年產70萬噸棒材車間工藝設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 4鑄鋼310～3508005005～8球墨鑄鐵4308005009～12球墨鑄鐵460125060013～18球墨鑄鐵5141100500 軋輥直徑在進行工藝設計時可以采用兩種方法來預選軋輥直徑：1）按經驗公式選取； 2）參考相同類型的軋機情況選取。根據經驗，軋機軋輥 直徑與軋制的坯料高度有如下的關系： （）式中 —— 軋輥直徑，（毫米）； —— 系數；可按下表選取； —— 坯料高度，（毫米）。 軋機名稱大型軋機中型軋機小型軋機～～ ～ 表35不同軋機的k值范圍 參考同類車間，為中型軋機 。則各機架的軋輥直徑選擇為： 14 D = 680mm； 56 D = 660 mm； 712 D = 600mm； 1316 D =440 mm； 1718 D = 360 mm。 （D值為最大直徑） 軋輥輥頸直徑和輥頸長度輥身長度是軋輥尺寸的另一重要參數。一般根據輥身長度與輥徑的比值（L/D）來選定。 （） 式中： ——軋輥輥身長度，mm； ——軋輥直徑，mm； ——系數（～）型鋼軋機輥身長度主要取決于孔型配置、軋輥的抗彎強度和剛度。軋輥的輥身長度與輥徑比小時軋輥能承受較大彎曲應力，另外軋機的剛性也增加了，為提高產品精度也提供了可能，故現代化軋機隨著對產品精度要求的提高L/D值正逐。 表36 軋輥參數機架號軋輥直徑D（mm）輥身長度L（mm）輥頸直徑d（mm）輥頸長度l（mm）168076035032026807603503203680760350320468076035032056607603403206660760340320760075032028086007503202809600750320280106007503202801160075032028012600750320280134407502202201444075022022015440750220220164407502202201736065018018018360650180180漸減小，本車間為短應力線軋機，為提高其剛度，一般輥身長度較短，其尺寸按軋機制造廠商提供的參數并從中選取，一般近似地選d=（～）D，l/d=～，具體見表36[10]。 軋輥軸承軋輥軸承是軋機工作機座中重要部件，應根據軋機的結構及工作條件選用。短應力線軋機一般選用四列短圓柱滾子軸承，其優點是：有較好的抗沖擊性能和較小的徑向尺寸，摩擦系數小，精度高，剛度大，壽命長，承載能力大，允許軋輥傳遞較大的轉矩；另外，裝配的軸承的外圈和內圈可以自由脫開，故軸承座與軋輥的裝配變成了軸承本身的自由裝配，使操作更方便。 軋輥的調整機構軋輥的調整機構包括壓下機構和軸向調整機構。：壓下機構的目的就是調整軋輥相對軋制線的位置，即輥縫的大小，以保證軋機按規定的壓下量軋出所要求的斷面尺寸。該軋機的壓下機構采用液壓馬達驅動渦輪蝸桿，使拉桿轉動，在拉桿上加工有與軸承座中壓下螺母相嚙合的左右旋螺紋，使上下軸承座實現了同步對稱調整，兩蝸桿可以分開，以實現左右兩邊軸承座的分別調整。另外，軋機上還設計了手動驅動機構，可進行方便的調整。在壓下機構上還設計安裝了編碼器和壓下量指示器，以便觀察和遙控輥縫調整。