【正文】 25 電機(jī)功率的校核 ............................................................................................................. 26 傳動(dòng)力矩的組成 ..................................................................................................... 26 各種力矩的計(jì)算 ..................................................................................................... 26 電機(jī)校核 ................................................................................................................. 27 第一道次電機(jī)功率校核舉例 ................................................................................. 27 軋輥強(qiáng)度的校核 ........................................................................................................ 29 強(qiáng)度校核 ................................................................................................................. 29 第一架軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核舉例 ............................................................................. 31 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 34 河北理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 引 言 1 引言 線材是成卷交貨的細(xì)長(zhǎng)鋼材，除部分直接用于金屬制品、建筑用材以外，大部分是用于拉拔的原料，要求直徑較小，物理性能均勻，金相組織盡可能索氏體化 。 我國(guó)是世界上最大的線材生產(chǎn)國(guó)，年產(chǎn)量占世界生產(chǎn)總量三分之一以上，線材也是我國(guó)第二大鋼材生產(chǎn)品種，在國(guó)內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量 的 比重一直較高 。 20xx 年國(guó)內(nèi)線材產(chǎn)量占我國(guó)鋼材總產(chǎn)量比例的 %。從線材進(jìn)出口情況看，長(zhǎng)期以來(lái)一直是我國(guó)主要鋼材出口品種。 但 由于 資金 及 認(rèn)識(shí)的滯后， 我國(guó)僅有為數(shù)不多的幾家線材廠能生產(chǎn)出高 檔次 的線材產(chǎn)品，因此我國(guó) 有時(shí)還 需要從國(guó)外進(jìn)口 少量簾線 鋼絲、鋼絞線、鍍鋅鋼絲等硬線產(chǎn)品。 線材特點(diǎn)是斷面小、散熱快，而用戶需要長(zhǎng)度大的盤卷。增大坯料斷面，減少線徑，則線材軋制道次越來(lái)越多。增大盤重則造成軋制時(shí)間加長(zhǎng)。過(guò)去采用橫列軋機(jī)只能生產(chǎn)100 公斤盤重， Φ 材的尺寸公差達(dá)到 ，索氏體化很少。上世紀(jì) 70 年代我國(guó)曾大力發(fā)展 4 線復(fù)二重橫列軋機(jī)，最高出口速度為 16m/s。復(fù)二重橫列軋機(jī)使用廉價(jià)交流電機(jī)，但盤重仍然很小，成材率僅 80%左右。同期，國(guó)外發(fā)展單線高速軋制，給線材軋制技術(shù)帶來(lái)突破。生產(chǎn)線全線為平 立交替布置，軋件無(wú)扭運(yùn)行，盡可能減少了事故隱患。精軋為減少動(dòng)態(tài)速降，采用成組傳動(dòng)的緊湊懸臂軋機(jī)，為高速下順利軋制帶來(lái)保證。為解決高速線材冷卻均勻問(wèn)題，出現(xiàn)了吐絲機(jī)和散卷風(fēng)冷線，大大改進(jìn)了冷卻效果。 目前，高線生產(chǎn)的最高出口速度達(dá)到 150m/s，成材率達(dá)到 98%。而且，隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高，高線所用的軋機(jī)剛度不斷提高， Φ 尺寸精度從 177。 達(dá)到 177。 。 尤其為能順利生產(chǎn)硬線，軋機(jī)能力不斷加大，這對(duì)實(shí)現(xiàn)低溫軋制，各種控軋控冷工藝都是必要的。 