遍采用了冷卻路徑控制，可以實現前部快冷、后部快冷、稀疏冷卻、間斷式冷卻等多種控制冷卻模式。為了加強對帶鋼相變過程的控制，可以在輸出輥道的前部或者后部采用超快速冷卻裝置。目前，該項技術已經應用于熱軋帶鋼和的軋后快速冷卻，如：Arcelor/Carla

8、m，NKK/福山，TKS等熱連組，對于34mm厚度的鋼板超快速冷卻裝置的冷卻速度可以達到每秒400以上。比利時科克利爾和日本的NKK通過應用超快速冷卻技術，對熱軋帶鋼軋后冷卻過程進行精確控制，分別成功開發了700MPa級和800MPa級高強度汽車用熱軋帶鋼，用于制造汽車車輪輪轂。熱軋帶鋼層流冷卻系統有的采用邊部遮蔽技術，以實現帶鋼橫向溫度分布的高均勻控制，這一技術對于高強鋼的橫向組織均勻性具有重要的意義。此外，一種叫做“雙調節段的溫度前饋控制”的新方式近來引起注意。以往國內大部分鋼鐵企業在層流冷卻控制上采取的是溫度前饋加溫度反饋的控制方式。為了提高控制精度，常規控制系統的設計中引入反饋控制，以

9、彌補前饋控制的不足。這種反饋補償，就是在帶鋼段到達卷取區高溫計處時，根據實際落到帶鋼上的水量來計算溫度變化，利用測量的卷取溫度和預報的卷取溫度的差別確認和修正參數。然而，這樣的做法始終解決不了反饋的“時滯性”，因為在施加反饋控制時，此段及其后相當長的帶鋼已經過了冷卻區域。為了克服這個問題，新的控制理念引入了雙調節段的溫度前饋控制新方式。其關鍵點是在粗調段和精調段之間設置空冷中間段，設置多個高溫計。用精軋高溫計的測量值來控制粗調段的冷卻，使帶鋼在經過中間段前就消化掉終軋出口溫度、速度、厚度波動帶來的影響，得到一個較為穩定的目標中間溫度；同時，用中間段高溫計的測量值來控制精調段的冷卻。由于是在一個

10、比較穩定的溫度基礎上進行微量調整，而且相對于粗調段，是個較短的工藝流程，因此成功地規避了反饋控制的“時滯性”，得到了理想的控制結果。1.2.3精軋機板形控制 如采用交叉輥和在線磨輥，連續可變凸度、液壓漲型等一系列技術，以提高精軋機組的板型控制精度。采用大型連鑄板坯或者連鑄連軋方式熱軋帶鋼軋機中 ,精軋機機架間帶鋼冷卻控制系統是為精軋機終軋溫度控制服務的 ,本系統能夠保證帶鋼頭部及全長的終軋溫度在要求的范圍內 ,同時又能以較高的軋制速度達到高速生產。熱軋帶鋼的帶尾到精軋機入口所需的運行時間比帶頭長 ,帶尾溫度比帶頭溫度低 ,這樣的溫度梯度能通過軋制中速度升高和機架間冷卻來消除掉 ,由加速度產生的

11、變形熱量和機架間冷卻的溫度控制可以補償帶尾失去的輻射熱量 ,在精軋機中能夠實現較大的加速度和速度 ,提高帶鋼成品質量的同時提高生產能力。 本設計介紹了熱軋板帶鋼的生產工藝流程，選擇主要設備參數（包括初軋機、精軋機的軋輥尺寸及最大軋制力);以Q345熱軋帶鋼為典型產品來設計選擇坯料、制定壓下規程，制定溫度制度、速度制度；最后對軋機的咬入角和軋輥的強度進行校核。對生產線上的主體設備進行介紹。最終形成車間工藝布置圖。第2章 制定工藝路線 帶鋼熱連軋生產作業線，按生產過程劃分為加熱，粗軋，精軋及其卷取四個區域，另外還有精整工段，其中設有橫切，縱切和熱平整等專業機組，根據需要進行熱處理。帶鋼熱連軋生產流

