畢業設計熱軋板帶鋼車間設計及控軋控冷技術-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 6 采用四輥成對交叉 PC 軋機軋機交叉采用單側傳動形式 F1F3 工作輥由交流電機通過主減速機中間軸人字齒輪座齒形萬向接軸驅動而 F4F6 工作輥由交流電機通過中間軸人字齒輪座齒形萬向接軸驅動軋機主傳動的齒接手中設有安全螺栓當出現過大負荷時安全螺栓切斷以保護驅動系統不被損傷 F4F6 軋機內設有在線工作輥修磨裝置 ORG 以減少換輥次數 軋機主要性能參數如表 39 表 39 精軋機組軋機主要性能參數 機架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 Dg mm Dz mm 850765 16001450 850765 16001450 850765 16001450 700630 16001450 700630 16001450 700630 16001450 Lg mm 2450 2450 2450 2450 2550 2550 Lz mm 2150 2150 2150 2150 2150 2150 P t 45000 45000 45000 45000 40000 40000 主電機 AC10000 AC10000 AC10000 AC10000 AC10000 AC10000 轉速 rpm 150450 150450 150450 150450 250700 300800 工作輥材質 高鉻鑄鐵 高鉻鑄鐵 高鉻鑄鐵 高鉻鑄鐵 高鉻鑄鐵 高鉻鑄鐵 支撐輥材質 Cr5 Cr5 Cr5 Cr5 Cr5 Cr5 主減速比 416 33 254 1 1 1 310 軋輥交叉裝置配置表 軋機號 F2F3 F4F6 形式 單側電動交叉式 單 側 電動 交叉 式 絲桿 180mmdin179。輥身長 mm φ 275179。 2300 助卷輥硬度 HS HRC4852 助卷輥跳躍控制 AJC 跳步控制 助卷輥電 機額定功率 kW 75 助卷輥電 機轉速 rmin 1200 助卷輥 AJC 液壓缸直徑 mm φ 220φ 160 助卷輥 AJC 液壓缸行程 mm WR1 1055 WR2 800 WR3 660 助卷輥 AJC 液壓缸壓力 MPa 160 4 軋制工藝及軋制制度的確定 41 生產工藝流程 411 生產工藝簡介 2150mm41 圖 41 工藝流程圖 312 生產工藝流程概述 由于工藝流程的區別入加熱爐的板坯溫度是不一樣的直接熱裝軋制板坯溫度 t ≥ 800℃熱裝軋制 板坯溫度 t ≥ 600℃熱板坯經測溫后裝入加熱爐 板坯在加熱爐內一般加熱到 12021250℃由四臂式出料機托出爐外部分碳素鋼和某些低合金鋼可采用低溫出爐軋制工藝其出爐溫度為 1100℃以上軋制帶鋼厚度約為 20 毫米以上 加熱爐出爐的板坯首先經過粗軋除鱗箱用高壓水清除氧化鐵皮然后送到定寬壓力機和粗軋機進行軋制 R 粗軋機是四輥可逆軋機將板坯軋成厚度 3060 毫米的中間帶坯粗軋帶坯經中間輥道切頭飛剪輸入輥道對邊部需要加熱的帶坯經邊部感應加熱器加熱隨后用切頭剪切去帶坯的頭尾不合格部分再經過精軋機前的立輥軋機軋制后送入六機架精 軋機組軋制進精軋機的速度隨成品的厚度而定厚度越薄速度越快 帶坯經過 F1F6 機架四輥式精軋機組軋制成厚度為 18254 毫米的成品帶鋼精軋出口溫度在 880℃左右成品帶鋼經精軋機組后的輸出輥道上的層流冷卻裝置冷卻將帶鋼冷卻到規定的卷取溫度 500780℃一般在 600℃左右然后由地下液壓式卷取機卷成卷卷取完的鋼卷由卸卷小車將鋼卷從卷取機卸出經臥式打捆機打捆后用鋼卷小車送到鋼卷升降機托住鋼卷鋼卷升降機下降由一號鋼卷運輸鏈接受鋼卷然后由鋼卷運輸鏈系統運送對需要檢查的鋼卷則送到檢查線打開鋼卷進行檢查鋼卷經稱重噴印后根據下一工 序決定鋼卷的流向鋼卷為臥式運輸運輸鏈和運輸鏈之間用可升降的鋼卷車過渡連接鋼卷需轉向運輸的位置采用了升降機 42 加熱制度 421 加熱的目的 1 2 提高原料的塑性以便于壓下提高成品尺寸精度和表面光潔度 3 在高于再結晶溫度軋制時不存在加工硬化現象故變形抗力減小故軋制能耗也降低 4 