【文章內(nèi)容簡介】 響無軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備 代表著車間的技術(shù)水平 為了實現(xiàn)壓下量較大的控制軋制 現(xiàn)代冷軋帶鋼車間都選擇軋制力大的軋鋼機架和軋輥設(shè)備。冷連軋板帶軋機主要是趨向于 HC 六輥軋機與 CVC 四輥軋機這兩種板型控 制技術(shù)的聯(lián)合布置。4)軋機選擇 選擇的主要依據(jù)是 車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種 產(chǎn)品品種和規(guī)格 生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。對軋鋼車間工藝設(shè)計而言 軋鋼機選擇的主要內(nèi)容是 確定軋鋼機的結(jié)構(gòu)形式 確定其主要技術(shù)參數(shù) 選擇軋機的架數(shù)以及布置方式。本次設(shè)計經(jīng)過綜合對比和實際考慮并結(jié)合設(shè)計目的和產(chǎn)品大綱要求 主要從控制板型 板凸度 平直度等 方面考慮 選用以下設(shè)備。四輥軋機 驅(qū)動主要由調(diào)速電機、減速機、齒輪機座及軋機接軸構(gòu)成。電液伺服閥控制液壓缸用于輥縫調(diào)整。四列圓錐輥子軸承安裝在工作輥軸頸上 并安河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書裝在軸承座中 工作輥的平衡由液壓缸控制。帶靜壓的油膜軸承安裝在支承輥軸頸上 用于低速軋制。軸承座夾緊裝置安裝在機架的操作側(cè) 保證軋制時輥裝配在機架上定位。上支承輥磨損的補償量 由安裝在上支承輥上部的墊片調(diào)整。進出口導(dǎo)輥的安裝 用于板坯傳送時輸送平穩(wěn) 軋機進出口上下安裝了刮水板及導(dǎo)衛(wèi) 工藝潤滑油噴頭安裝在進出口上下刮水板上。上刮水板有氣缸控制 以保證與工作輥的連續(xù)接觸 下刮水板與導(dǎo)輥軸承座連接 靠液壓力與下工作輥接觸。其主要技術(shù)參數(shù)見表 6表 5 CVC 軋機的技術(shù)參數(shù)類型CVC 四輥軋機工作輥尺寸毫米支承輥尺寸υ14501500 毫米每側(cè)最大彎輥力80 噸工作輥竄動行程177。100mm最大軋制壓力噸軋制速度輥縫調(diào)節(jié)液壓工作輥換輥時間max 10 分鐘支承輥換輥液壓、抽出式主電機功率電機轉(zhuǎn)速主電機額定力矩2m牌坊重量約HC 軋機是一種高性能板型控制軋機 而其實際上是在四輥軋機的基礎(chǔ)上在 工作輥與支撐輥之間加入一個輥端帶錐度的中間輥并作橫向移動的六輥軋機。這種軋機據(jù)有大的剛度穩(wěn)定性軋機工作是可以通過調(diào)節(jié)中間輥橫向移動量來改變軋輥的接觸長度 即改變其壓力分布規(guī)律以此消除軋制力變化對橫向厚度差的影響 使 HC 軋機具有較大的橫向剛性。中間輥一側(cè)帶有錐度 在橫移時能消除帶河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書寬外側(cè)滾面生有害的接觸段。HC 軋機設(shè)有液壓彎輥裝置 配合中間輥橫向移動 就擴大了板型調(diào)節(jié)能力。表 6 HC 軋機的技術(shù)參數(shù)類型六輥軋機工作輥尺寸毫米中間輥尺寸毫米支承輥尺寸υ14001500 毫米每側(cè)最大工作彎輥力177。80 噸每側(cè)最大中間彎輥力177。70 噸工作輥竄動行程中間作輥竄動行程177。215mm最大軋制壓力噸軋制速度輥縫調(diào)節(jié)液壓工作輥換輥時間max 40 分鐘支承輥換輥液壓、抽出式主電機功率電機轉(zhuǎn)速主電機額定力矩2m牌坊重量約河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書3 壓下規(guī)程設(shè)計 確定壓下規(guī)程壓下規(guī)程是軋制制度 規(guī)程 最基本的核心內(nèi)容 直接關(guān)系著軋機的產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量。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)程的方法很多 一般可概括為理論方法和經(jīng)驗方法兩大類。理論方法就是從充分滿足制定軋制規(guī)程的原則 即 高產(chǎn)量 。 