【正文】 鐵位于深水港曹妃甸港，便于澳礦運(yùn)輸； （ 2）煤礦：開灤集團(tuán)可以提供充 足的煤燃料； （ 3）電力：陡河電廠、唐山電廠可以提供充足的電力； 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 6 （ 4）水資源：東北部有陡河水庫可以提供充足的水資源，臨海地帶水資源是比較充裕的； （ 5）石油：華北油田，大港油田和剛發(fā)現(xiàn)的南堡石油為其提供足夠石油。產(chǎn)品大綱不但規(guī)定了車間的類型，同時也規(guī)定了車間生產(chǎn)品種的方向。作到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布 局合理、要防止不顧軋機(jī)特點和條件一哄而上、一哄而下的傾向。 坯料 熱帶鋼軋機(jī)一般采用連鑄坯或初軋坯為原料。板坯厚度一般 150～ 250mm，多數(shù)為 200～ 250mm，最厚達(dá) 300～350mm。 綜合上述考慮，最終確定原料規(guī)格如下： 板坯厚度： 150～ 250mm 板 坯寬度： 800～ 1500mm 板坯長度： 9～ 10m 產(chǎn)品規(guī)格 厚度： ~12mm； 寬度： 750~1600mm； 鋼卷內(nèi)徑： Φ762mm； 鋼卷外徑： Φ1200~Φ2021mm； 最大卷重： 30t； 產(chǎn)量：年產(chǎn) 280 萬噸。 主要設(shè)備的選擇 軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，代表車間生產(chǎn)技術(shù)水平，這是區(qū)別于其他車間類型的關(guān)鍵。 軋鋼機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材、鋼種，產(chǎn)品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。除鱗箱是一個基本封閉的箱體。角。精確的寬度可以提高熱軋薄板及其后步工序的成材率，既可避免由于過寬造成切邊過多，又可減少由于過窄給后步工序帶來的生產(chǎn)安排混亂。 1）立輥軋機(jī) 為了進(jìn)行寬度控制，傳統(tǒng)熱連軋機(jī)組都配有獨立的立輥軋機(jī)或在粗軋機(jī)上裝設(shè)附屬立輥，有的精軋機(jī)前也設(shè)立了立輥。 ① 一般 立輥軋機(jī)是傳統(tǒng)的立輥軋機(jī)，主要用于板坯寬度齊邊、調(diào)整水平軋機(jī)壓下產(chǎn)生的寬展量、改善邊部質(zhì)量。有 AWC 功能的重 型立輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 所示。為增加調(diào)寬效率，現(xiàn)在普遍采用定寬壓力機(jī)（ SP Sizing Press）， 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 12 可看做是用半徑無限大的垂頭替代了立輥， 定寬壓力機(jī)的狗骨形要比立輥調(diào)寬小得多 [10]。這部分帶材必須在后續(xù)工序中予以切 除，造成了金屬的浪費，如圖 （ b）所示。 2）定寬壓力機(jī) 壓縮調(diào)寬技術(shù)是人們?yōu)榱丝朔⑤佨堉普{(diào)寬的缺點，增大壓縮工具與板坯的接觸長度，改善板坯斷面狗骨形，減少板坯頭尾部的魚尾和舌頭及失寬，提高成材率而提出的。SP 軋機(jī)具有較強(qiáng)的板坯頭尾形狀控制功能，金屬切損少。側(cè)壓變形更深透，板坯變形均勻，平軋是寬展回復(fù)減小。 ① 長錘頭定寬壓力機(jī)。導(dǎo)致設(shè)備龐大，投資高，安裝維修不便。在對板坯進(jìn)行壓縮之前，吃透位于打開位置，間距略大于板坯，板坯進(jìn)入錘頭之間的位置后停下來，對寬度方向進(jìn)行壓縮，一步壓縮到位后錘頭分開回到打開位置，然后板坯向前送進(jìn)一步，開始下一步壓縮，如此循環(huán)，直到板坯尾部壓縮完畢。壓縮完成后，錘頭沿橢圓形曲線再回到打開位置，準(zhǔn)備下一次壓縮。C 時） 壓力機(jī)周期（行程 /min） 50 板坯行走量（ mm/行程） 400 板坯速度（ m/min） 20 主電動機(jī) 3400KW， 0/500（ r/min） 軋制總道次的確定 取平均延伸系數(shù)為 ，由產(chǎn)品厚度為 3mm，進(jìn)粗軋機(jī)的厚度為 150mm。 