1580板帶熱連軋粗軋機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)

1、1580板帶熱連軋粗軋機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 1580 hot strip rolling mill stand design學(xué) 院（系）： 專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期： 1580板帶熱連軋粗軋機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)摘 要鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，而熱軋帶鋼生產(chǎn)是鋼鐵生產(chǎn)中的主要環(huán)節(jié)。熱軋板帶鋼是鋼鐵產(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(yùn)輸業(yè)與建筑業(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。帶鋼熱連軋生產(chǎn)，按生產(chǎn)過程分為原料準(zhǔn)備、加熱、粗軋、精軋以及卷取五個(gè)區(qū)域，另外還有精整工段，其中設(shè)有

2、橫切、縱切和熱平衡等專業(yè)機(jī)組，根據(jù)需要進(jìn)行熱處理。本此設(shè)計(jì)軋機(jī)為四輥熱連軋機(jī)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了機(jī)架部分。根據(jù)軋鋼機(jī)型式和工作要求及結(jié)構(gòu)不同，軋鋼機(jī)機(jī)架分為閉式和開式兩種，本次設(shè)計(jì)采用閉式機(jī)架。機(jī)架是軋機(jī)的重要部件用來安裝整個(gè)輥系及軋輥調(diào)整裝置，并承受全部軋制力。因機(jī)架重量大、制造復(fù)雜，一般給予很大安全系數(shù)，并作為永久使用的不更換零件來進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括確定薄板熱連軋生產(chǎn)工藝及設(shè)備，設(shè)計(jì)四輥軋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)及型式，并對(duì)機(jī)架進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等方面的校核。本設(shè)計(jì)主要采用了采利柯夫計(jì)算方法進(jìn)行閉式機(jī)架的強(qiáng)度和變形計(jì)算。關(guān)鍵詞：熱連軋；軋機(jī)機(jī)架；四輥1580 hot strip rolling

3、mill stand rough designAbstractThe steel industry is the pillar industry of the national economy, Hot rolled strip production is a major part of the production of iron and steel.Hot rolled strip is one of the main varieties of steel products,Widely used in industry, agriculture, transportation and c

4、onstruction industry.Hot rolled strip technology provides high quality raw materials for cold rolling,Greatly meet the needs of national production and life.Hot strip production.In hot strip rolling production, the production process is divided into raw material preparation, heating, rolling, finish

5、 rolling and coiling five regions.In addition to finishing section,which has across-cutting,slitting and heat balance and other professional unit,Heat treatment according to need.The mill si a four-high hot rolling mill. The project is on the design of the Mill Housing. According to the rolling type

6、 and job requirements and different structure,mill Housing frame is divided into two kinds of closed and open.Mill Housing is one of the important components which is used for installing the whole system of Roll,the device which regulates Mill Roll and supporting all of rolling pressure. Mill Housin

7、g has been designed the perpetual and un-substitutive component for its large weight, complex technological process and high safety coefficient. The design content mainly includes the determination of the production process and equipment of hot rolling, design of four high mill stand structure and t

8、ype, and the strength of the mill housing, stiffness and stability and other aspects of checking.Strength and Deformation calculation of Close-top mill housing mainly adopt the Calculation Method of A.I.TselikovKey Words: hot rolling; mill housing; four rollerI目 錄摘 要IAbstractII1 緒 論11.1 熱軋板帶鋼發(fā)展歷史11.

9、1.1 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史11.1.2 我國熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史11.2 熱連軋技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀21.2.1 帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步21.2.2 熱帶鋼裝備技術(shù)進(jìn)步31.3 我國熱軋板帶鋼發(fā)展趨勢(shì)41.3.1 近代熱軋板帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要趨向41.3.2 我國熱帶軋機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)51.4 熱軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及其特點(diǎn)51.4.1 常規(guī)熱連軋工藝51.4.2 薄(中，厚)板坯連鑄連軋工藝61.5 熱軋板帶新生產(chǎn)工藝對(duì)軋機(jī)裝備的要求61.5.1 板形、板厚控制技術(shù)在新生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用71.5.2 除鱗技術(shù)的發(fā)展71.6 板、帶熱軋機(jī)的分類71.6.1 特厚板軋機(jī)和中厚板軋機(jī)81.6.2 行星軋機(jī)

