【文章內(nèi)容簡介】 0厚度（mm）～46752210%～4152729178840%4～6112222116630%6～9141564420%合 計(jì)（t）39697339220比 例18 %31%33%18%100%3 車間布置及主要設(shè)備選擇 車間布置及設(shè)備選用的原則首先，在粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間設(shè)計(jì)保溫罩或熱卷箱等，主要是考慮產(chǎn)品的規(guī)格，實(shí)際現(xiàn)場的生產(chǎn)以及帶鋼內(nèi)部組織性能的影響，而做出選擇；其次，為了使得本次的設(shè)計(jì)更貼近實(shí)際，在選定軋機(jī)型號及確定軋輥、各架軋機(jī)之間的距離等方面，主要是依據(jù)唐鋼一鋼軋廠1700生產(chǎn)線的車間設(shè)計(jì)，并針對本次設(shè)計(jì)要求做一些改動(dòng)；在確定軋機(jī)數(shù)目及布置上，考慮的是目前連鑄機(jī)鑄出的坯料質(zhì)量、大壓下導(dǎo)致跑偏、及整個(gè)軋制穩(wěn)定配合等方面，而作出了本次的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，選用的設(shè)備、技術(shù)、軋機(jī)數(shù)目、布置及選用的原因?qū)⒃谙旅孀鼍唧w的介紹。 主要設(shè)備選擇軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備,代表車間生產(chǎn)技術(shù)水平,這是區(qū)別于其他車間類型的關(guān)鍵。因此,軋鋼機(jī)選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的影響。因?yàn)閹т撥垯C(jī)為平輥軋制,軋制力大,為了能控制良好的板形,。軋鋼機(jī)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。對軋鋼車間設(shè)計(jì)而言,軋鋼機(jī)選擇的主要內(nèi)容是:確定軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)形式,確定其主要技術(shù)參數(shù),選用軋機(jī)的架數(shù)以及布置形式。在選擇軋鋼機(jī)時(shí)一般要注意考慮下列各項(xiàng)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)效率和設(shè)備利用系數(shù)(3)保證獲得質(zhì)量良好的產(chǎn)品,并考慮到生產(chǎn)新品種的可能(4)有利于軋機(jī)機(jī)械化,自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),有助于工人勞動(dòng)條件的改善(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)有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 板坯寬度側(cè)壓設(shè)備寬度精度與厚度精度、板凸度、平直度共同構(gòu)成帶鋼的外形質(zhì)量，其中寬度精度是帶鋼帶鋼產(chǎn)品外形質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。精確的寬度可以提高熱軋薄板及其后步工序的成材率，既可避免由于過寬造成切邊過多，又可減少由于過窄給后步工序帶來的生產(chǎn)安排混亂。需對成品帶鋼寬度進(jìn)行控制，這里先介紹粗軋調(diào)寬。粗軋調(diào)寬可以通過獨(dú)立的立輥軋機(jī)、粗軋機(jī)附屬立輥、定寬軋機(jī)、大側(cè)壓調(diào)寬壓力機(jī)（SP軋機(jī)）等設(shè)備實(shí)現(xiàn)。粗軋調(diào)寬在帶鋼寬度調(diào)整和精度控制中占有主要地位。為了進(jìn)行寬度控制，傳統(tǒng)熱連軋機(jī)組都配有獨(dú)立的立輥軋機(jī)或在粗軋機(jī)上裝設(shè)附屬立輥，有的精軋機(jī)前也設(shè)立了立輥。