2032mm热轧板带钢车间设计

重庆科技学院毕业设计（论文）题 目 2032mm 热轧板带钢车间设计 院（系） 冶金与材料工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 评阅教师 职称 2012年6月8日注 意 事 项 1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日重庆科技学院专科生毕业设计 摘要重庆科技学院专科生毕业设计 摘要摘 要本车间设计生产能力为160万吨的热轧板带钢生产车间，产品规格为：(2.025)(6001840)mm，所用钢种为：普碳钢、优质钢和低合金钢。本车间设计参考柳钢2032热轧板带钢生产线，论文主要内容包括：产品大纲的制定、生产工艺流程的制定、主辅设备的选择、典型产品的工艺计算，并且对主要设备（轧辊和电机）的能力进行了校核，对车间主要经济指标、生产车间布置和环境保护，进行了设计和规划，并绘制了车间平面布置图。考虑到市场对产品性能的要求正在不断增加，在本设计中，采用了许多先进的技术和设备，如板坯调宽技术、热卷箱、PC 轧机、液压AGC、层流冷却等，并采用高刚度轧机，确保了成品能得到良好的板形及力学性能。关键词：热轧带钢 车间设计 压下规程IV重庆科技学院专科生毕业设计 ABSTRACTABSTRACTThe design is a manufacturing workshop of hot rolling plate with a output of 1600 thousand tons.Its product specifications range from （2.025）（6001840）mm，used steels of carbon steel、alloyed stee.The design is refered to the 2032 Hot Rolling Strip Steel Plant of Liu Steel. The paper mainly includes the selection of raw material and subsidiary facilities and main facilities，formulation of produce technology，technology calculation of the typical production，proofreading the capacity of main fatuities (including rollers and the electrical machinery). Setting about the products design it plans exactly the main economy norm of the workshop and its arrangement，environment protection and so on.Considering market prospect, the yield, product scheme, and metal balance of each kind of product are appropriately designed based on the annual plant capacity. For the typical product, the process flow diagram, depressing systerm, velocity system, temperature system, and crown systerm, etc. are determined. Furthermore, the production capacity of the rolling mill is checked, the economic and technical norms are cauculated, and a plane figure for this workshop is drafted.Key Words: Hot Rolled Strip Steel Workshop Design Depress Detective Rules重庆科技学院专科生毕业设计 目录目 录摘 要IABSTRACTII1综述11.1 本设计的目的和意义11.2 我国热轧板带钢生产状况11.3 国外热轧板带钢生产状况21.4 本设计内容简介22产品大纲及生产方案32.1 产品大纲32.2 