年產120萬噸冷軋帶鋼車間設計 畢業(yè)設計

1、摘要根據任務書要求，設計年產120萬噸冷軋帶鋼車間設計。按照車間設計的步驟，主要完成建廠經濟依據論述、產品大綱制定、軋機比較及布置選擇、壓下分配、軋制規(guī)程計算、軋制圖表、年產量計算、軋制力計算、軋輥強度校核、電機發(fā)熱校核、凸度規(guī)程計算，原始軋輥輥型設定、輔助設備的選擇及金屬平衡、燃料消耗計算。設計中參閱了國內外有關軋機的先進工藝、軋機的裝備、技術及一些輔助設備的論述，特別參考了唐鋼冷軋薄板廠生產線參數和現場數據，使本設計車間達到工藝合理、設備先進、為以后生產優(yōu)質平直深沖汽車板創(chuàng)造條件。本設計車間能生產的帶鋼品種多，規(guī)格齊全。產品規(guī)格為0.15mm冷軋板，典型產品為mm彩涂基板。設計附有車間平面

2、圖。關鍵詞：1700冷軋；車間設計；CVC軋機；HC軋機； ABSTRACT0 million tons. Steps in accordance with the workshop design,I mainly complete the building of economy, the product outline of the development, comparison and mill layout options, press distribution, the calculation of order rolling, rolling chart, annual terms,

3、 the calculation of rolling force and roll strength , the electrical heat check, crown of order, the original roll-type settings, the choice of auxiliary equipment and the calculation of fuel consumption. Refer to the design of domestic and foreign advanced technology of the rolling mill, rolling mi

4、ll equipment, technology and some discussion of auxiliary equipment, especially reference to the Tangshan Iron and Steel cold-rolled sheet production line parameters ,making the design process to achieve a reasonable workshop, advanced equipment, and making rooms for creating automobile panels. The

5、steel plant can produce more complete specifications.The product specifications range 0.15 to mm. There is a picture of the plan following the design workshop.Key words: 1700cold-rolling; workshop design;CVC milling roll;HC milling roll;目次 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295140802 摘要 PAGEREF _Toc295

6、140802 h I HYPERLINK l _Toc295140803 ABSTRACT PAGEREF _Toc295140803 h II HYPERLINK l _Toc295140804 引 言 PAGEREF _Toc295140804 h 1 HYPERLINK l _Toc295140805 文獻綜述 PAGEREF _Toc295140805 h 2 HYPERLINK l _Toc295140806 第1章 建廠依據和產品大綱 PAGEREF _Toc295140806 h 5 HYPERLINK l _Toc295140807 1.1 建廠依據 PAGEREF _Toc2

7、95140807 h 5 HYPERLINK l _Toc295140808 第2章 軋鋼機類型和布置形式比較選擇 PAGEREF _Toc295140808 h 7 HYPERLINK l _Toc295140809 連軋機形式選擇 PAGEREF _Toc295140809 h 7 HYPERLINK l _Toc295140810 軋機的選擇 PAGEREF _Toc295140810 h 8 HYPERLINK l _Toc295140813 第3章 壓下規(guī)程設計 PAGEREF _Toc295140813 h 13 HYPERLINK l _Toc295140814 確定壓下規(guī)程 P

8、AGEREF _Toc295140814 h 13 HYPERLINK l _Toc295140815 3.2 確定軋機速度制度 PAGEREF _Toc295140815 h 16 HYPERLINK l _Toc295140816 軋制速度的確定 PAGEREF _Toc295140816 h 16 HYPERLINK l _Toc295140817 軋輥轉速的確定 PAGEREF _Toc295140817 h 17 HYPERLINK l _Toc295140818 加速度的選擇 PAGEREF _Toc295140818 h 18 HYPERLINK l _Toc295140819

9、第4章 力能參數的計算及空載輥縫的設定 PAGEREF _Toc295140819 h 19 HYPERLINK l _Toc295140820 軋制壓力的計算 PAGEREF _Toc295140820 h 19 HYPERLINK l _Toc295140821 軋制力矩的確定 PAGEREF _Toc295140821 h 24 HYPERLINK l _Toc295140822 軋制力矩的確定 PAGEREF _Toc295140822 h 24 HYPERLINK l _Toc295140823 摩擦力矩的確定 PAGEREF _Toc295140823 h 25 HYPERLINK

10、 l _Toc295140824 空轉力矩的確定 PAGEREF _Toc295140824 h 25 HYPERLINK l _Toc295140825 各機架空載輥縫值的設定 PAGEREF _Toc295140825 h 26 HYPERLINK l _Toc295140826 第5章 電機能力驗算 PAGEREF _Toc295140826 h 29 HYPERLINK l _Toc295140827 第6章 軋輥強度校核 PAGEREF _Toc295140827 h 31 HYPERLINK l _Toc295140828 6.1 綜述 PAGEREF _Toc295140828

11、h 31 HYPERLINK l _Toc295140829 6.2 確定工作輥和支撐輥的各個重要尺寸 PAGEREF _Toc295140829 h 32 HYPERLINK l _Toc295140830 軋輥強度的校核 PAGEREF _Toc295140830 h 34 HYPERLINK l _Toc295140831 第7章 年產量的計算 PAGEREF _Toc295140831 h 38 HYPERLINK l _Toc295140832 7.1 軋機小時產量 PAGEREF _Toc295140832 h 38 HYPERLINK l _Toc295140833 7.2 軋機

