初軋工藝制度課程設(shè)計

1、遼寧科技大學(xué)本科生課程設(shè)計（論文）目錄1前言1 1.1初軋技術(shù)的發(fā)展11.2鋼錠的分類及鋼錠模設(shè)計1 1.2.1鋼錠的分類2 1.2.2鋼錠模設(shè)計32原料的選擇32.1原料的選擇42.2原料的清理52.3根據(jù)產(chǎn)品選原料53軋制工藝制定63.1加熱制度6 3.1.1加熱爐6 3.1.2加熱的目的7 3.1.3加熱的要求7 3.1.4加熱溫度的確定7 3.1.5加熱時間8 3.1.6加熱速度的確定93.2加熱操作規(guī)程93.3壓下規(guī)程制定9 3.3.1壓下規(guī)程10 3.3.2軋制操作規(guī)程103.4軋制溫度制度113.5軋制速度制度113.6軋制力及軋制力矩的計算13 3.6.1計算軋制力14 3.6

2、.2計算軋制力矩164設(shè)備能力校核184.1咬入能力校核184.1.1咬入條件184.1.2咬入能力校核194.2軋輥強(qiáng)度校核20 4.2.1軋輥強(qiáng)度校核224.3電機(jī)能力校核24 4.3.1軋制力矩24 4.3.2附加摩擦力矩24 4.3.3空轉(zhuǎn)力矩25 4.3.4電機(jī)能力校核255總結(jié)261. 前言1.1初軋技術(shù)的發(fā)展60年代以來，連鑄技術(shù)迅速發(fā)展，采用鋼錠通過初軋來生產(chǎn)鋼坯的方式已有所改變了。初軋機(jī)的技術(shù)發(fā)展主要是解決連鑄還不能生產(chǎn)的某些鋼種和規(guī)格的產(chǎn)品的加工問題，而不是追求更高的生產(chǎn)能力。70年代末，已很少建造初軋機(jī)，幾乎不再建造專門生產(chǎn)板坯的板坯軋機(jī)。在連鑄生產(chǎn)占比重高的工廠，有的在

3、帶有立棍的方坯板坯初軋機(jī)后配置鋼坯連鑄軋機(jī)，克服了連鑄機(jī)因經(jīng)常更換澆鑄規(guī)格而降低作業(yè)率的缺點，擴(kuò)大了產(chǎn)品類型，與連鑄生產(chǎn)相配合，可生產(chǎn)多種規(guī)格的板坯、方坯、和圓坯。此外，為生產(chǎn)小斷面的材料，也用初軋機(jī)將連鑄坯制成小坯料。用萬能式板坯初軋機(jī)軋制方坯的主要措施是在水平軋輥兩端各開一個箱型孔，立棍隨推床同步橫移，如果軋制更寬的板坯則要換上沒有軋槽的軋輥，為了減少換輥耽誤的時間，應(yīng)設(shè)置快速換輥裝置。在多種品種的軋機(jī)上生產(chǎn)寬邊工字鋼用的異形坯的技術(shù)還在研究中。目前，有些新型初軋機(jī)從均熱爐加熱到軋制、精整和冷卻，整個生產(chǎn)過程都采用計算機(jī)控制，并配置與全廠生產(chǎn)管理相聯(lián)系的計算機(jī)系統(tǒng)。初軋機(jī)技術(shù)的發(fā)展，降低了

4、能耗，提高了收得率。最好指標(biāo)已近97%。主要措施有：提高沸騰鋼的比例，上鑄鋼錠時采用防濺桶以減少表面結(jié)疤；鎮(zhèn)靜鋼掛絕熱板、加發(fā)熱劑以切頭；鋼錠采用凹底盤澆注；沸騰鋼錠用大頭進(jìn)鋼軋制，改變軋制壓下制度，以減少底部魚尾段的長度；沸騰鋼采用瓶口膜和機(jī)械封頂以減少縮孔；合理剪切以減少切損和發(fā)展半鎮(zhèn)靜鋼等。為了提高軋機(jī)產(chǎn)量普遍采用多錠串軋。雙錠串軋與單錠軋制相比，總軋制時間可縮短2530%，軋機(jī)產(chǎn)量可提高1030%。此外，采用液芯裝爐法，可節(jié)約均熱爐的燃耗。1.2 鋼錠的分類及鋼錠模的設(shè)計1.2.1鋼錠的分類因澆鑄前鋼液中含氧量的不同，鋼錠分為鎮(zhèn)靜鋼，沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼三種基本類型。鎮(zhèn)靜鋼又稱全脫氧鋼，是

