【導(dǎo)讀】頭地區(qū)建造新的中厚板廠的可行性和必要性。結(jié)合設(shè)計(jì)條件及年產(chǎn)量要求完成了。10個(gè)產(chǎn)品品種、10個(gè)產(chǎn)品規(guī)格的產(chǎn)品方案表和金屬平衡表。軋坯軋制中厚板。制度，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算與制定；和軋機(jī)主電機(jī)能力進(jìn)行了校核；主要設(shè)備的間距；最后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制車(chē)間平面布置圖。

　　

【正文】 能得到顯著改善。到 1973 年和 1985 年， API 標(biāo)準(zhǔn)又相繼增加了 X70 和 X80 鋼，而后又開(kāi)發(fā)了 X100 管線鋼，碳含量降到 %%，碳當(dāng)量相應(yīng)地降到 以下，真正出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的多元微合金化控軋控冷鋼。 X70管線鋼成分要求 : 管線鋼要求具有高屈服強(qiáng)度、高韌性、高焊接性、耐低溫性、耐腐蝕性、抗海水和 HSSC 性能等 , 根據(jù)性能要求 , 確定 X70 的化學(xué)成分設(shè)計(jì)如下表所示 表 32 X70的化學(xué)成分 典型產(chǎn)品工藝制度 實(shí)驗(yàn)方案主要圍繞以下幾個(gè)方面設(shè)計(jì)：①冶金成分對(duì)管線鋼組織性能的影響，②控制軋制工藝對(duì)管線鋼組織性能的影響，③控制冷卻工藝對(duì)管線鋼組織性能的影響，④ X70管線鋼奧氏體的再結(jié)晶行為。 具體軋制工藝制度如下所述： (1)加熱制度：加熱過(guò)程主要考慮 Ti， Nb微合金元素與鋼中的 c， N形成細(xì)小彌散的碳氮化合物，并可有效地釘軋?jiān)趭W氏體晶界，阻礙晶粒長(zhǎng)大，降低奧氏體的初始晶粒度。試驗(yàn)采用的加熱溫度是 1250℃。 (2)粗軋制度：粗軋機(jī)組軋制，要在奧氏體再結(jié)晶的溫度區(qū)間進(jìn)行，由于 Ti，Nb的加入， X70管線鋼的再結(jié)晶溫度提高，粗軋機(jī)組和精軋機(jī)組之間距離長(zhǎng)，有 牌號(hào) C Si Mn P S Nb X70 ≤ ≤ 5 V Ti Mo Ni Cu Als 0 ,045 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 充分時(shí)間再結(jié)晶，可以適當(dāng)考慮增加中間坯厚度，減少粗軋機(jī)組的壓下量，粗軋階段的道次變形量和 總變形量分別為 lO％和 60％，進(jìn)而增加精軋機(jī)組的壓下量，能滿足再結(jié)晶區(qū)控軋要求，從而達(dá)到細(xì)化 Y晶粒的作用。 (3)精軋制度：加大變形量，可增加 Y晶粒中的滑移帶和位錯(cuò)密度，增大晶界有效面積，為鐵素體相變形核創(chuàng)造有利條件，從而得到彌散而細(xì)小的鐵素體晶粒，提高鋼的強(qiáng)度和改善鋼的韌性?？紤]再結(jié)晶的需要，本階段累計(jì)變形量按 60％考慮，主要考慮等溫溫度、入精軋溫度、終軋溫度、壓下量等條件對(duì)最終組織形成的影響。 (4)層流冷卻制度：控制冷卻階段是決定鋼材性能的最后工序，通過(guò)對(duì)層流冷卻參數(shù)的合理選擇，并與控 制軋制有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，才能起到細(xì)化晶粒、改善組織的最佳效果，從而最終實(shí)現(xiàn)在不降低韌性的前提下進(jìn)～步提高鋼材強(qiáng)度的目的。主要考慮開(kāi)始冷卻溫度、冷卻速度和冷卻停止溫度對(duì) X70管線鋼的影響。