【正文】 41畢業(yè)設(shè)計小結(jié) ..............................................................................................43參考文獻(xiàn) ......................................................................................................43致謝 ..............................................................................................................43附錄 ..............................................................................................................45附件 1 ...........................................................................................................47附件 2 ...........................................................................................................52本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書1第 1 章 緒論 課題研究的意義及現(xiàn)狀20 年代，隨著二輥可逆軋機(jī)的出現(xiàn)，軋制效率大大提高。四輥可逆軋機(jī)出現(xiàn)于 30年代。60 年代末，隨著二次冷軋機(jī)和箔材軋機(jī)，平整軋機(jī)光整軋機(jī)的出現(xiàn)，使冷軋的可軋厚度大大減少，目前，最小可達(dá) 。冷軋帶鋼生產(chǎn)始于 1660 年，在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。隨著容器包裝、精密儀器、汽車的制造、房屋建設(shè)、機(jī)械制造和船舶工業(yè)的迅速發(fā)展以及家用電器和各種日常生活的需求量成倍增長，對冷軋帶鋼的需求量也迅速增加。冷軋帶鋼是在二輥軋機(jī)上進(jìn)行的。自此以后，無論是國內(nèi)還是國外，冷軋都得到廣泛應(yīng)用，軋輥軸頸和軸承的改進(jìn)也促進(jìn)了冷軋機(jī)的應(yīng)用。板帶冷軋鋼的發(fā)展，只是在近代隨著技術(shù)的進(jìn)步，才真正得到了推動。冷軋鋼板及帶鋼今年來得到較大的發(fā)展。冷連軋機(jī)末架出口速度可達(dá) 25～。為了提高產(chǎn)量，冷卷卷重已達(dá) 60t。一套冷連軋機(jī)年產(chǎn)量可達(dá) 250 萬 t。由于冷軋帶鋼厚度公差要求高，為增加軋機(jī)壓下裝置的響應(yīng)速度，在冷軋機(jī)上采用了全液壓壓下裝置及厚度自動控制裝置。因此，在帶鋼冷連軋機(jī)上，廣泛地采用液壓彎輥裝置或抽動工作輥裝置來改善板形。對于高速、高產(chǎn)量的帶鋼冷連軋機(jī)，實現(xiàn)了計算機(jī)控制。初軋機(jī)具有以下特點：1）提高自動化程度，從均熱爐到板坯精整均已實現(xiàn)自動控制。2) 提高鋼坯質(zhì)量，改進(jìn)精整工序，采用大噸位板坯剪切機(jī)及在線火焰清理機(jī)。3）向重型化方向發(fā)展，軋制鋼錠重量達(dá) 45～70t，最高年產(chǎn)量達(dá) 500～600 萬 t。4）萬能式板坯初軋機(jī)迅速發(fā)展，軋機(jī)帶有立輥，減少軋件翻鋼道次和軋制時間。連續(xù)鑄鋼技術(shù)的迅速發(fā)展，連鑄比將達(dá)到 80%或更高。這樣，初軋機(jī)將不會有更大的發(fā)展，只能起到配合和補(bǔ)充連鑄生產(chǎn)的作用，許多初軋廠都面臨改造的任務(wù)。進(jìn)些年來冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備又有新的發(fā)展：1）板形控制技術(shù)。冷連軋及普遍應(yīng)用了液壓彎輥技術(shù)，設(shè)置板形儀及靈敏的液壓系統(tǒng)，改善工藝?yán)錆櫦夹g(shù)，特別是研制出一批有效控制板形的新軋機(jī)，如 HC 軋機(jī)、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書2CVC 軋機(jī)、UC 軋機(jī)等。