10、81.6.3 爐卷軋機(jī)81.6.4 連續(xù)式軋機(jī)92 熱連軋生產(chǎn)的工藝過程和設(shè)備組成102.1 原料準(zhǔn)備102.2 板坯加熱及設(shè)備組成102.3 粗軋機(jī)組112.4 精軋機(jī)組122.5 軋后冷卻和卷取133 軋機(jī)機(jī)架143.1 閉式機(jī)架143.2 開式機(jī)架174 機(jī)架主要結(jié)構(gòu)參數(shù)195 機(jī)架強(qiáng)度和變形計(jì)算215.1 機(jī)架的材料和許用應(yīng)力215.2 機(jī)架立柱斷面形狀選擇215.3 機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算215.4 機(jī)架變形計(jì)算295.5 機(jī)架傾翻力矩計(jì)算315.5.1 傳動(dòng)系統(tǒng)加于機(jī)架上的傾翻力矩315.5.2 水平力引起的傾翻力矩325.5.3 支座反力及地腳螺栓的強(qiáng)度計(jì)算33參考文獻(xiàn)35致 謝36外文翻

11、譯.37III1 緒 論1.1 熱軋板帶鋼發(fā)展歷史1.1.1 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史熱軋板帶鋼軋機(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。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

12、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

13、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0.81.2 mm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)展到故障率等降低后,才能經(jīng)濟(jì)地批量生產(chǎn)。1.1.2 我國熱軋板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展史我國熱連軋帶鋼的發(fā)展，大體經(jīng)歷了三個(gè)階段：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。1989投產(chǎn)的寶鋼20

14、50mm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軋機(jī)，這兩套軋機(jī)的整體水平不高，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)

15、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)直接連接的布置形式，板坯定寬壓力機(jī),，PC板形控制系統(tǒng),強(qiáng)力彎輥系統(tǒng)，軋輥在線研磨,中間輥道保溫技術(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

16、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(chǎng)需要和提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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

17、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。1.2 熱連軋技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步最近十幾年,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：1.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)，2臺(tái)地下卷取機(jī),年總產(chǎn)量350550萬t ，生產(chǎn)線的總長度400500m,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200250mm,特點(diǎn)是產(chǎn)量高,自動(dòng)化程度高,軋制速度高(20 m/ s 以上)，產(chǎn)品性能好。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,56架精軋機(jī),12

18、臺(tái)地下卷取機(jī)，生產(chǎn)線長度約300m ，年產(chǎn)量200300萬t。采用的鑄坯厚度200mm 左右，投資比較少,生產(chǎn)比較靈活，由于使用熱卷箱溫度條件較好，可以不用升速軋制(軋制速度14 m/ 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)，12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，主要用于不銹鋼生產(chǎn)，投資較小，生產(chǎn)靈活,適合多品種。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、DANIELY開發(fā)的H2FRL等,由薄板坯鑄機(jī)、加熱爐和軋機(jī)組成,剛性連接,鑄坯厚5090mm,產(chǎn)量120

19、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20 m/ s的速度軋制生產(chǎn)。0. 81. 3 mm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

20、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56mm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)

21、品質(zhì)量、產(chǎn)品范圍和應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步報(bào)道尚未見到。1.2.2 熱帶鋼裝備技術(shù)進(jìn)步現(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

22、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(cè)技術(shù)和手段,如厚度、寬度、速度、凸度、平直度、表面等,使帶鋼的精度更高，質(zhì)量更好。1.3 我國熱軋板帶鋼發(fā)展趨勢(shì)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(jiǎn)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

23、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

24、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(shì)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、

25、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。國內(nèi)裝備雖然在整體技術(shù)水平上與外

