【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)說明書是參照XX冷軋廠設(shè)計(jì)的年產(chǎn)8萬噸冷軋帶鋼廠。該論文主要包括四部分內(nèi)容。第一部分是緒論，簡(jiǎn)要地概括了冷軋板帶。鋼目前發(fā)展?fàn)顩r、相關(guān)技術(shù)以及發(fā)展方向。第二部分是論文的主體部分，從第一章到第。七章，詳細(xì)介紹了如何設(shè)計(jì)冷軋帶鋼廠生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)時(shí)以年產(chǎn)量為基礎(chǔ)，結(jié)合。機(jī)能力校核，確定了各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，最后繪制了車間平面圖。在第三部分，我以森吉米。加工、配置以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

　　

【正文】 i） ]?，F(xiàn)在普遍使用排列順序?yàn)? 4 的森吉米爾型二十輥軋機(jī)，即每個(gè)工作輥是由 2 個(gè)第一中間輥 、 3 個(gè)第二中間輥和 4 個(gè)外支承輥支撐，最后組裝到整體機(jī)架中。這種結(jié)構(gòu)使得機(jī)架剛性很大，工作輥撓度很小。作輥是由彈性模量很大的材質(zhì)制成的，能承受很大的軋制壓力，加上有較完善的輥型調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所以多輥軋機(jī)可以軋制極薄和變形困難的硅鋼、不銹鋼以及高強(qiáng)度的鉻鎳合金材料。 在多輥軋機(jī)發(fā)展過程中還出現(xiàn)過一些復(fù)合式 多輥軋機(jī)，其輥系配置如圖 12（ j）（ k）（ l） 所示。另外，還有諸如 MKW（偏八輥）軋機(jī)雙偏八輥軋機(jī)、“ Z” （十八輥）軋機(jī)、CR（十二輥）軋機(jī)等形式的多輥軋機(jī)，其輥系配置如圖 12（ m）（ n）（ o）（ p） 所示。除此以外，還有一些特殊結(jié)構(gòu)形式的冷軋機(jī)，主要有擺式軋機(jī)，接觸 — 彎曲 — 拉伸軋機(jī)、泰勒軋機(jī)和異步軋機(jī)等。 冷軋機(jī)，按機(jī)架布置形式有單（雙）機(jī)架可逆式和多機(jī)架串列式。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 冷軋機(jī)的布置形式 單（雙）機(jī)架可逆式冷軋機(jī) 近年來，世界上新建單機(jī)架可逆式軋機(jī)有較大發(fā)展，單機(jī)產(chǎn)量日益提高，從傳統(tǒng)的20~30 萬 t/a 發(fā)展到 40 萬 t/a 以上，最大已達(dá)到 80 萬 t/a。除不銹鋼和硅鋼等特殊鋼大多數(shù)采用單機(jī)架多輥可逆式軋機(jī)外，軋制普碳鋼和低合金鋼的單機(jī)架可逆式軋機(jī)也在增多，其原因：一是冷軋技術(shù)的發(fā)展（ AGC、 AFC、大卷重和高速度），是單機(jī)架可逆式軋機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都有很大提高；二是市場(chǎng)需要多品種、小批量和較短的交貨周期，單機(jī)架可逆式軋機(jī)可較好地滿足這種需求，特別是薄板坯連鑄連軋帶鋼廠的出現(xiàn)和發(fā)展，帶動(dòng)了年產(chǎn) 50~80 萬 t 單機(jī)架可逆式軋機(jī)的建設(shè)；三是單機(jī)架可逆式冷軋機(jī)投資低，產(chǎn)品靈活，可降低成本并取得較好的經(jīng)濟(jì) 效益。 從美國(guó)的薄板坯連鑄連軋帶鋼廠近年投產(chǎn)和改造的 3 臺(tái)年產(chǎn) 70~90 萬 t的單機(jī)架四輥可逆式軋機(jī)來看，軋機(jī)的主要機(jī)械部分改變不大，主要更新的是控制和傳動(dòng)系統(tǒng)，自動(dòng)化配置程度與現(xiàn)代連軋機(jī)基本相同，對(duì)應(yīng)于薄板坯連鑄連軋帶鋼廠的生產(chǎn)特點(diǎn)采取了合適的工藝和裝備措施 。 (1) 所有產(chǎn)品厚度均采用 3 道次軋制（ 1 個(gè)軋程，均不中間退火），根據(jù)產(chǎn)品厚度、鋼種匹配相應(yīng)厚度的帶坯。 (2) 從第 1 道次開始就以最大速度軋制以增加產(chǎn)量，并采用較快的升速軋制，這就要求軋機(jī)功率比常規(guī)軋機(jī)幾乎增加 1 倍。 在對(duì)單機(jī)架四輥可逆式冷軋機(jī)不斷進(jìn)行改進(jìn)、提高、完善 的同時(shí)，也發(fā)展了雙機(jī)架 四輥可逆式冷軋機(jī)。它具有占地少、節(jié)省設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)， 1 臺(tái)雙機(jī)架緊湊式可逆冷軋機(jī)的占地面積幾乎與 1 臺(tái)單機(jī)架冷軋機(jī)占地面積相當(dāng)。與 2 臺(tái)單機(jī)架軋機(jī)比較，可以減少 1臺(tái)開卷機(jī)、 2 臺(tái)卷取機(jī)及相應(yīng)的電氣設(shè)備，并可減少操作人員。但在操作上， 1 臺(tái)雙機(jī)架軋機(jī)不如 2 臺(tái)單機(jī)架軋機(jī)靈活；而且就目前設(shè)計(jì)產(chǎn)量上看， 1 臺(tái)雙機(jī)架軋機(jī)為 90~100萬 t，而 1 臺(tái)單機(jī)架軋機(jī)也高達(dá) 80~90 萬 t，兩者各有其特點(diǎn)。 動(dòng)力鋼鐵公司 （ SDI） 和施羅曼 西馬克公司 （ SMS） 聯(lián)合開發(fā)出一種新型緊湊式冷軋機(jī) —— 兩機(jī)架可逆式冷軋機(jī)。 1997 年 12 月首次試軋成功。新的緊湊式冷軋機(jī)有以下設(shè)備組成：連續(xù)酸洗線、批量退火爐、大規(guī)格 1 號(hào)熱鍍鋅生產(chǎn)線及小規(guī)格 2 號(hào)熱鍍鋅生產(chǎn)線。此軋機(jī)由具有兩個(gè)軋入側(cè)開卷機(jī)的兩機(jī)架可逆式軋機(jī)組成，通過實(shí)施不同的軋 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 制策略，所生產(chǎn)的冷軋帶鋼寬度可達(dá) 1600 mm，厚度達(dá) ~ mm，且軋機(jī)配有新式直接傳動(dòng)高張力卷取機(jī)和帶鋼特殊干燥系統(tǒng)。 該緊湊式冷軋機(jī)由以下功能部件組成：軋機(jī)入口側(cè)帶卷運(yùn)輸設(shè)備、帶有帶卷準(zhǔn)備站的開卷機(jī)、入口側(cè)可逆式卷機(jī)、具有竄輥裝置的兩架軋機(jī)、出口側(cè)可逆式卷取機(jī)和出口 側(cè)帶卷運(yùn)輸設(shè)備，如圖 13 所示 圖 13 雙擊架可逆冷軋機(jī) 帶卷從步進(jìn)梁運(yùn)到開卷機(jī)以后，帶鋼頭部輸送到夾送輥矯直機(jī)矯直以備快遞、可靠的咬入冷軋機(jī)，前一卷出冷軋機(jī)后，此帶卷即咬入 1 號(hào)機(jī)架且通過開卷機(jī)建立起后張力，帶鋼由 1 號(hào)機(jī)架進(jìn)入 2 號(hào)機(jī)架，從而與 2 號(hào)機(jī)架間形成張力，通過帶鋼導(dǎo)向輥道，帶鋼頭部送入出口側(cè)可逆式卷取機(jī)，從而在 2 號(hào)機(jī)架和可逆式卷取機(jī)之間建立張力，且冷軋機(jī)可加速到軋制速度進(jìn)行軋制。 帶卷脫離開卷機(jī)之前，軋機(jī)通過自動(dòng)停止系統(tǒng)降低軋制速度。帶鋼尾部則停止于 1號(hào)軋機(jī)之前。軋機(jī)換向運(yùn)轉(zhuǎn)且相關(guān)帶鋼導(dǎo)向設(shè)備將帶鋼運(yùn)向入口側(cè)可逆式卷取機(jī)，帶鋼被卷 取幾卷之后，冷軋機(jī)再次加速到軋制速度。 