1、 遼 寧 科 技 大 學 課課 程程 設設 計計 說說 明明 書書 設計題目： 熱軋板帶鋼(DP780 6.51900mm) 學 院： 材料與冶金學院 專業(yè)班級： 材控 081 班 學生姓名： 劉 權 指導老師： 張紅梅 2012 年 1 月 05 日 目錄目錄 1前言前言.2 2工藝流程及其設備工藝流程及其設備 .4 2.1 生產工藝流程圖.4 2.2 生產工藝流程簡介 .5 2.3 產品鋼種.6 2.4 板坯規(guī)格.6 2.5 產品規(guī)格.6 2.6.主要設備.6 2.7.工藝流程.7 2.8.加熱.7 2.9.除鱗.8 2.10.定寬.8 2.11.粗軋機的主要參數.8 2.12.保溫罩.9

2、 2.13 邊部加熱.9 2.14 飛剪.10 2.15.精軋.10 2.16.卷取.11 3、軋制表的制定、軋制表的制定.12 4、軋制力的計算、軋制力的計算.13 粗軋（1）.14 粗軋（2）.14 粗軋（3）.15 粗軋（4）.16 粗軋（5）.17 精軋（1）.17 精軋（2）.18 精軋（3）.19 精軋（4）.20 精軋（5）.20 精軋（6）.21 5、生產設備的校核、生產設備的校核.22 5.1 軋輥的校核.22 5.2 粗軋機軋輥強度校核.22 5.3 精軋軋輥強度的校核.25 5.4 接觸應力的計算.29 6結語結語.30 7參考文獻參考文獻 .31 1 1前言前言 帶鋼寬

3、度 600mm 以下的稱為窄帶鋼，超過 600mm 的稱為寬帶鋼。世界 上第一臺帶鋼熱連軋機于 1926 年在美國投產，生產寬 200mm 的帶鋼。在工業(yè) 發(fā)達國家，1950 年以前熱軋寬帶鋼的產量約占鋼材總產量的 25%，上世紀 70 年代已達 50%左右。熱軋帶鋼原料是連鑄板坯或粗軋板坯，厚度為 130300mm。板坯在加熱爐加熱后，送到軋機上軋成厚 1.0025.4 的帶鋼，并 卷成鋼卷。軋制的鋼種有普通碳鋼。低合金碳鋼、不銹鋼、硅鋼等，其主要用 途是作冷軋帶鋼、焊管、冷彎和焊接型鋼的原料，或用于制作各種結構件、容 器等。 帶鋼熱軋機由粗軋機和精軋機組成。粗軋機組半連續(xù)式、3/4 連續(xù)式

4、和全連 續(xù)三種： 半連續(xù)式除磷（去掉氧化鐵皮）機架和一臺帶有立輥的可逆式機 架； 3/4 連續(xù)式則除上述機架外，還有兩臺串列連續(xù)布置機架； 全連續(xù) 式由 67 機架組成。精軋機由 57 臺連續(xù)布置的機架和卷取機組成。帶鋼熱軋 機按棍身長度命名，輥身長度在 914mm 以上的稱為寬帶鋼軋機。 鋼帶熱軋按產品寬度和生產方式有四種方式：寬帶鋼熱連軋。寬帶鋼可逆 式熱軋、窄帶鋼熱連軋以及用行星軋機熱軋帶鋼。 寬帶鋼熱連軋采用的熱連軋機的發(fā)展經歷了三代： 第一代寬帶鋼熱連軋機 最早的寬帶鋼熱連軋機時 1962 年在美國投產的。 采用四輥式軋機以提高剛性，生產寬而薄的產品。精軋機組的主電動機為直流 電機，

5、用電動機發(fā)電發(fā)電機組供電。這代軋機所用板坯厚 150200mm 寬 12001550mm，長 2.55m。從粗軋機出來的軋件厚度一般為 2030mm，精軋 機速度為每秒 810m。最大卷重小于 10 噸，單位寬度重約 8kg/mm。年生產能 力約 60200 萬噸。1959 年中國鞍山鋼鐵公司投產的 1700 半連續(xù)式軋機就屬于 這一類型。 第二代寬帶鋼熱連軋機 1961 年在美國投產，其特點是在軋機上采用增 速軋制工藝。當帶鋼從精軋機出來，前端喂入卷取機后，精軋機、輥道和卷取 機同時加速，使精軋機速度提高到每秒 1520m，單位寬度重量達 1820kg/mm，卷重達 30 噸，年生產能力達

