【導(dǎo)讀】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展各行業(yè)對鋼材需求量日趨增加我國目前鋼鐵行業(yè)發(fā)展。雖快但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平一些高性能的汽車用板高強(qiáng)度鋼板仍有很大一。部分需進(jìn)口故設(shè)計(jì)此熱軋帶鋼車間。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求本車間設(shè)計(jì)年產(chǎn)量熱軋鋼卷366萬噸鋼種有普碳鋼優(yōu)。質(zhì)鋼和低合金鋼產(chǎn)品規(guī)格為1521㎜×9001750㎜。本車間采用常規(guī)半連軋工藝板坯全部采用連鑄坯為減少坯料規(guī)格簡化軋制。程序采用定寬壓力機(jī)為提高產(chǎn)品質(zhì)量精軋機(jī)各架全采用CVC軋機(jī)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括產(chǎn)品方案工藝流程設(shè)備選擇及生產(chǎn)能力計(jì)算車間平面布。為提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量采用VB語言編制了壓下規(guī)程程序采用CAD繪制車間。114我國年產(chǎn)300萬噸以上熱連軋板帶生產(chǎn)狀況3. 15本設(shè)計(jì)的相關(guān)問題7. 231產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)9. 334精軋機(jī)組設(shè)備選擇17. 5車間工作制度及年工作小時(shí)34. 611粗軋機(jī)組的組成35. 612精軋機(jī)組的組成35. 63精軋機(jī)組主要參數(shù)確定40. 711在保證設(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量46. 752精軋機(jī)組電機(jī)校核59. 754精軋機(jī)組軋輥強(qiáng)度校核61. 1125有害廢棄物的處理77

　　

【正文】 優(yōu)點(diǎn) 輥縫潤滑系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是延長了工作輥的使用壽命減少重車次數(shù)生產(chǎn)薄帶時(shí)減少了軋制力和軋制扭矩減少了剪應(yīng)力改善了帶鋼的表面質(zhì)量和深沖性能降低了生 產(chǎn)成本減少了能量消耗 b 輥縫潤滑系統(tǒng)的工作原理 在現(xiàn)在的軋制生產(chǎn)過程中輥縫潤滑系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛采用輥縫潤滑設(shè)計(jì)成散狀噴射系統(tǒng)安裝在精軋機(jī)架 F1～ F6 后每個(gè)機(jī)架配備了獨(dú)立的輥縫潤滑系統(tǒng)通過靜態(tài)油管混合器產(chǎn)生對上下工作輥單獨(dú)進(jìn)行噴射的離散乳化液在機(jī)架入口側(cè)離散乳化液通過噴嘴噴射到工作輥上因?yàn)殡x散物不穩(wěn)定故沒有傾存成分穩(wěn)定的離散物所以在潤滑前應(yīng)立即進(jìn)行混合 不同寬度的帶鋼的乳化液流量對應(yīng)一個(gè)不同的恒定值寬度方向乳化液流量的理論值是 40～ 50 升秒如果偏差超過 20 在帶鋼軋制完成后供油系統(tǒng)完全停止工作相應(yīng)油閥也關(guān)閉 434 冷卻制度 1 冷卻形式層流冷卻 2 控制卷取溫度的冷卻方式 [10] a 前段冷卻帶鋼上下部對稱噴水適用于厚度大于 16mm 的普碳鋼帶 b 后段冷卻其噴水方式僅是上部噴水適用于厚度小于 16mm 的普碳鋼帶 帶鋼的頭部尾部不噴水是指在帶鋼的頭部尾部 1000mm 處不噴水有頭部不噴水尾部不噴水和頭尾部均不噴水的三種情況具體冷卻方式根據(jù)產(chǎn)品要求確定 435 卷取制 1 卷取工藝制度 [11] a 對精軋來料的要求 精軋操作要確保帶鋼頭部的平直度避免帶鋼頭部浪形軋破與甩尾現(xiàn)象卷取操作時(shí)要看清來料的頭部 偏斜情況及時(shí)與精軋進(jìn)行聯(lián)系 b 精軋機(jī)輸出輥道速度的設(shè)定 根據(jù)帶鋼的厚度采用不同的速度校正系數(shù)及超前率確保帶鋼正常運(yùn)行為了避免帶鋼表面劃傷輸出輥道不允許有不轉(zhuǎn)的輥?zhàn)颖晦D(zhuǎn)輥?zhàn)硬辉试S超過 