12、程，主要工序： 圖2.1帶鋼熱連軋生產流程2.1原料準備連軋機采用初軋坯或者連鑄坯作為原料。原料為連鑄坯，其卷重大，可以提高軋機的產量和收得率。坯料準備的內容包括表面缺陷的清理，表面氧化鐵皮的清除和坯料的預先熱處理等。 （1）表面缺陷清理鋼錠、鋼坯或者連鑄坯表面會存在各種缺陷（如結疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等），如不在軋制前加以清理去除，垂在軋制過程延伸、擴大、輕者造成鋼材應力集中和腐蝕的起點，事故材料強度和耐腐蝕能力降低，嚴重的影響金屬在軋制時塑性和成型，造成廢品。所以坯料表面缺陷清理是提高鋼材合格率，保證鋼材質量的重要措施，也是軋鋼生產分成二個階段的重要原因。清理表面缺陷的方法很多，常用的有

13、：火焰清理、風鏟清理、砂輪清理和機床清理等四種。不同的清理方法具有不用的經濟效果，組織工藝過程時應根據車間具體情況考慮上述影響因素正確選用。一般碳素鋼常用風鏟清理和火焰清理的方法，對于合金鋼，由于表面容易淬硬、開裂、常選用砂輪清理和機床清理。（2） 表面氧化鐵皮清除氧化鐵皮清除的目的在于暴露表面缺陷便于檢查、光潔表面和減少下道工具的磨損。清除表面氧化鐵皮的方法有機械法和化學法兩類。如線材生產的彎折、鋼板生產中噴砂均屬于機械清除法。這種清除方法金屬材料損耗少，勞動條件好，氧化鐵皮也可回收，但表面清理不夠徹底。對金屬進行酸洗或堿洗屬于化學法清除。其中酸洗式最常用的去除氧化鐵皮的化學方法。這種方法是

14、鋼坯侵入酸液種靠酸的溶解和剝離作用清除氧化鐵皮的。因此，酸洗效果與酸液濃度、酸液溫度及酸洗時間有關，一般情況下，酸液濃度增大，酸液溫度提高，則酸洗的速度加快，酸洗時間縮短。鋼坯一般選用硫酸。因為硫酸成本低，濃度高（可達到75%以上），便于運輸、儲存和回收。用化學方法清除表面氧化鐵皮保證了清理質量，但金屬和其他材料消耗增加，勞動條件和工作環境也隨之惡化，故一般只適用于合金鋼生產國成品質量要求很高的情況。（3）坯料預先熱處理坯料預先熱處理的作用主要是：1）降低表面硬度，以便進行表面清洗；2）消除內應力，防止開裂；3）使成分均勻化并能去除鋼中所含氫氣防止白點產生； 破壞某些高合金鋼粗大的樹枝狀結晶組

15、織，加強其加工性能。不同的目的可以采用不同的熱處理工藝。坯料的預選熱處理主要用于軋制高級合金鋼生產，軋制普通碳鋼是沒有這種處理必要的。2.2板坯加熱及設備組成板坯加熱設備一般是由3到5座連續式或步進式加熱爐組成。加熱溫度為1250到1280°。為了適應熱連軋機產量增大的需要，現代連續式加熱爐，無論是熱滑軌式或步進式，一方面都采用多段(68段以上)供熱方式，以便延長爐子高溫區，實現強化操作快速燒鋼，提高爐底單位面積產量另一方面盡可能加大爐寬和爐長，擴大爐子容量。為了增加爐長，最好采用步進式爐，它是現代熱連軋機加熱爐的主流。采用三座步進式加熱爐，其優點：（1）可以加熱各種形狀相比的料坯，