6、400 萬噸。在這類軋機上采用了自 動厚度控制，測厚和測寬儀表，完善的除鐵鱗和帶鋼冷卻控制系統(tǒng)，良好的速 度控制系統(tǒng)和微張力活套裝置。同時加大了軋機剛性和主電機的功率，增設了 快速換輥裝置，并開始用計算機控制系統(tǒng)，提高了表面質量和厚度的精度。 第三代寬帶鋼熱連軋機 隨著第二代軋機技術的成熟和應用，結合連鑄 機和步進式加熱爐的發(fā)展，19701978 年發(fā)展出第三代軋機。配合這類軋機的 加熱爐能加熱重達 45 噸，長達 15m 的板坯。并可減少加熱時產生的黑印，減 少板坯表面劃傷，每座加熱爐的加熱能力能達三百萬噸。單位寬度卷重達 36kg/mm，軋制最高速度達每秒 28.5m。年生產能力達 600

7、 萬噸。第三代軋機 有下列特點： 減少粗軋機的長度，節(jié)省設備和廠房的投入，多數采用 3/4 連 軋機。精軋機列由 7 個機架組成，進入精軋機列的軋件厚度為 3050mm。 軋制成品尺寸范圍為 0.825mm，但其經濟合理性尚需從全局考慮。 用液 壓彎輥裝置控制板形并用帶鋼層流冷卻以提高鋼板質量。并安裝板形檢測儀閉 環(huán)控制系統(tǒng)。 采用計算機管理和控制車間(從板坯庫到成品庫)的生產過程。 在降低能耗、提高作業(yè)率、改進產品質量、提高成材率等方面取得成就， 如帶鋼寬度公差達到1mm，厚度公差達到 0.05mm，廢品率降低到 0.02%,氧化 鐵皮損失降為 0.7%，切頭量為 0.050.1%，成材率達

8、 99%。改進軋輥材質，采 用軋制潤滑油，延長了軋輥的壽命；并裝設快速換輥裝置，使總換輥時間由總 操作時間的 1015%減少到 4%，有些車間的軋機作業(yè)率提高到 90%。 2 2工藝流程及其設備工藝流程及其設備 2.1 生產工藝流程圖生產工藝流程圖 連 鑄 板坯 步進式加熱爐加熱 爐后高壓水除鱗 E1R1E2粗軋機可逆軋制 廢中間坯切割外運 保 溫 罩 飛剪切頭尾 精軋前高壓水除鱗 精軋機組軋制 帶鋼層流冷卻 卷取機卷取，分卷，橫切 鋼卷運輸系統(tǒng)運輸 鋼卷檢查 在線稱重、噴印 下卷入庫存放、包裝外運 圖 2-1 生產工藝流程圖 2.2 生產工藝流程簡介生產工藝流程簡介 2150ASP 中薄板坯

9、連鑄連軋生產線生產組織管理由三級計算機管理系統(tǒng)組 成， 按照熱軋的生產計劃，連鑄安排澆鑄計劃，提供表面質量和內部質量全部 合格的連鑄板坯，通過板坯運輸輥道，直接送到加熱爐上料輥道，由加熱爐上 料長行程裝鋼機將板坯送入加熱爐內加熱。板坯在銜接輥道上（入爐輥道前輥 道） ，經自動測長、高溫計測溫，以便板坯按布料圖定位準確對中及加熱爐過程 計算機根據入爐板坯溫度，對板坯進行最佳化加熱控制。 板坯在加熱爐內加熱到 11500C12500C，由加熱爐出鋼機托出爐外，放到 出爐輥道上，部分碳素鋼和某些低合金鋼可采用“低溫出爐”軋制工藝。 加熱好的板坯由輥道運送，首先經過爐后高壓水除鱗箱清除氧化鐵皮，然 后

