【導(dǎo)讀】一個(gè)國(guó)家工業(yè)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平。建設(shè)現(xiàn)代化的熱軋寬帶鋼軋機(jī)要滿足現(xiàn)代。工業(yè)對(duì)熱軋板品種質(zhì)量的要求。而最終產(chǎn)品的質(zhì)量首先取決于連鑄胚的質(zhì)量，其。次取決于軋鋼工藝的設(shè)計(jì)，如軋機(jī)的剛度、軋機(jī)的布置形式等等。是否合理不僅關(guān)系到產(chǎn)量，還關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。卷取等一系列過(guò)程。其中精軋機(jī)選取7架大斷面牌坊和高噸位軋制力軋機(jī)，采用。型和提高厚度精度。另外為提高軋件溫度，減少頭尾溫差，節(jié)約軋制能耗，降。低工程投資，在精軋前采用保溫罩。設(shè)計(jì)中涉及的技術(shù)參數(shù)大部分取自現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)。驗(yàn)數(shù)值，用到的部分公式也是用來(lái)自于實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)公式。

　　

【正文】 22（普通鋼， 1050176。C 時(shí)） 壓力機(jī)周期（行程 /min） 50 板坯行走量（ mm/行程） 400 板坯速度（ m/min） 20 主電動(dòng)機(jī) 3400KW， 0/500（ r/min） 軋制總道次的確定 取平均延伸系數(shù)為 ，由產(chǎn)品厚度為 3mm，進(jìn)粗軋機(jī)的厚度為 150mm。則根據(jù)公式 nnp hH?? ??? 可得： 軋制總道次數(shù)為 n= 3150lglglglglg ?????pphH???。所以確定 道次數(shù)為12 道。初步確定粗軋 6 道，精軋 6 道。 粗軋機(jī) 1）粗軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇 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。由于精軋機(jī)的設(shè)計(jì)沒(méi)有太大的區(qū)別，我們通常所說(shuō)全連續(xù)式、 3∕4 連續(xù)式、半連續(xù)式和其它形式都是根據(jù)粗軋區(qū)軋機(jī)的布置形式來(lái)命名的。下面分別介紹粗軋機(jī)不同的布置形式。 （ 1）全連續(xù)式 所謂全連續(xù)式并不是說(shuō)所有軋機(jī)構(gòu)成連軋，只是說(shuō)在整個(gè)軋制過(guò)程中軋件始終沿一個(gè)方向前進(jìn)，沒(méi)有逆向。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 [12]。 第 3 章 車(chē)間布置及主要設(shè)備的選擇 15 典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置如圖 所示。 R1 R2 R3 R4 R5 R6 圖 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 所示。 圖 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 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 16 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)。對(duì)于年產(chǎn) 300 萬(wàn)噸左右規(guī)模的帶鋼廠，采用 3∕4連 軋機(jī)較為適宜。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 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 所示。 單機(jī)架四輥可逆 二輥可逆 四輥可逆 圖 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 所示。 四輥可逆 四輥可逆 圖 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。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[11]。 本設(shè)計(jì)考慮到實(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)布置方式。根據(jù)軋輥強(qiáng)度等方面的因素，參考現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中選用 2 架四棍可逆式粗軋機(jī)。 2）粗軋機(jī)的各種參數(shù) （ 1）材料的選擇 第 3 章 車(chē)間布置及主要設(shè)備的選擇 17 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，因此多采用含鉻的合金鍛鋼。 （ 2）軋輥尺寸的選擇 軋輥是軋鋼機(jī)的主要部分，在選取工作輥和支撐輥輥頸的時(shí)候要考慮以下幾個(gè)方面 [15]： ① 工作輥的輥頸可能減小的程度取決于工作輥徑和萬(wàn)向接軸所傳遞的傳動(dòng)力矩。 ② 為創(chuàng)造良好的變形條件，強(qiáng)度高的帶鋼要求采用較小的工作輥徑。 ③ 所能傳遞的變形力矩受工作輥斷面積的限制，要求工作輥有較大的傳動(dòng)大的變形力矩。 ④ 輥身長(zhǎng)度與輥頸的比值不能超過(guò)允許值，否則工作輥會(huì)彎曲，所以要求輥頸采用較大的值。粗軋機(jī)性能參數(shù)如下表 33 所示。 表 33 粗 軋機(jī)的各種性能參數(shù) 名稱 立輥 粗軋機(jī) 粗軋機(jī) 符號(hào) E1 R1 R2 軋機(jī)形式 二輥 四輥可逆 四輥可逆 輥徑 /mm 1000/900 1150/1000 1150/1000 輥身長(zhǎng)度 /mm 450 1780 1780 主電機(jī)形式 DC AC AC 主電機(jī)功率 /KW 2700 8000 8000 壓下裝置形式 液壓 液壓 液壓 最大軋制力 /KN 3000 25000 25000 保溫裝置 1）保溫裝置的概述 保溫裝置位于粗軋與精軋之間，用于改善中間帶坯溫度均勻性和減小帶坯頭尾溫差。采用保溫裝置，不僅可以改善進(jìn)精軋機(jī)的中間帶坯溫度，使軋機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定，有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大軋制品種規(guī)格，減少軋廢，提高軋機(jī)成材率，還可以降低加熱板壞的出爐溫度，有利于節(jié)約能源。常用的保溫裝置主要有保溫罩 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 18 和熱卷箱，其共同的特點(diǎn)是不用燃料，保持中間帶坯溫度。但設(shè)備結(jié)構(gòu)大相徑庭，迥然不同。分別敘述如下： （ 1）保溫罩。布置在粗軋與精軋機(jī)之間的中間輥道上，一般總長(zhǎng)度有 50～60m，由多個(gè)罩子組成，每個(gè)罩子均有升降蓋板，可根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行開(kāi)閉。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道是密封的。中間帶坯通過(guò)保溫罩，可大 大減少溫降。 （ 2）熱卷箱。布置在粗軋機(jī)之后，飛剪機(jī)之前，采用無(wú)芯卷取方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進(jìn)入精軋機(jī)進(jìn)行軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。采用熱卷箱，不僅可保持帶坯的溫度，而且可大大縮短粗軋與精軋之間的距離。 圖 典型的熱卷箱結(jié)構(gòu) 1入口導(dǎo)輥； 2成形輥； 3下彎曲輥； 4上彎曲輥； 5平衡缸； 6開(kāi)卷臂； 7移卷機(jī)； 8托卷輥。 熱卷箱的優(yōu)點(diǎn)有： ① 減少中間坯頭、尾溫差，確保帶鋼軋制溫度。熱卷箱對(duì)中間坯有明顯的保溫作用。 ② 精軋機(jī)可以采用恒速或加速軋制。 ③ 縮短粗軋機(jī)至精軋 機(jī)之間的距離，節(jié)約工程投資。尤其對(duì)原有熱軋生產(chǎn)線的改造。 ④ 保證足夠的事故處理時(shí)間，提高成材率。熱卷箱可起到緩沖作用，延長(zhǎng)精軋及卷板后部工序處理時(shí)間，降低了中間廢品率。 熱卷箱也存在一些不足之處： ① 對(duì)帶坯橫向溫度控制不是特別理想，橫向溫差可達(dá) 40176。C。 ② 帶鋼出末架精軋機(jī)速度一般小于 12m/s，限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)量。③ 對(duì)于管線鋼不能降低精軋機(jī)功率，不可實(shí)現(xiàn)恒速軋制，不能減少精軋機(jī)數(shù)量。不能充分體現(xiàn)卷取箱的優(yōu)點(diǎn)。 ④ 熱卷箱的耗資比保溫罩大，維護(hù)比較復(fù)雜，一旦出問(wèn)題會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)線，而且沒(méi)有保溫罩的控制靈活 [15]。 2）保溫裝置的選擇 第 3 章 車(chē)間布置及主要設(shè)備的選擇 19 本設(shè)計(jì)綜合國(guó)內(nèi)熱連軋廠實(shí)際情況，了解到攀鋼是由于精軋機(jī)組不能升速而采用熱卷箱，是我國(guó)唯一一套典型的采用熱卷箱技術(shù)的熱軋寬帶鋼廠。參考國(guó)內(nèi)寶鋼、鞍鋼生產(chǎn)線， 對(duì)比熱卷箱與保溫罩的各自優(yōu)勢(shì)與不足， 綜合考慮保溫罩的諸多特點(diǎn)， 本設(shè)計(jì)最終選擇保溫罩 實(shí)現(xiàn)保溫。 精軋機(jī) 1）精軋機(jī)布置形式及數(shù)量的選擇 參考國(guó)內(nèi)熱連軋廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)道次要求，本設(shè)計(jì)選擇六機(jī)架精軋機(jī)。這樣不僅可以滿足本設(shè)計(jì)的要求，還有利于日后擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格數(shù)量。