年產量155萬噸冷軋車間設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 遼寧科技大學本科生畢業設計（論文） 第55頁 年產量155萬噸冷軋車間設計畢業論文目錄摘要 IABSTRACT II目錄 III1 綜述 1 冷軋生產特點 1 冷軋產品的發展及應用 3 冷軋設備 4 PC軋機的概況介紹 4 HC軋機 5 UC 軋機 6 CVC軋機 6 最新的UPC軋機 7 冷軋生產工藝 7 冷軋工藝潤滑，冷卻，清洗劑 7 酸洗技術 8 軋制 8 精整 9 鍍鋅 10 矯直 10 本設計的意義 102 產品方案的制定及金屬平衡表 11 產品方案的制定 11 原料的選擇 12 原料要求： 12 熱軋帶鋼卷的技術要求： 12 金屬平衡表的制定 13 金屬平衡 13 133 軋制工藝流程 14 冷軋板帶鋼生產的工藝流程 14 酸洗設備 14 酸洗原理 14 酸洗設備選擇 15 酸洗設備參數 15 帶鋼冷軋 17 19 機組主要單體設備性能 19 退火 21 機組主要工藝參數 21 機組主要單體設備性能 22 帶鋼的平整 22 機組主要工藝參數 23 機組主要單體設備性能 23 熱鍍鋅機組 24 機組主要工藝參數 25 機組主要單體設備性能 25 27 原料和成品的規格 27 27 27 工藝流程： 27 橫切機組的參數 27 28： 28 28 重卷機組 29 工藝流程 29 重卷機組參數 294 軋制工藝制度 30 壓下規程 30 工藝制度的確定 30 壓下制度 30 張力制度 30 速度制度 31 軋制力計算 315 設備強度及能力校核 34 咬入能力校核 34 軋輥強度校核 34 生產能力校核 39 電機能力校核 39 軋機生產能力校核 40 軋機小時產量計算 41 軋機平均小時產量計算 41 車間年產量計算 416 各項技術經濟指標 43 技術經濟指標 43 軋鋼廠的環保 45 綠化 45 各類有害物質的控制及防治 45 水質的處理 467專題 47結論 54參考文獻 55致謝 561 綜述 冷軋生產特點 隨著市場經濟的飛速發展，汽車，儀器儀表、無線電，國防及航空航天工業等尖端技術對帶鋼的品種、規格，性能和質量不斷提出更高的要求，熱軋帶鋼生產遠遠不能滿足各行各業發展的需要。因此，在軋制機械設備和工藝過程的不斷完善中，冷軋帶鋼的生產已經得到了足夠的重視和發展，使其在軋鋼生產中占有特殊的地位。當需要生產厚度減小到一定尺寸的薄帶鋼時，大多數都采用冷軋方式。因為冷軋的采用為提高帶鋼表面質量、改善力學性能和獲得精確的尺寸偏差提供了保證，所以現代國外的帶鋼，大多是熱軋后又進行冷軋。美國直接使用的帶鋼，幾乎都是冷軋交貨的。 冷軋按其特征來說，與熱軋有著嚴格的區別。冷軋可以獲得遠較熱軋所能生產厚度小得多的產品。盡管在熱軋時，帶鋼的塑性變形較好、變形抗力低及具有生產率高等優點，但從一定的厚度(～)，繼續減縮帶鋼的厚度，以達到所要求的成品厚度，熱軋方式是難以完成的。因為熱軋過程中，隨著帶鋼厚度變薄，帶鋼溫度迅速降低，特別是對于截面小的窄帶鋼，頭尾溫度差別很大。帶鋼在熱軋過程中的這種溫降，以及由于冷卻的差異而引起的溫度不均勻分布，使熱軋的溫度不易控制，帶鋼的塑性變形不易均勻，尤其是在軋制厚度小而長度大的帶鋼時，這個問題更顯得格外突出。 