【正文】 口鋼材量為621 萬(wàn) t 和 474 萬(wàn) t，國(guó)內(nèi)鋼材市場(chǎng)占有率為 93%。我國(guó)已形成全球最具活力的鋼材市場(chǎng)，具體體現(xiàn)在中國(guó)鋼材消費(fèi)的持續(xù)增長(zhǎng)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷提升。兩年來(lái)，隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展和政府積極財(cái)政政策的實(shí)施，以建筑業(yè)為主所需的小型材和線材等長(zhǎng)條材產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)；同時(shí)，板管比仍保持在 40%左右，表明汽車(chē)、機(jī)械用鋼及石化管線需求量都在同步增長(zhǎng)。圖 11 2022 年我國(guó)鋼材品種比例近年來(lái)鋼鐵工業(yè)加快了薄板生產(chǎn)線改造、建設(shè)步伐，冷軋薄板項(xiàng)目投資占軋鋼及其配套設(shè)施總投資的比重約為 56%，熱軋薄板生產(chǎn)線建設(shè)投資比重達(dá)到 21%；我國(guó)熱軋薄板生產(chǎn)能力 2022 年為 4500 萬(wàn) t，冷軋薄板產(chǎn)量達(dá) 3816 萬(wàn) t，已大量用于國(guó)產(chǎn)冰箱、洗衣機(jī)制造，汽車(chē)用板中 IF 鋼冷軋薄板也已批量生產(chǎn)。167。 冷軋技術(shù)及冷軋機(jī)的發(fā)展 鋼的冷軋是在 19 世紀(jì)中葉始于德國(guó)，當(dāng)時(shí)只能生產(chǎn)寬度 2025mm 的冷軋鋼帶。美國(guó) 1859 年建立了 25mm 冷軋機(jī)，1887 年生產(chǎn)出寬度為 l50mm 的低碳鋼帶。1880 年以后冷軋鋼帶生產(chǎn)在美國(guó)、德國(guó)發(fā)展很快，產(chǎn)品寬度不斷擴(kuò)大，并逐步建立了附屬設(shè)備，如剪切、矯直，平整和熱處理設(shè)備等，產(chǎn)品質(zhì)量也有了提高。冷軋機(jī)是冷軋生產(chǎn)的主體設(shè)備。冷軋機(jī)的基本形式：冷軋機(jī)按軋輥輥系結(jié)構(gòu)分類有二輥式、四輥式和多輥式冷軋機(jī)，按機(jī)架布置形式分有單機(jī)架可逆式和多機(jī)架串列式冷軋機(jī)，為適應(yīng)特殊品種和高質(zhì)量冷軋帶鋼生產(chǎn)又有持殊形式的冷軋機(jī)。為了滿足冷軋帶鋼生產(chǎn)的品種、規(guī)格、質(zhì)量及不同生產(chǎn)規(guī)模的要求，冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了從單張到成卷生產(chǎn)的變革，由可逆式連軋到全連續(xù)聯(lián)合機(jī)組的發(fā)展，形成了各種形式和不同特色的冷軋機(jī)。現(xiàn)代冷軋機(jī)的裝備水平也有了很大提高，并趨向高效率、高質(zhì)量、連續(xù)化和自動(dòng)化。冷軋機(jī)成為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中高效率生產(chǎn)設(shè)備之一，是鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展和裝備水平提高的一個(gè)重要標(biāo)志。 二輥式冷軋機(jī)是早期出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式最簡(jiǎn)單的冷軋機(jī)。二輥式軋機(jī)輥徑大、咬入性能好，軋制過(guò)程穩(wěn)定，但軋機(jī)剛度較小，軋制產(chǎn)品厚度大、精度差，難以保證高質(zhì)量的軋制。因此目前這種軋機(jī)只用于軋制較厚的帶鋼或作平整機(jī)用。隨著軋制帶鋼厚度的減薄和寬度的增加, 帶鋼變形抗力增大，必須減小軋輥直徑才能得到更薄的軋制厚度。這是因?yàn)橹挥袦p小軋輥直徑，才能使軋制力和力矩減小，軋輥彈性壓扁減小，就可以承受軋薄時(shí)的更大軋制力、增加道次壓下量。但是，小直徑軋輥在軋制力和張力作用下，又缺乏足夠的強(qiáng)度和剛度，這樣就產(chǎn)生了工作輥和支承輥的分工合作關(guān)系，即由小直徑工作輥直接進(jìn)行軋制變形，而大直徑支承輥用來(lái)支承工作輥，于是就產(chǎn)生了四輥式冷軋機(jī)。