【正文】 鋼機(jī)形式、設(shè)計(jì)壓下規(guī)程，完成力能參數(shù)計(jì)算，驗(yàn)算軋輥強(qiáng)度，計(jì)算產(chǎn)量。按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和車(chē)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(jī)和經(jīng)驗(yàn)通過(guò)本次設(shè)計(jì),對(duì)冷連軋生產(chǎn)過(guò)程有了一定的認(rèn)識(shí),了解了生產(chǎn)工藝過(guò)程。存在主要問(wèn)題在完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中，缺乏對(duì)冷連軋車(chē)間實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)工藝環(huán)節(jié)和軋鋼設(shè)備的深入了解，在某些問(wèn)題的處理上就難免地過(guò)于理論性。本文結(jié)合唐鋼冷軋薄板廠的相關(guān)資料，同時(shí)參考了多家現(xiàn)代冷軋廠的資料，設(shè)計(jì)了年產(chǎn)80萬(wàn)噸1790冷軋車(chē)間。本設(shè)計(jì)力圖設(shè)計(jì)出能生產(chǎn)高檔家電板和汽車(chē)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(duì)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(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、環(huán)保的目標(biāo)。利用鋼在高溫時(shí)變形抗力低和塑性好的特點(diǎn)，在高溫的狀態(tài)下進(jìn)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(guò)程中的溫度并不是固定不變的，如果加工過(guò)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(qiáng)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(jià)格等特點(diǎn)，應(yīng)用面極為廣泛。有寬度窄得像“陽(yáng)春細(xì)面”似的高強(qiáng)度帶鋼，到寬度達(dá)2m以上用于“殼罩蓋罐”的深沖壓帶鋼。冷軋出來(lái)的薄板會(huì)根據(jù)客戶的要求和成品的適用范圍，還可以進(jìn)行鍍鋅、鍍錫、彩涂等進(jìn)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(qiáng)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(jià)格等特點(diǎn)，應(yīng)用面極為廣泛。從50年代末到80年代初近25年時(shí)間里，而汽車(chē)卻增長(zhǎng)了4倍。鍍錫板具有良好的抗腐蝕性能又有一定的強(qiáng)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(diǎn)。故至今鍍錫板是罐頭工業(yè)中唯一的較完美的包裝材料。現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)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(guò)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(shí)唐山靠近京唐港為進(jìn)口鐵礦石提供了便利。同時(shí)，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(dòng)整個(gè)地區(qū)的鋼鐵競(jìng)爭(zhēng)力。70年代初期，日、法、意、原西德等國(guó)曾致力于用熱連軋精軋機(jī)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(wú)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(dāng)需涂噴刷漆時(shí)這種鋼板附著性較強(qiáng)；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(guò)一定的冷軋變形程度與冷軋后的熱處理恰當(dāng)?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(lèi)產(chǎn)品。，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。、對(duì)內(nèi)搞活的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，力爭(zhēng)做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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(guò)酸液與氧化鐵皮的反應(yīng)來(lái)將其清除。 半連續(xù)式酸洗機(jī)組半連續(xù)式酸洗機(jī)組也稱推拉式酸洗機(jī)組 。 連續(xù)塔式酸洗機(jī)組 連續(xù)塔式酸洗機(jī)組，就是帶鋼連續(xù)在立式的塔中進(jìn)行時(shí)，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(jī)組效率。當(dāng)帶鋼高速地由前往后運(yùn)行時(shí),因?yàn)樗岵圯^淺,酸液劇烈的攪動(dòng)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(shí)間,提高了酸洗帶鋼速度。 酸洗機(jī)組的選型 酸洗機(jī)組形式的選擇，要根據(jù)具體的條件來(lái)確定。 