【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(duì)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 ,機(jī)架和軋輥必須有較大的剛度才行 .所以板帶軋機(jī)主要是四輥軋機(jī)。 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(guò)程。對(duì)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(jiǎn)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(guò)寬造成切邊過(guò)多，又可減少由于過(guò)窄給后步工序帶來(lái)的生產(chǎn)安排混亂。需對(duì)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(guò)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 14 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(jiǎn)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(guò)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(guò)程中對(duì)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(jiàn)表 3。 表 3 立輥軋機(jī)的各種性能參數(shù) 軋輥 φ640/φ580179。380 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 ( 毫米 /邊 ) 板坯厚度為 70毫米時(shí)為最大 30～ 35 毫米 (15～ 毫米 /邊 ) 軋制速度 最大 22轉(zhuǎn) /分 (用新輥 ) 主傳動(dòng)電機(jī) 2— AC88KW179。 0— 150rpm 成對(duì)的水平電機(jī) 軋輥開(kāi)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)： 15 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(guò)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(wú)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(guò)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(yú)尾”。經(jīng)過(guò)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?jī)?nèi)凹的形狀，即所謂的“舌頭”及“魚(yú)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(zhǎng)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(zhǎng)度，改善板坯斷面狗骨形，減少板坯頭尾部的魚(yú)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(duì)板坯進(jìn)行全長(zhǎng)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(shì)： (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(zhǎng)錘頭和短錘頭兩種。 ①長(zhǎng)垂頭定寬壓力機(jī)。如如圖 3(a)所示，特點(diǎn)是壓縮模具長(zhǎng)度略大于板坯長(zhǎng)度，板坯遍布在全長(zhǎng)上同時(shí)受到壓縮。操作過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)垂頭。如如圖 3(b)所示，用短錘頭多次連續(xù)壓縮來(lái)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(jiǎn)化了設(shè)備。 16 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(duì)板坯進(jìn)行壓縮之前，吃透位于打開(kāi)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(lái)，對(duì)寬度方向進(jìn)行壓縮，一步壓縮到位后錘頭分開(kāi)回到打開(kāi)位置，然后哦偶板坯向前送進(jìn)一步，開(kāi)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(duì)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(guò)程中以一定速度前進(jìn)，不必是板坯停下來(lái)等待。壓縮完成后，錘頭沿橢圓形曲線再回到打開(kāi)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(kāi) (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)， 取平均延伸系數(shù)為 ， ， 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 nnp Hh?? ???可得： 17 軋制總道次數(shù)為 n= 51 5 0lglglglglg ????pphH??? 。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(guò)長(zhǎng)，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(zhǎng)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(zhǎng)、占地面積大、設(shè)備多、投資大、對(duì)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 18 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(duì)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(guó)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(jiàn)的布置形式有： ① 1 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(duì)多品種的生產(chǎn)有利。近年來(lái)，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(guó)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(zhǎng)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(lái)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%。 19 根據(jù)目前軋輥強(qiáng)度等方面的因素，參考現(xiàn)場(chǎng)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