5、凝固過程中鋼液內(nèi)含量低到不會與鋼中碳反應(yīng)生成一氧化碳起泡的鋼。鑄前鋼液須經(jīng)充分脫氧（如用硅和鋁脫氧，鋼中硅含量在0.3%左右，鋁含量在（0.020.06）。鎮(zhèn)靜鋼錠均有縮孔，必須用帶保溫帽的定模澆鑄。軋制后經(jīng)過切頭，鋼錠成材率為8589%。要求成分均勻、組織致密的鋼材采用這種鋼錠。鎮(zhèn)靜鋼采用上大下小帶保溫帽的鑄模。近年廣泛采用發(fā)熱保溫帽和隔熱板保溫帽等以提高成材率。沸騰鋼鋼液中含氧量較高（0.010.04%）、在錠模中發(fā)生強(qiáng)烈碳氧反應(yīng)、生成一氧化碳?xì)馀?，是鋼液在模中沸騰而得名。這種鋼凝固一開始，氣泡酒形成并上浮。鋼錠表皮凝固成含鐵較純的殼層。當(dāng)表層達(dá)到多要求的厚度時，在鋼錠頂部加上蓋頂，使頂部

6、凝固，阻止氣泡繼續(xù)溢出；也可以在頂部加入硅鐵、鋁等脫氧進(jìn)行化學(xué)封頂；也有用瓶口式錠模進(jìn)行封頂。另一種方法是在鋼液凝固成表面層后即向整體鋼液中加鋁脫氧，這種鋼錠稱為外沸內(nèi)鎮(zhèn)鋼。沸騰鋼一般采用上小下大敞開式的瓶口式鑄模。沸騰鋼錠成坯率高達(dá)9092%，主要用于低碳鋼。半鎮(zhèn)靜鋼介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間的鋼種。這種鋼內(nèi)部氣體少，結(jié)構(gòu)接近于鎮(zhèn)靜鋼。半鎮(zhèn)靜鋼澆鑄初期不產(chǎn)生氣泡，當(dāng)項目自然凝固封頂后（可采用瓶口模促進(jìn)封頂），由于鋼液中碳和氧的富集和溫度降低，促使在鋼錠頂部產(chǎn)生少量一氧化碳?xì)馀?，填充整個鋼液的凝固收縮空間。因此，可得到與沸騰鋼相近的鋼錠成坯率。半鎮(zhèn)靜鋼主要用于中等含量和中等質(zhì)量的結(jié)構(gòu)鋼，所以鑄模一

7、般為敞開式上小下大型。脫模、澆鑄完畢的鋼錠，需待內(nèi)部完全凝固后方可脫模。對裂紋敏感性強(qiáng)的合金鋼錠，脫模后在應(yīng)在熱狀態(tài)下（大于900°C）放入緩冷坑中保溫緩冷，或在不低于750°C溫度下熱送入軋鋼車間的均熱爐或加熱爐。1.2.2 鋼錠模設(shè)計 鋼錠模是煉鋼廠模鑄生產(chǎn)必備的，周轉(zhuǎn)使用的大量鑄錠設(shè)備。它對鋼錠表面和內(nèi)部質(zhì)量以及鋼錠成本有重要影響。鋼錠模壽命（次）或鋼錠模消耗（kg/t鋼）是煉鋼生產(chǎn)的一項主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由于連鑄具有大幅度節(jié)約能源、提高鑄還成材率，易于實現(xiàn)自動化和機(jī)械化、顯著降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點。在我國得到了迅速的發(fā)展，1999年底我國的連鑄比已經(jīng)達(dá)到70%左右的水平

