【導(dǎo)讀】主要內(nèi)容包括在包頭興建該廠的可行性，產(chǎn)品。最終根據(jù)設(shè)計和計算利用CAD完成了CSP熱軋薄板廠車間平面布置圖。

　　

【正文】 剛度 ， 而且要便于更換軋輥。內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 21 不同的軋機選用不同類型的軋輥軸承。滾動軸承的剛性大 ， 摩擦系數(shù)較小 ， 但承壓能力較小 ， 且外形尺寸較大 ， 多用于板帶軋機工作輥。滑 動軸承有半干摩擦與液體摩擦兩種 。 半干摩擦軋輥軸承主要是膠木 、 銅瓦 、 尼龍瓦軸承 ， 比較便宜 ， 多用于型材軋機和開坯機。液體摩擦軸承有動壓 、 靜壓和靜 — 動壓三種。優(yōu)點是摩擦系數(shù)比較小 ， 承壓能力較大 ， 使用工作速度高 ， 剛性好 ， 缺點是油膜厚度隨速度而變化。液體摩擦軸承多用于板帶軋機支承輥和其它高速軋機。 軋機機架由兩片 “ 牌坊 ” 組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調(diào)整裝置 ， 需有足夠的強度和鋼度承受軋制力。機架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機架是一個整體框架 ， 具有較高強度和剛度 ， 主要用于軋制力較大的初軋機和板帶軋機等。開式機架由機架本體 和上蓋兩部分組成 ， 便于換輥 ， 主要用于橫列式型材軋機。此外 ， 還有無牌坊軋機。 軋機軌座用于安裝機架 ， 并固定在地基上 ， 又稱地腳板。承受工作機座的重力和傾翻力矩 ， 同時確保工作機座安裝尺寸的精度。 軋輥調(diào)整裝置用于調(diào)整輥縫 ， 使軋件達到所要求的斷面尺寸。上輥調(diào)整裝置也稱 “ 壓下裝置 ” ， 有手動 、 電動和液壓三種。手動壓下裝置多用在型材軋機和小的軋機上。電動壓下裝置包括電動機 、 減速機 、 制動器 、 壓下螺絲 、 壓下螺母 、 壓下位置指示器 、 球面墊塊和測壓儀等部件 ； 它的傳動效率低 ， 運動部分的轉(zhuǎn)動慣性大 ，反應(yīng)速度慢 ， 調(diào)整精度低。 70 年代 以來 ， 板帶軋機采用 AGC( 厚度自動控制 ) 系統(tǒng)后 ， 在新的帶材冷 、 熱軋機和厚板軋機上已采用液壓壓下裝置 ， 具有板材厚度偏差小和產(chǎn)品合格率高等優(yōu)點。 上軋輥平衡裝置用于抬升上輥和防止軋件進出軋輥時受沖擊的裝置。形式有 ：彈簧式 ， 多用在型材軋機上 ； 重錘式 ， 常用在軋輥移動量大的初軋機上 ； 液壓式 ，多用在四輥板帶軋機上。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 22 為提高作業(yè)率 ， 要求軋機換輥迅速 、 方便。換輥方式有 C 形鉤式 、 套筒式 、小車式和整機架換輥式四種。用前兩種方式換輥靠吊車輔助操作 ， 而整機架換輥需有兩套機架 ， 此法多用于小的軋機。小車換輥適合于大的軋機 ， 有利于自動化。目前 ， 軋機上均采用快速自動換輥裝置 ， 換一次軋輥只需 5 ～ 8 分鐘。 傳動裝置由電動機 、 減速機 、 齒輪座和連接軸等組成。齒輪座將傳動力矩分送到兩個或幾個軋輥上。 輔助設(shè)備包括軋制過程中一系列輔助工序的設(shè)備。如原料準備 、 加熱 、 翻鋼 、剪切 、 矯直 、 冷卻 、 探傷 、 熱處理 、 酸洗等設(shè)備。 起重運輸設(shè)備 吊車 、 運輸車 、 輥道和移送機等。 附屬設(shè)備有供 、 配電 、 軋輥車磨 ， 潤滑 ， 供 、 排水 ， 供燃料 ， 壓縮空氣 ， 液壓 ，清除氧化鐵皮 ， 機修 ， 電修 ， 排酸 ， 油 、 水 、 酸的回收 ， 以及環(huán)境保護等設(shè)備。 CSP 生產(chǎn)工藝流程特點 CSP的工藝流程較其它產(chǎn)品的流程要短了許多，在軋制過程中省去許多輔助設(shè)備和軋機設(shè)備，例如軋制棒材需要 32架軋機，百米重軌生產(chǎn)線有幾千米。薄板坯從連鑄機拉出，厚 50mm，經(jīng)剪切長度為 100m，使用用天然氣的均熱爐加熱保溫，薄板坯從連鑄機除鱗 成品離線，僅需 。 熱軋帶卷的質(zhì)量不斷提高，已從 1990年次品率的 8%降至 4%， 1996年后繼續(xù)降為≤ 2%。 CSP的成本低。熱軋帶卷的成本為 50～ 60美元，大大低于傳統(tǒng)生產(chǎn)線的成本，向生產(chǎn)板材的廠家顯示了強大的競爭力。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 23 第四章 主要設(shè)備的選擇 機架數(shù)目的確定 軋鋼機機架數(shù)目的確定與機架的布置形勢有關(guān)，對于 CSP軋機其采用連續(xù)式布置的形式。因為機架數(shù)目一般不少于該車間生產(chǎn)產(chǎn)品中軋制道次最多的產(chǎn)品的軋制道次。