【正文】 由于本人是第一次進(jìn)行系統(tǒng)的全面的車間設(shè)計(jì)，而車間設(shè)計(jì)所需知識(shí)面很廣，涉及到的內(nèi)容也很多，而我本人所學(xué)有限。參考文獻(xiàn)[1] 趙家駿編. 熱軋帶鋼生產(chǎn)知識(shí)問答[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2008[2] 中國金屬學(xué)會(huì)熱軋板帶學(xué)術(shù)委員會(huì)編著. 中國熱軋寬帶鋼軋機(jī)及生產(chǎn)技術(shù)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2004[3] 溫景林編. 金屬壓力加工車間設(shè)計(jì)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1992[4] 趙志業(yè)編. 金屬塑性變形與軋制理論[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1993[5] 熊及滋主編. 壓力加工設(shè)備[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社， 2005[6] 曲克主編. 軋鋼工藝學(xué)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1991[7] Jiro Kumayama etc. Information and control system technology for iron and steel plants[J]. Hitachi Review, 1996。在設(shè)計(jì)中選用的設(shè)備也是目前相對先進(jìn)的，生產(chǎn)線也是相當(dāng)合理的，同時(shí)還為未來車間的發(fā)展留下了成長空間。依次按順序從制定產(chǎn)品方案和金屬平衡，到典型產(chǎn)品的工藝流程、制定壓下制度、速度制度、溫度制度等一系列的軋制制度，再到軋機(jī)生產(chǎn)能力的校核，計(jì)算各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，繪制一車間平面圖。結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為年產(chǎn)300萬噸1580熱軋板帶鋼車間工藝設(shè)計(jì)，是以首鋼1580生產(chǎn)線為借鑒對象而參考設(shè)計(jì)的，選取Q235 1200來進(jìn)行典型產(chǎn)品的計(jì)算。設(shè)備年產(chǎn)量的計(jì)算公式為：式中： —— 設(shè)備年產(chǎn)量，年； —— 綜合平均小時(shí)產(chǎn)量，； —— 設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)。通常在計(jì)算小時(shí)產(chǎn)量時(shí)，對于粗軋機(jī)、厚板軋機(jī)的生產(chǎn)是按原料重量來計(jì)算，而生產(chǎn)管、棒、型、線、板、帶、箔材等成品軋機(jī)則是按生產(chǎn)合格產(chǎn)品的數(shù)量來計(jì)算的，在加工工藝過程中，要產(chǎn)生各種金屬損耗及廢品、廢料，因此應(yīng)將各工序小時(shí)處理量值分別除以各工序在制品投料系數(shù)（即金屬補(bǔ)償系數(shù)）。對半連續(xù)式可逆式粗軋機(jī)組，軋制周期為：式中： —各道純軋時(shí)間的總和； —各道之間的間隙時(shí)間和前后兩軋件之間的間隙時(shí)間的總和。前一塊鋼開始軋制至后一塊鋼開始軋制之間的延續(xù)時(shí)間稱為軋制周期。在計(jì)算小時(shí)產(chǎn)量時(shí)，線材、板材等成品軋機(jī)時(shí)按生產(chǎn)出合格產(chǎn)品數(shù)量計(jì)算的。本車間1580生產(chǎn)線實(shí)行三班連續(xù)式工作制，節(jié)假日不停產(chǎn)，實(shí)行輪班換休，計(jì)劃檢修大中修每年15天,小中修每年累計(jì)劃20天，交接班每次20 min,考慮到坯料熱裝,本車間額定年工作天數(shù)為320天,與連鑄車間的工作制度相匹配,詳見下表: 年工作時(shí)間表年月歷時(shí)間計(jì)劃檢修時(shí)間年工作時(shí)間358天/a(h)停產(chǎn)時(shí)間年額定工作時(shí)間320天(h)大中修小修交接班每次15min(h)更換軋輥軋及導(dǎo)衛(wèi)事故及其它365天(h)15天/a(h)20天/a(h)8760360480859227410004807680 設(shè)備負(fù)荷能力計(jì)算 設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)定額熱帶鋼機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量稱為軋機(jī)的生產(chǎn)率。