【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 速度、加熱時(shí)間、爐溫制度及爐內(nèi)氣氛等。合理的熱工制度就是要能提供滿足軋機(jī)產(chǎn)量需要、溫度均勻、不產(chǎn)生各種加熱缺陷、表面氧化鐵皮最少的鋼坯，同時(shí)能使燃料比耗最低。除磷是將在加熱時(shí)生成的氧化鐵皮（初生氧化鐵皮）去除干凈，以免壓入鋼板表面形成表面缺陷。初生氧化鐵皮要在軋制開始階段去除，因?yàn)檫@時(shí)氧化鐵皮尚未壓入鋼中，易于去除，同時(shí)消除面積少。消除氧化鐵皮的方法很多，在舊的中厚板軋機(jī)上曾經(jīng)采用投入竹枝、荊條、食鹽等方法去除初生氧化鐵皮，但效果不好，以后也曾經(jīng)采用專門的二輥軋機(jī)、立輥軋機(jī)給鋼坯（或鋼錠）以小的變形量使氧化鐵皮與金屬分離，然后用高壓水或高壓空氣將氧化鐵皮沖去。這種方法雖然可以獲得較好的清除氧化鐵皮效果，但是投資較大?，F(xiàn)代化的中厚板軋機(jī)上已經(jīng)普遍采用造價(jià)低廉的高壓水除磷箱，它能滿足清除初生氧化鐵皮的需要，這種情況已成定局。用高壓水泵將高壓水供給除磷箱，水壓過去一般在10～12MPa左右，這一壓力偏低?，F(xiàn)在要保證噴口壓力在15～20MPa以上。對(duì)合金鋼板因氧化鐵皮與鋼板間結(jié)合較牢，要求高壓水壓力取高值。噴水除磷是在箱體內(nèi)完成的，起到安全和防水濺的作用。除磷裝置的噴嘴可以根據(jù)板坯的厚度來調(diào)整噴水的距離，以獲得更好的效果。為了去除軋制過程中生成的次氧化鐵皮，在軋機(jī)前后都需要安裝高壓水噴頭。在粗軋、精軋過程中都要對(duì)軋件噴幾次高壓水。軋制是中厚板生產(chǎn)的鋼板形成階段。中厚板的軋制可分為除磷、粗軋、精軋3個(gè)段。粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯展寬到所需要的寬度并進(jìn)行大壓縮延伸。根據(jù)原料條件和產(chǎn)品要求，可以有多種軋制方法供選擇。這些方法是全縱軋法、綜合軋制法、全橫軋制法、角軋—縱軋法。本車間采用先除鱗去除表面的氧化鐵皮，由于坯料長(zhǎng)度等于成品的寬度，所以橫軋到底。所以采用全橫軋法。粗軋操作方法主要有： 全縱軋法――當(dāng)板坯寬度達(dá)到毛板寬度要求時(shí)采用。它的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高，但鋼板組織和性能存在嚴(yán)重的各向異性，橫向性能特別是沖擊韌性太低。 橫軋縱軋法――當(dāng)板坯寬度小于毛板寬度而長(zhǎng)度又大于毛板寬度時(shí)采用。其優(yōu)點(diǎn)是板坯寬度與鋼板寬度可靈活配合，鋼板的橫向性能有所提高（因橫向延伸不大），各向異性有所改善；缺點(diǎn)是軋機(jī)產(chǎn)量低。 縱軋橫軋法――當(dāng)板坯長(zhǎng)度小于毛板寬度時(shí)采用。由于兩個(gè)方向都得到變形且橫向延伸大，鋼板的性能較高。 角軋縱軋法――當(dāng)軋機(jī)強(qiáng)度及咬入能力較弱（如三輥勞特軋機(jī)）時(shí)或板坯較窄時(shí)采用。 全橫軋法――當(dāng)板坯長(zhǎng)度達(dá)到毛板寬度要求時(shí)采用。 精軋階段的主要任務(wù)是質(zhì)量控制，包括厚度、板型、表面質(zhì)量、性能控制。軋制的第二階段粗軋與第三階段精軋間并無明顯的界限。通常把雙機(jī)座布置的第一臺(tái)軋機(jī)稱為粗軋機(jī)，第二臺(tái)軋機(jī)稱為精軋機(jī)。