鍍鋅線水淬槽畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　內(nèi)蒙古科技大學(xué)</b></p><p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）</p><p>　　題 目：水淬槽的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué)生姓名：謝亞楠</b></p><p>　　學(xué) 號(hào)：XXXXXX</p><p>　

2、　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化</p><p>　　班 級(jí)：XXXXX</p><p>　　指導(dǎo)教師：孔令新 教授</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　鍍鋅鋼帶生產(chǎn)線上，對(duì)于鋼帶表面的要求較高，需要在中間環(huán)節(jié)加設(shè)水淬槽。水淬槽能有效的降低鋼帶表面溫度和去除鋼帶表面雜質(zhì)。同時(shí)，水淬過(guò)程

3、中，鋼帶表面可能會(huì)產(chǎn)生水淬斑，如何通過(guò)合理的布置噴淋水管盡可能的消除水淬斑的出現(xiàn)提高鋼帶表面質(zhì)量是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。水淬槽主要包括水淬箱，脫水輥和熱風(fēng)干燥器三個(gè)部分。后兩個(gè)工序都是對(duì)干燥后的鋼帶進(jìn)行去水干燥處理的。</p><p>　　…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4、…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………</p><p>

5、　　關(guān)鍵詞：噴淋水管 沉沒(méi)輥 熱風(fēng)干燥器 脫水輥</p><p>　　Water quenching tank design </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The steel tape production line, for the steel tape surface higher, ne

6、ed to add water quenching tank in the middle link. Water quenching tank can effectively reduce the surface temperature of the steel strip and remove the surface impurities of the steel strip.At the same time, water quenc

7、hing process, the metal surface may produce water quenching spot, how to through the reasonable arrangement of the spray water pipe as far as possible eliminate water quenching spots appear to improve the surfac</p>

8、;<p>　　Key words: Spray header；Submerged roll； hot-air dryer ；Dewatering roller</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　Water quenching ta

9、nk designII</p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 引 言1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.1.1 熱軋鋼帶鍍鋅生產(chǎn)廠現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1.2 鍍鋅板的消費(fèi)與需求概述2</p

10、><p>　　1.1.3 我國(guó)鍍鋅板的消費(fèi)與需求3</p><p>　　1.1.4 我國(guó)熱軋鋼帶鍍鋅板的主要應(yīng)用領(lǐng)域及需求3</p><p><b>　　1.2 熱處理4</b></p><p>　　1.2.1 熱處理現(xiàn)狀4</p><p>　　1.2.2 常用的熱處理方法有：4</p

11、><p>　　第二章 熱風(fēng)干燥器6</p><p>　　2.1 熱風(fēng)干燥器6</p><p>　　2.1.1 熱風(fēng)干燥器結(jié)構(gòu)分析6</p><p>　　2.1.2 熱風(fēng)干燥器工作原理7</p><p>　　第三章 脫水輥10</p><p>　　3.1 脫水輥軸和箱體10</p&g

12、t;<p>　　3.1.1 脫水輥結(jié)構(gòu)分析10</p><p>　　3.1.2 脫水輥軸計(jì)算10</p><p>　　3.2 脫水輥螺旋起重器18</p><p>　　3.2.1 脫水輥螺旋起重器結(jié)構(gòu)分析18</p><p>　　3.2.2 螺旋起重器設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　3.3 螺

13、旋起重器初始傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)計(jì)算21</p><p>　　第四章 水淬槽27</p><p>　　4.1 水淬槽27</p><p>　　4.1.1 水淬斑分析27</p><p>　　4.1.2 水淬溫度對(duì)水淬的影響30</p><p>　　4.1.3 鋼帶可水冷的溫度區(qū)間32</p><

14、p>　　4.1.4 改善冷卻過(guò)程32</p><p>　　4.2 水淬槽沉沒(méi)輥的設(shè)計(jì)計(jì)算34</p><p>　　4.3 水淬槽部分管路分析39</p><p>　　4.4 水淬槽的損壞形式42</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)45</b></p><p><b>　

15、　感謝信46</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p><b>　　研究背景</b></p><p>　　熱軋鋼帶鍍鋅生產(chǎn)廠現(xiàn)狀</p><p>　　世界上第1套熱軋板連續(xù)鍍鋅機(jī)設(shè)備于日本在20世紀(jì)60年代中期組建完成，其產(chǎn)品主要用于鋼結(jié)構(gòu)；到了20世紀(jì)70年

16、代，日本又建設(shè)了3套熱冷軋板兼用的鍍鋅機(jī)組；到了20世紀(jì)80年代更多的熱軋板連續(xù)鍍鋅機(jī)組陸陸續(xù)續(xù)的出現(xiàn)(包括熱冷軋板鍍鋅機(jī)組)， 熱軋鍍鋅板的生產(chǎn)能力達(dá)到大幅度提升。</p><p><b>　　(1)歐洲市場(chǎng)</b></p><p>　　據(jù)調(diào)查研究，歐洲每年對(duì)熱軋鍍鋅薄板的消費(fèi)量達(dá)到 180萬(wàn)噸，而歐洲現(xiàn)有熱軋板卷鍍鋅生產(chǎn)能力以及即將投入生產(chǎn)的生產(chǎn)線可以滿足很長(zhǎng)一段

17、時(shí)間內(nèi)市場(chǎng)的需求。</p><p>　　歐洲最大的熱鋼帶鍍鋅生產(chǎn)廠一一法國(guó)于齊諾爾公司的產(chǎn)量約為50萬(wàn)噸每年，生產(chǎn)的產(chǎn)品多用于加工框架板材之類的部件，此類市場(chǎng)在未來(lái)的需求據(jù)調(diào)研會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，屆時(shí)歐洲產(chǎn)區(qū)會(huì)加設(shè)新的生產(chǎn)線投入使用來(lái)提升產(chǎn)量。</p><p>　　大部分生產(chǎn)的熱軋鍍鋅薄板規(guī)格的厚度在2mm到4mm之間和寬度在1000mm到1600mm之間，產(chǎn)品多直供給鋼管加工廠和小型家電機(jī)車行業(yè)

18、，也廣泛應(yīng)用于材料成型。</p><p>　　2002年10月末，MeTal BulleTin(MBM)即《金屬統(tǒng)計(jì)月刊》曾統(tǒng)計(jì)調(diào)查，北歐熱軋板卷的基本價(jià)格為每噸250歐元，冷軋板卷的均價(jià)為每噸330歐元，冷軋鍍鋅板價(jià)格為每噸330到340歐元，熱軋鍍鋅板的交易價(jià)在每噸315到320歐元之間。</p><p>　　東京鋼公司主要為建筑行業(yè)供應(yīng)成型鋼卷，其在岡山的生產(chǎn)線選擇了熱軋板卷工藝作為

19、增值的一種簡(jiǎn)便方法。 據(jù)MBM月刊市場(chǎng)調(diào)研分析報(bào)道，截止目前該公司熱軋板卷鍍鋅板每年的產(chǎn)量可以達(dá)到58萬(wàn)噸以上。</p><p><b>　?。?）國(guó)內(nèi)市場(chǎng)</b></p><p>　　1998年3月底，中國(guó)臺(tái)灣省安鋒鋼鐵股份有限公司新建了年產(chǎn)量可以達(dá)到30萬(wàn)噸的鍍鋅機(jī)組，并進(jìn)行了熱負(fù)荷試車，在短短9個(gè)月內(nèi)就生產(chǎn)了熱軋鍍鋅板14.2萬(wàn)噸，冷軋鍍鋅板265萬(wàn)噸，其中的9

