【正文】 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1頁(yè) R3 粗軋機(jī)設(shè)計(jì) 1 緒論 選題背景及意義 熱帶鋼 連軋是為了提高熱軋機(jī)的產(chǎn)量，改進(jìn)疊板軋機(jī)的 操作，而采用的軋制方法。連續(xù)軋制是將鋼坯軋成長(zhǎng)帶鋼后再切成鋼板。 最早采用二輥五機(jī)架熱連軋機(jī)，軋制速度很低。為了提高軋制速度和產(chǎn)量， 熱帶鋼 連軋機(jī)迅速發(fā)展， 從半連軋式到四分之三連續(xù)式最后發(fā)展到全連續(xù)式。 全套圖紙，加 153893706 在 熱帶鋼 連軋機(jī)迅速發(fā)展的背景下，選擇 3R 粗軋機(jī)設(shè)計(jì)這個(gè)題目的意義在于 3R 粗軋機(jī)作為粗軋區(qū)最后一架粗軋機(jī)在生產(chǎn)中存在一些問(wèn)題，如機(jī)架齒輪座齒輪點(diǎn)蝕嚴(yán)重，萬(wàn)向接軸的潤(rùn)滑與密封 不良 等。對(duì)這些問(wèn)題的解決也是對(duì) 3R 粗軋機(jī)進(jìn)行改進(jìn)性設(shè)計(jì)。提高其軋制精度 和成品質(zhì)量來(lái)保證它能夠?yàn)?1700mm 精軋機(jī)組提供合格的坯料。通過(guò)對(duì) 3R粗軋機(jī)設(shè)計(jì)，本人能夠掌握軋機(jī)設(shè)計(jì)全過(guò)程及設(shè)計(jì)方法并且為以后工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 熱 軋 帶鋼連軋機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)熱 軋 帶鋼連軋機(jī)發(fā)展過(guò)程概述 1959— 1978 年的 20年間，我國(guó)熱軋帶鋼軋機(jī)及生產(chǎn)技術(shù)處于低水平階段。已有的一套半連續(xù)式熱帶鋼連軋基本上是手動(dòng)操作 、 人工設(shè)定的操作方式，軋機(jī)的主要生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)于我國(guó)第一代熱帶鋼軋機(jī)裝備水平。 1978 年武鋼 1700mm 熱連軋機(jī)建成投產(chǎn) ，我國(guó)熱軋帶鋼軋機(jī)的生產(chǎn)工藝技術(shù) 、 技 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2頁(yè) 術(shù)裝備很快提高到國(guó)際先進(jìn)水平，向前邁進(jìn)了一大步，它生產(chǎn)的主要工藝技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)于我國(guó)第二代熱帶鋼軋機(jī)。我國(guó)鋼鐵工業(yè)開(kāi)始擁有由計(jì)算機(jī)控制的完全制動(dòng)化操作的現(xiàn)代化熱軋帶鋼軋機(jī)。 20 世紀(jì) 80年代寶鋼 2050mm 熱連軋機(jī)的建成投產(chǎn)，使我國(guó)熱軋帶鋼軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)和技術(shù)裝備水平又上了一個(gè)新臺(tái)階，達(dá)到了當(dāng)時(shí)世界最先進(jìn)的現(xiàn)代化熱軋帶鋼軋機(jī)。板坯加熱節(jié)能和熱裝技術(shù) 、 粗軋機(jī)寬度自動(dòng)控制 、 精軋機(jī)組液壓 AGC、 板形控制技術(shù)（ CVC系統(tǒng)） 、 全液壓卷取機(jī) 、 完善的 4機(jī)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)都處于世界一流 水平，軋制品種包括汽車(chē)用 DDQ級(jí)深沖壓鋼及 X70 級(jí)管線鋼 和 鋼卷等，主要消耗指標(biāo)均達(dá)到世界先進(jìn)水平。