【文章內(nèi)容簡介】 機各項技術(shù)穩(wěn)定可控的基礎(chǔ)上以“錦上添花”的方式提高成材率。此外，如何采用立輥軋機配合水平軋機實現(xiàn)平面形狀控制也需一定時間的摸索和鞏固，因此只有隨著軋制技術(shù)的逐步提高，這些立輥軋機才會高效地發(fā)揮作用。 中厚板軋機的布置中厚板車間的布置形式有三種，即單機座布置、雙機座布置和半連續(xù)或連續(xù)式布置。單機座布置生產(chǎn)就是在一架軋機上由原料一直軋到成品。粗軋精軋都用同一軋輥，表面質(zhì)量不易穩(wěn)定。單機座布置的軋機可選用任何一種中厚板軋機，但由于在該軋機上要直接生產(chǎn)出成品，所以現(xiàn)在在實際生產(chǎn)中面臨改造。 單機座布置中，軋輥壽命短，產(chǎn)品規(guī)格范圍受到限制，產(chǎn)量也比較低。但單機座布置投資低，適用于對產(chǎn)量要求不高，對產(chǎn)品尺寸精度要求相對比較寬的場合。此外不少車間為了減少初期投資，在第一期建設(shè)中只建一臺四輥可逆軋機，預(yù)留另一臺軋機的位量，這是一種比較合理的建設(shè)投資方案。雙機座布置的中厚板車間是把粗軋和精軋分到兩個機架上去完成，它不僅產(chǎn)量高(一臺四輥軋機可達(dá)100萬噸／年，一臺二輥和一臺四輥軋機可達(dá)150萬噸／年，二臺四輥軋機約為200萬噸／年)，而且產(chǎn)品表面質(zhì)量、尺寸精度和板形都比較好，還延長了軋輥使用壽命。雙機布置中精軋機一律采用四輥軋機以保證產(chǎn)品質(zhì)量，而粗軋機可分別采用二輥可逆軋機或四輥可逆軋機。二輥軋機具有投資少、輥徑大、利于咬入的優(yōu)點，雖然它剛性差，但作為粗軋機影響還不大，尤其在用鋼錠直接軋制時。因為鋼錠厚度大，壓下量的增加往往受咬入角限制，而軋制力又不高，適合用二輥可逆軋機。采用四輥可逆軋機作粗軋機不僅產(chǎn)量更高。而且粗、精軋道次分配合理，送入精軋機的軋件斷面尺寸比較穩(wěn)定，為在精軋機上生產(chǎn)高精度鋼板提供了好條件。在需要時粗軋機還可以獨立生產(chǎn)，較靈活。但采用四輥可逆軋機作粗軋機為保證咬入和傳遞力矩，需加大工作輥直徑，因而廠房高度相應(yīng)的要增加，投資增大。美國、加拿大多采用二輥加四輥型式，歐洲和日本多采用四輥加四輥型式。目前由于對厚板尺寸精度和質(zhì)量要求越來越高，因而兩架四輥軋機的型式日益受到重視。通常雙機布置的兩架軋機的輥身長度是相同的，但有的雙機架布置的粗軋機軋輥寬度大于精軋機的軋輥寬度，這樣可用粗軋機軋制壓下量比較少的寬鋼板，再經(jīng)旁邊的作業(yè)線作軋后處理，使設(shè)備費減少，而且重點可作為板坯的寬展或調(diào)頭。它不僅能選擇粗軋和精軋最有利的軋制速度，更重要的是可以選擇不同的軋輥材料。以鋼軋輥低速粗軋，可以改善咬入條件，增大壓下量，使軋制總道次減少，從而提高生產(chǎn)率。 本次設(shè)計考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，為了滿足當(dāng)前發(fā)展的需要和以后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及產(chǎn)量的提高提供條件，采取雙機座布置，并參照寶鋼5000的軋機布置模式采用粗軋機為5300mm精軋機為5000mm的四輥可逆式軋機。 中厚板軋機選擇 新型軋機當(dāng)今新型熱軋板帶軋機主要有：HC軋機、CVC軋機、PC軋機、F2CR軋機等?，F(xiàn)在介紹如下[5]：(1)HC軋機（High Crown Control Mill）HC軋機為高性能板形控制軋機的簡稱，是日立公司研制的一種新型六輥軋機，它是在普通四輥軋機的基礎(chǔ)上增加兩個可軸向移動的中間輥，其出發(fā)點是為了改善或消除四輥軋機中工作輥和支撐輥之間有害的接觸部分。