12、平均小時產量 PAGEREF _Toc295140833 h 40 HYPERLINK l _Toc295140834 7.3 軋機年產量的計算 PAGEREF _Toc295140834 h 41 HYPERLINK l _Toc295140835 第8章 輥型設計 PAGEREF _Toc295140835 h 42 HYPERLINK l _Toc295140836 8.1 輥型設計概述 PAGEREF _Toc295140836 h 42 HYPERLINK l _Toc295140837 8.2 軋輥輥型設計 PAGEREF _Toc295140837 h 42 HYPERLINK

13、l _Toc295140838 8.3 凸度計算 PAGEREF _Toc295140838 h 45 HYPERLINK l _Toc295140839 第9章 金屬及其它消耗 PAGEREF _Toc295140839 h 48 HYPERLINK l _Toc295140840 9.1 金屬消耗 PAGEREF _Toc295140840 h 48 HYPERLINK l _Toc295140841 9.2 其它消耗 PAGEREF _Toc295140841 h 48 HYPERLINK l _Toc295140842 第10章 輔助設備的選擇 PAGEREF _Toc29514084

14、2 h 51 HYPERLINK l _Toc295140843 10.1 開卷機 PAGEREF _Toc295140843 h 51 HYPERLINK l _Toc295140844 10.2 連續(xù)酸洗機組 PAGEREF _Toc295140844 h 51 HYPERLINK l _Toc295140845 10.2.1 酸洗機組選型 PAGEREF _Toc295140845 h 51 HYPERLINK l _Toc295140846 10.2.2 酸洗液的選取 PAGEREF _Toc295140846 h 52 HYPERLINK l _Toc295140847 飛剪 PAG

15、EREF _Toc295140847 h 53 HYPERLINK l _Toc295140848 飛剪的基本要求 PAGEREF _Toc295140848 h 53 HYPERLINK l _Toc295140849 剪的基本形式 PAGEREF _Toc295140849 h 53 HYPERLINK l _Toc295140850 飛剪的選擇 PAGEREF _Toc295140850 h 54 HYPERLINK l _Toc295140851 10.5 剪切機 PAGEREF _Toc295140851 h 54 HYPERLINK l _Toc295140852 剪切機的基本形式

16、 PAGEREF _Toc295140852 h 54 HYPERLINK l _Toc295140853 10.5.2 剪切機的選擇 PAGEREF _Toc295140853 h 55 HYPERLINK l _Toc295140854 10.6 張力矯正機 PAGEREF _Toc295140854 h 55 HYPERLINK l _Toc295140855 10.6.1 張力矯正機的類型 PAGEREF _Toc295140855 h 56 HYPERLINK l _Toc295140856 連續(xù)張力矯正機 PAGEREF _Toc295140856 h 56 HYPERLINK l

17、 _Toc295140857 連續(xù)拉彎矯正機 PAGEREF _Toc295140857 h 56 HYPERLINK l _Toc295140858 10.7 運輸機 PAGEREF _Toc295140858 h 57 HYPERLINK l _Toc295140859 橫向運輸機 PAGEREF _Toc295140859 h 57 HYPERLINK l _Toc295140860 鏈式運輸機 PAGEREF _Toc295140860 h 57 HYPERLINK l _Toc295140861 步進梁運輸機 PAGEREF _Toc295140861 h 57 HYPERLINK

18、l _Toc295140862 鋼卷運輸車 PAGEREF _Toc295140862 h 57 HYPERLINK l _Toc295140863 退火爐 PAGEREF _Toc295140863 h 57 HYPERLINK l _Toc295140864 10.9 彩涂生產線 PAGEREF _Toc295140864 h 59 HYPERLINK l _Toc295140865 第11章 車間平面布置 PAGEREF _Toc295140865 h 62 HYPERLINK l _Toc295140866 11.1 概述 PAGEREF _Toc295140866 h 62 HYPE

19、RLINK l _Toc295140867 11.1.1 平面布置的原則 PAGEREF _Toc295140867 h 62 HYPERLINK l _Toc295140868 11.1.2 金屬流程線的確定 PAGEREF _Toc295140868 h 62 HYPERLINK l _Toc295140869 11.2 車間的布置形式 PAGEREF _Toc295140869 h 62 HYPERLINK l _Toc295140870 11.2.1 車間布置形式的分類 PAGEREF _Toc295140870 h 62 HYPERLINK l _Toc295140871 11.2.