26、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(shì)是價(jià)格優(yōu)勢(shì)。如引進(jìn)國外的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線一般需投資2023億人民幣,但采用國產(chǎn)中等厚度薄板坯僅需1517億人民幣,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

27、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。1.4 熱軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝及其特點(diǎn)1.4.1 常規(guī)熱連軋工藝常規(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,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

28、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)超薄帶鋼的難度大,生產(chǎn)成本高。1.4.2 薄(中，厚)板坯連鑄連軋工藝由于薄板坯 (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(chǎng)合下，其產(chǎn)品能夠部分取代冷軋產(chǎn)品，省去

29、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(jiǎn)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90150mm,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)模可達(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

30、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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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 % ,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

31、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)工藝接近,可達(dá)到傳統(tǒng)厚板坯的水平。1.5 熱軋板帶新生產(chǎn)工藝對(duì)軋機(jī)裝備的要求熱帶鋼連軋機(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

32、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

33、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,階梯形支承輥法,抽動(dòng)軋輥法,在線磨輥法,軋輥交叉法等。其中抽動(dòng)軋輥法中的CVC、HC結(jié)合彎輥技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,交叉輥法的PC軋機(jī),其板形控制能力較強(qiáng),綜合性能優(yōu)良,是目前發(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

34、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)。1.5.2 除鱗技術(shù)的發(fā)展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)1518MPa,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

35、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。1.6 板、帶熱軋機(jī)的分類板、帶熱軋機(jī)形勢(shì)繁多，通常可分為特厚軋機(jī)（或?qū)捄癜遘垯C(jī)）、中厚板軋機(jī)、中板軋機(jī)、疊軋薄板軋機(jī)、窄帶軋機(jī)、行星軋機(jī)、爐卷軋機(jī)及連軋機(jī)等。從軋制工藝來說，有單張和成卷軋制之分。除特厚板和厚板軋機(jī)之外，現(xiàn)代化軋機(jī)多趨向于成卷軋機(jī)工藝，以提高生產(chǎn)率和成品質(zhì)量。1.6.1 特厚板軋機(jī)和中厚板軋機(jī)特厚板和中厚板軋機(jī)多采用單基座四輥軋機(jī)，或在前面再增設(shè)一臺(tái)二輥或

36、四輥軋機(jī)而構(gòu)成雙擊座形式。生產(chǎn)產(chǎn)品除國防用鋼板外，大量用于造船、大直徑焊管、高壓鍋爐容器及大型建筑構(gòu)件等。原料大多用初軋坯或扁錠，近年來也有使用連鑄坯的。這種類型的軋機(jī)特點(diǎn)是軋輥輥身長，軋機(jī)剛度大，軋制是承受的載荷大。它的產(chǎn)品范圍很大，從厚度4毫米到250毫米以上，甚至有的達(dá)到400毫米。例如2800軋機(jī)可以生產(chǎn)450毫米的中厚板，4200毫米軋機(jī)可以生產(chǎn)8250毫米的鋼板?，F(xiàn)代化的特厚板軋機(jī)所用的坯料重達(dá)45噸以上。軋輥輥身長度達(dá)5500毫米，支承輥直徑達(dá)2000毫米牌坊立柱斷面達(dá)10000，年生產(chǎn)能力單機(jī)座達(dá)150萬噸，雙機(jī)座達(dá)200噸。1.6.2 行星軋機(jī)板坯在快速加熱爐中加熱到所需溫度