HC軋機利用軋輥軸向串動裝置,就能適應(yīng)帶鋼寬度變化的要求，使輥身接觸長度作相應(yīng)的改變。HC軋機具有較大的剛度穩(wěn)定性；很高的可控性；可以顯著提高帶鋼的平直度，可以減少板、帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失；壓下量由于不受板形限制而可適當(dāng)提高等特點。一般開口度小，不適合中厚板軋制。(2)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。近年來廣為采用的CVC軋機是德國技術(shù)和其他國家專利的結(jié)合物，它被世界各國認(rèn)為是一個能對輥型進(jìn)行連續(xù)調(diào)整的理想設(shè)備。,后幾個道次控制平直度。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(dá)到所要求的板形。CVC軋機有很多優(yōu)點：板凸度控制能力強，能實現(xiàn)自由軋制,操作方便，在大軋制力和大張力下保持穩(wěn)定。CVC軋機的缺點是：軋輥形狀復(fù)雜特殊，磨削要求精度高而且困難，必須配備專門的磨床，無邊部減薄功能，帶鋼易出現(xiàn)蛇形現(xiàn)象.。此外隨著軋輥竄動，熱輥型及磨損輥型亦將竄動。投資較多。(3) PC（Paired Crossed Mill）軋機PC軋機為軋輥成對交叉軋機,其工作原理是相互平行的上工作輥,上支承軸中心線與相互平行的下工作輥,下支承輥軸中心線的交叉成一定角度,從而達(dá)到控制帶鋼凸度和平直度的目的.PC軋機采用單一的軋輥原始輥型；軋機結(jié)構(gòu)簡單，投資少，能很好解決軋輥磨損和能耗的問題。同時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。PC軋機的缺點是：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，尤其大軋制力和大張力下容易失穩(wěn)。從國外情況來看，目前熱軋鋼板軋機選型用最多的還是CVC軋機，它采用高次曲線輥型有利于控制板凸度，控制能力強，能實現(xiàn)自由軋制，操作方便，已被廣泛用于中厚板生產(chǎn)。本設(shè)計從典型產(chǎn)品X80生產(chǎn)的質(zhì)量性能要求出發(fā)精軋機選用德國西門子的CVC軋機。 軋機選擇本次設(shè)計經(jīng)過綜合對比和實際考察并結(jié)合設(shè)計目的和產(chǎn)品大綱要求，軋機具體的數(shù)據(jù)如下：(1). 粗軋機：粗軋機架采用大力矩、高剛度、大軋制力、低軋制速度，以滿足大變形量要求。主要從軋機開口度和壓下能力方面考慮，而最終粗軋機選用德國西門子的四輥可逆彎輥軋機。類型:四輥可逆彎輥軋機最大軋制力/MN：108軋制速度/ms1：工作輥尺寸/mmmm：Φ11105300支撐輥尺寸/mmmm：Φ21004950每測最大彎輥力/MN：4軋機開口度/mm：900主電機功率/kW：210000AC主電機轉(zhuǎn)速/rmin1：0～177。50/120主電機額定力矩/MNm：210牌坊重量/t：約390(2). 精軋機精軋機架采用大力矩、高剛度、高軋制速度，以滿足低溫控軋要求。主要從控制板型（板凸度，平直度等）方面考慮，而最終精軋機選用德國西門子的CVC軋機。類型：CVCPLUC四輥可逆式軋機最大軋制力/MN：108軋制速度/ms1：工作輥尺寸/mmmm：Φ11105300支撐輥尺寸/mmmm：Φ21004950工作輥竄動行程/mm：177。150每測最大彎輥力/MN：4軋機開口度/mm：550主電機功率/kW：210000AC主電機轉(zhuǎn)速/rmin1：0～177。