20、0%投入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，其余10%用于銷售國(guó)外市場(chǎng)。目前，每個(gè)月的產(chǎn)量穩(wěn)定在2 2到2.5萬(wàn)噸之間，即使處于金融風(fēng)暴時(shí)期，熱軋鋼卷的市場(chǎng)需求依舊很緊缺。</p><p>　　2001年7月19日，邯鋼開(kāi)工建成了我國(guó)國(guó)內(nèi)的第1條熱軋薄板酸洗鍍鋅線。該生產(chǎn)設(shè)備還配備有縫合機(jī)組和進(jìn)出口活套，實(shí)現(xiàn)了鋼卷的連續(xù)低速生產(chǎn)和酸洗液的再生，從而達(dá)到了降低酸洗液消耗的目的。減輕環(huán)境污染連續(xù)式熱鍍鋅機(jī)組為引進(jìn)意大利DANIELIWEAN公

21、司的技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備，采用森吉米爾法改進(jìn)軋鋼生產(chǎn)工藝。提升生產(chǎn)線工藝，熱軋鍍鋅板質(zhì)量可以近似與冷軋鍍鋅板質(zhì)量媲美該。該工程總投資6億元，年產(chǎn)0.8mm到6.0mm厚酸洗卷50萬(wàn)噸; 0.8mm到 4.0mm鍍鋅卷年產(chǎn)30萬(wàn)噸的生產(chǎn)線已于 2002年9月15日投入生產(chǎn)，一個(gè)月后即生產(chǎn)出酸洗板60萬(wàn)噸，生產(chǎn)線正式進(jìn)入批量試生產(chǎn)階段。</p><p>　　鍍鋅板的消費(fèi)與需求概述</p><p>　

22、　據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，截止到1998年年底，全世界已建成投產(chǎn)的軋鋼機(jī)組共計(jì)394套，分布在全球56個(gè)國(guó) 家，其中熱鍍鋅機(jī)組占了79%，電鍍鋅機(jī)組占了21%，總的鍍鋅板生產(chǎn)能力達(dá)到每年10000萬(wàn)噸，其中熱鍍鋅機(jī)組能力為每年8000萬(wàn)噸，電鍍鋅機(jī)組能力為每年2000萬(wàn) 噸。 1998年一年，世界鍍鋅板產(chǎn)量近7000萬(wàn)噸，其中熱鍍鋅板占了大約71.4%，電鍍鋅板約占28.6%。國(guó)外鍍鋅板的生產(chǎn)主要集中在日本、美國(guó)和歐洲聯(lián)盟所屬的15個(gè)國(guó)家，其中

23、美、日的產(chǎn)量各約為1500萬(wàn)噸， 歐盟的產(chǎn)量約為2000萬(wàn)噸，合計(jì)產(chǎn)量可以達(dá)到5000萬(wàn)噸，其他50多個(gè)國(guó)家的總產(chǎn)量估計(jì)在2000萬(wàn)噸左右，生產(chǎn)能力較強(qiáng)的國(guó)家分別為加拿大、韓國(guó)、巴西、印度。</p><p>　　從國(guó)際鍍鋅板發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，美國(guó)的鍍鋅板產(chǎn)量約占全球鋼材總產(chǎn)量的8%左右，其中日本鍍鋅機(jī)組數(shù)量最多，生產(chǎn)線最健全，其中鍍鋅鋼板可以達(dá)到鋼材總量的13% 到15%</p><p>　　

24、我國(guó)鍍鋅板的消費(fèi)與需求</p><p>　　截止到2000年，我國(guó)已投產(chǎn)的鍍鋅板生產(chǎn)線共15條，生產(chǎn)能力達(dá)到每年245萬(wàn)噸。僅 2000年一年，我國(guó)鍍鋅板生產(chǎn)量就達(dá)到185萬(wàn)噸(包括寶鋼電鍍鋅板20萬(wàn)噸)，比1999年增加36萬(wàn)噸;其中216萬(wàn)噸用于出口，凈進(jìn)口量高達(dá)206萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量為391萬(wàn)噸， 比1999年增加近95萬(wàn)噸。</p><p>　　隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的溫度發(fā)展，國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)對(duì)

25、鍍鋅板的需求量也開(kāi)始逐年增長(zhǎng)。 除普通民用外，家電板材建筑等行業(yè)對(duì)鋼板質(zhì)量的要求都明顯提高，國(guó)內(nèi)鍍鋅線的生產(chǎn)質(zhì)量多受到原材料的限制，或者設(shè)備工作性能的限制，無(wú)法滿足部分用戶對(duì)鍍鋅鋼板的需求。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線無(wú)法滿足市場(chǎng)對(duì)鍍鋅板的需求，導(dǎo)致了國(guó)外部分低質(zhì)量進(jìn)口鍍鋅板的流入同時(shí)又不得不高價(jià)進(jìn)口一些高檔的鍍鋅板。</p><p>　　我國(guó)熱軋鋼帶鍍鋅板的主要應(yīng)用領(lǐng)域及需求</p><p>　　(1)制

26、造筒式鋼板倉(cāng)</p><p>　　熱鍍鋅板，，厚度為2.5mm到4mm的占75%，表層鍍鋅量為每平方米275g，鋼板倉(cāng)制造設(shè)備每年需鍍鋅板總計(jì)1.6萬(wàn)噸。</p><p><b>　　(2)制造汽車</b></p><p>　　大多用于內(nèi)部組件，有較多規(guī)格，如汽車的各種支板，如底座、支座、支架、托架以及連接板等。熱軋鍍鋅板多用于厚度在1.5mm

27、到3.0mm的場(chǎng)合，每年需要的鍍鋅板總量約為4.5萬(wàn)噸，僅2005年一年的的統(tǒng)計(jì)量就為5.2萬(wàn)噸。</p><p>　?。?）制造高速公路護(hù)欄板</p><p>　　2000年到2020年期間，我國(guó)每年平均將建成1000km以上的高速公路，其中建設(shè)的主要高峰期為2000到2010年，每年建設(shè)的四車道高速公路約1200-1500km，每年需要消耗約6. 6 萬(wàn)噸熱鍍鋅板，加上自然老化和破損更

28、新，每年需要更替的熱鍍鋅板達(dá)以上。考慮選擇其他類型鍍鋅板取代冷軋鍍鋅板，當(dāng)前，可以用熱軋鍍鋅板替代相當(dāng)大數(shù)量的厚規(guī)格冷軋鍍鋅板，如建筑行業(yè)的板材，大型管道等。</p><p><b>　　熱處理</b></p><p><b>　　熱處理現(xiàn)狀</b></p><p>　　在整個(gè)機(jī)械制造金屬加工的領(lǐng)域中，熱處理都是一項(xiàng)應(yīng)用廣