寶鋼 2050mm 主要生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)于我國(guó)第三代熱帶鋼軋機(jī)裝備水平。 20 世紀(jì) 90年代我國(guó)建成投產(chǎn) 7 套熱軋帶鋼軋機(jī)，是我國(guó)熱軋帶鋼軋機(jī)的高速發(fā)展階段。其中 4 套全新的熱帶鋼軋機(jī)，即寶鋼 1580mm 熱軋機(jī) 、 鞍鋼 1780mm 熱軋機(jī) 、 珠鋼 1500mm 及邯鋼 1900mm 薄板坯連鑄連軋機(jī)。 寶鋼 1580mm 熱軋機(jī) 、 鞍鋼 1780mm 熱軋機(jī)采用和連鑄機(jī)直接連接布置和生產(chǎn)管理的連續(xù)生產(chǎn)線，緊湊型可逆式粗軋機(jī)組 、 板坯定寬壓力機(jī) 、 精軋機(jī)組板形控制交叉輥（ PC）軋機(jī) 、 精軋機(jī)全液壓 AGC 系統(tǒng) 、 全液壓卷取機(jī) 、 完善的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制和生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，這些都體現(xiàn)了 20 世紀(jì) 90 年代熱軋帶鋼軋機(jī)最先進(jìn)的技術(shù)裝備水平和一流的產(chǎn)品質(zhì)量控制水平。 我國(guó)熱 軋 帶鋼連軋機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 珠鋼和邯鋼各自相繼建成一套薄板坯連鑄連軋機(jī)，是近 10 年來(lái)發(fā)展的新型的熱軋帶鋼生產(chǎn)短流程工藝技術(shù)。連鑄板坯厚度 50— 70mm，通過(guò) 在線長(zhǎng)輥底式均熱爐直接加熱 。由于其規(guī)模適當(dāng) 、 投資費(fèi)用較低，所生產(chǎn)的熱軋普通用途的帶鋼具有較好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。薄板坯連鑄連軋帶鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)，是 20世紀(jì) 80年代鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)具有突破性的重大技術(shù)進(jìn)步。我國(guó)已經(jīng)投產(chǎn)的 2 套和即將投產(chǎn)的包鋼的一套薄板坯連鑄連軋機(jī)，采用的是全是德國(guó) SMS公司研制開(kāi)發(fā)的 CSP 技術(shù)及裝備。這三套 CSP 的生產(chǎn)線的 6機(jī)架連軋機(jī)組全部裝有全液壓 AGC、 CVC 及彎輥板形控制技術(shù)，是生產(chǎn)高尺寸精度熱帶鋼軋機(jī)的最先進(jìn)的技術(shù)裝備。 唐鋼剛剛建成投產(chǎn)一套超薄帶鋼連鑄連軋生產(chǎn)線，連鑄薄板坯在很高的溫度下進(jìn)入軋制線，經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的輥底式均熱爐，采用半無(wú)頭軋制工藝軋制。該生產(chǎn)線與 CSP 技術(shù)所不同的是板坯厚度為 90/70mm，采用 2架不可逆式粗軋機(jī)和 5架精 軋機(jī)，末架最高出口速度為 。這是當(dāng)今生產(chǎn)熱軋寬而薄的帶鋼最前沿的現(xiàn)代化技術(shù)，也是熱軋帶 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3頁(yè) 鋼軋機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。 