粗軋機(jī) 1）粗軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇 粗軋區(qū)的布置形式是根據(jù)產(chǎn)量、板卷重量等諸多因素決定的。全連續(xù)式粗軋機(jī)通常由 4 到 6 架不可逆式軋機(jī)組成，前幾架為二輥式，后幾架為四輥式。全連續(xù)式粗軋 機(jī)每架軋機(jī)只軋 —道，軋件沿一個方向進(jìn)行述連續(xù)軋制，生產(chǎn)能力大，因此在當(dāng)時發(fā)展較快。 典型的 3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖 所示。 3∕4 連續(xù)式粗軋機(jī)兼有全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點，又克服了它的缺點，與其相比具有生產(chǎn)線短、占地面積小、設(shè)備少、投資省、對板坯厚度范圍的適應(yīng)性好等優(yōu)點。常見的布置形式有： ① 1 架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖 所示。我國熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用半連續(xù)式布置的有寶鋼 1580mm、鞍鋼 1780mm、攀鋼 1450mm、武鋼 2250mm[11]。四輥機(jī)座除了少數(shù)機(jī)座受輥強(qiáng)度和咬入條件限制采用鑄鋼軋輥以外，其他主要受到扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，軋制速度高，輥面要求光滑以保證板帶的表面的質(zhì)量而多采用鑄鐵軋輥（輥面硬）。 ③ 所能傳遞的變形力矩受工作輥斷面積的限制，要求工作輥有較大的傳動大的變形力矩。采用保溫裝置，不僅可以改善進(jìn)精軋機(jī)的中間帶坯溫度，使軋機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機(jī)成材率，還可以降低加熱板壞的出爐溫度，有利于節(jié)約能源。布置在粗軋與精軋機(jī)之間的中間輥道上，一般總長度有 50～60m，由多個罩子組成，每個罩子均有升降蓋板，可根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行開閉。布置在粗軋機(jī)之后，飛剪機(jī)之前，采用無芯卷取方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進(jìn)入精軋機(jī)進(jìn)行軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。熱卷箱對中間坯有明顯的保溫作用。 ④ 保證足夠的事故處理時間，提高成材率。 ② 帶鋼出末架精軋機(jī)速度一般小于 12m/s，限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)量。 2）保溫裝置的選擇 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 19 本設(shè)計綜合國內(nèi)熱連軋廠實際情況，了解到攀鋼是由于精軋機(jī)組不能升速而采用熱卷箱，是我國唯一一套典型的采用熱卷箱技術(shù)的熱軋寬帶鋼廠。但由于機(jī)架數(shù)目較多，在軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時，為了保證頭尾溫差和卷取 溫度的控制，在精軋機(jī)布置方面，采用較快的軋制速度和稍小的間距。 3）切頭、切尾裝置 精軋坯從粗軋機(jī)組軋出，往往頭部呈 “舌形 ”，尾部呈 “魚尾形 ”。 切頭飛剪的形式有曲柄杠桿式和轉(zhuǎn)鼓式兩種。這又可以分為兩種方式： ① 反彎力加在兩工作輥瓦座之間。熱軋薄板軋機(jī)多采用彎工作輥的方法。此力使支持輥撓度減小，即起正彎輥的作用。 CVC軋機(jī) 與 HCW 軋機(jī)的不同之處在于 CVC 軋機(jī)的工作輥原始輥型為 S 形 ,而 HCW軋機(jī)的工作輥原始輥型為平輥 ,其相同點都是采用工作輥軸向串動技術(shù)來控制板形。 CVC 軋輥的作用與一般帶凸度的 軋輥相同，但其主要優(yōu)點是凸度可以在最小和最大凸度之間進(jìn)行無級調(diào)整，這是通 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 21 過具有 S 形曲線的軋輥作軸向移動來實現(xiàn)的。 （ a）平輥縫 （ b）中凹輥縫 （ c）中凸輥縫 圖 CVC 軋機(jī)。通過工作輥軸向移動可以獲得工作輥輥縫的正負(fù)凸度的變化從而實現(xiàn)對帶鋼凸度的控制。如果上輥向左移動，下輥向右移動時，板材中心處兩個軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時的有效凸度小于零（圖 （ b））。彎曲支持輥的方法如圖 所示。這種方法是反彎力加在兩支持輥之間。這稱為正彎輥。本設(shè)計選用轉(zhuǎn)鼓式切頭、切尾剪。 ② 在運(yùn)輸時容易鉆進(jìn)設(shè)備的縫隙發(fā) 生卡鋼事故。另一類是電磁感應(yīng)加熱型邊部加熱器。 精軋機(jī) 1）精軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇 參考國內(nèi)熱連軋廠的實際經(jīng)驗，結(jié)合本設(shè)計道次要求，本設(shè)計選擇六機(jī)架精軋機(jī)。不能充分體現(xiàn)卷取箱的優(yōu)點。 熱卷箱也存在一些不足之處： ① 對帶坯橫向溫度控制不是特別理想，橫向溫差可達(dá) 40176。 ③ 縮短粗軋機(jī)至精軋 機(jī)之間的距離，節(jié)約工程投資。 圖 典型的熱卷箱結(jié)構(gòu) 1入口導(dǎo)輥； 2成形輥； 3下彎曲輥； 4上彎曲輥； 5平衡缸； 6開卷臂； 7移卷機(jī)； 8托卷輥。中間帶坯通過保溫罩，可大 大減少溫降。但設(shè)備結(jié)構(gòu)大相徑庭，迥然不同。粗軋機(jī)性能參數(shù)如下表 33 所示。 （ 2）軋輥尺寸的選擇 軋輥是軋鋼機(jī)的主要部分，在選取工作輥和支撐輥輥頸的時候要考慮以下幾個方面 [15]： ① 工作輥的輥頸可能減小的程度取決于工作輥徑和萬向接軸所傳遞的傳動力矩。根據(jù)軋輥強(qiáng)度等方面的因素，參考現(xiàn)場經(jīng)驗，本設(shè)計中選用 2 架四棍可逆式粗軋機(jī)。 單機(jī)架四輥可逆 二輥可逆 四輥可逆 圖 兩種半連續(xù)式粗軋機(jī)的布置 ③ 由 2 架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖 所示。我國熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用 3∕4 連續(xù)式布置的有寶鋼 2050mm、武鋼 1700mm、太鋼1549mm。第 4 架均為四輥不可逆式軋機(jī)。相比之下，全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點就不明顯了，而且其生產(chǎn)線長、占地面積大、設(shè)備多、投資大、對板坯厚度范圍的適應(yīng)性差等缺點更加突出，所以近期建設(shè)的粗軋機(jī)已不再采用全連續(xù)式。 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 15 典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖 所示。下面分別介紹粗軋機(jī)不同的布置形式。所以確定 道次數(shù)為12 道。 （ a）壓縮 （ b）打開 （ c）送進(jìn) （ d）再壓縮 圖 間歇式調(diào)寬壓力機(jī)動作示意圖 圖 連續(xù)式調(diào)寬壓力機(jī) 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 14 本設(shè)計結(jié)合實際生產(chǎn)情況，參考安鋼 1580mm，鞍鋼 1780mm 熱軋帶鋼的設(shè)計，選用連續(xù)式短錘頭定寬壓力機(jī)。錘頭對板坯進(jìn)行壓縮的同時，隨板坯一起向前沿軋制線方向以相同速度前進(jìn)。如圖 （ b）所示，用短錘頭多次連續(xù)壓縮來取代一次性壓縮，大大減少了壓縮力，減輕了壓力機(jī)的負(fù)荷， 簡化了設(shè)備。操作過程是先由螺桿機(jī)構(gòu)將壓縮模具調(diào)整到略大于板坯寬度的間距，然后快速液壓壓下機(jī)構(gòu)按規(guī)程進(jìn)行側(cè)壓。 SP 軋機(jī)的錘頭間距可嚴(yán)格控制，有很強(qiáng)的定寬作用 [10]。