第頁年產(chǎn)量330萬噸Q235中厚鋼板的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)摘要眾所周知中厚板的生產(chǎn)在鋼鐵行業(yè)內(nèi)有著相當(dāng)重磅的地位，此次設(shè)計(jì)的是一個(gè)年產(chǎn)量高達(dá)330萬噸中厚板的生產(chǎn)車間，它經(jīng)典產(chǎn)品為Q235，5.03mm×1400mm[1]，本文先行闡述了中厚板凳發(fā)展歷史，又交叉對比了一下中國與外國中厚板的發(fā)展現(xiàn)狀，接著預(yù)測和展望了一下其未來發(fā)展趨勢。然后就是設(shè)計(jì)的部分，首先要做到是產(chǎn)品大綱和金屬表的制定，其中包括產(chǎn)品大綱標(biāo)準(zhǔn)，原料的選擇以及有關(guān)平衡表選擇的方法，然后就是對于設(shè)備的拔取，主要是3套步及進(jìn)梁式加熱爐，高壓水除鱗裝置，保溫罩，定寬壓力機(jī)，立輥軋機(jī)粗軋機(jī)、一臺切頭剪，一臺精軋除鱗裝置，一架F1附設(shè)的立輥軋機(jī)，7架不可逆精軋機(jī)以及附帶設(shè)備等，此次設(shè)計(jì)于較為典型的產(chǎn)品為例子，擬定了一系列制度，并對車間內(nèi)的裝置進(jìn)行理論上的數(shù)據(jù)檢測以保障能有想象中的生產(chǎn)能力。通過計(jì)算該車間的最大產(chǎn)量是359.10萬噸，比我們所要求的年產(chǎn)量330萬噸大，且加熱爐年加熱坯料為368.72萬噸遠(yuǎn)超我們所要求的339.86萬噸。并且，此次設(shè)計(jì)還針對性地提出各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和環(huán)境保護(hù)指標(biāo)，要在盡可能的情況下保證了生產(chǎn)還要對環(huán)境友好，同時(shí)附上繪制生產(chǎn)車間cad圖紙一張關(guān)鍵詞:中厚板,工藝設(shè)計(jì),能力參數(shù),環(huán)境保護(hù)目錄TOC\o"1-3"\h\u136301緒論 6205521.1中厚板的發(fā)展歷史 6126551.1.1中國的中厚板的發(fā)展現(xiàn)狀 652071.1.2國外的中厚板的發(fā)展現(xiàn)狀 6166261.2國內(nèi)外中厚板生產(chǎn)水平的差距 716858（1）熱裝熱送技術(shù) 722245（2）控軋控冷技術(shù) 73249（3）板形控制技術(shù) 761361.3中厚板生產(chǎn)的發(fā)展趨勢 83534（1）軋制技術(shù)逐漸提高 819510（2）軋機(jī)越來越大 815477（3）控軋控冷相結(jié)合 81993（4）板形動(dòng)態(tài)系統(tǒng)控制 813896（5）精整現(xiàn)代化 828871.4本次設(shè)計(jì)的目的及意義 9299572產(chǎn)品大綱和金屬平衡的制定 979482.1產(chǎn)品大綱的制定 9181422.1.1產(chǎn)品大綱的主要標(biāo)準(zhǔn) 927252.1.2產(chǎn)品大綱 10181212.2原料選取 1041912.3編制金屬平衡表 11154362.3.1金屬平衡表的編制依據(jù) 11221252.3.2編制金屬平衡表 11180482.4坯料表面缺陷的清理 12128833設(shè)備選擇 1252243.1加熱區(qū)設(shè)備選擇 12123943.1.1加熱爐的選擇 12155713.1.2加熱溫度及均勻 13165683.2粗軋區(qū)設(shè)備的選擇 1367443.2.1高壓水除鱗裝置 13316143.2.2保溫罩 13297443.2.3定寬壓力機(jī) 13171803.2.4立輥軋機(jī)E1E2 14171543.2.5粗軋機(jī)R1R2 15302753.3精軋區(qū)設(shè)備的選擇 1563573.3.1切頭剪 15155023.3.2精軋機(jī)F1附屬立輥軋機(jī) 16117163.3.3精軋機(jī)組 1722893.3.4在線磨輥技術(shù) 19243634軋制工藝及軋制制度的確定 2022164.1生產(chǎn)工藝流程 2075254.1.1制訂生產(chǎn)工藝流程的依據(jù) 20108834.1.2生產(chǎn)工藝的流程圖 20256864.1.3生產(chǎn)工藝流程簡述 2125084.2加熱制度 22320764.2.1加熱的目的 2284694.2.2加熱的要求 22320104.2.3加熱溫度的確定 2232454.2.4加熱時(shí)間的確定 23181604.2.5加熱速度的確定 2385934.3壓下規(guī)程設(shè)計(jì) 23262724.3.1原料選擇 2412974.3.2粗軋機(jī)組壓下制度制定 24234404.3.3精軋機(jī)組壓下制度的確定 2747464.3.4咬入條件校核 2836894.4速度制度 2920064.4.1粗軋速度制度 2997644.4.2精軋機(jī)軋制時(shí)間制度 30303124.4.3軋制時(shí)間的計(jì)算 31254104.4.4軋機(jī)工作圖表 3297794.5溫度制度 3365474.5.1粗軋溫度制度 33165824.5.2精軋溫度制度 34259604.6輥型制度 3536495軋制力計(jì)算和設(shè)備生產(chǎn)能力校核 36243585.1軋制力的計(jì)算 3669365.2傳動(dòng)力矩的計(jì)算 39267665.2.1軋制力矩 3953065.2.2摩擦附加力矩 39187495.2.3空轉(zhuǎn)力矩和傳動(dòng)力矩 40236975.3設(shè)備能力參數(shù)校核 41154055.3.1電機(jī)能力校核 4130725.3.2咬入條件校核 42241295.3.3軋輥校核 43146605.3.4軋機(jī)生產(chǎn)能力校核 51118045.3.5加熱爐能力校核 5331696各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 5440576.1概述 54277856.2車間各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 5470087節(jié)能與環(huán)境保護(hù) 5545057.1綠化 56292817.2工業(yè)廢水循環(huán)利用 56252507.3噪聲處理 568377.4大氣污染的防治 5745047.5有害廢棄物的處理 5722007.6降低能耗 579630結(jié)論 5820654參考文獻(xiàn) 591緒論工程中常見或者常用的一類厚度遠(yuǎn)小于平面尺寸且厚度通常在4mm至20mm之間的鋼板我們稱之為中厚板，常見于電器驅(qū)動(dòng)裝置、以及船廠行業(yè)、涉及鋼筋混凝土等行業(yè)，故它的市場消耗份額很大。1.1中厚板的發(fā)展歷史1.1.1中國的中厚板的發(fā)展現(xiàn)狀自上個(gè)世紀(jì)七十年代以來，我國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)有了非一般的發(fā)展，從產(chǎn)能到產(chǎn)品質(zhì)量各個(gè)方面都有了巨大的進(jìn)步，而近些年來我國市場對中厚板的需求量一直維持著持續(xù)上升的態(tài)勢，特別是在2000年后，對中厚板的需求上升速度劇烈加快，這其中最重要的拉到原因就是由于國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模的建設(shè)，造船業(yè)，橋梁建設(shè)，油氣開發(fā)和輸送以及各類機(jī)械制造業(yè)的興起或突飛猛進(jìn)般的發(fā)展[2]。