以及后來(lái)出現(xiàn)的多輥軋機(jī)，在垂直和水平方向上都能支承工作輥的變形。 早期的多輥軋機(jī)是六輥式和十二輥式的，現(xiàn)在普遍使用的是森吉米爾型二十輥軋機(jī)，該軋機(jī)工作輥是由彈性模量很大的材質(zhì)制成的，能承受很大的軋制壓力，加上有較完善的輥型調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所以多輥軋機(jī)可以軋制 的極薄帶鋼和變形困難的硅鋼、不銹鋼，以及高強(qiáng)度的鉻鎳合金材料。167。 冷軋薄板生產(chǎn)的發(fā)展歷史 寬的冷軋薄板(韌帶)是在熱軋成卷帶鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。首先是美國(guó)早在1920 年第一次成功地軋制出薄帶鋼，并很快由單機(jī)不可逆軋制而跨入單機(jī)可逆式軋制。1926 年阿姆柯公司巴持勒工廠建成四機(jī)架冷連軋機(jī)。 原蘇聯(lián)開(kāi)始冷軋薄板生產(chǎn)是在 30 年代中期，采用四輥軋機(jī)，用單張的熱軋板作板坯，生產(chǎn)厚度為 、寬度為 150mm 的薄板。以后為了滿足汽車(chē)工業(yè)的需要，該廠又建立了一臺(tái) 2180mm 可逆式冷軋機(jī)。1951 年原蘇聯(lián)建設(shè)了一套 2030mm 全連續(xù)式五機(jī)架冷連軋機(jī)，年產(chǎn) 250 萬(wàn) t，安裝在新利佩茨克。 日本 1938 年在東洋鋼板松下工廠安裝了第一臺(tái)可逆式冷軋機(jī)，開(kāi)始冷軋薄板的生產(chǎn)。1940 年在新日鐵廣壩廠建立了第一套四機(jī)架 1420mm 冷連軋機(jī)。 我國(guó)冷軋寬帶鋼的生產(chǎn)開(kāi)始于 1960 年，首先建立了 1700mm 單機(jī)可逆式冷軋機(jī)，以后陸續(xù)投產(chǎn)了 1200mm 單機(jī)可道式冷軋機(jī)，Mxwl400mm 偏八輥軋機(jī)、l150mm 二十輥冷軋機(jī)和 1250mmHC 單機(jī)可逆式冷軋機(jī)等，70 年代投產(chǎn)了我國(guó)第一套 1700m 血連續(xù)式五機(jī)架冷軋機(jī)，1988 年建成了 2030m 血五機(jī)架全連續(xù)冷軋機(jī)?，F(xiàn)在我國(guó)投入生產(chǎn)的寬帶鋼軋機(jī)有 18 套，窄帶鋼軋機(jī)有 418 套。在這 30 多年中，我國(guó)冷軋薄板生產(chǎn)能力增加了20 多倍，生產(chǎn)裝備技術(shù)水平已由只能生產(chǎn)低碳薄板而發(fā)展到能生產(chǎn)高碳鋼、臺(tái)金鋼、高合金鋼、不銹耐熱冷軋薄板、鍍鋅板、徐層鋼板、塑料復(fù)合薄板和硅鋼片等。但隨著社會(huì)的發(fā)展，我們必須增建新型軋機(jī)，改造現(xiàn)有冷軋機(jī)，大力發(fā)展冷軋生產(chǎn)。167。 冷軋薄板發(fā)展迅速的原因 鋼材在熱軋過(guò)程中的溫降和溫度分布不均給生產(chǎn)帶來(lái)了難題，特別是在軋制厚度小而長(zhǎng)度大的薄板帶產(chǎn)品時(shí)，冷卻差異引起的軋件首尾溫差往往使產(chǎn)品尺寸超出公差范圍，性能出現(xiàn)顯著差異。當(dāng)厚度小于一定限度時(shí)，軋件在軋制過(guò)程中溫降劇烈，以致根本不可能在軋制周期之內(nèi)保持熱軋所需的溫度。 因此，從規(guī)格方面考慮，事實(shí)上存在著一個(gè)熱軋厚度下限。70 年代初期，日、法、意、原西德等國(guó)曾致力于用熱連軋精軋機(jī)組增加 9 機(jī)架來(lái)生產(chǎn) 1mm 至 的薄帶。但實(shí)踐證明，從產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備重量來(lái)說(shuō)這是不可行的?，F(xiàn)代熱連軋機(jī)，目前設(shè)計(jì)可能軋出最小厚度為 ，但實(shí)際生產(chǎn)中很少能生產(chǎn) 以下的熱軋板卷。而冷軋則不存在熱軋溫降與溫度不均勻的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷軋帶鋼和冷軋薄板?，F(xiàn)代冷連軋寬帶軋機(jī)和雙機(jī)架二次冷軋可生產(chǎn)厚度為 的冷軋薄板，作為鍍錫原板，即使不經(jīng)二次冷軋也可生產(chǎn) ．5mm 厚的冷軋薄板?，F(xiàn)代可逆式冷軋機(jī)可生產(chǎn) 厚的冷軋扳。多輥冷軋機(jī)或窄帶鋼冷軋機(jī)則可生產(chǎn)最薄達(dá) 的產(chǎn)品。