37、后，經(jīng)過立輥軋邊，高壓水除鱗裝置清除氧化鐵皮后，由送料輥通過導(dǎo)板喂入行星軋機(jī)進(jìn)行軋制。軋出的帶材由精軋機(jī)平行星輥留下的周期性增厚部分。行星軋機(jī)與精軋機(jī)之間設(shè)有活套支持器，帶鋼與軋機(jī)間保持有均勻的張力。從精軋機(jī)出來的帶鋼，在運(yùn)輸輥道上由飛剪切去頭尾，并噴水冷卻到卷曲溫度，送入卷取機(jī)卷成帶卷。行星軋機(jī)除了典型的二輥式，尚有單輥行星軋機(jī)和雙層行星輥的行星軋機(jī)，前者可以簡(jiǎn)化復(fù)雜的同步機(jī)構(gòu)，后者據(jù)稱可以不設(shè)精軋機(jī)。行星軋機(jī)可以熱軋厚度26毫米的鋼帶（有時(shí)最小厚度可達(dá)0.8毫米）。目前國外軋輥輥身長度為1450毫米的行星軋機(jī)能生產(chǎn)寬度為1300毫米的帶卷。軋制速度一般不大于2m/s。這種軋機(jī)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)能

38、力不高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作時(shí)振動(dòng)大，設(shè)備磨損快，作業(yè)率低。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備重量和廠房生產(chǎn)面積都較小，板坯經(jīng)一個(gè)道次就能軋成薄板，壓縮率高達(dá)90%以上，因此軋件頭尾溫差小，軋制溫度容易控制。同時(shí)由于壓下量大，軋制時(shí)軋件溫度可上升大200,因此加熱溫度可較低。由于行星軋機(jī)具有以上特點(diǎn)，適于小批量、多品種特別是加工溫度范圍窄及難于變形的特屬鋼和高合金鋼的生產(chǎn)。1.6.3 爐卷軋機(jī)爐卷軋機(jī)的工作機(jī)座前后部分，設(shè)有帶保溫爐的卷取機(jī)，因此可以在熱狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)成卷帶鋼的可逆軋制。板坯在連續(xù)式加熱爐中加熱后，通過高壓水除鱗，然后在二輥寬展軋機(jī)和帶立輥的四輥萬能軋機(jī)上分別軋制一定道次，將板坯成厚1020毫米的帶坯，在飛剪機(jī)

39、上切除頭尾，然后喂入帶爐內(nèi)卷取機(jī)的四輥可逆式精軋機(jī)進(jìn)行可逆軋制。由于每道軋制軋件端部均需通過軋輥，因而每道次開始時(shí)都需以咬入速度（0.52.5m/s）軋制，使軋件端部容易進(jìn)入卷取機(jī)。咬入后，卷取機(jī)與軋機(jī)同步升速到正常軋制速度，而在每道次終了時(shí)，必須及時(shí)制動(dòng)，以軋件尾部進(jìn)入保溫爐內(nèi)。這樣頻繁改變的操作制度必須依賴自動(dòng)控制才能實(shí)現(xiàn)并限制了軋機(jī)速度的提高。一般在爐卷機(jī)上軋制35道次，軋成要求厚度后，通過運(yùn)輸輥道冷卻到卷取溫度，在成品卷取機(jī)上卷成鋼卷。爐卷軋機(jī)的 優(yōu)點(diǎn)是可以軋制變形溫度單位較窄的難變形鋼種，并且可以調(diào)節(jié)爐溫，控制軋件的眾軋溫度；其次，與連軋機(jī)相比，設(shè)備重量輕，占地面積小。其缺點(diǎn)是軋機(jī)操

40、作復(fù)雜，金屬燒損多，軋出帶鋼厚度偏差大，表面質(zhì)量及板形均較差，生產(chǎn)能力也不高，因而影響到它的廣泛使用。1.6.4 連續(xù)式軋機(jī)熱帶鋼連軋機(jī)主要用來生產(chǎn)成品厚度為1.216（或0.825）毫米的熱軋寬帶鋼。由板坯初軋機(jī)或連續(xù)鑄鋼機(jī)供給坯料。經(jīng)過清理的板坯，在加熱爐中加熱到要求溫度（約1250）后通過破鱗機(jī)清除加熱時(shí)產(chǎn)生的氧化鐵皮，再送到粗軋機(jī)組軋成厚度為2040毫米的帶坯，然后由中間輥道輸送到精軋機(jī)組上進(jìn)行軋制。在進(jìn)入精軋機(jī)前，先經(jīng)飛剪切去頭尾，經(jīng)破鱗機(jī)清除中間輥道上形成的再生氧化鐵皮，在精軋機(jī)組上軋成要求厚度的帶鋼通過輸出輥道，經(jīng)強(qiáng)制冷卻到卷取溫度（約600），并在卷取機(jī)上卷成鋼卷，經(jīng)過打捆，稱