29、泛的的基礎(chǔ)工藝。節(jié)能以及可持續(xù)發(fā)展的道路上，金屬熱處理技術(shù)是值得深刻研究的領(lǐng)域。熱處理的工藝主要是指金屬材料處于固態(tài)時(shí)，通過(guò)加熱、保溫、冷卻等手段，改變金屬材料內(nèi)部的組織狀態(tài)，從而獲得所需性能的一種熱加工工藝。熱校正一般用于大型鍛件、高合金鋼鍛件和容易在切邊、沖孔時(shí)變形的形狀復(fù)雜的鍛件。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外的熱處理研究學(xué)者們?cè)谘芯夸摷崽幚碜冃蔚某梢颉⒁?guī)律及預(yù)防控制變形的措施等方面都已經(jīng)取得了驚人的進(jìn)展。

30、但由于淬火變形的影響因素十分的復(fù)雜,控制變形的條件難以控制。出于節(jié)約成本的考慮，常用的校直方法選擇冷、熱校正。冷校正：作為模鍛生產(chǎn)的最后工序，一般是安排在熱處理和清理工序之后。冷校正主要在摩擦壓力機(jī)和曲柄壓力機(jī)等設(shè)備的校正模中進(jìn)行。熱校正：通常是與模鍛同一火次，在切邊和沖孔之后再進(jìn)行。它可以在模鍛錘的終鍛模膛內(nèi)進(jìn)行；也可以在在校正設(shè)備（如摩擦壓力機(jī)等）上的校正模中進(jìn)行。</p><p>　　常用的熱處理方法有：&

31、lt;/p><p>　　1、退火：有完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火、均勻化退火等等。</p><p><b>　　2、正火處理</b></p><p>　　3、淬火：有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、局部淬火等等。</p><p>　　4、回火：有低溫回火、中溫回火、高溫回火、穩(wěn)定化回火、附加回火等

32、等</p><p>　　5、化學(xué)熱處理：有滲碳、滲氮、離子氮化、碳氮共滲、滲金屬等等</p><p>　　6、表面熱處理：有火焰加熱法、中頻加熱法、高頻加熱法、超音頻加熱法、激光熱處理法</p><p><b>　　熱風(fēng)干燥器</b></p><p><b>　　熱風(fēng)干燥器</b></p>

33、;<p><b>　　熱風(fēng)干燥器結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　鋼帶的干燥器在鋼帶鍍鋅處理線上的應(yīng)用極為廣泛，雖然其本身設(shè)備的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，但由于它具有熱、質(zhì)傳遞的特性，整個(gè)干燥的過(guò)程中涉及了諸多關(guān)聯(lián)因素就形成了一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題，整個(gè)干燥過(guò)程需要大量的消耗能量，因此干燥器的設(shè)計(jì)就需要考慮能源效率等問(wèn)題。</p><p>　　在水淬設(shè)備中，需要熱

34、風(fēng)干燥器作為最后一步，對(duì)水淬處理后的鋼帶進(jìn)行干燥。</p><p>　　圖2-1：熱風(fēng)干燥器</p><p>　　鋼帶的除水特性，鋼帶作為非收濕性的干燥物質(zhì)，具有除水特性，表層不存在結(jié)合水，內(nèi)部也不存在非結(jié)合水。鋼帶干燥器的干燥過(guò)程采用干燥介質(zhì)為預(yù)熱后的空氣?？諝饨?jīng)過(guò)預(yù)熱后，是一種含有少量水蒸氣的混合物，在噴向濕鋼帶表面時(shí)通過(guò)直接的接觸，把熱量傳遞給鋼帶，同時(shí)能帶走鋼帶表面附著的水，并能達(dá)

35、到鋼帶的干燥效果。</p><p>　　鋼帶的初始干燥過(guò)渡段的時(shí)間很短幾乎可以忽略不計(jì)，但當(dāng)鋼帶的表面溫度達(dá)到干燥條件下的濕球溫度時(shí)，就開(kāi)始以恒定的速度去水，空氣中的水蒸氣被熱空氣帶走，平均含量保持不變，干燥速率保持不變，因此干燥速度與被干燥的鋼帶本身的材料和特性無(wú)關(guān)，完全取決于外部的熱傳遞介質(zhì)。由于鋼帶具有非收濕的特性且不存在內(nèi)部水分向表面滲透的現(xiàn)象，因此，可以將鋼帶的干燥動(dòng)力學(xué)特性定義為恒速干燥特性。在恒速干

36、燥條件下，鋼帶的干燥速率取決于：</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　(b)；</b></p><p>　　(C)熱空氣的濕度。</p><p><b>　　熱風(fēng)干燥器工作原理</b></p><p>　　鋼帶干燥的整個(gè)物

37、理過(guò)程是鋼帶表面水—?dú)庀到y(tǒng)之間的傳質(zhì)、傳熱過(guò)程，對(duì)鋼帶的干燥系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，首先要進(jìn)行的是物量計(jì)算和熱量計(jì)算，主要包括干燥過(guò)程中熱能供應(yīng)，水分蒸發(fā)量的計(jì)算，空氣量的計(jì)算。</p><p>　　將鋼帶的干燥器設(shè)計(jì)成豎直型箱體結(jié)構(gòu)，并將風(fēng)機(jī)，熱風(fēng)噴射管，排風(fēng)管道，風(fēng)管設(shè)計(jì)在干燥器的箱體外壁上，組合形成的是一體式的鋼帶熱風(fēng)干燥器。同時(shí)，采用一種側(cè)進(jìn)風(fēng)方式，空氣噴射管設(shè)計(jì)成下V型漸縮型變截面，以確保噴射管能均勻出風(fēng)。風(fēng)機(jī)

38、、送風(fēng)管等設(shè)備可直接安裝和拆卸，便于日常的維護(hù)，保養(yǎng)和更換。熱風(fēng)干燥器的箱體內(nèi)壁保溫層，箱體底部設(shè)置基礎(chǔ)框架。</p><p>　　圖2-2：干燥器機(jī)架</p><p>　　濕的鋼帶通過(guò)鋼帶干燥器后被烘干。1臺(tái)風(fēng)機(jī)從吸風(fēng)口將設(shè)備周圍的空氣抽吸到干燥器的熱交換器中，熱交換器采用蒸汽管熱交換預(yù)熱，每小時(shí)的熱交換量可以達(dá)到640000卡路里，空氣通過(guò)熱交換器加熱，達(dá)到所需的溫度后，再經(jīng)過(guò)干燥器內(nèi)

39、的風(fēng)管被送到噴射管，然后通過(guò)熱風(fēng)噴射管向鋼帶的左右表面進(jìn)行噴射。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)功率進(jìn)行控制。干燥鋼帶后的廢氣在干燥器的另一端通過(guò)排風(fēng)口排出。</p><p>　　熱風(fēng)的溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)，可以優(yōu)化鋼帶干燥效果。熱交換器安裝在送風(fēng)管路，當(dāng)熱空氣實(shí)際溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，會(huì)提示信號(hào)H，蒸汽管路上的截止閥關(guān)閉 ；當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定值時(shí)，會(huì)提示L信號(hào)。設(shè)備關(guān)聯(lián)的連鎖都是工作的；當(dāng)設(shè)置為自動(dòng)模式時(shí)，閥門由PLC自