生产方案33生产工艺流程及工艺制度53.1 生产工艺流程53.2 生产工艺过程简述53.2.1原料的选择63.2.2坯料加热63.2.3除鳞73.2.4粗轧73.2.5精轧73.2.6层流冷却83.2.7卷取及打捆84设备选择94.1 主要设备的技术参数94.1.1 粗轧机参数94.1.2 精轧机组参数94.2 辅助设备的主要技术参数104.2.1 步进梁式加热炉104.2.2 高压水除鳞装置104.2.3 热卷箱104.2.4 切头飞剪114.2.5 层流冷却装置114.2.6 卷取机115典型产品工艺计算125.1 粗轧机轧制规程的确定125.1.1 粗轧各道次压下分配125.1.2 粗轧机的速度制度125.1.3 轧制时间的确定135.1.4 轧制温度的确定155.2 精轧机组轧制规程的确定165.2.1 精轧各道次压下分配175.2.2 精轧机组速度制度175.2.3 轧制时间的确定205.2.4 轧制温度的确定206力能参数计算226.1 粗轧力能参数226.1.1轧制力的计算226.1.2轧制力矩的计算246.2 精轧力能参数256.2.1轧制力的计算256.2.2轧制力矩的计算277设备能力参数校核287.1 轧辊强度校核287.1.1 参数计算287.1.2 粗轧机轧辊强度校核297.2 电机功率校核337.3 年产量计算348车间平面布置358.1 车间平面布置原则358.2 原料仓库面积的确定358.3 成品仓库面积的确定358.4 车间平面设计及起重运输设备369车间技术经济指标379.1 车间设计指标379.2 投资与成本概算379.3 钢板销售收入379.4 年利润及投资回收期3710结 论38参考文献39重庆科技学院专科生毕业设计 综述1综述1.1 本设计的目的和意义本车间设计生产能力为160万吨的热轧板带钢生产车间，产品规格为：(2.025)(6001840)，这是一个大型的轧钢车间，其投资大，消耗大，生产量大。板带钢是我国钢铁生产的主打产品，需求量很大。目前我国带钢产能在5500万吨左右，但今后几年市场需求仍然会有较大增长。由于市场对板带钢的需求仍然很大，而且在近几年不会下降，因此该大型生产车间的建立是可行的。西部地大物博，矿产资源很丰富，很多还处于待开发状态。我国现在进行西部大开发，对西部地区在财力，物力上大力扶持，大力进行基础项目的建设，如能源，交通等。因此，在西部建立一个大型轧钢厂不仅可以满足西部地区对板带钢的大量需求，而且由于西部人口密度较东部小，不会占用太多人口居住地，这在地理上是一个很大的优势。西部目前的交通状况比以前改进了很多，而且作为国家重点建设这一状况仍在完善，因此原材料的运输不再是一个主要的问题。综上所述，本设计的选题是有意义且可以实现的。1.2 我国热轧板带钢生产状况热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。我国钢铁工业近年来产量增长较快，但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是1.8mm，但实际上只生产很少厚度小于2.0mm的热轧带钢，即使窄带钢，产品厚度一般也大于2.5mm。国内热轧宽带钢生产概况如下：薄板坯连铸连轧。自1992年兰州钢厂与钢铁研究总院合作建立了我国第一套CSP薄板坯连铸机以来，国内各大钢铁公司纷纷花费巨资新建或改造热连轧厂，不断扩大品种范围，提高产品质量。宝钢的2050和1580热轧线是国内工艺装备及自动化控制水平较高的两条生产线，能稳定生产厚度1.5mm的热轧板卷，也能生产少量厚1.0mm1.2mm的超薄热轧带钢。1999年珠钢引进第一条CSP薄板坯连铸连轧线(1 450mm)，之后相继建成投产邯钢1450mm、包钢1700mm、攀钢、唐钢1800mmFTSR机组马钢1800mmCSP机组、华菱1800mmCSP一期工程和上钢一厂的1780热连轧机组， 本钢1880mmCSP连铸连轧热轧生产线设计产能280万吨。据统计，仅2007年国内就有12条热轧生产线投产，设计总产能为3700万吨。其中设计产能在200万以上有七条，它们是日照钢厂1580机组200万吨，唐山国丰1480机组200万吨，迁安轧一厂1250机组200万吨，武钢1580机组280万吨，山西海鑫1500机组220万吨，宁波建龙1780机组250万吨。到2007年底我国热轧总产能已达到1.4亿吨。铁素体区轧制生产工艺。珠钢CSP薄板坯连铸连轧生产线投产后，计划采用该工艺生产2.0mm以下超薄热轧带钢，目前国内唐钢、本钢等多条CSP薄板坯生产线均已具备铁素体区轧制能力。