41、量，打印等工序，由鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)送到鋼卷倉庫對(duì)方冷卻。寬帶鋼熱連軋機(jī)按粗軋機(jī)組的不同配置可分為全連續(xù)式，半連續(xù)式和四分之三連續(xù)式，雙可逆式粗軋機(jī)等型式。全連續(xù)式與半連續(xù)式相比，除生產(chǎn)能力更大外，還具有操作簡(jiǎn)單，成品質(zhì)量較好的優(yōu)點(diǎn)。近年來，出現(xiàn)了四分之三連軋機(jī)，除生產(chǎn)能力與全連軋機(jī)相仿外，還具有投資較省，適應(yīng)性較大和適于分期建設(shè)等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代化寬帶鋼熱連軋機(jī)盡管設(shè)備重量大，投資高，建設(shè)時(shí)間長，但由于它具有生產(chǎn)能力大，經(jīng)書收得率高及產(chǎn)品是質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、適于自動(dòng)化等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此獲得廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)按照任務(wù)書要求主要設(shè)計(jì)四輥軋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)及型式，相關(guān)零部件設(shè)計(jì)及校核。2 熱連軋生產(chǎn)的工藝過程和設(shè)備

42、組成帶鋼熱連軋生產(chǎn)作業(yè)線，按生產(chǎn)過程分為原料準(zhǔn)備、加熱、粗軋、精軋以及卷取五個(gè)區(qū)域，另外還有精整工段，其中設(shè)有橫切、縱切和熱平衡等專業(yè)機(jī)組，根據(jù)需要進(jìn)行熱處理。2.1 原料準(zhǔn)備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150300mm，多數(shù)為200250mm，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

43、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1530kgmm。2.2 板坯加熱及設(shè)備組成由于成品質(zhì)量和公差要求日需嚴(yán)格，因此板坯的加熱質(zhì)量也就越來越得到重視。連軋機(jī)的板坯加熱設(shè)備，是由35座連續(xù)式或步進(jìn)式加熱爐組成。加熱溫度一般為12501280.連續(xù)式加熱爐的優(yōu)點(diǎn)是建造費(fèi)用低，燃料消耗和動(dòng)力消耗也較少，機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，便于維護(hù)；缺點(diǎn)是加熱過程中鋼坯與滑道接觸造成局部黑印和容易產(chǎn)生鋼坯低面劃傷，板坯厚度相差不能太大，均熱時(shí)帶氧化鐵皮較多，停爐檢修時(shí)爐內(nèi)鋼坯排空困難及爐子長度受板坯最小厚度的限制等。當(dāng)采用步進(jìn)式

44、加熱爐時(shí)，由于鋼坯在爐內(nèi)沒有滑動(dòng)，鋼坯間保持有一定的間隙，步進(jìn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作可根據(jù)靈活變更，因而基本上消除了連續(xù)式加熱爐所存在的缺點(diǎn)，同時(shí)也擴(kuò)大了爐子的生產(chǎn)能力。目前，步進(jìn)式加熱爐爐底強(qiáng)度一般可達(dá)700800公斤/，最大產(chǎn)量可達(dá)420?，F(xiàn)代化的加熱爐均為多段式，各段溫度能單獨(dú)調(diào)節(jié)，并將均熱段沿爐寬方向分成兩個(gè)控制區(qū)，是板坯后段溫度稍高于前端，以補(bǔ)償軋制是的溫降。近年來，加熱爐開始采用電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)每塊板坯的加熱過程，使加熱質(zhì)量、燃料消耗、加熱能力等更趨于理想。采用不同的上料方式將原料送到上料輥道，在上料輥道上有的設(shè)置清洗裝置，用水沖洗板坯表面，有的也設(shè)置稱量、打印設(shè)備，對(duì)板坯測(cè)重。板坯用推鋼