16、特別適合推送式爐不便加熱的大板坯和異型坯。（2）生產能力大，與推送式爐相比，加熱等量的料坯，爐子長度可以縮短10%15%。（3）爐子長度不受推送比的限制，不會產生拱料、粘連現象。（4）爐子的靈活性大，在爐長不變的情況下，通過改變料坯之間的距離，就可以改變爐內料塊的數目，適應產量變化的需要。而且步進周期也是可調的，如果加大每一周期前進的步距，就意味著料坯在爐內的時間縮短，從而可以適應不同金屬加熱要求。（5）單面加熱的步進式爐沒有水管黑印，不需要均熱床。兩面加熱的情況比較復雜，對黑印的影響要看水管絕熱良好與否而定。（6）由于坯料不在爐底滑道上滑動，料坯的下面不會有劃痕。推送式爐由于推力震動，使滑道

17、及絕熱材料經常損壞，而步進式爐不需要這些維修費用。（7）軋機故障或停軋時，能踏步或將物料退出爐膛，以免料坯長期停留爐內造成氧化和脫碳。（8）可以準確計算和控制加熱時間，便于實現過程自動化。步進式存在缺點是，和同樣生產能力的推送式爐相比，造價高15%20%；其次步進式爐（兩面加熱的）爐底支撐水管較多，水耗量和熱耗量超過同樣生產能力的推送式爐。經數據表明，在同樣小時產量下，步進式爐的熱耗量比推送式爐高160kJ。由于步進式加熱爐特有的這些特點可以滿足日益大型化軋機生產的需要，所以本文選擇步進式加爐。2.3粗軋機組粗軋機組任務：是將板坯軋成符合精軋機組所要求的帶坯。其質量要求是：（1）表面清潔，徹底

18、清除一次氧化鐵皮。（2）側邊整齊，寬度符合要求尺寸。（3）帶坯厚度達到精軋機組的要求，為此粗軋機組，應盡量用大壓下量，一般要完成總變形量的7080%。（本設計粗軋機組將150的壞料軋到15供精軋使用）。 本文選擇當前工業生產最廣泛的連續式粗軋機組。其主要布置形式有： 半連續式：粗軋機組由2架可逆式軋機組成 全連續式：粗軋機組由6架軋機組成，每架軋制一道，全部為不可逆式，后兩架可（也可不）實現連軋,典型的全連續式粗軋機的布置見圖2.2。 3/4連續式：粗軋機組由一架可逆式軋機和三架不可逆式軋機所組成,最后兩個機架用近距離布置使軋件形成連軋。典型的3/4連續式粗軋機的布置。為了充分利用粗軋機提高軋

19、機利用率，也為了減少設備和廠房面積節約投資，而廣泛發展起來的一種新形式。3/4連軋在粗軋機組內設置1-2架可逆式軋機，粗軋機組有六架減少到四架，可逆式軋機可放在第二架或者第一架，放在第二架的形式其優點是鐵皮大部分除去，使輥面和板面質量好，但換輥次數比第一架二輥可逆式多二倍。目前傾向放在第二架并采用四輥可逆式。粗軋機組采用四分之三連續式布置形式如圖：圖2.2 典型的3/4連續式粗軋機的布置 a-可逆軋機在第二架；b-可逆軋機在第一架 特點：機架數目較全連續式少，投資省；可改變粗軋的軋制道次，以實現與精軋機組生產能力的平衡；生產靈活性大,能適應多品種和不同規格產品的生產；粗軋機組軋出帶坯的頭尾溫差

20、較全連續式和半連續式小，；可顯著縮短軋制作業線的長度同時也減少了軋件的溫降；但軋輥壽命比全連續式軋機粗軋機組的短；操作和維護較復雜和困難些。 設備組成： 大立輥，二輥粗軋機，帶小立輥的四輥軋機，輔助設備有工作輥道、側導板、測溫儀、測寬儀等。2.4 中間保溫設備 中間保溫設備的主要作用是減少軋件在輸送輥道上的溫降以節約能源。 保溫設備主要種類有種類： （1）絕熱保溫罩：安裝在輥道的上方，利用逆輻射原理。 以耐火材料做成絕熱氈，受熱的一面覆以金屬屏膜，受熱時金屬膜迅速升至高溫，然后做為發熱體將熱量逆輻射返 回給鋼坯。結構簡單、成本低，可停留8min待軋。 （2）補償加熱爐（器）：主要進行邊角補熱。

