年產(chǎn)50萬(wàn)噸高速線材軋制規(guī)程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　論文題目: 年產(chǎn)50萬(wàn)噸高速線材軋制規(guī)程設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 生 姓 名： ss </p><p>　　學(xué) 院：ss學(xué)院</p><p>　　專 業(yè) 班 級(jí)： ss </p><p>　　指 導(dǎo)

2、 教 師： ss 教授 </p><p>　　2011年03月8日</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　冷軋是在常溫下，對(duì)合適的熱軋退火帶卷進(jìn)行帶張力的軋制壓下過(guò)程。鋼的冷軋于19世紀(jì)中葉始于德國(guó)，當(dāng)時(shí)只能生產(chǎn)寬20~25mm的冷軋帶鋼。</p><p>　　必要性：熱軋帶材到一定厚度，

3、難以保證溫度均勻，鋼材熱軋過(guò)程中的溫降和溫度分布不均勻給生產(chǎn)帶來(lái)了難題。鋼材熱軋過(guò)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(zhǎng)度大的薄板帶產(chǎn)品時(shí)，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往帶使產(chǎn)品尺寸超出公差范圍，性能出現(xiàn)顯著差異。當(dāng)厚度小到一定時(shí)，軋件在軋制過(guò)程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度。</p><p>　　而且，熱軋工藝技術(shù)水平尚不能使鋼帶表面在熱軋過(guò)

4、程中不被氧化。氧化鐵皮造成的熱軋表面質(zhì)量不光潔，遠(yuǎn)不能達(dá)到生產(chǎn)表面光潔程度要求較高的板帶鋼產(chǎn)品。</p><p>　　優(yōu)勢(shì)：冷軋生產(chǎn)具有表面光潔、尺寸精度高、生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有搶溫，保證溫度均勻的要求、容易實(shí)現(xiàn)軋制潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)。因而在薄板帶生產(chǎn)中廣泛使用冷軋工藝。</p><p>　　冷軋帶鋼產(chǎn)品的尺寸精度、板形、表面質(zhì)量和性能都達(dá)到很高的要求。</p><p>　　工藝：

5、并卷——酸洗——軋制——拆卷——退火——鍍鋅（錫、鋁）</p><p>　　來(lái)料要求：來(lái)料凸度、厚度、抗力符合要求。</p><p>　　特點(diǎn)：冷軋過(guò)程沒(méi)有再結(jié)晶軟化，凸度嚴(yán)格按照比例凸度軋制，來(lái)料凸度不控制必然殘余應(yīng)力出現(xiàn)瓢曲。一個(gè)軋程75~80%。常選五機(jī)架連軋或三機(jī)架可逆，單機(jī)架可逆產(chǎn)量過(guò)低。</p><p>　　與此同時(shí)，生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力逐漸向著大型化、連

6、續(xù)化、高速化發(fā)展。本設(shè)計(jì)按照任務(wù)書(shū)要求,設(shè)計(jì)年產(chǎn)125萬(wàn)噸1700冷軋帶鋼車間，設(shè)計(jì)中為提高產(chǎn)量采用酸洗——軋機(jī)聯(lián)合式全連續(xù)機(jī)組。它將全連軋機(jī)與前面的酸洗機(jī)組聯(lián)合。同時(shí)為了配合軋機(jī)生產(chǎn)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(shè)計(jì)產(chǎn)品規(guī)格為0.3～4mm冷軋帶鋼，典型產(chǎn)品為0.8mm彩涂基板。 </p><p>　　冷軋鋼板性能好、品種多、用途廣。通過(guò)一定的

7、冷軋變形程度與冷軋后熱處理恰當(dāng)配合，可以在比較廣的范圍內(nèi)滿足用戶的要求。</p><p>　　與此同時(shí)，生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力逐漸向著大型化、連續(xù)化、高速化發(fā)展。本設(shè)計(jì)按照任務(wù)書(shū)要求,設(shè)計(jì)年產(chǎn)125萬(wàn)噸1700冷軋帶鋼車間，設(shè)計(jì)中為提高產(chǎn)量采用酸洗——軋機(jī)聯(lián)合式全連續(xù)機(jī)組。它將全連軋機(jī)與前面的酸洗機(jī)組聯(lián)合。同時(shí)為了配合軋機(jī)生產(chǎn)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

8、。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品規(guī)格為0.3～4mm冷軋帶鋼，典型產(chǎn)品為0.8mm彩涂基板。 </p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　目前，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，取得了令人矚目的成就，市場(chǎng)對(duì)冷軋鋼板產(chǎn)品的需求很大。國(guó)外許多大鋼鐵企業(yè)花費(fèi)巨資新建冷軋帶鋼廠，不斷擴(kuò)大品種范圍。</p><p>　　鋼的冷軋于19世紀(jì)中葉始于德國(guó)，當(dāng)時(shí)只能

9、生產(chǎn)寬20—25mm的冷軋帶鋼。美國(guó)與1859年制造建成了25mm冷軋機(jī)，1887年生產(chǎn)出寬150mm的低碳鋼。寬的冷軋薄板是在熱軋成卷帶鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。美國(guó)早在1920年第一次成功的軋制出寬帶鋼，并很快由單機(jī)不可逆軋制跨入單機(jī)可逆式軋制。1926年阿姆柯公司巴特勒工廠建成四機(jī)架冷連軋機(jī)。</p><p>　　日本1938年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺(tái)可逆式冷軋機(jī)。1940年在新日鐵建立了第一套四機(jī)架14

10、20冷連軋機(jī)。1951年蘇聯(lián)建設(shè)了一套2030全連續(xù)五機(jī)架冷連軋機(jī)，年產(chǎn)250萬(wàn)噸。</p><p>　　我國(guó)冷軋寬帶剛的生產(chǎn)開(kāi)始于1960年，首先建立了1700mm單機(jī)架可逆式冷軋機(jī)，以后陸續(xù)投產(chǎn)1200mm單機(jī)架可逆式冷軋機(jī)、MKW1400mm偏八輥軋機(jī)、1150mm二十輥冷軋機(jī)和1250mmHC單機(jī)可逆式冷軋機(jī)等。20世紀(jì)70年代投產(chǎn)了我國(guó)第一套1700mm連續(xù)式五機(jī)架冷軋機(jī)，1998年建成了2030mm五

11、機(jī)架全連續(xù)冷軋機(jī)。現(xiàn)在我國(guó)投入生產(chǎn)的寬帶鋼軋機(jī)有35套，窄帶鋼軋機(jī)有1000套。在這40多年中，我國(guó)冷軋薄板生產(chǎn)能力增加了40多倍，到2000年，我國(guó)薄鋼板的產(chǎn)量已達(dá)到1900多萬(wàn)噸；生產(chǎn)裝備技術(shù)水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板到能生產(chǎn)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(fù)合薄板和硅鋼片等。</p><p>　　冷軋薄板發(fā)展如此迅速的的主要原因是：</p><p>

12、　　鋼材熱軋過(guò)程中的溫降和溫度分布不均勻給生產(chǎn)帶來(lái)了難題。特別是在軋制厚度小而長(zhǎng)度大的薄板帶產(chǎn)品時(shí)，冷卻上的差異引起的軋件首尾溫差往往帶使產(chǎn)品尺寸超出公差范圍，性能出現(xiàn)顯著差異。當(dāng)厚度小到一定時(shí)，軋件在軋制過(guò)程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度。</p><p>　　目前熱軋工藝技術(shù)水平尚不能使鋼帶表面在熱軋過(guò)程中不被氧化，也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質(zhì)量不量熱軋不適于生產(chǎn)表面光潔程