40、動(dòng)控制。實(shí)際溫度的變化會(huì)自動(dòng)控制蒸汽管路閥口的大小。</p><p>　　鋼帶的熱風(fēng)干燥器設(shè)計(jì)為一體化結(jié)構(gòu)，能夠縮小干燥器幾何尺寸，并能縮減不必要的管道。同樣選擇鋼帶速度為120m/min的干燥器，如果采用非一體化結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)將變得非常龐大，外部輸送管道將既多又長(zhǎng)，非一體化干燥器的熱損失是一體化干燥器的兩倍。</p><p>　　通常，非一體化干燥器的熱損失率會(huì)高出10%。由于本干燥設(shè)計(jì)為

41、緊湊式一體化，使得散熱面大大減少，加上在箱體內(nèi)壁增設(shè)了優(yōu)良的隔熱措施，這些措施有效地降低了干燥器的熱能損失。</p><p>　　熱風(fēng)干燥器的熱效率為</p><p>　　T1=(tl—t2)/(ti—t0)</p><p>　　T1---絕熱條件下干燥器的熱效率（%）</p><p>　　t1---為干燥介質(zhì)在干燥器入口的溫度，單位

42、6;c。</p><p>　　Ti---為干燥介質(zhì)在環(huán)境條件下的溫度，單位°c。</p><p>　　t2---為絕熱條件下干燥器出口的廢氣溫度，單位°c。</p><p>　　因?yàn)閠2>t1，根據(jù)公式提髙入口氣體溫度tl，就可以提高干燥器的熱效率。熱風(fēng)干燥器入口氣體溫度預(yù)熱到約120°c：，其熱傳遞效率可以達(dá)到最大（即損失最少）

43、。但如過(guò)將熱空氣體溫度設(shè)計(jì)的太高，進(jìn)出口溫差過(guò)大，熱效率反而會(huì)降低。</p><p><b>　　脫水輥</b></p><p><b>　　脫水輥軸和箱體</b></p><p><b>　　脫水輥結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　脫水輥分為上下兩組，分別用千斤頂和氣缸對(duì)

44、中定位，對(duì)水淬槽水箱中出來(lái)的鋼帶進(jìn)行脫水處理。水淬槽的鋼帶線速度要求為120mpm（即120m/min），設(shè)備總重為30000Kg。</p><p>　　三組馬達(dá)的選擇：沉沒(méi)輥馬達(dá)為矢量馬達(dá)，功率為7.5kw，脫水輥組馬達(dá)為交流齒輪馬達(dá)，功率為3.7kw。</p><p>　　有效線速度是120m/min</p><p>　　120m/min=30n/min*2π

45、 =0.63m 2=1.27m</p><p>　　考慮馬達(dá)轉(zhuǎn)速不能總是保持在最大，一般馬達(dá)的基本工作轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速的75%，則2r=1.7m，故取陳沉沒(méi)輥的有效工作直徑為1700mm。</p><p><b>　　脫水輥軸計(jì)算</b></p><p><b>　　脫水輥：</b></p>&

46、lt;p>　　水淬槽的鋼帶線速度為120mpm(即120m/min)，脫水輥組位于沉沒(méi)輥上方，根據(jù)馬達(dá)輸入功率和線速度，初始選擇其工作直徑為250mm</p><p>　　兩組馬達(dá)的總功率近似于沉沒(méi)輥馬達(dá)的功率</p><p>　　2nrπ=12000</p><p>　　n=152.79r/min</p><p>　　取3.7*60r

47、pm的減速馬達(dá)，通過(guò)自帶減速箱使輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到152.79r/min，線速度120m/min，工作直徑為250mm，輸入功率3.7kw</p><p><b>　　脫水輥柱</b></p><p>　　T=9550=9550*=231.26=0.231kn*m</p><p>　　下輥組取SWC型整體叉頭十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器，型號(hào)為SWC150BH

48、*1210jb</p><p>　　JB/T 5513-1991</p><p>　　圖3-1：SWC150BH*1210jb整體叉頭十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器</p><p>　　上輥組取SWC型整體叉頭十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器，型號(hào)為SWC150BH*710jb</p><p>　　JB/T 5513-1991</p><p&g

49、t;　　圖3-2：SWC150BH*710jb整體叉頭十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（增長(zhǎng)100mm）增長(zhǎng)量為0.00157kg*</p><p>　　脫水輥軸設(shè)計(jì)，取軸的材料為45號(hào)鋼</p><p><b>　　實(shí)心軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　d=17.2=A<

50、;/b></p><p>　　查表得Cr：/mPa 為25~45 A為126~103</p><p>　　T=0.23126kn*m 取=30Mpa</p><p>　　表中的值為考慮了彎曲影響而降低的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</p><p>　　d=17.2=40mm</p><

51、p>　　軸徑/mm <30 30~100 >100</p><p>　　一個(gè)鍵槽增大值 7 5 3</p><p>　　軸端為SWC整體叉頭十字軸聯(lián)軸器之間加裝GY7對(duì)中凸緣聯(lián)軸器，軸孔為55mm，從動(dòng)J1型軸孔長(zhǎng)度L為140，公稱轉(zhuǎn)矩=1600n*m，許用轉(zhuǎn)速=60

52、00r/min,都符合傳動(dòng)要求。</p><p>　　GY7聯(lián)軸器GB/T5843-2003</p><p>　　圖3-3：軸端聯(lián)軸器</p><p>　　第二段軸處裝有軸承端蓋和密封圈，且第二段軸凸肩與GY7聯(lián)軸器配合，取第二段軸的軸徑為90mm，軸長(zhǎng)h2=66mm</p><p>　　第三段軸為安裝軸承和軸承螺母（圓螺母），前一部分有直徑

53、100的配合螺紋加一個(gè)平鍵鍵槽。平鍵：制造方便，便于拆裝，對(duì)中性好。可用于較高精度，高轉(zhuǎn)速及受沖擊或變載荷作用下的固定連接。</p><p>　　有鍵槽時(shí)軸徑的增大值，當(dāng)軸徑>100m時(shí)，有一個(gè)鍵槽的增大值為3%，為保證零件緊靠定位面，應(yīng)使r<c或r<R，軸肩高度a=（0.07~0.1）的，a3=90*（3%+1+0.07~0.1）=99~101.7</p><p>　　

54、取第三段軸的軸徑R3=100mm</p><p>　　精密軸端車床床頭箱體孔和主軸前軸承外圈的配合，常用H7/n6，此處與軸承過(guò)盈配合軸端直徑為100mm，配合精度為m6，軸承一側(cè)用軸肩定位，另一側(cè)用內(nèi)徑100mm的軸承螺母定位，</p><p>　　根據(jù)工作條件選用d=100mm的調(diào)心輥?zhàn)虞S承，需要壽命Lh=10000h所受的Fr=50kn</p><p><

55、;b>　　C=*p</b></p><p>　　查7-2-23表 壽命因素=2.71</p><p>　　查7-2-23表 速度因數(shù)=0.631</p><p>　　查7-2-23表 沖擊載荷因數(shù)=1</p><p>　　查7-2-23表 溫度因數(shù)=1</p><p>　　力矩