2）連續(xù)退火、全氫罩式退火技術(shù)的應(yīng)用及多種涂鍍生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的生產(chǎn)線及新的設(shè)備，使軋鋼機(jī)械在這些領(lǐng)域得到發(fā)展。3）酸洗—冷軋聯(lián)合機(jī)組。這種機(jī)組改變了傳統(tǒng)冷軋生產(chǎn)將酸洗和軋鋼兩個工序分開的方式，而聯(lián)合為一個機(jī)組。這樣可提高酸洗、冷軋工序的成材率 1%～3%，提高機(jī)時產(chǎn)量 30%～50% ，減少中間倉庫 5000～10000 ，降低投資及生產(chǎn)成本等優(yōu)點。2m4）帶鋼連鑄—連軋工藝。帶鋼連鑄機(jī)澆鑄出的鋼坯須經(jīng)熱軋或稍經(jīng)熱軋即可進(jìn)入冷軋機(jī)生產(chǎn)冷軋帶鋼，使這一工藝在今后經(jīng)進(jìn)一步完善和推廣。因此，冷軋帶鋼生產(chǎn)的大力發(fā)展，逐漸提高冷軋帶鋼在軋鋼產(chǎn)品中的比重，迅速提高冷軋帶鋼的質(zhì)量，不斷增加冷軋帶鋼的產(chǎn)品，滿足各個工業(yè)部門的，特別是與人民生活密切相關(guān)的，輕紡織工業(yè)和日用電器，生活用品等，以及外貿(mào)出口對冷軋帶鋼急劇增加的需要，可以認(rèn)為 HC 軋機(jī)是板帶軋機(jī)改造和新建的主選優(yōu)良機(jī)型，可提供具有優(yōu)良板形 的高精度板帶滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω呔鹊囊?。HC 軋機(jī)正逐步代替具有100 多年歷史的普通四輥軋機(jī)。 冷軋機(jī)的類型、工作原理及特點 冷軋機(jī)的類型冷軋機(jī)構(gòu)造可以軋輥數(shù)目及其在機(jī)座中位置為特征進(jìn)行分類為。具有水平軋輥的軋機(jī)，具有互相垂直軋輥的軋機(jī)和呈斜角布置及其它的特殊軋機(jī)。按照軋輥的配列方案分為二輥式、四輥式、多輥式三種。按機(jī)架排列方案分為單機(jī)可逆（不可逆）式與連續(xù)多機(jī)軋制式兩種。其靈活性大，適用中小型企業(yè)及科研教研學(xué)用。連軋機(jī)生產(chǎn)效率高，軋制速度快，但產(chǎn)品單一，變動不大時，最能發(fā)揮其優(yōu)越性。其常用類型如圖 11 所示：本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書3圖 11 常用軋輥類型圖 各類冷軋機(jī)的工作原理及其特點 由于軋輥的數(shù)目和布置不同，所以各類軋機(jī)的特點也不同：1） 二輥式軋機(jī)：此軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，有直流電動機(jī)驅(qū)動，用于二輥可逆式初軋機(jī)，可將鋼錠往復(fù)軋制成各種矩形抷。二輥可逆式軋機(jī)也可用于軋制軌梁和中厚板。2） 三輥式軋機(jī)：其在同一機(jī)座上軋件可兩向軋制，而軋機(jī)無需反轉(zhuǎn)，有一臺交流電動機(jī)經(jīng)減速器和齒輪座驅(qū)動數(shù)臺三輥式軋機(jī)，可實現(xiàn)軋件往復(fù)多道次軋制。三輥軋機(jī)廣泛應(yīng)用于軌梁軋機(jī)、型鋼軋機(jī)及小型開坯軋機(jī)。3） 四輥式軋機(jī)：四輥式軋機(jī)是由兩個較小工作輥和較大的兩個支承輥組成。機(jī)座是由四個位于同一垂直平面內(nèi)的水平軋輥組成，軋制是在兩個工作輥中間進(jìn)行的。支承輥的作用是增強(qiáng)輥系的剛度，所以其直徑較工作輥要大上一倍以上。四輥式軋機(jī)是帶鋼冷軋機(jī)中最通用的機(jī)組，這種軋機(jī)采用閉口式機(jī)架，兩個牌坊有橫梁或其它軋機(jī)連接形成一個剛體，通常采用工作輥驅(qū)動， 但是近來趨向于支承輥驅(qū)動。四輥式軋機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼板生產(chǎn)，如中厚板軋機(jī)、熱軋鋼板軋機(jī)、冷軋鋼板及帶鋼軋機(jī)等。3） 六輥式軋機(jī)：工作輥靠另一側(cè)卷行彈簧撐開，壓下螺絲有電機(jī)通過齒輪傳動，工作輥軸承為抗磨式，而支承輥則采用油膜軸承。為使用直徑相同的小直徑本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書4工作輥并提供水平及垂直剛度。六輥式軋機(jī)得到了廣泛應(yīng)用通?？繌椈蓧毫ζ胶馍舷螺伣M件及消除壓下螺絲于軸承座間產(chǎn)生的松弛或松動。