10、板坯進入四輥可逆粗軋機進行軋制。四輥可逆粗軋機帶有前后附著立輥，前 立輥奇道次軋制，后立輥偶道次軋制，道次最大側壓量為 50mm。板坯在四輥 可逆粗軋機上軋制 35 道次后，軋成 3060mm 厚的中間帶坯。在四輥可逆粗 軋機軋制中，利用設在四輥可逆粗軋機前后的高壓水清除板坯再生氧化鐵皮。 四輥可逆粗軋機前后立輥設有自動寬度控制系統(tǒng) AWC，其目的主要是為了修正 因軋制力的變化，而在板坯寬度上引起的誤差，以及修正板坯頭尾端的寬度差。 四輥可逆粗軋機后設有測寬儀和高溫計，監(jiān)視帶坯寬度和溫度，并為精軋機設 定提供修正數據。四輥可逆粗軋機設有除塵裝置。為減少中間帶坯的溫降和帶 坯頭尾溫差，在輸出輥道

11、上設有保溫罩，中間帶坯經保溫罩送往切頭飛剪切頭、 尾。四輥可逆粗軋機如果產生廢帶坯或因精軋機組故障，不能繼續(xù)軋制的帶坯， 首先抬起保溫罩，然后由廢品推出機把帶坯整體推出到廢品臺架上，再利用人 工火焰切割分段，用吊車運走。切頭飛剪前設有帶坯頭部形狀檢測儀，實現(xiàn)飛 剪最佳化剪切，以減少切頭損失，提高收得率。飛剪前預留帶坯邊部加熱器位 置。帶坯經切頭、尾后，進入精軋前高壓水除鱗箱，清除再生氧化鐵皮，然后 經過精軋機 F1前的小立輥軋機 F1E 軋制，再送入精軋機組。帶坯經過 F1F6（預留 F7）四輥式精軋機組，軋制成 1.825.4mm 的成品帶鋼。 2.3 產品鋼種產品鋼種 低碳鋼、碳素結構鋼、

12、低合金鋼、管線鋼、低硅無硅電工鋼、耐候鋼、合 金鋼（b700N/m2） 。 2.4 板坯規(guī)格板坯規(guī)格 表 2-2 板坯規(guī)格 厚 度 （mm）長 度 （m） 寬 度 （mm） 重量（t） 135、170、200 （標準坯 135mm） 1518 （200mm 厚的板坯最大長度為 12.15 m） 10002000Max：37.9 注：1 板坯尺寸偏差的及其它指標的的執(zhí)行標準為 CAK 101、CAK103。 2 板坯表面質量全部為合格無缺陷連鑄坯 2.5 產品規(guī)格產品規(guī)格 表 2-3 產品規(guī)格 規(guī) 格熱軋商品卷供冷軋鋼卷橫切鋼板 厚 度， mm1.8 25.4 寬 度， mm1000 2000

13、長 度， mm 內 徑， mm762 外 徑， mm1100 2100 最大卷重， t37.3 最大單位寬度重量， kg/mm 18.65（板坯 135mm 厚） 注：熱連軋鋼板和鋼帶的尺寸外形、重量及允許偏差執(zhí)行 Q/ASB 269 的規(guī)定,同時滿足用 戶的要求。 2.6.主要設備主要設備 1250 生產線的主要設備包括： 1） 三座進步式加熱爐； 2） 一臺板坯高壓水除鱗箱； 3） 三架立輥軋機； 4） 一架四輥可逆式粗軋機； 5） 兩架四輥不可逆粗軋機； 6） 十二組保溫罩； 7） 一臺轉鼓式切頭飛剪； 8） 一臺精軋高壓水除鱗箱； 9） 六架四輥連軋機組； 10）一套層流冷卻裝置； 1

14、1）三臺地下臥式卷取機 2.7.工藝流程工藝流程 連鑄板坯 進步式加熱爐 高壓水除鱗 粗軋機（帶立輥） 保 溫罩 飛剪 高壓水除磷 FE 連軋前立輥 精軋機層流冷卻 卷取 機 檢查 卷取分卷橫切 成品 2.8.加熱加熱 作用：對鋼坯或鋼釘加熱到一定溫度，使它具有一定的可塑性，然后進行 軋制 設備：步進梁式加熱爐（三座） 設備性能： 加熱爐采用歩進式加熱爐，每座加熱爐最大生產能力為 270t/h。 加熱爐采用高架式機械液壓裝鋼機 加熱爐采用機械液壓出鋼機 采用高爐、焦爐、轉爐混合煤氣加熱。 表 2-4 設備各部分參數 裝鋼機最大行程4.36m 裝爐板坯最大重量32t 出鋼機最大水平行程4.925