20、2 幾種典型平面布置實例 PAGEREF _Toc295140871 h 63 HYPERLINK l _Toc295140872 11.3 冷軋板帶生產車間組成 PAGEREF _Toc295140872 h 63 HYPERLINK l _Toc295140873 11.4 設備間距的確定 PAGEREF _Toc295140873 h 63 HYPERLINK l _Toc295140874 參考文獻 PAGEREF _Toc295140874 h 65 HYPERLINK l _Toc295140875 致 謝 PAGEREF _Toc295140875 h 66引 言冷軋是在常溫下，

21、對合適的熱軋退火帶卷進行帶張力的軋制壓下過程。鋼的冷軋于19世紀中葉始于德國，當時只能生產寬2025mm的冷軋帶鋼。必要性：熱軋帶材到一定厚度，難以保證溫度均勻，鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻給生產帶來了難題。鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻不能軋出頭尾尺寸一致的帶卷。特別是在軋制厚度小而長度大的薄板帶產品時，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往帶使產品尺寸超出公差范圍，性能出現顯著差異。當厚度小到一定時，軋件在軋制過程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內保持熱軋所需的溫度。而且，熱軋工藝技術水平尚不能使鋼帶表面在熱軋過程中不被氧化。氧化鐵皮造成的熱軋表面質量不光潔，遠不能達到生產

22、表面光潔程度要求較高的板帶鋼產品。優(yōu)勢：冷軋生產具有表面光潔、尺寸精度高、生產過程沒有搶溫，保證溫度均勻的要求、容易實現軋制潤滑等優(yōu)點。因而在薄板帶生產中廣泛使用冷軋工藝。冷軋帶鋼產品的尺寸精度、板形、表面質量和性能都達到很高的要求。工藝：并卷酸洗軋制拆卷退火鍍鋅（錫、鋁）來料要求：來料凸度、厚度、抗力符合要求。特點：冷軋過程沒有再結晶軟化，凸度嚴格按照比例凸度軋制，來料凸度不控制必然殘余應力出現瓢曲。一個軋程7580%。常選五機架連軋或三機架可逆，單機架可逆產量過低。與此同時，生產規(guī)模和生產能力逐漸向著大型化、連續(xù)化、高速化發(fā)展。本設計按照任務書要求,設計年產120萬噸1700冷軋帶鋼車間，

23、設計中為提高產量采用酸洗軋機聯(lián)合式全連續(xù)機組。它將全連軋機與前面的酸洗機組聯(lián)合。同時為了配合軋機生產能力，建有一條連續(xù)退火線，這樣得到的帶鋼性能更均勻、表面更光潔、平直度更好，帶鋼收得率也更高。本設計產品規(guī)格為0.15mm冷軋帶鋼，典型產品為mm彩涂基板。 文獻綜述目前，我國國民經濟飛速發(fā)展，取得了令人矚目的成就，市場對冷軋鋼板產品的需求很大。國外許多大鋼鐵企業(yè)花費巨資新建冷軋帶鋼廠，不斷擴大品種范圍。鋼的冷軋于19世紀中葉始于德國，當時只能生產寬2025mm的冷軋帶鋼。美國與1859年制造建成了25mm冷軋機，1887年生產出寬150mm的低碳鋼。寬的冷軋薄板是在熱軋成卷帶鋼的基礎上發(fā)展起來

24、的。美國早在1920年第一次成功的軋制出寬帶鋼，并很快由單機不可逆軋制跨入單機可逆式軋制。1926年阿姆柯公司巴特勒工廠建成四機架冷連軋機。與可逆軋機相比連軋機張力大、產量高、易于控制。日本1938年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺可逆式冷軋機。1940年在新日鐵建立了第一套四機架1420冷連軋機。1951年蘇聯(lián)建設了一套2030全連續(xù)五機架冷連軋機，年產250萬噸。我國冷軋寬帶剛的生產開始于1960年，首先建立了1700mm單機架可逆式冷軋機，以后陸續(xù)投產1200mm單機架可逆式冷軋機、MKW1400mm偏八輥軋機、1150mm二十輥冷軋機和1250mmHC單機可逆式冷軋機等。20世紀70年代

25、投產了我國第一套1700mm連續(xù)式五機架冷軋機，1998年建成了2030mm五機架全連續(xù)冷軋機?，F在我國投入生產的寬帶鋼軋機有35套，窄帶鋼軋機有1000套。在這40多年中，我國冷軋薄板生產能力增加了40多倍，到2000年，我國薄鋼板的產量已達到1900多萬噸；生產裝備技術水平已由只能生產低碳薄板到能生產高碳鋼、合金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋薄板、鍍鋅板、涂層鋼板、塑料復合薄板和硅鋼片等。冷軋薄板發(fā)展如此迅速的的主要原因是：鋼材熱軋過程中的溫降和溫度分布不均勻給生產帶來了難題。特別是在軋制厚度小而長度大的薄板帶產品時，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往帶使產品尺寸超出公差范圍，性能出現顯著差異

26、。當厚度小到一定時，軋件在軋制過程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內保持熱軋所需的溫度。目前熱軋工藝技術水平尚不能使鋼帶表面在熱軋過程中不被氧化，也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質量不量熱軋不適于生產表面光潔程度要求較高的板帶鋼產品。冷軋鋼板性能好、品種多、用途廣。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后熱處理恰當配合，可以在比較廣的范圍內滿足用戶的要求。以下是國內在建的和擬建的百萬噸極冷軋生產線及產品，可作為設計的參考，在這里也簡單介紹一下：武鋼武鋼股份投資83.7億元建的2130mm冷軋機組，年產量215萬噸，產品厚度0.20.5mm，最大寬度2080mm，最大強度800MPa，其產品用于以