21、 （3）熱卷箱：安裝在粗軋機與精軋機之間。 本文選擇絕熱保溫罩用于軋件出加熱爐及進軋機之間輸送距離的保溫作用。2.5精軋機組 本文的精軋機組選用六機架的連軋機組，其布置形式如圖：圖2.3 精軋機組2.5.1任務 控制成品的厚度精度、板形、表面質量和性能。2.5.2主要設備組成包括切頭飛剪前輥道、切頭飛剪側導板、切頭飛剪測速裝置、邊部加熱器、切頭飛剪及切頭收集裝置、精軋除鱗箱、精軋機前立輥軋機、精軋機、活套裝置等精軋機進出口導板、精軋機除塵裝置、精軋機換輥裝置、測溫儀（入出口）、測寬儀、測厚儀、厚度自動控制系統、板形控制系統等。2.5.3 精軋機的速度圖 (A)段：從F1至F6直至其頭部到計時器

22、設定點P點（050米）為止，保持恒定的穿帶速度； （B）段：從P點至進入卷取機為止,進行較低加速； （C）段：前端進入卷取機卷上后（23圈）進行較高的加速。 （D）段：達到最高速度后，至帶鋼尾部離開減速開始機架Fi為止，維持最高速度； （E）段：帶鋼尾端尚未出精軋機組之前（在第三架軋機上尾部拋鋼時），提前減速到規定的速度進行拋鋼，以防止帶鋼到達卷取機之前要使帶鋼停住時，若減速過急，則會在輸出輥道上使帶鋼堆疊，同時防止帶鋼在輥道上產生漂浮（先開上面的冷卻水管）； （F）段：帶鋼離開F6以后，立即將軋機轉速回復到后續帶鋼的穿帶速度。精軋機采取低速穿帶，然后與卷取機同步升速進行高速軋制的辦法以精確控

23、制終軋溫度。圖2.3 精軋速度圖2.5.4精軋機組采用六機架連軋工藝，其優點： (1)無穿帶問題，按一定速度及恒定張力進行軋制，不受傳統軋法的速度限制，不僅可使生產率提高15%，而且提高厚度精度及改善板形，使成材率也提高0.5%1.0%。 (2)無穿帶、甩尾、瓢浮等問題，帶鋼運行穩定，可生產0.81.0 mm薄帶材 (3)有利于潤滑軋制、大壓下量軋制及進行強力冷卻，為生產表面與性能質量好的板帶創造了條件。2.6軋后冷卻及卷取 從最后一架精軋機到卷取機只有120190m的距離，由于軋速很高，要在515s之內急速冷到卷取溫度曾經是一個限制著軋速提高的困難問題。并且對熱軋帶鋼組織和性能的要

24、求也必須在較低的卷取溫度和很高的冷卻速度才能滿足。 精軋機以高速軋出的帶鋼經過輸出輥道，要在數秒鐘之內急冷到600左右，然后卷成板卷，再將板卷送去精整加工。近年出現了高冷卻效率的層流冷卻方法，它采用循環使用的，流量達200m3/min低壓大水量的高效率冷卻系統。 圖2.4 卷取機 從最后一架精軋機到卷取機只有120190m的距離，由于軋速很高，要在515s之內急速冷到卷取溫度曾經是一個限制著軋速提高的困難問題。并且對熱軋帶鋼組織和性能的要求也必須在較低的卷取溫度和很高的冷卻速度才能滿足。 精軋機以高速軋出的帶鋼經過輸出輥道，要在數秒鐘之內急冷到600左右，然后卷成板卷，再將板卷送去精整加工。近