56、載荷因數(shù)，當(dāng)力矩載荷較小時(shí)取=1.5，較大時(shí)=2，</p><p><b>　　此處取=1</b></p><p>　　徑向當(dāng)量靜載荷= ——徑向載荷</p><p>　　基本額定動(dòng)載荷C=*p=2.71*1*1/0.631/1*p=214.7</p><p>　　根據(jù)式（7-2-6） =*<

57、/p><p>　　查表7-2-31 旋轉(zhuǎn)軸承安全因數(shù)</p><p>　　對(duì)于旋轉(zhuǎn)精度及平穩(wěn)性需求較高，或承受較大沖擊載荷的滾子軸承取2.5~4，此處取=2.5基本額定靜載荷=2.5*=2.5*=125</p><p>　　型號(hào)22226型軸承 =222kn =358符合要求</p><p>　　計(jì)算系數(shù)e=0.29

58、 Y1=2.5 Y2=3.7 Y0=2.4</p><p>　　查表，故取調(diào)心滾子軸承22220，d=100mm </p><p>　　軸承基本尺寸d=100mm D=180mm B=46mm</p><p>　　軸承螺母采用圓螺母，能可靠固定，便捷拆裝，還可承受較大的軸向力，由于軸上切制螺紋，使軸的疲勞強(qiáng)度有所下降。常用雙圓螺母或

59、圓螺母與止動(dòng)墊圈固定軸端零件，當(dāng)零件間距離增大時(shí)，也可以采用圓螺母代替套筒，易減小結(jié)構(gòu)重量。調(diào)心輥?zhàn)虞S承22220的安裝尺寸da=112</p><p>　　取第三段軸的長(zhǎng)度=B+L圓螺母+L墊片+5.5</p><p>　　=46+18+2.5+5.5</p><p><b>　　=72mm</b></p><p>　

60、　第四軸段的軸徑取稍大于滾子軸承的安裝尺寸d4=115mm</p><p>　　此軸段上安裝有軸承壓蓋和油封，=77mm</p><p>　　軸承端蓋和壓蓋的定位螺釘采用M12，大徑d=12mm，小徑d1=10mm，擰入深度H=（1.5~2.5）d=25mm，墊片為厚度2mm的彈簧墊片</p><p>　　當(dāng)螺母擰緊后，靠墊圈壓緊產(chǎn)生的彈性反力能夠使旋合的螺紋壓緊。

61、</p><p>　　內(nèi)側(cè)軸承座油封采用145*115*15B型號(hào)橡膠油封</p><p>　　外側(cè)軸承座油封采用115*90*15B型號(hào)橡膠油封</p><p>　　第五，六軸段覆蓋有海帕倫橡膠，整體結(jié)構(gòu)為套筒的焊接</p><p>　　取=355mm d4=140mm </p><p>　　軸段五的覆蓋

62、層厚度為10mm，工作的有效尺寸為750~1550，故取=1780mm</p><p>　　根據(jù)轉(zhuǎn)速和線速度確定的套筒直徑為250mm，厚度為25mm，故取d6=200mm</p><p>　　按彎扭合成力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-1）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)

63、變應(yīng)力，取α=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　=1425*5*10^4N*mm—25000*900N*mm=6.9*10^7</p><p>　　T=231.26N*m=2.3126*10^5</p><p><b>　　W=0.1d^3</b></p><p>　　==140.8MPa</p>

64、<p>　　前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，由表15-1查的=245MPa，因此可以使用</p><p>　　精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p>　　一般危險(xiǎn)截面都出現(xiàn)在軸肩位置，根據(jù)圖上分析，脫水輥軸的危險(xiǎn)截面可能出現(xiàn)在最大徑軸端的軸肩兩側(cè)（稱為A截面）</p><p><b>　　A截面</b></p>&l

65、t;p>　　抗彎界面系數(shù) W=0.1=0.1*m=274400m</p><p>　　抗扭界面系數(shù) =0.2=0.2*m=548800m</p><p><b>　　截面左側(cè)的彎矩M為</b></p><p>　　M=50000*525N*mm=26250000N*mm</p><p>

66、;　　截面彎矩=231260N*mm</p><p>　　截面彎曲應(yīng)力 =M/W=26250000/274400MPa=95MPa</p><p>　　界面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=/=231260/548800MPa=0.421MPa</p><p>　　軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查的=640MPa，</p><p>　　=275

67、MPa，=155MPa</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力系數(shù)及按附表3-2查取。因==0.088，=1.21</p><p>　　經(jīng)插值后可查得=1.69 =1.33</p><p>　　又有附圖3-1可得軸的敏性系數(shù) =0.91 ， =0.84</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表3-4）<

68、/p><p>　　=0.91*（1.69-1）=1.628</p><p>　　=1+0.84*（1.33-1）=1.27</p><p>　　由附圖3-2的尺寸系數(shù)=0.81；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)=0.86</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即=

69、1，則按式（3-12（及式（3-12a）得綜合系數(shù)為</p><p>　　=1.628/0.81+1/0.92-1=2.1</p><p>　　1.27/0.86+1/0.92-1=1.56</p><p>　　又由3-1及3-2節(jié)得碳鋼的特性系數(shù)</p><p>　　=0.1~0.2，取=0.1</p><p>　　

70、=0.05~0.1，取=0.05</p><p>　　于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式（15-6）~（15-8）則得</p><p>　　==27.5/(2.1*95+0)=13.9</p><p>　　=155/(1.56*0.421/2+0.05*0.421/2)=45.7</p><p>　　=13.9*457/»S=1.5<

71、/p><p><b>　　圖3-4：脫水輥</b></p><p><b>　　脫水輥螺旋起重器</b></p><p>　　脫水輥螺旋起重器結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　脫水輥軸需要對(duì)中，一端用螺旋起重器定位，因?yàn)槊撍佪S是水平位移，所以不能靠自重復(fù)位，一端需加裝氣缸，提供水平方向的復(fù)位力。</

72、p><p>　　螺旋起重器兩組手柄通過(guò)聯(lián)軸器連接，就可以同時(shí)控制水平方向上的兩組脫水輥的定位，手柄是x軸方面的轉(zhuǎn)動(dòng)，輥柱軸的位移為y方向上的，所以先要通過(guò)錐齒傳動(dòng)裝置，將手柄的x方面的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變成y軸方向上的旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　，可以通過(guò)手柄來(lái)推動(dòng)重物，再通過(guò)螺桿螺紋的自鎖定位。它一般是由托杯，螺桿螺母和手柄等零件組成的。主要工作部件為螺桿和螺母，自鎖性能較好，常用的為滑動(dòng)螺旋，螺紋類

73、型為梯形螺紋。。對(duì)這一裝置的要求：達(dá)到零件所需的強(qiáng)度，耐磨度，自鎖性，穩(wěn)定性等。</p><p><b>　　螺旋起重器設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)計(jì)要求：5噸，位移距離300mm（實(shí)際需要為250mm）</p><p><b>　　。</b></p><p>　　對(duì)于重要傳動(dòng)也可用合金

74、鋼，如40Cr，65Mn，18CrMnTi等。</p><p>　　，如ZcuSn10Pb1，ZCuAl10Fe3等，載荷不大時(shí)也可采用鑄鐵。</p><p><b>　　按照實(shí)際需要，</b></p><p>　　螺桿選用45號(hào)鋼，調(diào)制處理，查手冊(cè)</p><p>　　抗拉強(qiáng)度 =600MPa</p>