但由于機(jī)架數(shù)目較多，在軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，為了保證頭尾溫差和卷取 溫度的控制，在精軋機(jī)布置方面，采用較快的軋制速度和稍小的間距。 2）邊部加熱器 板坯出爐后，經(jīng)輥道運(yùn)輸，高壓水除鱗和粗軋機(jī)組軋成精軋坯，溫度有明顯地降低，一般要降低 200℃ 左右，尤其是邊部降低更為明顯。另一類(lèi)是電磁感應(yīng)加熱型邊部加熱器。雖然邊部加熱器由諸多優(yōu)點(diǎn)，單考慮經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，決定暫時(shí)不上，故預(yù)留邊部加熱器的位置和基礎(chǔ)。 3）切頭、切尾裝置 精軋坯從粗軋機(jī)組軋出，往往頭部呈 “舌形 ”，尾部呈 “魚(yú)尾形 ”。其危害是：① “舌形 ”、 “魚(yú)尾形 ”部分比其他部分溫度低，軋制時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊。 ② 在運(yùn)輸時(shí)容易鉆進(jìn)設(shè)備的縫隙發(fā) 生卡鋼事故。 ③ 尾部的長(zhǎng) “魚(yú)尾形 ”會(huì)影響板卷的打捆質(zhì)量。 切頭飛剪的形式有曲柄杠桿式和轉(zhuǎn)鼓式兩種。轉(zhuǎn)鼓式切頭飛剪可以安裝兩對(duì)刀，一對(duì)采用圓弧形剪刃，用于切頭，將坯頭切成圓弧形，從而有益于咬入和減少?zèng)_擊，另一對(duì)刀用于切尾，采用直剪刃。本設(shè)計(jì)選用轉(zhuǎn)鼓式切頭、切尾剪。 4）新型熱帶軋機(jī)的種類(lèi) 目前，新型熱帶軋機(jī)主要有以下幾種形式：帶液壓彎輥技術(shù)（ WRB）的軋機(jī)、 CVC 軋機(jī)、 PC 軋機(jī)、 HC 軋機(jī)以及 WRS 軋機(jī)等，現(xiàn)分別介紹如下： （ 1）液壓變輥技術(shù) 第一種：彎工作輥的方法（如圖 ）。這又可以分為兩種方式： ① 反彎力加在兩工作輥瓦座之間。即除工作輥平衡油缸以外，尚配有專門(mén)提供彎輥力的液壓缸，使上下工作輥軸承座受到與軋制壓力方向相同的彎輥力 N1，結(jié)果是減小了軋制時(shí)工作輥的撓度。這稱為正彎輥。 ② 反彎力加在兩工作輥與支持輥的瓦座之間，使工作輥軸承座受到一個(gè)與軋制壓力方向相反的作用力 N1，結(jié)果是增大了軋制時(shí)工作輥的撓度，為負(fù)彎輥。熱軋薄板軋機(jī)多采用彎工作輥的方法。 河北聯(lián)合大學(xué)冶金與能源學(xué)院 20 圖 彎工作輥（左圖減小工作輥的撓度；右圖增加工作輥的撓度） 第二種：彎曲支持輥的方法。這種方法是反彎力加在兩支持輥之間。為此，必須延 長(zhǎng)支持輥的輥頭，在延長(zhǎng)輥端上裝有液壓缸，使上下支持輥兩端承受一個(gè)彎輥力 N2。此力使支持輥撓度減小，即起正彎輥的作用。彎曲支持輥的方法多用于厚板軋機(jī)，它比彎工作輥能提供較大程度補(bǔ)償范圍，且由于彎支持輥時(shí)的彎輥曲線與軋輻受軋制壓力產(chǎn)生的曲線基本相符合，故比彎工作輻更有效，對(duì)于工作輥輥身較長(zhǎng)（ L∕D 大于 4）的寬板軋機(jī)，一般以彎支持輥為宜。彎曲支持輥的方法如圖 所示。 圖 彎曲支持輥示意圖 （ 2） CVC 軋機(jī) CVC 軋機(jī)是 SMS 公司在 HCW 軋機(jī)的基礎(chǔ)上于 1982 年研制成功的。 CVC軋機(jī) 與 HCW 軋機(jī)的不同之處在于 CVC 軋機(jī)的工作輥原始輥型為 S 形 ,而 HCW軋機(jī)的工作輥原始輥型為平輥 ,其相同點(diǎn)都是采用工作輥軸向串動(dòng)技術(shù)來(lái)控制板形。 CVC 軋制原理圖 :在軋輥末產(chǎn)生軸向移動(dòng)時(shí)，軋輥構(gòu)成具有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零（圖 （ a））。如果上輥向左移動(dòng)，下輥向右移動(dòng)時(shí)，板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時(shí)的有效凸度小于零（圖 （ b））。如果上輥向右移動(dòng)下輥向左移動(dòng)時(shí)，板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變小，這時(shí)的有效凸度大于零（圖 （ c））。 CVC 軋輥的作用與一般帶凸度的 軋輥相同，但其主要優(yōu)點(diǎn)是凸度可以在最小和最大凸度之間進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整，這是通 第 3 章 車(chē)間布置及主要設(shè)備的選擇 21 過(guò)具有 S 形曲線的軋輥?zhàn)鬏S向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 CVC 軋輥輥縫調(diào)整范圍也較大，與彎輥裝置配合使用時(shí)如 1780 熱軋機(jī)的輥縫調(diào)整量可達(dá) 600μm左右。通過(guò)工作輥軸向移動(dòng)可以獲得工作輥輥縫的正負(fù)凸度的變化從而實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼凸度的控制。其凸度控制能力和工作輥軸向移動(dòng)量為線性變化關(guān)系 ,凸度控制能力可以達(dá)到。 （ a）平輥縫 （ b）中凹輥縫 （ c）中凸輥縫 圖 CVC