目前 SP 軋機(jī)的最大側(cè)壓量達(dá)到了 350mm，有效減輕了連鑄機(jī)不斷變換寬度規(guī)格的負(fù)擔(dān)，提高了連鑄機(jī)生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量及板坯的熱裝率和熱裝溫度。定寬 壓力機(jī)位于粗軋高壓水除鱗裝置之后，粗軋機(jī)之前，用于對板坯進(jìn)行全長連續(xù)的寬度側(cè)壓。 ③ 立軋時板坯拱起。 圖 （ a）立 輥軋邊 圖 （ b）立輥軋 后平軋 ② “舌頭 ”及 “魚尾 ”。板坯立軋是典型的超高件軋制過程，其突出特點是側(cè)壓時變形不深透，金屬向厚度方向上的流動主要集中在板坯兩側(cè)的邊緣部分，橫斷面出現(xiàn)明顯的雙鼓形，就是所謂狗骨變形。 ② 有 AWC 功能的重型立輥軋機(jī)是為了適應(yīng)連鑄的發(fā)展和熱軋帶鋼板坯熱裝的發(fā)展而產(chǎn)生的現(xiàn)代軋機(jī)。 （ 1）立輥軋機(jī)位于粗軋機(jī)水平軋機(jī)的前面，大多數(shù)立輥軋機(jī)的牌坊與水平軋機(jī)的牌坊連接在一起。粗軋調(diào)寬可以通過獨立的立輥軋機(jī)、粗軋機(jī)附屬立輥、定寬軋機(jī)、大側(cè)壓調(diào)寬壓力機(jī)（ SP 軋機(jī)）等設(shè)備實現(xiàn)。 高壓水的壓力通常采用 15~18MPa，每個高壓水噴嘴水流量為 91L/min。上排水管的高度可根據(jù)板坯厚度的變化來調(diào)節(jié)。 在選擇軋鋼機(jī)時一般要注意考慮下列各項原則： （ 1）在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊； （ 2）有較 高的生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)； （ 3）保證獲得質(zhì)量良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新品種的可能； （ 4）有利于軋機(jī)機(jī)械化，自動化的實現(xiàn)，有助于工人勞動條件的改善； （ 5）軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)合理，制造容易，操作簡單，維修方便； （ 6）備品備件更換容易，并利于實現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化； （ 7）有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因為帶鋼軋機(jī)為平輥軋制，軋制力大，為了能控制良好的板形，機(jī)架和軋輥必須有較大的剛度才行。 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 8 表 22 按產(chǎn)品分配的熱軋板帶 厚度（ mm） 寬 度 （ mm） 產(chǎn)量合計 比 例 850~1050 1000~1200 1200~1400 1400~1550 ~ 5 6 10 7 28 10% ~4 18 35 35 24 112 40% ~6 20 25 25 14 84 30% ~12 8 20 20 8 56 20% 產(chǎn)量合計（ t） 51 86 90 53 280 比 例 % % % % 100% 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 9 第 3 章 車間布置及主要設(shè)備的選擇 車間布置及設(shè)備選用的原則 首先，在粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間設(shè)計保溫罩或熱卷箱等，主要是考慮產(chǎn)品的規(guī)格，實際現(xiàn)場的生產(chǎn)以及 帶鋼內(nèi)部組織性能的影響，而做出選擇；其次，為了使得本次的設(shè)計更貼近實際，在選定軋機(jī)型號及確定軋輥、各架軋機(jī)之間的距離等方面，主要是依據(jù)鞍鋼 1780 生產(chǎn)線的車間設(shè)計，并針對本次設(shè)計要求做一些改動；在確定軋機(jī)數(shù)目及布置上，考慮的是目前連鑄機(jī)鑄出的坯料質(zhì)量、大壓下導(dǎo)致跑偏、及整個軋制穩(wěn)定配合等方面，而作出了本次的設(shè)計。近代連軋機(jī)完全取消了展寬工序，以便加大板坯長度，采用全縱軋制，故板坯寬要比 第 2 章 建廠依據(jù)及產(chǎn)品大綱 7 成品寬度大，由立輥軋機(jī)控制帶鋼寬度，而其長度則主要取決于加熱爐的寬度和所需坯重。 選擇尺寸