75、;<p>　　屈服強(qiáng)度 =360MPa</p><p>　　由表12-1-10可得==360/（3~5）=120~72MPa，手動(dòng)可取=100MPa</p><p>　　螺母選擇材料ZCuAl10Fe，查表12-1-10可得=40~60MPa，取50MPa：=30~40MPa，取=35MPa</p><p>　　螺旋起重器屬于手動(dòng)低速，查表12

76、-1-9差得=18~25MPa，取20MPa</p><p>　　按耐磨性計(jì)算螺紋的中徑</p><p><b>　　F=50000N</b></p><p>　　查表12-1-4，=0.8 取=1.7</p><p>　　=0.8=40.7mm</p><p>　　由GB

77、/T5796.3-1986 ，取公稱直徑d=44mm，螺距P=7mm，中徑D2=d2=40.5mm，大徑D4=45mm，小徑d3=36mm，小徑D1=37mm的梯形螺紋，中等精度，螺旋副標(biāo)記為Tr44*7-7H/7e</p><p>　　螺母高度H=d2=1.7*40.5=68.85mm，取H=70mm，</p><p>　　則螺紋圈數(shù)n=H/P=70/7=10</p>

78、<p><b>　　自鎖性驗(yàn)算</b></p><p>　　因?yàn)槭菃晤^螺紋，導(dǎo)程S=P=7mm。故螺旋升角</p><p>　　=arctan=arctan=°9´2.28?，</p><p>　　查表12-1-7，鋼對(duì)青銅的摩擦因素f=0.08~0.10，取0.09，可得</p><p>

79、;　　當(dāng)量摩擦角=arctan=arctan=5°19´23?</p><p><b>　　<,故自鎖可行</b></p><p><b>　　螺桿強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p>　　查表12-1-3，螺紋摩擦力矩=Ftan（+）</p><p>　　=40.5/2*50

80、000*tan(°9´2.28?+5°19´23?)=150716N*mm</p><p>　　代入表12-1-4中式4得</p><p><b>　　===56.55<</b></p><p><b>　　螺母螺紋強(qiáng)度校核</b></p><p>　　

81、因螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需要校核螺母螺紋強(qiáng)度即可</p><p>　　查表12-1-4得，牙根寬度b=0.65P=0.65*7=4.55mm，基本牙型高=0.5P=0.5*7=3.5mm。代入表12-1-4中的式（7）及式（8）有</p><p><b>　　===7.8</b></p><p>　　外螺紋牙的許用切應(yīng)力查表12-1-10

82、可得為30~40 所以<</p><p><b>　　===20.57</b></p><p>　　外螺紋牙 的許用彎曲應(yīng)力查表12-1-10可得40~50 所以<</p><p><b>　　螺旋起重器效率計(jì)算</b></p><p>　　查表12-1-4

83、中式（16）并視托杯與螺桿頂部為推力軸承，效率為0.95時(shí)，有</p><p>　　=0.95*tan°9´2.28?/tan（°9´2.28?+5°19´23?）=35.1%</p><p>　　因系手動(dòng)千斤頂，故螺桿的剛度及橫向振動(dòng)不予考慮</p><p>　　圖3-5：螺旋起重器</p>

84、<p>　　螺旋起重器初始傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　下面做手柄到螺桿之間傳動(dòng)部分的計(jì)算，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)方面發(fā)生了改變，且傳動(dòng)速比不是很大，這里采用錐齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　固定螺母的高H=7mm，螺桿直徑d=44mm，P=7mm</p><p>　　鋼對(duì)青銅的摩擦因素f=0.08~0.10,螺旋升角3°9´2.28?，&

85、lt;/p><p>　　做受力分析，F(xiàn)t=5T=50000N</p><p>　　F1=cos3°9´2.28?*F=49924.4245N f1=3994N </p><p>　　F2=sin3°9´2.28?*F=2748N</p><p>　　螺旋起重器當(dāng)需要向前工作時(shí)，所需的扭轉(zhuǎn)力F=f1

86、+F2=6742N</p><p>　　手柄手搖轉(zhuǎn)速設(shè)為100r/min </p><p>　　T=F*d/2= 6742*22=14832.4N*mm</p><p>　　材料選擇，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，。</p><p>　　精度等級(jí)任選7級(jí)精度；小齒輪齒數(shù)=24，大齒輪=77</p&g

87、t;<p>　　選取螺旋角，初選螺旋角=14°</p><p>　　1.按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　按式（10-21）試算，即</p><p><b>　　試選=1.6</b></p><p>　　由圖10-30選區(qū)區(qū)域系數(shù)=2.433</p><p>　　由圖

88、10-26查的=0.78，=0.87，則=+=1.65</p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力</b></p><p>　　由圖10-21d按齒面硬度，；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度=550MPa</p><p>　　由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90;=0.95</p><p>　　計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為

89、1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得</p><p>　　==0.9*600MPa=540MPa</p><p>　　==0.95*550MPa=522.5MPa</p><p>　　=（+）/2=(540+522.5)/2MPa=531.25MPa</p><p>　　由表10-7選取齒寬系數(shù)=1</p><p&g

90、t;　　由表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)</p><p><b>　　計(jì)算</b></p><p>　　試求小齒輪分度圓直徑，有公式計(jì)算得</p><p><b>　　mm=30.5mm</b></p><p><b>　　計(jì)算圓周速度</b></p><

91、p>　　v==π*30.5*100/60/1000m/s=0.16m/s</p><p><b>　　計(jì)算齒寬b及模數(shù)。</b></p><p>　　b=*=1*30.5mm=30.5mm</p><p>　　==mm=1.23mm</p><p>　　h=2.25=2.25*1.23mm=2.77mm</p

92、><p>　　b/h=30.5/2.77=11</p><p><b>　　計(jì)算縱向重合度。</b></p><p>　　=0.318tan=0.318*1*24*tan14°=1.903</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　已知使用

93、系數(shù)=1，根據(jù)v=0.16m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查的動(dòng)載荷系數(shù)=1；由表10-4查的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)=1.385；由圖10-13查的彎曲強(qiáng)度計(jì)算得，齒向分布系數(shù)=1.33，由表10-3，齒間載荷分配系數(shù)==1.4，故載荷系數(shù)</p><p>　　K==1*1*1.4*1.385=1.94</p><p>　　按實(shí)際的載荷系數(shù)校正羧酸的分度圓直徑，由式（10-10

94、a）得</p><p>　　==30.5*mm=32.5mm</p><p><b>　　計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　==mm=1.31mm</p><p>　　2按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　由式（10-17）</b></p>&l

95、t;p>　　確定計(jì)算參數(shù)（參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)）</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)。</b></p><p>　　K==1*1*1.33*1.4=1.86</p><p>　　根據(jù)縱向重合度=1.903，從圖10-28查的螺旋角影響系數(shù)=0.88</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b&

96、gt;</p><p>　　=26.27 =84.29</p><p><b>　　查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10-5查的齒型系數(shù)</p><p>　　查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表10-5查的</p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p><p