1.3 国外热轧板带钢生产状况国外热轧宽带钢生产的技术进步表现在以下几方面:热带钢无头轧制技术。无头轧制技术能稳定生产宽薄带钢及超薄热轧带钢，其宽厚比可由传统热连轧的800:1提高到1000:1，并能应用润滑轧制及强制冷却技术生产具有新材料性能的高新技术产品。薄板坯连铸连轧技术。它主要有紧凑式热带钢生产工艺CSP (Compact Strip Process)、在线热带钢生产工艺ISP (In-Line Strip Production)、灵活式薄板坯轧制工艺FTSR (Flexible Thin Slab Rolling)和连铸直接轧制工艺CONROLL等10余种类型。铁素体区轧制生产工艺。它又称相变控制轧制，是由比利时冶金研究中心于1994年开发的一项轧制新技术，当初主要目的就是用薄规格的热轧带钢取代1.0mm2.0mm厚度范围的冷轧产品。铁素体区轧制生产工艺的发展目标是生产薄(超薄)规格优质深冲板。LTV公司的印地安那哈伯厂40%的超低碳钢产品采用铁素体区轧制生产， Arvedi公司采用铁素体区轧制生产的超薄热轧带钢已占其产量的25%。铸轧薄带钢的CASTRIP工艺。这种工艺由美国纽柯钢铁公司、澳大利亚BHP公司和日本IHI公司联合开发， 2003为纽柯公司成功建设了世界上第一套全商业化的双辊铸轧薄带钢生产线，用来生产碳钢和不锈钢。与常规连铸和轧钢技术相比，这种工艺具有投资省、运行费用低、节能环保、废气排放少等优点。目前，这套全商业化的薄带钢双辊铸轧机可年产2.0mm以下薄规格带钢50万t。该铸轧机采用的钢包容量为110t，铸轧机双辊直径为500mm，最高连铸速度为150m/min，常用连铸速度为80m/min，出口带钢厚度为0.7mm2.0mm，宽度为1000mm2000mm。1.4 本设计内容简介本车间设计生产能力为160万吨的热轧板带钢生产车间，产品规格为：(2.025)(6001840)mm，所用钢种为：普碳钢、优质钢和低合金钢。主要参考了柳钢2032、宝钢2050以及重钢1780生产线，并参考国内外其他厂家的先进工艺和技术。此外，还采用了大量先进技术，如在粗轧机后设置了热卷取箱等，主要先进技术如下：(1) 连铸板坯热装（HCR）、直接热装（DHCR）；(2) 热卷取箱；(3) 粗轧机立辊装置（E1、E2）；(4) 液压AGC厚度自动控制系统；(5) 层流冷却系统。(6) 轧线自动化控制系统41重庆科技学院专科生毕业设计 产品大纲及生产方案2产品大纲及生产方案2.1 产品大纲本车间设计是年产量为160万吨的带钢，参考柳钢2032热轧板带生产线，本车间产品大纲编制如表2-1所示。表2-1产品大纲钢种牌号规格,mm状态年产量（万吨）比例（%）普碳钢Q195，Q215Q235，Q255Q2752.025(6001840)热轧7043.75合金结构钢Q345，16MnR30Cr，40Cr45Mn2.025(6001840)2515.63管线钢X602.012(6001840)6540.62典型产品Q195(22018509500mm)的技术要求及化学成分见表2-2。牌号化学成分脱氧方法CMnSiSPQ1950.060.120.250.500.300.500.045F、B、Z牌号厚度偏差屈服点s(N/mm)抗拉强度b(N/mm)伸长率s(%)Q195在宽度15002500，厚度5.008.00时为0.6019531543033表2-2Q195技术条件2.2 生产方案生产方案是进行车间设计时制定产品生产工艺过程，确定轧机组成和选择各种设备的重要依据，产品方案一旦确定，则车间的类型及性质即已确定。本车间典型产品为：Q195(81800mm)，可选用常规热轧工艺。常规热连轧生产工艺是指：板坯（连铸坯）厚度200mm以上，长度一般为4.512.5m；具有一定容量的板坯库：具有加热炉区（一台或多台步进式加热炉）；具有粗轧区；后接精轧机组及地下卷取机（一台到多台）的生产线。本设计选用常规热连轧生产工艺原因如下：(1) 从产品性能方面，常规热连轧所用板坯常为200300mm,而薄板坯连铸连轧一般为50100mm。轧制同样规格产品时，常规热连轧生产具有较高的压缩比，这对产品性能的提高有利。(2) 从产品的定位方面，本设计车间产品品种较多，目前薄板坯连铸连轧工艺在表面质量和品种上难以满足，高质量产品生产尚处于开发实验阶段，如汽车面板、超深冲钢板和高级别的高强韧管线钢、奥氏体不锈钢等(3) 常规带钢热连轧不仅仍是目前主要的生产工艺（无论是从产量和品种上讲目前主要还是由传统带钢热连轧所生产），而且其本身已有了很大变化，并且还在不断发展。