從磨損角度看，線材軋制公里數(shù)長(zhǎng)，軋槽磨損大，容易出現(xiàn)堆拉鋼事故。因 而，精軋機(jī)組最先采用碳化鎢硬質(zhì)輥環(huán)軋輥。最近，人們又把預(yù)精軋后四架布置成安裝碳化鎢輥環(huán)的懸臂軋機(jī)，收到良好的效果。 河北理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 1 原料的選擇與金屬平衡表 2 1 原料的選擇與金屬平衡表 原料的選擇 原料種類的選擇 線材車間的原料按其生產(chǎn)方式分為鋼錠、軋制鋼坯和連鑄鋼還三種。 鋼錠由于鑄造工藝的限制，一般斷面較大，而且為了脫模不可避免地在鋼錠長(zhǎng)度方向帶有錐度 ，這就造成以鋼錠為原料生產(chǎn)線材時(shí)的軋制道次多，軋制過(guò)程中溫降大 。 目前，用鋼錠作原料直接軋成線材的生產(chǎn)方式已被淘汰。 軋制鋼坯經(jīng)粗軋機(jī)開(kāi)坯軋制而成 ，其規(guī)格范圍廣、鋼種多但并不能消除偏析、縮孔等缺陷且再生產(chǎn)過(guò)程中要發(fā)生燒損、切頭、切尾等。故軋制鋼坯很少用。 高速線材軋機(jī)采用連鑄坯為原料后，與采用軋坯相比，從煉鋼到成材，能耗可降低 80kg/t 標(biāo)煤，金屬收得率提高 10%左右、能耗低、勞動(dòng)條件改善、生產(chǎn)率提高。因此 本設(shè)計(jì)原料 選用連鑄坯。 [1] 2. 原料斷面形狀的選擇 選擇方 形 坯， 不需要特別翻轉(zhuǎn)，也正好配合平立的扁箱和方箱孔型，實(shí)現(xiàn)與橢圓 園孔型的過(guò)渡 。 3. 原料單重的選擇 大盤重要求 坯料重量大。 粗略按 以 下計(jì)算：金屬氧化損失一般占坯重的 1%，粗軋切頭在 3kg 以 下，預(yù)精軋切頭一般為 ，精軋前切頭一般為 ，成品切頭一般為 3kg則： 7811 .%WcWb ??? ………………………………(1) 式中： Wb —— 坯料單重 ； Wc —— 成品盤重 。 由用戶要求 和設(shè)備經(jīng)濟(jì)性考慮， 盤 重 一般為 t 左右， 取 坯料約為 t 4. 原料尺寸的選擇 坯重一定情況下，選擇 大斷面 坯可以縮短坯料長(zhǎng)度 ，但斷面過(guò)大使軋制道次增加，機(jī)架數(shù)增加，投資 加大 。斷面 小則 長(zhǎng)度大。 對(duì)高速線材軋機(jī)坯料，一般為 120 mm2 ～ 160 mm2之間，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)選 150mm2。 坯料長(zhǎng)受加熱爐寬度限制，一般不超過(guò) 12m 的加熱爐技術(shù)較為成熟，加熱上限溫度較高。 另外從連軋出入口速度考慮，由 連軋關(guān)系 CVAVA bbff ???? 河北理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 1 原料的選擇與金屬平衡表 3 式中： fb AA, —— 坯料、成品斷面積 ； fbVV, —— 坯料、成品軋制速度 。 軋線出口速度對(duì)車間生產(chǎn)能力和技術(shù)水平起決定作用，出口速度高，可以增大盤重，提高產(chǎn)量。而且相應(yīng)提高 了入口速度，避免粗軋輥速度低，產(chǎn)生嚴(yán)重?zé)猃斄选５刂扑揭笠蚕鄳?yīng)提高。考慮先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性， 參考現(xiàn)場(chǎng)取 fV 為 120m/s。 為滿足 粗軋 熱應(yīng)力狀態(tài)下軋輥不龜裂 的速度 bV 應(yīng)大于 ，所以坯料邊長(zhǎng) ba ? ff AV …………………………… ………………(2) 式中： fA —— 取產(chǎn)品大綱中最小斷面尺寸 。 則 ba ? 180mm 由 于 坯料 重 2 t 左右，取連鑄坯密度為 ?? 310 g /m3， 則鋼坯的長(zhǎng)約為： L =32 2100 ??= 故最終選擇 150 方 X12m的方坯，單重達(dá) 噸。 原料的質(zhì)量、規(guī)格及尺寸偏差 1. 原料質(zhì)量 1) 連鑄坯表面不得有肉眼可見(jiàn)的裂紋、重皮、結(jié)疤、夾雜。 2) 表面不得有深度大于 3mm的劃痕、壓痕、擦傷、氣孔、皺紋、耳子、凸塊、凹坑和深度大于 2mm的發(fā)紋。 3) 連鑄坯橫截面不得有縮孔、皮下氣泡 2. 原料的規(guī)格及尺寸偏差 表 1 原料的規(guī)格及尺寸偏差 名義尺寸 (mm) 長(zhǎng)度 (mm) 寬度 (mm) 對(duì)角線偏差 單重 (kg) 150150 尺寸 150 偏差 177。4 尺寸 150 偏差 177。4 6 mm 2100 鋼坯長(zhǎng) mmmmm80012 ?? ，總彎曲度小于 100mm，不得有明顯 的扭轉(zhuǎn)。 金屬平衡表 軋制過(guò)程中線材消耗一般由燒損、切損、軋廢、檢查 樣 品及人為的鋼號(hào)混亂等組成。其中燒損約占 %，軋廢約占 %，檢查 樣 品約占 %，則年產(chǎn) 70 萬(wàn)噸的硬線線材車間金屬平衡表如下。 