年產160萬噸的中厚板車間設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 。 三輥勞特式軋機設備投資少、建廠快、軋機輥系剛度比二輥可逆式軋機大，因而生產的鋼板精度也高些。但這類軋機由于中輥直徑小、從動，因而咬入能力較弱，采用角軋法軋制，成材率低，軋機輥系的剛度還不夠大，因此產品的產量和質量都不能滿足工業發展的需要?，F已大部分被淘汰。 (3)四輥可逆式軋機 1870年美國投產了世界上第一臺四輥可逆式軋機。它是由一對小直徑工作輥和一對大直徑支撐輥組成，由直流電機驅動工作輥或支撐輥。軋制過程與二輥可逆式軋機相同。它具有二輥可逆式軋機生產靈活的優點，又由于有支撐輥使軋機輥系的剛度增大，產品精度提高。而且因為工作輥直徑小，使得在相同軋制壓力下能有更大的壓下量，軋機設備復雜，和二二輥可逆式軋機相比如果軋機開口度相同，四輥可逆式軋機將要求有更高的廠房，這些都增加了投資。四輥軋機是軋機中最大的，由于軋機生產出的鋼板好，已成為生產中厚板的主流軋機。 (4)萬能式軋機 萬能式軋機是一種在四輥（或二輥）可逆軋機的一側或兩側帶有立輥的軋機。萬能式軋機始于1907年，是用來生產齊邊鋼板，以提高成材率的。但實踐證明立輥軋邊只在寬厚比( B/H)小于60～70時才能起作用，而當B/H大于70時用立輥軋邊很容易產生縱向彎曲，不僅起不到齊邊作用反而使操作復雜，容易造成事故。并且立輥與水平輥要實現同步運行還要增加電氣設備和操作的復雜性。中厚板尤其是寬厚板由于B/H大，所以自20世紀70年代厚新建軋機一般已不再使用立輥軋機。 故現在設計的中厚板軋機中使用了現在主流軋機型式：四輥可逆式軋機。 參考包鋼選擇3800mm四輥可逆粗軋機與4100mm四輥可逆精軋機，參數如下： 3800mm四輥可逆粗軋機的參數選擇 四輥可逆粗軋機用于將加熱后的板坯軋制到要求的尺寸和性能。該軋機具有以下主要特點： (1) 具有工作輥快速更換裝置； (2) 電動機械壓下： (3) 液壓AGC調節； (4) 入口和出口配有高壓水槍除鱗。 (5) 工作輥，支承輥輥身冷卻水系統。 : 3800mm軋機參數選擇項目參數項目參數軋機形式：四輥可逆機械壓下速度：0～40mm/s輥縫軋制力：81,450kN機械壓下電機：AC2325kw軋制速度：壓下螺絲：S85060mm工作輥尺寸：Ф1,0303800mm牌坊重量：～300t支撐輥尺寸：Ф2,0003800mm牌坊中心距：5400mm液壓壓下精度：177。10um牌坊立柱斷面尺寸：900950mm軋機開口度：～400mm牌坊高度：～9120mm液壓AGC缸尺寸：Ф14501350mm牌坊縮頸量：～218900KN/mm液壓AGC行程：80mm主電機：23500kw液壓AGC工作壓：260bar主電機速度：0～177。40/100rpm液壓AGC響應時間：～30ms額定力矩：21194kNm液壓壓下速度：～20mm/s最大軋制力矩：22385kNm液壓壓下精度：177。10um最大過載力矩：22385kNm機械壓下提升行程：～680mm切斷力矩：23283kNm 4100mm四輥可逆精軋機的參數選擇四輥可逆精軋機用于將加熱后的板坯軋制到成品鋼板要求的尺寸和性能。該軋機主要有以下主要特點： (1) 用于板形控制和平直的CVCPlus (2) 工作輥彎輥和串輥； (3) 快速工作輥換輥裝置； (4) 快速機械壓下系統； (5) 液壓AGC凋節； (6) 入口和出口配有高壓水槍除鱗； (7) 工作輥，支承輥輥身冷卻水系統： (8)軋機前后有水霧式煙塵抑制裝置。： 4100mm軋機參數選擇軋機數目選擇參數軋機數目選擇參數軋機型式四輥可逆式液壓壓下精度177。10um最大軋制力89500KN(AGC缸)機械壓下提升行程～680mm輥縫軋制力80,800kN機械壓下速度0～40mm/s彎輥力Max3,000Kn/側機械壓下電機AC2325kwCVCplus串輥行程177。150mm壓下螺絲S85060mm軋制速度牌坊重量～300t液壓壓下精度177。10um牌坊中心距5400mm工作輥尺寸Ф1,1203800mm牌坊立柱斷面尺寸900950mm支撐輥尺寸Ф2,2003800mm牌坊高度～9120mm液壓壓下精度177。10um牌坊縮頸量218900KN/mm軋機開口度～400mm主電機24000kw液壓AGC缸尺寸Ф14501350mm最大過載力矩22,385kNm液壓AGC行程80mm切斷力矩23,283kNm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軋輥的主要參數為輥身直徑、輥身長度、輥徑尺寸和輥頭尺寸。（1）輥身的直徑。中厚板軋機的輥身直徑應滿足下列條件: Dg≥ 式中 Dg：軋輥工作直徑；△h為軋輥壓下量；α 最大允許咬入角；α=15~22176。（2）軋輥的輥身長度由所軋鋼板的寬度確定。輥身長度由公式L=b+a 確定，其中b－鋼板最大寬度，a－余量。 (3) 輥徑尺寸輥徑尺寸為輥徑直徑d和輥徑長度l。輥徑直徑：d/D=~； (33）輥徑長度: l/D=~； （34） (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與輥徑直徑d的關系大致如下：d1=（~）d mm （35） (5) 軋輥材質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Hs50~55。 