97、>　　由圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞極限=380MPa</p><p>　　由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式（10-12）得</p><p>　　計(jì)算大，小齒輪的并加以比較。</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大<

98、/b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　mm=0.933mm</p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的法面模數(shù)，取=1.3mm，就可滿足彎曲強(qiáng)度。但考慮要同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，則按照接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑=32.5mm，再計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。

99、</p><p><b>　　于是由</b></p><p>　　取=24，則=u=78。</p><p><b>　　幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　計(jì)算中心距</b></p><p><b>　　a==</b>

100、</p><p>　　將中心距圓整為68mm</p><p>　　按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　12°50´18?</b></p><p>　　因值改變不多，故參數(shù)等不必修正。</p><p>　　計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑</p><

101、;p><b>　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p>　　b==1*32mm=32mm</p><p><b>　　圓整后取</b></p><p><b>　　水淬槽</b></p><p><b>　　水淬槽</b></p>&l

102、t;p><b>　　水淬斑分析</b></p><p>　　在鋼帶的快速冷卻過(guò)程中，水淬具有十分重要的意義。水淬的作用是鋼帶經(jīng)過(guò)輥壓成型工序之后，在充滿循環(huán)脫鹽水的水淬槽內(nèi)從170°C冷卻到45°C的溫度，來(lái)滿足后續(xù)工序所需的要求。水淬斑表現(xiàn)為鋼帶表面無(wú)固定形貌的整板面斑紋，顏色為淺黑色、黃褐色等顏色。</p><p>　　當(dāng)生產(chǎn)規(guī)格為1.5

103、?2.0 mm厚料且輥?zhàn)铀俣容^大時(shí)，容易產(chǎn)生水淬斑。</p><p><b>　　水淬槽水質(zhì)情況</b></p><p>　　根據(jù)水淬斑形貌特點(diǎn)，首先考慮水淬斑產(chǎn)生原因。</p><p>　　因?yàn)樗悴鬯|(zhì)有問(wèn)題，當(dāng)較高溫度的鋼帶通過(guò)水淬槽時(shí)，水中雜質(zhì)會(huì)粘附在鋼帶表面。對(duì)水淬槽內(nèi)循環(huán)水取樣化驗(yàn)，并和某同類機(jī)組水淬槽水質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，化驗(yàn)結(jié)果如表1。

104、通過(guò)表1可以發(fā)現(xiàn)，兩條機(jī)組水淬水質(zhì)區(qū)別最大的為Na含量，本機(jī)組水淬 Na含量遠(yuǎn)高于對(duì)比機(jī)組，其次是Si、Fe和PH 值的含量也要高于對(duì)比機(jī)組，其余Mn和的 含量差別不大。說(shuō)明本機(jī)組清洗段的清洗效果要比 對(duì)比機(jī)組差，較多的堿和殘鐵帶入了水中。</p><p>　　同類機(jī)組與本機(jī)組水淬槽水質(zhì)化驗(yàn)對(duì)比表</p><p>　　表4-1：水質(zhì)對(duì)比表</p><p>　　為了減

105、輕水淬槽內(nèi)水質(zhì)對(duì)鋼帶表面質(zhì)量的影響，采取以下改進(jìn)措施。</p><p>　　1)利用停機(jī)檢修時(shí)間對(duì)水淬槽進(jìn)行徹底清洗， 并對(duì)槽內(nèi)已經(jīng)生銹的螺栓、螺母進(jìn)行更換，保證槽 體內(nèi)的清潔。</p><p>　　2)正常生產(chǎn)過(guò)程中每天對(duì)水淬槽進(jìn)行一次換水，厚料生產(chǎn)過(guò)程中如出現(xiàn)水淬斑馬上換水，減少水淬水質(zhì)雜質(zhì)含量偏高對(duì)鋼帶面的影響。</p><p>　　通過(guò)以上兩種措施可以在一定

106、程度上減少水淬斑缺陷，但是頻繁更換脫鹽水增加了工序成本， 況且并不能根本控制水淬斑的產(chǎn)生，因此需進(jìn)一步分析查找水淬斑產(chǎn)生的根本原因。</p><p>　　通過(guò)長(zhǎng)期的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，水淬斑大多出現(xiàn)在厚料上，且機(jī)組速度接近或等于相應(yīng)規(guī)格、鋼種的最大速度，此時(shí)水淬槽內(nèi)水溫較高，有時(shí)甚至接近于設(shè)計(jì)的最高溫度?？紤]到因水直接接觸鋼帶表面，會(huì)造成鋼帶表面氧化。分析水淬斑產(chǎn)生原因?yàn)樗疁仄咴斐伤悴蹆?nèi)水蒸氣含量較高，鋼帶進(jìn)入水淬槽內(nèi)

107、和水蒸氣接觸產(chǎn)生氧化。</p><p>　　為了驗(yàn)證水淬斑是否為鋼帶在水淬槽內(nèi)產(chǎn)生的氧化層，取正常樣與缺陷樣，通過(guò)掃描電鏡對(duì)帶鋼表面形貌及化學(xué)成分進(jìn)行分析，未能找到兩者之間（尤其是氧含量）的明顯區(qū)別。</p><p>　　圖41：正常樣 圖4-2：缺陷樣</p><p>　　通過(guò)上表可以發(fā)現(xiàn)，兩條機(jī)組水淬水質(zhì)區(qū)

108、別最大的為NaH0含量，本機(jī)組水淬NaH0含量遠(yuǎn)高于對(duì)比機(jī)組,其次是Si、Fe和PH值的含量也要高于對(duì)比機(jī)組，其余Mn和S0的含量差別不大。說(shuō)明本機(jī) 組清洗段的清洗效果要比對(duì)比機(jī)組差,較多的堿和殘鐵帶入。</p><p><b>　　水淬槽水溫的影響</b></p><p>　　通過(guò)長(zhǎng)期的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，水淬斑大多出現(xiàn)在厚料上，且機(jī)組速度接近或等于相應(yīng)規(guī)格、鋼種的最大速度，

109、 此時(shí)水粹槽內(nèi)水溫較高,有時(shí)甚至接近于設(shè)計(jì)的最高溫度?？紤]到因水直接接觸鋼帶表面,會(huì)造成鋼帶表 面氧化。分析水淬斑產(chǎn)生原因?yàn)樗疁仄咴斐伤悴蹆?nèi)水蒸氣含量較高,鋼帶進(jìn)入水淬槽內(nèi)和水蒸氣接觸產(chǎn)生氧化。</p><p>　　為了驗(yàn)證水淬斑是否為鋼帶在水淬槽內(nèi)產(chǎn)生的氧化層,取正常樣本與缺陷樣本，通過(guò)掃描電鏡對(duì)鋼帶表面形貌及化學(xué)成分進(jìn)行分析，未能找到兩者之間（尤其是氧含量）的明顯區(qū)別。</p><p&

110、gt;　　正常試樣氧含量在較淺范圍內(nèi)較高,而水淬斑試樣氧含量在中等深度度范圍內(nèi)較高，之后氧含量均趨于正常。這說(shuō)明水淬斑試樣和正常試樣表面都發(fā)生了氧化，但水淬斑試樣的氧化層深度要大于正常試樣。水溫偏高會(huì)造成水淬槽內(nèi)水蒸氣含量增加，使得鋼帶表面更容易發(fā)生氧化,板面上較大深度的氧化層表現(xiàn)為水淬斑缺陷。</p><p><b>　　改進(jìn)措施</b></p><p>　　(1)