鉴于以上原因，本设计采用常规热连轧工艺。重庆科技学院专科生毕业设计 生产工艺流程及工艺制度3生产工艺流程及工艺制度3.1 生产工艺流程本车间生产工艺流程图如下图3-1连铸坯板坯库除鳞粗轧切头除鳞横切厚板横切中板横切薄板热钢卷运输称重喷印表面检查打捆卷取层流冷却精轧纵切带钢送冷轧平整、分卷称重加热热钢卷库图3-1生产工艺流程3.2 生产工艺过程简述热轧板带生产的一般工艺流程是：原料的清理准备，坯料的加热，轧制，轧后冷却，精整和质量检查等工序。3.2.1原料的选择本车间全部采用高质量无缺陷连铸坯为原料，钢种为：普碳钢、优质钢和低合金钢。板坯厚度为180、220mm，宽度6501850mm，长度定尺75009500mm，最短尺6000mm，最大板坯重量30158kg。使用连铸坯的有以下优点：(1)简化了生产过程和设备，节省了投资和劳动力；(2)使成材率提高或金属节约612%以上；(3)大副降低了能耗和成本；(4)断面形状好，成分均匀，坯重可控，生产规模控制灵活；(5)易实现热装热送，直接轧制和连续化，自动化生产。3.2.2坯料加热(1)加热温度加热温度选择主要是确保在加工时金属有足够的塑性。根据合金相图、塑性图及再结晶图即所谓“三图”定温的原则确定加热温度。加热最高温度应低于固相线100150，现场的加热温度也可根据实际情况来确定其加热温度。一般低碳钢温度范围较大，高碳钢和高合金钢加热范围较小。比如含碳量为0.10.4%的钢，加热温度范围通常为8001200；而一些不锈耐热钢的温度范围为10001150；又如Ni 合金的温度范围只在10251150之间。因此对高合金钢加热时一般要严格控制其加热温度范围。(2)加热速度加热速度是指在单位时间内钢的温度变化。加热速度应根据某温度范围金属的塑性和导热性来确定。一般坯料加热可分为两个时期。第一个时期是在低温带加热时期，这个时期由于金属塑性和导热性教差，容易造成金属的外层温差过大而导致热应力过大，很容易造成裂纹缺陷。特别是合金钢塑性和导热性更差，此时要慢速加热。另外有些钢种加热到相变温度时将产生很大的组织应力，因此在该温度中要进行一段保温；第二个时期是指高温带加热时期是指即指当金属加热到700800以后，这时的金属导热性和塑性显著提高，可采取快速加热。对高温坯料要采取快速加热的方法。坯料由装炉到出炉所采取的加热速度基本分为两类，即变速加热和不变速加热。(3)加热时间加热时间是指金属装炉后加热到加工要求温度所需要的时间。根据经验公式采用（F黑斯公式）或者现场的实践经验可以确定加热的时间。 （3-1）式中：加热时间，小时；钢坯厚度，米；系数，一面加热取K=22.7，二面加热取K=13。坯料在加热炉内的加热的温度因钢种而异，视具体工艺实际而定。3.2.3除鳞加热出炉后的板坯，需经过除鳞工艺过程清除板坯表面的氧化铁皮，目前，广泛的是采用高压水除鳞箱除鳞，本设计也采用高压水除鳞箱除鳞。3.2.4粗轧本设计参照当前现有的相关机组的生产情况，采用半连续式轧机生产方式。粗轧区的任务是把出炉的钢坯经过高压水除鳞，经E1/R1轧制，热卷箱卷取中间带坯并开卷、带坯头尾调换后输送到精轧区。加热好的坯料，由出钢机托出放到出炉辊道上，经粗除鳞箱除去炉生氧化铁皮后，由辊道送往E1、R1组成的可逆粗轧机组轧制(可逆轧制35道次，E1之前设有高压水除鳞装置可以用于清除粗轧阶段产生的二次氧化铁皮)。R1采用四辊可逆轧机，轧机本体具有较高的刚度，能够提高中间坯的厚度精度和板形质量。粗轧机组E1、R1轧机的辊缝设有APC系统（即自动位置控制系统）。为了提高产品质量R1轧机还设有液压AGC，E1轧机还设有液压AWC系统。为缩短车间长度，在R1末道次粗轧机组具有与热卷箱连轧连卷功能。轧出合格的中间坯再由辊道送往热卷箱，卷成热卷，然后移送至开卷工位，平头、开卷、将带钢头部引出后经飞剪切除不规则的部分后继续运行至精轧机组。3.2.5精轧粗轧轧出合格的中间坯由热卷箱卷成热卷后，热卷箱开卷，将带钢头部引出后经飞剪切除不规则的部分后继续运行至精轧除鳞箱。（在热卷箱出口处预留有测宽和测厚仪位置，用于将来考虑液压AGC宽度补偿及厚度前馈控制。）带钢头部到达精除鳞箱时，除鳞箱启用高压除鳞水清除中间坯表面的次生氧化铁皮，然后继续运行到精轧机组。带钢尾部移出除鳞箱后关闭除鳞水。精轧机组由一架立辊和七架平辊轧机组成，即F1F7，轧件依次进入轧机连续轧制。精轧机架间设有6台液压活套装置（即L1L6），当轧件依次进入n1架轧机时，n至n1架轧机之间的活套依次升起，通过套高调节系统使轧机自动调速，并通过张力调节系统使带钢在微张力、恒张力状态下轧制，轧成所需要的带钢尺寸。