：軸向調整機構的目的就是使上下軋輥的孔型具有正確地相對位置，以保證所軋出的軋件的幾何尺寸符合質量要求。由于軋輥的孔型主要靠軋輥開槽位置的精確定位來保證，因此軋機的軸向調整量一般較小，本軋機為3mm，且不需要經常調整。對短應力線軋機，通常采用上輥手動調整，其調整機構多為渦輪蝸桿或齒輪傳動驅動帶螺紋的軸套，從而推動軋輥滾動軸承的內圈移動，實現軋輥的軸向移動[11]。39 第4章 孔型系統選擇與設計第4章 孔型系統選擇與設計 孔型設計的要求與基本原則：包括產品斷面幾何形狀正確，尺寸公差合格，表面光潔，無缺陷，機械性能好；：合理的孔型設計應使軋制節奏時間最短，一般情況是軋制勻形，使串輥的次數最少，這些有可能提高軋機的作業率；，即使金屬消耗、電能消耗合軋輥等技術經濟指針降到最低；。 孔型系統的選擇棒材孔型系統一般為橢圓圓系統，這種系統適合平立交替軋機使用，軋件沒有尖角低溫處，斷面溫度比較均勻。橢圓孔磨損也較為均勻（相對方進橢）。 箱形孔型系統 箱形孔型系統箱形孔型的優點如下：，共用性好。這樣可以減少孔型數量，減少換孔或換輥次數，提高軋機的作業率。因此孔型磨損均勻，且變形能耗少。，這對改善軋件表面質量是有益的。．箱形孔型在軋輥上的切槽淺．軋輥強度較高，故允許采用較大的道次變形量。其缺點如下：，難以從箱形孔型軋出幾何形狀精確的軋件。，故軋件側表面不易平直，甚至出現皺紋。 由箱形孔型系統的優缺點可知，采用箱形孔型軋制大型和中型斷而時軋制穩定，軋制小型斷面時穩定性較差。它適用于小型棒材粗軋機架。 橢圓－圓孔型系統該孔型系統特點如下：。孔型形狀能使軋件從一種斷面平滑的轉換成另一種斷面，從而避免了金屬由于劇烈的不均勻變形而產生的局部應力；，可以保證軋件斷面各處冷卻均勻，因此，軋制時不易形成皺紋；，使軋件具有良好的表面；，可以在橢圓－圓孔型系統中的圓孔型軋出成品圓鋼，這樣當改變品種規格時，可以只換孔不換輥，從而減少軋輥儲量和換輥次數；，因而增加了軋制道次，降低了產量，增加了軋輥與設備的消耗，提高了產品成本；，要求圓孔型入口夾板調整機準確；，對寬展敏感大，容易出耳子，因此調整嚴格[12]。鑒于橢圓－圓孔型系統的上述特點，主要是由于延伸系數小，增加了軋制道次，使軋機工作效率低，產量降低和成本的提高，但是由于質量好，減少了精整工序和精整設備，并且減少了廢品率和次品率，即可以完全補償所增加的成本。隨著圓鋼軋制技術的進步與線材連軋的發展，橢圓－圓孔型系統已逐漸被推廣，應用于圓鋼精軋孔型系統與線材的精軋機上。特別是軋制線材的45176。無扭轉精軋機組，也用它作為延伸孔型[13]。綜上所述，本設計的Φ22棒材的孔型系統為箱型孔與橢圓－圓孔型系統的組合。具體孔型系統為：粗軋： 箱型－方箱－平橢圓—圓—橢圓－圓中軋： 橢圓－圓－橢圓－圓－橢圓－圓精軋： 橢圓－圓－橢圓－圓—橢圓—圓 典型產品Φ22圓鋼的孔型設計由前面設計可知，本車間的軋機共18架，軋制過程中用其中的18架，也就是說采用18個孔型系統進行軋制。 分配延伸系數：1）軋制開始時，軋件的溫度較高，氧化鐵皮多，摩擦系數小，咬入困難，此時延伸系數的分配主要考慮咬入條件的限制；2）隨著軋件氧化鐵皮的脫落，咬入條件大為改善，此時充分利用軋件溫度高，塑性好，變形抗力低的特點，給以大變形；3）最后幾道次為保證成品斷面形狀和尺寸的正確性，減少孔型磨損，提高軋輥使用壽命，以及降低能耗，應采用較小的延伸系數，此外，由于橢圓孔和圓形孔的不特點，橢圓孔的延伸系數比圓形孔的相對大些。