出發(fā) 按預(yù)設(shè)的條件通過理論 數(shù)學(xué)模型計算或圖表方法 以求最佳的軋制規(guī)程。所謂的經(jīng)驗的方法是生產(chǎn)中往往參照現(xiàn)有類似軋機行之有效的實際壓下規(guī)程 亦即根據(jù)經(jīng)驗資料進行壓下分配及校核計算。本設(shè)計即采用經(jīng)驗方法制定壓下規(guī)程。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。 原料尺寸薄帶鋼冷連軋為了提高產(chǎn)量和成品率 現(xiàn)在多采用無頭軋制。原料卷厚度為 6mm 原料卷寬度取決于產(chǎn)品規(guī)格。本次設(shè)計典型產(chǎn)品為原料板厚為 3mm。 板寬為 1300mm 的熱軋卷。 各軋機壓下量分配薄板冷連軋機組總變形量及各道壓下量 應(yīng)根據(jù)原料卷厚度、產(chǎn)品質(zhì)量、軋機架數(shù)、軋制速度及產(chǎn)品厚度等合理確定。薄板冷連軋機組壓下量分配應(yīng)遵守以下基本原則1)由于在冷軋軋制時 軋件溫度接近常溫、金屬塑性低 以及伴有軋件的加 工硬化現(xiàn)象 所以應(yīng)合理分配各機架的壓下量 以使各架軋機的負荷趨于平均。2)為提高連軋機組的小時產(chǎn)量 應(yīng)提高連軋速度 以縮短軋制時間 減小軋河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書制節(jié)奏來提高產(chǎn)量。3)為簡化連軋機組的調(diào)整 連軋機組軋出的厚度范圍應(yīng)盡可能小 并且不同 厚度的數(shù)目也應(yīng)盡可能減少。連軋機組壓下量分配及速度制度精軋機組的主要任務(wù)是在 5 架連軋機上將原料卷軋制成冷板 帶 卷 尺寸 符合要求的成品帶鋼 并需保證帶鋼的表面質(zhì)量和機械性能。擬定連軋壓下規(guī)程就是合理分配各架的壓下量及確定各架的軋制速度。1)五機架連軋各架軋機的壓下量分配 五機架連軋機組分配各架壓下量的原則 一般是壓下量逐道次降低。其原因有二(1) 隨著軋制的進行軋件有加工硬化的現(xiàn)象 這使軋制力逐道次升高 同時 軋制速度的增加也使軋制力升高 這兩者的疊加作用將使軋制力迅速的增大 所以 為了降低后機架的軋制力 應(yīng)使壓下量逐道次降低 并且還要加大連軋張力以降低軋件的變形抗力 而使軋制力趨于平均(2) 為了保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量 壓下量逐漸減小 同時還要降低 連軋張力。依據(jù)以上原則逐架壓下量的分配規(guī)律是 第一架可以留有余量 即考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產(chǎn)生咬入困難等 而使壓下量略小于設(shè)備允許的最大壓下量 中間幾架為了充分利用設(shè)備能力 盡可能給以大的壓下量軋制 以后各架隨著變形抗力增大 應(yīng)逐漸減小壓下量 為控制帶鋼的板形 厚度精度及性能質(zhì)量 最后一架的壓下量一般較小。冷軋的累積壓下率 原料至成品 總壓下量一般占板坯全部壓下量的 60~90%。 本設(shè)計的各機架壓下量的具體分配是依據(jù)武鋼現(xiàn)場經(jīng)驗資料采用 5 機架連軋機 結(jié)合具體設(shè)備、操作條件依據(jù)壓下量分配系數(shù)分配各架壓下量如下:河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書表 7 各道次壓下量入 口 厚 度出 口 厚 度 壓下量壓下率/%H/mmh/mmΔh/mm冷軋鋼板時咬入角一般為 4176。 由公式得……………………………...(1)a r c c o1 s ( h ) ………………………………….(2)表 8 各道次咬入角1 2 3 4 5再根據(jù)(1 ) ………………………………………………(3)表 9 各道次中性角根據(jù)2D1)Sh=(……………………………………(4)河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書表 10各道次前滑值道次12345前滑 確定軋機速度制度 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。連軋機組末架的軋制速度決定著軋機的產(chǎn)量和技術(shù)水平。