8、，即使在這樣的情況下，我國的鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)水平和連鑄技術(shù)水平與國外先進(jìn)水平比較也還有相當(dāng)大的差距，鋼鐵生產(chǎn)原材料和能源等的消耗還較大，一些高合金鋼、質(zhì)量要求較高的鋼材品種的連鑄生產(chǎn)還有困難，由于我國的鋼的總產(chǎn)量大，加之某些鋼鐵品種現(xiàn)在還相對比較適宜用模鑄生產(chǎn)和一些小批量的特殊鋼種的生產(chǎn)還只能用模鑄方法進(jìn)行，因此模鑄鋼的澆鑄將在今后相當(dāng)長的時期占據(jù)較大的產(chǎn)量。我國鋼錠模的模耗水平與世界先進(jìn)水平相比，還具有較大的差距。先進(jìn)水平國家的模耗水平一般為5-6kg/噸鋼，而我國最好的模耗水平為8-10/噸鋼，個別小企業(yè)的模耗水平甚至達(dá)到了40-50/kg噸鋼，上述數(shù)字說明了目前我國鋼錠模的模耗比較高，使煉鋼

9、成本增加：說明降低鋼錠模的模耗還具有很的潛力，通過鋼釘設(shè)計的優(yōu)化，改進(jìn)，可以將降低鋼錠模模耗，從而降低生產(chǎn)成本、節(jié)約大量的原材料與大量的人力物力，并且能大大的緩解鑄造廠家鋼錠模的鑄造壓力，也有利于提高鑄造廠工人的勞動質(zhì)量和有利于環(huán)境保護(hù)工作。2.原料的選擇2.1 原料的選擇一般軋鋼常用的原料為鋼錠，軋坯和連鑄坯，我們進(jìn)行的是鋼錠的初軋工藝制度制定，原料為鋼錠，鋼錠斷面尺寸的選擇主要考慮滿足成品的要求，選擇合適的鋼坯尺寸十分重要。坯料的選取原則：1）坯料單重的選擇：盡量減少軋制過程中的金屬消耗、軋件頭尾斷面尺寸差合乎標(biāo)準(zhǔn)、操作方便：軋制后，切頭尾，正好是成品的定尺倍數(shù)，避免短尺的出現(xiàn)：成品孔出來

10、的軋件不要太長，避免頭尾溫差過大而使尺寸超標(biāo)。此外，橫列式炸雞前后輸送輥道的長短，縱列式軋機(jī)兩個機(jī)架與熱鋸機(jī)的距離、翻鋼操作等都是選擇坯料單重時所要考慮的因素。2）坯料斷面形狀的選擇：以軋制變形過程最合適為原則，因為使用的是鋼錠，還得考慮鑄錠工藝上的要求。3）坯料長度的選擇：主要受加熱爐的有效寬度限制。當(dāng)選擇坯料長度時，在軋制可能的條件下，應(yīng)盡量使加熱爐的爐底面積得到充分利用，發(fā)揮設(shè)備的潛能。4）在軋機(jī)設(shè)備一定的條件下，坯料斷面尺寸主要決定于軋機(jī)可能布置的軋制道次以及每道最大可能的平均延伸系數(shù)。在使用鋼錠做坯料的地方，選擇坯料斷面尺寸時，還應(yīng)保證從坯料到成材有一個足夠的變形量。變形量過小，表面

11、缺陷不易消除，內(nèi)部組織也得不到改善。此外軋輥強(qiáng)度和軋件在軋制時能否咬入也是選擇坯料斷面尺寸時所應(yīng)考慮的。2.2 原料的清理 盡管煉鋼工藝的不斷改進(jìn)使坯料的表面質(zhì)量不斷提高，但是用戶對軋件質(zhì)量的要求也在不斷提高，因此在軋制之前，特別是在對于表面質(zhì)量要求很高的優(yōu)質(zhì)軋件清除坯料表面缺陷對提供產(chǎn)品質(zhì)量仍起著重要作用。大部分用戶要求鋼鐵制品商提供“零缺陷”的鋼材，坯料清理和成品的整理是滿足鋼材產(chǎn)品“零缺陷”要求的正確途徑。對于本次研究中的扁錠采用檢查清理工序如下：拋丸、超聲波探傷、無損表面探傷、修磨。拋丸處理即用一定質(zhì)量的鋼球通過外力作用撞擊在鋼坯上，使鋼坯表面的氧化鐵皮等污染物脫落，從而暴露鋼坯表面缺

