【導讀】本設(shè)計說明書是參照XX冷軋廠設(shè)計的年產(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，簡要地概括了冷軋板帶。鋼目前發(fā)展狀況、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，詳細介紹了如何設(shè)計冷軋帶鋼廠生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。設(shè)計時以年產(chǎn)量為基礎(chǔ)，結(jié)合。機能力校核，確定了各項經(jīng)濟指標，最后繪制了車間平面圖。在第三部分，我以森吉米。加工、配置以及對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

　　

【正文】 i） ]?，F(xiàn)在普遍使用排列順序為 4 的森吉米爾型二十輥軋機，即每個工作輥是由 2 個第一中間輥 、 3 個第二中間輥和 4 個外支承輥支撐，最后組裝到整體機架中。這種結(jié)構(gòu)使得機架剛性很大，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)，所以多輥軋機可以軋制極薄和變形困難的硅鋼、不銹鋼以及高強度的鉻鎳合金材料。 在多輥軋機發(fā)展過程中還出現(xiàn)過一些復合式 多輥軋機，其輥系配置如圖 12（ j）（ k）（ l） 所示。另外，還有諸如 MKW（偏八輥）軋機雙偏八輥軋機、“ Z” （十八輥）軋機、CR（十二輥）軋機等形式的多輥軋機，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，主要有擺式軋機，接觸 — 彎曲 — 拉伸軋機、泰勒軋機和異步軋機等。 冷軋機，按機架布置形式有單（雙）機架可逆式和多機架串列式。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 冷軋機的布置形式 單（雙）機架可逆式冷軋機 近年來，世界上新建單機架可逆式軋機有較大發(fā)展，單機產(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，最大已達到 80 萬 t/a。除不銹鋼和硅鋼等特殊鋼大多數(shù)采用單機架多輥可逆式軋機外，軋制普碳鋼和低合金鋼的單機架可逆式軋機也在增多，其原因：一是冷軋技術(shù)的發(fā)展（ AGC、 AFC、大卷重和高速度），是單機架可逆式軋機的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都有很大提高；二是市場需要多品種、小批量和較短的交貨周期，單機架可逆式軋機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，帶動了年產(chǎn) 50~80 萬 t 單機架可逆式軋機的建設(shè)；三是單機架可逆式冷軋機投資低，產(chǎn)品靈活，可降低成本并取得較好的經(jīng)濟 效益。 從美國的薄板坯連鑄連軋帶鋼廠近年投產(chǎn)和改造的 3 臺年產(chǎn) 70~90 萬 t的單機架四輥可逆式軋機來看，軋機的主要機械部分改變不大，主要更新的是控制和傳動系統(tǒng)，自動化配置程度與現(xiàn)代連軋機基本相同，對應(yīng)于薄板坯連鑄連軋帶鋼廠的生產(chǎn)特點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，這就要求軋機功率比常規(guī)軋機幾乎增加 1 倍。 在對單機架四輥可逆式冷軋機不斷進行改進、提高、完善 的同時，也發(fā)展了雙機架 四輥可逆式冷軋機。它具有占地少、節(jié)省設(shè)備的優(yōu)點， 1 臺雙機架緊湊式可逆冷軋機的占地面積幾乎與 1 臺單機架冷軋機占地面積相當。與 2 臺單機架軋機比較，可以減少 1臺開卷機、 2 臺卷取機及相應(yīng)的電氣設(shè)備，并可減少操作人員。但在操作上， 1 臺雙機架軋機不如 2 臺單機架軋機靈活；而且就目前設(shè)計產(chǎn)量上看， 1 臺雙機架軋機為 90~100萬 t，而 1 臺單機架軋機也高達 80~90 萬 t，兩者各有其特點。 動力鋼鐵公司 （ 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 —— 兩機架可逆式冷軋機。 1997 年 12 月首次試軋成功。新的緊湊式冷軋機有以下設(shè)備組成：連續(xù)酸洗線、批量退火爐、大規(guī)格 1 號熱鍍鋅生產(chǎn)線及小規(guī)格 2 號熱鍍鋅生產(chǎn)線。此軋機由具有兩個軋入側(cè)開卷機的兩機架可逆式軋機組成，通過實施不同的軋 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 制策略，所生產(chǎn)的冷軋帶鋼寬度可達 1600 mm，厚度達 ~ mm，且軋機配有新式直接傳動高張力卷取機和帶鋼特殊干燥系統(tǒng)。 該緊湊式冷軋機由以下功能部件組成：軋機入口側(cè)帶卷運輸設(shè)備、帶有帶卷準備站的開卷機、入口側(cè)可逆式卷機、具有竄輥裝置的兩架軋機、出口側(cè)可逆式卷取機和出口 側(cè)帶卷運輸設(shè)備，如圖 13 所示 圖 13 雙擊架可逆冷軋機 帶卷從步進梁運到開卷機以后，帶鋼頭部輸送到夾送輥矯直機矯直以備快遞、可靠的咬入冷軋機，前一卷出冷軋機后，此帶卷即咬入 1 號機架且通過開卷機建立起后張力，帶鋼由 1 號機架進入 2 號機架，從而與 2 號機架間形成張力，通過帶鋼導向輥道，帶鋼頭部送入出口側(cè)可逆式卷取機，從而在 2 號機架和可逆式卷取機之間建立張力，且冷軋機可加速到軋制速度進行軋制。 帶卷脫離開卷機之前，軋機通過自動停止系統(tǒng)降低軋制速度。帶鋼尾部則停止于 1號軋機之前。軋機換向運轉(zhuǎn)且相關(guān)帶鋼導向設(shè)備將帶鋼運向入口側(cè)可逆式卷取機，帶鋼被卷 取幾卷之后，冷軋機再次加速到軋制速度。 依據(jù)帶鋼尺寸要求、材質(zhì)以及所要求的力學性能，緊湊式冷軋機可實施不同的軋制策略。 與單機架可逆式軋機相比，此緊湊式冷軋機的優(yōu)勢在于提高產(chǎn)量和降低停產(chǎn)時間，且一次運轉(zhuǎn)進行兩道次軋制。 與串列式冷軋機相比，此緊湊式冷軋機具有軋制道次靈活的優(yōu)勢。 緊湊式冷軋機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、正負工作輥彎輥系統(tǒng)、 CVC 軸向移動技術(shù)和多段冷卻。 為補償帶鋼厚度偏差，帶鋼厚度控制采用流量 AGC，測量裝置安裝于 1 號和 2 號機架之前以及 2 號機架之后用于測 量帶鋼厚度和帶鋼速度。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 平直度偏差是由帶鋼寬度方向上長度差異所造成的，偏差在最后道次由安裝在 2 號機架出口側(cè)的帶鋼平直度測量裝置加以測量，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。 