2 個(gè) c d 夾送輥輥縫的設(shè)定和壓緊 為了保證夾送輥和帶鋼直接接觸夾送輥的輥縫值應(yīng)按帶鋼厚度設(shè)定原則上輥縫的大小應(yīng)小于帶鋼厚度 e 卷取張力的設(shè)定 為使帶材卷取時(shí)保持一定張力必須使最小規(guī)格的坯料軋成的最厚規(guī)格的成品的長度大于精軋機(jī)出口和卷取機(jī)的距離否則要對冷卻輥道進(jìn)行速度控制利用前后轉(zhuǎn)速差建立卷取張力 2 卷取 步驟 階段一卷取機(jī)準(zhǔn)備卷取下一個(gè)帶鋼速度控制激活速度參考值設(shè)定為最后一個(gè)機(jī)架的帶鋼速度加上一個(gè)超前值 階段二開始卷取帶鋼頭部開始進(jìn)入 1 號助卷輥 階段三卷筒張力的建立在卷取 1～ 15 圈后卷筒膨脹在卷筒和帶鋼的表面將產(chǎn)生靜態(tài)摩擦力此時(shí)卷筒上建立張力速度 [15] 卷筒工作制度卷筒由空心軸體和四個(gè)扇形塊組成扇形塊呈放射狀安置在軸體的周圍由軸體的柱塞推動(dòng)扇形塊使卷筒膨脹或收縮 為了保證卷取完畢的鋼卷能夠順利的從卷筒上卸卷卷筒在卷取前先預(yù)膨脹在卷取 1 圈到 1 圈半時(shí)卷筒完全膨脹此時(shí)張力將達(dá)到完全張力的 90 在接下來的卷取過程中 這個(gè)張力仍將保持當(dāng)卷取完畢并停止卸卷小車的提升輥道以合適的壓力接觸到鋼卷下表面卷筒收縮確保卸卷順利 助卷輥工作制度三個(gè)助卷輥安裝在卷筒的周圍助卷輥具有以下功能 1 引導(dǎo)帶鋼的頭部纏上卷筒并在卷筒完全膨脹建立起預(yù)期的張力之前使帶鋼緊緊纏繞在卷筒上 2 當(dāng)帶鋼尾部離開夾送輥時(shí)通過助卷輥確保帶卷的最后幾卷不松散 3 在帶鋼進(jìn)入之前助卷輥切換到速度控制以卷筒的速度加一個(gè)超前值轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒建立張力后助卷輥打開降速到卷筒的速度 4 當(dāng)帶鋼的尾部進(jìn)入卷取機(jī)前的側(cè)導(dǎo)位助卷輥降速到帶鋼速度減去一個(gè)滯后值并壓靠在鋼卷上 5 可以防止在卷取過 程中帶鋼被損壞和劃傷 助卷輥的自動(dòng)操作模式如下 1 當(dāng)卷取機(jī)準(zhǔn)備卷取下一卷帶鋼時(shí)助卷輥將以帶鋼的速度加上一個(gè)超前值旋轉(zhuǎn) 2 當(dāng)卷取第一圈時(shí)助卷輥接觸帶坯助卷輥保持先前的速度 3 當(dāng)助卷輥打開不與帶鋼接觸助卷輥將減速到帶鋼的速度 4 當(dāng)卷取機(jī)減速和帶鋼接觸或不接觸助卷輥也減速到帶鋼速度減去一個(gè)滯后值 44 車間自動(dòng)化 本車間根據(jù)國內(nèi)外廠家先進(jìn)的生產(chǎn)實(shí)踐采用四級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)即基礎(chǔ)自動(dòng)化級過程控制級生產(chǎn)控制級和區(qū)域管理級 1 基礎(chǔ)自動(dòng)化級 BA 級 即直接數(shù)字控制級 DDC 由 MELPLAC650 等硬件組成用光纖數(shù)據(jù)大 道進(jìn)行通訊 BA 級是分散控制的由 9 個(gè)系統(tǒng)分別控制軋線設(shè)備其主要功能為 a 設(shè)備的順序控制自動(dòng)位置控制 b 厚度溫度速度控制和物流跟蹤 c 人機(jī)對話故障報(bào)警等實(shí)時(shí)控制 d 與上級機(jī)通訊 2 過程控制級 PCC 級 由 MELVEC 等硬件組成由光纖環(huán)形數(shù)據(jù)大道進(jìn)行通訊其主要功能為 a 加熱爐及軋件生產(chǎn)工藝過程中的物流跟蹤 b 生產(chǎn)過程控制參數(shù)的設(shè)定計(jì)算數(shù)據(jù)收集和處理 c 人機(jī)對話和數(shù)據(jù)處理 過程控制級是熱軋板帶生產(chǎn)中的中央控制環(huán)節(jié)其作用是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率并降低能耗過程控制級有三臺(tái)計(jì)算機(jī)一臺(tái)用于爐 子控制一臺(tái)用于粗軋控制一臺(tái)用于精軋層流冷卻控制 3 生產(chǎn)控制級 SCC 級 其主要功能為 a 接受并管理 AMC 的生產(chǎn)計(jì)劃 b 向生產(chǎn)過程級傳遞生產(chǎn)指令 c 