近年來發(fā)展很快的是中間輥可以軸向抽動的六輥軋機(jī)，即 HC 軋機(jī)通過抽動中間輥或工作輥來改善板形的控制能力，配合使用彎輥裝置可使橫向剛度無窮大。其主要特點如下：(1) 具有好的控制性。(2) 可顯著提高帶鋼的平整度。(3) 具有較大的剛度，穩(wěn)定性。(4) 壓下量由于不受板形的控制而顯著提高。4） 偏八輥式軋機(jī)：其工作輥直徑約為支承輥直徑的六分之一，且中心線相對上下支承輥中心連線有較大偏移。為防止工作輥水平彎曲，在出口方向設(shè)有側(cè)中間輥和側(cè)支承輥，使機(jī)座水平剛度提高；結(jié)構(gòu)簡單，滿足防止工作輥水平彎曲增加剛度，通過調(diào)節(jié)個別支承輥改變工作輥的凸度，工作輥支承系統(tǒng)剛度大，換輥方便，其工作輥直徑可自由選擇而軋制不同的品種。其軋制力小，壓下率高，應(yīng)用于薄帶材生產(chǎn)。5） 多輥式軋機(jī)：為適應(yīng)冷軋板帶產(chǎn)品尺寸向高精度和大的寬厚比方向發(fā)展需要，出現(xiàn)了十二輥、二十輥及復(fù)合式十二輥等多輥軋機(jī)型式。由于有多層中間輥和支承輥支承，工作輥的直徑可大大減小，而機(jī)座的剛度與強(qiáng)度都很高。一般都驅(qū)動中間輥，使工作輥不承受扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。支承輥做成分段式的，可通過專門機(jī)構(gòu)來調(diào)整工作輥軸向撓度曲線。二十輥軋機(jī)多采用森吉米爾型和羅恩型。多輥軋機(jī)多用作生產(chǎn)冷軋薄帶鋼。我國自主開發(fā)的二維中部支撐的多輥軋機(jī)，具有使軋制帶材橫向精度高的特點。 冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝?yán)滠垘т摰纳a(chǎn)工藝主要體現(xiàn)在以下四點： 冷軋中采用張力軋制張力軋制是冷卻的一大特點。所謂“張力軋制” ，就是軋件在軋輥中的輾軋變形是有一定的前張力與后張力作用下實現(xiàn)的。單位張力 是作用在帶材斷面 A 上的平均張z?本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書5應(yīng)力： ( )zTA??2/Kgm式中 T——總張力。張力的主要作用有以下幾個方面：（1）防止帶鋼在軋制過程中跑偏（即保證正確對中軋制） ；（2）降低軋件的變形抗力，便于軋制更薄的產(chǎn)品；（3）適當(dāng)調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作用；（4）使所軋帶鋼保持平直（包括在軋制過程中的保持板形平直以及軋后板形良好）。防止軋件跑偏是冷軋操作中關(guān)系到能否實現(xiàn)軋制的一個重要問題。跑偏將破壞正常板型，引起操作事故甚至設(shè)備事故，若不很好加以控制，將不能保證冷軋的正常進(jìn)行。因此，防止跑偏的方法有：（1）采用張力軋制；（2）采用凸形輥縫；（3）采用導(dǎo)板夾逼。通過改變卷取機(jī)，開卷機(jī)及軋機(jī)主電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及各架壓下可以使軋制力，張力在較大的范圍內(nèi)變動。借助準(zhǔn)確可靠的測試儀，并使之與自動控制系統(tǒng)結(jié)成閉環(huán)，可以按要求實現(xiàn)恒張力控制，配備這種張力閉環(huán)控制系統(tǒng)是現(xiàn)代冷軋機(jī)的起碼要求。生產(chǎn)中張力的選擇主要是平均單位 ，從理論上講，單位張力似乎應(yīng)當(dāng)盡量選的z?高一些，但是不應(yīng)超過帶鋼的屈服極限 ，根據(jù)經(jīng)驗，一般軋機(jī) =（~） ；s z?s?而冷軋薄帶剛 =（~） 。z?s 冷軋中產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象在冷軋中，冷軋是在金屬再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的軋制，金屬的晶粒被破碎且不能產(chǎn)生再結(jié)晶回復(fù)，導(dǎo)致金屬產(chǎn)生加工硬化。由于加工硬化，使金屬變形抗力增大，軋制壓力升高，金屬的塑性降低，容易產(chǎn)生脆斷。當(dāng)鋼種一定時，加工硬化程度與冷軋的變形程度有關(guān)，變形程度愈大，加工硬化愈嚴(yán)重。加工硬化超過一定程度后，因金屬過于硬脆而不能繼續(xù)軋制。