目前我國現(xiàn)今擁有的中厚板生產(chǎn)生產(chǎn)線眾多，但每年對中厚板的需求仍在以非常之快的速度增加著，且國內(nèi)市場對于低檔次的鋼板的消耗量已經(jīng)快到了極限，令人無奈的是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)所要的高質(zhì)量高強(qiáng)度的中厚板仍然處于需求大于供給的階段，這便促進(jìn)了中厚板行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)開始由原先的較為原始的普碳板向著更高品質(zhì)的高強(qiáng)度品種鋼發(fā)展。鑒于目前我國鋼鐵企業(yè)所生產(chǎn)的鋼板質(zhì)量低，而市場卻需要大批量的高質(zhì)量性能優(yōu)越的鋼板。因此如何同時(shí)提高中厚板質(zhì)量和產(chǎn)量,特別是怎么得到高品質(zhì)高強(qiáng)度高質(zhì)量的中厚板,這個(gè)問題是我們現(xiàn)在所迫切要解決的一道難題[3]。1.1.2國外的中厚板的發(fā)展現(xiàn)狀西方鋼鐵行業(yè)興起時(shí)間較早，技術(shù)積累多，因此目前國外中厚板的生產(chǎn)以及軋機(jī)的建設(shè)都趨于較為穩(wěn)定的水平，且現(xiàn)在國外的中厚板鋼的產(chǎn)品的產(chǎn)量及種類在慢慢的增加著，而隨著這一趨勢在不斷提高的還有生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，與其同時(shí)，中厚板的生產(chǎn)成在逐年降低。最近幾年，國際上的中厚板鋼的交易活動(dòng)還是相對比較活躍的，就當(dāng)前而言國際鋼鐵行業(yè)所要發(fā)力的一個(gè)重要的競爭和極其重要的發(fā)展熱點(diǎn)將是低合金，高強(qiáng)度，高質(zhì)量的中厚板鋼，現(xiàn)在占據(jù)國際市場較大份額的公司以德國，日本，韓國的公司居多。國內(nèi)外之所以存在著較大的中厚板生產(chǎn)技術(shù)方面的差距，是因?yàn)橥鈬居邢旅鎺讉€(gè)我國尚沒有的工藝：使用能夠去除毛刺的設(shè)備，讓坯料的性能得到提升。使用能夠消除磁性的設(shè)備，保障了低溫狀態(tài)下的板坯。增加了各類非一般形狀的鋼板的制造。工廠對鋼板的驗(yàn)傷方法眾多。1.2國內(nèi)外中厚板生產(chǎn)水平的差距自21世紀(jì)開始，我們對新品鋼板的開發(fā)主要著力于對某些惡劣環(huán)境的承受能力，列如極高的溫度，極大的壓力等。隨著最近幾年國內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和國內(nèi)科技水平持續(xù)高速發(fā)展，我國也逐漸的在鋼鐵行業(yè)普及應(yīng)用了一下幾個(gè)新技術(shù)，以提高我國中厚板的生產(chǎn)水平；高溫下裝填及轉(zhuǎn)送技術(shù)能夠在爐還處于較高溫度時(shí)，調(diào)和生產(chǎn)線的工作頻率。等到軋制后的鋼坯在溫度降下后，將其送進(jìn)保溫加熱爐內(nèi)，這樣子能夠減低生產(chǎn)中不必要的損失。（2）控制壓下加工及溫度調(diào)控技術(shù)控制壓下加工及溫度調(diào)控技術(shù)是一項(xiàng)前沿的工藝，他的運(yùn)行機(jī)制就是將軋制加工與快速降溫有機(jī)相結(jié)合，這種工藝能在一定程度上改善產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，這樣子能夠在市場中減少對資源的損耗也節(jié)約生產(chǎn)的成本。（3）鋼板外觀控制技術(shù)這個(gè)技術(shù)能使鋼板外觀整潔規(guī)整，比且可以增加可以生產(chǎn)制造的產(chǎn)品的品種盡管我們的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)在此領(lǐng)域中取得的較大的發(fā)展與提升，同以前而言已經(jīng)是不可同日而語了，但是較國外先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平而言，我國還有很長的一段路要走，這其中我們的不足之處集中于下列情況中：1）我國中厚板生產(chǎn)企業(yè)在市場規(guī)模及生產(chǎn)車間方面較國外落后。2）我國使用的仍多為較為落后的加熱爐，其性能較差。3）我們目前所使用的矯直機(jī)性能較差。4）我國中厚板生產(chǎn)企業(yè)興起較國外要晚，技術(shù)積累不及國外幾個(gè)主要企業(yè)1.3未來中厚板的走勢1960年到1980年之間的一段范圍內(nèi)，厚板行業(yè)的發(fā)展速度進(jìn)步相當(dāng)快，在這其中中厚板軋制有著非常重要且不可動(dòng)搖的地位，因?yàn)樗且粋€(gè)國家工業(yè)能力的重要體現(xiàn)?，F(xiàn)如今市場中的競爭愈演愈烈，市場對鋼鐵的性能及各方面的條件越來越苛刻。一句話講就是以后其發(fā)展走勢會是下面這幾種[4]：壓下加工技術(shù)將會持續(xù)不斷向上發(fā)展中厚板的壓下加工技術(shù)在這幾年以來有了飛速的進(jìn)步，不管是對現(xiàn)有的機(jī)器進(jìn)行升級還是最近幾年才投入使用的機(jī)器，其的性能都較過去有了很大的進(jìn)步。各方面的參數(shù)都有了很大的提升。在改進(jìn)機(jī)器的同時(shí)我們還大規(guī)模使用了很多先進(jìn)的非人工化測試方法，如液壓AGC、加算機(jī)測溫、測厚、測長、測寬、測板形等一系列新型手段?，F(xiàn)如今可以制造長度長60米的鋼，還能制造寬度最大為5350毫米的產(chǎn)品，且產(chǎn)品的鮮明的長度誤差降低。至今為止，國內(nèi)大多數(shù)的中厚板企業(yè)可以生產(chǎn)出全球大多數(shù)中厚板軋機(jī)所要的原始材料--連鑄板，且每年生產(chǎn)的數(shù)量在逐步上升。軋制機(jī)器體積進(jìn)一步增大現(xiàn)如今，全球范圍內(nèi)新投入使用的機(jī)器體積較以往所使用的機(jī)器要大，新的機(jī)器的輥面寬度一般都在五米以上，而現(xiàn)在退出市場的機(jī)器一般都不超過四米。壓下加工與溫度調(diào)控有機(jī)結(jié)合壓下加工與溫度調(diào)控有機(jī)結(jié)合工藝可以在一定程度上改善鋼板的性能。在同一時(shí)刻還能讓非金屬元素以及部分金屬元素的降低，能夠使鋼材質(zhì)量進(jìn)一步優(yōu)化，減少資源的損耗。鋼板進(jìn)行最后一道軋制過程一般處于730~790℃，并且軋制后的鋼板能夠以較快的冷卻速度在較短的時(shí)間內(nèi)降溫到500℃，鋼板的強(qiáng)度方面屬性能也能在這過程中進(jìn)一步優(yōu)化，而鋼板在發(fā)生變形時(shí)吸收能量的能力不會被改變。先進(jìn)的外形整備技術(shù)一條先進(jìn)的外形整備生產(chǎn)線囊括這幾個(gè)機(jī)器。列如矯直機(jī)、冷床、雙邊剪或圓盤剪、定尺剪、表面檢查修磨裝置、超聲波探傷儀、打印機(jī)、收集裝置及冷矯直機(jī)等。該精整線每年可以處理的產(chǎn)品不少于兩百萬噸。