精轧机组F1F7压下系统为全液压压下，并设有液压AGC自动厚度控制系统和正弯辊装置，用于保证带钢全长范围内的厚度精度及板形要求。F1F7工作辊设有轴向窜辊装置，可以降低轧辊热凸度并使轧辊磨损均匀，提高轧辊使用寿命。带钢尾部依次离开各架轧机时，活套装置便自动下降复位。可以根据用户需要用飞剪切除带钢的尾部不规则部分。精轧机架间设有喷水冷却装置，用于控制终轧温度，带钢终轧温度在850以上。精轧机组后设置X射线测厚仪、多功能仪、平直度仪和上表面质量检测仪，其中测厚仪参与液压AGC监控。多功能仪、平直度仪参与板形的监控，上表面质量检测仪参与表面质量的监控。3.2.6层流冷却冷却装置为低压管式层流冷却，布置在输出辊道的上方和下方，分为粗调区和精调区。粗调段和精调段的前段上下集管分别装有流量计，它能测出单根集管的水量供给冷却模型和控制软件使用。还可以通过流量的变化情况判断集管是否堵塞。一旦流量发生较大变化，应立即检查何处设备发生故障，并排除。层流冷却针对轧制工艺、产品钢种、产品规格、性能要求等，由人工开闭控制给水单元的组合，或自动计算和控制开闭给水单元的组合，以达到预想的冷却效果。冷却工艺如下：(1)全长冷却方式：从头到尾带钢总长度上全部进行喷水。(2)头部不冷却方式：是指板厚6mm以上及强度较高的品种，不冷却长度一般控制在1015m。(3)尾部不冷却方式：是指板厚3mm以下及强度较高的品种，不冷却长度一般控制在2030m。(4)头尾不冷却方式：是指既薄又硬的板厚和品种。3.2.7卷取及打捆成品带钢经精轧机组后的输出辊道上的层流冷却系统后，使温度降到规定的卷曲温度，由液压助卷卷曲机卷成钢卷。卷曲完后，由卸卷小车将钢卷托出卷曲机，经卧式自动打捆机打捆后，再由卧式翻卷机将钢卷翻卷成立卷放在链式运输机中心位置上，由链式运输机和步进梁运送钢卷，必要时将钢卷送到检查机组打开钢卷头部进行检查。钢卷经称重打印后根据下一工序决定钢卷的流向。去精整线的钢卷先翻成卧卷再由运输机送到本车间热钢卷库分别进行加工；去冷轧厂的钢卷由运输机运到钢卷转运站，再由钢卷运输小车送至冷轧厂。重庆科技学院专科生毕业设计 设备选择4设备选择4.1 主要设备的技术参数本设计车间机组采用半连续式布置，即1架四辊可逆粗轧机（含E1、E2立辊装置，）和7架精轧连轧机组。半连续式粗轧机与3/4连续式粗轧机相比，具有设备少、生产线短、占地面积小、投资省等特点，且与精轧机组的能力匹配较为灵活，对多品种的产品生产更为有利。4.1.1 粗轧机参数（1）粗轧机立辊装置（E1、E2）。该设备安装在粗轧机的进口侧，当粗轧机处于正向轧制时，该立轧机参与对板坯边部的轧制工作，此时两台轧机形成“串联”式轧制。其主要技术参数见下表4-1。表4-1E1、E2主要技术参数技术参数型式附在主机架上，立式电动机上传动立辊尺寸，mm743.0/692.9736.6开口度，mm5502032电机功率(DC)，KW3732（2）粗轧机主要技术参数。本车间设计粗轧阶段采用一架四辊可逆式轧机，其主要技术参数见下表4-2。表4-2粗轧机主要技术参数技术参数工作辊尺寸，mm997.0/946.22032支撑辊尺寸，mm1447.8/1320.82032最大轧制力，KN40000直流主电机功率，KW37292直流主电机转速，rmin40/100除鳞水压力，MPa184.1.2 精轧机组参数为确保轧制精度和控制板型，在F1F7精轧机上设有动作灵敏、控制精度高的液压AGC厚度自动控制系统。该控制系统代替过去常规采用的电动活陶器和微张力控制两套系统。精轧机主要技术性能见表4-3。表4-3精轧机主要技术性能技术参数工作辊尺寸，mm746.1/673.12032支撑辊尺寸，mm1524/1371.62032最大轧制力，KN36000精轧机组直流主电机参数见表4-4。表4-4精轧机主电机参数表机架单机容量，KW转速，r/min数量F14480.030/751F24474.248/1201F34474.276/1901F44474.2110/2751F54474.2120/2851F64474.2135/3381F74470.0148/37014.2 辅助设备的主要技术参数4.2.1 步进梁式加热炉本设计选用步进梁式加热炉。加热炉分为8个炉温自动控制段对板坯实行有效灵活的加热，以适应板坯装炉温度的变化和产量的变化。炉底纵水梁采用错开布置形式以减少和消除板坯的黑印，获得好的板坯表面加热质量，炉底水粱和立柱采用汽化冷却方式和双重绝热包扎技术，以减少热损失，降低能耗加热炉主要技术性能见表4-5。