確定末架軋制速度時 應(yīng)考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的平衡 軋制帶鋼的厚度及鋼種等 一般冷軋帶鋼為提高軋機產(chǎn)量而用高的軋制速度 軋制寬大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時 應(yīng)采用低的軋制速度。本次設(shè)計依據(jù)設(shè)備、產(chǎn)品及參考同類車間設(shè)定第五機架的軋制速度為 20m/s。本設(shè)計設(shè)定第五架軋機的穿帶速度為 5m/s 帶鋼厚度小 其穿帶速度可高 些。其它各架軋制速度的確定:當(dāng)連軋機組末架軋機軋制速度確定后 根據(jù)連軋條件——秒流量相等的原 則 根據(jù)各架軋出厚度和前滑求出各架軋制速度 帶鋼的寬展和前、后滑忽略不 計。即h1v1=h2v2=……h(huán)nvn=C…………………………………..(5)速度的計算已預(yù)設(shè)末架出口軋制速度為 V=20m/s 由經(jīng)驗向前依次減小以保持微張力軋 制。依據(jù)秒流量相等有V1 Vh 6 h6 20 / s表 11 軋件的出口速度河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 軋輥轉(zhuǎn)速的確定由 Sh Vh V 100 % …………………………………………..(6)表 12 軋輥速度由公式:n gi 60Vi ……………………………………………..(7)求得各道次軋輥轉(zhuǎn)速分別為:表 13 軋輥轉(zhuǎn)速由軋輥轉(zhuǎn)速及電機轉(zhuǎn)速可求傳動比:i nd……………………………………………..(8)表 14 傳動比道次12345n (r/min)750750750750750i. 加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。第一級加速度數(shù)值較高 稱為功率加速度 又稱產(chǎn)量加速度 其目的是迅速提高軋制速度 是設(shè)備盡快接近滿負荷運轉(zhuǎn) 以求的最高產(chǎn)量。確定加速度的數(shù)值 應(yīng)考慮到主電機的功率、帶鋼長度、板形、帶鋼厚度變化、冷卻水的控制 及卷取溫度等因素的影響。僅就軋機本身而言 一級加速度可達 12 m/s 2 。本設(shè)河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書計采用加減速的加速度絕對值相等的設(shè)計方法 并參照武鋼經(jīng)驗取一級加、減速 度為 。河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書4 力能參數(shù)的計算及空載輥縫的設(shè)定 軋制壓力的計算對于冷軋薄板 其軋制力的計算采用斯通公式計算。因為斯通公式把軋制看成平行板間的鐓粗 因此得出單位壓力微分方程式x2txd圖 5 作用在斯通理論微分體上的作用力冷軋薄板時其表面摩擦規(guī)律按全滑動來考慮 即 并采用近似塑性條件 則上式變成如下形式dp x 2 fdxx將上式積分 則得斯通單位壓力公式:在后滑區(qū)在前滑區(qū)式中K (1 q0 )K (1 q0 )mflhh Hm (1 2lx )m (1 2lx )2……………………………………………..(9)f 為乳化液的摩擦系數(shù) .河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書表 15 各道次的相關(guān)參數(shù)1 2 3 4 51 31/mm冷軋時溫度和變形速度對金屬變形抗力的影響不大 因此 和 可近似的取 1 只有變形程度才是影響變形抗力的主要因素。由變形區(qū)內(nèi)各斷 面處變形程度不等 因此 若取 為常量 通常根據(jù)加工硬化曲線去本道次平均變形量所對應(yīng)的變形抗力值。平均變形量 可按下式計算……………………………………………..(10)式中::本道次軋前的預(yù)變形量:本道次軋后的總變形量:冷軋前軋件厚度H:本道次軋前軋件的厚度 h:本道次軋后軋件的厚度。表 16 各道次 值變形程度變形程度/%/% 平均變形程度 /%冷軋時金屬實際變形抗力 的確定由于加工硬化使得軋件的變形抗力逐道次升高 對加工硬化曲線進行線性擬河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書合得…………………………………..(11)表 17 各道次變形抗力變形抗力/MPa平均變形程度/%12345