13、度要求較高的板帶鋼產(chǎn)品。</p><p>　　冷軋鋼板性能好、品種多、用途廣。通過(guò)一定的冷軋變形程度與冷軋后熱處理恰當(dāng)配合，可以在比較廣的范圍內(nèi)滿足用戶的要求。</p><p>　　以下是國(guó)內(nèi)在建的和擬建的百萬(wàn)噸極冷軋生產(chǎn)線及產(chǎn)品，可作為設(shè)計(jì)的參考，在這里也簡(jiǎn)單介紹一下：</p><p>　　武鋼—武鋼股份投資83.7億元建的2130mm冷軋機(jī)組，年產(chǎn)量215萬(wàn)噸，

14、產(chǎn)品厚度0.2-0.5mm，最大寬度2080mm，最大強(qiáng)度800MPa，其產(chǎn)品用于以轎車板和家電板為代表的覆蓋面極廣的高檔冷軋產(chǎn)品。</p><p>　　鞍鋼—繼1780mm冷軋機(jī)組投產(chǎn)后，鞍鋼為配合新建的2150mm的熱連軋機(jī)組，新建1500 mm冷連軋和2130 mm冷連軋。</p><p>　　首鋼—首鋼股份總投資54.2億元的冷軋薄板生產(chǎn)項(xiàng)目年產(chǎn)量可達(dá)150萬(wàn)噸，目標(biāo)是汽車板和奧運(yùn)

15、項(xiàng)目[1]。</p><p>　　唐鋼—唐鋼冷連軋生產(chǎn)線用于與現(xiàn)存的酸洗線聯(lián)機(jī)。酸洗線與一套5機(jī)架冷連軋生產(chǎn)線聯(lián)機(jī)能夠生產(chǎn)出下游生產(chǎn)線所要求的產(chǎn)品（鍍鋅線以及其他的生產(chǎn)線）。在5架冷連軋機(jī)中，1-4 架軋機(jī)為4輥預(yù)留Smartcrown軋機(jī)，第5架軋機(jī)為6輥Smartcrown軋機(jī)。生產(chǎn)鋼種：CQ:50%；DQ:40%；HSLA:10%。生產(chǎn)寬度為820-1650mm厚為0.3-2.0mm的產(chǎn)品。</p&g

16、t;<p>　　鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)的發(fā)展至關(guān)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(shù)應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)領(lǐng)域。它的工藝水平、自動(dòng)化程度、產(chǎn)品規(guī)格與質(zhì)量代表了一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)的水平。</p><p>　　近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，用戶對(duì)冷軋高質(zhì)量，高附加值，高技術(shù)難度的帶鋼產(chǎn)品的需求量顯著增加，對(duì)鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量、品種、性能的要求越來(lái)越高。鋼鐵領(lǐng)域

17、的競(jìng)爭(zhēng)，已從過(guò)去的價(jià)格為主轉(zhuǎn)向以產(chǎn)品品質(zhì)、服務(wù)為主，企業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)品品種質(zhì)量和延伸服務(wù)將成為競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)弱的決定因素。同時(shí)隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，各冷軋帶鋼廠為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中居于有利地位，也迫切需要提高生產(chǎn)技術(shù)水平，減少原材料和能量消耗，改善經(jīng)營(yíng)管理，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力。</p><p>　　鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的一個(gè)主要方向是大力提高冷軋薄板的生產(chǎn)能力。在統(tǒng)一規(guī)劃指導(dǎo)下，建設(shè)冷軋寬帶鋼機(jī)組。改造和新建的冷軋機(jī)組，軋制性能好、

18、品種多、用途廣的高質(zhì)量板材，特別生產(chǎn)汽車板、鍍鋅板、彩涂板。在今后的幾年里，國(guó)內(nèi)輕工，機(jī)械、建筑、造船、交通等各鋼材使用較多的行業(yè)對(duì)鋼材的價(jià)格、性能、質(zhì)量，服務(wù)等提出了更高的要求，產(chǎn)品必須多品種，多規(guī)格，全系列提高產(chǎn)品附加值，降低運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)在競(jìng)爭(zhēng)中所占的比重，開(kāi)拓市場(chǎng)，迎接市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。</p><p>　　1 建廠依據(jù)和產(chǎn)品大綱</p><p><b>　　1.1 建廠依據(jù)<

19、;/b></p><p>　　冷軋板帶有極廣闊的用途。汽車制造、拖拉機(jī)制造、電氣產(chǎn)品、機(jī)車車輛、造船、航空及火箭、精密儀表、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(duì)薄板質(zhì)量要求越來(lái)越高，產(chǎn)量要求越來(lái)越大，對(duì)冷軋板帶生產(chǎn)提出了更高的要求，故冷軋薄板、帶鋼的產(chǎn)量增長(zhǎng)很快。</p><p>　　同時(shí)，隨著人民生活水平及物質(zhì)需求的提高

20、，鋼材市場(chǎng)的需求結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，特別是冷軋和鍍涂層深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、品種質(zhì)量與市場(chǎng)需求差距甚大，矛盾突出。一方面，國(guó)產(chǎn)冷軋產(chǎn)品的市場(chǎng)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(qiáng)度、高附加值產(chǎn)品雖已部分試制成功，但產(chǎn)量低，還不能完全滿足國(guó)內(nèi)用戶需求，此外，產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足用戶高精度要求。可見(jiàn)，建一座年產(chǎn)量高質(zhì)量好的冷軋廠是有市場(chǎng)基礎(chǔ)的。</p><p>　　1.2 制定產(chǎn)品大綱</p&

21、gt;<p>　　本設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn)125萬(wàn)噸1700mm冷軋薄板。設(shè)計(jì)之前首先制定產(chǎn)品大綱。產(chǎn)品大綱是設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)時(shí)制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程確定軋機(jī)組成和選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)。</p><p>　　產(chǎn)品大綱的編制原則：</p><p>　　1. 滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)特別需要，根據(jù)市場(chǎng)信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門(mén)對(duì)鋼材的需要。<

22、/p><p>　　2. 考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處理長(zhǎng)遠(yuǎn)與當(dāng)前、局部與整體的關(guān)系。做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對(duì)路、考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。</p><p>　　3. 考慮建廠地區(qū)資源的供應(yīng)條件，物資和材料運(yùn)輸?shù)那闆r。</p><p>　　4. 要適應(yīng)對(duì)外開(kāi)放、對(duì)內(nèi)搞活的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，力爭(zhēng)做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化

23、。</p><p>　　本設(shè)計(jì)綜合考慮以上各點(diǎn)，唐鋼采用厚坯料的第二熱軋帶卷廠的投產(chǎn)可以提供強(qiáng)度240MPa的合格原料，廠址選在唐鋼內(nèi)部，產(chǎn)品面向全國(guó)和世界各國(guó)。</p><p><b>　　產(chǎn)品大綱如下：</b></p><p>　　1、產(chǎn)量及鋼種：125萬(wàn)噸/年（本設(shè)計(jì)以一期為例進(jìn)行詳細(xì)敘述。）</p><p>　　