通常用下式確定： zploglogN? μμ (4— 1) 式中 N— 機架數(shù)目； zμ — 由坯料到成品的總延伸系數(shù)； pμ — 平均延伸系數(shù)。 預(yù)設(shè)來料的 厚度為 50mm，寬度 1450mm，長度為 ；成品的最小厚度為 。進入精軋機的軋件寬度方向不發(fā)生變化，所以可以忽略其對總延伸系數(shù)的影響。 50log ?? 根據(jù)結(jié)果，可選取六連軋機，并且預(yù)留第七架軋機的位置，在軋制形式上采用全連續(xù)軋制。 軋機技術(shù)性能參數(shù) 根據(jù)軋制工藝的要求，軋機的牌坊分為閉式牌坊和開式牌坊兩種。閉式牌坊是一個將上下橫梁與立柱整體鑄造的封閉式整體框架，具有較高的強度和剛度，主要用于初軋機和板帶軋機。但在換輥是軋輥沿軸向從牌坊的窗口 進出。而開式牌坊則是非整體結(jié)構(gòu)的框架，牌坊是由立柱中部斷開的兩部分經(jīng)連接件連接而成，便于換輥，但精度低。在本設(shè)計中考慮到軋制產(chǎn)品的要求選用閉式牌坊。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 24 表 精軋機機組技術(shù)參數(shù) 項目 參數(shù) 牌坊立柱截面積（ mm2） 59000 機架高度（ mm） 外側(cè) 9600 內(nèi)側(cè) 6600 機架寬度（ mm） 外側(cè) 3100 內(nèi)側(cè) 2420 機架間距（ mm） 5500 軋機最大允許軋制力（ KN） F1～ F4 40000 F5～ F6 32020 軋輥尺寸的確定 軋機主要技術(shù)參數(shù)有軋輥直徑、輥身長 度。在確定軋輥主要尺寸是要考慮到軋制是軋輥的抗彎強度和其允許的撓度，以保證軋輥的安全和軋制產(chǎn)品的精確。此外，必須注意不同軋制情況下的咬入角的允許值及壓下量和輥徑之間的比值，以保證軋件順利咬入。它們之間的關(guān)系列于表 。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 25 表 不同軋制情況下的咬人角和 △ h/R的關(guān)系 軋制情況 摩擦系數(shù) f 最大咬入角， α △ h/R 最大比值 帶有刻痕或焊點的軋輥軋制初軋坯、鋼坯 ～ 24176。～ 32176。 15 ～ 13 熱軋型鋼 ～ 20176?！?25176。 18 ～ 17 熱軋鋼板和扁鋼 ～ 15176?！?20176。 111 ～ 18 用光面軋輥冷軋 ～ 5176?！?10176。 1130 ～ 133 輥身研磨良好（ 9～12級） ～ 3176?！?5176。 1350 ～ 1130 根據(jù)經(jīng)驗公式，軋機的軋輥直徑與軋制的坯料高度有如下關(guān)系： D=K1H (4— 2) 式中 H— 坯料高度， mm。 K1— 系數(shù)，可按表 ； 表 不同軋機的 K1值范圍 軋機名稱 初軋機 軌粱及大型軋機 中型軋機 小型軋機 線材軋機 中厚板軋機 薄板連軋機 K1= DH ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 軋輥輥身長度是另一個重要參數(shù)，一般根據(jù)輥身長度與輥徑的比值（ L/D）確定。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 26 K=L/D (4— 3) 式中 L— 軋輥輥身長度， mm； D— 軋輥直徑， mm； K— 系數(shù)，各類軋機 L/D值列于表 。 表 各類軋機 L/D值 軋機名稱 L/D 軋 機名稱 L/D 初軋機 ～ 三輥勞特式上、下輥 ～ 板坯機 ～ 三輥勞特式中輥 ～ 深槽連軋機 ～ 四輥軋機工作輥 ～ 淺槽連軋機 ～ 四輥軋機支撐輥 ～ 深槽型鋼軋機 ～ 二輥式薄板軋機 ～ 淺槽型鋼軋機 ～ 穿孔機 ～ 厚板軋機 ～ 自動式軋管機 ～ 二輥可逆式中厚板軋機 ～ 均整機 ～ L/D值是反映軋機結(jié)構(gòu)特點的重要參數(shù)。其對軋機生產(chǎn)有影響在于，當輥徑相同，L/D值不同時，在相同的軋制壓力作用下軋輥所承受的彎曲應(yīng)力不同。 L/D值大，則軋制是軋輥承受較大的彎曲應(yīng)力，而軋輥強度起著限制作用。因此，只能軋制斷面較小的鋼材；反之， L/D值小，就能軋斷面尺寸較大的鋼材。 根據(jù)本廠生產(chǎn)成品的規(guī)格和結(jié)合其他廠的軋輥情況，本廠選取的軋輥輥身直徑和輥身長度如表 。