根據(jù)調(diào)寬量的大小，板坯可以進(jìn)行多道次或一道次立軋。(1)立輥軋機(jī)位于粗軋機(jī)水平軋機(jī)的前面，大多數(shù)立輥軋機(jī)的牌坊與水平軋機(jī)的牌坊連接在一起。立輥軋機(jī)主要分為兩大類，即一般立輥軋機(jī)和有AWC功能的重型立輥軋機(jī)。①一般立輥軋機(jī)是傳統(tǒng)的立輥軋機(jī)，主要用于板坯寬度齊邊、調(diào)整水平軋機(jī)壓下產(chǎn)生的寬展量、改善邊部質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)簡單，主傳動(dòng)電機(jī)功率小、側(cè)壓能力普遍較小，而且控制水平低，不能在軋制過程中進(jìn)行調(diào)節(jié)，帶坯寬度控制精度不高。②有AWC功能的重型立輥軋機(jī)是為了適應(yīng)連鑄的發(fā)展和熱軋帶鋼板坯熱裝的發(fā)展而產(chǎn)生的現(xiàn)代軋機(jī)。其結(jié)構(gòu)先進(jìn)，主傳動(dòng)電機(jī)功率大，側(cè)壓能力大，具有AWC功能，在軋制過程中對帶坯進(jìn)行調(diào)寬、控寬及頭尾形狀控制，不僅可以減少連鑄板坯的寬度規(guī)格．而且有利于實(shí)現(xiàn)熱軋帶鋼板坯的熱裝，提高帶坯寬度精度和減少切損。有AWC功能的重型立輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1有AWG功能的重型立棍軋機(jī)結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)在R1前選擇帶AWC功能的重型立輥軋機(jī)RE1。其主要技術(shù)參考唐鋼設(shè)計(jì)見表3。表3 立輥軋機(jī)的各種性能參數(shù) 軋輥φ640/φ580380毫米調(diào)寬范圍800～1700毫米調(diào)整速度30毫米/秒壓下形式電動(dòng)+液壓軋制力最大100噸壓下量板坯厚度為90毫米時(shí)最大7毫米()板坯厚度為70毫米時(shí)為最大30～35毫米(15～)軋制速度最大22轉(zhuǎn)/分(用新輥)主傳動(dòng)電機(jī)2—AC88KW0—150rpm成對的水平電機(jī)軋輥開口度最大1770毫米（換輥時(shí)1840毫米）最小800毫米AWC行程50毫米(2)立軋的變形特點(diǎn)與平軋完全不同，經(jīng)立輥軋機(jī)的軋制后的板坯具有一下形狀特點(diǎn)：①板坯立軋的狗骨變形，如圖2(a)所示。板坯立軋是典型的超高件軋制過程，其突出特點(diǎn)是側(cè)壓時(shí)變形不深透，金屬向厚度方向上的流動(dòng)主要集中在板坯兩側(cè)的邊緣部分，橫斷面出現(xiàn)明顯的雙鼓形，就是所謂狗骨變形。立輥的輥徑越大，狗骨形越小。為增加調(diào)寬效率，現(xiàn)在普遍采用定寬壓力機(jī)（SP Sizing Press）,可看做是用半徑無限大的垂頭替代了立輥，定寬壓力機(jī)的狗骨形要比立輥調(diào)寬小得多。帶有狗骨形的板坯經(jīng)過后步平輥軋機(jī)軋制后，較厚的邊部金屬將向?qū)捪蛄鲃?dòng)，造成軋件繼續(xù)寬展，因而影響寬度精度，降低寬度控制效果。圖2(a)立輥軋邊 圖2(b)立軋后的平扎②“舌頭”及“魚尾”。經(jīng)過側(cè)壓后的板坯，在頭尾部分產(chǎn)生嚴(yán)重的寬度不均，板坯頭尾在軋制方向金屬流動(dòng)阻力小于板坯中部，形成頭尾兩側(cè)向中間的圓弧形，使頭尾寬度收縮，最終形成端部內(nèi)凹的形狀，即所謂的“舌頭”及“魚尾”。這部分帶材必須在后續(xù)工序中予以切除，造成了金屬的浪費(fèi)，如圖2(b)所示。 而頭尾之間的部分，由于金屬沿軋制方向流動(dòng)阻力加大，在長度方向的延伸受到限制，形成板坯兩側(cè)厚度方向的凸起高于頭部。③立軋時(shí)板坯拱起。板坯的寬厚比較大時(shí)，如果采用立輥軋機(jī)軋制，容易使板坯拱起，造成板坯失穩(wěn)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。