15、m 出爐板坯最大重量32t 爐子有效長度為40.02m 爐子寬度12.644m 爐子內寬度11.716m 2.9.除鱗除鱗 一臺板坯高壓水除鱗箱：使板坯上一部分氧化鐵皮破碎 一臺精軋高壓水除鱗箱：清除二次氧化鐵皮 2.10.定寬定寬 定寬壓力機為水平對稱型，是將從加熱爐抽出的板坯全長連續(xù)地對其 板寬進行強行壓下，以德到寬度一致的板坯。 表 2-5 定寬壓力機各部分參數 壓力機負荷最大 2200 噸 寬度壓下量最大 350mm 板坯行走量400mm 板坯速度20mpm 主電動機13400kw 2.11.粗軋機的主要參數粗軋機的主要參數 表 2-6 粗軋機的主要參數 項目2150ASP 粗軋機支持

16、輥尺寸 mm1650/15002150 粗軋機工作輥尺寸 mm1250/11502150 最大軋制壓力 t5000 道次最大壓下量 mm50 主電機功率 kW2-AC 10000 轉速 r/min40/90 軋制速度 m/s05.89 立柱斷面 cm28925 附著式立輥數目 架2 立輥最大側壓量 mm50(板坯 135mm) 2.12.保溫罩保溫罩 保溫罩的作用：保溫罩是安裝在中間輥道上的一種防止輻射散熱的保溫 裝置。熱軋帶鋼具有表面積與體積比值大的特點，其散熱方式主要是輻射，中 間坯在輥道上輸送過程中，輻射熱損失達 90%，對流損失 9%，與輥道接觸的 傳導損失不到 1%。保溫罩主要作用是

17、以中間坯的輻射熱作為熱源，采用反射率 大于吸收率的材料做反射板，將熱量反射給中間坯，減少中間坯的熱損失和頭 尾溫差。 形式：液壓傾動式 液壓缸行程：560mm 開啟角度： o 0 o 45 o 90 2.13 邊部加熱邊部加熱 帶坯在軋制過程中，邊部由于散熱較快，其溫降大于中部溫降，溫差大約 為 100。邊部溫差大，在帶鋼橫截面上晶粒組織不均勻，性能差異大，同時， 還將造成軋制中邊部裂紋和對軋輥嚴重的不均勻磨損。因此，在精軋機組前對 帶坯邊部進行加熱，將溫度補償到與中部溫度一致。一般采用電磁感應加熱器， 可使帶坯邊部溫度提高 50到 100，使帶鋼橫向溫度更加均勻，從而減少帶 鋼邊部裂紋，以適

18、應軋制薄規(guī)格產品和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼等特殊品種的鋼。 2.14 飛剪飛剪 設備：飛剪機 表 2-7 設備性能： 序號名稱技術數據 1切頭剪形式異周速滾筒式 剪切材料碳素鋼低合金鋼 剪切溫度900900 剪切負荷最大 1175 噸 剪切規(guī)格最大 60mm2000mm 切頭長度500mm 2剪切能力 剪切速度約 60150m/s 形式二級齒輪減速機 減速比14.33 3減速機 潤滑強制給油 4電動機1AC200kw680rpm 作用：用飛剪切去頭部和尾部，切頭的目的是為了除去溫度過低的頭部以 免損傷輥面，并防止“舌頭”、 “魚尾”卡在機架間的導衛(wèi)裝置或輥縫和卷取機縫隙 中。 2.15.精軋精軋

