【正文】 鋼機形式、設(shè)計壓下規(guī)程，完成力能參數(shù)計算，驗算軋輥強度，計算產(chǎn)量。按照設(shè)計要求進行，完成設(shè)計說明書和車間工藝平面圖。成果形式選用了酸連軋生產(chǎn)線，鍍鋅，彩涂等深加工。主要成績和經(jīng)驗通過本次設(shè)計,對冷連軋生產(chǎn)過程有了一定的認識,了解了生產(chǎn)工藝過程。存在主要問題在完成設(shè)計的過程中，缺乏對冷連軋車間實際生產(chǎn)過程的現(xiàn)場工藝環(huán)節(jié)和軋鋼設(shè)備的深入了解，在某些問題的處理上就難免地過于理論性。本文結(jié)合唐鋼冷軋薄板廠的相關(guān)資料，同時參考了多家現(xiàn)代冷軋廠的資料，設(shè)計了年產(chǎn)80萬噸1790冷軋車間。本設(shè)計力圖設(shè)計出能生產(chǎn)高檔家電板和汽車板的冷軋薄板廠，所采用的設(shè)備都是經(jīng)參考相關(guān)資料對比后選取的最佳設(shè)備，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進行，從而實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、環(huán)保的目標。利用鋼在高溫時變形抗力低和塑性好的特點，在高溫的狀態(tài)下進行加工變形，有利于節(jié)約能量，容易獲得各種形狀，但高溫加工變形過程中的溫度并不是固定不變的，如果加工過程中鋼的溫度不均勻，則影響加工精確度；而高溫狀態(tài)的氧化，使得熱軋鋼板表面質(zhì)量較差。冷軋薄板產(chǎn)品本身具有光潔的表面，精確的厚度、寬度允差，高的強度極限、疲勞極限和沖擊韌性、良好的焊接、冷彎性能、低廉的價格等特點，應(yīng)用面極為廣泛。有寬度窄得像“陽春細面”似的高強度帶鋼，到寬度達2m以上用于“殼罩蓋罐”的深沖壓帶鋼。冷軋出來的薄板會根據(jù)客戶的要求和成品的適用范圍，還可以進行鍍鋅、鍍錫、彩涂等進一步的深加工。冷軋薄板產(chǎn)品本身具有光潔的表面，精確的厚度、寬度允差，高的強度極限、疲勞極限和沖擊韌性、良好的焊接、冷彎性能、低廉的價格等特點，應(yīng)用面極為廣泛。從50年代末到80年代初近25年時間里，而汽車卻增長了4倍。鍍錫板具有良好的抗腐蝕性能又有一定的強度和硬度。鍍錫板制罐與玻璃、塑料容器相比，具有不怕碰撞和擠壓的特點。故至今鍍錫板是罐頭工業(yè)中唯一的較完美的包裝材料?，F(xiàn)代經(jīng)濟快速發(fā)展對鋼材的需求大大增加，全球鋼鐵產(chǎn)量大幅提高，產(chǎn)量超過了10億噸。廠址選在唐山，這里有豐富的電力資源，礦產(chǎn)資源豐富：唐山附近地區(qū)有豐富的鐵礦資源，同時唐山靠近京唐港為進口鐵礦石提供了便利。同時，為了優(yōu)化河北省鋼鐵的資源配置，有必要在唐山建設(shè)冷軋薄板廠從而帶動整個地區(qū)的鋼鐵競爭力。70年代初期，日、法、意、原西德等國曾致力于用熱連軋精軋機組增加，也不能完全避免由氧化鐵皮造成的表面質(zhì)量不良。冷軋板按表面粗糙度分為3種：一種是無光澤的鋼板，其表面租糙度為3～10μm，一般適用于作沖壓部件，并且當需涂噴刷漆時這種鋼板附著性較強；第二種是光亮板，這種鋼板主要作為裝飾鍍鉻用厚板等；第三種是壓印花紋鋼板，采用表面具有70～120μm凸凹的平整輥平整鋼板，這種鋼板由于儀表殼及家具裝飾等。通過一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理恰當?shù)呐浜?，可以在比較寬的范圍內(nèi)滿足用戶的要求。由于上述原因，冷軋薄板的生產(chǎn)得以迅速發(fā)展，并且冷軋薄板有極廣闊的用途。冷軋產(chǎn)品分為冷軋板卷，熱鍍鋅板卷，彩涂板卷三大類產(chǎn)品。