壓縮調(diào)寬技術(shù)是人們?yōu)榱丝朔⑤佨堉普{(diào)寬的缺點(diǎn)，增大壓縮工具與板坯的接觸長度，改善板坯斷面狗骨形，減少板坯頭尾部的魚尾和舌頭及失寬，提高成材率而提出的。實(shí)現(xiàn)壓縮調(diào)寬技術(shù)的設(shè)備是定寬壓力機(jī)(SP Sizing Press)。定寬壓力機(jī)位于粗軋高壓水除鱗裝置之后，粗軋機(jī)之前，用于對板坯進(jìn)行全長連續(xù)的寬度側(cè)壓。與立輥軋機(jī)相比，SP軋機(jī)具有以下優(yōu)勢：(1)板帶成材率提高。SP軋機(jī)具有較強(qiáng)的板坯頭尾形狀控制功能，金屬切損少。(2)調(diào)寬能力提高。目前SP軋機(jī)的最大側(cè)壓量達(dá)到了350 mm，有效減輕了連鑄機(jī)不斷變換寬度規(guī)格的負(fù)擔(dān)，提高了連鑄機(jī)生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量及板坯的熱裝率和熱裝溫度。(3)調(diào)寬實(shí)效提高。側(cè)壓變形更深透，板坯變形均勻，平軋是寬展回復(fù)減小。(4)寬度精度提高。SP軋機(jī)的錘頭間距可嚴(yán)格控制，有很強(qiáng)的定寬作用。定寬壓力機(jī)的主要形式有長錘頭和短錘頭兩種。①長垂頭定寬壓力機(jī)。如如圖3(a)所示，特點(diǎn)是壓縮模具長度略大于板坯長度，板坯遍布在全長上同時(shí)受到壓縮。操作過程是先由螺桿機(jī)構(gòu)將壓縮模具調(diào)整到略大于板坯寬度的間距，然后快速液壓壓下機(jī)構(gòu)按規(guī)程進(jìn)行側(cè)壓。該定寬壓力機(jī)是一次將板坯壓縮至目標(biāo)寬度，由于是整個(gè)板坯長度上同時(shí)進(jìn)行壓縮，所以需要特別大的壓縮力。導(dǎo)致設(shè)備龐大，投資高，安裝維修不便。這種壓力機(jī)可以改善板坯頭尾的平面形狀，但其調(diào)寬量較小，厚160mm 的板坯側(cè)壓量只有76mm 。②短垂頭定寬壓力是用短錘頭替代長垂頭。如如圖3(b)所示，用短錘頭多次連續(xù)壓縮來取代一次性壓縮，大大較少了壓縮力，減輕了壓力機(jī)的負(fù)荷，簡化了設(shè)備。短垂頭定寬壓力機(jī)主要有兩種形式：一種間歇式，如圖4所示。在對板坯進(jìn)行壓縮之前，吃透位于打開位置，間距略大于板坯，板坯進(jìn)入錘頭之間的位置后停下來，對寬度方向進(jìn)行壓縮，一步壓縮到位后錘頭分開回到打開位置，然后哦偶板坯向前送進(jìn)一步，開始下一步壓縮，如此循環(huán)，值板坯尾部壓縮完畢。另一種連續(xù)式，如圖5所示。錘頭對板坯進(jìn)行壓縮的同時(shí)，隨板坯一起向前沿軋制線方向以相同速度前進(jìn)。這種運(yùn)動(dòng)軌跡為一橢圓形曲線，可以保證板坯在首壓縮的過程中以一定速度前進(jìn)，不必是板坯停下來等待。壓縮完成后，錘頭沿橢圓形曲線再回到打開位置，準(zhǔn)備下一次壓縮。顯然這種連續(xù)式定寬壓力機(jī)的生產(chǎn)效率比間斷式的要高得多。(a)壓縮 (b)打開 (c)送進(jìn) (d)再壓縮圖4 間歇式調(diào)寬壓力機(jī)動(dòng)作示意圖圖5 連續(xù)式調(diào)寬壓力機(jī) 軋制總道次的確定根據(jù)唐鋼實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)以及參考文獻(xiàn)，，由產(chǎn)品厚度為5mm，進(jìn)粗軋機(jī)的厚度為150mm。則根據(jù)公式可得：軋制總道次數(shù)為n=。所以可以確定軋制總道次數(shù)為9道次。 粗軋機(jī)粗軋區(qū)的布置形式是根據(jù)產(chǎn)量、板卷重量等諸多因素決定的。粗軋區(qū)的布置形式主要有全連續(xù)式、3∕4連續(xù)式、半連續(xù)式和其它形式。由于全連軋生產(chǎn)線過長，目前廣泛采用的是1∕2連軋和3∕4連軋。(1)全連續(xù)式全連續(xù)式粗軋機(jī)通常由4到6架不可逆式軋機(jī)組成，前幾架為二輥式，后幾架為四輥式。全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置形式主要有兩種：一種是全部軋機(jī)呈跟蹤式連續(xù)布置；另一種是前幾架軋機(jī)為跟蹤式，后兩架為連軋布置。