19、設備：測量輥、切頭剪、精軋除鱗機、6 機架精軋機及其附屬設備組成。 表表 2-82-8 設備性能：設備性能： 項目項目2150ASP 立柱斷面面積 cm28500 最大軋制力 kN F1-F4: 45000 F5-F7: 40000 工作輥直徑 mmF1-F4: 850/765 F5-F7: 700/630 工作輥輥身長度 mm2450 支承輥尺寸 mm1600/14502150 竄輥工作輥行程 mm F1-F4: 150 F5-F7: 200 主傳動電機功率和轉速 F1-F5：AC10000kW 150450 r/min F6-F7：AC10000kW 200600 r/min F1E 最大

20、壓下量 mm10 F1E 軋制壓力 kN1000 作用：精軋的主要任務是延伸和質量控制 2.16.卷取卷取 設備：卷取機 表 2-9 卷取機設備性能： 型式三助卷輥卷取式三助卷輥卷取式三助卷輥卷取式 卷取帶鋼厚度 mm 1.5-13.01.2-19.01.8-25.4 卷取帶鋼寬度 mm 770-1550800-16301000-2000 最大鋼卷重量 t243037.3 最大單位寬度重量 kg/mm 182322.4 鋼卷內徑 mm762762762 鋼卷外徑 mm1150-20001100-21501100-2150 卷筒直徑 mm762/745727762/737727762/73772

21、7 主電機轉速 r/min340/1000320/960230/600 主電機功率 Kw7002-5001000 卷取優(yōu)點：提高軋制速度和軋件長度，保證高生產率，并且經濟。 3 3、軋制表的制定、軋制表的制定 已知條件 坯料：H=230mm b=1900mm 鋼種:DP780 成品尺寸： h=6.5 mm b=1900mm 一、一、壓下規(guī)程的制定壓下規(guī)程的制定 粗軋： 道次12345 H(mm)2301841348752 h(mm)184134875236 h(mm)4650473516 % 20.0027.1735.0740.2330.77 軋制溫度 （） 12001180116011401

22、120 軋制速度 （m/s） 2.72.82.933.5 1、 精軋 道次123456 H(mm)3625.616.611.68.67.3 h(mm)25.616.611.68.67.36.5 h10.49531.30.8 % 28.8935.1530.1225.8615.1110.96 軋制溫度 （） 950940930920910900 軋制速度 （m/s） 4.506.949.9313.4015.7817.72 4 4、軋制力的計算、軋制力的計算 S.Tkelund 公式是用于熱軋時計算平均壓力的半經驗公式，其公式為 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK H

23、hHh 其中： (140.01 )(1.4), 10KtCMnMpa 0.01(140.01 )10.t CMpa s 1.050.0005fat 對鋼軋輥，a=1; 對鑄鐵軋輥， a=0.8 ; 式中 t: 軋制溫度， ；C C：以%表示碳含量； Mn: 以%表示錳的含量； :決定于軋制速度的系數； C 軋制速度 m/s C 6 1 6 10 0.8 1015 0.65 1520 0.6 計算過程如下： 粗軋（粗軋（1） 軋前厚度 H=230mm 軋后厚度 h=184mm 厚度差 46mm 板寬 B=1900mmh 溫度 t=1200 速度 v=2700mm/s 半徑 R=625mm (14

24、0.01 )(1.4), 10KtCMnMpa (140.01 1200) 1.40.22.50 , 10Mpa =82 0.01 140.01, 10.t CMpa s 0.01 140.01 12001 10.Mpa s 0.2 1.050.0005fat 11.050.0005 1200 0.45 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK HhHh 46 2 0.2 2700 1900 19001.6 0.45625 461.2 46 625 625 46 182 2230 184230 184 3158.13t 粗軋（粗軋（2） 軋前厚度 H=184mm 軋后

25、厚度 h=134mm 厚度差 50mm 板寬 B=1900mmh 溫度 t=1180 速度 v=2800mm/s 半徑 R=625mm (140.01 )(1.4), 10KtCMnMpa (140.01 1180) 1.40.22.5 , 10Mpa =90.2 0.01 140.01, 10.t CMpa s 0.01 140.01 11801 10.Mpa s 0.22 1.050.0005fat 11.050.0005 1180 0.46 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK HhHh 50 2 0.22 2800 1900 19001.6 0.46625