彎曲變形時橫截面形心沿與軸線垂直方向的線位移稱為撓度。 根據對軋輥撓度的分析，認為當支承輥直徑與工作輥直徑之比值較大時，彎曲力主要有支承輥承擔，故工作輥的撓度也可以近似地認為與支承輥的撓度相等。理論和實驗都表明，軋制時工作輥的實際撓度比支承輥大得多。這主要是因為工作輥與支承輥之間存在有彈性壓扁變形，結果使位于板寬范圍之外的那一部分工作輥收到支承輥的懸臂彎曲作用，從而大大的增加 工作輥本身的撓度。如果支承輥和工作輥輥型的凸度為零，則工作輥的撓度為：式中 根據相關資料介紹，工作輥撓度的計算公式為： 支承輥撓度的計算公式： 式中 a為兩壓下螺絲中心距，L輥身長度，b軋件寬度那么該軋機的撓度為： ， 第五章 軋制規程的計算 在設備能力允許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。對于連軋機而言主要是合理分配壓下并提高軋制速度。無論是提高壓下量還是提高軋制速度，都涉及到軋制壓力軋制力矩和電機功率。一方面要求充分發揮設備的潛力，另一方面又要求保證設備安全和操作方便，就是說在設備能力允許的條件下努力提高產量。而限制壓下量和速度的主要因素包括咬入條件、軋輥及接軸叉頭等的強度條件、電機能力的限制以及軋機的具體情況考慮其他因素等。 在保證操作穩便的條件下提高產量 ①操作穩便的鋼板軋制定心條件，努力提高軋機的剛度。盡力消除機架剛度對鋼板縱向和橫向精度的影響 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。為了保證板形質量及厚度精度，必須遵守均勻延伸或所謂的“板凸度一定”的原則去確定各道次的壓下量。 ③注意保證板組織性能和表面質量。例如有些鋼種對終軋溫度和壓下量有一定的要求，都需要根據鋼種特性和產品技術要求在設計軋制規程時加以考慮。 以典型產品為例確定板坯長度 軋件軋后毛板長度為： 1=9070+1000=10930mm 軋件軋后毛板寬度為： b=3200+200=3400mm 若忽略燒損和熱脹冷縮，則根據體積不變定律可得： （51） 根據板坯定尺?。篖=3200mm 參考現場數據及有關資料，熱軋中厚板軋機的咬入角為18176。~ 22176。，當低速咬時，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 精軋中△h精 max=b (1cosα) =1120（1cos20）=67mm 故咬入不成問題。式中 D:軋輥的直徑； αmax:允許最大咬入角； 粗軋階段的主要任務是將板坯或扁錠展寬到所需要的寬度并進行大壓縮延伸。根據原料條件和產品要求，可以有多種軋制方法供選擇。這些方法是全縱軋法、綜合軋制法、全橫軋制法、角軋～縱軋法。 本設計中典型產品的軋制選擇綜合軋制法 綜合軋制法即橫軋一縱軋法[9]。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13道次平整扳坯，稱為成形軋制；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。綜合軋制法是生產中厚板中最常用的方法。其優點是：板坯寬度不受鋼板寬度的限制，可以根據原料情況任意選擇。比較靈活，由于軋件在橫向有一定的延伸，改善了鋼板的橫向性能。通常連鑄坯的規格尺寸比較少，因此更適合采用綜合軋制法。 根據要求，分配各道次壓下量，制定壓下規程列表：表51 壓下規程軋制階段軋制道次機架型式出口厚度（mm）壓下量（mm）出口寬度（mm）軋后長度（mm）△h△h%0除鱗箱250—20002100粗軋1立輥25050195021542四輥2054518195026273四輥168371819503206轉90176。開始縱扎4四輥13135320625015四輥10130320632446四輥7625320643117四輥581832065649精軋8四輥4612320671239四輥3793206885610四輥307320610922 二輥或四輥可逆式中厚板軋機由于可以隨時改變軋輥的轉向和轉速，所以從盡量縮短軋制周期、提高軋機產量的角度出發，有必要采用可以調速、可以逆轉的軋制速度制度。軋制速度圖描述了可逆式軋機一個軋制道次中軋輥轉速的變化規律。它分為兩種類型，分別示出了梯形軋制速度圖和三角形軋制速度圖。軋輥咬入軋件之前，其轉速從軍空載加速到咬鋼轉速ny并咬人軋件，然后軋輥帶鋼減速到拋鋼轉速np拋出軋件，軋輥繼續制動空載減速到零。然后軋輥反向啟動進行下一道軋制，重復上述過程。從咬入到拋出軋件的總時間（GH）為本道次的純軋時間，從軋件拋出到下一道咬入的總時間（HI）為兩道次間的間隙時間。三角形速度因沒有等速軋制階段。從圖中可以看出：三角形速度圖的軋制節奏時間比梯形速度圖短，因此，在條件允許的情況下，應盡可能采用三角形速度圖。只有當電機能力不足，或軋件過長，軋輥轉速采用最高轉速仍軋不完軋件時，才采用梯形速度圖。一般情況是在成形軋制和展寬軋制道次，由于軋件尚短，所以采用三角形速度圖。在伸長軋制階段多半采用梯形速度圖。而本設計采用梯形速度圖。 圖51 速度圖、穩定軋制、拋出轉速 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。 由于壓下動作時間隨各道壓下量而定，軋輥逆轉、回送軋件時間可以根據所確定的咬入、拋出轉速改變，所以考慮這3個時間的原則應當是：壓下時間大于或等于軋輥逆轉時間，要大于或等于回送軋件時間。這樣軋輥咬人和拋出轉速的選擇就應當