冷軋生產方式，解決了上述缺陷。就是說它不存在熱軋帶鋼生產中所特有的溫降與溫度不均的問題，因而可以保證產品獲得厚度甚小()，長度很大的帶鋼。 冷軋配以正確的熱處理，就能夠制造出依帶鋼的用途而決定的具有最好性能的產品。諸如生產深沖壓用的帶鋼以及其它軟狀態帶鋼。這種狀態的帶鋼，往往具有高的延伸性，低的強度或硬度，以保證深沖的需要。 冷軋時，由于產生“加工硬化”效應，顯著地改變了帶鋼的學力性能。因此借助冷軋時帶鋼“加工硬化”的作用，用選擇冷軋時的壓下量和選擇熱處理制度的方法，可以比較容易地在很大范圍內調整帶鋼的力學性能及工藝性能。諸如冷硬狀態、特硬狀態、軟狀態、半軟狀態、半硬狀態等各種狀態的產品，這是熱軋所不能達到的。 雖說熱軋后帶鋼的力學性能，在某種條件下能近似冷軋退火后的力學性能，但這種力學性能既不同于完全冷軋后的，也不同于完全退火后的力學性能。其抗拉強度往往低于完全冷軋而高于完全退火的，其延伸性也低于完全退火而高于完全冷軋的。問題最大的是，熱軋后帶鋼的力學性能波動很大，一般是難以控制的。熱軋的產品，實際上不能滿足各部門所要求的各種力學性能，特別是特硬和特軟產品的力學性能。此外，冷軋完全可以保證帶鋼的精確尺寸和相當均勻的性能，獲得比熱軋所能保證的厚度和寬度偏差精確得多的產品，這對于生產某些產品是完全必要的。 熱軋產品允許的尺寸偏差，遠較冷軋產品大，這是由于熱軋不能得到精確的厚度與寬度尺寸。形成的原因：一方面是使用了變形量要求較大的熱軋機設備，不可能給予所軋制的帶鋼以精確的厚度；另一方面，由于在高溫下帶鋼本身及軋輥的彈性限度都大大地被降低，因而也就不可能保證產品的精確的尺寸偏差。 表面狀態是一般帶鋼重要的要求之一，因為帶鋼的表面質量將直接影響帶鋼的使用性能。目前的熱軋工藝水平尚不能保證帶鋼表面免于氧化，以及由于氧化鐵皮而帶來的表面質量不良，因此它不適于生產表面光潔度要求較高的帶鋼。然而，由于帶鋼的冷軋往往是在室溫下進行，其表面不產生氧化鐵皮，因此能保證產品獲得較高的表面光潔度(通常達Rz=～)。由于冷軋后的帶鋼表面良好，不存在熱軋帶鋼常出現的麻點、氧化鐵皮壓入、粘結等缺陷，故在許多情況下，不需再繼續進行加工就能直接使用。 可見，采用冷軋方法生產帶鋼優點是很多的，歸結起來有以下幾點：（1）能得到熱軋方法很難得到的極薄帶鋼()；（2）能使產品具有很高且范圍很廣的力學性能及工藝性能；（3）能保證獲得高精度尺寸、厚度偏差小、沿帶鋼的寬度及長度方面的厚度均勻，板形良好、表面光潔的各種帶鋼；（4）成本低、收效率高； 在冷軋的生產過程中，根據目的不同，通常將軋制分為粗軋、中軋和精軋。粗軋和中軋有些廠家統稱之為粗軋。其主要任務在于減縮帶鋼的厚度，并使帶鋼在加工過程中承受適當的壓力作用，以保持其良好的工藝性能，為精軋提供質量符合要求的精軋坯料。 一般粗軋與中軋要求有較大的壓下率，較高的軋制速度，以獲得較大的生產率。但其最大的總壓下率，主要是由帶鋼本身塑性決定的，同時也受到軋制設備能力的限制。因此擬定粗軋，中軋工藝制度時，往往根據綜合性能、設備能力及充分利用軋制帶鋼的塑性，并考慮“加工硬化”的影響，適當分配道次壓下率，盡可能減少中間退火次數，以達到提高生產率，降低消耗和保證產品質量的目的。