27、轎車板和家電板為代表的覆蓋面極廣的高檔冷軋產品。鞍鋼繼1780mm冷軋機組投產后，鞍鋼為配合新建的2150mm的熱連軋機組，新建1500 mm冷連軋和2130 mm冷連軋。首鋼首鋼股份總投資54.2億元的冷軋薄板生產項目年產量可達150萬噸，目標是汽車板和奧運項目。唐鋼唐鋼冷連軋生產線用于與現存的酸洗線聯(lián)機。酸洗線與一套5機架冷連軋生產線聯(lián)機能夠生產出下游生產線所要求的產品（鍍鋅線以及其他的生產線）。在5架冷連軋機中，1-4 架軋機為4輥Smartcrown軋機，第5架軋機為6輥Smartcrown軋機。生產鋼種：CQ:50%；DQ:40%；HSLA:10%。生產寬度為820-1650mm厚為

28、0.32.0mm的產品。鋼鐵工業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè)，對整個國民經濟各個部門的發(fā)展至關重要。帶鋼冷連軋是鋼鐵工業(yè)中發(fā)展較為迅速、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、產品規(guī)格與質量代表了一個國家鋼鐵工業(yè)的水平。近年來，隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，用戶對冷軋高質量，高附加值，高技術難度的帶鋼產品的需求量顯著增加，對鋼鐵產品質量、品種、性能的要求越來越高。鋼鐵領域的競爭，已從過去的價格為主轉向以產品品質、服務為主，企業(yè)的技術水平、產品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，各冷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，

29、減少原材料和能量消耗，改善經營管理，增強競爭能力。鋼鐵產品結構調整的一個主要方向是大力提高冷軋薄板的生產能力。在統(tǒng)一規(guī)劃指導下，建設冷軋寬帶鋼機組。改造和新建的冷軋機組，軋制性能好、品種多、用途廣的高質量板材，特別生產汽車板、鍍鋅板、彩涂板。在今后的幾年里，國內輕工，機械、建筑、造船、交通等各鋼材使用較多的行業(yè)對鋼材的價格、性能、質量，服務等提出了更高的要求，產品必須多品種，多規(guī)格，全系列提高產品附加值，降低運輸優(yōu)勢在競爭中所占的比重，開拓市場，迎接市場的挑戰(zhàn)。第1章建廠依據和產品大綱1.1 建廠依據冷軋板帶有極廣闊的用途。汽車制造、拖拉機制造、電氣產品、機車車輛、造船、航空及火箭、精密儀表、

30、民用建筑、工業(yè)廠房、家用電器、食品罐頭以及一些耐久制品都需要大量的冷軋板帶。出于這些工業(yè)的發(fā)展，對薄板質量要求越來越高，產量要求越來越大，對冷軋板帶生產提出了更高的要求，故冷軋薄板、帶鋼的產量增長很快。同時，隨著人民生活水平及物質需求的提高，鋼材市場的需求結構發(fā)生了巨大變化，特別是冷軋和鍍涂層深加工產品的生產能力、品種質量與市場需求差距甚大，矛盾突出。一方面，國產冷軋產品的市場占有率低僅為50%左右；另一方面，冷軋帶鋼品種規(guī)格不全、高強度、高附加值產品雖已部分試制成功，但產量低，還不能完全滿足國內用戶需求，此外，產品質量不能滿足用戶高精度要求?？梢?，建一座年產量高質量好的冷軋廠是有市場基礎的。

31、1.2 制定產品大綱本設計任務是年產120萬噸1700mm冷軋薄板。設計之前首先制定產品大綱。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。產品大綱的編制原則：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(yōu)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(qū)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。做到供求適應、品種平衡、產銷對路、考慮軋機生產能力的充分利用和建廠地區(qū)產品的合理分工。3. 考慮建廠地區(qū)資源的供應條件，物資和材料運輸的情況。4. 要適應對外開放、對內搞活的經濟形

32、勢，力爭做到產品結構和產品標準的現代化。本設計綜合考慮以上各點，唐鋼采用厚坯料的第二熱軋帶卷廠的投產可以提供強度240MPa的合格原料，廠址選在唐鋼內部，產品面向全國和世界各國。產品大綱如下：1、產量及鋼種：120萬噸/年（本設計以一期為例進行詳細敘述。）其中超低碳鋼占10，Q215A占80%，低合金結構鋼占10%。2、規(guī)格原料（熱帶卷）規(guī)格：帶鋼厚度： mm4.0mm；帶鋼寬度： 8201500；鋼卷內徑： 610mm；鋼卷外徑： 最大2150mm；鋼卷重量： 最大25t；單位質量： 23kg/mm；抗張強度： 2842kg/mm2；含碳量： 0%0.12%；年用量： 120萬t；3、鋼種及

33、其比例：表1 鋼種及其比例Table 1 steel grade.these steel and proportion鋼種C含量比例鋼號超低碳鋼10%EN Fe P01/P03低碳鋼80%AISI 1005低合金結構鋼10%ASTM A5884、產品規(guī)格詳細分類表2產品規(guī)格Table 2 product specifications規(guī)格0.2-0.3 0.3-1.0百分數2050 30萬噸2460 365、產品執(zhí)行標準產品質量標準執(zhí)行 GB, DIN, JIS, API第2章軋鋼機類型和布置形式比較選擇軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設備，代表著車間的技術水平，是區(qū)別于其他車間類型的關鍵。因此，