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 27 表 軋機類型和各軋輥的尺寸、尺寸表 機架號 軋輥 輥徑（ mm） 輥長（ mm） 壓下螺絲中心距（ mm） 材質(zhì) 輥身硬度 輥頸硬度 F1~F4 工作輥 800 1950 2300 高鉻合金鑄鐵 75 40 支撐輥 1500 1750 2300 復(fù)合澆鑄合金鑄鋼 60 35 F5~F6 工作輥 600 1950 2300 無限冷硬鑄鐵 75 40 支撐輥 1500 1750 2300 復(fù)合澆鑄合金鑄鋼 60 35 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 28 第五章 壓下規(guī)程的確定 壓下規(guī)程的制定依據(jù) 軋制制度確定原則及要求 板帶鋼軋制制度的確定要求充分發(fā)揮設(shè)備潛力、提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、并且操作方便、設(shè)備安全，一句話，就是要多快好省、穩(wěn)便安全 地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。因此合理的軋制規(guī)程設(shè)計必須滿足下列原則和要求。 在設(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量 充分發(fā)揮設(shè)備潛力提高產(chǎn)量的途徑不外是提高壓下量、縮減軋制道次、確定合理速度規(guī)程、縮短軋制周期、減少換輥時間、提高作業(yè)率、合理選擇原料增加坯重等。對可逆式軋機而言主要是提高壓下量以縮減道次；而對連軋機則主要是合理分配壓下提高軋制速度。無論是提高壓下量或提高速度，都涉及到軋制壓力、軋制力隨和電機功率。一方面要求充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，另一方面又要求保證設(shè)備安全和操作方便，這就是只能在設(shè)備能力允許的條件下 去努力提高產(chǎn)量。從設(shè)備能力著眼，限制壓下量和速度提高的因素主要有以下幾點。 (1)咬入條件 粗軋階段及連軋機組的前幾架由于軋件厚、溫度高、速度低，軋制壓下量大，此時咬入條件可能成為限制壓下量的因素。軋制板帶時許用的最大咬入角在很大程度上取決于軋機型式、軋制速度、軋輥材質(zhì)及表面狀態(tài)、鋼板的溫度、鋼種特性及軋制時潤滑情況等。 通常在現(xiàn)代的熱軋四輥軋機上，咬入條件不是限制壓下量的因素。但是當工作輥直徑較小、速度較高時，或者如果采用單輥傳動時，使咬入能力顯著降低甚至達 50％以上，此時便須考慮咬入條件的限制。 (2)軋輥及接軸叉頭等的強度條件 最大允許軋制壓力和最大允許軋制力矩一般取內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 29 決于軋輥等零件的強度條件。通常在二輥和三輥軋機上，最大軋制壓力取決于軋輥輥身強度，此時按軋輥許用彎曲應(yīng)力計算的允許軋制壓力 (Pyz)一船由下式確定： Pyz=(L+) (5— 1) 式中 D、 L、 l— 軋輥直徑、輥身長度及輥頸長度 。 B— 鋼板寬度； Rb— 軋輥許用彎曲應(yīng)力，可取為 表 表 各種材質(zhì)軋輥許用彎 曲應(yīng)力 軋輥材質(zhì) 一般鑄鐵 合金鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 合金鍛鋼 Rb（公斤 /毫米 2） 70～ 80 80～ 90 100～ 120 120～ 140 140～ 160 (3)電機能力的限制 亦即電機過載和發(fā)熱能力的限制。一般常以過載電流來限制最大壓下量和加速度等動態(tài)電流，令過載時的最大功率 Nmax小于過載系數(shù)與額定功率 Nod的乘積。通常用均方根電流校驗電機的發(fā)熱情況，要使均方根功率 Nz小于電機額定功率Nod，即 Nmax＜ KNod (5— 2) 由此可見，當電機發(fā)熱過負載時，重新分配各道壓下量并無多大補益，而只有通過增加道次和時間來解決。功率負荷主要取決于軋制力矩和軋制速度，故在確定壓下量時，必須綜合考慮此電機轉(zhuǎn)矩與電機轉(zhuǎn)速的乘積值。 除此以外，還應(yīng)根據(jù)各種軋機的具體情況考慮其他的限制因素。例如，在連軋機組上確定各道次壓下量時，還須注意各架的軋制速度不能超出各架的速度范圍，并應(yīng)使速度留有 5%～ 10%的余地，以供速度調(diào)整及適應(yīng)軋制條件 (如輥徑 )變化之用。本車間采用的電機如表 。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書 30 表 主傳動技術(shù)參數(shù) 機架 電機功率（ KW） 電機傳遞（ rpm） 電機扭矩（ KNm） 軋制力矩（ KNm） F1 7000 0~130/330 514 2170 F2 7000 0~130/330 514 2170 F3 7000 0~130/330 514 1470 F4 7000 0~130/330 514 1120 F5 7