，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。、對內(nèi)搞活的經(jīng)濟形勢，力爭做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標準的現(xiàn)代化。冷軋生產(chǎn)中,清除氧化鐵皮的方式主要有硫酸酸洗和鹽酸酸洗,通過酸液與氧化鐵皮的反應(yīng)來將其清除。 半連續(xù)式酸洗機組半連續(xù)式酸洗機組也稱推拉式酸洗機組 。 連續(xù)塔式酸洗機組 連續(xù)塔式酸洗機組，就是帶鋼連續(xù)在立式的塔中進行時，將熱鹽酸溶液噴射到帶鋼表面，以除去帶鋼表面氧化鐵皮的酸洗方法。酸洗段有單套塔，雙套塔和多套塔等形式。至目前,其工藝技術(shù)的發(fā)展可分為三代:第一代為深槽式,第二代為淺槽式,第三代為紊流式。,提高了機組效率。當帶鋼高速地由前往后運行時,因為酸槽較淺,酸液劇烈的攪動產(chǎn)生了紊流效應(yīng),使酸液與帶鋼之間能得到充分的熱交換, ,縮短了酸洗時間,提高了酸洗帶鋼速度。 酸洗機組的選型 酸洗機組形式的選擇，要根據(jù)具體的條件來確定。 酸洗機組的工藝概括地說，本設(shè)計為3段式連續(xù)酸洗生產(chǎn)線，具有備用漂洗槽和5段式漂洗，裝備有1臺激光焊機、1臺破鱗機、1臺轉(zhuǎn)塔式切邊剪、1臺平整機、1臺涂油機、和3個用于連續(xù)操作的活套。在這種概念下，可在低的操作和維修費的同時取得優(yōu)化的公差。 入口段從步進梁開始包括開卷機、激光焊機、入口活套等一直到破鱗機前（不包括破鱗機）為入口段。在鞍架輥后有兩個測量站，測量鋼卷的寬度和外徑是為了自動地將鋼卷裝到開卷機上，并在開卷機上和鞍架輥上對中鋼卷。替代為要求有處理鋼卷頭部的準備站的處理器方案，就表示焊接前的尾部剪切必須在線進行，其結(jié)果為入口循環(huán)時間加長。處理器的配置方案就不這么靈活，在穿帶和剪切階段出現(xiàn)任何故障就表示入口循環(huán)時間的增加。當前一鋼卷由第一臺開卷機打開和處理時，下一個鋼卷就被裝到了第二臺的開卷機上。焊接循環(huán)期間在切頭尾處切除剛剛完了的鋼卷的尾部。酸洗技術(shù)，主要原因是該技術(shù)中只有帶鋼的速度才能影響酸液的動力能（紊流度）。高速Turboflo酸洗系統(tǒng)具有下列優(yōu)點：174。，滿足用戶酸洗線的建設(shè)要求。該漂洗段由下列部分組成：最后一個酸洗槽和漂洗段間的一個預(yù)漂洗單元和5段式梯流漂洗槽1）漂洗在漂洗水梯流流量達到700升/。在中間活套后和平整機前布置一臺張力輥，將帶鋼張力提高到平整張力。因此，軋鋼車間主要設(shè)備選擇就是指軋機的選擇。 軋機的布置形式酸洗卷取完畢后送往冷軋機組，軋制方式有單機座可逆式軋制和4～6機座串列式連軋。美國在70年代初期建了一批，其它國家也有。60年代以后在美國為了與理科材料向容器部門的滲入相抗衡，開始生產(chǎn)二次軋制的薄板。 。這種軋機輥身長度一般為1700～2135mm，軋制速度最高為35m／s，過去用以生產(chǎn)薄板。自1971年日本新日鐵名古屋三廠建了第八套六機架冷連軋機后，迄今，再沒有其他廠家新建這種軋機 。為了防止帶鋼跑偏或及時糾正板形不良等缺陷，并防止斷帶勒輥等操作事故，“穿帶”軋制速度必須很低，“拋尾”階段與此類似。其操作過程是：原料板卷經(jīng)高速鹽酸酸洗機組處理后送至冷軋機開坯機，拆卷后經(jīng)頭部矯直機矯平及端部剪切機剪齊，在高速閃光焊接機中進行端部對焊，板卷拼接連同焊縫刮平等全部輔助操作共需90 s左右。在活套儲料倉入口與出口處裝有焊縫檢測器，若在焊縫前后有厚度變化，該檢測器給計算機發(fā)出信號，以便對軋機進行相應(yīng)調(diào)整。夾送輥的用途是當帶鋼一旦被切斷，而尚未來得及進入第2張力卷筒重新建立張力之前，維持第五機架一定的前張力。輥徑越小，變形量越大?