對(duì)兩架軋機(jī)壓下量分配上的要求是希望在兩架軋機(jī)上的軋制節(jié)奏盡量相等，這樣才能提高軋機(jī)的生產(chǎn)能力。第四章 中厚板軋機(jī)主要性能參數(shù)選擇 中厚板軋機(jī)型式用于中厚板生產(chǎn)的軋機(jī)有以下四種：二輥可逆式軋機(jī)、三輥勞特式軋機(jī)、四輥可逆式軋機(jī)和萬能式軋機(jī)。本設(shè)計(jì)中用了四輥可逆式軋機(jī)。四輥可逆式軋機(jī) 。它是由一對(duì)小直徑工作輥和一對(duì)大直徑支撐輥組成，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作輥。軋制過程與二輥可逆式軋機(jī)相同。它具有二輥可逆式軋機(jī)生產(chǎn)靈活的優(yōu)點(diǎn)，又由于由支承輥使軋機(jī)輥系的剛度增大，產(chǎn)品精度提高。而且因?yàn)楣ぷ鬏佒睆叫。沟迷谙嗤堉茐毫ο履苡懈蟮膲合铝?，提高了產(chǎn)量。這種軋機(jī)的缺點(diǎn)是采用大功率直流電機(jī)，軋機(jī)設(shè)備復(fù)雜，和二輥可逆軋機(jī)相比如果軋機(jī)開口度相同，四輥可逆軋機(jī)將要求有更高的廠房，這些都增大了投資[3]。 四輥可逆式軋機(jī)軋制過程示意圖（左邊為第一道軋制、右邊第二道軋制）四輥可逆式軋機(jī)用d/DL表示，或簡(jiǎn)單用L表示。D為支承輥直徑（mm），d為工作輥直徑（mm），L為軋輥輥身長(zhǎng)度（mm）。四輥可逆式軋機(jī)的尺寸范圍：D=1300～2400mm，d=800～1200mm，L=2800～5500mm。四輥軋機(jī)是軋機(jī)中最大的，由于這類軋機(jī)生產(chǎn)出的鋼板好，已成為生產(chǎn)中厚板的主流軋機(jī)。這也是我選此軋機(jī)的主要原因。 四輥可逆式軋機(jī)參數(shù)范圍表示形式工作輥直徑d（mm）支承輥直徑D（mm）軋輥輥身長(zhǎng)度L（mm）d/D L800～12001300～24002800～5500 中厚板軋機(jī)布置中厚板車間的布置形式有三種：即單機(jī)座布置、雙機(jī)座布置和半連續(xù)式或連續(xù)式布置。我在本設(shè)計(jì)中用的是雙機(jī)座可逆式布置形式（粗、精軋機(jī)都采用四輥可逆式）。雙機(jī)座布置 雙機(jī)座布置的中厚板車間是把粗軋和精軋分到兩個(gè)機(jī)架上去完成，它不僅產(chǎn)量高（一臺(tái)四輥軋機(jī)可達(dá)100104t/a，一臺(tái)二輥和一臺(tái)四輥軋機(jī)可達(dá)150104t/a，二臺(tái)四輥軋機(jī)約為200104t/a），而且產(chǎn)品表面質(zhì)量、尺寸精度和板形都比較好還延長(zhǎng)了軋輥適用壽命。雙機(jī)座布置中精軋機(jī)伊利諾采用四輥軋機(jī)以保證產(chǎn)品質(zhì)量，而粗軋機(jī)可分別采用二輥可逆式軋機(jī)或四輥可逆式軋機(jī)。二輥可逆式軋機(jī)有投資少、輥徑大、利于咬入的優(yōu)點(diǎn)，雖然它剛性差，但作為粗軋機(jī)影響還不大，尤其在用鋼錠直接軋制時(shí)。因?yàn)殇撳V厚度大，壓下量的增加往往受咬入角限制，二軋制力又不高，適合用二輥可逆式軋機(jī)。采用四輥可逆式軋機(jī)作粗軋機(jī)不僅年產(chǎn)量更高，而且粗、精軋道次分配合理，送入精軋機(jī)的軋件斷面尺寸比較均勻，為在精軋機(jī)上生產(chǎn)高精度鋼板提供了好條件。在需要時(shí)粗軋機(jī)還可以獨(dú)立生產(chǎn)，較靈活。