26、 501.2 50 625 625 50 190.2 2184 134184 134 3818.81t 粗軋（粗軋（3） 軋前厚度 H=134 mm 軋后厚度 h=87mm 厚度差 47mm 板寬 B=1900mmh 溫度 t=1160 速度 v=2900mm/s 半徑 R=625mm (140.01 )(1.4), 10KtCMnMpa (140.01 1160) 1.40.2 1.0 , 10Mpa =98.4 0.01 140.01, 10.t CMpa s 0.01 140.01 11601 10.Mpa s =0.24 1.050.0005fat 11.050.0005 1160 0

27、.47 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK HhHh 47 2 0.24 2900 1900 19001.6 0.47625 471.2 47 625 625 47 198.4 21348713487 4418.39t 粗軋（粗軋（4） 軋前厚度 H=87mm 軋后厚度 h=52mm 厚度差 35 mm 板寬 B=1900mmh 溫度 t=1140 速度 v=3000mm/s 半徑 R=625mm (140.01 )(1.4), 10KtCMnMpa (140.01 1140) 1.40.22.5 , 10Mpa =106.6 0.01 140.01, 10.t

28、 CMpa s 0.01 140.01 11401 10.Mpa s 0.26 1.050.0005fat 11.050.0005 1140 0.48 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK HhHh 35 2 0.26 3000 1900 19001.6 0.48625 351.2 35 625 625 35 1106.6 287528752 4746.42t 粗軋（粗軋（5） 軋前厚度 H=52mm 軋后厚度 h=36mm 厚度差 16 mm 板寬 B=1900mmh 溫度 t=1120 速度 v=3500mm/s 半徑 R=625mm (140.01 )(1.

29、4), 10KtCMnMpa (140.01 1120) 1.40.22.5 , 10Mpa =114.8 0.01 140.01, 10.t CMpa s 0.01 140.01 11201 10.Mpa s 0.28 1.050.0005fat 11.050.0005 1120 0.49 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK HhHh 16 2 0.28 3500 1900 19001.6 0.49625 161.2 16 625 625 16 1114.8 252365236 3838.58t 精軋（精軋（1） 軋前厚度 H=36mm 軋后厚度 h=25.6

30、mm 厚度差 10.4 mm 板寬 B=1900mmh 溫度 t=950 速度 v=4500mm/s 半徑 R=425mm (140.01 )(1.4), 10KtCMnMpa (140.01 950) 1.40.22.5 , 10Mpa =184.5 0.01 140.01, 10.t CMpa s 0.01 140.01 9501 10.Mpa s 0.45 1.050.0005fat 0.81.050.0005 950 0.46 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK HhHh 10.4 2 0.45 4500 1900 19001.6 0.46425 10.

31、41.2 10.4 425 425 10.4 1184.5 23625.63625.6 3996.39t 精軋（精軋（2） 軋前厚度 H=25.6mm 軋后厚度 h=16.6mm 厚度差 9mm 板寬 B=1900mmh 溫度 t=940 速度 v=6940m/s 半徑 R=425mm (140.01 )(1.4), 10KtCMnMpa (140.01 940) 1.40.22.5 , 10Mpa =188.6 0.01 140.01, 10.t CMpa s 0.01 140.01 9400.8 10.Mpa s 0.368 1.050.0005fat 0.81.050.0005 940

32、0.464 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK HhHh 9 2 0.368 6940 1900 19001.6 0.464425 91.2 9 425 425 9 1188.6 225.6 16.625.6 16.6 4530.14t 精軋（精軋（3） 軋前厚度 H=16.6mm 軋后厚度 h=11.6mm 厚度差 5mm 板寬 B=1900mmh 溫度 t=930 速度 v=9930mm/s 半徑 R=425mm (140.01 )(1.4), 10KtCMnMpa (140.01 930) 1.40.22.5 , 10Mpa =192.7 0.01 140.01, 10.t CMpa s 0.01 140.01 9300.8 10.Mpa s 0.376 1.050.0005fat 0.81.050.0005 920 0.468 2 1.61.2 1 2 Hh h BBfR hh R PR hK HhHh 5 2 0.376 9930 1900 19001.6 0.468425 51.2 5 425 425 5 1192.7 216.6 11.616.6 11.6 3980.14t 精軋（精軋（4） 軋前厚度 H=11.6mm 軋后厚度 h=8.6mm 厚度差 3mm 板