50/120主電機額定力矩/MNm：210牌坊重量/t：約390(3). 立輥軋機立輥軋機安裝在粗軋機前面，用于除鱗及寬度控制。立輥機架與水平機架呈近接布置，采用寬度自動控制（AWC）短行程（SSC）技術(shù)，進(jìn)行平面形狀控制，可大幅度提高成材率和鋼板寬度控制精度。最大軋制力/MN：5最大側(cè)壓量/mm：50輥身直徑/mm：Φ1000/Φ900輥身長度/mm：800 高精度軋制技術(shù)采用的高精度軋制技術(shù)包括：厚度控制技術(shù)、平面形狀控制技術(shù)、板形控制技術(shù)。(1). 多功能厚度控制技術(shù)采用多精度多點式設(shè)定模型，高響應(yīng)液壓AGC技術(shù)，具有監(jiān)控AGC、絕對AGC等功能；并在水平機架出口側(cè)近距離布置γ射線測厚儀，減小監(jiān)控AGC控制盲區(qū)，改善鋼板頭尾厚度精度。同時利用絕對AGC及模型多點設(shè)定功能，軋制變厚度(LP)鋼板，以滿足橋梁及造船界的特殊要求。(2). 平面形狀控制技術(shù)采用日本川崎公司水島廠開發(fā)的MAS軋制法，以控制鋼板的平面形狀。同時配置與水平機架近距離布置的立輥機架，采用立輥機架的寬度自動控制(AWC)短行程(SSC)功能，進(jìn)一步改善鋼板平面形狀，提高寬度絕對精度。(3). 板形控制技術(shù)采用了CVCPLUS和工作輥彎輥板形控制技術(shù)。工作輥竄動在道次間歇時間內(nèi)完成，由于采用高次CVC曲線方程，因此凸度調(diào)節(jié)能力能滿足生產(chǎn)要求。常規(guī)軋制時可減少軋制道次，提高產(chǎn)量；采用控軋工藝時，最終數(shù)道次上可實施積累大壓下，以進(jìn)一步改善鋼板性能；利用CVC軋機大板凸度調(diào)節(jié)能力，可采用低平凸度生產(chǎn)控制方式，有利于提高成材率及提高厚度均勻性。(4).熱矯直機 為使鋼板具有較好的平坦度和極小的內(nèi)應(yīng)力，寬厚板軋機熱矯直機采用可逆強力機型，采用預(yù)應(yīng)力立柱及高剛性框架，轎直輥上輥系采用高響應(yīng)伺服閥液壓壓下裝置，具有動態(tài)控制功能，同時能矯直連續(xù)變厚度鋼板；上輥系能整體前后傾動、左右傾動，預(yù)設(shè)定正、負(fù)彎輥，以盡可能改善平直度；出入口輥可單獨調(diào)整，保證矯直后鋼板平直地離開熱矯直機。(5).冷矯直機采用可逆9/5輥變輥數(shù)矯直機，對于薄規(guī)格產(chǎn)品采用小輥距九輥矯直，對厚規(guī)格產(chǎn)品采用大輥距五輥矯直，鋼板有效矯直厚度范圍比常規(guī)矯直機擴大50%，采用小變形量最大矯直厚度可達(dá)50mm，能滿足部分熱處理后鋼板冷矯直的需求。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 第5章 壓下規(guī)程 壓下規(guī)程設(shè)計方法壓下規(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：坯料尺寸選擇；粗軋機組壓下量分配及速度制度選擇；精軋機組壓下量分配及速度制度確定；粗軋及精軋各道力能參數(shù)計算及設(shè)備能力校核。制定軋制規(guī)程的原則：(1). 在設(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量；(2). 在保證操作穩(wěn)便的條件下提高質(zhì)量。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(jìn)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(jìn)行必要的修正和改正[7]。 