一般 厚的板帶為一般薄板， 厚的為較薄薄板， 厚的板帶為極薄薄板，這些產(chǎn)品用熱軋方法是不可能生產(chǎn)的。冷軋還可以生產(chǎn)不銹鋼板，用途：家具與建筑裝飾、醫(yī)用、化工工業(yè)等。近年來(lái)表面處理鋼板有很大發(fā)展。以冷軋極為基板的各種涂層鋼板品種繁多，用途極為廣泛。 由于上述原因，冷軋薄板的生產(chǎn)得到迅速發(fā)展。從產(chǎn)量上看，一般冷軋板產(chǎn)量約占軋村總產(chǎn)量的 20％左右。工藝技術(shù)裝備不斷革新。早期的冷軋板軋制速度不到1m／s，而今已達(dá) ／s；鋼板寬度 1905 年是 406mm，而今可達(dá) 2337mm；鋼卷重量也從幾 t 發(fā)展到 60t。一個(gè)現(xiàn)代化的冷軋廠年產(chǎn)量可以達(dá)到 250 萬(wàn) t。167。 冷軋薄板軋機(jī)的發(fā)展動(dòng)向 現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展對(duì)冷軋帶材的數(shù)量和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求，也促使冷軋機(jī)的裝備技術(shù)和控制水平向更高的方向發(fā)展。追求的目標(biāo)仍將是提高連續(xù)化率和質(zhì)量以及更廣泛的自動(dòng)化。冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主攻方向是要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，主要是帶鋼厚度精度和板形平直度，以滿足現(xiàn)代化自動(dòng)流水生產(chǎn)提出的苛刻要求，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。第 2 章 總體方案設(shè)計(jì)167。 軋輥的布置方式考慮到薄板軋制生產(chǎn)的精度要求比較高，應(yīng)采用較小直徑的工作輥，配合上、下支承輥的軋輥布置方式，從而保證工作輥的軋制強(qiáng)度和剛度。進(jìn)一步設(shè)計(jì)軋輥的布置形式，為保證工作輥傳動(dòng)的穩(wěn)定性，上支承輥水平布置兩個(gè)，并使下支承輥中心相對(duì)工作輥的中心連線有一個(gè)偏移距 e，且 e 的大小應(yīng)使工作輥軸承反力在軋制過(guò)程中桓大于零且力的作用方向不變。以保證軋制生產(chǎn)的穩(wěn)定性，從而更好地控制板形。 圖 21 軋輥布置方式該布置方式的優(yōu)點(diǎn)：1. 更好地保證帶鋼的軋制精度； 2. 能很好的改善板形控制能力； 3. 相比六輥軋機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、調(diào)試方便，成本較低。167。 壓下系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 軋機(jī)壓下系統(tǒng)有電機(jī)壓下和液壓壓下兩種，綜合比較兩種方案，本設(shè)計(jì)中采用電動(dòng)斜塊壓下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示。此壓下采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這樣可以較好地保證軋輥的同步壓下，保證厚差精度要求。并采用蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)，能允許較大的傳動(dòng)比，減少減速器的尺寸。此設(shè)計(jì)通過(guò)絲杠傳動(dòng)螺母，螺母在滑塊上滑動(dòng)帶動(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)。另外，設(shè)計(jì)中還考慮到滑塊的自鎖問(wèn)題?；瑝K的向上滑動(dòng)靠平衡彈簧和軋制反力作用。 圖 22 壓下系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖此壓下的優(yōu)點(diǎn)：1. 動(dòng)作快，靈敏度高； 2. 自鎖性能好、安全可靠； 3. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。167。 機(jī)架的設(shè)計(jì)根據(jù)軋鋼機(jī)械形式和工作要求，軋鋼機(jī)機(jī)架分為開(kāi)式和閉式兩種。