25、年出現了高冷卻效率的層流冷卻方法，它采用循環使用的，流量達200m3/min低壓大水量的高效率冷卻系統。經過冷卻后的帶鋼即送往23臺地下卷取機卷成板卷。卷取機的數量一般是三臺，交替進行工作。由于焊管的發展，要求生產1620mm甚至2225mm的熱軋板卷，因此目前卷取機卷取的帶鋼厚度已達20mm帶鋼厚度不同，冷卻所需要的輸出輥道長度亦不同。目前有的軋機除了考慮在距末架精軋機190m處裝置三臺厚板卷取機以外，還在60m近處再裝設23臺近距離卷取機，用以卷取厚度2.53mm以下的薄帶鋼也有不少軋機只在距精軋末架約120m處裝設三臺標準卷取機。卷取機形式按抱緊輥數量來分，有二輥式、三輥式或四輥式等多種

26、。三輥式卷取機對厚帶和薄帶都很合適，而其結構與維修又比四輥式簡易，故為人們所樂用。帶鋼出精軋末架以后和在被卷取機咬入以前，為了在輸出輥道上運行時能夠“拉直”，輥道速度應比軋制速度高，即超前于軋機的速度，超前率約為10%20%。當卷取機咬入帶鋼以后，輥道速度應與帶鋼速度(亦即與軋制和卷取速度)同步進行加速，以防產生滑動擦傷。加速段開始用較高加速度以提高產量，然后用適當的加速度來使帶鋼溫度均勻。當帶鋼尾部離開軋機以后，輥道速度應比卷取速度低，亦即滯后于帶鋼速度，其滯后率為20%40%，與帶鋼厚度成反比例。這樣可以使帶鋼尾部“拉直”。卷取咬入速度一般為812m/s，咬入后即與軋機等同步加速。考慮到下

27、一塊帶鋼將緊接著軋出，故輸出輥道各段在帶鋼一離開后即自動恢復到穿帶的速度以迎接下一塊帶鋼。卷取后的板卷經卸卷小車、翻卷機和運輸鏈運往倉庫，作為冷軋原料，或作為熱軋成品，繼續進行精整加工。精整加工線有縱切機組、橫切機組、平整機組、熱處理爐等設備。2.7剪切剪切機是用于剪切金屬材料的一種機械設備。在軋制生產過程中，大斷面鋼錠和鋼坯經過軋制后，其斷面變小，長度增加。為了滿足后續工序和產品尺寸規格的要求，各種鋼材生產工藝過程中都必須有剪切工序。剪切機的用途就是用來剪切定尺，切頭，切尾，切邊，切試樣及切除軋件的局部缺陷等。剪切機的種類很多。通常，剪切機按剪刃形狀與配置特點等可分為平行刃剪切機，斜刃剪切機

28、和圓盤式剪切機。飛剪，主要用來剪切定尺、切頭、切尾、切取式樣及處理事故等。本文選取飛剪主要是在精軋機組前，切板坯的頭和尾的。圓盤式剪切機，這種剪切機的上、下剪刃都是圓盤狀的，剪切時剪刃以相等軋件的運動速度做圓周運動，形成一對無端點的剪刃。選用圓盤剪設置在板帶材的剪切線上，用來縱向剪切運動的板材。選用平行刃剪：平行刃剪的特點是剪切過程中剪刃同時與被剪金屬相接觸，剪切過程在很短的時間內一次完成。剪切效率高，剪切承受較大載荷。其可以用來對板材進行切定尺等。 第3章 粗，精軋機組工藝設計 在熱連軋薄板生產線上，粗軋機組是為其后面的精軋機組生產合適的坯料供其進行連軋的，這里主要介紹一下粗軋機組的工藝設計