軋機方面新技術(shù) HC 軋機 自 1980 年以來 ,世 界上約有 80%以上軋機為新建或改建的 HC 冷軋機。 HC 軋機的特點是可以使用平直工作輥；由于壓下量的增大 ,相對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 CVC 技術(shù)是德國 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 , 改造費用低。 CVC 技術(shù)通過使用 S 型軋輥及軋輥軸向移動 ,使輥縫的形狀與帶鋼的形狀有效的配合 ,可以實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)軋輥凸度；傳統(tǒng)軋制需要準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 軋機與 HC 軋機相比不足之處是不能解決邊部減薄問題。此外 ,HC 軋機可用平輥 ,不需磨出凸度。 CVC 六輥軋機是在四輥軋機基礎(chǔ)上開發(fā)出來的 ,中間輥為 CVC 軋輥 ,工作輥有立平穩(wěn)定機構(gòu) ,特點是可用小直徑工作輥、中間輥或支撐輥傳動。工作輥的水平穩(wěn)定機構(gòu)優(yōu)化了軋制工藝條件 ,中間輥設(shè)正負彎輥。這種軋機壓下能力大 ,軋出產(chǎn)品的平直度好。 UPC (萬能板形控制 )軋機 UPC 技術(shù)是由德國 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 ,改造費用低。 UPC 技術(shù)通過使用雪茄形軋輥及軋輥軸向移動 ,使輥縫的形狀與帶鋼的形狀有效的配合 ,也可以實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)軋輥凸度。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 CR 軋機 CR軋機屬日本三菱重工業(yè)公司開發(fā)的一種新型軋機 ,具有壓下量大及板型控制能力強的特點。如用于冷連軋第一架 ,當軋制低碳鋼時 ,壓下量可達 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。 各個機組的聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)及短流程的進展 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立分開操作的。因此存在著各工序之間對帶鋼卷需要搬運的問題 ,還要留出足夠的中間存放場地 ,增加了設(shè)備和操作人員 ,使物流不能連續(xù)暢通 ,實現(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。 近年來 ,由于世界鋼鐵市場競爭日趨激烈 ,用戶對冷軋鋼板生產(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 ,實現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn)或縮短工藝流程 ,這是各國冷軋廠多年渴望解決的技術(shù)難題。 冷連軋機的各種 聯(lián)合生產(chǎn)形式主要可以歸納成以下三種類型 : (1) 冷連軋機與酸洗線的聯(lián)合生產(chǎn)； (2) 冷連軋機與連續(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)。 在冷軋與酸洗實現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn)的實例當中 ,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) 酸洗線與冷連軋機垂直布置的聯(lián)合生產(chǎn)線； (2) 酸洗線與冷連軋機中心線錯開布置的聯(lián)合生產(chǎn)線； (3) 酸洗線與冷連軋機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 ,從而達到增加 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 產(chǎn)量、提高質(zhì)量、減少定員、降低成本、增加經(jīng)濟效益的目的。 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 SDI 公司 CCM(緊湊式軋機 )軋機為例 ,簡單介紹短流程緊湊式冷軋工藝。該 CCM 軋機為帶有兩個入口卷取機和一個出口卷取機的雙機架可逆式軋機 ,能實現(xiàn)不同的軋制策略 ,并采用了新型直接傳動的大 張力卷取機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 ,為雙機架可逆式連軋機； (4) 退火爐； (5) 單機架平整機組； (6) 厚帶材熱鍍鋅機組 (1 號機組 )； (7) 薄帶材熱鍍鋅機組 (2 號機組 )。 表 CCM 機組的主要參數(shù) 設(shè)計年產(chǎn)量 ， 萬 t/a 100 工作輥最大 /最小直徑 ， mm 440/400 支承輥最大 /最小直徑 ， mm 1250/1150 輥身長度， 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 與單機架可逆式軋機相比 ,CCM 軋機的優(yōu)點在于增加產(chǎn)量 ,減少停機時間 ,一次軋 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 制可完成兩個道次；與冷連軋機相比 ,CCM 軋機的優(yōu)點在于軋制道次上的靈活性。例如在 4 機架冷連軋機上 ,不可能實現(xiàn)兩個或 6個道次壓下量的軋制 ,然而雙機架 CCM 軋機就具有這種靈活性。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 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)計任務(wù)是年產(chǎn) 8 萬噸冷軋薄板生產(chǎn)線。設(shè)計之前首先制定產(chǎn)品大綱。產(chǎn)品大綱是設(shè)計任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進行車間設(shè)計時制訂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程確定軋機組成和選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)。 產(chǎn)品大綱 產(chǎn)品大綱的編制原則： 1） 滿足國民經(jīng)濟特別需要，根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對鋼材的需要。 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