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 第四章 軋機(jī)及其參數(shù)的選擇 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(wàn)能式軋機(jī) (1)二輥可逆式軋機(jī) 二輥可逆式軋機(jī)于 1850 年前后用于生產(chǎn)中厚板，現(xiàn)在多用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用可逆、調(diào)速軋制，理由上輥進(jìn)行壓 下量調(diào)整，具有咬入角打、壓下量大、產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)。此外上輥抬起高度大，軋機(jī)重量不受限制，所以對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，既可以軋制大鋼錠也可以軋制板坯。但是二輥軋機(jī)的輥系剛度較差，鋼板厚度公差大。因此一般只適于生產(chǎn)厚規(guī)格的鋼板，而更多的是用作雙機(jī)布置中的粗軋機(jī)座。 (2)三輥勞特式軋機(jī) 1864 年美國(guó)創(chuàng)建了世界上第一臺(tái)勞特式軋機(jī)，專(zhuān)門(mén)用于中厚板生產(chǎn)。這類(lèi)軋機(jī)是由上下兩個(gè)大直徑輥和中間一個(gè)小直徑輥所組成，上下輥由交流電機(jī)經(jīng)減速機(jī)、齒輪座帶動(dòng)，為主動(dòng)輥；而中輥可升降，為從動(dòng)輥，靠上下輥摩擦帶動(dòng)。軋制過(guò)程由軋 機(jī)的兩個(gè)動(dòng)作完成的，利用中輥升降和升降臺(tái)實(shí)現(xiàn)軋件的往返軋制，無(wú)需軋輥正反轉(zhuǎn)；利用上輥進(jìn)行壓下量調(diào)整。得到每道次的壓下量。 三輥勞特式軋機(jī)設(shè)備投資少、建廠快、軋機(jī)輥系剛度比二輥可逆式軋機(jī)大，因而生產(chǎn)的鋼板精度也高些。但這類(lèi)軋機(jī)由于中輥直徑小、從動(dòng)，因而咬入能力較弱，采用角軋法軋制，成材率低，軋機(jī)輥系的剛度還不夠大，因此產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要?，F(xiàn)已大部分被淘汰。 (3)四輥可逆式軋機(jī) 1870 年美國(guó)投產(chǎn)了世界上第一臺(tái)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)工作輥或支撐輥。軋制過(guò)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)，又由于有支撐輥使軋機(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?，使得在相同軋制壓力下能有更大的壓下量，軋機(jī)設(shè)備復(fù)雜，和二二輥可逆式軋機(jī)相比如果軋機(jī)開(kāi)口 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 度相同，四輥可逆式軋機(jī)將要求有更高的廠房，這些都增加了投資。四輥軋機(jī)是軋機(jī)中最大的，由于軋機(jī)生產(chǎn)出的鋼板好，已成為生產(chǎn)中厚板的主流軋機(jī)。 (4)萬(wàn)能式軋機(jī) 萬(wàn)能式軋機(jī)是一種在四輥（或二輥）可逆軋機(jī)的一側(cè)或兩側(cè)帶有立輥的軋機(jī)。萬(wàn)能式軋機(jī) 始于 1907 年，是用來(lái)生產(chǎn)齊邊鋼板，以提高成材率的。但實(shí)踐證明立輥軋邊只在寬厚比 ( B/H)小于 60～ 70 時(shí)才能起作用，而當(dāng) B/H 大于 70 時(shí)用立輥軋邊很容易產(chǎn)生縱向彎曲，不僅起不到齊邊作用反而使操作復(fù)雜，容易造成事故。并且立輥與水平輥要實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行還要增加電氣設(shè)備和操作的復(fù)雜性。中厚板尤其是寬厚板由于 B/H 大，所以自 20 世紀(jì) 70年代厚新建軋機(jī)一般已不再使用立輥軋機(jī)。 