34、軋鋼車間主要設備選擇就是指軋機的選擇。軋機選擇的是否合理對車間生產具有非常重要的影響。軋機選擇的主要依據是車間生產的鋼材的鋼種,產品品種和規(guī)格,生產規(guī)模的大小以及由此而確定的產品生產工藝過程。對軋鋼車間工藝設計而言,軋鋼機選擇的主要內容是：確定軋鋼機的結構形式,確定其主要技術參數,選用軋機的架數以及布置方式。在選擇軋鋼機時一般要考慮下列各項原則：1) 在滿足產品方案的前提下,使軋機布置合理,既要滿足當前生產又要考慮未來的生產發(fā)展。2) 有較高的生產效率和設備利用系數。3) 能獲得質量良好產品的同時還要盡可能多地軋制多品種。4) 有利于軋機機械化,自動化的實現,有助于改善勞動條件。5) 軋機結構

35、型式先進合理，操作簡單，維修方便。6) 有良好的綜合技術經濟指標?，F在大批量的低碳與結構冷軋帶鋼和鍍涂加工用鋼都是由四輥式冷連軋機生產的，軋制厚度較大時采用四機架連軋軋制厚度較薄是采用五機架連軋機。下表列出常規(guī)連軋機的參數： 表3 常規(guī)連軋機的參數Table 3 conventional tandem mills parameters軋機形式規(guī)格mm產品厚度mm軋制速度m/s卷重t工作棍直徑mm電動機容量kw四機座1700-250020-2530-35500-60033600五機座1700-218525-3040-60585-66046700而其中五機架連軋機是典型的高效率冷軋機，其生產品種、

36、規(guī)格的范圍較寬，可扎厚度為0.18-3.5mm、寬度可達2000mm的帶鋼?？梢园ㄋ臋C架和六機架的生產產品。因此五機架連軋機是一種應用最為廣泛的連軋機，在各種全連續(xù)冷軋生產獲得了廣泛的應用。而六機架連軋機是軋制小于0.1mm鍍錫板的專業(yè)軋機。由于軋薄時速度難以提高和原板力學性能不如二次冷軋得好，因此這類軋機未能得到很好的發(fā)展。：當今冷連軋軋機主要有：CVC軋機、HC軋機。1)CVC軋機圖1 CVC軋機原理圖CVC軋機是SMS公司在HCW軋機的基礎上于1982年研制成功的。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(xù)調整的理想設備。CVC輥

37、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。（調節(jié)帶鋼凸度的原理圖如下）圖2 CVC軋機凸度的調整CVC軋機有很多優(yōu)點：板凸度控制能力強，軋機結構簡單，易改造，能實現自由軋制，操作方便，投資較少。CVC軋機的缺點：軋輥形狀復雜，特殊，磨削要求精度高，而且困難，必須配備專門的磨床

38、；無邊部減薄功能，帶鋼易出現蛇形現象。此外隨著軋輥竄動，熱輥型及磨損輥型亦將竄動。2)HC軋機HC軋機為高性能板形控制軋機的簡稱，是日立公司研究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轉向移動的中間輥其出發(fā)點是為了改善或消除四輥軋機中工作輥和支撐輥之間有害的接觸部分。HC軋機利用軋輥軸向傳動裝置，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。圖3 HC軋機HC軋機的主要特點：具有大的剛度穩(wěn)定性和很好的控制性同時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。HC軋機與CVC軋機的比較見表4：表4 HC軋機與CVC軋機的比較Table

39、4 HC rolling mill and comparison of CVC millCVC技術HC技術原理結構工作輥軸向移動工作用S輥型形成壓下差控制板長度和板形+工作輥液壓彎輥；軋輥移動量小，應用于四輥軋機，改造工作量小。中間滾軸移造成輥間壓扁差控制板長度和板形+工作輥、中間輥液壓彎輥；軋輥移動量大，應用于六輥軋機，改造工作量大。效果板凸度控制 好邊部減薄 差波浪控制：邊波與中波 好 復合波 差受熱長度和磨損影響 大受軋制力波動影響 大 板凸度控制 好邊部減薄 好波浪控制：邊波與中波 好 復合波 好受熱長度和磨損影響 小受軋制力波動影響 無軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設備，代表著車間的

40、技術水平，為了實現壓下量較大的控制軋制，現代冷軋帶鋼車間都選擇軋制力大的軋鋼機架和軋輥設備。冷連軋板帶軋機主要是趨向于HC六輥軋機軋制技術。4)軋機選擇選擇的主要依據是：車間生產的鋼材的鋼種，產品品種和規(guī)格，生產規(guī)模的大小以及由此而確定的產品生產工藝過程。對軋鋼車間工藝設計而言，軋鋼機選擇的主要內容是：確定軋鋼機的結構形式，確定其主要技術參數，選擇軋機的架數以及布置方式。本次設計經過綜合對比和實際考慮并結合設計目的和產品大綱要求，主要從控制板型（板凸度，平直度等）方面考慮，選用以下設備。四輥軋機，驅動主要由調速電機、減速機、齒輪機座及軋機接軸構成。電液伺服閥控制液壓缸用于輥縫調整。四列圓錐輥子