但采用四輥可逆軋機(jī)作粗軋機(jī)為保證咬入和傳遞力矩，需要大工作輥直徑，因而軋機(jī)比較笨重，廠房高度相應(yīng)的要增加，投資增大。目前由于對(duì)厚板尺寸精度和質(zhì)量要求越來越高；因而兩架四輥軋機(jī)的型式日益受到重視。 中厚板軋機(jī)參數(shù)確定 軋輥（1）軋輥參數(shù)確定[4]，3000四輥熱軋鋼板軋機(jī)的軋輥分為工作輥和支承輥，工作輥是用來直接完成軋制過程的，其直徑較??；大直徑的為支承輥，其作用是改善工作輥的強(qiáng)度及剛度條件。每個(gè)軋輥都由輥身、輥頸、輥頭三部分組成。一般來說，工作輥經(jīng)較小時(shí)，軋輥的扭轉(zhuǎn)角度會(huì)影響鋼板的質(zhì)量。為了保證軋輥的扭轉(zhuǎn)剛度，在選擇軋輥直徑時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮輥身長(zhǎng)度的。軋輥輥身長(zhǎng)度與軋輥直徑之比通常取為：工作輥L/DW=～；支承輥L/DB=～。因此本軋機(jī)的工作輥直徑DW=1000mm (L/DW=3000/1000=3)，%，則工作輥的最小直徑Dmin=940mm,故工作輥直徑D=940~1000mm。支承輥直徑DB=1800mm(L/DB=3000/1800=)，輥身長(zhǎng)度L=3000mm。取其重車率為10%，故最小直徑Dmin=1650mm。故支撐輥直徑D1=1650~1800mm。支承輥輥頸主要取決于滾系的剛度。剛度過小，上下工作輥將產(chǎn)生啃邊現(xiàn)象而破壞軋制過程，常用支承輥直徑為DW/DB=1/～1/=～。本車間軋機(jī)為DW/DB=970/1725=。軋輥輥頸裝滾動(dòng)軸承，其尺寸一般取為：d=(～)D。因此工作輥輥頸直徑dW=1000=500mm(d/D=)；支承輥輥頸直徑dB=1800=990mm(d/D=)。軋輥長(zhǎng)度一般取為：l=(～)d。因此工作輥輥頸長(zhǎng)度lW=1000=850mm，支承輥輥頸長(zhǎng)度lB=1800=1530mm。輥頭尺寸由于采用單鍵槽輥頭，故輥頭直徑D1=D10=990mm。 軋輥參數(shù)尺寸軋輥名稱工作輥支承輥軋輥直徑(mm)10001800輥頸直徑(mm)500990輥頸長(zhǎng)度(mm)8501530輥頭直徑(mm)990990（2）軋輥材質(zhì)：為保證軋輥抗彎強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度所需的機(jī)械性能以及軋材表面加工質(zhì)量和軋輥耐磨性能，均需通過選擇一定的軋輥材質(zhì)和隨后的熱處理工藝來實(shí)現(xiàn)。毫無疑問，正確選擇軋輥的材質(zhì)具有十分重要的意義。板帶軋機(jī)生產(chǎn)的特點(diǎn)是尺寸精度要求高，產(chǎn)品要求相當(dāng)高的表面光潔度和表面質(zhì)量，軋制常在高溫下進(jìn)行，同時(shí)還承受巨大的軋制壓力和力矩的作用。為此，對(duì)軋輥的基本要求是：高的表面硬度和耐磨性，輥面的硬化層應(yīng)有足夠的厚度，高的強(qiáng)度及抗壓扁能力。熱軋板帶軋機(jī)的工作輥多采用鑄鐵軋輥，其中以無限冷硬鑄鐵軋輥使用效果最佳，它的表面硬度約為HS=55～85。支承輥對(duì)強(qiáng)韌性的要求較高，而對(duì)硬度的要求則不如工作輥（熱軋支承輥的硬度約為HS=45～50）。支承輥采用碳素鍛鋼[5]。 軋輥材質(zhì)軋輥類別輥面工作層特點(diǎn)硬度范圍（HS）主要用途工作輥無限冷硬鑄鐵軋輥有適中的耐磨性、抗熱烈性及強(qiáng)度55～85各種熱軋板帶鋼軋機(jī)工作輥支承輥鍛鋼軋輥支承輥用，強(qiáng)度高，耐磨55～90支承輥 軋輥軸承及軸承座四輥熱軋鋼板軋機(jī)的軋輥軸承具有重載、高溫的特點(diǎn)，所以要求采用的軸承能夠承受很大的載荷，有良好的潤(rùn)滑和冷卻，摩擦系數(shù)小、剛性好。