1.4本次設(shè)計(jì)的目的及意義自二十一世紀(jì)以來，隨著中國的國民經(jīng)濟(jì)的超高速發(fā)展，國內(nèi)對于中厚板的需求量正在逐年提高，特別是一些對鋼板消耗量巨大的行業(yè)，如基建，房地產(chǎn)等行業(yè)，其的影響力是不可取代的。我們這次的任務(wù)便是在我們現(xiàn)在的鋼鐵行業(yè)目前的發(fā)展近況的基礎(chǔ)上，使我國鋼鐵企業(yè)縮短他們與國外知名企業(yè)之間的差距，故來設(shè)計(jì)一個(gè)能夠年產(chǎn)量在330萬噸的生產(chǎn)車間，并且要在盡量減少損耗的基礎(chǔ)上制造出合格的高水平的產(chǎn)品。2產(chǎn)品大綱和金屬平衡的制定2.1產(chǎn)品大綱的制定產(chǎn)品大綱是我們在設(shè)計(jì)過程中對鋼板的制造工藝，軋制機(jī)器的篩選以及其他機(jī)器的重要準(zhǔn)則。一份說明書里面比較要緊的內(nèi)容，如果沒有它，我們就很難進(jìn)行一步的設(shè)計(jì)2.1.1產(chǎn)品大綱的主要標(biāo)準(zhǔn)大綱的擬訂規(guī)范如下:首先要確保各物料之間的比例穩(wěn)定，尤其是不同地方之間的協(xié)調(diào)穩(wěn)定。必須確保有關(guān)于車間生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié)都得處于一種動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定當(dāng)中，所有的一切關(guān)乎于生產(chǎn)的都處于一個(gè)上升的態(tài)勢。在軋制機(jī)器性能可行的基礎(chǔ)上，想辦法讓軋制機(jī)器能夠做到專機(jī)專用以及生產(chǎn)的產(chǎn)品成系列，。思量到不同地方的不同情況，各地方自身特色不同，中國鋼鐵系統(tǒng)要逐漸完備?，F(xiàn)今擺在我們眼前的難題還是比較多的，這其中有部分是較為重要的難題，例如中厚板的產(chǎn)品品種少，規(guī)格老化等。所以我們要基于國內(nèi)鋼鐵行業(yè)目前的發(fā)展現(xiàn)狀，慢慢去落實(shí)中厚板鋼產(chǎn)品構(gòu)成以及去除產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的老舊化。假如條件成熟，我們可以想辦法在全球范圍內(nèi)提高一下我們中厚板的地位，增加競爭力。2.1.2產(chǎn)品大綱大綱大致有下面幾點(diǎn)：1）制造的產(chǎn)品的品種及工廠的體量。2）工廠所生產(chǎn)的中厚板種類及其大小尺寸。3）各類不同的鋼板自身的產(chǎn)量以及他們所占的份額。依據(jù)不同鋼板供給及他們所要不同的技術(shù)擬定了下表2.1所示的大綱：表2.1產(chǎn)品大綱2.2原料選取本次設(shè)計(jì)車間的能夠給我們供給生產(chǎn)的原材料，故我們選用的鋼坯是連鑄坯。下表則是原材料規(guī)格表。表2.2原料規(guī)格表2.3編制金屬平衡表2.3.1金屬平衡表的編制依據(jù)鋼鐵生產(chǎn)過程里最重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一就是成才率，而影響到成才率的主要原因有加熱時(shí)損耗，剪切過程中的損耗以及軋制過程中的損耗等[18]。2.3.2編制金屬平衡表表2.3金屬平衡表2.4坯料表面缺陷的清理板坯的外表面上一般是不能有缺陷，且不能出現(xiàn)不同層之間出現(xiàn)隔離。板坯外面的一些瑕疵可以使用打磨機(jī)去清除。不過切記，在消除瑕疵時(shí)，清除厚度應(yīng)該是板坯的厚度允許變化范圍的二分之一，但是部分不會破壞到板坯外表品質(zhì)的瑕疵不用理會3設(shè)備選擇3.1加熱區(qū)設(shè)備選擇3.1.1加熱爐的選擇爐子的工作原理是通過把溫度升高到爐內(nèi)坯料能夠發(fā)生奧氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度，在這過程中，由于某些條件以及符合，故爐內(nèi)坯料會獲得比未處理是要更加好的質(zhì)量和屬性。本次設(shè)想的是連續(xù)鑄造的方式賴生產(chǎn)加熱高達(dá)339.8萬噸的鋼材。因?yàn)檐堉茩C(jī)器龐大的工作效率。因此我們準(zhǔn)備了三套高達(dá)270t/h的較為先進(jìn)可靠的加熱爐。我們?yōu)榱四軌驅(qū)崿F(xiàn)快捷的對高低溫度的坯料進(jìn)行開關(guān)以及實(shí)現(xiàn)高溫的坯料能夠在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入爐內(nèi)，把整個(gè)加熱爐一分為二。我們把自將板坯送進(jìn)爐子的那一端起沿著一定的方位到板坯出爐的那一端為止把整個(gè)爐子分為不同的幾段。分別是不會加熱的預(yù)熱段，會加熱的加熱一段，加熱二段以及最后的均熱段。一共是四大段。這其中第一段主要是出于環(huán)保和環(huán)境友好方面考慮的。這樣子有利于資源的循環(huán)利用，通過把原本應(yīng)該排放到環(huán)境中的氣體回收起來給爐提供熱來達(dá)到節(jié)約資源損耗的目的。爐子的大致參數(shù)如下表3.1所示表3.1加熱爐主要尺寸單位：mm3.1.2加熱溫度及均勻1)裝爐的溫度(1)冷裝：(常溫)占40%；(2)熱裝：(500~600℃)占50%；(3)直接熱裝(≥800℃)占10%；2)出爐的溫度：1200~1250℃；3)溫度均勻性從爐中送出的坯料這個(gè)表面以及他的截面的溫差都應(yīng)該在30℃以內(nèi)。最高溫差最大不能高于30攝氏度；在R2之后絕大部分坯料的溫差都不能超過20℃。3.2粗軋區(qū)設(shè)備的選擇3.2.1高壓水除鱗裝置類型：高壓水噴射式；壓力：16MPa；噴嘴：扁平噴射式，66個(gè)；水量：約7200L/min；集管數(shù)：上下兩個(gè)。3.2.2保溫罩我們?yōu)榱瞬粫寧т摮霈F(xiàn)會影響到精軋時(shí)的溫度的情況出現(xiàn)。即所謂的溫降。我們會使用一個(gè)名為保溫罩的設(shè)備去保證溫降不會出現(xiàn)。而且這個(gè)設(shè)備通常是放在延遲輥到上的。類型：液壓傾動(dòng)式；液壓缸行程：560毫米；開啟角度：0°，45°，90°；個(gè)數(shù)：12個(gè)。3.2.3定寬壓力機(jī)定寬壓力機(jī)可以使230毫米的鋼坯在經(jīng)過一道次最大側(cè)壓下量350毫米來降低連鑄方面寬度的變更。他的各項(xiàng)性能指標(biāo)如下表所示。表3.2定寬壓力機(jī)的設(shè)備參數(shù)3.2.4立輥軋機(jī)E1E2我們這次把立輥軋機(jī)完全當(dāng)做是在R1R2軋機(jī)的附著設(shè)備設(shè)置，且此次立輥軋機(jī)在前頭。以下為立輥軋機(jī)的技術(shù)參數(shù)[5]。表3.3E1E2立輥軋機(jī)設(shè)備參數(shù)3.2.5粗軋機(jī)R1R2R1R2粗軋機(jī)具體技術(shù)數(shù)值為下表3.4.所示表3.4R1R2粗軋機(jī)設(shè)備參數(shù)3.3精軋區(qū)設(shè)備的選擇此次設(shè)計(jì)是由一臺切頭剪、一臺精軋除鱗裝置、一架F1附設(shè)的立輥軋機(jī)以及七架不可逆精軋機(jī)加上部分附帶設(shè)備構(gòu)成[6]。3.3.1切頭剪1)切頭剪主要設(shè)備參數(shù)如下表3.5。表3.5切頭剪重要的設(shè)備參數(shù)2)剪切能力表3.6剪切能力3.3.2精軋機(jī)F1附屬立輥軋機(jī)表3.7F1附屬立輥軋機(jī)3.3.3精軋機(jī)組精軋機(jī)組是我們本次設(shè)計(jì)的車間的重點(diǎn)。