41、軸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架的操作側，保證軋制時輥裝配在機架上定位。上支承輥磨損的補償量，由安裝在上支承輥上部的墊片調整。進出口導輥的安裝，用于板坯傳送時輸送平穩(wěn)，軋機進出口上下安裝了刮水板及導衛(wèi)，工藝潤滑油噴頭安裝在進出口上下刮水板上。上刮水板有氣缸控制，以保證與工作輥的連續(xù)接觸；下刮水板與導輥軸承座連接，靠液壓力與下工作輥接觸。其主要技術參數見表5、6表5 CVC軋機的技術參數Table 5 of mill technology parameters CVC類型CVC四輥軋機工

42、作輥尺寸5251700毫米支承輥尺寸14501500毫米每側最大彎輥力80噸工作輥竄動行程100mm最大軋制壓力2500噸軋制速度571/1200m/min輥縫調節(jié)液壓AGC工作輥換輥時間（max）10分鐘支承輥換輥液壓、抽出式主電機功率4250kwAC電機轉速1000主電機額定力矩24.5MNm牌坊重量約420tHC軋機是一種高性能板型控制軋機，而其實際上是在四輥軋機的基礎上在工作輥與支撐輥之間加入一個輥端帶錐度的中間輥并作橫向移動的六輥軋機。這種軋機據有大的剛度穩(wěn)定性軋機工作是可以通過調節(jié)中間輥橫向移動量來改變軋輥的接觸長度，即改變其壓力分布規(guī)律以此消除軋制力變化對橫向厚度差的影響，使HC

43、軋機具有較大的橫向剛性。中間輥一側帶有錐度，在橫移時能消除帶寬外側滾面生有害的接觸段。HC軋機設有液壓彎輥裝置，配合中間輥橫向移動就擴大了板型調節(jié)能力。表6 HC軋機的技術參數Table 6 HC rolling mill technical parameters類型HC六輥軋機工作輥尺寸4851700毫米中間輥尺寸5801500毫米支承輥尺寸14501500毫米每側最大工作彎輥力80噸每側最大中間彎輥力70噸工作輥竄動行程100mm中間作輥竄動行程215mm最大軋制壓力2500噸軋制速度714/1500m/min輥縫調節(jié)液壓AGC工作輥換輥時間（max）40分鐘支承輥換輥液壓、抽出式主電機功

44、率4250kwAC電機轉速1000rpm主電機額定力矩22.6MNm牌坊重量約420t本設計全部采用HC軋機。第3章壓下規(guī)程設計3.1 確定壓下規(guī)程壓下規(guī)程是軋制制度（規(guī)程）最基本的核心內容，直接關系著軋機的產量和產品的質量。壓下規(guī)程的主要內容包括：原料卷尺寸選擇；各軋機壓下量分配及速度制度選擇；軋機機組壓下量分配及速度制度確定；各道力能參數計算及設備能力校核。制定壓下規(guī)程的方法很多，一般可概括為理論方法和經驗方法兩大類。理論方法就是從充分滿足制定軋制規(guī)程的原則（即1.在設備能力允許的條件下盡量提高產量；2.在保證操作穩(wěn)便的條件下提高質量。）出發(fā)，按預設的條件通過理論數學模型計算或圖表方法，以

45、求最佳的軋制規(guī)程。所謂的經驗的方法是生產中往往參照現有類似軋機行之有效的實際壓下規(guī)程，亦即根據經驗資料進行壓下分配及校核計算。本設計即采用經驗方法制定壓下規(guī)程。制定壓下規(guī)程的方法和步驟為：（1）在咬入能力允許的條件下，按經驗分配各道次壓下量；（2）制定速度制度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度；（3）計算軋制壓力、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）按制定規(guī)程的原則和要求進行必要的修正和改正。原料尺寸：薄帶鋼冷連軋為了提高產量和成品率，現在多采用無頭軋制。原料卷厚度為4mm；原料卷寬度取決于產品規(guī)格。本次設計典型產品為：原料板厚為2mm。板寬為1300mm的熱軋

46、卷。各軋機壓下量分配薄板冷連軋機組總變形量及各道壓下量，應根據原料卷厚度、產品質量、軋機架數、軋制速度及產品厚度等合理確定。薄板冷連軋機組壓下量分配應遵守以下基本原則：1)由于在冷軋軋制時，軋件溫度接近常溫、金屬塑性低，以及伴有軋件的加工硬化現象，所以應合理分配各機架的壓下量，以使各架軋機的負荷趨于平均。2)為提高連軋機組的小時產量，應提高連軋速度，以縮短軋制時間，減小軋制節(jié)奏來提高產量。3)為簡化連軋機組的調整，連軋機組軋出的厚度范圍應盡可能小，并且不同厚度的數目也應盡可能減少。連軋機組壓下量分配及速度制度：連軋機組的主要任務是在5架連軋機上將原料卷軋制成冷板（帶）卷，尺寸符合要求的成品帶鋼