故現(xiàn)在設(shè)計(jì)的中厚板軋機(jī)中使用了現(xiàn)在主流軋機(jī)型式：四輥可逆式軋機(jī)。 參考包鋼選擇 3800mm四輥可逆粗軋機(jī)與 4100mm四輥可逆精軋機(jī)，參數(shù)如下： 3800mm 四輥可逆粗軋機(jī)的參數(shù)選擇 四輥可逆粗軋機(jī)用于將加熱后的板坯軋制到要求的尺寸和性能。該軋機(jī)具有以下主要特點(diǎn)： (1) 具有工作輥快速更換裝置； (2) 電動(dòng)機(jī)械壓下： (3) 液壓 AGC 調(diào)節(jié)； (4) 入口和出口配有高壓水槍除鱗。 (5) 工作輥，支承輥輥身冷卻水系統(tǒng)。 其主要技術(shù)參數(shù)如下表 : 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 表 3800mm軋機(jī)參數(shù)選擇 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 軋機(jī)形式： 四輥可逆 機(jī)械壓 下速度： 0～ 40mm/s 輥縫軋制力： 81,450kN 機(jī)械壓下電機(jī)： AC2179。 325kw 軋制速度： ： S850179。 60mm 工作輥尺寸： Ф 1,030179。 3800mm 牌坊重量： ～ 300t 支撐輥尺寸： Ф 2,000179。 3800mm 牌坊中心距： 5400mm 液壓壓下精度： 177。 10um 牌坊立柱斷面尺寸： 900179。 950mm 軋機(jī)開(kāi)口度： ～ 400mm 牌坊高度： ～ 9120mm 液壓 AGC缸尺寸： Ф 1450179。 1350mm 牌坊縮頸量： ～ 2179。 18900KN/mm 液壓 AGC行程： 80mm 主電機(jī)： 2179。 3500kw 液壓 AGC工作壓： 260bar 主電機(jī)速度： 0～177。 40/100rpm 液壓 AGC響應(yīng)時(shí)間： ～ 30ms 額定力矩： 2179。 1194kNm 液壓壓下速度： ～ 20mm/s 最大軋制力矩： 2179。 2385kNm 液壓壓下精度： 177。 10um 最大過(guò)載力矩： 2179。 2385kNm 機(jī)械壓下提升行程： ～ 680mm 切斷力矩： 2179。 3283kNm 4100mm 四輥可逆精軋機(jī)的參數(shù)選擇 四輥可逆精軋機(jī)用于將加熱后的板坯軋制到 成品鋼板要求的尺寸和性能。該軋機(jī)主要有以下主要特點(diǎn)： (1) 用于板形控制和平直的 CVCPlus (2) 工作輥彎輥和串輥； (3) 快速工作輥換輥裝置； (4) 快速機(jī)械壓下系統(tǒng)； (5) 液壓 AGC 凋節(jié)； (6) 入口和出口配有高壓水槍除鱗； (7) 工作輥，支承輥輥身冷卻水系統(tǒng)： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 (8)軋機(jī)前后有水霧式煙塵抑制裝置。 其主要技術(shù)參數(shù)如下表 ： 表 4100mm軋機(jī)參數(shù)選擇 軋機(jī)數(shù)目 選擇參數(shù) 軋機(jī)數(shù)目 選擇參數(shù) 軋機(jī)型式 四輥可逆式 液壓壓下精度 177。 10um 最大軋制力 89500KN(AGC缸 ) 機(jī)械壓下提升行程 ～ 680mm 輥縫軋制力 80,800kN 機(jī)械壓下速度 0～ 40mm/s 彎輥力 Max3,000Kn/側(cè) 機(jī)械壓下電機(jī) AC2179。 325kw CVCplus串輥行程 177。 150mm 壓下螺絲 S850179。 60mm 軋制速度 ～ 300t 液壓壓下精度 177。 10um 牌坊中心距 5400mm 工作輥尺寸 Ф 1,120179。 3800mm 牌坊立柱斷面尺寸 900179。 950mm 支撐輥尺寸 Ф 2,200179。 3800mm 牌坊高度 ～ 9120mm 液壓壓下精度 177。 10um 牌坊縮頸量 2179。 