他能夠?qū)⒅虚g板坯尺寸生產(chǎn)為我們所需要的產(chǎn)品尺寸。在此基礎(chǔ)上還能維持住他的準(zhǔn)確性，以達(dá)到客戶所提出的要求。精軋機(jī)采用的系統(tǒng)為全液壓減速器AGC系統(tǒng)。到目前為止AGC系統(tǒng)厚度控制數(shù)學(xué)模型仍處于逐漸完善當(dāng)中，科研團(tuán)隊(duì)也正在努力的提高該系統(tǒng)的控制精度。該機(jī)組一共由7架四輥可逆式軋機(jī)軋機(jī)，封閉拱，架間距為6m，F(xiàn)1~F7油潤滑技術(shù)，工作輥橫移小車時(shí)的快速變化，減少軋制時(shí)間，其詳細(xì)情況為表3.8所示[6]。表3.8精軋機(jī)組主要設(shè)備參數(shù)精軋機(jī)組其它設(shè)備：1）軸徑軸承：(1)工作輥；F1：4列圓錐滾柱軸承；(2)支撐輥：圓錐輥頸油膜軸承（摩根軸承）；F1~F2：4列圓錐滾柱軸承和推力輥?zhàn)虞S承；2）主液壓缸（2臺/機(jī)架）(1)最大推力：F1~F3：2000噸/液壓缸；F4~F7：1700噸/液壓缸；(2)主液壓缸內(nèi)徑×有效行程×工作壓力：F1~F3約1050mm×約120mm×245kg/cm2F4~F7約1050mm×約120mm×209kg/cm23工作輥彎輥力的詳細(xì)數(shù)據(jù)見下表3.9表3.9工作輥彎輥力及主要的參數(shù)3.3.4在線磨輥技術(shù)在線磨輥裝置的詳細(xì)數(shù)據(jù)見下表3.10所示表3.10在線磨輥裝置主要參數(shù)4軋制工藝及軋制制度的確定4.1生產(chǎn)工藝流程4.1.1制訂生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)工藝流程的擬定的標(biāo)準(zhǔn)是下面幾個(gè)方向[7]：由我們先前擬定的計(jì)劃所決定的。計(jì)劃中由于不同產(chǎn)品之間存在著部分差別，因此每個(gè)產(chǎn)品所需要的工藝技術(shù)也是天差地別的。針對不同鋼板其對質(zhì)量的需求不同。因此只有相對應(yīng)的工藝技術(shù)才能給予保證，才能夠生產(chǎn)出合乎要求的產(chǎn)品車間的規(guī)模往往在一定程度上決定了技術(shù)的難易程度，一般而言，越大的生產(chǎn)規(guī)模，其工藝流程也會相應(yīng)的越復(fù)雜。因此我們設(shè)計(jì)一個(gè)車間的流程圖時(shí)，往往要從他的生產(chǎn)規(guī)模入手。4.1.2生產(chǎn)工藝的流程圖本設(shè)計(jì)的工藝流程如下圖4.1：圖4.1工藝流程4.1.3生產(chǎn)工藝流程簡述我們會把合乎要求的坯料按照一定的順序一一送進(jìn)車間輥道，接著就是對坯料進(jìn)行稱重，完事后會被轉(zhuǎn)移到爐內(nèi)。我們會把爐內(nèi)溫度升至一千零五十度到一千二百五十度左右。為了讓鋼坯的顯微組織奧氏體的組成能夠均一，我們要保證有足夠高溫度和保溫時(shí)間。在經(jīng)過處理后，我們將坯料轉(zhuǎn)移到用于運(yùn)輸坯料的輥道，接著下一步被送進(jìn)水箱中進(jìn)行除去氧化皮的步驟。在坯料進(jìn)入箱內(nèi)后，我們會使用箱中的設(shè)備把坯料的外表進(jìn)行整備，使其外表干凈美觀，接著送至一個(gè)設(shè)備進(jìn)行軋制中的第一部粗軋。用于在軋制中對坯料進(jìn)行降溫的裝置可以安裝在粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間，這樣的安排可以大大降低中間坯的等待時(shí)間。坯料在經(jīng)過粗軋之后會成為所謂的中間坯料，接著在被送到下一個(gè)環(huán)節(jié)精軋的過程中會有裝置對其進(jìn)行降溫處理，從而達(dá)到節(jié)約時(shí)間的目的。如何確定矯直的速度呢，一般而言是根據(jù)坯料的自身的特性來抉擇的。不過其范圍一般在零到二點(diǎn)五之間不等。坯料在接受矯直處理后，其溫度在五百到一千度左右，我們通常會在這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)將其送去冷卻。坯料在冷床中由于處于相對靜止的狀態(tài)，故他表面并無刮痕。坯料通常在溫度減少到一定程度后便會離開冷卻設(shè)備，這個(gè)溫度一般是一百到一百五。接著便是驗(yàn)傷環(huán)節(jié)，對坯料進(jìn)行全方位的檢查，一確保它合乎要求。只有檢查合乎設(shè)計(jì)要求的鋼才能順利繼續(xù)接下來的環(huán)節(jié)，如若不然，便是會對其采取另外的處理。下一步便是對那些經(jīng)過檢查是合乎我們設(shè)計(jì)要求的坯料進(jìn)行切割處理。最先通過剪切的坯一般都是較小尺寸的鋼材。通常厚度不超過五十mm，它的不規(guī)則部分將被割下并舍棄。然后依據(jù)坯料的實(shí)際情況進(jìn)行一定程度的處理，方便后面的進(jìn)一步處理。即后續(xù)對坯料邊緣區(qū)域所進(jìn)行的剪切。剪切時(shí)其數(shù)劇一般是提前依據(jù)坯料的實(shí)際情況預(yù)設(shè)好的。在經(jīng)歷完以上步驟后進(jìn)入到板的轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)中，我們還得繼續(xù)對板進(jìn)行人工檢查，以確保這些坯料是合乎我們設(shè)計(jì)要求的合格產(chǎn)品，如若不然，便會對他按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。4.2加熱制度4.2.1加熱的目的1.有助于增強(qiáng)其可變形的能力，減少軋制過程中因?yàn)榘邃摯嬖谳^大的抵擋彎曲的力而損耗的能量；2.能使得軋制過程中受到的額外的阻力變少，使得軋制能夠順利完成；3通過加熱我們能得到更高品質(zhì)更高強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)板鋼；4加熱處理能夠給我們軋制的設(shè)備提供保護(hù)，降低由于設(shè)備的損耗帶來的成本增加的幾率。且有利于我們充分發(fā)揮出軋機(jī)的最大潛能。4.2.2加熱的要求加熱要求如下：1溫度要適中，不可過高或過低，這兩者都會增加生產(chǎn)的成本；2我們要是的板材的截面高度差盡量相同，不然可能會因?yàn)榫植坎痪鶆虺霈F(xiàn)較大溫差。這樣子可能會導(dǎo)致板坯出現(xiàn)熱應(yīng)力；3坯料在加熱過程中會出現(xiàn)氧化皮。為了使我們到損耗控制在一定的范圍內(nèi)，我們得盡量減少氧化的幾率；4脫碳會發(fā)生在高碳的坯料的加熱過程中，為了減少能耗，我們要小心這個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)；5根據(jù)不同種類的鋼來擬定適合該品種鋼坯他的熱處理方法。4.2.3加熱溫度的確定不同種類的鋼板會有著屬于自己的一個(gè)明確的加熱溫度。而這個(gè)溫度的確定是由于各個(gè)品種的鋼坯自身屬性。不同的鋼的性能屬性不盡相同，故它們對溫度的要求也天差地別。在這之外呢，還要充分思考別的影響因素，只有這樣子才能確定好一個(gè)合適的區(qū)間1)溫度的最大及最小值：最簡單的判斷方法或常用的方法就是查看鐵碳二元相圖。就現(xiàn)實(shí)情況而言呢，最大溫度一般是在一千一百四十度到一千五百三十度以下的一百到一百五十度左右，最低則是在八百到八百五十度之間。