從板坯庫入口到精整的成品發(fā)貨進(jìn)行物料跟蹤 d 收集存儲(chǔ)記錄生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù) e 板坯庫管理 f 對鋼卷和成品庫進(jìn)行管理組織發(fā)貨 g 進(jìn)行質(zhì)量控制 4 區(qū)域管理級 AMC 級 AMC 分三個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)即計(jì)劃系統(tǒng) PLC 技術(shù)信息系統(tǒng) TLS 和預(yù)防維護(hù)系統(tǒng) VI a 計(jì)劃系統(tǒng)主要是根據(jù)定貨要求制定有關(guān)的生產(chǎn)計(jì)劃收集質(zhì)量數(shù)據(jù)監(jiān)視合同執(zhí)行情況當(dāng)合 同完成后則將數(shù)據(jù)定期傳給 TLS b 技術(shù)信息系統(tǒng)主要是從過程和生產(chǎn)計(jì)算機(jī)接受數(shù)據(jù)作為分析用編輯日旬月階段報(bào)告以及任何的專門報(bào)告存儲(chǔ)數(shù)據(jù)作為歷史檔案 c 設(shè)備預(yù)防維修系統(tǒng)主要進(jìn)行設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)的分析指定維修工作計(jì)劃管理設(shè)備數(shù)據(jù)掌握備品備件及其它的庫存情況主要完成聯(lián)合生產(chǎn)計(jì)劃的組織生產(chǎn)計(jì)劃的編制生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整上下各廠間物流控制以及產(chǎn)品發(fā)貨等 本設(shè)計(jì)采用了自動(dòng)控制即把整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)其優(yōu)點(diǎn)主要有響應(yīng)好采用因特網(wǎng)為開放系統(tǒng)由采用光纖數(shù)據(jù)通道組成一個(gè)非常暢通的通訊網(wǎng)絡(luò)是目前較為完善的一 個(gè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng) 5 車間工作制度及年工作小時(shí) 51 車間工作制度 車間工作制度主要取決于車間主要生產(chǎn)設(shè)備的工作制度一般有兩種方式即連續(xù)工作制和非連續(xù)工作制 連續(xù)工作制星期日不停工年工作日采用 365 天每天 3 班每班 8 小時(shí) 非連續(xù)工作制星期日和節(jié)假日休息年工作日按 306365752天每天 3班每班8 小時(shí) 本設(shè)計(jì)采用連續(xù)工作制年工作日為 365 天每天 3 班每班 8 小時(shí) 52 年工作小時(shí) 365 天 248760 小時(shí) 大修停產(chǎn)時(shí)間周期 7 天 24168 小時(shí) 小修和更換支承輥停產(chǎn)時(shí)間周期 51 周 16 小時(shí)周 816 小時(shí) 操 作時(shí)間 7776 小時(shí) 更換工作輥時(shí)間 516 小時(shí) 生產(chǎn)時(shí)間 7260 小時(shí) 事故停產(chǎn)時(shí)間 機(jī)械設(shè)備故障 電氣設(shè)備故障 檢測和控制設(shè)備故障 軋制工藝其他有關(guān)故障時(shí)間約 900 小時(shí) 有效生產(chǎn)時(shí)間 6360 小時(shí) 表 51 年工作時(shí)間表 設(shè)備名稱 日歷天數(shù) 非工作日 規(guī)定工作 時(shí)間 工作制度 交接班 其他停工 時(shí)間 h 年工作小時(shí) 大修 h 中修 h 小修 h 合計(jì) h d h 換輥及其他 故障 軋機(jī) 365 168 ／ 816 984 ／ 7776 連續(xù) ／ 1264 900 6360 6 軋機(jī)組成和型式及其生產(chǎn)能力 61 粗軋機(jī)組 611 粗軋機(jī)組的組成 本設(shè)計(jì)軋機(jī)由 2 架粗軋機(jī)組第一架為四輥可逆式軋機(jī)板坯在此機(jī)架上軋制1～ 3 道次因?yàn)榇藭r(shí)板坯溫度高塑性好變形抗力小故選用四輥軋機(jī)可滿足工藝要求為控制寬展 R1 前設(shè)有立輥 E1 