24、其中超低碳鋼占10％，Q215A占80%，低合金結(jié)構(gòu)鋼占10%。</p><p><b>　　2、規(guī)格</b></p><p>　　原料（熱帶卷）規(guī)格：</p><p>　　帶鋼厚度： 2.0mm~6.0mm；</p><p>　　帶鋼寬度： 820~1500；</p><p>　　鋼卷內(nèi)徑： ф

25、 610mm；</p><p>　　鋼卷外徑： 最大ф2150mm；</p><p>　　鋼卷重量： 最大30t；</p><p>　　單位質(zhì)量： 23kg/mm；</p><p>　　抗張強(qiáng)度： 28~42kg/mm2；</p><p>　　含碳量： 0%~0.12%；</p><p>　

26、　年用量： 125萬(wàn)t；</p><p><b>　　3、鋼種及其比例：</b></p><p><b>　　表1 鋼種及其比例</b></p><p>　　4、產(chǎn)品規(guī)格詳細(xì)分類（見(jiàn)表2）</p><p><b>　　表2 產(chǎn)品規(guī)格</b></p><

27、p><b>　　5、產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 GB, DIN, JIS, API</p><p>　　2 軋鋼機(jī)類型和布置形式比較選擇</p><p>　　軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，代表著車間的技術(shù)水平，是區(qū)別于其他車間類型的關(guān)鍵。因此，軋鋼車間主要設(shè)備選擇就是指軋機(jī)的選擇。軋機(jī)選擇的是

28、否合理對(duì)車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。</p><p>　　軋機(jī)選擇的主要依據(jù)是車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種,產(chǎn)品品種和規(guī)格,生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程。對(duì)軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)而言,軋鋼機(jī)選擇的主要內(nèi)容是：確定軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)形式,確定其主要技術(shù)參數(shù),選用軋機(jī)的架數(shù)以及布置方式。</p><p>　　在選擇軋鋼機(jī)時(shí)一般要考慮下列各項(xiàng)原則[1]：</p><p>　

29、　1) 在滿足產(chǎn)品方案的前提下,使軋機(jī)布置合理,既要滿足當(dāng)前生產(chǎn)又要考慮未來(lái)的生產(chǎn)發(fā)展。</p><p>　　2) 有較高的生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)。</p><p>　　3) 能獲得質(zhì)量良好產(chǎn)品的同時(shí)還要盡可能多地軋制多品種。</p><p>　　4) 有利于軋機(jī)機(jī)械化,自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),有助于改善勞動(dòng)條件。</p><p>　　5) 軋機(jī)結(jié)構(gòu)型

30、式先進(jìn)合理，操作簡(jiǎn)單，維修方便。</p><p>　　6) 有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。</p><p>　　2.1連軋機(jī)形式選擇</p><p>　　現(xiàn)在大批量的低碳與結(jié)構(gòu)冷軋帶鋼和鍍涂加工用鋼都是由四滾式冷連軋機(jī)生產(chǎn)的，軋制厚度較大時(shí)采用四機(jī)架連軋軋制厚度較薄是采用五機(jī)架或六機(jī)架連軋機(jī)。下表列出常規(guī)連軋機(jī)的參數(shù)：</p><p>　　表3

31、 常規(guī)連軋機(jī)的參數(shù)</p><p>　　而其中五機(jī)架連軋機(jī)是典型的高效率冷軋機(jī)，其生產(chǎn)品種、規(guī)格的范圍較寬，可扎厚度為0.18-3.5mm、寬度可達(dá)2000mm的帶鋼?？梢园ㄋ臋C(jī)架和六機(jī)架的生產(chǎn)產(chǎn)品。因此五機(jī)架連軋機(jī)是一種應(yīng)用最為廣泛的連軋機(jī)，在各中全連續(xù)冷軋生產(chǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。而六機(jī)架連軋機(jī)是軋制小于0.1mm鍍錫板的專業(yè)軋機(jī)。由于軋薄時(shí)速度難以提高和原版力學(xué)性能不如二次冷軋得好，因此這類軋機(jī)未能得到很好的

32、發(fā)展。</p><p><b>　　2.2軋機(jī)的選擇：</b></p><p>　　當(dāng)今新型熱帶軋機(jī)主要有：CVC軋機(jī)、HC軋機(jī)、VC軋機(jī)、PC軋機(jī)等。</p><p><b>　　1)CVC軋機(jī)</b></p><p>　　圖1 CVC軋機(jī)原理圖</p><p>　　CV

33、C軋機(jī)是SMS公司在HCW軋機(jī)的基礎(chǔ)上于1982年研制成功的。近年來(lái)廣為采用的CVC軋機(jī)是德國(guó)技術(shù)和其他國(guó)家專利的結(jié)合物，它被世界各國(guó)認(rèn)為是一個(gè)能對(duì)輥型進(jìn)行連續(xù)調(diào)整的理想設(shè)備。CVC輥和彎輥裝置配合使用可調(diào)輥縫達(dá)600微米。CVC精軋機(jī)組的配置一般是，前幾個(gè)機(jī)架采用CVC輥主要控制凸度，后幾個(gè)機(jī)架采用CVC輥主要控制平直度。</p><p>　　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

34、凹輥型，整個(gè)輥身成S型或花瓶式軋輥，并將上下工作輥對(duì)稱布置，通過(guò)軸向?qū)ΨQ分別移動(dòng)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(dá)到所要求的板形。（調(diào)節(jié)帶鋼凸度的原理圖如下）</p><p>　　圖2 CVC軋機(jī)凸度的調(diào)整</p><p>　　CVC軋機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：板凸度控制能力強(qiáng)，軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易改造，能實(shí)現(xiàn)自由軋制，操作方便，投資較少。</p><p&g

35、t;　　CVC軋機(jī)的缺點(diǎn)：軋輥形狀復(fù)雜，特殊，磨削要求精度高，而且困難，必須配備專門(mén)的磨床；無(wú)邊部減薄功能，帶鋼易出現(xiàn)蛇形現(xiàn)象。此外隨著軋輥竄動(dòng)，熱輥型及磨損輥型亦將竄動(dòng)。</p><p><b>　　2)HC軋機(jī)</b></p><p>　　HC軋機(jī)為高性能板形控制軋機(jī)的簡(jiǎn)稱，是日立公司研究的一種新型六輥軋機(jī)，它是在普通四輥軋機(jī)的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)可轉(zhuǎn)向移動(dòng)的中間輥其出

36、發(fā)點(diǎn)是為了改善或消除四輥軋機(jī)中工作輥和支撐輥之間有害的接觸部分。HC軋機(jī)利用軋輥軸向傳動(dòng)裝置，就能適應(yīng)帶鋼寬度變化的要求，使輥身接觸長(zhǎng)度作相應(yīng)的改變。</p><p><b>　　圖3 HC軋機(jī)</b></p><p>　　HC軋機(jī)的主要特點(diǎn)：具有大的剛度穩(wěn)定性和很好的控制性同時(shí)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。<

37、;/p><p><b>　　3)VC軋機(jī)</b></p><p>　　VC軋機(jī)是一種新型的四輥軋機(jī)，它的支撐輥凸度可根據(jù)板形需要加以改變。 圖4為這種凸度可變的支撐輥(也稱為VC軋輥)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4。支撐輥由外套筒2和芯軸1組成。芯軸與外套筒之間有一液壓腔3，外套筒2與芯軸l是熱裝在一起的。高壓油(最高油壓為50MPa)由液壓站5通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)接頭4和芯軸內(nèi)油孔6進(jìn)入液壓腔