我國(guó)熱軋帶鋼軋機(jī)所使用的主要新技術(shù) 1 連鑄板坯熱裝（ HCR）和直接熱裝（ DHCR）技術(shù) 應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)板坯熱裝技術(shù)的基礎(chǔ)是煉鋼和連鑄機(jī)穩(wěn)定生產(chǎn)無(wú)缺陷板坯。在熱軋車(chē)間有關(guān)技術(shù)有： （ 1） 連鑄和熱軋車(chē)間上下工序生存計(jì)劃的一貫管理，保證預(yù)定的板坯物流與連鑄和熱軋機(jī)的節(jié)奏匹配，板坯數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。 （ 2） 熱軋車(chē)間最好和連鑄機(jī)直接連接，以縮短傳送時(shí)間，保證和提高板坯溫度。 （ 3） 設(shè)有板坯定寬壓力機(jī)（ sizing press,簡(jiǎn)稱 SP）可以減少連鑄板坯的寬度種類(lèi)和增加連鑄板坯寬度，從而提高連鑄機(jī)產(chǎn)量和穩(wěn)定連鑄機(jī)生產(chǎn)，相應(yīng)可以提高板坯的 DHCR 比率。 （ 4） 加熱爐采用長(zhǎng)行程裝料機(jī)。 1580mm 熱軋機(jī)的步進(jìn)式加熱爐采用了行程為，便于在冷板坯與熱軋交替時(shí)將高溫板坯一次裝 入 到內(nèi) 深 8m的深處，而縮短在爐加熱時(shí)間。 （ 5） 精軋機(jī)組后段的機(jī)架（ F4— F7） 設(shè)工作輥軸向移動(dòng)裝置（ WRS） ,這對(duì)增加帶鋼同寬度的軋制量十分有利，對(duì)提高 DHCR 比率也有利。 2 板坯定寬壓力機(jī) 我國(guó)有套熱連軋機(jī)組設(shè)有由日本 IHI 公司設(shè)計(jì)供貨的 板坯定寬壓力機(jī)。對(duì)這種板坯定寬壓力機(jī)一次最大側(cè)壓量為 350mm，可以連續(xù)進(jìn)行板坯側(cè)壓，運(yùn)行時(shí)間短，側(cè)壓率達(dá) 90％ 以上。 3 中間輥道保溫罩和帶坯邊部電感應(yīng)加熱器 粗軋機(jī)出 口帶坯長(zhǎng)度可達(dá) 80— 90m，在進(jìn)行精軋機(jī)軋制過(guò)程中為了減少帶坯頭尾溫差，設(shè)置保溫罩是簡(jiǎn)單易行的有效技術(shù)。 我國(guó)寶鋼 2050mm、 寶鋼 1580mm、 鞍鋼 1780mm熱軋機(jī) 設(shè)計(jì)已采用保溫罩。太鋼1549mm 和梅鋼 1422mm 熱軋機(jī)技術(shù)改造后增設(shè)了保溫罩。 精軋機(jī)組的帶坯邊部電感應(yīng)加熱器是針對(duì)軋制薄規(guī)格的產(chǎn)品和硅鋼 、 不銹鋼 、 高碳鋼特殊品種而設(shè) 置的，在日本的熱帶軋機(jī)上應(yīng)用普遍。寶鋼 1580mm 熱軋機(jī)有計(jì)劃軋制取向硅鋼及薄規(guī)格產(chǎn)品，因而設(shè)有一套 2 2021kw 感應(yīng)加熱器，對(duì)于坯溫為 1000℃ 、厚度為 40mm 的帶坯，距邊距 25mm 處坯溫可升高 45℃ 。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4頁(yè) 4 精軋機(jī)組全液壓壓下及 AGC系統(tǒng) 在 20世紀(jì) 90年代投產(chǎn)的寶鋼 1580mm 及鞍鋼 1780mm熱軋機(jī)的精軋機(jī)組取消了電動(dòng)機(jī)械壓下裝置，而采用液壓缸行程為 110～ 120mm 的全液壓壓下裝置和 AGC 系統(tǒng)。 