典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖6所示。 R1 R2 R3 R4 R5 R6圖6典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置 全連續(xù)式粗軋機(jī)在一、二代熱軋帶鋼軋機(jī)中居多，因受當(dāng)時(shí)的控制水平和機(jī)械制造能力的限制，粗軋機(jī)軋制速度較低，且都是以斷面大、長度短的初軋板坯為原料，所以軋機(jī)產(chǎn)量取決于粗軋機(jī)的產(chǎn)量。全連續(xù)式粗軋機(jī)每架軋機(jī)只軋—道，軋件沿一個(gè)方向進(jìn)行述連續(xù)軋制，生產(chǎn)能力大，因此在當(dāng)時(shí)發(fā)展較快。隨著粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，粗軋機(jī)的軋制速度提高了，生產(chǎn)能力增大了，粗軋機(jī)的布置形式也發(fā)生了很大變化，相繼發(fā)展了3∕4連續(xù)式和半連續(xù)式。相比之下，全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就不明顯了，而且其生產(chǎn)線長、占地面積大、設(shè)備多、投資大、對板坯厚度范圍的適應(yīng)性差等缺點(diǎn)更加突出，所以近期建設(shè)的粗軋機(jī)已不再采用全連續(xù)式。(2) 3∕4連續(xù)式3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)由可逆式軋機(jī)和不可逆式軋機(jī)組成，其布置形式有2架軋機(jī)，3架軋機(jī)或4架軋機(jī)。典型的3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖7所示。圖7 3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置典型的3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)由4架軋機(jī)組成，第1架為二輥可逆式軋機(jī)，第2架為四輥可逆式軋機(jī)。第4架均為四輥不可逆式軋機(jī)。3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)的軋制工藝是：板坯在可逆式軋機(jī)上往復(fù)軋制3～5道次，在不可逆式軋機(jī)上軋制l道次。3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)兼有全連續(xù)式粗軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又克服了它的缺點(diǎn)，與其相比具有生產(chǎn)線短、占地面積小、設(shè)備少、投資省、對板坯厚度范圍的適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。且生產(chǎn)能力也不低，適應(yīng)于多品種的熱軋帶鋼生產(chǎn)。我國熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用3∕4連續(xù)式布置的有寶鋼2050mm、武鋼1700mm、太鋼1549mm。(3)半連續(xù)式半連續(xù)式粗軋機(jī)由1架或2架不可逆式軋機(jī)組成。常見的布置形式有：①1架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖8所示。②由1架二輥可逆式軋機(jī)和1架四輥可逆式軋機(jī)組成，如圖8所示。圖8 兩種半連續(xù)式粗軋機(jī)的布置③由2架四輥可逆式軋機(jī)組成，如下圖9所示。 1，2，3 4，5，6 圖9 四輥可逆式軋機(jī)半連續(xù)式粗軋機(jī)與3∕4連續(xù)式粗軋機(jī)相比，具有設(shè)備少、生產(chǎn)線線短、占地面積小、投資省等特點(diǎn)，且與精軋機(jī)組的能力匹配較靈活，對多品種的生產(chǎn)有利。