依據(jù)帶鋼尺寸要求、材質(zhì)以及所要求的力學(xué)性能，緊湊式冷軋機(jī)可實(shí)施不同的軋制策略。 與單機(jī)架可逆式軋機(jī)相比，此緊湊式冷軋機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于提高產(chǎn)量和降低停產(chǎn)時(shí)間，且一次運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行兩道次軋制。 與串列式冷軋機(jī)相比，此緊湊式冷軋機(jī)具有軋制道次靈活的優(yōu)勢(shì)。 緊湊式冷軋機(jī)用于厚度和平直度控制的成品控制元件由以下幾部分組成：液壓壓下裝置、正負(fù)工作輥彎輥系統(tǒng)、 CVC 軸向移動(dòng)技術(shù)和多段冷卻。 為補(bǔ)償帶鋼厚度偏差，帶鋼厚度控制采用流量 AGC，測(cè)量裝置安裝于 1 號(hào)和 2 號(hào)機(jī)架之前以及 2 號(hào)機(jī)架之后用于測(cè) 量帶鋼厚度和帶鋼速度。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 平直度偏差是由帶鋼寬度方向上長(zhǎng)度差異所造成的，偏差在最后道次由安裝在 2 號(hào)機(jī)架出口側(cè)的帶鋼平直度測(cè)量裝置加以測(cè)量，從而獲得帶鋼平直度且消除平直度偏差。 緊湊式冷軋帶鋼的最后工序是卷取干燥無斑點(diǎn)帶鋼，這可通過使用帶鋼干燥系統(tǒng)加以完成，帶鋼干燥系統(tǒng)和改裝后的帶鋼邊部排煙設(shè)備可保證帶鋼在極高的速度下干燥儲(chǔ)存，因而可省略最后退火工藝過程中附加的干燥過程，帶鋼干燥系統(tǒng)由新開發(fā)且證明性能良好的構(gòu)件組成，且能無接觸地干燥冷軋帶鋼。 軋機(jī)方面新技術(shù) HC 軋機(jī) 自 1980 年以來 ,世 界上約有 80%以上軋機(jī)為新建或改建的 HC 冷軋機(jī)。 HC 軋機(jī)的特點(diǎn)是可以使用平直工作輥；由于壓下量的增大 ,相對(duì)地可以使用較厚的熱軋料；可以縮小邊部減薄的范圍；板型控制能力大 ,可改善板形、產(chǎn)品平直度。 CVC(連續(xù)可變凸度 )軋機(jī) CVC 技術(shù)是德國(guó) SMS 公司開發(fā)出來的。這是一種能改善帶鋼平直度和橫斷面形狀的技術(shù) , 且易于應(yīng)用 , 改造費(fèi)用低。 CVC 技術(shù)通過使用 S 型軋輥及軋輥軸向移動(dòng) ,使輥縫的形狀與帶鋼的形狀有效的配合 ,可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)軋輥凸度；傳統(tǒng)軋制需要準(zhǔn)備幾套不同凸度的軋輥。而 CVC 軋制只需一種輥 型曲線的軋輥。 CVC 軋機(jī)與 HC 軋機(jī)相比不足之處是不能解決邊部減薄問題。此外 ,HC 軋機(jī)可用平輥 ,不需磨出凸度。 CVC 六輥軋機(jī)是在四輥軋機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的 ,中間輥為 CVC 軋輥 ,工作輥有立平穩(wěn)定機(jī)構(gòu) ,特點(diǎn)是可用小直徑工作輥、中間輥或支撐輥傳動(dòng)。工作輥的水平穩(wěn)定機(jī)構(gòu)優(yōu)化了軋制工藝條件 ,中間輥設(shè)正負(fù)彎輥。這種軋機(jī)壓下能力大 ,軋出產(chǎn)品的平直度好。 UPC (萬能板形控制 )軋機(jī) UPC 技術(shù)是由德國(guó) MDS 公司開發(fā)的 ,與 CVC 技術(shù)基本相似 ,也是一種能改善帶鋼平直度和橫斷面形狀的技術(shù) ,且易于應(yīng)用 ,改造費(fèi)用低。 UPC 技術(shù)通過使用雪茄形軋輥及軋輥軸向移動(dòng) ,使輥縫的形狀與帶鋼的形狀有效的配合 ,也可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)軋輥凸度。