另外我們還需想到結(jié)束軋制后迅速降溫的可能性2)還得思考到我們設(shè)計(jì)鋼板時(shí)所提出的標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)備的影響；3)不能被遺忘的還有部分鋼板中存在著較多的金屬和非金屬元素。4.2.4加熱時(shí)間的確定三段式加熱制度分別是鋼坯的預(yù)熱、鋼坯的加熱和鋼坯的均熱。我們得把鋼的加熱。普通鋼坯的加熱時(shí)間為2~3小時(shí)。加熱時(shí)間的計(jì)算公式為:τ=(7+0.05S)S(4.1)式中：τ—加熱時(shí)間，（min）；S—鋼坯厚度，（cm）4.2.5加熱速度的確定所謂的加熱速度是指一單位體積或者重量的鋼在加熱過程中，在一單位時(shí)間內(nèi)，升高溫度的數(shù)值。在溫度處于五百到六百度這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)時(shí)，板鋼的可變性能力最差。此時(shí)應(yīng)該選擇較為慢的速度，可以使得鋼不會因?yàn)槌霈F(xiàn)內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)斷裂。但在溫度進(jìn)一步上升時(shí)，加熱速度就要較低溫區(qū)間要快。4.3壓下規(guī)程設(shè)計(jì)如何擬定一個(gè)壓下規(guī)程呢，這其中有兩種解決辦法。一種辦法是理論方法，顧名思義就是參考一下表格，并且加以一定的計(jì)算，在我們早先設(shè)置好的基礎(chǔ)上，求出一個(gè)相對比較完美的答案。不過可惜的是這一切都是建立在比較完美的設(shè)定里面，實(shí)際生產(chǎn)中想做到簡直異想天開。故，在我們真正的生產(chǎn)活動(dòng)中使用的是另一種辦法，經(jīng)驗(yàn)方法。經(jīng)驗(yàn)方法在實(shí)際的生產(chǎn)中的具體表現(xiàn)就是工人會在實(shí)操中按照個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對可能出現(xiàn)的種種狀況做出他自己的判斷[8]。4.3.1原料選擇軋制鋼種：Q235選擇連鑄坯的規(guī)格為：230×1500×10000mm,鋼坯的化學(xué)成分如下表(WT%)。表4.1坯料化學(xué)成分(WT%)4.3.2粗軋機(jī)組壓下制度制定這次的廠房里面的粗軋機(jī)組是分為兩個(gè)部分。分別是R1和R2。然后R1可以軋三次。R2也能軋三次。故整個(gè)軋制環(huán)節(jié)可以軋六次。我們會在鋼板在進(jìn)行粗軋前對其進(jìn)行側(cè)壓。側(cè)壓后才會進(jìn)行粗軋[9]。（1）根據(jù)成品板材的寬度來確定精軋目標(biāo)寬度：（4.2）其中：BC－成品板寬1400mm；β－寬展邊余量（6~8mm）；C1－熱膨脹率（1.45×10-5）；TF7—精軋末架出口溫度，℃，取850℃；所以（2）粗軋機(jī)器要軋制的尺寸是有其出口大小決定的(4.3)式中：BR—粗軋機(jī)出口寬度，mm；δBF—精軋機(jī)組的總寬展量，mm。因?yàn)榫垯C(jī)器對產(chǎn)品尺寸的影響很小，故將其略過，因而：（3）各道次壓下量分配：當(dāng)帶坯從R2軋機(jī)出來后，隨后會被送進(jìn)到精軋連軋機(jī)組之中，目標(biāo)厚度可由帶坯規(guī)格表格查出。詳細(xì)數(shù)據(jù)見下表4.2；表4.2帶坯規(guī)格所以由上表可知帶坯厚度32.00mm，即中間坯厚度是32.00mm。各道次壓下率的分配范圍可參考下表4.3[10]。表4.3粗軋各道次壓下率的分配范圍我們這次設(shè)計(jì)粗軋可逆軋制6道次，各道次壓下量可以參考下表4.4。表4.4粗軋各道次壓下量（4）粗軋各道次寬展量計(jì)算如下：根據(jù)公式：ΔBi=K×Δhi（4.4）式中：K-寬展系數(shù)；Δhi-粗軋后壓下量；ΔBi-粗軋后寬展。粗軋各道次寬展量如表4.5。表4.5粗軋各道次的寬展量所以（5）定寬所需總的側(cè)壓量根據(jù)公式：ΔBz=（C2×BP-BR2）+∑ΔBi（4.5）式中：C2-鋼坯的熱矯正系數(shù)（1.015）；Bp-板坯寬1500mm；ΔBz-需側(cè)壓下的總量。所以，由于可逆軋輥的立輥在奇道次軋邊，所以先進(jìn)大立輥E1軋一道次，出E1軋一道次，進(jìn)E2和出E2各軋邊一次，共四道次。各立輥的壓下量的計(jì)算如下：已知：立輥?zhàn)畲髠?cè)壓量ΔBmax=66.1mmα1=0.23，α2=0，α3=0.30，α4=0.25，α5=0，α6=0.22。所以這幾次壓下加工量是側(cè)壓量為：。（6）每次軋制尺寸的計(jì)算板坯體積隨著溫度升高而逐漸增大。其熱膨脹系數(shù)C2=1.015，加熱后的坯料寬度為：表4.6立輥壓下量及各道次的寬度（7）SP定寬壓力機(jī)的定寬作用通過查表可以知道，坯料最開始的尺寸為1350×1.015=1370.25mm。粗軋的側(cè)壓總量ΔBz、精軋目標(biāo)寬度BR2已知，則在上表中，由后面向前，由該道次軋后寬度－寬展量＋側(cè)壓量＝上道次的軋后寬度，計(jì)算出SP軋后寬度為1277.41mm，則SP需側(cè)壓量為前后之差。4.3.3精軋機(jī)組壓下制度的確定如何恰當(dāng)?shù)膶Ρ緳C(jī)組的壓下量進(jìn)行合適的劃分。在具體分布中，以下幾個(gè)方面是我們得多加注意的[11]:1.在軋制的過程中，我們要考慮到這兩個(gè)因素給軋制所帶來的影響，就是帶鋼厚度的波動(dòng)以及可能出現(xiàn)的咬入困難，故我們在軋制時(shí)可使壓下量略微小于設(shè)備所允許的最大壓下量；2.我們在后面二三兩架的實(shí)際使用中要讓其發(fā)揮出其最大的潛能；3.從第三架開始，以后的機(jī)架要開始慢慢減少作用在板坯上的力。一直減少到百分之七到百分之十二之間，這樣才能得到各方面都不錯(cuò)的板坯。精軋機(jī)組各架的相對壓下量一般分配參考下表所示：表4.8精軋壓下率分配表（ε%表示壓下率）故，如何擬定機(jī)器的壓下量劃分?？梢詤⒖枷卤肀?.9精軋機(jī)組的壓下規(guī)程軋后的成品厚度h=5.03mm。4.3.4咬入條件校核表4.10各機(jī)架工作輥直徑壓下量與咬入角的關(guān)系如下：α=arcos（1-Δh/D）（4.6）其中：△h-壓下量，mm；D-工作輥直徑，mm。計(jì)算時(shí)應(yīng)取最小值為工作輥直徑。如果兩者大小一致，則需要重新校對。軋制時(shí)，最大咬入角一般為15~22°，低速時(shí)取20°，通過計(jì)算，咬入能力符合。列表如下：表4.11咬入角4.4速度制度4.4.1粗軋速度制度為了降低壓下加工的時(shí)間我們通常會挑選出一個(gè)恰當(dāng)?shù)能堉扑俾?。為了增加產(chǎn)量，我們在壓下加工的過程中，會找到一個(gè)恰當(dāng)?shù)墓ぷ黝l率，使得軋機(jī)與爐子之間維持著動(dòng)態(tài)平衡。粗軋機(jī)軋輥加速度a=40轉(zhuǎn)/min，減速度b=60轉(zhuǎn)/min[12]。圖4.2粗軋速度制度(4.6)此式中：L—該道軋后軋件長度，m；—梯形速度圖的恒定轉(zhuǎn)速，n/min；—軋件的咬入速度，n/min；—軋件的拋出速度，n/min；D—工作輥的直徑，m；本設(shè)計(jì)中取D=1.15m。L－該道軋后軋件長度，m，Li=FoLo/Fi；由上門的式子，我們便可以找到純壓下加工的時(shí)長。具體數(shù)據(jù)可以參考表4.9。表4.9粗軋各道次的速度制度軋件出來的速率由上式得：即：（4.7）所以：粗軋后帶鋼長度為75.35m，速度為3.61m/s，粗軋組與精軋組間隔120m，因此，精軋后帶鋼會由3.61m/s降至1.49m/s，減速段運(yùn)行距離為120-75.35=44.65m。