12、陷的一種方法。傳統(tǒng)的清理方法就是采用酸洗。由于在酸洗過程中對環(huán)境產(chǎn)生極大地污染，在各國對環(huán)境保護(hù)的日益重視的情況下，酸洗的基建投資和用于廢酸處理的運行費用越來越高。70年代后期逐漸以拋丸處理代替了酸洗處理。 探傷包括內(nèi)部探傷與外部探傷。一般采用超聲波探傷和熒光磁粉探傷對坯料 的內(nèi)部質(zhì)量與外部質(zhì)量加以檢測。清理坯料表面缺陷的方法有：人工火焰槍清理、火焰清理機(jī)清理、人工風(fēng)鏟清理、人工砂輪修磨清理、修磨機(jī)清理。現(xiàn)在清理鋼坯的主要方法是修磨機(jī)清理少量的巨擘缺陷輔助以人工砂輪修磨清理。2.3 根據(jù)產(chǎn)品選擇原料 結(jié)合以上原料的選取原則，并參考依據(jù)： 1.煉鋼能力； 2.加熱爐尺寸： 1）爐型：上不單側(cè)燒嘴

13、均熱爐 2）爐坑尺寸: 3）空氣預(yù)熱溫度450攝氏度 4）預(yù)熱器受熱面積：37.5平方米 5）預(yù)熱器前后煙氣溫度：預(yù)熱器前1100度，預(yù)熱器后700800度；3澆鑄只數(shù)1214只；我們所采用的鋼種，原料重量，產(chǎn)品成品尺寸如下：軋制鋼種：GCr15原料重量： 3.2t 噸扁錠產(chǎn)品成品尺寸：70×370 mm 產(chǎn)品原來尺寸:540×610mm 坯料鋼種的化學(xué)成分（WT%）C MnSiPSCrNiCuVMo1.451.700.400.400.030.031112.50.250.300.150.300.400.60 Cr12MoV 軋制開坯的生產(chǎn)方法，其特征是采用“均熱爐家熱鋼錠+

14、初軋機(jī)二火軋制”的開坯工藝：（1）均熱爐一火加熱： 鋼錠重1.5噸； 入爐溫度500保溫2小時； 升溫速度80/h; 1180保溫4小時； 保溫時鋼錠翻身，陰陽面溫差30； （2）初軋機(jī)一火開坯： 軋制前，關(guān)閉軋輥的冷卻水；軋輥預(yù)熱，溫度150；輥速10轉(zhuǎn)/分；軋件的終軋溫度1050；軋制壓下量20mm，且保持同方向軋制；軋件回爐加熱； （3）二貨加熱： 1170保溫1.5小時； （4）二火開坯： 軋輥預(yù)熱； 輥速10轉(zhuǎn)/分； 軋件的終軋溫度1050； 壓下量40mm。實施本發(fā)明專利對Cr12MoV進(jìn)行加熱開坯，具有工藝簡單、生產(chǎn)周期短、鋼坯表面質(zhì)量優(yōu)、成本低的特點，產(chǎn)品質(zhì)量符合GB/T129

15、9-2000標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)濟(jì)效益顯著。3軋制工藝制定3.1加熱制度3.1.1加熱爐 加熱爐形式： 按其構(gòu)造分： 連續(xù)式加熱爐（步進(jìn)式和推鋼式）、室狀加熱爐（特重、特厚、特短的板坯，或多品種、少批量及合金鋼，生產(chǎn)靈活）和均熱爐（多用于鋼錠直接軋制特厚板）三種。 推鋼式：優(yōu)點：設(shè)備簡單、操作容易掌握、投資少。 缺點：鋼坯在水梁上滑動產(chǎn)生擦傷； 加熱時間長，鋼坯氧化，脫碳嚴(yán)重； 容易粘鋼；不能空出爐。 步進(jìn)式：靠動梁的上、下、前、后、平移動作而實現(xiàn)，故爐長不受限，操作靈活，易于空出爐。不會造成鋼坯劃痕，加熱效率高。便于調(diào)整坯料間隙和加熱時間，易于調(diào)整出爐節(jié)奏，適應(yīng)冷裝坯，冷熱混合坯在爐內(nèi)的加熱條件控制