由于粗軋、中軋時所產生的“加工硬化”只是間接地影響到成品的力學性能，而不能直接控制成品的最后性能，因此在整個軋制過程中，粗軋和中軋在經濟上的要求，要重于質量控制的要求。 精軋是冷軋的最后工序，是保證產品質量的關鍵一環。精軋的目的，主要在于控制成品的力學性能和工藝性能，控制成品的精確厚度和良好的板形以獲得高質量性能和表面狀態的成品。 精軋與粗軋、中軋雖然同屬于冷軋，但在生產技術要求上有很大的區別。為了能精確地控制成品的力學性能，工藝性能，尺寸精度和表面光潔度，在精軋過程中對精軋坯的要求是非常嚴格的。精軋前的帶鋼，必須獲得充分退火，以達到完全再結晶的狀態。為了獲得充分的退火，退火前的最后一次中軋必須有足夠的變形量。精軋時所采取的道次下率必須適當，這就是必須根據成品的各項有關質量的技術要求，精確選定總的壓下率及分配道次壓下率。 為了能夠精確地控制帶鋼厚度，必須盡量避免軋機各部件的彈性變形，特別是要避免軋輥的彈性變形。 在實際生產中，粗軋、中軋與精軋的設備，往往是分開的，但沒有嚴格的劃分。因為對于一些力學性能、尺寸偏差和表面狀態要求不十分嚴格的產品，往往在中軋設備上即可生產出成品。但對于一些要求較高的，特別是厚度較薄的產品，應當有中軋、精軋設備之分，亦即必須進行精軋。 必須指出，冷軋的這種分工及其產品特點之所以較之熱軋方式生產的產品有許多優點，乃與如下的冷軋工藝特點是分不開的：帶鋼在冷狀態下軋制時，由于帶鋼加工硬化，則必須經過中間退火使之重新軟化，并恢復塑性，以便繼續軋制；帶鋼坯在軋制前必須清除表面氧化鐵皮，從而保證了帶鋼表面光潔度，并減少了軋輥的磨損；采用張力軋制，保證了帶鋼的良好板形，控制了帶鋼厚度偏差，并減小軋制壓力，有利于軋制薄規格產品。采用工藝冷卻和潤滑，便于控制軋輥與帶鋼的溫度，減少軋輥與帶鋼間的摩擦并降低軋制壓力，有利于板形控制并防止了帶鋼的粘輥。 冷軋產品的發展及應用21世紀中國鋼鐵工業已經邁入了一個新臺階，中國的冷軋帶鋼的生產能力提高很快，但是，還是滿足不了汽車等工業對冷軋材料的需求，尤其是對冷軋鋼板的質量提出更加嚴格的要求。因此，要求我們要進一步創新理論，改善軋鋼生產工藝流程，進而改變帶鋼的力學性能，更好滿足國民生產的需要，為全面建設中國特色社會主義提供堅實的保障。冷軋帶鋼的用途極廣。低碳鎮靜鋼和沸騰鋼的冷軋薄板，可以制造汽車車身、冰箱外殼以及許多其它沖壓件及深沖件；低碳鎮靜鋼和沸騰鋼的冷軋鍍錫板可以制造罐頭盒、噴霧器筒及類似產品；由X12CrNi18和X5Cr7鋼制成的冷軋不銹帶鋼，可以用來制造化工設備、洗滌機、沖洗槽和餐具等；經冷軋和隨后退火的電工硅鋼帶，可用于制造如電動機、變壓器、發電機和各種其他電器設備的電磁回路中的鐵心疊片。高碳冷軋調質帶鋼及其它經熱處理的帶鋼，可用來制造可淬硬的部件如彈簧板或鋸片。電鍍鋅、熱鍍鋅、鍍鎳、鍍鉻、鍍銅、鍍鋁或涂塑料的帶鋼比例不斷增加。它們有著多方面的用途。例如熱鍍鋅鋼板(有一部分涂漆或塑料)，在建筑工程中用作建筑物的外墻皮；而鍍鎳、鍍鉻和鍍銅帶鋼，則多用來制作裝飾件。 冷軋設備 在板形控制方面，近20年來．國際上先后開發了一系列先進的板形控制技術．通過采用一定的軋輥輥形配以彎輥、竄輥等技術，滿足了用戶對板形質量精度日趨嚴格的要求，并以各自的技術特點為標志．推出了如CVCHCMW、UCMW、DSR、PC等新一代高性能軋機。在目前的冷軋生產當中．采用CVC軋機、HC或UC軋機已成為最普遍的選擇．