【正文】 鋼種少，目前主要用于鎮(zhèn)靜鋼，壓縮比也受一定得限制，也受結(jié)晶器得限制，規(guī)格不靈 活，連鑄速度較慢，與軋制速度不匹配，工藝難掌握。 使用條件：適合于大、中、小多類鋼鐵企業(yè)，生產(chǎn)品種較少，批量較大的情況；適合于壓縮比要求不特別嚴(yán)格的產(chǎn)品。 鋼坯特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：鋼坯是以大鋼錠為原料，經(jīng)均熱，初軋開坯軋制而成。因此，可用較大的鋼錠，壓縮比也可較大，反復(fù)破碎再結(jié)晶，得到均勻細(xì)小晶粒，并且可以中間清理，所以鋼材的內(nèi)在質(zhì)量好，鋼種范圍廣，坯料的尺寸規(guī)格可靈活選擇。鋼種不受限制。 缺點(diǎn)：需要初軋開坯，使工藝設(shè)備復(fù)雜化，能源消耗和成本增高，并且在加熱過程中燒損，切去頭尾，金屬收得率降低。 使用條件 ：連鑄困難的合金鋼及特殊要求的鋼種以及生產(chǎn)品種較多的車間。 小鋼錠特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：不用初軋開坯，可直接軋制成材。 缺點(diǎn)：金屬消耗大，成材率低，中間不能進(jìn)行清理，表面質(zhì)量差，壓縮比小，產(chǎn)量低。 使用條件：無初軋開坯和連鑄小方坯的中小鋼鐵企業(yè)及特殊用途軋機(jī)。 坯料選用所考慮因素 坯料形狀尺寸 坯料斷面形狀的選擇主要與 軋制產(chǎn)品的形狀有密切的關(guān)系。棒材軋制常選用方形坯料，因?yàn)檫@樣有利于延伸系數(shù)的分配和減少軋制道次。 1) 為了便于鋼坯的運(yùn)輸和保證鋼坯加熱時(shí)沿長度方向上溫度的均勻性，鋼坯的長度盡可能的短。但為了提高車間產(chǎn)量，減少切損，提高軋機(jī)作業(yè)率，希望坯料盡可能長。從加熱爐寬度考慮，方坯長度不要超過 12 米。 2) 最大重量的選擇 由軋機(jī)最后一道次軋制時(shí)間計(jì)算。 (參考現(xiàn)場數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)能力達(dá) 18m/s 的最小規(guī)格斷面為 Ф12mm) 由公式 G1=FγLK┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ （ 1） 式中 : F——成品斷面面積 mm2， L——軋 件的長度， mm γ——軋件比重 kg/mm3，取 γ＝ 103 kg/mm3 K——由坯料道成品的金屬消耗系數(shù) 取 K＝ 因?yàn)? L=τV┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ （ 2） 課程設(shè)計(jì) 7 式中 : τ——最后一道次許可軋制的時(shí)間 取 τ＝ 60S V——成品軋制速度，取 V＝ 18m/s 由式（ 1）、（ 2）得 G1=FγτV K= 3) 確定坯料長度 取連鑄坯的比重為 ρ＝ 103Kg/m3 G1=ρv=ρL0A2 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ （ 3） 所以 L0＝ 取鋼坯長度 L=11m 由式（ 3）得鋼坯重量為 G=ρLA2=2499kg 產(chǎn)品斷面面積與終軋速度的大小，以及考慮加熱爐設(shè)計(jì)時(shí)爐底支撐梁的安全性，取鋼坯長度為 11m,平均單重 。 4）鋼坯規(guī)格及允許偏差 (1)連鑄坯橫斷面尺寸及允許偏差（符合 YB2021－ 8 標(biāo)準(zhǔn)） (2)鋼坯長度定尺： 12080～ 12021mm； (3)鋼坯彎曲度不得大于 15mm/m，總彎曲度不得大于 80mm/12m； (4)端部切斜不得大于 20mm； (5)不得有明顯的扭轉(zhuǎn)。 表 2 連鑄坯橫斷面尺寸及允許偏差 名義尺寸 長度 寬度 對角線長度偏差 單重 kg/m 尺寸 偏差 尺寸 偏差 165165 165 177。5 165 177。