【正文】 050 軋機(jī)采用升速軋制也能穩(wěn)定生產(chǎn) 薄板，甚至試軋過(guò) 。因而產(chǎn)品大綱是車(chē)間今后組織生產(chǎn)的依據(jù)，產(chǎn)品方案一旦確定，不但規(guī)定了車(chē)間的類(lèi)型，同時(shí)也規(guī)定了車(chē)間生產(chǎn)品種的方向，產(chǎn)品大綱的主要 3 河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)備達(dá)到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，為走向國(guó)際市場(chǎng)做好準(zhǔn)備。 IF 鋼的特點(diǎn)是含碳量很低，加入 Ti 和 Nb 之后，形成 Ti 和 Nb 的 C， N化合物，由于鋼中無(wú)間隙原子，而使其具有優(yōu)越的深沖性能。 深沖鋼按沖壓級(jí)別可 分為：商用級(jí) (CQ)，普通沖壓級(jí) (DQ)，深沖壓級(jí) (DDQ)，特深沖壓級(jí) (EDDQ)和超深沖壓級(jí) (SUPEREDDQ)，它們分別同深沖鋼發(fā)展的幾個(gè)階段相對(duì)應(yīng)。因此，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用高強(qiáng)度鋼 IF 成為深沖鋼發(fā)展的新熱點(diǎn)。自 1949年由 Comstcok等人提出來(lái)之后，由于受當(dāng)時(shí)冶煉水平的限制，鋼中 C， N含量較高，須加入的較多Ti，而且價(jià)格昂貴，因 Ti 此，在生產(chǎn)中受到了限制。目前，國(guó)外在高強(qiáng)度 IF 冷軋鋼板的基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)了一系列熱鍍鋅高強(qiáng)度 IF 鋼板 (多為合金化熱鍍鋅鋼板 )，它把 IF 鋼的超深沖性、合金元素 (P、 Mn、 Si 等 )的固溶強(qiáng)化性和熱鍍鋅的高耐蝕 性三者融于一體，是一種理想的汽車(chē)用鋼板，使強(qiáng)度 —深沖性 —耐蝕性達(dá)到較好匹配。 表 4 熱鍍鋅鍍層對(duì)鋼性能的影響 合金元素對(duì)鋼板性能及熱鍍鋅鍍層的影響： 同深沖 IF 鋼一樣，按微合金化元素種類(lèi)的不同，高強(qiáng)度 IF 鋼也分為三類(lèi) ，以TiIF、 NbIF和 (Ti+Nb)—IF 為基的高強(qiáng)度鋼。 與深沖 IF 鋼不同的是，高強(qiáng)度 IF 鋼是在 IF 鋼基礎(chǔ)上又特意地加入一些固溶強(qiáng)化元素，而這些合金元素的加入勢(shì)必對(duì)鋼板性能和熱鍍鋅鍍層等帶來(lái)一些影響，下面主要總結(jié) 340~440MPa 常用的合金元素 (P， Si， Mn)。但 B 有降低 r 值，提高再結(jié)晶溫度的傾向，因此 B 的含量不宜過(guò)高，一般在10179。 圖 1 加 B與不 加 B時(shí)脆性轉(zhuǎn)變溫度和 P含量的關(guān)系 在熱鍍鋅時(shí)， P對(duì)鍍層的相結(jié)構(gòu)也有很大影響，特別是在合金化時(shí)，研究表明：P雖然對(duì)鋼板的浸潤(rùn)性沒(méi)有多大影響，但它使合金化速度降低，抑制了合金化，如圖 2所示。當(dāng)鋼中的 Si 含量大于 %時(shí)，鍍層的附著力就會(huì)明顯下降。相對(duì)于 P， Si 來(lái)說(shuō)， Mn 對(duì)鍍層附著力的影響較小。帶鋼軋機(jī)為平輥軋制，軋制力大，為了能控制良好板型，機(jī)架必須有較大的剛度，軋輥應(yīng)有較大的抗彎撓度。 軋鋼機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車(chē)間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，產(chǎn)品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以 及由此確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程，對(duì)軋鋼車(chē)間設(shè)計(jì)而言，軋鋼機(jī)選擇的主要 10 河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 常規(guī)連軋工藝經(jīng)濟(jì)規(guī)模多在 200～ 400萬(wàn) t/a。 （ 3）直接鑄軋成成品寬帶鋼工藝 本工藝是由日本金屬與德國(guó)克虜伯公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)成功的， 1993年在日本新日鐵光廠正式投產(chǎn)。 （ 4）采用常規(guī)連鑄坯的緊湊式熱軋帶鋼工藝 (SCHSM) 本設(shè)計(jì)按照任務(wù)書(shū)要求，采用 240mm厚連鑄坯為原料，生產(chǎn) 、卷重 30t鋼帶，它可以生產(chǎn)全部鋼種。 E1 安裝在 R1 粗軋機(jī)身前面，配有液壓缸，主要用與控制寬度和邊部質(zhì)量加工，主要參數(shù)如下 寬度壓下量：最大 50mm（ 25mm/邊） ，確定精軋道次為 7道。這種軋機(jī)產(chǎn)量可高達(dá) 400～ 600 萬(wàn) t／年，適合于 大批 12 河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 量單一品種生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，但設(shè)備多，投資大，軋制流程線或廠房長(zhǎng)度增大。圖 3（ d）粗軋機(jī)組是由兩架可逆式軋機(jī)組成，主要用于復(fù)合半連續(xù)軋機(jī)，設(shè)有中厚板加工線設(shè)備，既生產(chǎn)板卷，又生產(chǎn)中厚板。對(duì)絕大多數(shù)產(chǎn)品，軋機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)不是在粗軋機(jī)組，3／ 4 連軋機(jī)已能夠滿(mǎn)足精軋能力的要求。軋機(jī)所需設(shè)備少，廠房短，總的建設(shè)投資要少 5％一 6％，生產(chǎn)靈活性也稍大些，但可逆式機(jī)架的操作維修要復(fù)雜些，耗電量也大些。為后邊精軋減輕了負(fù)擔(dān)。 13 河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 技術(shù)參數(shù) 型式：四輥可逆式軋機(jī)，軋機(jī)壓下采用電動(dòng)壓下 +液壓 AGC 最 大軋制壓力： 55000kN 軋機(jī)最大開(kāi)口度： 270mm 工作輥直徑： Ф1200 工作輥輥身長(zhǎng)度： 1700mm 肖氏硬度： HS6975 支撐輥直徑： Ф1550 支撐輥輥身長(zhǎng)度： 1700mm 肖氏硬度： HS6571 最大軋制力矩： 2179。 HC軋機(jī)的主要特點(diǎn)： 1）具有大的剛度穩(wěn)定性。 2. CVC(Continuously Variable Crown)軋機(jī) CVC軋機(jī)是 SMS公司在 HCW軋機(jī)的基礎(chǔ)上于 1982年研制成功的。 3） HC軋機(jī)由于上述特點(diǎn)因而可以顯著提 高帶鋼的平直度，可以減少板、帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失。現(xiàn)在介紹如下： 1. HC軋機(jī)（ High Crown Control Mill） HC軋機(jī)為高性能板形控制軋機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是日立公司研制的一種新型六輥軋機(jī)，它是在普通四輥軋機(jī)的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)可軸向移動(dòng)的中間輥其出發(fā)點(diǎn)是為了改善或消除四輥軋機(jī)中工作輥和支撐輥之間有害的接觸部分。本設(shè)計(jì)的粗軋機(jī)，驅(qū)動(dòng)主要由調(diào)速電機(jī)，減速機(jī)齒輪機(jī)座及軋鋼機(jī)接軸構(gòu)成。 （ 4）兩架獨(dú)立可逆四輥軋機(jī) 本次設(shè)計(jì)的形式屬于半連續(xù)式，與上圖不同的是都是四輥可逆軋機(jī) ，隨著制造軋機(jī)技術(shù)的提高，本設(shè)計(jì)的第一軋機(jī)的作用相當(dāng)與 3/4連軋中的二輥軋機(jī)和四輥軋機(jī)，先對(duì)板坯進(jìn)行大壓下。這種形式最大的優(yōu)點(diǎn)就是后邊的兩架四輥軋機(jī)，這兩架軋機(jī)很好的控制了中間坯的參數(shù)。但是經(jīng)實(shí)踐證明，這種形式軋出的中間坯有一定的缺點(diǎn)，不能很好的保證中間坯的厚度和凸度。 （ 2）半連續(xù)式 半連續(xù)式軋機(jī)有兩種形式：圖 3（ c）粗軋機(jī)組由一架不可逆式二輥破鱗機(jī)架和一架可逆式四輥機(jī)架組成，主要用于單一生產(chǎn)成卷帶鋼。故延伸計(jì)算時(shí)不予考慮。 如 精軋 ， .33 精軋道次 立輥選擇 由于連鑄坯寬度不易改動(dòng)，但產(chǎn)品寬度要求有些不同。800～ 1220mm(寬 )帶鋼，代替常規(guī)連軋工藝。 （ 2）薄板坯連鑄 +連軋工藝 這種工藝在生產(chǎn)周期短、軋線占地少、減少投資，普鋼帶卷生產(chǎn)成本比常規(guī)工藝更有優(yōu)勢(shì)，一直得到世界鋼鐵界普遍關(guān)注，特別是美國(guó)的紐柯公司的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線 1989 年投產(chǎn)以來(lái)，在世界上掀起了采用新工藝熱潮，標(biāo)志板帶生產(chǎn)工藝進(jìn)入又一嶄新階段，但該工藝噸鋼投 資比并不少，而且對(duì)鋼水要求很高，澆鑄鋼種有限，本質(zhì)細(xì)晶粒，適合超細(xì)晶鋼類(lèi)的產(chǎn)品生產(chǎn)，不適合用作冷軋的原料。四輥軋機(jī)作為粗軋，又有工作輥輥徑偏小，帶來(lái)新的咬入問(wèn)題。 9 河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 軋機(jī)設(shè)備比較與選擇 軋鋼機(jī)數(shù)量的選擇 軋鋼機(jī)是生產(chǎn)的設(shè)備，是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，并且代表著生產(chǎn)技術(shù)的水平，造價(jià)極為昂貴。 3） Mn的影響 Mn 是比較貴重的元素，和 P， Si 相比強(qiáng)化效果低，提高同樣的強(qiáng)度所需的量較大，其加入量通常在 %~%之間，不能再高，否則會(huì)產(chǎn)生針狀鐵素體，使延伸率和 r 值急劇下降，但是用 Mn 強(qiáng)化的 IF 鋼對(duì)深沖脆性較不敏感。 8 河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 2 P含量與合金化時(shí)間的關(guān)系 (700℃ ) 2） Si 的影響 Si 的強(qiáng)化能力僅次于 P，但在浸鍍性方面存在很多問(wèn)題，故很少用于鍍層鋼。104%之間。然而在 IF 鋼中由于 C，N被固定，晶界清潔， P向晶界偏析容易引起二次加工脆化，晶界處的 P含量可比基體中的 P含量高 10倍。近年來(lái) (Ti+Nb)—IF鋼引起了人們的重視，其優(yōu)點(diǎn)是： (1)力學(xué)性能對(duì)生產(chǎn)工藝不敏感， 7 河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 整卷性能均勻； (2)晶粒細(xì)化，降低鋼的各向異性； (3)抗二次加工脆性好； (4)熱鍍鋅合金化時(shí)，界面反應(yīng)均勻，抗粉化性能較好，特別適合熱鍍鋅用基板。因此和冷軋及熱鍍鋅產(chǎn)品相比，為了獲得高 n值和高 r 值的合金化熱鍍鋅鋼板，必須對(duì)鋼板的成分和工藝進(jìn)一步優(yōu)化。下表是以鋁鎮(zhèn)靜鋼為基的固溶強(qiáng) 化鋼與高強(qiáng)度 IF 鋼板的性能比較，從表 3 中可明顯看出，在同樣強(qiáng)度級(jí)別下，高強(qiáng)度 IF 鋼具有高的 r值、高的延伸率和低的屈強(qiáng)比。只有具備這些性能的鋼材才能用于深沖復(fù)雜的汽車(chē)外殼及支撐筋板等零部件。近年來(lái)在對(duì) IF 鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，略微增加 Mn， P，Si 等元素的含量可以提高 IF 鋼的機(jī)械性能，同時(shí)保持 IF 鋼的良好的成型性能。 20世紀(jì) 60年代，由于真空脫氣技術(shù)在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)用，鋼中 Ti 含量可以降低到 %以下，于是商用 TiIF 鋼面世，同時(shí) Nb 在改善深沖性能方面的作用也被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。 原料規(guī)格選擇 本設(shè)計(jì)選定使用占地少加熱能力大的步進(jìn)加熱爐，最終確定原料規(guī)格為： 板坯厚度： 240mm 板坯寬度： 900~1500mm 板坯長(zhǎng)度： 12m 產(chǎn)品規(guī)格 帶鋼厚度： ~18mm 帶鋼寬度： 900~1500mm 鋼卷 4 河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 規(guī)格詳細(xì)分類(lèi)表 表 2 寬度 ~ 900~ 1001~ 1101~ 1201~ 1301~ 1401~ 合計(jì) 1000mm 1100mm 1200mm 1300mm 1400mm 1500mm 占比例 產(chǎn)量 % ~ 2 80 32% ~