45、機(jī)推入加熱爐內(nèi)，推鋼機(jī)的兩個(gè)推桿一般可以單獨(dú)的聯(lián)合操作，以適應(yīng)推單排長坯和雙排短坯的需要。現(xiàn)代化連續(xù)式加熱爐爐長可達(dá)板坯厚度的280倍，推鋼機(jī)的推力達(dá)400噸以上。步進(jìn)式爐的出鋼機(jī)只用來將板坯推入爐內(nèi)，一次只退一塊，因而設(shè)備可以大大減輕。2.3 粗軋機(jī)組粗軋機(jī)組的任務(wù)是將板坯軋制成符合精軋機(jī)組所要求的帶坯。其質(zhì)量要求：（1）表面清潔，徹底清除一次氧化鐵皮。（2）側(cè)邊整齊，寬度符合要求尺寸。（3）帶坯厚度達(dá)到精軋機(jī)組的要求，為此粗軋機(jī)組應(yīng)盡量用大壓下量，一般要完成總變形量的70-80%。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、34連續(xù)式、半連續(xù)式和其

46、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34連軋。(1)全連續(xù)式全連續(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。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

47、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34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34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)。34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35道次，在不可逆式軋機(jī)上軋制l道次。34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

48、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。(3)半連續(xù)式半連續(xù)式粗軋機(jī)由1架或2架不可逆式軋機(jī)組成。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1780mm、攀鋼1450mm

49、、武鋼2250mm。(4)其他形式粗軋機(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式。2.4 精軋機(jī)組坯進(jìn)入精軋機(jī)組之前，首先要進(jìn)行測(cè)溫、測(cè)厚并接著用飛剪切去頭部和尾部，切頭目的是為了去除由于溫度過低的前端引起的輥面壓痕和軋件輥印劃傷等缺陷，并防止“舌頭”、“魚尾”卡在機(jī)架間的導(dǎo)衛(wèi)裝置或輥道縫隙和卷取機(jī)縫隙中，有時(shí)還要切去后端，以防后端的“魚尾”或“舌頭”給卷取及其后的精整工序帶來困難。帶鋼坯切頭后即進(jìn)行除鱗，現(xiàn)在軋機(jī)在飛剪與第一架精軋機(jī)間設(shè)置高壓水除鱗箱以及在精軋機(jī)前幾架之前設(shè)有高壓水噴頭清除次生氧化鐵皮，除鱗后進(jìn)去精軋機(jī)軋制，精軋機(jī)一般是由6-7架四輥軋機(jī)組成連軋。目前

50、，軋制工序中采取低速穿帶再與卷取機(jī)同步升速進(jìn)行高速軋制，使得軋制速度大幅提高。目前末架的軋制速度一般已提高到24m/s，最大可達(dá)到28m/s。為了保證軋輥與機(jī)座有足夠的強(qiáng)度和剛度，需增大輥徑和立柱斷面。目前精軋機(jī)架增多，頭幾架壓下量和軋制力矩增大，為保證扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度便于咬入，要求增大工作輥徑，特別是前幾架工作輥徑，后面的軋機(jī)，由于壓下量變小，可采用較小的工作輥徑。為適應(yīng)高速軋制，必須有相應(yīng)的速度快，準(zhǔn)確性高地壓下系統(tǒng)和必要的自動(dòng)控制系統(tǒng)，才能適應(yīng)軋制中及時(shí)而迅速準(zhǔn)確的調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)變化的需要。精軋機(jī)壓下裝置有電動(dòng)壓下和液壓壓下，液壓壓下優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)速度塊、靈敏度高、慣性小、效率高、其響應(yīng)速度比電動(dòng)壓下