5 ≤7 3 軋機(jī)選擇 軋鋼機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)鋼材的品種，產(chǎn)品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小，以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。 軋機(jī)布置選擇 及 比較 軋鋼機(jī)按工作機(jī)架排列成某種方式稱為軋鋼機(jī)布置，可以分為六種：單機(jī)架布置、橫列式布置（包括一列、二列和多列式布置）、順列式 (跟蹤式 )布置、布棋式布置、半連續(xù)式布置、連續(xù)式布置，如圖 1 所示。 課程設(shè)計(jì) 8 a單機(jī)架， b橫列式， c順列式， d棋盤式， e半連續(xù)式， f連續(xù)式 圖 1 軋鋼機(jī)按機(jī)架排列的分類 軋鋼機(jī)布置的基本形式只有三種．即 橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。布棋式布置可以視為為了縮短車間長度所采取的順列式布置的一種變形，而半連續(xù)式布置則常常是連續(xù)式和其它形式 (例如橫列式布置 )的組合。 [6] 橫列式布置軋機(jī) 一般都是采用穿梭軋制和活套軋制方式。其每架軋機(jī)上可以軋制若干道次，變形靈活，適應(yīng)性強(qiáng)．品種范圍寬廣，控制操作客易。主要用于生產(chǎn)各種型材、線材、和開坯生產(chǎn)。另外，橫列式布置軋機(jī)具有設(shè)備簡單、投資少、建廠時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。我國中型廠和地方小企業(yè)的軋機(jī)基本部是橫列式軋機(jī)。 橫列式布置的軋機(jī)，同一機(jī)列軋輥的轉(zhuǎn)速相同，軋制速 度并不隨軋件長度增加而提高，因而產(chǎn)量小，軋機(jī)勞動生產(chǎn)率低，軋制產(chǎn)品的質(zhì)量也差，不易實(shí)現(xiàn)自動控制，國外已淘汰。這是橫列式布置軋機(jī)的重要缺點(diǎn) 順列式布置的軋機(jī) 采用跟蹤軋制方式，每架軋機(jī)只軋一道，各架軋機(jī)具有不同的軋制速度，可以隨軋件長度的增加而提高軋制速度，因而具有較高的生產(chǎn)率。每架軋機(jī)只軋一道，軋輥 L/D=，機(jī)架多采用閉口式，剛度大，產(chǎn)品精度高，不連軋，各架不影響，調(diào)整方便。 但是軋件軋出的長度隨道次的增加而加長。機(jī)架之間的距離也隨軋件長度的增加而增加。因此順列式布置的軋機(jī)有校長的 廠房，導(dǎo)致車間占地面積和投資的增加，故只適宜于生產(chǎn)斷面尺寸較大的鋼材，或用于其它布置形式的粗軋機(jī)列。 連續(xù)式布置的軋機(jī) 除了每架順次軋制一道外，還必須保持成連軋關(guān)系的各架軋機(jī)單位時(shí)間內(nèi)金屬秒流量相等的原則。由于連續(xù)式布置的軋機(jī)易于實(shí)現(xiàn)軋制過程的機(jī)械化和自動課程設(shè)計(jì) 9 化．可以采用較高的軋制速度，因而具有很大的生產(chǎn)能力。連續(xù)式布置的軋機(jī)是各類軋機(jī)發(fā)展的方向。 綜上所述，本設(shè)計(jì)采用連續(xù)式布置軋機(jī)。 軋機(jī)機(jī)架數(shù) 的 確定 對于每架只軋一道的連續(xù)式軋機(jī)，確定其機(jī)架數(shù)是比較容易的。因?yàn)槠錂C(jī)架數(shù)目一般不少于軋制道次 ，只要知道軋制道次即可確定機(jī)架數(shù)。首先確定總延伸。 μz=Fo / Fn……………………………………… （ 4） 式中： μz——壓縮比； F0——鋼坯斷面積， mm2； Fn——成品斷面積， mm2。 產(chǎn)品大綱中，最小規(guī)格為 Ф12 。 Fn= * * 12 *12 采用 165 方坯 F0 =165 *165 由式（ 4）得， μz=F0/Fn =（ 165*165） /（ * * 12 *12） = 軋制道次和機(jī)架數(shù)可用下式確定： N = Lgμz / Lgμp…………………… …………… （ 5） 式中： N——機(jī)架數(shù)目； μz——由坯料到成品的總延伸系數(shù)； μp——各道次的平均延伸系數(shù)。 設(shè)計(jì)孔型系統(tǒng)為箱形孔和橢圓 圓的組合孔型生產(chǎn)系統(tǒng)。 