29、過程。板鋼軋制壓下規程是軋制制度的最基本的核心內容，關系到軋制的產量和產品的質量。壓下規程主要是確定軋制板鋼的變形制度，即確定所須采用的軋制方法，軋制道次及每道次壓下量或壓下率。從廣泛意義講壓下規程還要涉及到每道次的軋制速度、軋制溫度制度的確定和原料尺寸的合理選擇。因此在設計規程分配壓下量時，必須按一定的原則，并同時綜合考慮和解決：原料重量和尺寸的選擇；開軋溫度、每道溫度降；咬入、拋出速度及軋制延續時間；各道軋件尺寸；與壓下量相應的軋制壓力、扭轉力矩；主電機能力的核算等問題。制定壓下規程：本設計為生產HBL=1.mm板帶的工藝設計，粗軋機組將HBL=mm的原料軋制到HBL=mm的板抷供其精軋機

30、組使用，本文主要對粗軋機組的工藝過程進行計算。軋制條件設定為：軋件進1的溫度為1160（測試點的溫度為1200，由于加熱爐到軋機溫降40），軋輥尺寸按名義直徑=990mm。3.1 確定各架壓下率在具體分配壓下量的時候一般考慮的原則是：（1）第一架考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產生咬入困難，壓下量略小。（2）第二、三、四架給予盡可能大壓下量，以充分利用設備能力，（3）以后各架逐漸減小壓下量，到最后一架一般在1015%左右，以保證板形、厚度精度和性能質量。（確定軋制道次為6）根據設備負荷允許和軋制工藝特點，軋制150×1700×1000mm帶鋼的各架壓下量可用經驗法直接分配給各

31、架，分配如下表：（見表31）。3.2校核咬入能力 熱軋鋼板時最大咬入角一般為15°22°，低速咬入時取20°，則最大壓下量=990（1cos20°）=59.7mm，故咬入不是問題。表3.1 軋制道次的分配表項目 / 架次壞料立輥第一道第二道第三道第四道第五道第六道入口厚度（mm）15015012090604025相對壓下率()0202533.333.337.540出口厚度（mm）150120 9060402515軋件寬度（mm）17001550155015501550155015501550絕對壓下量（h）0303030201510 3.2校核咬入能力

32、熱軋鋼板時最大咬入角一般為15°22°，低速咬入時取20°，則最大壓下量=990（1cos20°）=59.7mm，故咬入不是問題。3.3確定軋制速度 由于軋件較長，為操作方便，可采用梯形速度制度。根據經驗資料取平均加速度a=40rpm/s，平均減速度b=60rpm/s。咬入、拋出速度采取=20rpm，對2、3、4道取=40rpm，=20rpm，=60rpm，=40rpm。 每道軋制延續時間=+，其中為間隙時間，為純軋時間。 設、為時間內的軋制速度、軋過的軋件長度，而=。為時間內的平均速度，為該時間內軋過的軋件的長度，則 =（）m/s =，= 計算是D取平

33、均值，為該道軋后軋件長度。各道純軋時間為：=1.78=1.8s =2.5s = =3.853.9s      =6.1s    =3.4s  4.824.9s   間隙時間根據經驗資料確定，在四輥軋機上往返軋制中，不用推床定心時（<3.5m），取=2.5s。若需定心，則當8m時，取=6s，當>8m時，取=4s。于是間隙時間都取=3s。3.4確定軋制溫度由于軋件頭部和尾部溫降不同，為設備安全著想，確定各道溫降以尾部為準，按公式計算如下，第一道 .9（)4 =.9（)4 =11603.1

34、28 =1156.87 第二道 .9（)4 =.9（)4 =1160-5.3839 =1154.62 第三道 .9（)4 =.9（)4 =.4=1149.6 第四道 .9 ()4 =.9()4 =.18=1137.8 第五道 .9（)4 =.918 =1119.08 第六道 .9()4 =.1 =1078.88 3.5計算平均變形速度計算各道的平均變形速度= 式中V軋制速度；H、h軋件入口、出口厚度。第一道軋制速度 =1036.7mm/s 1.5/s 第二道軋制速度 =2073.4mm/s     4.3/s 第三道軋制速度 =2073.4mm/s 5.8/s 第四道軋制速