51、塊的多，因此，逐漸被采用。但由于其維護(hù)較困難，控制范圍又受到液壓缸的活塞桿的限制，所以有的軋機(jī)將液壓與電動(dòng)壓下結(jié)合使用，以電動(dòng)壓下為粗調(diào)，液壓壓下為精調(diào)。對(duì)于軋機(jī)軋輥的更換周期取決于軋機(jī)的產(chǎn)量，精軋機(jī)工作輥一般約為四小時(shí)，軋制1500-3000噸成品換輥一次，支持輥一般使用7-15天更換一次。為快速換輥，現(xiàn)在多采用轉(zhuǎn)盤式和小車橫移式換輥機(jī)構(gòu)。為使帶鋼厚度及機(jī)械性能均勻，必須調(diào)整軋機(jī)出口速度以控制終軋溫度，即使帶鋼首尾保持一定的終軋溫度，在機(jī)架間設(shè)有在噴水裝置也可起一定作用。精軋入口和出口處設(shè)有溫度測(cè)量裝置，精軋后設(shè)有測(cè)寬儀和X射線測(cè)厚儀。測(cè)厚儀與軋機(jī)架上的測(cè)壓儀、活套支持器、速度調(diào)節(jié)器及厚度自

52、動(dòng)調(diào)節(jié)裝置組成厚度自控系統(tǒng)，以控制帶鋼厚度精度。2.5 軋后冷卻和卷取精軋機(jī)以高速軋出的帶鋼經(jīng)過輸出輥道，采用層流冷卻法在數(shù)秒的時(shí)間里冷卻到卷取溫度，然后卷成板卷，再送去精整加工。3 軋機(jī)機(jī)架熱帶鋼連軋機(jī)分粗軋和精軋兩個(gè)機(jī)組。粗軋機(jī)組工作機(jī)座的結(jié)構(gòu)形勢(shì)有立輥機(jī)座、二輥式水平機(jī)座、二輥萬能式機(jī)座和四輥萬能式機(jī)座。精軋機(jī)組均為四輥式機(jī)座。熱帶鋼連軋機(jī)的四輥式工作機(jī)座是傳動(dòng)工作輥的，支承輥主要用來承受軋制壓力。工作機(jī)座由軋輥、軋輥軸承及軸承座、軋輥調(diào)整機(jī)構(gòu)（包括壓下機(jī)構(gòu)和平衡裝置）、機(jī)架、導(dǎo)衛(wèi)裝置、換輥裝置、活套支持器等組成。其中軋機(jī)機(jī)架式軋機(jī)工作機(jī)座中尺寸和重量最大的部件，其重量約占整個(gè)工作機(jī)座重

53、量的4550%。軋鋼機(jī)機(jī)架是工作機(jī)座的重要部件，其尺寸及重量最大，機(jī)架牌坊約為機(jī)架重量的7080%，為工作機(jī)座重量的3040%，為軋機(jī)主機(jī)列重量的2025%。軋輥軸承座及軋輥調(diào)整裝置等都安裝在機(jī)架上。機(jī)架因?yàn)橐惺苘堉屏?，所以必須有足夠的?qiáng)度和剛度。根據(jù)軋鋼機(jī)型式和工作要求及結(jié)構(gòu)不同，軋鋼機(jī)機(jī)架分為閉式和開式兩種。3.1 閉式機(jī)架閉式機(jī)架如圖3.1所示，它是一個(gè)整體框架，因?yàn)榫哂休^大的強(qiáng)度和剛度，主要用于大型初軋機(jī)，板坯軋機(jī)和板帶軋機(jī)。對(duì)于板帶軋機(jī)來說，為了提高軋制精度，需要有較高的機(jī)架剛度。對(duì)于某些小型軋機(jī)和線材軋機(jī)，也往往采用閉式機(jī)架，以獲得較好的軋件質(zhì)量。采用閉式機(jī)架的工作機(jī)座，在換輥時(shí)