使板坯內外溫度均勻減少由于溫差造成的內應力有利于軋制的進行 5 原料的加熱可以使不均勻的組織借助于擴散而得到改善改變其內部結晶組織或消除軋制中造成的內應力提高其機械和物理性能 6 原料加熱良好能減少軋輥和其它設備零件的磨損從而提 高零件壽命并能采用較大的壓下量減少軋制道次增加軋機利用率 422 加熱的要求 1 加熱溫度要準確不產生過熱和過燒 2 加熱時板坯內外溫度要均勻盡量將溫差限制在允許范圍內否則產生熱應力 3 盡量減少板坯加熱時氧化損失以降低成本提高表面質量 4 防止含碳量高的板坯在加熱時脫碳 5 不同的鋼種制定不同的合理的加熱制度 423 加熱溫度的確定 1 加熱溫度的上限和下限 對低合金鋼和碳鋼可根據 FeC 平衡相圖確定加熱溫度的上限和下限理論上應當是固液線 AE 11401530℃ 實際上加熱溫度上限一般低于其 100150℃ 其下限理論上高于 AC3 高 3050℃這個溫度通常是 800850℃此外還要考慮到出爐到軋制終了時的全部降溫情況 2 加熱溫度必須考慮軋鋼工藝的要求和設備布置的特點等 3 合金鋼的加熱溫度尤其高合金鋼中合金元素的種類含量不同故具體考慮 424 加熱時間的確定 τ C178。1015 197925mm 表 47 立輥壓下量及各道次寬度 道次 i 0SP 1 2 3 4 5 粗軋后 寬展量 mm 0 85 1562 155 1453 1427 0 側壓下量 mm 2661 2308 2116 1876 1632 95 0 軋前寬度 mm 197925 195264 193806 193252 192926 192747 193224 軋后寬度 b mm 195264 196114 195368 194802 194379 194174 193224 433 精軋機組壓下制度的確定 1 第一架可以留有適當的余量即是考慮到帶坯厚度的波動和可能產生的咬入困難等而使壓下量略小于設備允許的最大壓下量 2 第二三架要充分利用設備能力給予盡可能大的壓下量 3 以后各機架逐漸減少壓下量到最后一架一般在 712 左右以保證板形厚度精度和性能 綜上制定精軋機組壓下量分配見表 37 表 48 精軋機組的壓下規程 機架號 F1 F2 F3 F4 F5 F6 軋前厚 H mm 35 20 11 7 42 28 軋后厚 h mm 20 11 7 42 28 25 壓下量Δ h mm 15 9 4 28 14 03 壓下率 4286 45 3636 40 3333 1071 軋后的成品厚度 h 25mm 434 咬入條件校核 49 各機架工作輥直徑 機架 R F1F3 F4F6 工作輥尺寸 mm φ 1300φ 1200179。 1202135179。35179。 [ 1150273 1000]4 114836℃ 第二道次尾部溫度為 114836129179。 [ 112701273 1000]4 111094℃ 因此帶坯出粗軋的溫度為 10945℃粗軋各道次尾部溫度變化如表 414 表 414 粗軋各道次尾部溫度變化 道次 1 2 3 4 5 溫度 ℃ 114836 114448 113818 112701 111094 452 精軋溫度制度 1021℃因為在軋機上完成金相組織轉變對厚度控制和機械性能都有不良影響所以軋制結束溫度應該控制在奧氏體區奧低體向鐵素體轉變的起始 溫度 C 鋼約為 875℃ 設 880℃以使晶相轉變發生在層流冷卻階段得到奧氏體向鐵素體轉變的細化晶粒提高帶鋼顯微組織性能精軋各機架軋件尾部溫度變化如表 415 數據由公式使用 Excel 編輯函數得出見附錄 由 419 其中開軋溫度 軋前厚度 軋后溫度 軋后厚度 表 415 精軋各架溫度變化 機架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 溫度 ℃ 101287 99734 97762 94146 89627 880 453 卷取溫度制度 780℃之間根據具體的產品溫度會有所不同 46 輥型制度 軋輥的彈性變形輥溫的變化以及軋輥的磨損乃是使工作輥輥縫發生改變的主要因素軋輥磨損有其特定規律一般很難隨時間隨意的加以改變而輥溫與軋輥的彈性變形則可以通過適當措施人為地隨意加以改變以達到控制的目的采用合理控制輥溫的輥型調整方法稱為調溫控制法而以控制軋輥彈性變形為手段的輥型調整方法則稱為彎輥控制法這兩種方法不但能抵償軋制壓力與輥溫波動帶來的不利影響并且還可能有效 