4.4.2精軋機(jī)軋制時(shí)間制度1.確定最末架F6的穿帶速度V6和其出口速度根據(jù)成品厚度可知末架穿帶速度，由下表：表4.13末架軋機(jī)速度這次車間所生產(chǎn)的是比較常見的板鋼品種。其厚度h=5.03mm，取7.10m/s作為末架軋機(jī)穿帶速度,最大軋制速度為12.20m/s，拋鋼速度為8.20m/s[13]。2.各機(jī)架軋制速度和穿帶速度根據(jù)秒流量相等的原則，根據(jù)下列公式(4.8)上式(4.8)可簡化為：(4.9)表4.14精軋機(jī)組各架軋制速度4.4.3軋制時(shí)間的計(jì)算各道次純軋時(shí)間用以下公式計(jì)算[14]，(4.10)式中：L—該道軋后軋件長度，m；—梯形速度圖的恒定轉(zhuǎn)速，n/min；—軋件的咬入速度，n/min；—拋出速度，n/min；D—工作輥的直徑，m；本設(shè)計(jì)中取D=1.15m。L－該道軋后軋件長度，m，Li=FoLo/Fi；代入上面公式，即可求出純軋時(shí)間。具體數(shù)據(jù)祥看表4.10。表4.10精軋各道次的速度制度4.4.4軋機(jī)工作圖表1)粗軋機(jī)組軋機(jī)工作圖表如圖4.4[14]。圖4.4粗軋機(jī)工作圖表由圖可知:；軋機(jī)節(jié)奏時(shí)間為:；總延續(xù)時(shí)間:Tzh=T=85.473s。2)精軋機(jī)組軋機(jī)工作圖表如圖4.5。圖4.5精軋機(jī)組軋鋼機(jī)工作圖表其中：純軋時(shí)間：tzh=t23+t34+t45+t56+t67=63.13s間歇時(shí)間：Δt=15s精軋機(jī)組的間歇時(shí)間：（4.13）=6×總延續(xù)時(shí)間：=軋制節(jié)奏時(shí)間：=4.5溫度制度4.5.1粗軋溫度制度各由下面式子可以知道出每軋制完一次溫度的變化情況[15]：（4.14）式中：—道次溫降，℃；Z—輻射時(shí)間，即此道次的間隔時(shí)間和純軋時(shí)間之和，s；h—該道次軋后厚度，mm；T—前一道次絕對溫度，K。則，第1道次溫度為：第2道次溫度為：第3道次為：第4道次溫度為：第5道次為：第6道次溫度為：故，料坯完成粗軋后的最終溫度為一千一百零九點(diǎn)二一度。粗軋各道次溫度變化可參考下表4.12。表4.12粗軋各道次溫度變化4.5.2精軋溫度制度由以往的經(jīng)歷我們推斷出，在運(yùn)輸?shù)倪^程中，板坯頂端的溫度下降速速率為1~2℃/s，輥道的溫降設(shè)定為30℃，精軋機(jī)在除鱗箱內(nèi)的溫降為30℃。帶鋼頭部進(jìn)入精軋機(jī)的溫度是1082.29-30-30=1022.29℃。精整臺出口溫度為850℃。根據(jù)實(shí)際情況可知，使用溫降公式：(4.19)其中：—開軋溫度；—軋前厚度；—軋后溫度；—軋后厚度；根據(jù)上公式，所以C=(1060-850)×5.03/(32-5.03)=39.17因此，取末架出口溫度為850℃。由此可以得出下表4.16表4.16精軋各架溫度變化4.6輥型制度圖4.6PC輥軋機(jī)中不可取代的一個(gè)重要零件便是軋輥。它出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)變化，受到影響的就不單純是生產(chǎn)線上的鋼板了，對于整個(gè)軋機(jī)機(jī)組本身也會起到很大的作用。由于我們無法改變軋輥?zhàn)晕覔p耗的進(jìn)程，但是能夠影響軋輥工作間隙的另外兩個(gè)運(yùn)因素確是可以認(rèn)為控制。這另外兩個(gè)因素便是環(huán)境中的溫度以及其本身會發(fā)生可恢復(fù)的變形現(xiàn)象。我們此次設(shè)計(jì)使用的設(shè)備是新型輥式系統(tǒng)，即PC輥(PairCross)。上、下兩個(gè)工作輥的軸線(和支承輥)都有一個(gè)交叉角，當(dāng)交叉軸線的角度將形成一個(gè)等效輥的輥縫狀（即軋輥有正凸度）。由此，為了獲得正凸度的間隙形狀，PC輥需要使用負(fù)曲率輥。軋輥出口截面形狀的交叉調(diào)整能力比較大(圖4.6)，不過，由于軋輥的橫截面會產(chǎn)生較大的軸向力，交叉角大小適中，不能過大也不能過小，過大的交叉角會損耗軸承的有效工作時(shí)間。一般來說不會超過一度角。（圖4.7為PC軋機(jī)的凸度調(diào)節(jié)能力曲線；橫坐標(biāo)為凸度/mm；縱坐標(biāo)為交叉角(°)）圖4.7PC軋機(jī)的凸度調(diào)節(jié)能力5軋制力計(jì)算和設(shè)備生產(chǎn)能力校核5.1軋制力的計(jì)算生產(chǎn)過程中，我們使用S.Eklund公式能夠得出壓下加工時(shí)產(chǎn)生的力。與平均單位壓力有關(guān)的因素是兩個(gè)金屬的塑性變形力學(xué)性質(zhì);接觸摩擦[16]，外端面，軋制件在應(yīng)力狀態(tài)下的寬度和張力，公式為：(5.1)式中：m—外摩擦對單位壓力影響系數(shù)；η—粘性系數(shù)；—平均變形速度。其中：(5.2)(5.3)10MPa；(5.4)10MPa·s；(5.5)我們此次要生產(chǎn)的是較為常見的板鋼，其型號為Q235。其中C取0.20%，Mn取1.00%表5.1軋制速度系數(shù)式中：R—軋輥半徑；Δh—軋前與軋后厚度之差；t—軋制溫度，單位℃；C—以%表示的碳含量；Mn—以%表示的錳含量。(5.6)對于鋼輥a=1，對于鑄鐵軋輥a=0.8；此次設(shè)計(jì)除精軋（F4~F7）工作輥選用鑄鐵輥外，其他均采用鋼輥。對于接觸面積：(5.7)總軋制力計(jì)算公式為：；即：(5.8)將數(shù)據(jù)代入以上公式，算出各個(gè)數(shù)據(jù)。詳細(xì)壓下規(guī)程可參考表5.2。表5.2粗軋機(jī)組各機(jī)架壓下規(guī)程綜合參數(shù)表各機(jī)架壓下規(guī)程見表5.3。表5.3精軋機(jī)組各機(jī)架壓下規(guī)程綜合參數(shù)表5.2傳動(dòng)力矩的計(jì)算5.2.1軋制力矩軋制力矩用下面公式計(jì)算：(5.9)其中：M—軋制力矩，KN·m；P-軋制壓力，t；x-合力作用點(diǎn)系數(shù)，x=0.3~0.6，薄件小于0.5，取x=0.4。軋制力與軋制力矩詳細(xì)可以參考下表表5.4。表5.4粗軋的軋制力與軋制力矩精軋的軋制力與軋制力矩可以參考表5.5。表5.5精軋的軋制力與軋制力矩5.2.2摩擦附加力矩傳動(dòng)工作輥所需的靜力矩，除了有一個(gè)附加的軋制力矩Mm，它還由兩部分組成，Mm1和Mm2。Mm1指的是在軋輥軸承的摩擦力矩，公式：（5.10）對于四軋輥而言其計(jì)算式為：（5.11）式中：f—軋輥軸承中摩擦系數(shù)，本次設(shè)計(jì)取f=0.005；d—軋輥輥頸直徑，取d=0.55D；dz—支承輥輥徑直徑(mm)；Dg—工作輥直徑(mm)；Dz—支承輥直徑(mm)。Mm2為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦力矩，其計(jì)算式為：/i（5.12）式中——傳動(dòng)效率系數(shù)，取=0.96;減速比i=1。具體的摩擦力矩計(jì)算結(jié)果可以參考下表表5.6。表5.6摩擦力矩計(jì)算結(jié)果5.2.3空轉(zhuǎn)力矩和傳動(dòng)力矩通過查閱書籍我們可以知道，取軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩Mk為電機(jī)額定力矩的3~6%(5.13)式中：—電機(jī)的額定力矩，；—空轉(zhuǎn)力矩，；N—電機(jī)功率，kW；n—電機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分此次設(shè)計(jì)我們?nèi)?102KN·m。