表4-5步进梁式加热炉主要技术性能技术参数规格，mm1020035000产量，th230（碳钢、冷装）板坯出炉温度，115012504.2.2 高压水除鳞装置高压喷嘴处水压P18MPa。对板坯、中间坯上下面同时喷高压水。4.2.3 热卷箱热卷箱位于R1后延伸辊道后、精轧飞剪前。热卷箱采用了无芯移送和边部保温技术，以减小中间坯头尾温差及带钢边部温降。主要技术性能见表4-6。表4-6热卷箱主要技术性能技术参数钢卷内径，mm65030钢卷外径，mm13002150最大卷取速度，m/s5.0 4.2.4 切头飞剪转鼓式飞剪，可高速切断60mm以下中间板坯，保证轧件头部质量并利于精轧机组咬入。切头飞剪主要技术性能见表4-7。表4-7切头飞剪主要技术性能技术参数剪切带坯厚度，mm2660剪切带坯宽度，mm6001840剪切温度，9004.2.5 层流冷却装置层流冷却系统具有自适应冷却功能和易控制操作的特点。根据带钢钢种、规格、温度及轧制速度等工艺参数，自动控制冷却集管的开闭、调节水流量，将带钢南终轧温度快速冷却至卷取温度，获得所需要的金相组织和力学性能。层流冷却主要技术性能见表4-8。表4-8层流冷却主要技术性能技术参数型式无惯性管式层流冷却层流冷却水量，m3h12600带钢输入温度，850950带钢输出温度，5506504.2.6 卷取机本设计卷取机为三助卷辊液压驱动型式的卷取机，具有踏步功能。侧导板为电动控制，动态响应。卷取机主要技术性能见表4-9。表4-9卷取机主要技术性能技术参数卷简直径，mm762卷简电机功率，KW900卷筒电机转速，rmin0/300/900卷取速度，mmin150841重庆科技学院专科生毕业设计 典型产品工艺计算5典型产品工艺计算板带钢轧制工艺制度主要包括：(1)压下制度：它是板带轧制工工艺制度中最基本的核心内容，直接关系到产量、质量和操作的稳定性。其主要内容是确定所采用的轧制方法、轧制道次和道次压下量。(2)温度制度：包括加热温度制度，轧制温度制度（开轧、终轧温度和道次温度的确定）和冷却温度制度。温度制度取决于对产品的性能要求和变形制度、但对变形制度本身又有所影响。(3)速度制度：多数板带轧机与不可逆式的型钢轧机不同，采用可调速的可逆轧机或连轧机。速度制度的合理与否同样影响轧机的产量和轧钢过程的顺利进行。5.1 粗轧机轧制规程的确定粗轧机的作用是将加热后的板坯，经本机组的粗轧机轧制成规定的厚度和宽度的中间坯。根据产品选择原料选择连铸坯的规格为：22018509500mm，其化学成分见表2-2。5.1.1 粗轧各道次压下分配粗轧机组各道次压下量分配规律为：第一道次考虑咬入及坯料厚度偏差而不应给以最大压下量；中间各道次应以设备能力所允许的最大压下量轧制；最后道次为了控制出口和带钢的板形，应适当减小压下量。本设计粗轧时由一架四辊可逆式粗轧机轧5道次，根据实际经验，中间坯厚度范围在3060mm，本设计取60mm，粗轧总压下量为160mm。粗轧各道次压下分配见表5-2。表5-2粗轧机组压下规程轧制道次压下率 压下量 mm轧后厚度 mm123450.2500.2720.2390.2090.19855453020151651259575605.1.2 粗轧机的速度制度根据体积不变原理：可以粗略得出各轧机道次连铸坯的长度，表5-3（由于长度方向有切头尾，而厚度方向变化很小，所以厚度和长度方向不考虑热膨胀。表5-3粗轧各轧机道次连铸坯的长度参数012345B(mm)185018001800180018001800H(mm)220165125957560L(m)9.513.017.122.628.635.7对于可逆式粗轧机，其速度制定常用梯形速度图和三角形速度图，粗轧机的出口速度一般为24.5m/s，最大可达5.5m/s。由于轧件较长，为操作方便，可采用梯形速度图（图5-1）。根据经验资料取平均加速度,平均减速度取咬入速度,抛出速度，最高转速。图5-1可逆式轧机梯形速度图5.1.3 轧制时间的确定粗轧阶段轧件在每道中的轧制时间t由以下几部分组成：道次间隙时间（它包括空转加速时间、空转减速时间和停留时间）、升速轧制时间、匀速轧制时间、减速轧制时间，即，其中为纯轧时间，它可以根据轧制速度计算出来。对于梯形速度图：等速轧制时间： (5-1)加速轧制时间： (5-2)减速轧制时间： (5-3)纯轧时间： (5-4)式中该道轧后轧件长度，m；轧辊角加速度，r/(min.s)轧辊角减速度，r/(min.s);工作辊的直径m，取D=0.997m。