酸洗機(jī)組的工藝概括地說(shuō)，本設(shè)計(jì)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(tái)激光焊機(jī)、1臺(tái)破鱗機(jī)、1臺(tái)轉(zhuǎn)塔式切邊剪、1臺(tái)平整機(jī)、1臺(tái)涂油機(jī)、和3個(gè)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(fèi)的同時(shí)取得優(yōu)化的公差。 入口段從步進(jìn)梁開(kāi)始包括開(kāi)卷機(jī)、激光焊機(jī)、入口活套等一直到破鱗機(jī)前（不包括破鱗機(jī)）為入口段。在鞍架輥后有兩個(gè)測(cè)量站，測(cè)量鋼卷的寬度和外徑是為了自動(dòng)地將鋼卷裝到開(kāi)卷機(jī)上，并在開(kāi)卷機(jī)上和鞍架輥上對(duì)中鋼卷。替代為要求有處理鋼卷頭部的準(zhǔn)備站的處理器方案，就表示焊接前的尾部剪切必須在線進(jìn)行，其結(jié)果為入口循環(huán)時(shí)間加長(zhǎng)。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(shí)間的增加。當(dāng)前一鋼卷由第一臺(tái)開(kāi)卷機(jī)打開(kāi)和處理時(shí)，下一個(gè)鋼卷就被裝到了第二臺(tái)的開(kāi)卷機(jī)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(dòng)力能（紊流度）。高速Turboflo酸洗系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：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(gè)酸洗槽和漂洗段間的一個(gè)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(dá)到700升/。在中間活套后和平整機(jī)前布置一臺(tái)張力輥，將帶鋼張力提高到平整張力。因此，軋鋼車(chē)間主要設(shè)備選擇就是指軋機(jī)的選擇。 軋機(jī)的布置形式酸洗卷取完畢后送往冷軋機(jī)組，軋制方式有單機(jī)座可逆式軋制和4～6機(jī)座串列式連軋。美國(guó)在70年代初期建了一批，其它國(guó)家也有。60年代以后在美國(guó)為了與理科材料向容器部門(mén)的滲入相抗衡，開(kāi)始生產(chǎn)二次軋制的薄板。 。這種軋機(jī)輥身長(zhǎng)度一般為1700～2135mm，軋制速度最高為35m／s，過(guò)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(jī)架冷連軋機(jī)后，迄今，再?zèng)]有其他廠家新建這種軋機(jī) 。為了防止帶鋼跑偏或及時(shí)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(lèi)似。其操作過(guò)程是：原料板卷經(jīng)高速鹽酸酸洗機(jī)組處理后送至冷軋機(jī)開(kāi)坯機(jī)，拆卷后經(jīng)頭部矯直機(jī)矯平及端部剪切機(jī)剪齊，在高速閃光焊接機(jī)中進(jìn)行端部對(duì)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(chǔ)料倉(cāng)入口與出口處裝有焊縫檢測(cè)器，若在焊縫前后有厚度變化，該檢測(cè)器給計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)，以便對(duì)軋機(jī)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。夾送輥的用途是當(dāng)帶鋼一旦被切斷，而尚未來(lái)得及進(jìn)入第2張力卷筒重新建立張力之前，維持第五機(jī)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(jī)四輥軋機(jī)一般多采用工作輥傳動(dòng)，其工作輥和支撐輥直徑之比約為1比3，機(jī)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(jī)工作時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)中間輥的橫向移動(dòng)量來(lái)改變軋輥的接觸長(zhǎng)度，既改變壓力分布規(guī)律，以此消除軋制力變化對(duì)橫向厚度差的影響。 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。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(gè)輥身成S型或花瓶式軋輥，并將上下工作輥對(duì)稱布置，通過(guò)軸向?qū)ΨQ分別移動(dòng)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(dá)到所要求的板形。此外隨著軋輥竄動(dòng)，熱輥型及磨損輥型亦將竄動(dòng)。PC軋機(jī)比單輥交叉所承受的軸向力要小，在PC軋機(jī)結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有能夠承受軸向力的止推裝置來(lái)克服軸向力，止推裝置安裝在工作輥操作側(cè)軸端。PC軋機(jī)的缺點(diǎn)：軋機(jī)結(jié)構(gòu)略復(fù)雜，軸向力大（達(dá)到軋制力的8%～10%）將使軸承壽命縮短，使維護(hù)工作量加大，并增加了軋制力的測(cè)量的滯后性。而軋輥抽動(dòng)的CVC方式正好相反，磨削曲線復(fù)雜，傳動(dòng)側(cè)的抽動(dòng)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(diǎn)更多一些。