近年來，由于粗軋機(jī)控制水平的提高和軋機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，軋機(jī)牌坊強(qiáng)度增大，軋制速度也相應(yīng)提高，粗軋機(jī)單機(jī)架生產(chǎn)能力增大，軋機(jī)產(chǎn)量已不受粗軋機(jī)產(chǎn)量的制約，從而半連續(xù)式粗軋機(jī)發(fā)展較快。我國熱軋寬帶鋼粗軋機(jī)采用半連續(xù)式布置的有寶鋼1580mm鞍鋼1780mm、攀鋼1450mm、武鋼2250mm。(4)其他形式粗軋機(jī)除了以上3種基本布置形式粗軋機(jī)的布置形式外，還有逆道次式和緊湊式。本設(shè)計(jì)考慮實(shí)際生產(chǎn)情況，從縮短生產(chǎn)線長度、減小占地面積、節(jié)約設(shè)備投資等方面考慮，選擇近年來常用的半連續(xù)式粗軋機(jī)。由于在粗軋機(jī)組上軋制時(shí)，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應(yīng)該盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制?？紤]粗軋機(jī)組和精軋機(jī)組之間在軋制節(jié)奏和負(fù)荷上的平衡，粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量（坯料至產(chǎn)品）的70%～80%。根據(jù)目前軋輥強(qiáng)度等方面的因素，參考現(xiàn)場的經(jīng)驗(yàn)，以及為了配合該車間能生產(chǎn)更薄規(guī)格產(chǎn)品的發(fā)展要求，本次設(shè)計(jì)中選用1架四輥可逆式粗軋機(jī)，如圖8所示。(1)材料的選擇由于熱軋的時(shí)候工作輥表面溫度高，又受到水的激冷，表面冷熱反復(fù)循環(huán)產(chǎn)生工作應(yīng)力，熱疲勞應(yīng)力使得軋輥表面產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋，工作輥選擇以輥面硬度為主。四輥機(jī)座除了少數(shù)機(jī)座受輥強(qiáng)度和咬入條件限制采用鑄鋼軋輥以外，其他主要受到扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，軋制速度高，輥面要求光滑以保證板帶的表面的質(zhì)量而多采用鑄鐵軋輥（輥面硬）。支撐輥受壓力大主要受的是彎曲應(yīng)力，而且直徑較大并要著重考慮強(qiáng)度和軋輥的淬透性，因此多采用含有鉻的合金鍛鋼。R1安裝在立輥軋機(jī)和除鱗機(jī)后，為四輥軋機(jī)，驅(qū)動(dòng)主要由調(diào)速電機(jī)、減速機(jī)、齒輪機(jī)座及軋機(jī)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?zhàn)虞S承安裝在工作輥軸頸上，并安裝在軸承座中，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(jī)架的操作側(cè)，保證軋制時(shí)輥裝配在機(jī)架上定位。上支承輥磨損的補(bǔ)償量，由安裝在上支承輥上部的墊片調(diào)整。進(jìn)出口導(dǎo)輥的安裝，用于板坯傳送時(shí)輸送平穩(wěn)，軋機(jī)進(jìn)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(jìn)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。工作輥冷卻頭安裝在R1軋機(jī)的進(jìn)出口側(cè)。軋機(jī)上方安裝了平臺(tái)，平臺(tái)與地面間裝有梯子。其主要技術(shù)參數(shù)如表5。表5粗軋機(jī)的各種性能參數(shù)類型四輥可逆軋機(jī)工作輥尺寸φ1200/φ11001700mm支承輥尺寸φ1550/φ14001700mm軋制壓力40000KN（max）由負(fù)荷傳感器測量