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 CR 軋機(jī) CR軋機(jī)屬日本三菱重工業(yè)公司開發(fā)的一種新型軋機(jī) ,具有壓下量大及板型控制能力強(qiáng)的特點(diǎn)。如用于冷連軋第一架 ,當(dāng)軋制低碳鋼時(shí) ,壓下量可達(dá) 60% ,也可以用于冷連軋末架 ,使成品板形得到改善 ,并能節(jié)約能耗。 各個(gè)機(jī)組的聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)及短流程的進(jìn)展 按過去的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式 ,用于汽車和家電產(chǎn)品等的冷軋鋼板生產(chǎn)工藝 ,從熱軋后一般要經(jīng)過酸洗、冷軋、清洗、退火、冷卻、平整及檢查精整等七道工藝 ,而 且這些工序都是各自獨(dú)立分開操作的。因此存在著各工序之間對(duì)帶鋼卷需要搬運(yùn)的問題 ,還要留出足夠的中間存放場(chǎng)地 ,增加了設(shè)備和操作人員 ,使物流不能連續(xù)暢通 ,實(shí)現(xiàn)不了流水作業(yè)。特別是因多次穿帶和甩尾 ,增大了帶鋼頭尾的切損量 ,致使金屬收得率降低 ,生產(chǎn)周期延長(zhǎng)。 近年來 ,由于世界鋼鐵市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈 ,用戶對(duì)冷軋鋼板生產(chǎn)提出了多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本和交貨快的新要求。為滿足上述要求 ,如何簡(jiǎn)化或合并現(xiàn)有分散的生產(chǎn)工藝 ,將各道工序連接起來 ,實(shí)現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn)或縮短工藝流程 ,這是各國(guó)冷軋廠多年渴望解決的技術(shù)難題。 冷連軋機(jī)的各種 聯(lián)合生產(chǎn)形式主要可以歸納成以下三種類型 : (1) 冷連軋機(jī)與酸洗線的聯(lián)合生產(chǎn)； (2) 冷連軋機(jī)與連續(xù)退火線的聯(lián)合生產(chǎn)； (3) 冷軋 — 酸洗 — 退火全聯(lián)合生產(chǎn)。 在冷軋與酸洗實(shí)現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn)的實(shí)例當(dāng)中 ,由于受到舊廠現(xiàn)有設(shè)備的限制 ,又可分為以下三種布置形式 : (1) 酸洗線與冷連軋機(jī)垂直布置的聯(lián)合生產(chǎn)線； (2) 酸洗線與冷連軋機(jī)中心線錯(cuò)開布置的聯(lián)合生產(chǎn)線； (3) 酸洗線與冷連軋機(jī)在同一中心線上的聯(lián)合生產(chǎn)線。 上述三種布置中 ,第三種更為合理；而前兩種都因酸洗與冷軋機(jī)不在同一條中心線上 , 必須增加相應(yīng)的帶鋼轉(zhuǎn)向的專 用設(shè)備。 因此 ,近年來絕大部分新建廠均按聯(lián)合生產(chǎn)線考慮 ,并且是直線布置 ,從而達(dá)到增加 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 產(chǎn)量、提高質(zhì)量、減少定員、降低成本、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。 此外 ,近年來不僅在冷軋廠采用聯(lián)合生產(chǎn)方式 ,而且對(duì)于從連鑄開始經(jīng)熱連軋到冷軋成品的短流程緊湊式帶鋼生產(chǎn)工藝已成為一種發(fā)展方向 ,從而顯著提高帶鋼生產(chǎn)的綜合收得率 ,降低成本與能耗。 