第二架也為四輥可逆式軋機(jī)板坯在此機(jī)架上軋制 1～ 3 道次因?yàn)殡S著板坯厚度減薄和溫度下降變形抗力增大而板形及厚度精度要求也逐漸提高故需采用四輥軋機(jī)以保證有足夠的壓下量和較好的板形各軋機(jī)采用單獨(dú)傳動(dòng) 粗軋機(jī)組設(shè)備主要有粗軋機(jī)輥道側(cè)導(dǎo)板高壓水除鱗裝置定寬壓力機(jī) 立輥軋機(jī)中間輥道熱卷箱和廢品推出機(jī)等組成 612 精軋機(jī)組的組成 精軋機(jī)組是由七架四輥不可逆式軋機(jī)組成的連軋機(jī)組各機(jī)架采用 CVC 軋機(jī)前三架主要完成壓下后四架主要控制板形各機(jī)架負(fù)荷分配亦不同因此前三臺(tái)采用工作輥輥徑較大后四架采用較小的工作輥精軋機(jī)組前設(shè)置邊部加熱器精軋機(jī) F1～ F7 全部為液壓壓下并設(shè)彎輥裝置 62 粗軋機(jī)主要參數(shù)確定 621 粗軋機(jī) R1 參數(shù)確定 12[σ] 130MPa 3L[13] L ba 61 式中 b 所軋軋件的最大寬度 a 輥身余量當(dāng) b 1000～ 2500mm 時(shí) a 150～ 200mm 取 a 150mm 工作輥輥身長度 LW ba 1750150 1900mm 支撐輥輥身長度 LB ba 1750150 1900mm4D 工作輥輥身直徑 Dw LwDw 17～ 28 式中 Lw 工作輥輥身長度 mm Dw 工作輥直徑 mm 則 Dw 6786～ 11176mm 取 Dw 1000 最大 重車率取 10％則 Dwmin 900 ㎜ 支撐輥輥身直徑 DB LB DB 13～ 15 則 DB 12667～ 14615mm 取 DB 1300 ㎜ DBmin 1170 ㎜ 5 輥頸尺寸 dlr 的確定 a 工作輥輥頸尺寸 dwlwrw 輥頸直徑 dwdw 067～ 075Dw 670～ 750mm 取 dw 700mm 輥頸長度 lwlw 083～ 10dw 581～ 700mm 取 lw 650mm 輥頸過度圓角 半徑 rwrw 01～ 012Dw 100～ 120mm 取 rw 110mm b 支撐輥輥頸尺寸 dblbrb 輥頸直徑 dbdb 067～ 075DB 871～ 975mm 取 db 900mm 輥頸長度 lblb 083～ 10db 747～ 900mm 取 lb 850mm 輥頸過度圓角半徑 rbrb 01～ 012DB 130～ 156mm 取 rb 140mm 機(jī)架立柱斷面積 F 機(jī)架選用鑄鋼選用閉式機(jī)架 FdB2 08～ 10 則 F 08～ 10 dB2 0648～ 081 ㎡ 取 F 07 ㎡ 7 最大允許軋制壓力 Pyx 的確定 按支撐輥輥頸強(qiáng)度計(jì)算 Pyx 04db3Rblb 62 式中 db 支撐輥輥頸直徑 mm Rb 軋輥許用彎曲應(yīng)力 Pa 粗軋機(jī) R2 軋輥為鍛鋼 Rb 取 130MPa lb 支撐輥輥頸長度 mm 所以最大允許軋制壓力 Pyx 04 130 9003／ 850 446 107N 4460t 8 確定軋輥轉(zhuǎn)速 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)因?yàn)樵诖周垯C(jī) R1上軋制速度比較大為確保咬入取咬入角 a 為20176。軋制速度 V 198～ 296 ms n 60V πD 63 n1 6019810π 375 rpm n2 6029610π 566 rpm 因此軋輥轉(zhuǎn)速定為 0～ 40～ 60rpm 取額定轉(zhuǎn)速為 40rpm 9 最大允許軋制力矩 Myx 的確定 h ≤ D 1cos α 1000 1 cos20176。 603mm 00603m 則 Myx 2 Pyxψ 2 4460 045 6970 式中 ψ力臂系數(shù)ψ 042～ 05 取ψ 045 R 軋輥半徑 h 最大壓下量 10 電機(jī)功率確定 M H Myxik 64 取 i 1k 28 代入上式計(jì)算 則 MH 697028 249Nm 式中 k 電機(jī)的允許過載系數(shù)對于交流電機(jī) k 28 i 速比取 i 1 PH MHnH0975 6 5 則 PH 249 400975 095 10750kW 預(yù)選兩臺(tái) 5500kW 的交流電機(jī) 11 軸承及接軸形式 接軸形式滑塊式萬向接軸 軸承形式 工作輥四列圓錐滾柱軸承 支撐輥錐型輥徑油膜軸承 622 粗軋機(jī) R2 參數(shù)確定 1 軋機(jī)型式四輥可逆式 2 軋輥材質(zhì)