47、，并需保證帶鋼的表面質量和機械性能。擬定連軋壓下規(guī)程就是合理分配各架的壓下量及確定各架的軋制速度。1)五機架連軋各架軋機的壓下量分配五機架連軋機組分配各架壓下量的原則：一般是壓下量逐道次降低。其原因有二：(1) 隨著軋制的進行軋件有加工硬化的現象，這使軋制力逐道次升高，同時，軋制速度的增加也使軋制力升高，這兩者的疊加作用將使軋制力迅速的增大，所以，為了降低后機架的軋制力，應使壓下量逐道次降低，并且還要加大連軋張力以降低軋件的變形抗力，而使軋制力趨于平均；(2) 為了保證板形、厚度精度及表面質量，壓下量逐漸減小，同時還要降低連軋張力。依據以上原則逐架壓下量的分配規(guī)律是，第一架可以留有余量，即考慮

48、到帶坯厚度的可能波動和可能產生咬入困難等，而使壓下量略小于設備允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設備能力，盡可能給以大的壓下率軋制；以后各架，隨著變形抗力增大，應逐漸減小壓下量；為控制帶鋼的板形，厚度精度及性能質量，最后一架的壓下率一般較小。冷軋的累積壓下率（原料至成品）總壓下量一般占板坯全部壓下量的6090%。本設計的各機架壓下量的具體分配是依據武鋼現場經驗資料采用5機架連軋機，結合具體設備、操作條件依據壓下量分配系數分配各架壓下量如下:表7 各道次壓下量Each table 7 lane of reduction參數道次入口厚度H/mm出口厚度h/mm壓下量h/mm壓下率/%12.00

49、2521.04340.1656冷軋鋼板時咬入角一般為4，由公式 .(1)=1.18mm 各道次h均小于，故能順利咬入。 .(2)表8 各道次咬入角In table 8 each bite into horns. Lane道次咬入角12345弧度再根據(3)由于第一道次不噴油，摩擦系數取0.08，以后的4個道次采用潤滑，摩擦系數取。表9 各道次中性角Chart 9 neutral corner. Each word times12345弧度00059根據Sh=(4)表10 各道次前滑值Before each word times table 10 value. Slide道次前滑12345Sh3

50、.2 確定軋機速度制度制定軋機速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計算各架速度及調速范圍；選擇加減速度以及帶鋼過焊縫時的速度等。連軋機組末架的軋制速度決定著軋機的產量和技術水平。確定末架軋制速度時，應考慮保證各主要設備和輔助設備生產能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般冷軋帶鋼為提高軋機產量而用高的軋制速度；軋制寬大及鋼質硬的帶鋼時，應采用低的軋制速度。本次設計依據設備、產品及參考同類車間設定第五機架的軋制速度為20m/s。本設計設定第五架軋機的穿帶速度為5m/s（帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些）。其它各架軋制速度的確定:當連軋機組末架軋機軋制速度確定后，根據連軋條件秒流量相等的原

51、則，根據各架軋出厚度和前滑求出各架軋制速度（帶鋼的寬展和前、后滑忽略不計）。即：h1v1=h2v2=hnvn=C.(5)速度的計算：已預設末架出口軋制速度為V=20m/s由經驗向前依次減小以保持微張力軋制。依據秒流量相等有：表11軋件的出口速度The export of rolled piece table 11 speed12345Vh(m/s)由.(6)表12 軋輥速度Table 12 roll speed12345V(m/s)由公式:.(7)求得各道次軋輥轉速分別為:表13 軋輥轉速Exhibit 13 roll speed12345(r/min) 由軋輥轉速及電機轉速可求傳動比:.(8

52、)表14傳動比Exhibit 14 ratio道次12345n(r/min)10001000100010001000i近代帶鋼冷連軋機精軋一般采用一級加速和一級減速軋制方式，即帶鋼在連軋機以恒速運轉下進行穿帶，并在卷取機實現穩(wěn)定卷取后開始進行加速，直至軋機轉速達到穩(wěn)定軋制階段最大轉速時加速結束。第一級加速度數值較高，稱為功率加速度（又稱產量加速度），其目的是迅速提高軋制速度，是設備盡快接近滿負荷運轉，以求的最高產量。確定加速度的數值，應考慮到主電機的功率、帶鋼長度、板形、帶鋼厚度變化、冷卻水的控制及卷取溫度等因素的影響。僅就軋機本身而言，一級加速度可達 m/s。本設計采用加減速的加速度絕對值相

53、等的設計方法，并參照武鋼經驗取一級加、減速度為0.5m/s。第4章力能參數的計算及空載輥縫的設定對于冷軋薄板，其軋制力的計算采用斯通公式計算。因為斯通公式把軋制看成平行板間的鐓粗，因此得出單位壓力微分方程式：圖4 作用在斯通理論微分體上的作用力冷軋薄板時其表面摩擦規(guī)律按全滑動來考慮，即，并采用近似塑性條件，則上式變成如下形式： 將上式積分，則得斯通單位壓力公式: 在后滑區(qū) 在前滑區(qū) 式中： ， l= .(9) f為乳化液的摩擦系數0.05.表15 各道次的相關參數Watch each word times 15 related parameters道次參數12345l/mm11/mmm0.31