由上面結(jié)果可知：由此可知主電機(jī)的過熱校核符合要求。 （1）直流電機(jī) ≤ ～ （為的最大值）（2）交流電機(jī) ≤ ～本車間設(shè)計(jì)中電機(jī)為交流電機(jī)，：Mmax=1774KNm KNm根據(jù)所計(jì)算出的K值我們發(fā)現(xiàn)電機(jī)沒有過載。 軋制時(shí)間： 電機(jī)校核 過載校核過載校核通常是以軋制時(shí)，電機(jī)軸上所承受的最大傳動(dòng)負(fù)荷與電機(jī)的額定力矩的比值關(guān)系來反映的，不同的軋制條件與主電機(jī)，其比值是不同的。 各道次傳動(dòng)力矩及其參數(shù)道次軋制力矩 KNm附加摩擦力矩空轉(zhuǎn)力矩MKNm總的軋制力矩MKNmKNmKNmMf15523958884561008784291029911121311100 軋制圖表。 — 軋輥輥頸直徑； f — 軋輥軸承摩擦系數(shù)，它取決于軸承構(gòu)造的工作條件，取f=。式中：—電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，(N﹒m)式中：—電機(jī)的額定功率，kw； —電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min。傳動(dòng)軋輥所需電機(jī)軸上的力矩為: 1） 軋制力矩的計(jì)算 =2） 空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 即在空轉(zhuǎn)時(shí)傳動(dòng)軋鋼機(jī)所需的力矩。以生產(chǎn)低碳鋼為例,只校核第一道次的電機(jī)。輥身中央處的水平彎矩：輥身中央處的水平彎曲應(yīng)力為：輥頸處的水平彎曲應(yīng)力：則輥身中央之合成彎曲應(yīng)力：根據(jù)以上所算數(shù)據(jù)，軋輥校核符合性能要求。工作輥輥身中央和支撐輥輥身中央處的彎矩可按下式計(jì)算： （）式中： — 工作輥輥身中央處之彎矩； — 支撐輥輥身中央處之彎矩； P — 軋制力； L — 輥身長度； a — 壓下螺絲中心距； b — 所軋板帶寬度。（2）輥徑強(qiáng)度校核。輥身中部的最大彎矩： 輥身最大彎曲應(yīng)力：式中： P — 作用在軋輥上的軋制力。 工作輥軋輥和支撐輥軋輥相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù) 道 次參 數(shù)R1R2F1F2F3F4F5F6F7工作輥軋輥直徑/㎜13501200800800800800700700700輥頸直徑/㎜1080900640640640640560560560輥頸長度 /㎜864768512512512512448448448支撐輥軋輥直徑/㎜15501550155015501550155015501550輥頸直徑/㎜12401240124012401240124012401240輥頸長度/㎜992992992992992992992992二輥板帶軋機(jī)的軋輥強(qiáng)度校核：粗軋過程中有三個(gè)道次在二輥軋機(jī)上進(jìn)行可逆軋制，選取軋制力最大的第三道次進(jìn)行軋輥的強(qiáng)度校核。 壓下率同力臂系數(shù)x的關(guān)系道次參數(shù)粗軋123456道次參數(shù)精軋1234567 軋輥強(qiáng)度校核 軋輥的相關(guān)參數(shù) 道 次參 數(shù)R1R2F1～F4F5～F7工作輥軋輥輥徑/㎜ Ф1350/Ф1200Φ1200/Φ1100Ф800/Ф710 Ф700/Ф625輥身長度/㎜1580158015801580材 質(zhì)60CrNiMo高鉻鑄鋼高鉻鐵冷硬鑄鐵[σ]/MPa80～9080～9080～9070～80[]/MPa48～5848～5848～5842～48支撐輥軋輥輥徑/㎜——Ф1550/Ф1400Ф1550/Ф1400Ф1550/Ф1400輥身長度/㎜——158015801580材 質(zhì)——Cr5Cr5Cr5[σ]/MPa——120～140120～140120～140[]/MPa——72～8472～8472～84軋輥輥頭采用帶雙鍵槽的梅花接軸傳動(dòng)的輥頭，采用滑動(dòng)軸承（液體摩擦軸承）。