河北理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 1 原料的選擇與金屬平衡表 4 表 2 金屬平衡表 鋼坯 (萬(wàn) t) 成品 (萬(wàn) t) 損耗 ( t ) 質(zhì)量 比例 (%) 100 70 98 燒損 切損 軋廢 檢查 樣 品 金屬消耗系數(shù)為： 70 ??? 成品重 坯重K 河北理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 2 線材軋制速度的確定 5 2 線材 軋制速度 的確定 目前高速線材軋制速度已達(dá) 150m/s，保證速度達(dá) 130m/s，這 是為保證長(zhǎng)達(dá)幾千米的大盤卷在軋制時(shí)間內(nèi)，頭尾溫差不致過(guò)大。這樣 使單線軋機(jī)產(chǎn)量最高可達(dá)年產(chǎn) 100 萬(wàn) t。這比 出口速度 16m/s 的四線復(fù)二重軋機(jī)產(chǎn)量高的多。而且 由于 單線 軋制 ，次生連綴事故大大減少，事故處理也變得容易 。故 高線 廠 都是 單線軋機(jī)，老廠 則 將多線軋機(jī)改建為單線 （馬鋼） 。 由于軋制速度的提高，受入口速度限制的坯料斷面允許進(jìn)一步增大。目前，對(duì) 100m/s 的軋機(jī)其坯料斷面尺寸已擴(kuò)大到鑄坯，也有的使用 2170mm ~ 2180mm 方坯。這對(duì)于保證線材的產(chǎn)品質(zhì)量和提高連鑄坯生產(chǎn)都是有利的。由于受運(yùn)輸和開(kāi)卷原因的限制，坯料單重和成品單重仍維持在 ～ 左右，沒(méi)有進(jìn)一步增加的趨勢(shì)。 軋制過(guò)程，軋件熱量向外散發(fā)，引起溫降。但 塑性變形時(shí)，原子活動(dòng)能力增加，即一部分功轉(zhuǎn)為熱量。當(dāng)變形速度較快，熱量聚集大于散發(fā)熱量，軋件溫度便升高。 軋制過(guò)程中，速度大于 10m，就會(huì)有溫升。 線材斷面小，如果 產(chǎn)生過(guò)大升溫， 軋件過(guò)于柔軟，不能挺直前進(jìn)，就會(huì)阻礙進(jìn)入下一孔型，造成事故。 為消 除 這一問(wèn)題，須采用精軋機(jī)前的預(yù)水冷，并須在精軋機(jī)內(nèi)設(shè)置機(jī)架間水冷裝置。 一般 要求軋件在進(jìn)入精軋機(jī)前的溫度不能高于 950℃ ， 故預(yù)精軋 機(jī) 到精軋機(jī) 架間距 從 12m 加大到 36m，安放幾組水冷與恢復(fù)段 。 沒(méi)有精軋前的降溫措施，出口速度就會(huì)受到限制。河北理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 3 主機(jī)列選擇 6 3 主機(jī)列選擇 機(jī)架數(shù)目的確定 由坯料尺寸（ 150mm150mm）和所軋制的最小斷面的軋件尺寸（ ）確定軋制道次。考慮到坯料尺寸偏差和熱膨脹因素，所以總延伸系數(shù)為： 02 84]0 )41 50[(220 ??????? ??nFF ……………………………(3) 一般全 線平均延伸系數(shù)為： ?? ∴ 軋制道 lnln ?? ???N …………………………………(4) 取整得 28?N ，精軋最后兩架為減徑機(jī)。軋機(jī)最后為兩架定徑機(jī)（不考慮在內(nèi)）。 參考現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況及相關(guān)資料將 26+4 架軋機(jī)分為粗軋、中軋、預(yù)精軋、精軋及減定徑五組機(jī)組。其中粗軋 6 架，中軋 6 架，預(yù)精軋 6 架，精軋 8 架， 減 定徑機(jī) 4 架。 粗軋機(jī)組的選擇 粗軋機(jī)組 是使坯料得到初步壓縮和延伸，得到溫度合適、斷面形狀正確、尺寸合格、表面質(zhì)量良好、端頭規(guī)矩、長(zhǎng)度適合工藝要求的軋件。本設(shè)計(jì)選用 6 架平～立輥交替布置的二輥 無(wú) 牌坊式粗軋機(jī)組，采用單獨(dú)傳動(dòng)方式。這種粗軋機(jī)組的平一立軋機(jī)為單獨(dú)傳動(dòng)， 過(guò)去只能單線無(wú)扭軋制，主要用在產(chǎn)品精度要求很高的軋機(jī)上。目前，立輥軋機(jī)已發(fā)展成為可轉(zhuǎn)換為水平軋機(jī)的結(jié)構(gòu) (如圖 1)，其傳動(dòng)方式有上傳動(dòng)和下傳動(dòng)兩種。有了這種結(jié)構(gòu)的軋機(jī)，在粗軋機(jī)組上既可單線無(wú)扭軋制，又可多線軋制。它為產(chǎn)品精度要求高，年產(chǎn)量要求大的高速線材軋機(jī)車間提供了條件。例如奧鋼聯(lián)里木～多 納維茨廠就采用了這種粗軋機(jī)組，從而滿足了中軋和精軋機(jī)組的雙路布置，單線軋制的需要 [2]。 圖 1 立輥可轉(zhuǎn)換為水平輥的軋機(jī)示意圖 河北理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 3 主機(jī)列選擇 7 1 一水平機(jī)架； 2 一立式機(jī)架 中軋機(jī)組的選擇 中軋的作用是繼續(xù)縮減從粗軋機(jī)組軋出的軋