16、。根據(jù)經(jīng)驗我們選擇均熱爐。 在初軋前把鋼錠加熱或保溫一定時間，通過熱擴(kuò)散是鋼錠內(nèi)部溫度均勻而適于金屬塑性加工用的坑式爐。爐膛為長方形，鋼錠在爐內(nèi)豎放。通常由幾個爐坑組成一組，共用一套控制系統(tǒng)。多數(shù)使用氣體燃料加熱，也可用重油。均熱爐是周期性工作的，其溫度制度和供熱制度隨時間變化。均熱爐主要用于均熱脫模后的熱鋼錠，也可以加熱冷鋼錠。在充分利用鋼錠潛熱的情況下，單位耗熱可為 （00.5-00.7）×10千卡/噸。 按結(jié)構(gòu)特點，均熱爐可分為蓄熱式，換熱式（有中心供熱的，四角供熱的和上部雙側(cè)或單側(cè)供熱的）和電均熱爐（見冶金爐）。 蓄熱式均熱爐 爐坑兩側(cè)有蓄熱室，預(yù)熱空氣和煤氣，缺點是來回?fù)Q向

17、，溫度不均勻，影響加熱質(zhì)量；特別是爐坑長度受溫度差容許范圍的限制，不能適應(yīng)大鋼錠，大軋機(jī)的要求。 換熱式加熱爐 中心供熱換熱式均熱爐，爐坑內(nèi)鋼錠靠墻放置，燒嘴在爐底中央，火焰垂直向上。在爐坑兩側(cè)有換熱器，預(yù)熱空氣。缺點是底部中心燒嘴及其圍墻占用爐底面積，并易受鋼錠碰撞和爐渣侵蝕；陶制空氣換熱器漏風(fēng)嚴(yán)重。中國從60年代將許多這種均熱爐改為上部四角供熱的換熱式均熱爐，消除了中心燒嘴所帶來的缺點，丹結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。 上部單側(cè)供熱的換熱式均熱爐，燒嘴在長方形爐坑一個端墻上，火焰呈U形，煙氣由供熱燒嘴下面的排煙口排出，進(jìn)入換熱器。優(yōu)點是單位主跨間的生產(chǎn)率高，可縮短運錠距離，適合于初軋機(jī)大型化的要求，是60

18、年代以來國際上新建均熱爐的主要爐型，中國新建的均熱爐多為這種爐型。主要問題是較難保持沿爐坑長度上的溫度均勻性，采用火焰長度和射程可調(diào)的燒嘴是解決這一問題的有效措施。3.1.2加熱的目的 1.把金屬加熱到單相奧氏體的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行軋制，此時既無組織應(yīng)力又無良好塑性的面心晶格，對變形特別有利； 2.提高原料的塑形，以便于壓下，提高成品尺寸精度和表面光潔度； 3.在高于再結(jié)晶溫度軋制時，不存在加工硬化現(xiàn)象，故變形抗力減小，故軋制能耗也降低； 4.使鋼坯內(nèi)外溫度均勻，減少由于溫差造成的內(nèi)應(yīng)力，有利于軋制的進(jìn)行； 5.原料的加熱可以使不均勻的組織借助于擴(kuò)散而得到改善，改變其內(nèi)部結(jié)晶組織或消除軋制中造成的

19、內(nèi)應(yīng)力，提高其機(jī)械和物理性能； 6.原料加熱良好能減少軋輥和其它設(shè)備零件的磨損，從而提高零件壽命，并能采用較大的壓下量，減少軋制道次，增加軋機(jī)利用率。3.1.3加熱的要求 鋼坯在軋制前加熱的好壞直接影響軋機(jī)產(chǎn)量，產(chǎn)品質(zhì)量和能量消耗，設(shè)備安全及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。對此，必須滿足以下加熱要求： 1.加熱溫度要準(zhǔn)確，不產(chǎn)生過熱和過燒； 2.加熱時鋼坯內(nèi)外溫度要均勻，盡量將溫差限制在允許范圍內(nèi)，否則產(chǎn)生熱應(yīng)力； 3.盡量減少板坯加熱時氧化損失，以降低成本，提高表面質(zhì)量； 4.防止含碳量高的鋼坯在加熱時脫碳； 5.不同的鋼種制定不同的合理的加熱制度。 3.1.4加熱溫度的確定 熱軋溫度要根據(jù)有關(guān)塑性，變形