54、，軋輥是沿其軸線方向從機(jī)架窗口中抽出或裝入，這種軋機(jī)一般都設(shè)有專用的換輥裝置。圖3.1 閉式機(jī)架見圖根據(jù)加工及運(yùn)輸?shù)臈l件，機(jī)架牌坊有整體式和組合式。整體式鑄造機(jī)架應(yīng)用得最廣如圖3.2。組合式機(jī)架有三種基本形式：一是焊接式，如圖3.3為4200特厚板軋機(jī)機(jī)架簡(jiǎn)圖，每片機(jī)架重320t，分四塊用電渣焊焊成整體。圖3.4為5590特大型板材軋機(jī)機(jī)架簡(jiǎn)圖，每片機(jī)架中590t，由于受到制造及運(yùn)輸條件的限制，牌坊采用組合式，兩個(gè)立柱及上、下橫梁用大型螺栓熱裝連接，以止口定位，并用斜楔固緊。圖3.5為本次設(shè)計(jì)的機(jī)架。圖3.2 整體鑄造機(jī)架圖3.3 焊接式機(jī)架圖3.4 組合式機(jī)架 圖3.5 本次設(shè)計(jì)的機(jī)架3.2

55、 開式機(jī)架開式機(jī)架由機(jī)架本體和上蓋兩部分組成如圖3.6，它主要用在橫列式軋機(jī)上，其主要優(yōu)點(diǎn)是換輥方便。因?yàn)?，在橫列式軋機(jī)各機(jī)座緊靠在一起，沿軋輥軸向換輥時(shí)困難的，采用開式機(jī)架，只要拆下上蓋，就可以很方便地將軋輥從上面吊出或裝入。開式機(jī)架的主要缺點(diǎn)是剛度較差。影響開市機(jī)架剛度和換輥速度的主要關(guān)鍵是上蓋的聯(lián)接方式。常見的上蓋聯(lián)接方式有五種圖3.6 開式機(jī)架上蓋聯(lián)接方式a螺栓聯(lián)接；b立銷和斜楔；c套環(huán)和斜楔聯(lián)接；d橫銷和斜楔聯(lián)接；e斜楔聯(lián)接圖3.6a是螺栓聯(lián)接的開式機(jī)架，機(jī)架上蓋（上橫梁）用兩個(gè)螺栓與機(jī)架立柱聯(lián)接。這種聯(lián)接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但因螺栓較長，變形較大，機(jī)架剛度較低。此外，換輥時(shí)拆裝螺母較費(fèi)時(shí)

56、。圖3.6b是立銷和斜楔聯(lián)接的開式機(jī)架，其換輥比螺栓聯(lián)接方便。圖3.6c是套環(huán)和斜楔聯(lián)接的開式機(jī)架，與上述兩種形式相比，取消了立柱和上蓋上的垂直銷孔，用套環(huán)代替螺栓或圓柱銷。套環(huán)的下端用橫銷鉸接在立柱上，套換上端用斜楔把上蓋和立柱聯(lián)接起來。這種結(jié)構(gòu)換輥較為方便。由于套環(huán)的斷面可大于螺栓或圓柱銷，軋機(jī)剛性有所改善。圖3.6d是橫銷和斜楔聯(lián)接的開式機(jī)架，上蓋與立柱用橫銷聯(lián)接后，再用斜楔楔緊。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)接件變形較小。但是，在楔緊力和沖擊力的作用下，當(dāng)橫銷沿剪切斷面發(fā)生變形后，拆裝較為困難，使換輥時(shí)間延長。圖3.6e是斜楔聯(lián)接的開式機(jī)架，與上述各種形式的開式機(jī)架相比有以下優(yōu)點(diǎn):（1）由于聯(lián)接件數(shù)量少、變形小，使上蓋彈跳值減少。（2）聯(lián)接件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)接堅(jiān)固。（3）機(jī)架立柱橫向變形小，在打緊斜楔后，機(jī)架立柱上部被斜楔和機(jī)蓋止口緊緊擠住，大大減小了立柱的橫向變形。由上可知，斜楔聯(lián)接的開式機(jī)架，除了換輥方便外，還具有較高的剛度，故稱為半閉口機(jī)架。這種機(jī)架使用效果較