35、度 =2073.4mm/s 7.3/s 第五道軋制速度 =3110.2mm/s 14.7/s 第六道軋制速度 =3110.2mm/s 15.4/s 3.6求各道平均單位壓力根據中厚板軋制的情況取應力狀態影響系數=0.785+0.25，其中為變形區軋件平均高度，為變形區長度。由各道相應的變形速度和軋制速度，可查出變形抗力，再根據平均單位壓力公式計算出，當單位壓力大于200MPa時應考慮軋輥彈性壓扁的影響，由于軋制中厚板時的平均單位壓力一般在于200Mpa以下，故可忽略，取=54MPa。= 第一道平均單位壓力 =1.15=1.1554（0.785+0.25） =59.4MPa 第二道平均單位壓力

36、=1.15=1.1554（0.785+0.25） =64.6MPa 第三道平均單位壓力 =1.15=1.1554（0.785+0.25） =70.0MPa 第四道平均單位壓力 =1.15 =1.1554（0.785+0.25） =75.5MPa 第五道平均單位壓力 =1.15=1.1554（0.785+0.25） =84.9MPa 第六道平均單位壓力 =1.15=1.1554（0.785+0.25） =86.7MPa 3.7軋制力的計算 軋制力可按=公式計算第一道軋制力 = =59.3 =9755.3KN 第二道軋制力 = =64.5 =12044.7KN 第三道軋制力 =70.2 =1187

37、3.4KN 第四道軋制力 =75.9 =10456.0KN 第五道軋制力 =84.3 =9927.4KN 第六道軋制力 =86.0 =6771.3KN 3.8軋制力矩的計算軋制力矩根據公式=2。根據經驗粗軋時取=0.5。第一道軋制力矩 =2   =29755.30.5   = 1456.0KNm （3.42）第二道軋制力矩 =2   =.70.5    =1735.9KNm （3.43）第三道軋制力矩 =2  =.40.5  =1830.2KNm （3.44）第四道軋制力矩 =.00.5 =1316.0KNm （3

38、.45）第五道軋制力矩 =29927.40.5 =1054.6KNm （3.46）第六道軋制力矩 =26771.30.5 =481.2KNm （3.47）3.9年產量計算軋鋼機單位時間內的產量稱為軋鋼機的生產率。分別以小時、班、日、月和年為時間單位進行計算。其中小時產量為常用的生產率指標。軋鋼機技術上可能達到的小時產量可用下式計算：(6-4)式中 A軋機小時產量，噸小時； Q原料重量，噸； T節奏時間，秒；根據經驗數據計算得T=100s。 實際上在生產過程中，由于種種原因(如軋機操作失誤、軋件在孔型中打滑等)，軋機的小時產量達不到上述的數值。軋機實際能達到的小時產量用下式表示：(6-5)式中b

39、成品率（）本設計取b=90；K1軋鋼機利用系數，其值大小很難在理論上計算，實際生產經驗推薦不同的軋機系數如下：開坯機：K10.850.9成品軋機： K10.80.85本設計中取K10.85 t按每天工作時間23小時，每年除去國家法定節假日，維修保養每年工作320天。則年產量：3.10所有計算數據列表表3.2板坯mm粗軋機組壓下規程機架號第一道第二道第三道第四道第五道第六道軋前厚度（mm）15012090604025軋后厚度（mm）1209060402515壓下量 h（mm）303030201510相對壓下量18.7529.743535.964029.83軋件寬度（mm）155015501550

40、155015501550工作輥直徑（mm）990990990990990990軋制速度(m/s)1.0372.0742.0742.0373.1113.111軋制溫度11601156.871164.61149.61137.81119.08變形速度1.54.35.87.314.715.4變形阻力545454545454平均單位壓力59.464.670.075.584.986.7軋制壓力9755.312044.711873.410456.09927.46771.3軋制力矩M(kNm)14561735.91830.21316.01054.6481.2第4章 輔助設備4.1加熱爐設備用戶對帶鋼的厚度精度