本鋼 、 太鋼 、 梅鋼和攀鋼的 4套熱連軋機(jī)經(jīng)技術(shù)改造后，全部精軋機(jī)架（ F1～ FF7）均采用了 HAGC；而 太鋼 1549mm 熱帶鋼軋機(jī)的 F1～ F6 精軋機(jī)改造一步到位，全部采用行程為 200mm 的全液壓壓下及 AGC 系統(tǒng)。 5 精軋機(jī)板形控制技術(shù) 板形包括帶鋼斷面凸度 、 斷面輪廓形狀（ contoure） 及帶鋼的平直度。近一 、 二十年國(guó)際上開(kāi)發(fā)研制出各種板形控制的 方法，而用于熱帶鋼軋機(jī)的板形控制方式主要有：工作輥彎輥裝置（ WRB、 Double Chock Bender） 、 工作輥軸向移動(dòng)裝置（ WRS=HCM） 、 連續(xù)可變凸度控制（ Continuously Variable Crowning,簡(jiǎn)稱 CVC）及成對(duì)交叉輥軋機(jī)（ Pair Cross Mill,簡(jiǎn)稱 PCM）等。其中， WRB 或者用于獨(dú)立的控制或者用于其他控制形式的熱軋機(jī)而被普遍采用。 我國(guó)現(xiàn)有及改造的熱帶鋼軋機(jī)采用的板形控制為以下 3 種方式： （ 1） 工作輥彎輥和軸向移動(dòng)（竄輥）裝置（ WRB+WRS） 。武鋼 1700mm 熱軋機(jī) 1991～1993 年改造時(shí)，在 F4～ F7 軋機(jī)上增設(shè)了 WRB 每側(cè) +2MN 及 WRS177。 150mm。 太鋼 1594mm 熱軋機(jī) F1～ F6 軋機(jī)上增設(shè) WRB 每側(cè) +1600kN，及 F4～ F6 軋機(jī)上增設(shè)WRS177。 150mm。 攀鋼 1450mm 熱軋機(jī) F1～ F6 軋機(jī)利用工作輥每側(cè) ＋ 1MN 彎輥力改造完善了板形控制裝置。 工作輥彎輥裝置用于板形控制關(guān)鍵是增大彎輥力，用于平直度動(dòng)態(tài)控制不論什么形式的熱軋機(jī)都采用。 （ 2） 連續(xù)可變凸度控制（ CVC）。寶鋼 2050mm 熱軋機(jī)精軋機(jī)組（ F1～ F7）全部是 CVC軋機(jī) 177。 100mm，并在 7 個(gè)機(jī)架上又配有 WRB 每側(cè) +1MN。 本鋼 1700mm 熱軋機(jī)改造為 精軋機(jī) F2～ F4 設(shè) CVC177。 150mm， F2～ F7機(jī)架 WRB每側(cè)＋ 1600kN。 梅鋼 1422mm 熱軋機(jī)改造為 精軋機(jī) F1～ F6 設(shè) CVC177。 100mm， F1～ F6機(jī)架 WRB每側(cè)＋ 1200kN。 （ 3） 成對(duì)交叉輥軋機(jī)（ PCM）。寶鋼 1580mm 精軋機(jī) F2～ F7 為 PCM，交叉角為 0186?！?， 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5頁(yè) F1 設(shè)每側(cè) 177。 1200kN、 F2～ F3為每側(cè)＋ 1200kN 和 F4～ F7 為每側(cè) 177。 1000kN WRB, F4～F7 設(shè)有軋輥在線磨削裝置（ online Roll Grinder，簡(jiǎn)稱 ORG ）。 鞍鋼 1780mm熱軋機(jī)精軋機(jī) F2～ F4為 PCM，交叉角為 0186。～ ， F1設(shè)每側(cè) 177。 1200kN、F2～ F3 為每側(cè)＋ 1200kN、 F4為每側(cè)＋ 1000kN 和 F5～ F7為每側(cè) 177。 1000kN WRB, F4～F7 設(shè)有 ORG。 CVC 和 PCM 都是 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)發(fā)研制的板形控制軋機(jī)，這兩種形式的軋機(jī)凸度控制能力都達(dá)到 1000μm或稍大，用于軋制薄規(guī)格 、 低凸度帶鋼產(chǎn)品，都是當(dāng)代先進(jìn)的板形控制技術(shù)。 