111、在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上,對(duì)水淬工藝參數(shù)進(jìn)行了多次調(diào)整試驗(yàn),以降低水淬槽內(nèi)水溫和水蒸氣含量,防止水淬斑的產(chǎn)生。增大冷卻水的流量,提高熱交換器的換熱效 果,降低水淬槽內(nèi)的水溫。將冷卻水流量多次調(diào)高，</p><p>　　以加強(qiáng)熱交換器的冷卻效果。</p><p>　　(2)增大水淬槽內(nèi)循環(huán)水流量,提高熱交換器的換熱效果;降低水萍槽內(nèi)的水溫,并加速水淬槽內(nèi)水的流動(dòng)速率，提高鋼帶與槽內(nèi)循環(huán)水的換熱效果

112、。</p><p>　　因循環(huán)水流速為恒定值,但是循環(huán)泵為一用一備兩臺(tái)泵,通過(guò)同時(shí)開(kāi)啟兩臺(tái)泵來(lái)增大流量。使用兩臺(tái)泵工作后,水淬槽內(nèi)最大水溫明顯降低,尤其是機(jī)組滿負(fù)荷生產(chǎn)厚料時(shí)的水溫降低后，對(duì)抑制水淬斑的產(chǎn)生起到了良好效 果，通過(guò)投入兩臺(tái)循環(huán)杲后水淬斑缺陷得到控制。</p><p>　　(3)清洗水淬熱交換器和循環(huán)水過(guò)濾器,提高冷卻效果。定期清洗水淬循環(huán)水過(guò)濾器,確保循環(huán)管路和熱交換器沒(méi)有堵

113、塞，尤其是將熱交換器清洗后,熱交換器內(nèi)附著的雜質(zhì)、污垢等得到了有效清洗，對(duì)降低水淬槽內(nèi)水溫起到了一定作用。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　水淬斑缺陷是鋼帶表面在水萍槽中產(chǎn)生的較大深度的氧化層，水淬斑的產(chǎn)生機(jī)理為水溫偏高造成水淬槽內(nèi)水蒸氣含量增加，使得鋼帶表面更容易發(fā)生氧化。通過(guò)增大冷卻水流量、增大循環(huán)水流量、清洗熱交換器和過(guò)濾器、增大排

114、霧閥門開(kāi)度可以降低水淬槽內(nèi)水溫和水蒸氣含量,減小鋼帶表面在水淬槽中的氧化深度,使水淬斑缺陷得到有效控制。</p><p>　　水淬溫度對(duì)水淬的影響</p><p>　　。當(dāng)被鋼帶表面溫度的處于400℃以下時(shí)，RJC的冷卻速度通常只有每秒30℃左右，而60℃的靜止水,其冷卻速度則可達(dá)每秒l80℃，水的冷卻速度是 RJC的六倍。</p><p>　　如果把鋼帶從400℃

115、冷卻至100 ℃， 鋼帶通過(guò)水淬槽的線速度為120m/min,冷卻速度按30℃/s計(jì)算， 則所需 RJC 設(shè)備的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=（400—100) /30*120 /60=20m;若線速度為480m/min,則L=80m,如杲使用水淬工藝，水淬箱尺寸僅為數(shù)米。同時(shí)，RJC在設(shè)計(jì)、制造以及生產(chǎn)的過(guò)程都比較復(fù)雜，而且， RJC的冷卻速度很難有大幅度的提升。但通過(guò)一些較易實(shí)現(xiàn)的措施，鋼帶在水淬槽的冷卻速度可以達(dá)到700℃/s以上。</p>

116、;<p>　　分析可得，在鋼帶的快速冷卻過(guò)程中,水淬工藝具有很大的重要性。</p><p>　　靜止水的冷卻過(guò)程大致分三個(gè)階段：對(duì)流傳熱冷卻、滄狀沸騰冷卻和膜狀沸騰冷卻。</p><p>　　在一般的冷卻過(guò)程中，當(dāng)鋼帶表面溫度高于380 ℃，在其表面容易形成一層蒸汽膜、即膜狀沸騰冷卻。當(dāng)蒸發(fā)與冷凝平衡時(shí)，膜狀沸騰處于穩(wěn)定狀態(tài)。氣膜吸附在鋼帶表面，阻礙了其換熱，使水淬的冷卻能力

117、下降。</p><p>　　鋼帶表面溫度處于100℃?380℃時(shí)，冷卻形式就轉(zhuǎn)變?yōu)榉序v冷卻，此時(shí)，蒸氣膜完全破裂，水能和鋼帶表面直接進(jìn)行熱交換，同時(shí)產(chǎn)生很多汽泡。蒸汽泡依靠汽化所需要的大量熱，通過(guò)吸收大量熱量并杷它帶走，冷卻速度迅速達(dá)到最大值。</p><p>　　當(dāng)鋼帶表面溫度冷卻至100℃以下時(shí)，冷卻就進(jìn)入了對(duì)流換熱階段。此時(shí)鋼帶表面溫度下降平緩，通常為 45℃/s。鋼帶與水作快速相對(duì)

118、運(yùn)動(dòng)，攪動(dòng)鋼帶附近的冷卻水，設(shè)置水循環(huán)等方式都可以有效地破壞蒸汽膜，加強(qiáng)水與鋼帶的換熱，大幅度增加水淬的效率。</p><p>　　圖1和圖2分別表示了在不同溫度的靜止水中冷卻速度和換熱系數(shù)與試樣溫度的關(guān)系，可供設(shè)計(jì)參考。試樣為直徑20mm的球形銀試樣。</p><p>　　對(duì)水淬箱里的水進(jìn)行攪動(dòng)可以提高熱換效率，加快冷卻速度。其冷卻強(qiáng)度在輕微攪動(dòng)時(shí)為1.0?1.1，強(qiáng)烈攪動(dòng)時(shí)為1. 6?

119、2. 0，激烈攪動(dòng)時(shí)為4。</p><p>　　圖4-3.直徑水的換熱系數(shù) 圖4-4. 靜止水的冷卻速度</p><p>　　鋼帶可水冷的溫度區(qū)間</p><p>　　水淬分為高溫水淬和低溫水淬,.髙溫水淬是為了滿足村料在熱處理過(guò)程中的相變要求，低溫水淬則完全為了實(shí)現(xiàn)快速冷卻，現(xiàn)在重點(diǎn)討論低溫水淬。</p><p>　　4

120、00 ℃以上時(shí),鋼帶由于水淬時(shí)表面氣化產(chǎn)生的蒸汽膜存在容易被氧化還，會(huì)阻止鋼帶的熱交換，所以一般要求鋼帶進(jìn)入水淬箱的的溫度一般在400℃以下。通常認(rèn)為鋼帶在水淬箱中繼續(xù)冷卻到150℃，就不會(huì)在空氣中氣化。</p><p><b>　　改善冷卻過(guò)程</b></p><p>　　改善冷卻過(guò)程的主要目的是：</p><p><b>　　(1