41、和表面質量要求日趨嚴格，因此生產中隊板坯加熱溫度的均勻性和熱板坯表面的質量要求也越來越高，不同生產工藝相應采用了不同加熱設備。傳統熱連軋生產線采用步進梁式加熱爐。對于傳統工藝，由于提高板坯熱裝率和熱裝溫度式最有效的節能措施，因而配置上下兩面多段供熱的步進梁式加熱爐式最佳選擇。日本NKK福山廠北部熱軋帶鋼廠2號連鑄板坯加熱爐采用高性能交流換熱燃燒器，新的高性能步進梁式加熱爐具有如下一些特點：（1） 交流換熱燃燒器采用一個放在壓縮裝置內的陶瓷蜂窩狀交流換熱器，具有高溫空氣燃燒的特性，具有空氣高溫預熱的作用；（2） 步進送料，因不發生拱鋼現象，加熱爐長度不受推鋼比的限制。（3） 鋼料在爐內間隔排放，

42、可以實現多面加熱，使鋼料加熱溫度均勻，無推鋼時爐那樣的黑印，為保證軋件尺寸和組織性能提供了條件。（4） 可以利用步進機構使鋼料之間的距離得以調整，適應加熱爐產量化，并使加熱時間不變，以減少鋼料的氧化和脫碳。（5） 可以將爐內的鋼料全部出空，有利于事故處理。也便于加熱不同的鋼種。（6） 因靠步進機構將鋼料送入爐內，因此加熱鋼料形狀一般不受限制，即可加熱方形，長方形，也可加熱圓形料和異形料，適應性好。由于上述特點，步進式加熱爐得到發展，特別在中小型合金鋼廠得到更為廣泛的使用。但這種爐子步進結構比較復雜，設備重量大，需要消耗一部分耐熱金屬材料，因此造價高。加熱爐生產能力計算： （4.1）式中A爐加熱

43、爐的小時產量； Ap軋機的小時產量。(1.11.2)× 18211987t/h預選三座加熱爐，取其加熱能力為900t/h。 爐子尺寸確定（1） 爐寬：爐內為單排裝料時： B=L2C （4.2）式中：B爐子的有效寬度； L坯料的最大長度； C坯料與爐膛內壁間隙，C=0.20.3m，取C=0.25m；則單排裝料時B=62×0.25=6.5m。考慮坯料長度有波動，取B=7m。（2） 爐高: H=（A0.05B）t ×10-3 （4.3）式中H爐子的有效高度，m； B爐寬，m； t爐氣溫度，本設計取1250； A系數，t 氣在9001500之間時，A=0.50.6，本設計

44、取A=0.55；H =（0.550.05×7）×1200×=1.08m（3） 爐子的有效長度 （4.4）式中L爐子的有效長度，m； G爐子的產量，t/h； 坯料的加熱時間，h； b坯料的寬度，m； g每根坯料的重量，t。加熱時間:=2.96h  （4.5）加熱爐有效長度：m （4.6）取爐長150m（4） 爐子的全長：L=L 1 =151m （4.7）（5） 爐底有效面積： S =L B （4.8）S =151×71057 4.2 切頭飛剪 本設備位于精軋除鱗箱前，用來剪去帶坯頭尾在粗軋時形成的“舌頭”和“魚尾”，以防止由此造成的軋卡事故，并且在精軋發生事故時用作事故剪。 最大剪切力 （4.9） 最大剪切力，t； 考慮剪切鈍化和剪刃間隙影響系數，=1.21.3，取=1.25； 換算系數，=0.70.8，取=0.8； 被剪切金屬剪斷時的相對剪切深度，mm；=0.85； 被剪切金屬在相應溫度下的變形抗力，取=12kg/mm。 則 =269.28t （4.10） 切頭飛剪生產能力   （4.11） 剪切機生產能力，t/h； 坯料最大重量，t； 剪切時間，s；T1=20 剪切間隙時間