18900KN/mm 軋機(jī)開(kāi)口度 ～ 400mm 主電機(jī) 2179。 4000kw 液壓 AGC缸尺寸 Ф 1450179。 1350mm 最大過(guò)載力矩 2179。 2,385kNm 液壓 AGC行程 80mm 切斷力矩 2179。 3,283kNm 液壓 AGC響應(yīng)時(shí)間 ～ 30ms 額定力矩 2179。 1,194kNm 液壓壓下速度 ～ 20mm/s 最大軋制力矩 2179。 2,385kNm 軋輥的參數(shù)計(jì)算 軋輥的主要參數(shù)為輥身直徑、輥身長(zhǎng)度 、輥徑尺寸和輥頭尺寸。 （ 1）輥身的直徑。中厚板軋機(jī)的輥身直徑應(yīng)滿足下列條件 : 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 Dg≥ ?cos1??h 式中 Dg：軋輥工作直徑； △ h 為軋輥壓下量； α 最大允許咬入角；α =15~22176。 （ 2）軋輥的輥身長(zhǎng)度由所軋鋼板的寬度確定。輥身長(zhǎng)度由公式 L=b+a 確定，其中 b－鋼板最大寬度， a－余量。 (3) 輥徑尺寸 輥徑尺寸為輥徑直徑 d和輥徑長(zhǎng)度 l。 輥徑直徑： d/D=~； (33） 輥徑長(zhǎng)度 : l/D=~； （ 34） (4) 輥頭尺寸 輥頭尺寸根據(jù)連接軸的型式而定。梅花連接軸的梅花輥頭外徑 d1 與輥徑直徑 d 的關(guān)系大致如下： d1=（ ~） d mm （ 35） (5) 軋輥材質(zhì) 工作輥支材質(zhì)的選擇對(duì)硬度的要求是首位的。對(duì)工作輥主要要求有：良好的加工表面、抵抗局部變形的能力、高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 以及高壓高速下軋輥不致磨損而影響板厚和板型；在熱軋中厚板中工作輥材質(zhì)以合金細(xì)晶鑄鐵使用效果最佳，硬度可達(dá)到 Hs70~80。支撐輥材質(zhì)的選擇 :軋制中對(duì)支撐輥主要要求有：剛度要好，較高的疲屈服強(qiáng)度；好的應(yīng)力狀態(tài)和抗裂紋擴(kuò)展能力；好的耐磨性。本設(shè)計(jì)采用合金鋼作為支撐輥材質(zhì)，其硬度可達(dá)到 Hs50~55。 軋輥撓度的計(jì)算 彎曲變形時(shí)橫截面形心沿與軸線垂直方向的線位移稱(chēng)為撓度 。 根據(jù)對(duì)軋輥撓度的分析，認(rèn)為當(dāng)支承輥直徑與工作輥直徑之比值較大時(shí)，彎曲力主要有支承輥承擔(dān)，故工作輥的撓度也可以近似地認(rèn) 為與支承輥的撓度相等。理論和實(shí)驗(yàn)都表明，軋制時(shí)工作輥的實(shí)際撓度比支承輥大得多。這主要是因?yàn)楣ぷ鬏伵c支承輥之間存在有彈性壓扁變形，結(jié)果使位于板寬范圍之外的那一部分工作輥收到支承輥的懸臂彎曲作用，從而大大的增加 工作輥本身的撓度。 如果支承輥和工作輥輥型的凸度為零，則工作輥的撓度為： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 12 yf f f?? 式中 1f ??? 工 作 輥 的 彎 曲 撓 度 2f ??? 支 承 輥 的 彎 曲 撓 度 yf ??? 支 承 輥 和 工 作 輥 不 均 勻 彈 性 壓 扁 引 起 的 撓 度 差 根據(jù)相關(guān)資料介紹，工作輥撓度的計(jì)算公式為： 1 w1=f W P ? ?0 1 01 1W ABK L ????? ? 支承輥撓度的計(jì)算公式： 2 w2=f W P ? ?0 2 022WABK LH????? 式中 P 軋 制 力 1 WK 工 作 輥 柔 度 2 WK 支 撐 輥 柔 度 12 ??， 系 數(shù) ， 可 按 下 式 計(jì) 算 1 2 11221. 1 3 18 1. 1 3 18==1. 1 3 1. 1 3n n K n Kn? ? ? ?????? ? ? ???， 230 1 2 07 3 4。 ( 1 ) ,12 12a u u bA n n B u uLL????? ? ? ??