此次設(shè)計(jì)可以忽略動(dòng)力矩M，減速比i=1;則傳動(dòng)力矩（5.14）計(jì)算結(jié)果祥看下表5.7所示表5.7傳動(dòng)力矩計(jì)算結(jié)果5.3設(shè)備能力參數(shù)校核5.3.1電機(jī)能力校核根據(jù)表5.7可以知道，作用在第一架粗軋機(jī)主電機(jī)軸上的力矩為：校核電動(dòng)機(jī)過載條件為：（5.15）式中：—電機(jī)的允許過載系數(shù)，直流電動(dòng)機(jī)；交流同步電動(dòng)機(jī)；電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩=過載校核：取2.5可以滿足電機(jī)過載條件所以電機(jī)滿足以上條件，可以使用。5.3.2咬入條件校核表5.8各機(jī)架工作輥直徑壓下量和咬入角的關(guān)系如下：（5.16）其中：△h-壓下量，mm；D-工作輥直徑，mm。咬入角的大小如表5.9所示。表5.9咬入角在進(jìn)行熱軋鋼板時(shí)其最大咬入角通常為15～22°，低速咬入時(shí)咬入角可以取20°。所以上述咬入能力符合要求。5.3.3軋輥校核圖5.1軋輥結(jié)構(gòu)輥頸由下面的經(jīng)驗(yàn)公式可知其尺寸如下[17]：輥頭采用萬向接軸：圖5.2軋輥彎曲圖此次設(shè)計(jì)需校核道次是軋制力最大和輥徑最小的道次，也就是粗軋第6道次加上精軋第2道次和第5道次?？古嗝嫦禂?shù)值參考下表表5.10所示。表5.10抗扭斷面系數(shù)表5.11軋輥的物理性質(zhì)1)粗軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核粗軋第六道次校核：基本參數(shù)支承輥：輥身輥徑：；輥身長：lz＝1780mm；輥頸直徑：Dzgj＝0.55Dz=0.551550=852.5mm；輥頸長度：lzgj＝1.0Dzgj=852.5mm；壓下螺絲間的中心距：azh＝lz+lzgj＝1780+852.5＝2632.5mm。工作輥：輥身輥徑：Dg＝1200mm；輥身長：lg＝1780mm；輥頸直徑：Dggj＝0.551200=660mm；輥頸長度：lggj＝660mm；壓下螺絲間的中心距：ag＝lg+lggj＝1780+660＝2440mm；帶鋼寬度bg＝1277.41mm；輥頭寬度：b＝(1200－10)×0.20=238mm；輥頭厚度：s＝(1200－10)×0.25=297.5mm；取298mm；寬厚比：b/s＝238/298＝0.8；系數(shù)：η＝0.208。工作輥與支撐輥輥身中央處的彎矩可按下列公式計(jì)算：（5.17）（5.18）式中：M1D——工作輥輥身中央處的彎矩；M2D——支撐輥輥身中央處的彎矩；P——軋制力；L——輥身長度；——壓下螺絲中心距；b——所軋板帶鋼寬度。圖5.3工作輥的受力分析圖5.4支承輥的受力分析（1）工作輥輥身的彎曲應(yīng)力（2）工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工作輥頭作為傳動(dòng)端，應(yīng)該對扭轉(zhuǎn)應(yīng)力進(jìn)行校核。圖5.5工作輥輥頭受力示意圖根據(jù)上圖，其合力作用在扁頭一個(gè)支叉的外側(cè)的b/3處扭轉(zhuǎn)力矩：（5.19）式中：M—接軸所傳遞的力矩;Nm—扁頭的總寬度與扁頭的一個(gè)支叉寬度；（5.20）P—電機(jī)功率，KW，P=7000KW；n—轉(zhuǎn)速，r/min；v—速度，m/s;—輥頭直徑，m。所以扭轉(zhuǎn)力矩等于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力＜[τ]=60（3）支承輥的輥身彎曲應(yīng)力MPa＜[σ]=120（4）支承輥輥頸處彎曲應(yīng)力MPa＜[σ]=120（5）兩輥的接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力按赫茲公式計(jì)算（5.21）式中q—加在接觸便面單位長度上的負(fù)荷，（5.22）—分別是相互接觸的工作輥和支撐輥的半徑；—與軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，、，其中、、、—兩軋輥材料的泊松比和彈性模量=1780mm由于工作輥與支承輥的材質(zhì)相同，并且泊松比μ=0.3，E＝206GPa；所以上式可寫為：（5.23）＜[]在接觸區(qū)還就應(yīng)產(chǎn)生切應(yīng)力：所以粗軋機(jī)軋輥強(qiáng)度合格。精軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核(1)精軋第二道次強(qiáng)度校核基本參數(shù)支承輥：輥身輥徑：Dz＝1550mm；輥身長：lz＝1780mm；輥頸直徑：Dzgj＝0.55Dz=0.551550=852.5mm；輥頸長度：lzgj＝1.0Dzgj=852.5mm；壓下螺絲間的中心距：azh＝lz+lzgj＝1780+852.5＝2632.5mm。工作輥：輥身輥徑：Dg＝800mm；輥身長：lg＝1780mm；輥頸直徑：Dggj＝0.55800=440mm；輥頸長度：lggj＝440mm；壓下螺絲間的中心距：ag＝lg+lggj＝1780+440＝2220mm；帶鋼寬度bg＝1619.72mm；輥頭寬度：，b＝(800－10)×0.20=158mm；輥頭厚度：s＝(800－10)×0.25=197.5mm；取198mm；寬厚比：b/s＝158/198＝0.8；系數(shù)：η＝0.208。工作輥輥身的彎曲應(yīng)力工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工作輥頭為傳動(dòng)端，須校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。由得n=108r/min所以扭轉(zhuǎn)力矩等于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力＜[τ]=60支承輥的輥身彎曲應(yīng)力MPa＜[σ]=120支承輥輥頸處的彎曲應(yīng)力MPa＜[σ]=120兩輥的接觸應(yīng)力由于工作輥與支承輥的材質(zhì)相同，并且泊松比μ=0.3，E＝206；所以上式可寫為：MPa＜[]在接觸區(qū)還就應(yīng)產(chǎn)生切應(yīng)力：所以精軋前三架軋機(jī)軋輥強(qiáng)度合格。(2)精軋第6道次強(qiáng)度校核支承輥：輥身輥徑：Dz＝1550mm；輥身長：lz＝1780mm；輥頸直徑：Dzgj＝0.55Dz=0.551550=852.5mm；輥頸長度：lzgj＝1.0Dzgj=852.5mm；壓下螺絲間的中心距：azh＝lz+lzgj＝1780+852.5＝2632.5mm。工作輥：輥身輥徑：Dg＝700mm；輥身長：lg＝1780mm；輥頸直徑：Dggj＝0.55700=385mm；輥頸長度：lggj＝385mm；壓下螺絲間的中心距：ag＝lg+lggj＝1780+385＝2165mm；帶鋼寬度：bg＝1277.41mm；輥頭寬度：b＝(700－10)×0.20=138mm；輥頭厚度：s＝(700－10)×0.25=172.5mm；取173mm；寬厚比：b/s＝138/173＝0.8；系數(shù)：η＝0.208。