典型產(chǎn)品壓下規(guī)程設(shè)計 典型產(chǎn)品的軋制條件，其軋制條件為：粗軋大壓下、精軋低溫生產(chǎn)原料規(guī)格：350mm2300mm3800mm鋼 種：X80產(chǎn)品規(guī)格：4050mm37000mm開軋溫度：1150℃ 軋制道次確定軋制道次用下式確定： ()式中：N——軋制道次；Μz——有坯料到成品的總延伸系數(shù)；Μp——各道次的平均延伸系數(shù)?？傃由煜禂?shù)為：平均延伸系數(shù)：代入數(shù)據(jù)計算：則軋制道次取12道次。初步壓下量分配如表51表51 壓下量分配道次軋邊123456789101112延伸率 壓下量50556058302522181396 典型產(chǎn)品X80軋機壓下規(guī)程設(shè)計(1). 軋制方法：采用平面形狀控制軋法，即MAS軋制法。軋制過程可分為三步，首先是整形軋制，縱軋一道以平整板坯。然后轉(zhuǎn)90176。進(jìn)行橫軋展寬，最后再轉(zhuǎn)90176。進(jìn)行縱軋成材。(2). 分配壓下量：中板生產(chǎn)在粗軋機上的總變形量及各道次壓下量，應(yīng)根據(jù)板坯尺寸（厚度）、軋制道次數(shù)、軋制速度及產(chǎn)品厚度等合理確定。粗軋機壓下量分配應(yīng)遵守以下基本原則：①由于在粗軋機上軋制時，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應(yīng)盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制?？紤]到粗軋機與精軋機之間在軋制節(jié)奏和負(fù)荷上的平衡，粗軋機組變形量一般要占變形量（坯料至成品）的70 ～ 80％。粗軋機組道次最大壓下量主要受軋輥強度的限制。②為保證精軋機的終軋溫度盡可能提高精軋機軋出的鋼板溫度。因此一方面應(yīng)盡可能提高開軋溫度，另一方面盡可能減少粗軋道次和提高粗軋速度，以縮短延續(xù)時間，減少軋件的溫度降。精軋機分配各道次壓下量分配的原則一般也是利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集中在前幾道次，在后幾道次上為了保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量，壓下量逐漸減小。為保證帶鋼機械性能防止晶粒過度長大，終軋即最后一架壓下率不低于10%，此外壓下量分配應(yīng)盡可能簡化精軋機的調(diào)整和使軋制力及軋制功率不超過允許值。依據(jù)以上原則精軋逐架壓下量的分配規(guī)律是，第一道可以留有余量，即考慮到板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，以后各道，隨著軋件溫度降低、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，最后一道的壓下量一般在10~15%左右。精軋機的總壓下量一般占板坯全部壓下量的10~25%。采用按經(jīng)驗分配壓下量再進(jìn)行校核及修訂的設(shè)計方法：先按經(jīng)驗分配各道次壓下量，排出壓下規(guī)程如表52。表52 壓下規(guī)程安排道次軋制方法機架行式軋件尺寸/mm壓下量hblΔh/mm(Δh/h)/%除鱗除鱗箱350230038001軋邊立輥35022503884502縱軋粗軋機2652250469155轉(zhuǎn)90176。3橫軋粗軋機20546913256604橫軋粗軋機1474691500058轉(zhuǎn)90176。5縱軋粗軋機11750005893306縱軋粗軋機9250007495257縱軋粗軋機7050009850228縱軋粗軋機5250001326018停留9縱軋精軋機39500017680132510縱軋