梯形速度图的恒定转速，转/分；轧件的咬入速度，转/分；轧件的抛出速度，转/分；间隙时间取决于：轧辊由上一道的抛出转速逆转到下一道咬入转速所需时间；完成轧辊压下的调整时间；轧件从轧辊间抛出再返回进入轧辊间的时间（包括轧件返回、对时间或转钢时间）。道次间最短的间隙时间应大于三者中最长的时间。根据经验资料在四辊轧机上往返轧制中，不用推床定心时（l8m时，取。按照以上规则本设计取=6s。粗轧各道次的轧制时间（单位s）计算如下第一道次： 同理：第二道次： 第三道次： 第四道次： 第五道次： 粗轧机的速度制度见表5-4表5-4粗轧各道次速度制度道次12345(m)13.017.122.628.635.7(r/min)2020202020(r/min)8080808080(r/min)3030303030（s）3.94.97.27.79.4（s）6666/注：tj为道次间隙时间5.1.4 轧制温度的确定板坯的加热温度，由Fe-C相图，定为1200。考虑到钢坯从加热炉到粗轧机组有温降，第一道次开轧温度定为1150。由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全着想，确定各道次温降时应以尾部温度为准。对于粗轧来说各道次的温降可采用下面的公式： （5-5）式中：道次温降，；前一道次温度，。该道次间隙时间和纯轧时间；该道次轧前厚度，mm；前一道次的绝对温度，K。则第一道次轧后尾部温度为：第二道次轧后尾部温度：第二道次轧前头部温度：第三道次轧后尾部温度：第三道次轧前头部温度：接着进入第四架粗轧机，第四架的轧前头部温度为：第四道次轧后尾部温度：第五道次轧前头部温度：第五道次轧后尾部温度：表5-5粗轧各道次温度变化道次12345温度（）1148.811143.711135.241124.891094.145.2 精轧机组轧制规程的确定精轧机组的主要任务是把从粗轧机架输送来的中间坯通过七机架连轧，把带坯轧成符合用户要求的合格产品。5.2.1 精轧各道次压下分配精轧机组压下量分配原则：第一架可以预留适当的余量，即是考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，而使压下量略小于设备允许的压下量；第二、三架要充分利用设备能力，给予尽可能大的压下量；以后各架逐渐减小，到最末一架一般在1015%左右，以保证板型，厚度精度及性能质量。分配方法：本设计采用经验法。本设计精轧机组压下规程见下表5-7。表5-7精轧机组压下规程机架号1234567轧前H603623161310.58.9轧后h3623161310.58.98h2413732.51.60.9%4036.1130.4325.7520.2315.2410.115.2.2 精轧机组速度制度（1）精轧末架轧制速度的确定。现代热轧带钢连轧机的精轧机一般采用二级加速和一级减速，即带刚在精轧机以1012m/s进行穿带。本设计典型产品厚度为8mm，取穿带速度为10m/s。末架轧机最高轧制速度取为18m/s。精轧机组的速度曲线图如下：图5-2精轧机组的速度曲线图其中，A点：穿带开始时间,穿带速度为；B点：带钢头部出末架至其头部达到计数器设定值点后（050mm）开始第一级加速，加速度为0.51.5m/s2；C点：带钢头部咬入卷取机后（绕上23圈）开始第二级加速，加速度为0.0250.125m/s2；D点：带钢以工艺制度设置的最高速度轧制，取18m/s；E点带钢尾部离开F1机架时，机组开始减速，减到13m/s；F点：带钢尾部离开F6机架，以13m/s速度等待抛出；G点：带钢尾部离开精轧机组，开始第二次降速，降速至咬入速度；H点轧机以穿带速度等待下一条带钢。I点；第二条带钢开始穿带。（2）其他各机架轧制速度的确定。当精轧末机架轧制速度确定后，根据连轧条件秒流量相等的原则，即 （5-9）或 （5-10）式中：精轧机组带钢入口厚度；精轧机组带钢入口速度；末架的带钢出口厚度；末架的带钢出口速度；架轧辊圆周速度；架的前滑值。前滑值可以通过理论公式或经验公式进行计算，既 （5-11）式中：该架的压下量；该架的带钢出口厚度；该架的摩擦系数，此处取值0.5；该架的工作辊直径。该设计中，由于热轧过程中前滑很小，可以忽略不计，故式5.10可转化为 （5-12）代入数据得，F6机架的穿带速度：F5机架的穿带速度：F4机架的穿带速度：F3机架的穿带速度：F2机架的穿带速度：F1机架的穿带速度：F6机架的稳定轧速：F5机架的稳定轧速：F4机架的稳定轧速：F3机架的稳定轧速：F2机架的稳定轧速：F1机架的稳定轧速：从而得出其它各架的速度，见表5-8。