箱形孔平均延伸系數(shù)： μp = ； 橢圓 圓平均延伸系數(shù)： μp= – ； 根據(jù)以上經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再參考同類棒材車間， μp = 。 由式（ 5）得 N = Lgμz / Lgμp = 21 選取機(jī)架數(shù)為 21 架。 生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品可甩架次（空過），減少軋制道次。 軋機(jī)型式 的 選擇和對比 開式機(jī)架 這種機(jī)架的上蓋 (上橫梁 )可以拆卸，其主要優(yōu)點(diǎn)是更換輥方便，因此它主要用在換輥比較頻繁的橫列式布置的型鋼軋機(jī)上。其主要缺點(diǎn)是剛性較差，軋出的產(chǎn)品精度不高。 閉式機(jī)架 這種機(jī)架的上蓋和立柱形成封閉式的整體框架。結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，具有較高的強(qiáng)度和剛度。閉式機(jī)架的主要缺點(diǎn)是換輥不便。 半閉口機(jī)架 實(shí)際也是開口式機(jī)架的一種。其上蓋和主體的連接完全由斜楔完成。因它課程設(shè)計(jì) 10 兼有換輥方便和剛性較好的優(yōu)點(diǎn)，因此又稱為半閉口機(jī)架。近年來在型鋼軋機(jī)上被廣泛的采用，獲得了較好的使用效果。 短應(yīng)力線軋機(jī) 軋機(jī)的剛性也即剛度是指軋鋼機(jī)工作機(jī)座在軋制時(shí)抵制發(fā)生彈性變形的能力。通常用剛度系數(shù)來表示。在一定的軋制壓力作用下剛度系數(shù) K 越大，工作機(jī)座發(fā)生的彈性變形越小，此時(shí)軋機(jī)剛性越大；反之，剛度系數(shù) K 值小，工作機(jī)座的彈性變形就大，軋機(jī)的剛性就差。本設(shè)計(jì)考慮產(chǎn)品尺寸精度要求較高，還有控制軋制，粗軋 7 架選用高剛度的短應(yīng)力線機(jī)架。 平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī) 采用平立交替式布置是為了滿足靈活的軋制工藝而設(shè)計(jì)的。根據(jù)不同產(chǎn)品的孔型設(shè)置，可靈活地調(diào)整軋機(jī)使其水平布置或垂直布置。機(jī)架可以水平或傾倒 90 度，放置 在一個(gè)小車上。機(jī)架本身結(jié)構(gòu)與普通二輥軋機(jī)機(jī)架基本相同。立輥軋制時(shí)為了平衡軋輥質(zhì)量，在軋輥輥系中增加了止推軸承。機(jī)架與小車用螺栓連接在一起，小車可以水平移動，實(shí)現(xiàn)水平軋制換孔槽功能。在垂直軋制時(shí)，小車坐在一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動蝸輪、蝸桿、絲杠螺母機(jī)構(gòu)組成的臺架上，臺架可上下移動，完成換孔槽動作。位置調(diào)整好后，由液壓鎖緊缸將機(jī)架定位。 軋輥尺寸確定 軋輥的主要尺寸就工藝設(shè)計(jì)來說是輥身直徑和輥身長度。在確定軋輥主要尺寸時(shí)要考慮到軋制時(shí)軋輥的抗彎強(qiáng)度和其允許的撓度，以保證軋輥的安全和軋制產(chǎn)品的精確。 選 軋輥直徑 在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)可以采用兩種方法來預(yù)選軋輥直徑： 1)按經(jīng)驗(yàn)公式選?。? 2)參考相同類型的軋機(jī)情況選取。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，軋機(jī)軋輥 直徑與軋制的坯料高度有如下的關(guān)系： D＝ K H………………………………………… （ 6） 式中： D——軋輥直徑， mm； K——系數(shù)；可按下表選?。? H——坯料高度 ， mm。 表 3 不同軋機(jī)的 K 值范圍 參考同類車間， K 值取 ，為中型軋機(jī) [8] 。 由 式（ 6）得 D＝ KH=165= 對于連軋機(jī)，隨著接近成品機(jī)架一般采取愈來愈小的輥徑值。