隨著DSR技術(動態板形輥及其板形控制)的發展．多種專有技術共存于一條生產線的情況已出現并反響良好．如寶鋼2030機組采用CVC+DSR技術在板形控制上已取得了良好效果。 PC軋機的概況介紹 精軋設備是整個熱連軋生產線最終產品的設備,為了進一步改善和提高熱軋帶鋼的凸度和板形,世界各國都在積極研究和開發新的軋機,先后出現了四輥軋機、強力彎輥軋機、HC 軋機、WRS軋機及CVC軋機。1984年,由日本三菱重工與新日鐵合作研制的PC軋機問世,首先在日本廣田廠1840mm 熱軋帶鋼精軋機組采用。由于其在帶鋼凸度及板形方面優異的控制能力,受到世界各國的重視。國內寶鋼和鞍鋼也先后于1997年和2000年引進了PC軋機。到2000年世界上已擁有78臺PC軋機。此外,1992年至1993年間,日本又相繼將PC軋制技術應用于熱軋厚板和冷軋帶鋼生產。圖11　PC 軋機交叉軋制原理簡圖 HC軋機 普通四輥軋機，輥系間的載荷分布和變形分布都是以軋機中心線為中心而左、右對稱的，所以在處理問題時可只研究其半輥身部分。由于HC軋機在結構上具有中間輥可橫向移動的突出特點，使其輥系不在以軋機中心線為軸而左右對稱,因而輥系的受力分布及變形分布均與普通四輥軋機不同。如圖12所示,中間輥是以軋機中心線ZZ`為軸線,以同樣的距離向相反方向移動,因此,整個輥系的受力和變形以及軋后軋件的橫斷面形狀均以。點為中心,呈點對稱狀態。但是,若將上、下輥系作為整體考慮,無論是受力還是變形,仍以軋機中心線為界而左、右相等。利用上述特點,在處理輥系的受力和彈性變形時,可只考慮上輥系或下輥系即可,從而使問題得到一定的簡化。在計算輥系彈性變形時,把簡支梁轉化為懸臂梁,可使問題進一步簡化圖12 HC軋機的載荷分布示意圖 圖13 UC 軋機結構簡圖 UC 軋機 UC軋機是在HC軋機的基礎上開發出來的一種新的六輥式軋機,其結構如圖13所示。它采用了小輥徑化的工作輥,同時還具有中間輥橫移、中間輥彎輥和工作輥彎輥等多種板形控制執行機構,因此,這種軋機除了具有減小軋制壓力、減小軋機的最小可軋厚度等功能以外,同時還具有很強的板形控制能力。 CVC軋機 CVC是Continuously Variable Crown的縮寫,系連續可變凸度之意。CVC 軋機就是有一對軋輥的凸度是連續可調的。這種軋機是德國施羅曼西馬克(SMSSchloemann Siemag)公司于80年代初開發的,第一臺軋機于1982年投入運轉。由于其獨特的控制板截面形狀和控制板形特性, 自研制成功以來,在鋼板帶與鋁板帶軋制中獲得了廣泛的應用。截止1994年底,全世界已有約100臺軋機投入生產或即將投產。 CVC 軋輥輥型為全波正弦曲線,近似瓶形,上下輥相同,裝成一正一反,互為180度,構成S形輥縫（圖14）。通過軸向反向移動上下軋輥，就可實現軋輥凸度連續變化與控制。當軋輥未抽動時（圖14a）,輥縫略呈S形,軋輥工作凸度等于零,即為平輥型或中性凸度；當上輥向右下輥向左移動等距離時（圖14b）,即小頭抽出時,則形成凹輥縫,此時中間輥縫變小,軋輥工作凸度大于零,稱正凸度控制；反之,如果上輥向左下輥向右移動等距離（圖14c)即大頭抽出時,則形成輥凸度為負的軋輥,軋輥工作凸度小于零,稱負凸度控制。由此可見,調節CVC軋輥的抽動方向和距離,就可調節原始輥凸度的正負與大小,相當