第三步：計(jì)算平均單位壓力 = KnK= 第四步：計(jì)算軋制壓力 ==以生產(chǎn)低碳鋼為例。 生產(chǎn)低碳鋼時(shí)各道次的摩擦系數(shù)及咬入角值 機(jī)架號(hào)參 數(shù)R1R2R3R4R5R6F1F2F3F4F5F6F7fs1cos軋輥直徑/D,mm135013501350120012001200800800800800700700700/mm由上面兩個(gè)表可知最大壓下量的值均比相應(yīng)的預(yù)定值大，滿足咬入條件。 影響熱軋摩擦系數(shù)的附加系數(shù)K1和K2值軋輥材質(zhì)和表面狀態(tài)K1鑄鐵并淬火與磨光的軋輥鑄鐵軋輥鋼軋輥帶刻痕鋼軋輥V（m/s）0~1234K2本設(shè)計(jì)采用A..格魯捷夫推薦的公式，軋機(jī)的工作軋輥為鍛鋼軋輥，根據(jù)前述的速度制度、溫度制度等內(nèi)容。摩擦系數(shù)確定的方法如下： 采用A..格魯捷夫推薦的公式： （）式中： K1—考慮軋輥材質(zhì)和表面狀態(tài)的影響系數(shù)。由于典型產(chǎn)品為：Q235 1200，根據(jù)熱軋帶鋼生產(chǎn)知識(shí)問答[1]中表31可知：軋制道次R1 R2R3R4R5R6 平均變形程度變形抗力軋制道次F1F2F3F4F5F6 F7平均變形程度變形抗力第6章 典型產(chǎn)品軋制力能參數(shù)的計(jì)算與校核 軋制工藝計(jì)算 最大咬入角校核在自然咬入條件下應(yīng)滿足：可按最大咬入角或摩擦系數(shù)來計(jì)算： 或 （） 式中： —道次的絕對壓下量，mm； —摩擦角； Dg—軋輥直徑，mm。 — 平均變形速度。由于精軋機(jī)組溫度降可按下式計(jì)算： （） 式中 t0、h0——精軋前軋件的溫度與厚度 tn、hn——精軋后軋件的溫度與厚度根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)可以預(yù)定終軋溫度為880℃，即tn=880℃，計(jì)算得： 道次F1F2F3F4F5F6F7溫度℃880平均變形速度： 式中：—軋輥半徑；—軋輥在該道次的最高線速度；—軋制前的軋件厚度，；—軋制后的軋件厚度； 式中：—軋輥直徑； —軋輥?zhàn)畲筠D(zhuǎn)速軋制道次R1 R2R3R4R5R6 平均變形速度軋制道次F1F2F3F4F5F6 F7平均變形速度 各道的變形抗力本次車間設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算[4] （） 式中的：，a,b,c對每種鋼均為常數(shù)。高溫軋制時(shí)軋件溫度降可以按輻射散熱計(jì)算，可按下式計(jì)算： （）其中 Z——輻射時(shí)間即該道次軋制延續(xù)時(shí)間,s； T1——前一道的絕對溫度 ，K； h——前一道的軋出厚度。 加熱爐內(nèi)溫度控制加熱爐的溫度控制主要是預(yù)熱段、加熱段、均熱段的加熱溫度、時(shí)間和加熱速度。 —精軋機(jī)組各機(jī)架的咬入速度。即由公式：進(jìn)行帶鋼速度的計(jì)算，由經(jīng)驗(yàn)向前依次減小以保持微張力軋制[3]。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，參考首鋼1580生產(chǎn)線的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定帶鋼出精軋機(jī)的速度為20m/s。（2）精軋各架的轉(zhuǎn)速1）確定精軋機(jī)組的穿帶速度和末架軋機(jī)出口速度一般穿帶速度依帶鋼厚度的不同大致在4～10m/s。確定加速度的數(shù)值，考慮到主電機(jī)的功率，帶鋼長度，板形，帶鋼厚度變化，冷卻水的控制及卷取溫度等因素影響。 粗軋各道次軋制速度制度軋制道次123456L(m)np(轉(zhuǎn)/分)202020202020nd(轉(zhuǎn)/分)252525505050ny(轉(zhuǎn)/分)202020202020tzh(s)tj(s)228668D135013501350120012001200注：tzh為純軋時(shí)間，tj為間隙時(shí)間tj制定精軋的速度制度包括：確定穿帶及拋尾過程的加減速度制度；選擇末架最大軋制速度及計(jì)算各架的轉(zhuǎn)速。兩相鄰粗軋機(jī)座之間的間隙時(shí)間為：t0=(SL)/vg式中：S──相鄰兩個(gè)機(jī)座之間的距離； vg──相鄰兩個(gè)機(jī)座之間的輥道速度； L──該道軋后軋件長度。 梯形速度圖加速軋制時(shí)間t1=(nd