【文章內(nèi)容簡介】 (HCR)，坯溫一般為600℃左右，大幅度的節(jié)省能源。在熱軋工序采用可縮短加熱時(shí)間的直接熱裝工藝DHCR，坯溫一般為800℃左右。或采用直接軋制技術(shù)，此技術(shù)是將煉鋼和熱軋兩個(gè)各自獨(dú)立的工序連續(xù)化，因此，需要解決這倆個(gè)工序間的溫度、小時(shí)產(chǎn)量、工藝參數(shù)的匹配和質(zhì)量，保證全過程管理及平面布置最佳化等一系列技術(shù)問題。目前，世界上先進(jìn)的常規(guī)熱帶鋼軋機(jī)熱裝比已超過90%。（1）板坯清理熱軋寬帶鋼軋機(jī)需上工序供給合格板坯，板坯的清理主要是采用火焰清理方式，也有用砂輪清理的。 火焰清理有三種方式：熱板坯機(jī)械火焰清理、冷板坯機(jī)械火焰清理及手動(dòng)火焰清理。熱板坯機(jī)械火焰清理裝置安裝在初軋機(jī)連鑄的精整線上，冷板坯機(jī)械火焰清理裝置及手動(dòng)火焰清理安裝在連鑄或初軋車間。 本車間碳鋼和低合金鋼采用機(jī)械火焰清理方法，不銹鋼材用砂輪清理方法。（2）板坯檢查 板坯表面狀況檢查，傳統(tǒng)上都是由人工在切割前后，用肉眼進(jìn)行直觀檢查，然而為了提高檢查精度，開發(fā)了熱表面缺陷檢測裝置。板坯的熱表面缺陷檢測裝置有使用探頭線圈的渦流探傷裝置和利用自發(fā)廣或照明光的光學(xué)探傷裝置。本車間普碳鋼、低合金鋼采用人工檢測方法，不銹鋼采用冷板坯侵透探傷試驗(yàn)的方法。 編制金屬平衡表編制金屬平衡的目的在于根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，參照國內(nèi)外同類企業(yè)或車間所能達(dá)到的先進(jìn)指標(biāo)，考慮本企業(yè)或車間的具體情況確定出為完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需要的投料量，其任務(wù)是確定各計(jì)算產(chǎn)品的成品率和編制金屬平衡表。 確定計(jì)算產(chǎn)品的成品率成品率是指成品重量與投料量相比的百分?jǐn)?shù)。其計(jì)算公式為 (41)其中——成品率，％； ——投料量（原料重量），t； ——金屬的損失重量，t。成品率是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，成品率的高低反映了生產(chǎn)組織管理及生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。影響成品率的因素是各工序的各種損失。金屬損失主要有以下幾種：（1）燒損：金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失稱為燒損。金屬加熱過程中的燒損與加熱溫度和時(shí)間有關(guān)系，加熱溫度越高，時(shí)間越長，燒損量就越大。本車間三種計(jì)算產(chǎn)品的燒損均為1％。（2）溶損：溶損是指在酸、堿洗或化學(xué)處理等過程中的溶解損失。本車間無此類消耗。（3）幾何損失：分為切損和殘屑。切損是指切頭、切尾、切邊等大塊殘料損失。鋼材切損主要與鋼種、坯料尺寸以及原料狀況等有關(guān)。本車間產(chǎn)品切損均為2％。殘屑指鋼錠表面缺陷以及加工后產(chǎn)品表面缺陷清理所造成的損失。本車間三種計(jì)算產(chǎn)品的表面損失均為1％。（4）工藝損失：各工序生產(chǎn)中由于設(shè)備和工具、操作技術(shù)以及表面介質(zhì)問題所造成的不符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。它與車間的技術(shù)裝備、生產(chǎn)管理及操作水平有關(guān)。本車間軋廢為1％。 編制金屬平衡表金屬平衡是反映在某一定時(shí)期，制品金屬材料的收支情況。它是編制廠或車間生產(chǎn)預(yù)算與制定計(jì)劃的重要數(shù)據(jù)。同時(shí)對于設(shè)計(jì)工廠或車間的內(nèi)部運(yùn)輸與外部運(yùn)輸，以及平面布置都是極為重要的依據(jù)。因此，必須在確定成品率及金屬損失率的基礎(chǔ)上，編制出各種計(jì)算產(chǎn)品的金屬平衡表。本車間的金屬平衡表見附表1。5 軋鋼機(jī)選擇 軋鋼機(jī)選擇的原則軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，是代表車間生產(chǎn)技術(shù)水平、區(qū)別于其它車間類型的關(guān)鍵。