表5-8精轧机组各架轧制速度机架1234567稳定轧速(m/s)46.3911.113.716.218穿带速度(m/s)1.52.53.95.66.88.5105.2.3 轧制时间的确定对于精轧机组，各架的纯轧时间相等，精轧机组的间隙时间是指前一根轧件的尾部离开第七架轧机至后一根轧件的头部进入第一架轧机的时间。间隙时间t0 是指各架间隙的时间的总和，即： （5-13）式中：穿带速度；精轧机组的机架间距，本设计为5.5m。则：又：故，精轧机组的轧制周期：5.2.4 轧制温度的确定根据现场经验，带坯在辊道上运行时的温降为12/s，设定辊道降温为10，精轧在除鳞箱的温降为30，由于精轧前立辊与精轧机组距离较近，忽略此处温降，那么带坯头部进入精轧机的温度为。精轧末架的出口温度为880。考虑到轧制过程中塑性变形热和摩擦热，以冷却水降温，辐射散热等多重因素的影响，结合现场实际，采用温降公式： （5-14） （5-15）式中：，精轧前轧件的温度和厚度mm；，轧件终轧温度及厚度mm。根据上公式得： 取考虑到现场轧制生产中，精轧机组间采用冷却水控制温度，根据生产需要，调节精轧各机架轧件温度见表5-9。表5-9精轧各架温度变化机架1234567温度()1052.731035.041011.45981.12937.80900.77880重庆科技学院专科生毕业设计 力能参数计算6力能参数计算6.1 粗轧力能参数6.1.1轧制力的计算轧制力公式为： (6-1)式中：平均单位压力；变形区面积，。S.Ekelund公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为： （6-2）式中：m表示外摩擦时对P影响的系数，；当时。式中为轧制温度，、为以表示的碳、锰的含量；平均变形系数，；粘性系数，Mpa.s摩擦系数，对钢辊，对铸铁辊；决定于轧制速度的系数，根据表6-1经验选取。表6-1与速度的关系轧制速度（m/s）661010151520系数10.80.650.60(1)各道次平均变形速度。第一道次：第二道次：第三道次：第四道次：第五道次：（2）各道次平均单位压力的计算第一道次：第二道次：第三道次：第四道次：第五道次：（3）各道次轧制力的确定：第一道次：第二道次：第三道次：第四道次：第五道次：6.1.2轧制力矩的计算轧制力矩的计算公式，传动两个轧辊所需要的轧制力矩为： (6-3)式中轧制力；力臂系数；咬入区的长度。上式中的力臂系数根据大量实验数据统计，其范围为热轧板带时0.30.6。一般的，轧制力臂系数随着轧制厚度的减小而减小。6.2 精轧力能参数6.2.1轧制力的计算计算方法同粗轧阶段相同。（1）各道次平均变形速度F1机架：F2机架：F3机架：F4机架：F5机架：F6机架：F7机架：（2）各道次平均单位压力的计算外摩擦影响系数：平均变单位压力：（3）各道次轧制力的确定6.2.2轧制力矩的计算计算同粗轧阶段，由公式6-3得：重庆科技学院专科生毕业设计 设备能力参数校核7设备能力参数校核7.1 轧辊强度校核本设计中，由于粗轧两架轧机相同，所以对于同一辊径的情况下，只需校核压下量最大的一道。对于R1校核第二道次，F1F3校核第一道，F4F7校核第四道。由于各机架均为四辊轧机，所以本设计以粗轧机为例进行校核。校核时，需要校核轧制力较大，轧辊尺寸较小的道次。对于四辊轧机，当采用工作辊驱动时，由于工作辊受弯矩小，主要由支承辊承担，量辊之间圧靠会产生接触应力，因此在设计校核中，支撑辊校核辊身与辊径的弯曲应力，工作辊校核辊身弯曲应力，辊头的弯曲组合应用，以及两辊间的接触应力大小。7.1.1 参数计算由于校核时应考虑危险情况，故有关尺寸应按最危险情况取值，现将有关的轧辊参数列出如下：(1)工作辊。R1粗轧机主要尺寸为：辊径D辊身长度L；997mm2032mm，辊颈采用滚动轴承，故根据经验公式，其尺寸如下：，取为520mm。，取为500mm。图7-1万向接轴示意图辊头采用滑块式万向接轴，其主要尺寸如下：辊头的直径：，取1000mm。厚度：，取270mm。，取200mm。压下螺丝中心距。，根据表7-1选择抗扭断面系数。表7-1抗扭断面系数11.523450.2080.3460.4930.8011.151.789其它参数选择方法相同，结果列表如下表7-2。表7-2工作辊参数选择结果（单位mm）项目辊径D辊身长度L辊颈D辊颈b辊头D辊头b辊头sR19972032550500980200280F1F37462032420380790120200F4F76732032350300690110180 (2)支撑辊。R1粗轧机主要尺寸为：辊径D辊身长度L：1550mm2032mm；辊颈：d=850mm，=750mm；压下螺丝中