因此，工作輥及支承輥都采用滾動(dòng)軸承。目前，四輥軋機(jī)上常用的滾動(dòng)軸承型式是四列圓錐滾柱軸承及球面圓錐滾柱軸承，因?yàn)檫@類軸承不僅能承受和大的徑向載荷，同時(shí)可承受一定的軸向載荷。本軋機(jī)上的工作輥及支承輥都采用四列圓錐滾柱軸承。 壓下與平衡裝置（1）壓下裝置：軋機(jī)的壓下裝置，也稱上輥調(diào)整裝置。它的作用是調(diào)整上軋輥的位置，保證給定每道次的壓下量。手動(dòng)壓下裝置主要用于型鋼軋機(jī)和線材軋機(jī)上。液壓壓下裝置是軋機(jī)壓下裝置中最先進(jìn)的一種形式。但根據(jù)國(guó)外資料介紹，在熱連軋帶鋼軋機(jī)上，考慮到厚度精度的要求和設(shè)備投資的經(jīng)濟(jì)合理性，沒有必要在連軋機(jī)上配置液壓壓下裝置。電動(dòng)壓下裝置的特點(diǎn)：小調(diào)整量；調(diào)整精度高；帶鋼壓下；動(dòng)作快，靈敏度高；平行度要求高。（2）上軋輥平衡裝置：軋機(jī)的平衡裝置通常分為重錘平衡、彈簧平衡和液壓平衡。在四輥板帶軋機(jī)上，主要采用液壓平衡，僅在小型四輥軋機(jī)上采用彈簧平衡。平衡裝置的作用是：當(dāng)軋輥間沒有軋件時(shí)，由于上軋輥及其軸承座的重力作用，在軸承座與壓下螺絲之間、壓下螺絲與螺母的螺紋之間均會(huì)產(chǎn)生間隙。這樣，當(dāng)軋件咬入軋輥時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊。為防止出現(xiàn)這種狀況，在軋機(jī)上設(shè)置上軋輥平衡裝置，使軸承座緊貼壓下螺絲端部并消除螺紋之間的間隙。大多數(shù)軋機(jī)的平衡裝置還兼有抬升上輥的作用。 機(jī)架軋鋼機(jī)機(jī)架是工作機(jī)座的重要部件，軋輥軸承座及軋輥調(diào)整裝置等都安裝在機(jī)架上。機(jī)架要承受軋制力，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。機(jī)架的主要型式有開口式和閉口式兩種。閉口式機(jī)架包括左、右立柱及上、下橫梁的一整體鑄件，其優(yōu)點(diǎn)是具有較好的強(qiáng)度與剛度。這種型式的機(jī)架，換輥不方便，換輥時(shí)，軋輥是沿其軸向方向從機(jī)架窗口中抽出或裝入，這種軋機(jī)一般都設(shè)有專用的換輥裝置。開口式機(jī)架由機(jī)架底座與可裝拆的上橫梁組成。一般用于換輥次數(shù)較頻繁的橫列式型鋼軋機(jī)上。機(jī)架的材料通常采用ZG35。澆注后必須進(jìn)行時(shí)效處理，消除鑄造內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)還必須進(jìn)行探傷，保證沒有縮孔、裂紋等缺陷。 換輥裝置使用閉式牌坊的軋機(jī)換輥時(shí)，軋輥沿軸向從牌坊的窗口中進(jìn)出，采用橫移平臺(tái)式快速換棍裝置。用于取出一次氧化鐵皮的除鱗設(shè)備通常裝在離加熱爐出爐輥道較近的地方。去除二次氧化鐵皮的高壓水集管設(shè)置在軋機(jī)前后。為了減少軋輥的磨損、提高軋輥的使用壽命，必須對(duì)中厚板軋機(jī)軋輥進(jìn)行冷卻。軋制較薄鋼板時(shí)，為了防止鋼板降溫過快通常采用較小的冷卻水量。軋輥冷卻水使用工業(yè)用水，～。