地彌補軋輥磨損對正常輥型的侵蝕 1 調溫控制法 人為地向軋輥的某些部分供熱或者吸熱改變輥溫分布以達到控制輥型的目的此法的施行需要有熱源和冷卻劑如發現輥身中部溫度過高輥身中部與邊部溫差過大則可適當增大中段冷卻劑的流量或削減邊部冷卻劑的供給以此類推但是調溫控制法并不能很好的滿足生產發展的要求由于軋輥本身熱容量較大溫升與溫降有較長的過渡時間而急冷急熱又極易損壞軋輥而且調溫過渡時間也太長所以僅僅靠這種緩慢而又不準確的調溫控制法是不能滿足要求的 2 LVC 輥型控制法 LVC Liner Variable Contour 輥型是一種新型的輥型具有線性調節輥縫凸度的性能并具有良好的板形控制性能其輥型的設計原理是以實現輥縫凸度隨板寬變化成線性變化為目的即在板寬由寬變窄時輥縫凸度成線性減小以連續變凸度工作輥輥型曲線方程為基礎方程代入一定的系數從而推出 LVC 輥型曲線的方程 LVC 輥型向輥徑小的一方竄輥時可以增大輥縫凸度反之向輥徑大的一方竄輥時可以減小輥縫凸度這樣可以根據來料板形情況進行竄輥調節控制板形質量常規工作輥輥型進行竄輥的主要目的是使輥型磨損均勻化這種輥型的竄輥策略通常是選擇不同的竄輥步長和頻率或選擇不同的竄輥起始位置對 板形的凸度影響很小與傳統的常規工作輥輥型不同 LVC 輥型的竄輥策略則是根據板形調節能力的需要計算所需的竄輥量達到改變板形的效果在各機架竄輥量的設定計算中對于某些工況很難將精軋出口的目標凸度和目標平坦度都準確地保持在一個值上有時為了使軋制過程順利采用滿足凸度良好的準則而犧牲機架間帶鋼平坦度因此在板形模型初次設定 LVC 竄輥量后可制定相應的竄輥優化策略即在將機架精軋出口凸度控制在精度范圍內的前提下可以依次改變各機架的竄輥量以使各機架間的帶鋼寬度方向的不均勻延伸降低這一思想曾經在彎輥力設定優化中應用由于 LVC 輥 型的竄輥和彎輥都是用來控制板形因此可將彎輥力優化的思想應用在竄輥優化中目前 LVC 工作輥輥型已應用在鞍鋼熱軋帶鋼廠 F3F5熱連軋機上用來提高板形控制能力竄輥優化策略也在板形控制模型中應用 圖 46 LVC 工作輥輥型 3 PC 輥型控制法 本車間采用了一種新型的輥型制度即 PC 輥 PC 輥為 Pair Cross 的縮寫即上下工作輥包括支撐輥軸線有一個交叉角度上下軋輥平輥當軸線有交叉角度時將形成一個相當于有輥形的輥縫形狀相當于軋輥具有正凸度因此 PC 輥為了得到正凸度輥縫形狀就必須采用帶有負凸度的軋輥軋輥交叉調節出口斷面形狀的 能力相對比較大如圖 37 但是由于軋輥交叉將產生較大的軸向力因此交叉角度不能太大否則將影響軸承壽命目前一般小于 1 度 [9] 圖 47 為 PC 軋機的凸度調節能力曲線橫坐標為凸度 mm 縱坐標為交叉角 176。L4 P2179。 2853 ＝ 4605kgmm2＜ [τ ] 故符合強度要求 3 接觸應力的計算 57 58 59 其中 q PL 2411912130 113 t178。mm 則由公式 54 得 σ d1 5826175401179。 3672179。 mm 59 可以算出接觸應力為 σ 1＝ 7644kgmm2 [σ′ ] σ 4＝ 7046kgmm2 [σ′ ] τ 1＝ 0304σ 1＝ 6137kgmm2 [τ′ ] τ 4＝ 0304σ 4＝ 6680kgmm2 [τ′ ] 所以軋輥符合要求 523 電機能力校核 以粗軋第二道次為例 1 軋制力矩 Mzh＝ 3044tm 2 附加摩擦力矩 軋制過程中軋件通過輥間時在軸承內以及軋機傳動機構中有摩擦力產生所謂附加摩擦力矩是指克服這些摩擦力所需力矩而且在此附加摩 擦力矩的數值中并不包括空轉時軋機傳動所需力矩組成附加摩擦力矩的基本數值有兩大項一為軋輥軸承中的摩擦力矩另一項為傳動機構中的摩擦力矩下面所求數據在 Excel表格編輯函數所得見論文后附錄 軋輥軸承中的摩擦力矩 510 P 軋制力 d1 軋輥輥頸直徑 f1 軋輥軸承摩擦系數它取決于軸承構造和工作條件取 f1 0003 傳動機構中的摩擦力矩 511 Mm2 換算到主電機軸上的傳動