1700mm 熱 軋 帶鋼連軋機(jī) 1700mm 熱 軋 帶鋼連軋機(jī)概況 1700mm 熱帶鋼連軋機(jī)有半連續(xù)式和四分之三連續(xù)式兩種布置。軋制區(qū)域分為粗軋區(qū)和精軋 區(qū)兩部分。精軋區(qū)精軋機(jī)組為連續(xù)式；粗軋區(qū)第一架粗軋機(jī)采用可逆式， 而第二 、 三架粗軋機(jī)采用連續(xù) 式或者可逆 式。第一架為二輥可逆式粗軋機(jī)，其前面有大立輥破鱗機(jī)，大立輥破鱗機(jī) 除了具有擠松氧化鐵皮的作用外，還起到軋制側(cè)邊和調(diào)節(jié)板坯寬度規(guī)格的作用。其他粗軋機(jī)采用四輥萬(wàn)能軋機(jī)，所謂萬(wàn)能軋機(jī)就是帶有立輥的軋機(jī)，四輥萬(wàn)能軋機(jī)不僅能夠軋制平板還能軋制側(cè)邊，并且立輥起到對(duì)準(zhǔn)軋制中心線的作用。近年來(lái)采用連鑄坯為原料，但由于連鑄坯規(guī)格品種少，就要求立輥除鱗機(jī)和第二架萬(wàn)能軋機(jī)的立輥壓下量總和為 70— 80mm，若能再小更好。 3R 粗軋機(jī)因?yàn)槭谴周垍^(qū)最后一架粗軋機(jī)，同時(shí)經(jīng)過(guò) R3 粗軋機(jī)軋制的來(lái)料將作 為精軋機(jī)組合格的精軋坯料，所以在 3R 粗軋機(jī)出口處安裝測(cè)厚 、 測(cè)寬儀及溫度測(cè)量裝置，以便為精軋機(jī)組計(jì)算機(jī)提供輸入?yún)?shù)。 因?yàn)楝F(xiàn)代熱帶鋼連軋機(jī)都采用多級(jí)自動(dòng)化和多級(jí)計(jì)算機(jī)控制，所以熱帶鋼連軋機(jī)所軋制出的板帶鋼成品質(zhì)量和產(chǎn)量得以大幅度提高，生產(chǎn)成本明顯降低并且減少了操作工人的工作量。 1700mm 熱 軋 帶鋼連軋機(jī) 生產(chǎn)工藝過(guò)程 采用煉鋼廠連鑄車(chē)間提供的連鑄坯為原料，連鑄板坯經(jīng)檢查和清理后裝入加熱爐加熱，溫度加熱到 1200℃ ～ 1280℃ 后出爐，運(yùn)到大立輥和第一架粗軋機(jī) 進(jìn)行軋制側(cè)邊和軋制平板，并采用高壓水（ 120Mpa～ 150Mpa）清除氧化鐵皮，可逆軋機(jī)往復(fù)軋制三道次 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6頁(yè) 后接著運(yùn)入 2R 和 3R 四輥萬(wàn)能軋機(jī)各軋制一道次，經(jīng) 3R 粗軋機(jī)出口處的測(cè)厚 、 測(cè)寬儀及溫度測(cè)量裝置后，用切頭飛剪切頭，然后進(jìn)入精軋機(jī)組軋制，板帶鋼出最后一架精軋機(jī)后，經(jīng)過(guò)層流冷卻后，進(jìn)行熱帶鋼卷取，卷取成帶卷后打捆 、 卸卷，最后由運(yùn)輸鏈運(yùn)到板卷庫(kù)或冷卻車(chē)間。 1700mm 熱 軋 帶鋼 連軋機(jī) 原料規(guī)格 1700mm 熱帶鋼連軋機(jī)原料 主要是煉鋼廠連鑄車(chē)間生產(chǎn)的連鑄板坯。 1700mm 熱帶鋼連軋機(jī)原料 規(guī)格如下： 連鑄板坯：厚度 240～ 250mm、 寬度 800～ 1600mm、 最大卷重 24t。 1700mm 熱 軋 帶鋼連軋機(jī) 產(chǎn)品規(guī)格 1700mm 熱帶鋼連軋機(jī) 產(chǎn)品規(guī)格如下： 熱軋鋼卷：厚度 ～ 20mm、 寬度 750～ 1550mm、 鋼卷內(nèi)徑 800mm、 鋼卷外徑 1200～ 2021mm、 重卷 40t。 1700mm 熱 軋 帶鋼連軋機(jī) 產(chǎn)品品種 產(chǎn)品主要以鋼卷狀態(tài)供給冷軋機(jī)作原料， 同時(shí)，也直接向用戶和市場(chǎng)銷(xiāo)