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的作用。軋鋼機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，成品品種和規(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(jì)而言，軋鋼機(jī)選擇的內(nèi)容是：確定軋機(jī)的結(jié)構(gòu)型式，確定其主要參數(shù)，選用軋機(jī)機(jī)架數(shù)即布置形式。在選擇軋鋼機(jī)時(shí)，一般要注意，考慮下列原則：（1）在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊；（2）有較高的生產(chǎn)率和設(shè)備利用系數(shù)；（3）保證獲得良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新產(chǎn)品的可能；（4）有利于軋機(jī)的機(jī)械化，自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人的勞動(dòng)條件改善；（5）軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)合理，制造容易，操作簡單，維修方便；（6）備品備件更換容易，并利于實(shí)現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化；（7）有良好的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。目前，由于機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)的日益進(jìn)步，現(xiàn)在的主要軋機(jī)除去一些特殊用途外，基本上都已經(jīng)趨于系列化，標(biāo)準(zhǔn)化了。為我們選用軋機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)提供了方便的條件。 軋鋼機(jī)機(jī)架布置及數(shù)目的確定　　軋鋼機(jī)布置是軋鋼機(jī)按工作機(jī)架排列成某種方式。軋鋼機(jī)布置的基本形式有三種：橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。軋鋼機(jī)機(jī)架數(shù)目的確定與很多因素有關(guān)。主要有：坯料的斷面尺寸，生產(chǎn)的品種范圍，生產(chǎn)數(shù)量的大小，軋機(jī)布置的形式，投資的多少以及建廠條件等因素。但是在其它條件既定的情況下，主要考慮與軋機(jī)布置形式有關(guān)。根據(jù)本車間生產(chǎn)情況及現(xiàn)場實(shí)際狀況，粗軋階段選用兩臺(tái)帶立輥的四輥可逆式軋機(jī)。立輥軋機(jī)的作用是軋邊，限制寬展，同時(shí)破碎軋件表面的氧化鐵皮。四輥可逆式粗軋機(jī)既可滿足板坯精度高的要求，又可保證足夠的壓下量及較好的板形。 粗軋前立軋機(jī)（EE2）該設(shè)備安裝在粗軋機(jī)的進(jìn)口側(cè)，當(dāng)粗軋機(jī)處于正向軋制時(shí)，該立軋機(jī)參與對板坯邊部的軋制工作，此時(shí)兩臺(tái)軋機(jī)形成“串聯(lián)”式軋制。其主要技術(shù)參數(shù)：軋制力：最大為400t；有效減寬能力：當(dāng)粗軋機(jī)在以五道次軋制200mm，厚低碳鋼板坯時(shí)，立軋機(jī)的總有效減寬量為60mm；輥?zhàn)映叽纾狠伾碇睆溅?200～φ1100mm，輥身長度440mm；立輥間開口度：720～1780mm；最大軋制速度：175/350m/min；主傳動(dòng)馬達(dá)：2臺(tái)AC1200kw320/640rpm。 四輥粗軋機(jī)（兩架）（RR2）四輥粗軋機(jī)主要參數(shù)：軋制壓力：max4200t；工作輥尺寸：輥徑φ1200～φ1100 mm，輥面長1780 mm；支承輥尺寸：輥徑φ1550～φ1400 mm，輥面長1760 mm；工作輥?zhàn)畲箝_口度：270mm；輥?zhàn)悠胶猓翰捎靡簤浩胶飧祝恢鱾鲃?dòng)馬達(dá)：2臺(tái)7500kw，轉(zhuǎn)速為40/80轉(zhuǎn)/分的直流馬達(dá)。 