38、3中。只要改變高壓油的壓力，就可改變軋輥凸度，使其能抵消由軋制壓力引起的彈性彎曲變形，獲得較好的板形。</p><p>　　VC軋輥的主要優(yōu)點(diǎn)是：VC軋機(jī)的凸度控制能力比液壓彎輥的四輥軋機(jī)大;VC軋輥與液壓彎輥配合使用時(shí)，不僅可以調(diào)整邊浪和中間浪的不良板形，也可調(diào)整較復(fù)雜的復(fù)合浪的板形缺陷。</p><p>　　由于VC軋輥采用了壓力較高的液壓系統(tǒng)，給設(shè)計(jì)制造帶來(lái)一定的難度。近年來(lái)，有人在

39、軋輥芯軸內(nèi)設(shè)置增壓腔，以便能采用壓力較低的液壓系統(tǒng)，利于高速旋轉(zhuǎn)接頭的工作。</p><p>　　圖4 VC軋輥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　1－芯軸；2－外套筒；3－液壓腔；4－旋轉(zhuǎn)接頭；5－液壓站，6－油孔</p><p>　　以上介紹了一些典型的寬厚板軋機(jī)的機(jī)型和技術(shù)。目前生產(chǎn)中使用最多的是六輥式HC軋機(jī)和四輥式的CVC軋機(jī)。HC軋機(jī)與CVC軋機(jī)的比較見(jiàn)表4

40、：</p><p>　　表4 HC軋機(jī)與CVC軋機(jī)的比較</p><p>　　軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，代表著車間的技術(shù)水平，為了實(shí)現(xiàn)壓下量較大的控制軋制，現(xiàn)代冷軋帶鋼車間都選擇軋制力大的軋鋼機(jī)架和軋輥設(shè)備。冷連軋板帶軋機(jī)主要是趨向于HC六輥軋機(jī)與CVC四輥軋機(jī)這兩種板型控制技術(shù)的聯(lián)合布置。</p><p><b>　　4)軋機(jī)選擇</b&

41、gt;</p><p>　　選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，產(chǎn)品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程。對(duì)軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)而言，軋鋼機(jī)選擇的主要內(nèi)容是：確定軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，確定其主要技術(shù)參數(shù)，選擇軋機(jī)的架數(shù)以及布置方式。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比和實(shí)際考慮并結(jié)合設(shè)計(jì)目的和產(chǎn)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(shè)備。&

42、lt;/p><p>　　四輥軋機(jī)，驅(qū)動(dòng)主要由調(diào)速電機(jī)、減速機(jī)、齒輪機(jī)座及軋機(jī)接軸構(gòu)成。電液伺服閥控制液壓缸用于輥縫調(diào)整。四列圓錐輥?zhàn)虞S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(jī)架的操作側(cè)，保證軋制時(shí)輥裝配在機(jī)架上定位。上支承輥磨損的補(bǔ)償量，由安裝在上支承輥上部的墊片調(diào)整。進(jìn)出口導(dǎo)輥的安裝，用于板坯傳送時(shí)輸送平穩(wěn)，軋機(jī)進(jìn)出口

43、上下安裝了刮水板及導(dǎo)衛(wèi)，工藝潤(rùn)滑油噴頭安裝在進(jìn)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(dǎo)輥軸承座連接，靠液壓力與下工作輥接觸。</p><p>　　其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5、6</p><p>　　表5 CVC軋機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p><p>　　HC軋機(jī)是一種高性能板型控制軋機(jī)，而其實(shí)際上是在四輥軋機(jī)的基礎(chǔ)上在工作輥與支撐輥之間加入一個(gè)

44、輥端帶錐度的中間輥并作橫向移動(dòng)的六輥軋機(jī)。這種軋機(jī)據(jù)有大的剛度穩(wěn)定性軋機(jī)工作是可以通過(guò)調(diào)節(jié)中間輥橫向移動(dòng)量來(lái)改變軋輥的接觸長(zhǎng)度，即改變其壓力分布規(guī)律以此消除軋制力變化對(duì)橫向厚度差的影響，使HC軋機(jī)具有較大的橫向剛性。中間輥一側(cè)帶有錐度，在橫移時(shí)能消除帶寬外側(cè)滾面生有害的接觸段。HC軋機(jī)設(shè)有液壓彎輥裝置，配合中間輥橫向移動(dòng)就擴(kuò)大了板型調(diào)節(jié)能力。</p><p>　　表6 HC軋機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p>&

45、lt;p><b>　　3 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 確定壓下規(guī)程</p><p>　　壓下規(guī)程是軋制制度（規(guī)程）最基本的核心內(nèi)容，直接關(guān)系著軋機(jī)的產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量。壓下規(guī)程的主要內(nèi)容包括：原料卷尺寸選擇；各軋機(jī)壓下量分配及速度制度選擇；軋機(jī)機(jī)組壓下量分配及速度制度確定；各道力能參數(shù)計(jì)算及設(shè)備能力校核。</p><p

46、>　　制定壓下規(guī)程的方法很多，一般可概括為理論方法和經(jīng)驗(yàn)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(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量；2.在保證操作穩(wěn)便的條件下提高質(zhì)量。）出發(fā)，按預(yù)設(shè)的條件通過(guò)理論數(shù)學(xué)模型計(jì)算或圖表方法，以求最佳的軋制規(guī)程。所謂的經(jīng)驗(yàn)的方法是生產(chǎn)中往往參照現(xiàn)有類似軋機(jī)行之有效的實(shí)際壓下規(guī)程，亦即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料進(jìn)行壓下分配及校核計(jì)算。本設(shè)計(jì)即采用經(jīng)驗(yàn)方法制定壓下規(guī)程。</p><

47、p>　　制定壓下規(guī)程的方法和步驟為：</p><p>　　（1）在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗(yàn)分配各道次壓下量；</p><p>　?。?）制定速度制度，計(jì)算軋制時(shí)間并確定逐道次軋制溫度；</p><p>　?。?）計(jì)算軋制壓力、軋制力矩及總傳動(dòng)力矩；</p><p>　?。?）校驗(yàn)軋輥等部件的強(qiáng)度和電機(jī)功率； </p>

48、<p>　?。?）按制定規(guī)程的原則和要求進(jìn)行必要的修正和改正。</p><p><b>　　原料尺寸：</b></p><p>　　薄帶鋼冷連軋為了提高產(chǎn)量和成品率，現(xiàn)在多采用無(wú)頭軋制。原料卷厚度為1.5～6mm；原料卷寬度取決于產(chǎn)品規(guī)格。本次設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品為：</p><p><b>　　原料板厚為3mm。</b>

49、;</p><p>　　板寬為1300mm的熱軋卷。</p><p><b>　　各軋機(jī)壓下量分配</b></p><p>　　薄板冷連軋機(jī)組總變形量及各道壓下量，應(yīng)根據(jù)原料卷厚度、產(chǎn)品質(zhì)量、軋機(jī)架數(shù)、軋制速度及產(chǎn)品厚度等合理確定。薄板冷連軋機(jī)組壓下量分配應(yīng)遵守以下基本原則：</p><p>　　1)由于在冷軋軋制時(shí)，軋

