年產200萬噸的中厚板廠畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 83kNm液壓AGC響應時間～30ms額定力矩21,194kNm液壓壓下速度～20mm/s最大軋制力矩22,385kNm 軋輥尺寸及材質四輥可逆軋機分為工作輥和支承輥，工作輥是用來直接完成軋制過程的，其直徑較小，大直徑的為支承輥，其作用是改善工作輥的強度及剛度條件，每個軋輥都是有輥身、輥徑和輥頭組成的[8]。 軋輥尺寸軋輥的主要參數為輥身直徑、輥身長度、輥徑尺寸和輥頭尺寸[4]。（1） 輥身直徑因為粗軋機的輥身長度為3800mm，對工作輥而言，l/DW = ~,即3800/DW = ~,所以支承輥輥身直徑DW = 950~1520mm，取為1250mm,根據包鋼實際生產中所采用的值取軋輥直徑為1030mm。對支承輥而言，l/D B= ~,即3800/D B= ~，所以支承輥直徑D B= 1520~2923mm，根據包鋼實際生產中所采用的值取軋輥直徑為2000mm。（2）軋輥的輥身長度由所軋鋼板的寬度確定。 根據包鋼實際生產選用3800粗軋機組所以粗軋機的輥身長度為3800mm。（3）輥徑尺寸對工作輥而言，d/D=，d=(~)1030=~，所以取工作輥輥徑直徑為720mm，對支承輥，d=(~)2000=1340~1500mm,所以取支承輥的輥徑直徑為1500mm。工作輥的輥徑長度，l/D=~, l=(~)720=~720mm，所以取工作輥的輥徑長度為700mm，對支承輥，l=(~)1500=1245~1500mm,所以取支承輥的輥徑長度為1400mm。 (4) 輥頭尺寸輥頭尺寸根據連接軸的型式而定。梅花連接軸的梅花輥頭外徑d1與輥徑直d1=（）d mm 對工作輥，d1=（）720=648~，所以取工作輥的輥頭直徑為670mm，對支承輥，d1=（）1500=1350~1410mnm,所以取支承輥的輥頭直徑為1400mm。（1） 輥身直徑因為精軋機的輥身長度為4100mm，對工作輥而言，l/DW = ~,即4100/DW = ~,所以支承輥輥身直徑DW = 1025~1640mm，根據包鋼實際生產中所采用的值取軋輥直徑為1120mm。對支承輥而言，l/D B= ~,即4100/D B= ~，所以支承輥直徑D B= 3153~1640mm，根據包鋼實際生產中所采用的值取軋輥直徑為2200mm。（2） 軋輥的輥身長度 根據包鋼實際生產選用4100精軋機組，所以精軋機的輥身長度為4100mm。（3）輥徑尺寸對工作輥而言，d/D=，d=(~)1120=~840mm，所以取工作輥輥徑直徑為820mm，對支承輥，d=(~)2200=1474~1650mm,所以取支承輥的輥徑直徑為1540mm。工作輥的輥徑長度，l/D=~, l=(~)820=~820mm，所以取工作輥的輥徑長度為760mm，對支承輥，l=(~)1540=~1540mm,所以取支承輥的輥徑長度為1520mm。（4） 輥頭尺寸對工作輥，d1=（）760=684~，所以取工作輥的輥頭直徑為700mm，對支承輥，d1=（）1520=1368~,所以取支承輥的輥頭直徑為1400mm。 軋輥材質軋輥材質選用要綜合考慮軋機特點，軋輥工作條件，各類軋輥材質特性，軋輥設計及所用軋輥的主要失效形式等諸多因素。常用的軋輥材質有鍛鋼、鑄鐵和鑄鋼等。工作輥支材質的選擇對硬度的要求是首位的。對工作輥主要要求有：良好的加工表面、抵抗局部變形的能力、高的扭轉強度和彎曲強度以及高壓高速下軋輥不致磨損而影響板厚和板型；在熱軋中厚板中工作輥材質以合金細晶鑄鐵使用效果最佳，硬度可達到Hs70~80。支撐輥材質的選擇:軋制中對支撐輥主要要求有：剛度要好，較高的疲屈服強度；好的應力狀態和抗裂紋擴展能力；好的耐磨性。本設計采用合金鋼作為支撐輥材質，其硬度可達到Hs5055[4]。 第五章 軋機主要設備間距及產品技術要求 初步確定機架及設備間距離在平面布置圖上首先根據生產工藝流程的順序和要求布置各種生產設備，各設備間的相互位置關系主要從以下幾個方面考慮：（1） 布置主要設備時，最好使產品流線方向與廠房縱向一致盡量避免橫向運輸（2） 在考慮設備之間相互關系和間距時應根據產量大小、軋制產品長度及設備操作條件等因素，在保證滿足生產要求的條件下，盡量緊湊，以節省車間面積。