工作輥輥身的彎曲應(yīng)力工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工作輥頭為傳動(dòng)端，須校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。mm由得n=287r/min所以扭轉(zhuǎn)力矩等于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力＜[τ]=60支承輥的輥身彎曲應(yīng)力MPa＜[σ]=120支承輥輥頸處的彎曲應(yīng)力MPa＜[σ]=120兩輥的接觸應(yīng)力因?yàn)檐堓伈牧喜煌?，彈性模量已知，則按接觸應(yīng)力：所以強(qiáng)度是合格。5.3.4軋機(jī)生產(chǎn)能力校核評估車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的最主要指標(biāo)是軋機(jī)產(chǎn)量。軋機(jī)生產(chǎn)率就是軋機(jī)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量。1)軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量用下式計(jì)算：(5.24)式中：—軋機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量，t/h；b—成材率；—原料重量，噸；—軋制節(jié)奏時(shí)間，s；—軋機(jī)利用系數(shù)。軋制節(jié)奏時(shí)間=精軋機(jī)組軋制時(shí)間+間隙時(shí)間。以普碳鋼板為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品K=0.80，Q=，b=97.5%，T=85.47s則：A=3600Q各個(gè)品種的小時(shí)產(chǎn)量如下表5.12表5.12各個(gè)品種的小時(shí)產(chǎn)量2)軋機(jī)的平均小時(shí)產(chǎn)量每小時(shí)產(chǎn)量的各種比例稱為平均小時(shí)產(chǎn)量。(5.25)=3)車間年產(chǎn)量計(jì)算車間年產(chǎn)量指一年內(nèi)車間中各種產(chǎn)品的綜合產(chǎn)量。公式如下：(5.26)式中：—年產(chǎn)量；—軋機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量；—軋機(jī)一年時(shí)間內(nèi)能夠工作的最大時(shí)間；—時(shí)間利用系數(shù)，取0.83；1780采用3班連續(xù)工作表，節(jié)假日不休息，年工作時(shí)間參考下表表5.13工作時(shí)間表1表5.14工作時(shí)間表2因此，我們此次設(shè)計(jì)年產(chǎn)量滿足要求。5.3.5加熱爐能力校核加熱爐小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算：由公式：（5.27）式中：Q—加熱爐小時(shí)產(chǎn)量，t/h；L—加熱爐內(nèi)有效長度，40.02m；n—加熱爐內(nèi)裝排數(shù)，取1；G—每個(gè)鋼坯重量30t；t—加熱時(shí)間，3.45h；b—加熱鋼料斷面寬度，為1.35m。則：Q=L*n*G/(b*t)=257.78萬噸所以加熱爐的年加熱坯料重量為：。其中0.88為加熱爐效率，故加熱爐可以滿足能力要求。6各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6.1概述所謂的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)其實(shí)是反映了我們所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線的生產(chǎn)技術(shù)水平以及經(jīng)濟(jì)的某一方面情況的絕對數(shù)，相對數(shù)亦或者是平均數(shù)。簡單而言，他是反映了我們所設(shè)計(jì)的車間對設(shè)備及各種物資的利用程度。所以說，它就是如何判斷一個(gè)設(shè)計(jì)是否是好的設(shè)計(jì)的一個(gè)最重要的標(biāo)準(zhǔn)。6.2車間各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不同的工廠會由于某些原因而存在差異，故消耗系數(shù)也不盡相同。又因?yàn)榇嬖谀承┰颍黝愔笜?biāo)之間的差異變化會更加的大。所以，不斷的去對各項(xiàng)消費(fèi)指標(biāo)進(jìn)行研究以及對這些指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)的收集和學(xué)習(xí)，有利于我們?nèi)チ私獠⑻岣呱a(chǎn)，這個(gè)行為是一個(gè)值得提倡大家學(xué)習(xí)的舉動(dòng)，下面便是各個(gè)不同資源的使用情況：(1)金屬消耗軋制鋼鐵的環(huán)節(jié)中，金屬消耗是一個(gè)極其關(guān)鍵的指標(biāo)。他指的是在制造一單位重量的合乎產(chǎn)品要求的坯料時(shí)所損耗的那部分資源，公式:k=w/Q，其中k為金屬消耗系數(shù);將W放入鋼坯重量中;q則為合格產(chǎn)品的重量。金屬消耗通常能夠分為這幾種，例如因?yàn)槿紵鴰淼膿p耗、剪切物料時(shí)帶來的損耗、對表面進(jìn)行清洗時(shí)造成的損耗、壓下加工后廢棄所帶來的損耗等，板材的金屬消耗系數(shù)一般為1.05~1.18，在本設(shè)計(jì)中取為1.02456。(2)燃料消耗軋制板坯時(shí)所需要的多數(shù)燃料是作用在對坯料的加熱環(huán)節(jié)中。對于我們使用的連續(xù)加熱爐來說，爐產(chǎn)量通常是與爐耗成反比關(guān)系的。所以，我們?nèi)p少機(jī)組油耗的主要辦法就是使軋機(jī)的運(yùn)行速率以及使得加熱爐的生產(chǎn)率變高。除此之外如果想讓燃燒消耗減低，相應(yīng)的我們得縮小坯料的斷面，縮短在爐子中的時(shí)間，這樣子的話，爐子的熱損便會隨著燃料消耗系數(shù)一起減低。熱軋帶鋼生產(chǎn)的燃料消耗約為1505000卡/噸。(3)電力功耗工廠的能耗大部分集中于各類驅(qū)動(dòng)電器，一小部分被電燈消耗?？傃由煜禂?shù)越大，軋制次數(shù)越多，軋制能耗也相應(yīng)增大。此次設(shè)計(jì)中，功耗為105kwh/T。(4)軋輥消耗軋輥是軋機(jī)的主要設(shè)備，軋輥的消耗取決于每對軋輥的軋制鋼數(shù)和匝數(shù)。中厚板軋機(jī)軋輥消耗系數(shù)為1~1.4kg/t，本設(shè)計(jì)軋輥消耗系數(shù)為1.0kg/t。(5)水消耗鋼廠對于水這部分的消耗多是用于生產(chǎn)用水這一塊。生產(chǎn)設(shè)備以及金屬的冷卻，沖刷氧化鐵皮等都是歸屬于生產(chǎn)用水這一類。車間的規(guī)模決定了車間對水的消耗量，規(guī)模越大，生產(chǎn)設(shè)備越多以及耗費(fèi)水的項(xiàng)目也多，那對于水的需求也更加大。(6)壓縮空氣的消耗生產(chǎn)中壓縮氣體的消耗集中在充當(dāng)一種動(dòng)力。單位產(chǎn)品壓縮空氣消耗量為13m3/T。7節(jié)能與環(huán)境保護(hù)鋼鐵行業(yè)在耗費(fèi)大批的資源的同時(shí)還不斷地向自然界排放出來大量能夠產(chǎn)生污染的物質(zhì)。凡事都有其樂