精軋前立軋機(jī)（FE）該設(shè)備安裝在精軋F(tuán)1的進(jìn)口側(cè)，在該立軋機(jī)中二個(gè)側(cè)立輥的側(cè)壓壓下采用的具有高性能伺服閥控制的長行程液壓缸，運(yùn)用了自動(dòng)寬度控制系統(tǒng)。該技術(shù)的運(yùn)用將有效地提高帶材的寬度、精度。主要技術(shù)參數(shù)：輥?zhàn)又睆剑簃axφ630mm，minφ570mm；輥身長度：350mm；輥?zhàn)娱_口度：max1760mm，min720mm；馬達(dá)參數(shù)：2370kw 870rpm；減速機(jī)：兩臺(tái)蝸輪減速機(jī)，速比i=，低速軸輸出軸轉(zhuǎn)速n2=74rpm；軋制速度：max146m。 精軋機(jī)組（F1～F7）七臺(tái)四輥精軋機(jī)機(jī)座之間以6000mm的間距串聯(lián)布置形成了一條七機(jī)架連軋精軋機(jī)組。每個(gè)機(jī)座的上下工作輥用一臺(tái)直流馬達(dá)通過馬達(dá)接手、齒輪減速（或齒輪座）以及軋機(jī)的主傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。精軋機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)：工作輥：F1～F4輥徑輥身長＝825/735mm1780mm；F5～F7輥徑輥身長＝680/600mm1780mm；支承輥：F1～F7輥徑輥身長＝1550/1400mm1760mm；軋制力：F1～F4max4200t； F5～F7max3500t；馬達(dá)參數(shù)：F1～F7 7800kw190/510rpm。6 典型產(chǎn)品工藝計(jì)算下面以1Cr18Ni9的計(jì)算為例，詳述其計(jì)算過程，另外二種典型產(chǎn)品的計(jì)算數(shù)據(jù)列于附表3中。 確定軋制方法此車間采用粗軋和精軋兩個(gè)階段軋制，即采用綜合軋制方法，先在粗軋階段軋制六道次，達(dá)到產(chǎn)品所需寬度后，再在精軋機(jī)中連續(xù)軋制七道次。 粗軋階段工藝計(jì)算 粗軋階段壓下制度制定壓下制度的方法很多，一般有理論方法和經(jīng)驗(yàn)方法。由于理論方法比較復(fù)雜，理論公式本身也有誤差，因此，在此選用經(jīng)驗(yàn)方法，按經(jīng)驗(yàn)分配壓下量后，再進(jìn)行校核及修訂。經(jīng)驗(yàn)方法簡單易行，可通過不斷修正最后達(dá)到合理化。 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。精軋機(jī)組充分利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集中在前幾道，在后幾架軋機(jī)上為了保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量，壓下量逐漸減小。第一架可以留有適當(dāng)余量，即考慮到帶坯厚度的可能波動(dòng)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；第2～4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，最后一架的壓下量一般在10～15％左右。 校核咬入能力粗軋時(shí)咬入角一般為15176?！?2176。，低速咬入可取為22176。由＝，故咬入不成問題。 確定各道的軋制速度可逆式軋制的速度圖有兩種類型：梯形速度圖和三角形速度圖。三角形速度圖的生產(chǎn)率高于梯形速度圖的生產(chǎn)率，但采用三角形速度圖時(shí)，若轉(zhuǎn)速高于電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，則允許的力矩要降低，當(dāng)軋件較長時(shí)，還可能超過電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。因此，粗軋機(jī)上軋制的前幾道次，軋件較短，一般可采用三角形速度圖；粗軋機(jī)軋長階段道次及精軋機(jī)所有道次一般采用梯形速度圖。本設(shè)計(jì)粗軋階段軋件較長，因此采用梯形軋制制度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料取平均加速度a＝40rpm/s，平均減速度為b＝60rpm/s。