設備彼此間的距離，可依照經驗確定。（3） 軋機最好能布置在一個順向的軋制跨間內，電動機放進單設的主電室，高壓泵站應放在單獨的房間，不要離軋機太遠。（4） 布置設備時，不能位于吊車達不到的范圍，而且離廠房的柱腳邊緣必須留出一定距離。（5） 要確保人身安全及安裝維修等工作方便，留操作面積[4]。 軋機機架的間距 多臺軋機布置時，各機架間相互位置關系取決于軋機排列方式與軋制方式等、軋制操作以不互相干擾為宜。在本設計中，軋機布置為雙機架，一期工程預留一架粗軋機，粗軋與精軋均選擇四輥可逆軋機，故軋機機架間的縱向距離為粗軋機軋出長度與精軋機第一架機前軋出長度之和，并且再加上一定余值。根據產品大綱的要求，通過計算粗軋機軋出的最大長度約為20m,精軋機第一架機前軋出長度38m,故軋機機架間距離根據經驗選擇為100m。 軋機與加熱爐的距離各加熱爐呈平行布置，加熱爐中心線間距取決于加熱爐爐寬及加熱爐側面管線布置、安裝與維護等操作的正常進行。加熱爐爐寬又決定于被加熱的坯料最大長度，當坯料最大長度小于5m時，加熱爐爐間距一般取1215m，當坯料最大長度大于5m時，加熱爐爐間距一般取1521m。而本設計坯料長度小于5m.加熱爐與除磷箱的間距盡可能靠近以減少熱損失，其間距一般為一塊坯料的最大長度。加熱爐到開軋軋機間的間距應滿足不影響軋機的正常生產為宜，其間距為：L=L1+L2+（23）[4]式中L加熱爐到開軋軋機間的距離； L1坯料的最大長度； L2開軋軋機前可軋的最大長度。 所以依據包鋼實際生產經驗，取為45m. 軋機與卷取機的距離成品軋機架到熱剪機、卷取機或矯直機間距，取決于生產的產品品種與剪切設備等的運行方式。板帶連軋機經層流冷卻線與卷取機形成連續作業線，終軋機架與卷取機間距長達120150m，中厚板軋機成品機架到熱矯直機的間距為23倍最長軋件長度。 產品的技術要求、技術條件及產品標準 產品的技術要求 產品的技術要求是為了滿足使用上的需要而對產品提出的在規格和技術性能上的要求，如外形、尺寸、表面狀態、力學性能、工藝性能、物理化學性能、金屬內部組織和化學成分等方面的要求。產品標準一般包括有品種標準、技術條件、試驗標準等方面的內容[7]。 尺寸及外形的測量（1） 厚度的測量 切邊鋼板：在距邊部不小于15mm的任意位置。不切邊鋼板：在距邊部不小于40mm的任意位置。（2） 鐮刀彎的測量 測量鋼板軋制方向側邊與同方向倆端點直線之間的最大值，在產品呈凹形一端測量。（3） 切斜的測量 測量鋼板的寬度在軋制方向上的垂直投影長度或者鋼板對角線之差的二分之一。（4） 不平度的測量 將鋼板自由放在平臺上，除鋼板本身重量外部施加任何壓力，測量鋼板與直尺之間的最大距離[7]。 尺寸及允許偏差（1） 鋼板的厚度允許偏差如下表[6]： 表51厚度偏差（單位：mm）鋼板厚度負偏差以下寬度的厚度允許正偏差≤15001500200020002500250030003000350035005881010161625254014080118011(2) 鋼板的寬度及長度偏差如下表[6]：表52寬度及長度偏差（單位：mm）寬度允許偏差切割狀態長度允許偏差鋼板長度15剪切20≤60000025火焰切割30600000(3) 產品的化學成分鋼號執行標準化學成分%力學性能PSb,mmБa,MPaБb,MPaБ,%Q345BGB/T15911994≤≤≤16≥34547063≥171635≥3250≥213550≥295≥230≥275 第六章 軋制規程的計算 制訂軋制規程的原則和要求板帶材軋制制度的確定要求充分發揮設備潛力、提高產量、保證質量、并且操作方便、設備安全，一句話，就是要多快好省，方便安全的生產出優質產品，故合理的軋制規程設計必須滿足下列原則和要求[4]。 在設備能力允許的條件下盡量提高產量充分發揮設備潛力以提高產量的途徑不外乎是提高壓下兩、縮減軋制道次、確定合理速度規程、縮短軋制周期、減少換輥時間，提高作業率及合理選擇原料增加坯重等[4]。 