50、件溫度接近常溫、金屬塑性低，以及伴有軋件的加工硬化現(xiàn)象，所以應(yīng)合理分配各機(jī)架的壓下量，以使各架軋機(jī)的負(fù)荷趨于平均。</p><p>　　2)為提高連軋機(jī)組的小時(shí)產(chǎn)量，應(yīng)提高連軋速度，以縮短軋制時(shí)間，減小軋制節(jié)奏來(lái)提高產(chǎn)量。</p><p>　　3)為簡(jiǎn)化連軋機(jī)組的調(diào)整，連軋機(jī)組軋出的厚度范圍應(yīng)盡可能小，并且不同厚度的數(shù)目也應(yīng)盡可能減少。</p><p>　　連軋機(jī)組

51、壓下量分配及速度制度：</p><p>　　精軋機(jī)組的主要任務(wù)是在5架連軋機(jī)上將原料卷軋制成冷板（帶）卷，尺寸符合要求的成品帶鋼，并需保證帶鋼的表面質(zhì)量和機(jī)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。</p><p>　　1)五機(jī)架連軋各架軋機(jī)的壓下量分配</p><p>　　五機(jī)架連軋機(jī)組分配各架壓下量的原則：一般是壓下量逐道次降低。其原

52、因有二：</p><p>　　(1) 隨著軋制的進(jìn)行軋件有加工硬化的現(xiàn)象，這使軋制力逐道次升高，同時(shí)，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(jī)架的軋制力，應(yīng)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；</p><p>　　(2) 為了保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量，壓下量逐漸減小，同時(shí)還要降低連軋張力。<

53、;/p><p>　　依據(jù)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，即考慮到帶坯厚度的可能波動(dòng)和可能產(chǎn)生咬入困難等，而使壓下量略小于設(shè)備允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設(shè)備能力，盡可能給以大的壓下量軋制；以后各架，隨著變形抗力增大，應(yīng)逐漸減小壓下量；為控制帶鋼的板形，厚度精度及性能質(zhì)量，最后一架的壓下量一般較小。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60~90%。</p>

54、;<p>　　本設(shè)計(jì)的各機(jī)架壓下量的具體分配是依據(jù)武鋼現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)資料采用5機(jī)架連軋機(jī)，結(jié)合具體設(shè)備、操作條件依據(jù)壓下量分配系數(shù)分配各架壓下量如下:</p><p><b>　　表7 各道次壓下量</b></p><p>　　冷軋鋼板時(shí)咬入角一般為4°，由公式</p><p>　　……………………………...(1)</

55、p><p><b>　　得</b></p><p>　　………………………………….(2)</p><p><b>　　表8 各道次咬入角</b></p><p><b>　　再根據(jù)</b></p><p>　　………………………………………………(3)&l

56、t;/p><p><b>　　表9 各道次中性角</b></p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p>　　Sh=……………………………………(4)</p><p>　　表10 各道次前滑值</p><p>　　3.2 確定軋機(jī)速度制度</p><

57、p>　　3.2.1軋制速度的確定</p><p>　　制定軋機(jī)速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計(jì)算各架速度及調(diào)速范圍；選擇加減速度以及帶鋼過(guò)焊縫時(shí)的速度等。連軋機(jī)組末架的軋制速度決定著軋機(jī)的產(chǎn)量和技術(shù)水平。確定末架軋制速度時(shí)，應(yīng)考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)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(jī)產(chǎn)量而用高的軋制速度；軋制寬大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時(shí)，應(yīng)采用低的軋制速度。本次設(shè)計(jì)

58、依據(jù)設(shè)備、產(chǎn)品及參考同類車間設(shè)定第五機(jī)架的軋制速度為20m/s。</p><p>　　本設(shè)計(jì)設(shè)定第五架軋機(jī)的穿帶速度為5m/s（帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些）。</p><p>　　其它各架軋制速度的確定:</p><p>　　當(dāng)連軋機(jī)組末架軋機(jī)軋制速度確定后，根據(jù)連軋條件——秒流量相等的原則，根據(jù)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(jì)）。

59、即：</p><p>　　h1v1=h2v2=……h(huán)nvn=C…………………………………..(5)</p><p><b>　　速度的計(jì)算：</b></p><p>　　已預(yù)設(shè)末架出口軋制速度為V=20m/s由經(jīng)驗(yàn)向前依次減小以保持微張力軋制。依據(jù)秒流量相等有：</p><p>　　表11軋件的出口速度</p>

60、;<p>　　3.2.2軋輥轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　由…………………………………………..(6)</p><p><b>　　表12 軋輥速度</b></p><p><b>　　由公式:</b></p><p>　　……………………………………………..(7)</p&g

61、t;<p>　　求得各道次軋輥轉(zhuǎn)速分別為:</p><p><b>　　表13 軋輥轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　由軋輥轉(zhuǎn)速及電機(jī)轉(zhuǎn)速可求傳動(dòng)比:</p><p>　　……………………………………………..(8)</p><p><b>　　表14傳動(dòng)比</b></p>

62、<p>　　3.2.3加速度的選擇</p><p>　　近代帶鋼冷連軋機(jī)精軋一般采用一級(jí)加速和一級(jí)減速軋制方式，即帶鋼在連軋機(jī)以恒速運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行穿帶，并在卷取機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定卷取后開(kāi)始進(jìn)行加速，直至軋機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定軋制階段最大轉(zhuǎn)速時(shí)加速結(jié)束。</p><p>　　第一級(jí)加速度數(shù)值較高，稱為功率加速度（又稱產(chǎn)量加速度），其目的是迅速提高軋制速度，是設(shè)備盡快接近滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，以求的最高產(chǎn)量

63、。確定加速度的數(shù)值，應(yīng)考慮到主電機(jī)的功率、帶鋼長(zhǎng)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(jī)本身而言，一級(jí)加速度可達(dá)1-2 m/s。本設(shè)計(jì)采用加減速的加速度絕對(duì)值相等的設(shè)計(jì)方法，并參照武鋼經(jīng)驗(yàn)取一級(jí)加、減速度為1.5m/s。</p><p>　　4 力能參數(shù)的計(jì)算及空載輥縫的設(shè)定</p><p>　　4.1軋制壓力的計(jì)算</p><p>　　

64、對(duì)于冷軋薄板，其軋制力的計(jì)算采用斯通公式計(jì)算。因?yàn)樗雇ü桨衍堉瓶闯善叫邪彘g的鐓粗，因此得出單位壓力微分方程式：</p><p>　　圖5 作用在斯通理論微分體上的作用力</p><p>　　冷軋薄板時(shí)其表面摩擦規(guī)律按全滑動(dòng)來(lái)考慮，即，并采用近似塑性條件，則上式變成如下形式：</p><p>　　將上式積分，則得斯通單位壓力公式:</p><p

65、>　　在后滑區(qū) </p><p>　　在前滑區(qū) </p><p><b>　　式中： ，</b></p><p>　　……………………………………………..(9)</p><p>　　f為乳化液的摩擦系數(shù)0.05.</p><p>　　表15 各道次的

66、相關(guān)參數(shù)</p><p>　　冷軋時(shí)溫度和變形速度對(duì)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(nèi)各斷面處變形程度不等，因此，若取為常量，通常根據(jù)加工硬化曲線去本道次平均變形量所對(duì)應(yīng)的變形抗力值。平均變形量可按下式計(jì)算：</p><p>　　……………………………………………..(10)</p><p><b&g

67、t;　　式中:</b></p><p>　　:本道次軋前的預(yù)變形量</p><p>　　:本道次軋后的總變形量</p><p><b>　　:冷軋前軋件厚度</b></p><p>　　H:本道次軋前軋件的厚度</p><p>　　h:本道次軋后軋件的厚度。</p>&l