54、0.420.500.520.36 冷軋時溫度和變形速度對金屬變形抗力的影響不大，因此和可近似的取1，只有變形程度才是影響變形抗力的主要因素。由變形區(qū)內各斷面處變形程度不等，因此，若取為常量，通常根據加工硬化曲線去本道次平均變形量所對應的變形抗力值。平均變形量可按下式計算： .(10) 式中:本道次軋前的預變形量 :本道次軋后的總變形量:冷軋前軋件厚度H:本道次軋前軋件的厚度h:本道次軋后軋件的厚度。表16 各道次值Each table 16 lane values變形程度 /%變形程度 /%平均變形程度/%1225.03467572.07冷軋時金屬實際變形抗力的確定：由于加工硬化使得軋件的變形

55、抗力逐道次升高，對加工硬化曲線進行線性擬合得：.(11)表17 各道次變形抗力Exhibit 17 each word times the deformation resistance平均變形程度/%變形抗力/MPa12374857平均單位壓力： (12)式中為平均單位張力，現僅以第一架軋機為例：張應力的設定：100MPa,120 MPa,130 MPa,140 MPa,開卷機張應力為1 MPa，卷曲機張應力為30 MPa。表18 張力Table 18 tension前平均單位張力/MPa后平均單位張力/MPa平均單位張力/MPa11100210012011031201301254130140

56=1mm = =0.0961計算圖中第二個參數 = 圖5 軋輥壓扁時平均單位壓力圖解=0.35 56 又有表查出 1.196 則 = 由 0.35 則 則總壓力=KN余下的各道次可依此類推計算出來，則有：表19 軋制力Exhibit 19 rolling force道次參數123450.310.420.500.520.3696760.2500.2700.130c11*x/mm0.350.480.600.780.641.1961.2841.3701.5171.401/mm16B/mm1250/MPaP/KN.(13)式中: 合力作用點位置系數（或力臂系數），冷軋薄板一般取

57、為0.330.42，各道次的軋制力矩值見表20：表20 軋制力矩Table 20 rolling torque12345/KNm傳動工作輥所需要的靜力矩，除軋制力矩外，還有附加摩擦力矩，它由以下兩部分組成：、，其中可近似地由下式計算：.(14)式中 軋輥軸承的摩擦系數滾動軸承冷軋時， 取03； 軋輥輥頸直徑243mm；而由下式計算： .(15)式中: 傳動效率系數，即從主電機到軋機的傳動效率，故可取0.94-0.96，本設計取0.96 .(16)表21摩擦力矩Exhibit 21 friction torque12345/KNm/KNm.i71.471.29/KNm/KNm空轉力矩可以根據下式

58、求得： .(17)式中：表示軋機的額定轉矩，其大小為：p電動機的額定功率，本設計取每架軋機的額定功率為4250KW；n電動機的轉速，轉速為1000r/min。軋機的空轉力矩（）根據實際資料可取為電機額定力矩的36: 由于軋機的彈跳，使軋出的鋼板厚度h等于原來的空載輥縫再加上彈跳，或者說：原來空載輥縫等于軋出鋼厚減去彈跳。軋機輥縫設計最主要的任務是盡可能地準確地確定各機架的空載輥縫值S。影響輥縫形狀的因素 軋件的橫向厚度差(斷面形狀的變化)和板型的變化是由輥縫形狀的變化引起的。影響輥縫形狀的因素有： 1)軋輥的彈性彎曲變形。它使輥縫中部尺寸大于邊部尺寸，帶鋼產生斷面凸度。軋制力愈大，載荷愈集中在

59、軋輥中部，軋輥的彈性彎曲變形愈大；軋輥直徑愈大，剛性愈好，彈性彎曲變形愈小。2)軋輥的熱膨脹。軋制時軋件變形功轉化的熱量，摩擦和高溫軋件所傳遞的熱量都會使軋輥變熱。冷卻水、冷卻潤滑液、空氣和與軋輥接觸的零件又會使軋輥冷卻。由于加熱和冷卻的條件沿輥身長度是不一致的，在各種綜合因素的影響下，軋輥中部比端部的熱膨脹大，從而使軋輥產生熱凸度，影響輥縫的形狀。3)軋輥的磨損。工作輥與軋件之間、工作輥與支承輥之間的摩擦會使軋輥磨損。影響軋輥磨損的因素很多，例如，軋輥和軋件的材料，軋輥的表面硬度和光潔度，軋制壓力和軋制速度，前滑和后滑的數值以及支撐輥與工作輥之間的滑動速度等都會影響軋輥的磨損速度。4)軋輥的

60、彈性壓扁。軋件與工作輥之間、工作輥與支承輥之間均產生彈性壓扁。決定輥縫形狀的不是彈性壓扁的絕對值，而是壓扁值沿輥身長度方向的分布狀況。對于工作輥來說，如果軋制壓力沿帶鋼寬度是均勻分布的，則變形區(qū)內工作輥的彈性壓扁在輥身中部的分布也是均勻的，只是在軋件邊部壓扁值小些。對這種軋件邊部局部變薄的影響通常在輥型設計時不予考慮。工作輥與支承輥之間，由于其接觸長度大于軋件與工作輥的接觸長度，因而其壓力分布是不均勻的。這就使輥與輥之間彈性壓扁沿輥身長度方向也不是均勻分布的。實驗表明，帶鋼寬度和輥身長度的比值以及工作輥直徑和支承輥直徑的比值愈小，則工作輥與支承輥之間壓力分布的不均勻性愈明顯。工作輥與支承輥間彈