在保證操作穩便的條件下提高質量①操作穩便的鋼板軋制定心條件，努力提高軋機的剛度。 ②提高板形及尺寸精度質量。板帶材軋制的精軋階段對于保證鋼板的性能、表面質量、板形及尺寸精度有著極為重要的作用。③注意保證板組織性能和表面質量。 中厚板軋機壓下規程設計 中厚板壓下規程設計的步驟[4]：（1） 根據原料及產品尺寸選擇軋制方式，雙機架軋制時注意倆機架的軋制能力平衡，粗軋機上的累計壓下量分配率占總體的70%—85%左右。（2） 根據原料產品和設備條件，在咬入能力允許的條件下，按經驗分配個道次壓下量或壓下率，確定各道次壓下量分配率及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法。（3） 制訂速度制度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度。（4） 計算軋制壓力，軋制力矩及總傳動力矩。（5） 校核軋輥等部件的強度和電動機過熱過載能力。（6） 按前述制訂軋制規程的原則和要求進行必要的修正和改進。 以典型產品為例確定板坯長度已知：產品規格：5030005000mm 原料規格：30029004500mm 咬入條件的計算參考現場數據及有關資料，熱軋中厚板軋機的咬入角為15176。~ 22176。，當低速咬入時，咬入角可取20176。，并且軋輥工作直徑取最小值1030mm，1120mm。 粗軋中：△h粗max=b（lcosα）=1030（1cos20）=62mm [4] 精軋中：△h精 max=b (1cosα) =1120（1cos20）=68mm 故咬入不成問題。式中 D:軋輥的直徑； αmax:允許最大咬入角； 確定軋制方法 中厚板軋制方法有全縱軋法、綜合軋制法、全橫軋法、角軋—縱軋法。綜合軋制法即橫軋—縱軋法，所謂橫軋即是鋼板的延伸方向與原料的縱軸方向相垂直的軋制，綜合軋制法，一般分為三步：首先縱軋1—3道次平整板坯，稱為成型軋制，使板坯的寬度延伸到所需的板寬，稱為展寬軋制，接下來轉90度進行縱軋成材，稱為延伸軋制[9]。 軋制工藝根據要求，分配各道次壓下量，制訂壓下規程列表。表61 壓下規程表軋制階段軋制道次機架型式厚度/mm寬度/mm長度/mm壓下量壓下率%軋制速度 穩速拋出0除磷箱30029004500 1四輥26529505007352020粗 2四輥230300056743520203四輥2003000652530132020 軋 4四輥165300079093520205四輥136300095952920206四輥106300012310304020精7四輥813000161092540208四輥66300019770154020 軋9四輥5630002330010402010四輥5030002609664020 確定速度制度制訂可逆式軋機的速度制度包括：確定選用速度圖（三角形、梯形），選擇各道次的咬入和拋出速度，計算最大轉速及純軋時間，確定間隙時間。 速度圖形式軋制速度制度是指軋輥轉速隨時間的變化規律，中厚板生產中由于軋件較長，為操作方便，可采用梯形速度圖。 選擇各道次咬入、穩定軋制、拋出速度 軋輥咬入和拋出轉速確定的原則是：獲得較短的道次軋制節奏時間、保證軋件順利咬人、便于操作和適合于主電機的合理調速范圍。咬人和拋出轉速的選擇不僅會影響到本道次的純軋時間，而且，還會影響到兩道次間的間隙時問。在保持轉速曲線下面積相等（軋件長度一定）的原則下，采用較高的咬人，拋出轉速會使本道純軋時間縮短，麗使其間隙時間增加，因此，咬人和拋出轉速的選擇應當兼顧上述兩個因素[9]。目前，可逆式中厚板軋機粗軋機的軋輥咬人和拋出轉速一般在10一20r/min和15。25r/ min范圍內選擇。精軋機的軋輥咬入和拋出轉速一般在2060r/加n和2030r/Min范圍內選擇[9]。根據以上原則和經驗本設計選取軋機的平均加速度a=40r/min，平均減速度b=60r/min，采用穩定速度咬入，對粗軋的五道取20r/min的咬入速度，精軋的五道用20r/min的咬入速度，均采用20r