68、t;p><b>　　表16 各道次值</b></p><p>　　冷軋時(shí)金屬實(shí)際變形抗力的確定：</p><p>　　由于加工硬化使得軋件的變形抗力逐道次升高，對(duì)加工硬化曲線進(jìn)行線性擬合得：</p><p>　　…………………………………..(11)</p><p>　　表17 各道次變形抗力</p>

69、<p>　　平均單位壓力： </p><p>　　………………………………(12)</p><p>　　式中為平均單位張力，現(xiàn)僅以第一架軋機(jī)為例：</p><p><b>　　張應(yīng)力的設(shè)定：</b></p><p>　　100MPa,120 MPa,130 MPa,140 MPa,開(kāi)卷機(jī)張應(yīng)力為1

70、 MPa，卷曲機(jī)張應(yīng)力為30 MPa。</p><p><b>　　表18 張力</b></p><p><b>　　=14.03mm </b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=0.073</b><

71、/p><p>　　計(jì)算圖中第二個(gè)參數(shù) </p><p><b>　　=</b></p><p>　　圖6 軋輥壓扁時(shí)平均單位壓力圖解</p><p><b>　　=0.27</b></p><p><b>　　=0.037</b></p>&

72、lt;p>　　又有表查出 1.149 </p><p>　　則 =</p><p><b>　　由 0.27 </b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　則總壓力=7554.22KN</p><p>　　余下的各道次可依此類

73、推計(jì)算出來(lái)，則有：</p><p><b>　　表19 軋制力</b></p><p>　　4.2軋制力矩的確定</p><p>　　4.2.1軋制力矩的確定</p><p>　　…………………………………..(13)</p><p><b>　　式中:</b></p&

74、gt;<p>　　— 合力作用點(diǎn)位置系數(shù)（或力臂系數(shù)），冷軋薄板一般取為0.33～0.42，各道次的軋制力矩值見(jiàn)表20：=0.35</p><p><b>　　表20 軋制力矩</b></p><p>　　4.2.2摩擦力矩的確定</p><p>　　傳動(dòng)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：、

75、，其中在四輥軋機(jī)（本設(shè)計(jì)中六輥軋機(jī)亦用此公式）可近似地由下式計(jì)算：</p><p>　　………………………………..(14)</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　— 軋輥軸承的摩擦系數(shù)（滑動(dòng)軸承金屬襯冷軋時(shí) ），?。?0.06；</p><p>　　— 軋輥輥頸直徑＝273mm；</p&

76、gt;<p>　?。?、 — 工作輥及支撐輥直徑,對(duì)于四輥軋機(jī)：＝525mm， =1450mm 對(duì)于六輥軋機(jī)：＝485mm， = 1450mm。）而由下式計(jì)算：</p><p>　　…………………………..(15)</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　— 傳動(dòng)效率系數(shù)，即從主電機(jī)到軋機(jī)的傳動(dòng)效率，故可

77、?。?.94-0.96，本設(shè)計(jì)取0.96 </p><p>　　………………………………..(16)</p><p><b>　　表21摩擦力矩</b></p><p>　　4.2.3空轉(zhuǎn)力矩的確定</p><p>　　空轉(zhuǎn)力矩可以根據(jù)下式求得：</p><p>　　…………………………………….

78、.(17)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　表示軋機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，其大小為：</p><p>　　p——電動(dòng)機(jī)的額定功率，本設(shè)計(jì)取每架軋機(jī)的額定功率為4250KW；</p><p>　　n——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速為750r/min。</p><p>　　軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩（

79、）根據(jù)實(shí)際資料可取為電機(jī)額定力矩的3％～6％:</p><p>　　4.3各機(jī)架空載輥縫值的設(shè)定</p><p>　　由于軋機(jī)的彈跳，使軋出的鋼板厚度h等于原來(lái)的空載輥縫再加上彈跳，或者說(shuō)：原來(lái)空載輥縫等于軋出鋼厚減去彈跳。軋機(jī)輥縫設(shè)計(jì)最主要的任務(wù)是盡可能地準(zhǔn)確地確定各機(jī)架的空載輥縫值S。</p><p>　　影響輥縫形狀的因素 軋件的橫向厚度差(斷面形狀的變化

80、)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(chǎn)生斷面凸度。軋制力愈大，載荷愈集中在軋輥中部，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(shí)軋件變形功轉(zhuǎn)化的熱量，摩擦和高溫軋件所傳遞的熱量都會(huì)使軋輥?zhàn)儫帷＠鋮s水、冷卻潤(rùn)滑液、空氣和與軋輥接觸的零件又會(huì)使軋輥冷卻。由于加熱和冷卻的條件沿輥身長(zhǎng)度是不一致的，在各種綜合因素

81、的影響下，軋輥中部比端部的熱膨脹大，從而使軋輥產(chǎn)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?xí)管堓伳p。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(shù)值以及支撐輥與工作輥之間的滑動(dòng)速度等都會(huì)影響軋輥的磨損速度。4)軋輥的彈性壓扁。軋件與工作輥之間、工作輥與支承輥之間均產(chǎn)生彈性壓扁。決定輥縫形狀的不是彈性壓扁的絕對(duì)值，而是壓扁值沿輥身長(zhǎng)度

82、方向的分布狀況。對(duì)于工作輥來(lái)說(shuō)，如果軋制壓力沿帶鋼寬度是均勻分布的</p><p>　　雖然近代由于對(duì)帶鋼的公差要求更加嚴(yán)格，新建的軋機(jī)剛度不斷加大，但是由于軋輥尺寸及機(jī)架尺寸的加大受到一些其他條件的限制，因此限制了軋機(jī)剛度系數(shù)的進(jìn)一步加大?，F(xiàn)代帶鋼連軋機(jī)剛度系數(shù)也就是在5000～6500KN/mm左右，通常軋制力的負(fù)荷水平為8000～30000KN，彈跳值可達(dá)1～5mm。它同帶鋼的壓下量及帶鋼本身的厚度為同一數(shù)

83、量級(jí)，在后幾個(gè)機(jī)架里，甚至比帶鋼厚度還要大一些。因此10%軋制力的誤差，往往造成很大的厚度差，這會(huì)給正常操作造成很大困難，并直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，輥縫數(shù)值的準(zhǔn)確確定，關(guān)鍵在于準(zhǔn)確確定軋制力，并且，要安裝有彎輥裝置和自動(dòng)檢測(cè)裝置，以很好的控制板形。</p><p>　　通常為了消除非直線段的往往采用人工零位法進(jìn)行軋制。（彈跳曲線的非直線部分是變化的）；軋后的軋件厚度h可用以下公式近似表示：</p>

84、<p>　　h=S0+(P-P0)/C……………………………………..(18)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　S0 人工零位的軋輥輥縫指示器讀數(shù),mm;</p><p>　　P0 軋輥預(yù)壓靠力，P0=3000kN</p><p><b>　　P 軋制力.kN;<

85、;/b></p><p>　　C機(jī)座剛度系數(shù)，即線性段的斜率；</p><p><b>　　表22 輥縫值</b></p><p><b>　　5 電機(jī)能力驗(yàn)算</b></p><p>　　為了校核和選擇主電動(dòng)機(jī)，除知其負(fù)荷之外，尚須知軋機(jī)負(fù)荷隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，力矩隨時(shí)間變化的關(guān)系圖稱為靜負(fù)