粗軋階段確定咬入轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)考慮咬入條件，即為改善咬入條件，可以降低咬入速度。當(dāng)咬入條件不限制壓下量時(shí)，咬入轉(zhuǎn)速根據(jù)間隙時(shí)間確定。第一道待鋼時(shí)，可以高速咬入，取速度為30rpm，其余各道間隙時(shí)間短，可低速咬入，取20rpm，為了節(jié)省軋件的返回時(shí)間，除最末一道的拋出速度可選用最高拋出速度及30rpm，其它道次的拋出速度都取較小值20rpm。 確定軋件在各道次中的軋制時(shí)間粗軋階段軋件在每道中的軋制tf由以下幾部分組成：道次間隙時(shí)間t0（它包括空轉(zhuǎn)加速時(shí)間、空轉(zhuǎn)減速時(shí)間和停留時(shí)間）、升速軋制時(shí)間t勻速軋制時(shí)間t減速軋制時(shí)間t3，即tf＝t0＋t1＋t2＋t3，其中t1＋t2＋t3＝tzh為純軋時(shí)間，它可以根據(jù)軋制速度計(jì)算出來。對于梯形速度圖：t1＝（n2n1）/a (61)t3＝（n3n2）/b (62) (63)式中： L—為軋件長度；d—為工作輥的直徑。粗軋各道次的軋制時(shí)間（單位s）計(jì)算如下：第一道次：t1＝（30－20）/40＝ t3＝（30－20）/60＝＝ 取t0＝3， tzh＝＋＋＝8 tf＝＋3＝11第二道次：t1＝（40－30）/40＝ t3＝（40－20）/60＝＝7 取t0＝3， tzh＝＋＋7＝ tf＝＋3＝第三道次：t1＝（40－20）/40＝ t3＝（40－30）/60＝＝ 取t0＝8， tzh＝＋＋＝， tf＝＋8＝第四道次：t1＝（50－20）/40＝ t3＝（50－20）/60＝＝ 取t0＝3，tzh＝＋＋＝ tf＝＋3＝第五道次：t1＝（60－20）/40＝1 t3＝（60－20）/60＝＝取t0＝3， tzh＝1＋＋＝ tf＝＋3＝第六道次：t1＝（60－20）/40＝1 t3＝（60－30）/60＝＝取t0＝3， tzh＝1＋＋＝ tf＝＋15＝則粗軋總的軋制節(jié)奏時(shí)間為 t節(jié)奏＝109s。 軋制溫度的確定為了確定各道的軋制溫度，必須求出逐道的溫度降。高溫時(shí)軋件的溫降可按輻射散熱計(jì)算，因?yàn)閷α骱蛡鲗?dǎo)所散失的熱量大致可以與變形功所轉(zhuǎn)換的熱量抵消。輻射散熱所引起的溫降可由下列近似公式計(jì)算： (64)式中：—道次間溫降，℃；—輻射時(shí)間，即該道次的軋制時(shí)間，s；—軋件厚度，mm；—前一道軋件的絕對溫度，K.取板坯加熱溫度為1230℃，出爐溫降為30℃，粗軋前高壓水除鱗溫度降為50℃，則第一道開軋溫度定為1150℃，則各道次溫度為：第一道次溫度為： 可逆軋制時(shí)，第一道的頭部為第二道的尾部，故第二道尾部溫度為：第二道頭部在第三道時(shí)變?yōu)槲膊?，幫?yīng)先計(jì)算第二道頭部的溫度，即：故第三道尾部軋制溫度為：四輥可逆軋機(jī)進(jìn)入另一架四輥可逆軋機(jī)前通過一立輥軋機(jī)，高壓水除鱗溫降為30℃，℃第四道尾部溫度為：可逆軋制時(shí)，第四道的頭部為第五道的尾部，故第五道的尾部溫度為：第五道頭部在第六道時(shí)變?yōu)槲膊?，故?yīng)先計(jì)算第五道頭部的溫度：故第六道尾部軋制溫度為：平均變形速度： (65)式中：—軋輥半徑，mm；—軋輥在該道次的最高線速度，mm/s；—軋制前的軋件厚度，mm；—軋制后的軋件厚度，mm； (66)式中：—軋輥直徑，mm； —軋輥?zhàn)畲筠D(zhuǎn)速，mm；則粗軋各道次平均變形速度計(jì)算如下：第一道次： 第二道次： 第三道次： 第四道次： 第五道次： 第六道次： 各道的變形抗力各道次相應(yīng)的變形速度及軋溫度確定后，可根據(jù)該道次壓下率從該鋼種的變形抗力曲線上查出變形抗力值。三種典型產(chǎn)品的變形抗力曲線見附圖3。 計(jì)算各道平均單位壓力有多種壓力公式計(jì)算熱軋產(chǎn)品的平均單位壓力，使用較多的是采利可夫公式，西姆斯公式和由它簡化的志田茂等。這里采用美坂佳助公式。應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)： (67)式中：—變形區(qū)軋件平均厚度，mm； —變形區(qū)長度，mm；則各道次應(yīng)力影響系數(shù)為：平均單位壓力：