，F(xiàn)在介紹如下： 四輥軋機四輥軋機一般多采用工作輥傳動，其工作輥和支撐輥直徑之比約為1比3，機架具有較大的剛度，～、寬度最大為2080mm的低碳冷軋帶鋼和鍍鋅、鍍錫及涂層基帶，也可軋制不銹鋼、硅鋼等合金帶鋼。軋機工作時可以通過調(diào)節(jié)中間輥的橫向移動量來改變軋輥的接觸長度，既改變壓力分布規(guī)律，以此消除軋制力變化對橫向厚度差的影響。 CVC(Continuously Variable Crown)軋機 CVC軋機是SMS公司在HCW軋機的基礎(chǔ)上于1982年研制成功的。CVC的基本原理是將工作輥輥身沿軸線方向一半削成凸輥型，另一半削成凹輥型，整個輥身成S型或花瓶式軋輥，并將上下工作輥對稱布置，通過軸向?qū)ΨQ分別移動上下工作輥，以改變所組成的孔型，從而控制帶鋼的橫斷面形狀而達到所要求的板形。此外隨著軋輥竄動，熱輥型及磨損輥型亦將竄動。PC軋機比單輥交叉所承受的軸向力要小，在PC軋機結(jié)構(gòu)上設(shè)計有能夠承受軸向力的止推裝置來克服軸向力，止推裝置安裝在工作輥操作側(cè)軸端。PC軋機的缺點：軋機結(jié)構(gòu)略復雜，軸向力大（達到軋制力的8%～10%）將使軸承壽命縮短，使維護工作量加大，并增加了軋制力的測量的滯后性。而軋輥抽動的CVC方式正好相反，磨削曲線復雜，傳動側(cè)的抽動裝置增加設(shè)備，但軸承座受牌坊內(nèi)側(cè)約束，水平穩(wěn)定性絲毫不受影響，相比PC而言，優(yōu)點更多一些。因此五機架連軋機是一種應(yīng)用最為廣泛的連軋機，在各中全連續(xù)冷軋生產(chǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用規(guī)模僅次于HC軋機，世界上目前已建有50臺套以上。從CVC系統(tǒng)原理可知，隨CVC上輥和下輥移動方向和距離的不同，軋輥的有效凸度也會發(fā)生變化。CVC輥的抽動可以在軋制過程中進行，參與板形閉環(huán)控制； ，CVC輥的抽動與彎輥力的配合，可以有效糾正四次板形缺陷。4 冷軋參數(shù)設(shè)計及校核 壓下規(guī)程設(shè)計壓下規(guī)程的主要內(nèi)容包括：原料卷尺寸選擇；各軋機壓下量分配及速度制度選擇；軋機機組壓下量分配及速度制度確定；各道力能參數(shù)計算及設(shè)備能力校核。制定壓下規(guī)程的方法和步驟為：（1）在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗分配各道次壓下量；（2）制定速度制度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度；（3）計算軋制壓力、軋制力矩及總傳動力矩；（4）校驗軋輥等部件的強度和電機功率； （5）按制定規(guī)程的原則和要求進行必要的修正和改正。表6 冷軋時f值與軋制速度的關(guān)系潤滑劑軋制速度m/s3以下10以下20以下大于20乳化液～——礦物油～～棕櫚油冷軋鋼板時咬入角一般為4176。再根據(jù)………………………(4)表8 各道次中性角道次12345中性角根據(jù)Sh=……………………………………(5)表9 各道次前滑值 道次前滑12345Sh 張力確定冷軋采用大張力軋制，張力使變形區(qū)三向應(yīng)力狀態(tài)改變，由三向壓應(yīng)力轉(zhuǎn)為兩拉一壓，大大降低總軋制力。表10 各道張力道次后張力/MPa前張力/MPaF11109F2120110F3150140F4220150F540200 軋制速度的確定制定軋機速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計算各架速度及調(diào)速范圍；選擇加減速度以及帶鋼過焊縫時的速度等。 注：。