86、荷圖。繪制靜負(fù)荷圖之前，首先要決定出軋件在整個(gè)軋制過(guò)程中在主電機(jī)軸上的靜負(fù)荷值，其次決定個(gè)道次的純軋和間歇時(shí)間。</p><p><b>　　靜力矩按下式計(jì)算：</b></p><p>　　Mj= Mz /i+Mm+Mk…………………………………..(19)</p><p>　　將前面的數(shù)據(jù)代入上式得靜力矩見(jiàn)表23：</p>&l

87、t;p><b>　　表23 靜力矩</b></p><p>　　靜負(fù)荷圖中的靜力矩可以用上式加以確定。每一道次的軋制時(shí)間可由下式確定：</p><p>　　tn=Ln/vp…………………………………………..(20)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Ln——軋件

88、軋后長(zhǎng)度；</p><p>　　vp——軋件出輥平均速度，忽略前滑時(shí)，它等于軋輥圓周速度。</p><p><b>　　表24軋制時(shí)間</b></p><p>　　因?yàn)楦鳈C(jī)架主電機(jī)的力能參數(shù)相同，而第五機(jī)架的軋制負(fù)荷最大，所以只需校核第五架軋機(jī)的電機(jī)即可?？紤]到軋制的加減速時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)力矩，則有（加、減速時(shí)的加速度絕對(duì)值均為1.5m/s2）：

89、</p><p>　　Mjia=Md5=15.36 kNm</p><p>　　Mjian= Md5=15.36 kNm</p><p>　　從而有軋機(jī)加速時(shí)，總力矩為：</p><p>　　MTjia=Mj5+ Md5=151.11 kNm;</p><p>　　軋機(jī)減速時(shí)，總力矩為：</p><

90、p>　　MTjian= Mj5- Md5=120.39 kNm.</p><p>　　已知上述各值后，根據(jù)軋制圖表繪制出一個(gè)軋制周期內(nèi)第五架軋機(jī)的電機(jī)負(fù)荷圖，見(jiàn)圖7。（不考慮不同的軋制速度對(duì)軋制力矩的影響）</p><p>　　MJ </p><p>　　升速 穩(wěn)定軋制 過(guò)焊縫 </p><p

91、><b>　　拋尾 降速</b></p><p>　　MK </p><p><b>　　t（s）</b></p><p>　　圖7 第五架軋機(jī)電機(jī)負(fù)荷圖</p><p>

92、;　　當(dāng)主電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)負(fù)荷圖確定后，就可以對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行計(jì)算。這項(xiàng)工作包括兩部分。一是由負(fù)荷圖計(jì)算出等效力矩不能超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定力矩；二是負(fù)荷圖中的最大力矩不能超過(guò)電動(dòng)機(jī)的允許過(guò)載負(fù)荷和持續(xù)時(shí)間。</p><p>　　等效力矩計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的校核</p><p>　　軋機(jī)工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷是間斷式的不均勻負(fù)荷，而電動(dòng)機(jī)的額定力矩是指電動(dòng)機(jī)在此負(fù)荷下長(zhǎng)期工作，其溫升在允許的范圍內(nèi)的力矩。為

93、此必須計(jì)算出負(fù)荷圖中的等效力矩，其值按下式計(jì)算：</p><p>　　Mjum=………………..(21)</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　Mjum ——等效力矩；</p><p>　　Σtn——軋制時(shí)間內(nèi)各段純軋時(shí)間的總和；</p><p>　　Σtn’——軋制周期

94、內(nèi)各段間隙時(shí)間的總和；</p><p>　　Mn——各段軋制時(shí)間所對(duì)應(yīng)的力矩；</p><p>　　Mn’——各段間隙時(shí)間對(duì)應(yīng)的空轉(zhuǎn)力矩。</p><p>　　將前面的數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表25：</p><p><b>　　表25 等效力矩</b></p><p>　　校核電動(dòng)機(jī)溫升條件為：M

95、jum≤MH </p><p>　　可見(jiàn)均能滿足電機(jī)的生產(chǎn)要求。</p><p><b>　　6軋輥強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　6.1 綜述</b></p><p>　　總的說(shuō)來(lái)，軋輥的破壞決定于各種應(yīng)力（其中包括彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力，由于溫度分布不均或交替變化引起的溫度應(yīng)

96、力以及軋輥制造過(guò)程中形成的殘余應(yīng)力等）的綜合影響。具體來(lái)說(shuō)，軋輥的破壞可能由以下三方面的原因造成：</p><p>　　1）軋輥的形狀設(shè)計(jì)不合理或設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠。例如，在額定負(fù)荷下軋輥因強(qiáng)度不夠而斷裂后因接觸疲勞超過(guò)許用值，是輥面疲勞剝落等；</p><p>　　2）軋輥的材質(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求。例如，軋輥的耐熱裂性、耐粘附性及耐磨性差，材料中有夾雜物或殘余應(yīng)力過(guò)大等；</p&

97、gt;<p>　　3）軋輥在生產(chǎn)過(guò)程中使用不合理。冷軋軋件的變形溫升很大，工作輥輥面溫度可達(dá)80～1200C冷軋軋輥在冷卻不足或冷卻不均勻時(shí)，往往會(huì)因溫度應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致軋輥表層剝落甚至斷輥；壓下量過(guò)大或因工藝過(guò)程安排不合理造成過(guò)負(fù)荷軋制也會(huì)造成軋輥破壞等。</p><p>　　由此可見(jiàn)，為防止軋輥破壞，應(yīng)從設(shè)計(jì)制造和使用等諸方面去考慮。設(shè)計(jì)軋輥時(shí)，通常是按工藝給定的軋制負(fù)荷和軋輥參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核。由

98、于對(duì)影響軋輥強(qiáng)度的各種因素（如溫度應(yīng)力、殘余應(yīng)力、沖擊載荷值等）很難準(zhǔn)確計(jì)算，為此，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)軋輥的彎曲和扭轉(zhuǎn)一般不進(jìn)行疲勞校核，而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中（為了保護(hù)軋機(jī)其他重要部件，軋輥的安全系數(shù)是軋件各部件中最小的）。為防止四輥板帶軋機(jī)軋輥輥面剝落，對(duì)工作輥和支撐輥之間的接觸應(yīng)力應(yīng)該做疲勞校驗(yàn)。</p><p>　　四輥軋機(jī)的支撐輥直徑D2與工作輥徑D1之比一般在1.5～2.9范圍之內(nèi)。顯然，支撐

99、輥的抗彎端面系數(shù)較工作輥大的多，即支撐輥有很大的剛性。因此，軋制時(shí)的彎曲力矩絕大部分有支撐輥承擔(dān)。在計(jì)算支撐輥時(shí)，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于四輥軋機(jī)一般是工作輥傳動(dòng)，因此，對(duì)支撐輥只需計(jì)算輥身中部和輥徑端面的彎曲應(yīng)力。</p><p>　　在軋輥的1-1斷面和2-2斷面上的彎曲應(yīng)力均應(yīng)滿足強(qiáng)度條件，即：σ=Pc1/(0.2d31-1)≤Rb ……………………………………………..(22)</p&g

100、t;<p>　　=Pc2/(0.2d32-2)≤Rb ……………………………………………..(23)</p><p>　　式中：P——總軋制壓力與彎輥力的合力；</p><p>　　d1-1 d2-2——1-1和2-2斷面的直徑；</p><p>　　c1、c2 ——1-1和2-2斷面至支反力/2處的距離；</p><p>　　