表41 孔型延伸系數 孔型系統箱型橢圓型圓型延伸系數～～～表42 各機架延伸系數的分配機架號123456789延伸系數μ機架號101112131415161718延伸系數μ連鑄坯斷面積：熱膨脹系數：，一般生產取Φ22圓鋼橫截面積：Φ22圓鋼的總延伸系數為： （） 式中：——總延伸系數 ——原料斷面面積 —— 成品斷面面積分配各道次延伸系數： 延伸系數分配的校核：∴分配初步合理。 軋制各道次面積的確定由延伸系數與軋件斷面面積關系，確定各道次軋件斷面面積：單位（mm2）表43 各道次軋件斷面面積道次面積道次面積110211312413514615716817918 各道次軋件尺寸及孔型尺寸計算 箱型計算軋件在箱形孔型系統中的展寬系數。取解得： 軋件寬度 軋件高度 孔型高度 孔型槽底寬度 在此取孔型槽口寬度在此取槽底圓角半徑 在此取槽口圓角半徑在此取輥縫 在此取孔型的側壁斜度，側壁斜度一般采用。在此取 方型計算 解得：軋件寬度軋件高度孔型高度 孔型槽底寬度在此取孔型槽口寬度： 在此取槽底圓角半徑在此取槽口圓角半徑在此取輥縫 在此取孔型的側壁斜度，側壁斜度一般采用。在此取 平橢圓計算，則由于 求得 設充滿度孔型寬度孔型高度輥縫 在此取橢圓半徑槽口圓角半徑在此取 圓孔的計算軋件面積求得孔型高度求得孔型半徑 槽口圓角半徑在此取孔型寬度在此取輥縫 在此取同理可得： 橢圓孔的計算中間橢圓件的尺寸可以根據前后兩道次圓的尺寸來求得，具體步驟如下：第5道次第6道次 中間橢圓件尺寸的計算第4道次 設充滿度孔型寬度孔型高度輥縫 在此取橢圓半徑槽口圓角半徑在此取同理可得： 圓孔的計算軋件面積求得成品前孔基圓的構成與成品尺寸關系密切，由生產經驗可知:當圓鋼規格在13～30mm之間時取孔型寬度 則取輥縫S的取值為2～3mm，則S=2圓鋼直徑為12～25mm時，槽口圓角r之間為2mm。 圓孔的計算軋件面積求得成品孔基圓半徑R：，其中（～）為熱膨脹系數，為了保證圓鋼的橢圓度要求，成品孔內徑的開口寬度按下式確定：表44 圓鋼開口寬度成品圓鋼直徑/mm側壁斜度%側壁角10～305026035’當圓鋼直徑為18～30mm時，S=圓鋼成品孔型的槽口圓角r=2 橢圓孔的計算由以上可得： 表45 成品孔與成品前橢圓孔寬展系數的確定圓鋼直徑/mm成品孔中的成品前橢圓孔中的9～28～～在此取 = ， = 輥縫S在此取S=2 取槽口圓角 取橢圓圓弧半徑表46軋件斷面積機架孔型高寬面積延伸系數壓下量寬展量0無16516527225H1箱V2方箱H3平橢圓V4圓H5橢圓V6圓H7橢圓V8圓H9橢圓V10圓H11橢圓V12圓H13橢圓V14圓H15橢圓V16圓H17橢圓H18圓表47 各道次孔型尺寸道次孔型形狀孔型高度H槽口寬度Bd槽底寬度bd槽口圓角半徑R槽底圓角半徑r輥縫SH1箱180162152520V2方箱153132121520道次孔型形狀孔型高度H槽口寬度Bd槽底寬度bd橢圓（圓）半徑R槽口圓角半徑r輥縫SH3橢圓1720V4圓125215H5橢圓1414V6圓210H7橢圓1312V8圓28H9橢圓