本設(shè)計(jì)中的軋機(jī)是用來(lái)軋制薄板帶材的，需要較高的軋制精度，應(yīng)采用剛度較好的閉式機(jī)架。 圖 23 機(jī)架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第 3 章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校核167。 設(shè)計(jì)參數(shù)板坯材質(zhì)：08F （低碳鋼）軋前厚度：h0 = 2mm軋后厚度：h1 = 來(lái)料寬度：B = 250mm軋制速度：v = 167。 軋輥的設(shè)計(jì)及主要參數(shù)的確定 初選軋輥材料在選擇薄板（帶鋼）冷軋機(jī)軋輥材料時(shí)要求輥面硬度要高，耐磨性較好，而且輥身要有很好的強(qiáng)度，故在選擇軋輥材料時(shí)選用高硬度的合金鍛鋼。支承輥在工作中主要受彎曲應(yīng)力，且直徑通常較大，因此，在設(shè)計(jì)中著重考慮軋輥的強(qiáng)度和軋輥的淬透性。所以，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中多選用 Cr 合金鋼。而工作輥輥徑較小，磨損相對(duì)較重，且換輥頻繁，重磨次數(shù)較多，因此要求工作輥具有足夠的淬硬層，最好是可以全部淬透。且輥面硬度應(yīng)高于支承輥，這樣可以減小由與之接觸的支承輥傳遞過(guò)來(lái)的表面缺陷，從而保證軋制精度。由文獻(xiàn)[1 ，表 37]可知：初選支承輥的材料為：9Cr（HS = 50~65）初選工作輥的材料為：9Cr2W（HS 90~95 ） 軋輥參數(shù)確定（1）輥身長(zhǎng)度的確定本設(shè)計(jì)中主要根據(jù)坯料尺寸和輥道寬度來(lái)確定輥身的長(zhǎng)度，輥身長(zhǎng)度決定了所軋板材的最大寬度。由文獻(xiàn)[1，379] 可知：其關(guān)系為： L = B + a （）式中： L —— 輥身長(zhǎng)度； B —— 板坯寬度； a —— 隨帶材寬度而異的余量，當(dāng) B300mm 時(shí)，取 a = 20~50mm；當(dāng) B300mm 時(shí)，取 a =100~200mm 。 本設(shè)計(jì)中的薄板軋機(jī)：B = 250mm，取 a = 50mm，則 L = 300mm。（2）軋輥直徑的確定本設(shè)計(jì)的五輥軋機(jī)結(jié)構(gòu)上與四輥軋機(jī)和六輥軋機(jī)類似，于是，軋輥直徑確定可參照四輥軋機(jī)。由文獻(xiàn)[1 ，表 33]可知：冷軋板帶軋機(jī)軋輥輥身長(zhǎng)度和輥徑的關(guān)系：L/D1 = ~ 常用值（ ~ ） L/D2 = ~ 常用值（ ~ ） D2/D1 = ~ 常用值（ ~ ） 其中，L —— 輥身長(zhǎng)度； D1 —— 工作輥直徑； D2 —— 支承輥直徑。比值 L/ D2 標(biāo)志著輥系的抗彎剛度，其值越小，剛度越高。一般說(shuō)來(lái)，輥身長(zhǎng)度較大者，選用較大的比值。輥徑比 D2/D1 的選擇，主要取決于工藝條件。當(dāng)軋件較厚（咬入角較大）時(shí)，由于要求較大的工作輥直徑，故選用較小的 D2/D1 值；當(dāng)軋件較薄時(shí)，則選用較大的 D2/D1 值。在冷軋薄板軋機(jī)上，軋制壓力很大；若工作輥直徑過(guò)大，則彈性壓扁值也大，以致無(wú)法軋出薄板。為此，工作輥?zhàn)畲笾睆竭€受被軋帶材最小厚度的限制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，D1 （ 1500 ~ 2022）hmin 。由 L/ D2 計(jì)算得：D2 = （166 ~ 375）mm ，常用（214 ~ 333）mm 。 選取：D2 = 250 mm。因?yàn)檐堉票“鍘Р?，板形精度要求較高，所以設(shè)計(jì)時(shí)在滿足工作輥的強(qiáng)度要求的條件下，工作輥的直徑應(yīng)盡可能小些。結(jié)合 D2/D1 = ~ ，有 D1=（71 ~ 108）mm ，初步確定： D1 = 80 mm。根據(jù)軋制時(shí)自然咬入的條件進(jìn)一步校核工作輥的直徑。即在保證軋輥強(qiáng)度的前提下，同時(shí)滿足下列咬入條件：≥ （）1D?Cosh??式中 ： ——工作輥直徑；1——壓下量，本設(shè)計(jì)中： = h0h1 = ()mm = ；h?——咬入角。?由文獻(xiàn)[1 ，表 31] 可知：薄板冷軋機(jī)的咬入角 較小，一般 =3 ~10 ，比值 /?