101、Rb—許用彎曲應(yīng)力。</p><p>　　支撐輥輥身中部3-3斷面處彎矩是最大的。若認(rèn)為軸承反力距離L等于兩個(gè)壓下螺絲的中心距L0，而且把工作輥對(duì)支撐輥的壓力簡(jiǎn)化成均布載荷（這時(shí)計(jì)算誤差不超過(guò)9～13%），可得3-3斷面的彎矩表達(dá)式：</p><p>　　Mw=P(L0/4-L/8)</p><p>　　輥身中部3-3斷面的彎曲應(yīng)力為：</p><

102、;p>　　=P(L0-L/2)/(0.4D32)≤Rb……………………………..(24)</p><p>　　式中的D2應(yīng)以重車后的最小直徑代入。</p><p>　　因五架軋機(jī)的工作輥與支撐輥均一樣，故只需校核其中受力最大的一架即可，因第五架軋機(jī)受力最大所以我們只校核第五架軋機(jī)。</p><p>　　6.2 確定工作輥和支撐輥的各個(gè)重要尺寸</p&g

103、t;<p>　　軋輥輥徑直徑d和長(zhǎng)度一般近似地選：滾動(dòng)軸承時(shí)：d=(0.5～0.55)D（D為輥身直徑）、L/d=0.83～1.0，l/D’=0.83～1.0;油膜軸承時(shí)：d=(0.7～0.75)D,l/D’=0.75.</p><p>　　工作輥輥徑直徑與串動(dòng)端直徑之比約為1.02～1.10，傳動(dòng)端長(zhǎng)度與直徑之比為1.0～1.2。</p><p>　　working rol

104、ler</p><p>　　D=525mm, D=273mm, =450mm,</p><p>　　=265mm, =250mm, L=3320mm, L=1700mm,</p><p>　　=200mm, =200mm, =170mm, =240mm,</p><p>　　D/

105、L=0.31, D/D=0.52, l/D=0.73, D/=1.09, </p><p>　　backup-roller</p><p>　　D=1450mm, D=798mm, =1200mm,</p><p>　　=650mm, =620mm, L=4144mm, L=1700mm,</

106、p><p>　　=622mm, =200mm, =400mm, =300mm, mm</p><p>　　D/L=0.85, D/D =0.55, /D=0.73, / D=0.83, </p><p>　　6.3軋輥強(qiáng)度的校核</p><p><b>　　1.支撐輥強(qiáng)度校核<

107、/b></p><p>　　把前面的數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算：</p><p>　　=PC/(0.2d31-1)= MP</p><p>　　=PC/(0.2d32-2)= MP</p><p>　　=P(L0-L/2)/(0.4D32)=</p><p>　　本設(shè)計(jì)支撐輥為合金鍛鋼Rb=120～130 MPa，可見(jiàn)支

108、撐輥的彎曲應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該許用應(yīng)力，故滿足。</p><p><b>　　2.工作輥的校核</b></p><p>　　由于有支撐輥承受彎曲力矩，故工作輥可只考慮扭轉(zhuǎn)力矩，即僅計(jì)算傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：</p><p>　　τ=Mk/Wk…………………………………………..(25)</p><p><b>

109、;　　式中：</b></p><p>　　Mk—作用在一個(gè)工作輥上的最大傳動(dòng)力矩；</p><p>　　Wk—工作輥傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)一個(gè)工作輥的傳動(dòng)力矩Mk1有軋制力矩M1、工作輥帶動(dòng)支撐輥的力矩Ms和工作輥軸承的摩擦力矩Mf1組成，即</p><p>　　Mk1=M1+Ms+Mf1或 M=Pa+P

110、sS+P</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　S—反力對(duì)工作輥的力臂；</p><p>　　ρ1—工作輥軸承處摩擦圓半徑。</p><p>　　上式各參數(shù)的計(jì)算公式為：</p><p>　　支撐輥對(duì)工作輥的反力：</p><p>　　Ps=Pco

111、sφ/cos(θ+γ) ………………………………..(26)</p><p>　　張力軋制時(shí)軋制壓力偏離垂直方向的角度：</p><p>　　φ=arcsin[(TT)/2P] ………………………………..(27)</p><p>　　其中T1 —前張力、T0 —后張力、P—軋制力</p><p>　　工作輥與支撐輥連心線與垂直線夾角為：&l

112、t;/p><p>　　θ=arcsin[e/(R+R)]………………………………..(28)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　e—工作輥相對(duì)于支撐輥的偏心距一般e=5～10mm取e=5mm，</p><p><b>　　R1—工作輥半徑，</b></p>&

113、lt;p><b>　　R2—支撐輥半徑。</b></p><p>　　支撐輥與工作輥的反力Ps的作用線與工作輥和支撐輥連心線間的夾角：</p><p>　　γ=arcsin[(ρ2+m)/2] ……………………………..(29)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　

114、ρ2—支撐輥軸承的摩擦圓半徑其值計(jì)算為ρ2=f*d/2，其中f—機(jī)械摩擦系數(shù),因是油膜軸承取f=0.0035；</p><p><b>　　d—輥徑直徑</b></p><p>　　m—滾動(dòng)摩擦力臂一般m=0.1～0.3mm本設(shè)計(jì)取m=0.2mm。</p><p>　　工作輥軸承處的反力（摩擦力）：</p><p>　　

115、Pf=Psinφ+Pssin(θ+γ) ……………………………..(30)</p><p>　　反力Ps對(duì)工作輥的力臂：</p><p>　　S=mcosγ+R1sinγ………………………………..(31)</p><p>　　把前面的數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得:</p><p>　　φ=0.140, θ=0.290,d=798mm, ρ =1.39

116、7mm, γ=52.99, PS=20.11MN, P=16.15MN, S=209.73mm,d1=273mm, f1=0.05,ρ1=6.825mm.</p><p>　　Mk=Pa+PsS+Pfρ1=94.44+4202.99+21.26=4318.69KNm</p><p>　　工作輥傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)為：</p><p>　　Wk=πD/16………………

117、…………………..(32)</p><p>　　把數(shù)據(jù)代如上式計(jì)算得：Wk=πD/16＝28.40mm</p><p>　　扭轉(zhuǎn)應(yīng)力經(jīng)計(jì)算為：τk=Mk/Wk=152.07 MPa</p><p>　　本設(shè)計(jì)工作輥為合金鍛鋼許可扭應(yīng)力約為[τ]=730MP，可見(jiàn)工作輥的彎曲應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該許用應(yīng)力，故能滿足生產(chǎn)要求。</p><p>　　六、工

118、作輥與支撐輥間的接觸應(yīng)力</p><p>　　四輥軋機(jī)支撐輥和工作輥之間承載時(shí)有很大的接觸應(yīng)力，在軋輥設(shè)計(jì)及使用適用時(shí)應(yīng)進(jìn)行校核計(jì)算。</p><p>　　如假設(shè)輥間作用力沿軸向均勻分布，由彈性力學(xué)知，輥間接觸問(wèn)題平面應(yīng)變問(wèn)題。</p><p>　　H.赫茨（Hertz）理論認(rèn)為：兩個(gè)圓柱體在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生局部的彈性壓扁，存在呈半橢圓形分布的壓應(yīng)力（上圖）。半徑方向產(chǎn)