表13 各機架的軋制參數(shù)機架號F1F2F3F4F5速度m/s軋輥轉(zhuǎn)速r/min1942655137701174減速比i加減速度的選擇近代帶鋼冷連軋機精軋一般采用一級加速和一級減速軋制方式，即帶鋼在連軋機以恒速運轉(zhuǎn)下進行穿帶，并在卷取機實現(xiàn)穩(wěn)定卷取后開始進行加速，直至軋機轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)定軋制階段最大轉(zhuǎn)速時加速結(jié)束。本設(shè)計采用加減速的加速度絕對值相等的設(shè)計方法，并參照唐鋼經(jīng)驗取一級加、。 計算空載輥縫由于軋機的彈跳，使軋出的鋼板厚度h等于原來的空載輥縫再加上彈跳，或者說：原來空載輥縫等于軋出鋼厚減去彈跳。它使輥縫中部尺寸大于邊部尺寸，帶鋼產(chǎn)生斷面凸度。由于加熱和冷卻的條件沿輥身長度是不一致的，在各種綜合因素的影響下，軋輥中部比端部的熱膨脹大，從而使軋輥產(chǎn)生熱凸度，影響輥縫的形狀。對這種軋件邊部局部變薄的影響通常在輥型設(shè)計時不予考慮。工作輥與支承輥間彈性壓扁值的分布規(guī)律與它們之間壓力的分布規(guī)律是一致的。它同帶鋼的壓下量及帶鋼本身的厚度為同一數(shù)量級，在后幾個機架里，甚至比帶鋼厚度還要大一些。（彈跳曲線的非直線部分是變化的）；軋后的軋件厚度h可用以下公式近似表示：h=S0+( P P0)/C式中： S0—— 人工零位的軋輥輥縫指示器讀數(shù)，mm；P0 ——軋輥預(yù)壓靠力，P0=4000kN；P ——。；故有，；；；；。所以，傳動機構(gòu)中的摩擦力矩可以表示為： ………………………………（13）故有，；；；；；所以由總的附加摩擦力矩可以得到：；；；；；表18各軋機的附加摩擦力矩機架號F1F2F3F4F5附加摩擦力矩/8748598044831886125622583 空轉(zhuǎn)力矩的確定空轉(zhuǎn)力矩可以根據(jù)下式求得： ……………………………（14）由于是新軋機，表示額定轉(zhuǎn)矩，其大小為：； 式中： p——電動機的額定功率，本設(shè)計取每架軋機的額定功率為4250KW；n——電動機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速為1200r/min。本設(shè)計采用全連續(xù)軋制，只需計算每個道次之間的時間，假設(shè)每架軋機間距為5m，于是有：繪制一個軋制周期內(nèi)第五架軋機的電機負荷圖如下（不考慮不同的軋制速度對軋制力矩的影響）：升速穩(wěn)定軋制過焊縫拋尾降速t(s)由于帶鋼卷重為25噸，假設(shè)在軋制過程中金屬損失為4％，根據(jù)體積不變，可以求得最后成品帶卷的長度：再根據(jù)體積不變原理，可以求得：各段的純軋時間為：純軋時間總和為=+++208+=各段的間隙時間=+++=計算等效力矩為軋機工作時電動機的負荷是間斷式的不均勻負荷，而電動機的額定力矩是指電動機在此負荷下長期工作，其溫升在允許的范圍內(nèi)的力矩。如果此時力矩圖形為梯形，如圖31所示，則等效力矩為： ………………………(18)式中：——轉(zhuǎn)速未超過基本轉(zhuǎn)速時的力矩；——轉(zhuǎn)速超過基本轉(zhuǎn)速時乘以修正系數(shù)后的力矩。顯然，支撐輥的抗彎斷面系數(shù)較工作輥大得多，即支撐輥有很大的剛性。支撐輥的彎曲應(yīng)力和彎曲應(yīng)力分布見圖4。軋輥輥頸尺寸和輥頸長度可以通過下式確定：，；取。其他道次的校核得到的結(jié)果也均滿足要求。工作輥與支撐輥連心線與垂直線夾角為： θ=arcsin[e/(R1+R2)] ……………………………………………(26)其中 e——工作輥相對于支撐輥的偏心距一般e=5～10mm取e=5mm；R1——工作輥半徑；R2——支撐輥半徑。如假設(shè)輥間作用力沿軸向均勻分布，由彈性力學知，輥間接觸問題可簡化成一個平面