因?yàn)橛墙咏善窓C(jī)架，由于軋件斷面尺寸和壓下量的減少，金屬對軋輥的壓力大為減小，軋軋機(jī)名稱 大型軋機(jī) 中型軋機(jī) 小型軋機(jī) K = D/ H – 課程設(shè)計(jì) 11 制的咬人條件也大為改善。這樣選擇軋輥直徑有利于減少設(shè)備重量和減少能量消耗。 但在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)由于考慮到軋機(jī)制造和備品備件的管理使用方便．往往又采用分組的辦法，也即同一組軋機(jī)中軋輥直徑相同。 所以可如下選擇軋輥直徑： 粗軋 14 D =600 mm； 粗軋 57 D = 500 mm； 中軋 814 D = 400 mm； 精軋 1518 D =350 mm； 精軋 1921 D = 350 mm。 D 值為最大直徑。 表 4 軋輥參數(shù)（單位： mm） 道次 軋輥直徑 輥身長度 輥徑直徑 輥徑長度 道次 軋輥直徑 輥身長度 輥徑直徑 輥徑長度 電機(jī)型式 1 600 900 350 350 12 400 700 240 240 直流電機(jī) 2 600 900 350 350 13 400 700 240 240 3 600 900 350 350 14 400 700 240 240 4 600 900 350 350 15 350 600 220 220 5 500 850 320 320 16 350 600 220 220 6 500 850 320 320 17 350 600 190 190 7 500 850 240 240 18 350 600 190 190 8 500 850 281 267 19 350 600 190 190 9 400 700 281 267 20 350 600 198 190 10 400 700 260 267 21 350 600 198 190 11 400 700 260 240 輥身長度 輥身長度是軋輥尺寸的另一重要參數(shù)。一般根據(jù)輥身長度與輥徑的比值 (L／ D)來選定。 K=L/D………………………………………… （ 7） 式中： K——軋輥輥身長度， mm； L——軋輥直徑， mm； D——系數(shù)。 型鋼軋機(jī) K 取 –，參考同類車間 K = ， 課程設(shè)計(jì) 12 中軋 L = K D = * 400 =700 ， 取 L = 700 mm， 考慮到機(jī)架的共用性， 1521軋機(jī)輥身長度 L = 600 mm。 驗(yàn)算 K 值 1521 K = L / D =600 / 350 =； 經(jīng)計(jì)算 K 值符合要求。 4 加熱設(shè)備的選擇 加熱是熱軋生產(chǎn)中的一個(gè)重要工序，而坯料加熱質(zhì)量的保證和加熱爐產(chǎn)量的大小完全依賴于所選擇的加熱爐及它的熱工制度。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工藝和金屬材料的特點(diǎn) ,確定爐型和相應(yīng)的熱源以及輔助裝置；根據(jù)生產(chǎn)率和金屬材料的尺寸確定爐膛尺寸。 爐型的選擇 小型連軋車間配備的爐子型式有推鋼式爐及步進(jìn)式爐兩大類。推鋼式爐雖然具有推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)外、但也存在著一系列本質(zhì)上的缺點(diǎn)，如：當(dāng)裝料側(cè)沒有鋼坯推入時(shí)，除非采取特殊措施爐子就不可能出鋼；爐長受推鋼 倍數(shù)的限制，推鋼長度超過推鋼倍數(shù)便容易出現(xiàn)拱鋼現(xiàn)象；生產(chǎn)中需要更換鋼號或鋼種時(shí)，鋼坯上要作出明顯標(biāo)志以免混鋼混號；裝入爐內(nèi)的兩批鋼坯厚度還不能相差過多，否則薄鋼坯會被推翻；鋼坯底面容易劃傷等。 選用步進(jìn)式爐符合發(fā)展趨勢，有利于發(fā)展熱裝熱送；另外，步進(jìn)式爐還有步進(jìn)梁式、步進(jìn)底式和梁底組合式之分，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明：當(dāng)方坯邊長小于 135mm時(shí)加熱后易彎曲，故采用梁底組合式