因此五機(jī)架連軋機(jī)是一種應(yīng)用最為廣泛的連軋機(jī)，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(jī)，世界上目前已建有50臺(tái)套以上。從CVC系統(tǒng)原理可知，隨CVC上輥和下輥移動(dòng)方向和距離的不同，軋輥的有效凸度也會(huì)發(fā)生變化。CVC輥的抽動(dòng)可以在軋制過(guò)程中進(jìn)行，參與板形閉環(huán)控制； ，CVC輥的抽動(dòng)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(jì)及校核 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)壓下規(guī)程的主要內(nèi)容包括：原料卷尺寸選擇；各軋機(jī)壓下量分配及速度制度選擇；軋機(jī)機(jī)組壓下量分配及速度制度確定；各道力能參數(shù)計(jì)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(yàn)分配各道次壓下量；（2）制定速度制度，計(jì)算軋制時(shí)間并確定逐道次軋制溫度；（3）計(jì)算軋制壓力、軋制力矩及總傳動(dòng)力矩；（4）校驗(yàn)軋輥等部件的強(qiáng)度和電機(jī)功率； （5）按制定規(guī)程的原則和要求進(jìn)行必要的修正和改正。表6 冷軋時(shí)f值與軋制速度的關(guān)系潤(rùn)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(shí)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(jī)速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計(jì)算各架速度及調(diào)速范圍；選擇加減速度以及帶鋼過(guò)焊縫時(shí)的速度等。 注：。表13 各機(jī)架的軋制參數(shù)機(jī)架號(hào)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(jī)精軋一般采用一級(jí)加速和一級(jí)減速軋制方式，即帶鋼在連軋機(jī)以恒速運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行穿帶，并在卷取機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定卷取后開(kāi)始進(jìn)行加速，直至軋機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定軋制階段最大轉(zhuǎn)速時(shí)加速結(jié)束。本設(shè)計(jì)采用加減速的加速度絕對(duì)值相等的設(shè)計(jì)方法，并參照唐鋼經(jīng)驗(yàn)取一級(jí)加、。 計(jì)算空載輥縫由于軋機(jī)的彈跳，使軋出的鋼板厚度h等于原來(lái)的空載輥縫再加上彈跳，或者說(shuō)：原來(lái)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(zhǎng)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(duì)這種軋件邊部局部變薄的影響通常在輥型設(shè)計(jì)時(shí)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(jí)，在后幾個(gè)機(jī)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(dòng)機(jī)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(jī)的附加摩擦力矩機(jī)架號(hào)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(jī)，表示額定轉(zhuǎn)矩，其大小為：； 式中： p——電動(dòng)機(jī)的額定功率，本設(shè)計(jì)取每架軋機(jī)的額定功率為4250KW；n——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速為1200r/min。本設(shè)計(jì)采用全連續(xù)軋制，只需計(jì)算每個(gè)道次之間的時(shí)間，假設(shè)每架軋機(jī)間距為5m，于是有：繪制一個(gè)軋制周期內(nèi)第五架軋機(jī)的電機(jī)負(fù)荷圖如下（不考慮不同的軋制速度對(duì)軋制力矩的影響）：升速穩(wěn)定軋制過(guò)焊縫拋尾降速t(s)由于帶鋼卷重為25噸，假設(shè)在軋制過(guò)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(zhǎng)度：再根據(jù)體積不變?cè)?，可以求得：各段的純軋時(shí)間為：純軋時(shí)間總和為=+++208+=各段的間隙時(shí)間=+++=計(jì)算等效力矩為軋機(jī)工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷是間斷式的不均勻負(fù)荷，而電動(dòng)機(jī)的額定力矩是指電動(dòng)機(jī)在此負(fù)荷下長(zhǎng)期工作，其溫升在允許的范圍內(nèi)的力矩。如果此時(shí)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(guò)基本轉(zhuǎn)速時(shí)的力矩；——轉(zhuǎn)速超過(guò)基本轉(zhuǎn)速時(shí)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(jiàn)圖4。軋輥輥頸尺寸和輥頸長(zhǎng)度可以通過(guò)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(duì)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(xué)知，輥間接觸問(wèn)題可簡(jiǎn)化成一個(gè)平面