第五章 中厚板壓下規(guī)程制定 中厚板壓下規(guī)程制定制定壓下規(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，這包括直接分配各道次絕對(duì)壓下量或壓下率、確定各道次壓下分配率（⊿h/∑⊿h）及確定各道次能耗負(fù)荷分配比等各種方法；（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、軋制力力矩及總傳動(dòng)力矩；（4）檢驗(yàn)軋輥等部件的強(qiáng)度和電機(jī)功率；（5）按前述制訂軋制規(guī)程的原則和要求必要的修正和改進(jìn)。 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)以典型產(chǎn)品碳素結(jié)構(gòu)鋼Q345B為標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)文獻(xiàn)[6]做壓下規(guī)程設(shè)計(jì)。已知：產(chǎn)品的規(guī)格為12mm2500mm12000mm；選擇原料尺寸為200mm1800mm2500mm；開軋溫度為1120℃；軋機(jī)為雙機(jī)架四輥可逆式，設(shè)有高壓水除鱗；工作輥直徑為Φ1000mm，支承輥直徑為Φ18000mm，輥身長(zhǎng)度3000mm，軋制速度粗軋機(jī)為0～2～4m/s，精軋機(jī)為0～3～ m/s，主電機(jī)功率為27500kW，其制定過程如下：1）軋制方法 先經(jīng)除鱗一道，去除氧化鐵皮，先橫軋定寬，翻鋼90176。后縱軋到底。2）采用按經(jīng)驗(yàn)分配壓下量再進(jìn)行校核及修訂的設(shè)計(jì)方法：先按經(jīng)驗(yàn)分配各道壓下量。3）校核咬入能力：熱軋鋼板時(shí)咬入角一般為15176?！?2176。，低速咬入可取為20176。，故Δhmax=D(1cosα)=1000(1cos20176。)=，精軋機(jī)的最大壓下量Δhmax=（α取12176。）故咬入不成問題。4）確定變形制度 粗軋階段壓下量分配原則為：（1） 粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量的70～85％； （2）為保證精軋機(jī)組的終軋溫度， 應(yīng)盡可能提高精軋機(jī)組軋出的帶坯溫度；（3）一般粗軋機(jī)軋出的帶坯厚度為 20～40mm； （4）第一道考慮咬入及坯料厚度偏差不能給以最大壓下量，中間各道次應(yīng)以設(shè)備能力所允許的最大壓下量軋制，最后道次為了控制出口厚度和帶坯的板形，應(yīng)適當(dāng)減小壓下量。 粗軋機(jī)組中的立輥，除大立輥考慮破鱗及調(diào)節(jié)板寬度給予較大的壓下量外，其它立輥主要是對(duì)中軋制和控制板寬，故側(cè)壓量不大，特別是 B/h60～70 時(shí)，不能立軋，此時(shí)對(duì)板型不利。軋后的寬展由公式1可得：△B=β△h (1),立軋時(shí)β=～；平軋時(shí) β=～。由于鋼坯在加熱時(shí)坯料尺寸要膨脹，由線性膨脹公式 （）式中—軋件膨脹后的尺寸；—軋件冷尺寸；—膨脹系數(shù)；—軋件軋制時(shí)溫度； —測(cè)量時(shí)的溫度；本設(shè)計(jì)中典型產(chǎn)品的坯料尺寸：20018002500，開軋的溫度為1120℃，參考資料，膨脹系數(shù)為?=16106。由以上公式，本設(shè)計(jì)中典型產(chǎn)品加熱后的坯料尺寸為：Lh=300(1+16106(112025))=LB=1800(1+16106(112