因此板帶經(jīng)一定的冷軋總變形量之后，須經(jīng)熱處理（再結(jié)晶退火或固溶處理） ，恢復(fù)塑性，降低變形抗力，以利于繼續(xù)軋制。在冷軋生產(chǎn)過程本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書6中，每次軟化退火之前完成的冷軋工作稱為一個“軋程” ，在一定的條件下，鋼質(zhì)愈硬，成品愈薄，所需之軋程愈多。 冷軋中采用工藝?yán)鋮s冷軋過程中變形熱與摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高，故需要采用有效的人工冷卻。軋制速度越高，冷卻問題顯得尤為重要。如何合理的強(qiáng)化冷卻過程的冷卻已成為發(fā)展現(xiàn)代冷軋機(jī)的重要的研究課題。實驗研究與理論分析表明，冷軋板帶鋼的變形功有84%~88%轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽管埣c軋輥的溫度升高。因此我們必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┪呋蚩刂七@部分熱量，即便變形發(fā)熱率，單位時間發(fā)出的熱量 q 。其表達(dá)式為：BqhJ??????A 式中 系數(shù) = ~? ——小于 1 的修正系數(shù)；? ——所軋材的寬度；B ——機(jī)械功的熱當(dāng)量；J ——軋制時的平均單位壓力；? ——軋制速度；? ——該道次的絕對壓下量。h?油的冷卻能力比水差得多。水是比較理想的冷卻劑，因其比熱大，吸熱率比較高且成本低廉。水的比熱比油大一倍，熱傳導(dǎo)率為油的 倍，揮發(fā)潛熱大 10 倍以上。由于水具有如此優(yōu)越的吸熱的性能， （只有某些特殊的軋機(jī)，由于工藝潤滑與軋輥軸承共用一種潤滑劑，才采用全部油冷，但為了保證冷卻效果，需給予足夠大油量。 ）固大多數(shù)生產(chǎn)軋機(jī)都傾向與水或以水為主的冷卻劑。從實現(xiàn)強(qiáng)大軋制的角度來看，我們所關(guān)心的是如何提高冷卻液的冷卻能力，即提高冷卻效果。有物理學(xué)可知一定質(zhì)量的液體在單位時間內(nèi)所吸收的熱量可表示為： 12()qmtc???式中 ——單位時間所需冷卻液的體積；m——比重；?本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書7 ——冷卻液的比熱；c 、 ——冷卻液前后的溫度。2t1由此可知，在冷卻液種類和冷卻系統(tǒng)均一定的情況下，為增加 q，只有增加流量m，但這往往受到原有冷卻設(shè)施的限制，所以通常是改變冷卻液的種類和增加冷卻液的溫度來增加其吸熱能力。冷卻液簡單地噴澆在軋輥和軋件上，與高壓冷卻液霧化，冷卻效果大大不同，實際資料表明，即使在采用有效的工藝?yán)鋮s的條件下，冷軋板卷在卸卷后的溫度優(yōu)勢仍達(dá) 130~ ，甚至還要高，由此可見在軋制變形區(qū)的料溫一150oc定比這還要高，輥面溫度過高會引起工作輥淬火層硬度的下降，并有可能促使淬火層內(nèi)發(fā)生組織分解（殘余奧氏體的分解） ，使輥面出現(xiàn)附加的組織應(yīng)力。此外，從其對冷軋過程本身的影響來看，輥溫的反?，F(xiàn)象以及輥溫分布規(guī)律的反常或突變均導(dǎo)致正常輥面條件的破壞，直接有害于板形與軋制精度。同時，輥面過高也會使冷軋工藝潤滑劑失效（油膜破裂） ，使冷軋不能順利進(jìn)行。因此，為了保證冷軋的正常生產(chǎn)，對軋輥和軋件必須應(yīng)采取有效的冷卻和控溫措施。 冷軋中的工藝潤滑生產(chǎn)實踐與實驗表明，采用天然油脂作為冷軋的工藝潤滑劑在潤滑效果上優(yōu)于礦物油，這是由于天然油脂與礦物油在分子的結(jié)構(gòu)上與特性上有質(zhì)的差別所致。冷軋采用工藝潤滑的主要作用是減少金屬的變形抗力這不但有助于保證已有的設(shè)備能力條件下實現(xiàn)更大的壓力，而且還可使軋機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)上可行的地生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。此外，采用有效的工藝潤滑也直接對冷軋過程的發(fā)熱率以及軋輥的溫度起到了良好的影響，在軋制某些產(chǎn)品時采用的工藝潤滑還可以防止金屬粘輥的作用。冷軋潤滑效果的優(yōu)劣誠然是衡量工藝潤滑劑的重要指標(biāo)，但是一種真正有經(jīng)濟(jì)實用價值的工藝潤滑劑還應(yīng)來源廣，成本低，便于保存。并且易于軋后的板面去除，不留任何影響質(zhì)量的殘渣等特點。目前還只有為數(shù)不多的幾種工藝潤滑劑能滿足