下面以美國(guó) SDI 公司 CCM(緊湊式軋機(jī) )軋機(jī)為例 ,簡(jiǎn)單介紹短流程緊湊式冷軋工藝。該 CCM 軋機(jī)為帶有兩個(gè)入口卷取機(jī)和一個(gè)出口卷取機(jī)的雙機(jī)架可逆式軋機(jī) ,能實(shí)現(xiàn)不同的軋制策略 ,并采用了新型直接傳動(dòng)的大 張力卷取機(jī)和特殊的帶材干燥系統(tǒng)。 SDI 公司的 CCM 生產(chǎn)線主要工藝設(shè)備 : (1) 坯料由 CSP 生產(chǎn)線經(jīng)熱軋供應(yīng)； (2) 連續(xù)酸洗生產(chǎn)線； (3) CCM 軋機(jī) ,為雙機(jī)架可逆式連軋機(jī)； (4) 退火爐； (5) 單機(jī)架平整機(jī)組； (6) 厚帶材熱鍍鋅機(jī)組 (1 號(hào)機(jī)組 )； (7) 薄帶材熱鍍鋅機(jī)組 (2 號(hào)機(jī)組 )。 表 CCM 機(jī)組的主要參數(shù) 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 ， 萬 t/a 100 工作輥?zhàn)畲?/最小直徑 ， mm 440/400 支承輥?zhàn)畲?/最小直徑 ， mm 1250/1150 輥身長(zhǎng)度， mm 工作輥 1875,支承輥 1625 最大速度， m/min 1350 最大軋制力 ， kN 220xx 彎輥力 ， kN +1000/700 總裝機(jī)功率 ， kW 19000 生產(chǎn)厚度 ， mm ~ 寬度 ， mm 915~1575 鋼種 SAE10061030 包括 HSLA 投產(chǎn)日期 1997 年 12 月 與單機(jī)架可逆式軋機(jī)相比 ,CCM 軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于增加產(chǎn)量 ,減少停機(jī)時(shí)間 ,一次軋 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 制可完成兩個(gè)道次；與冷連軋機(jī)相比 ,CCM 軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于軋制道次上的靈活性。例如在 4 機(jī)架冷連軋機(jī)上 ,不可能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或 6個(gè)道次壓下量的軋制 ,然而雙機(jī)架 CCM 軋機(jī)就具有這種靈活性。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 2 產(chǎn)品大綱及金屬平衡表的制定 冷軋產(chǎn)品方案 本設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn) 8 萬噸冷軋薄板生產(chǎn)線。設(shè)計(jì)之前首先制定產(chǎn)品大綱。產(chǎn)品大綱是設(shè)計(jì)任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)時(shí)制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程確定軋機(jī)組成和選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)。 產(chǎn)品大綱 產(chǎn)品大綱的編制原則： 1） 滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)特別需要，根據(jù)市場(chǎng)信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門對(duì)鋼材的需要。 2） 考慮各類產(chǎn)品的平衡，尤其是地區(qū)之間產(chǎn)品的平衡。要正確處