20、抗力和鋼種特性來確定，必須使金屬在某一溫度下內(nèi)部組織狀態(tài)最適宜壓力加工。由于各種鋼的化學(xué)成分和組織的不同，所以熱軋的溫度范圍也不同，而且還要考慮到熱加工的要求，主扎線工藝，設(shè)備的特點，以求獲得最佳的加熱溫度。 1.溫度的上限和下限； 對低合金鋼和碳鋼，可根據(jù)Fe-C平衡相圖確定加熱溫度的上限和下限，理論上應(yīng)當(dāng)是固相線AE，實際上加熱溫度上限一般低于100-150。其下限理論上高于Ar3（高30-50），這個溫度通常是1150-1250。此外還要考慮到出爐到軋制終了時的全部溫降情況。 2.加熱溫度必須考慮軋鋼工藝的要求和設(shè)備布置的特點等； 3.合金鋼的加熱溫度，尤其高合金鋼中合金元素的種類，含量

21、不同，故具體考慮。3.1.5加熱時間 是指金屬裝爐后加熱到加工要求溫度所需要的時間。加熱時間長短不僅影響爐子產(chǎn)量，也影響剛才質(zhì)量。所以合理確定加熱時間對實現(xiàn)正確加熱，提高爐子產(chǎn)量，保證加熱質(zhì)量和改善爐子的各種技術(shù)指標(biāo)具有重要意義。加熱時間與鋼種、皮料尺寸和形狀、鋼料在爐子擺法、爐型結(jié)構(gòu)以及裝爐溫度等因素有關(guān)。確定加熱時間除驚醒理論計算外，還可根據(jù)生產(chǎn)實踐進(jìn)行估算的方法。實際上運用經(jīng)驗公式和實際資料是當(dāng)前設(shè)計中確定加熱時間常用的方法。連續(xù)式加熱爐的加熱時間計算的估算公式： T = K1B式中，T加熱時間，（h） B鋼料厚度，（cm） K1考慮鋼的化學(xué)成分和其他因素影響的修正系數(shù)。 系數(shù)K1的選擇

22、 鋼種 C 碳素鋼 0.1-0.15 合金結(jié)構(gòu)鋼 0.15-0.20 高合金結(jié)構(gòu)鋼 0.20-0.30 高合金工具鋼 0.30-0.403.1.6加熱速度的確定 確定加熱速度時，要考慮鋼的導(dǎo)熱性。由于鋼在500600以下時塑性很差，為了避免加熱過程中產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力，應(yīng)采用較小的加熱速度，一般為911分鐘/厘米。 3.2加熱操作規(guī)程1） 鋼錠加熱的復(fù)溫溫度、升溫溫度、均熱溫度必須嚴(yán)格按鋼錠加熱工藝制度執(zhí)行。2） 配坑的鋼錠應(yīng)按其中加熱速度最慢，出爐溫度最低的一種進(jìn)行加熱，低溫鋼出爐后，存爐鋼再按規(guī)定升溫保溫。3） 對于裝爐溫度有限制的鋼類，鋼錠裝爐完畢后，復(fù)溫時間從裝完加蓋時算起，復(fù)溫溫度不能高

23、于裝爐溫度，但不能低于裝爐溫度100，若未達(dá)到復(fù)溫溫度可開氣升溫到裝爐溫度，其升溫速度不限。4） 裝爐溫度、復(fù)溫溫度、升溫溫度以儀表為準(zhǔn)，保溫溫度以爐內(nèi)鋼錠溫度部位的實際溫度為準(zhǔn)。保溫時間以儀表曲線顯示為準(zhǔn)。3.3壓下規(guī)程制定：3.3.1壓下規(guī)程 3.6噸錠型軋制80×460壓下規(guī)程 孔號 道次 指針數(shù) H×B h b540×610 11450510302420480303390450304360420305330390306300360307270330308250305×6502540 29455620301042559030113955603012

24、36553030133355003014310475×3352530 31525030530162302852017200255301818023520191502053020130185×5202045 42134549525223254752023300450252428043020252554052526235385×2352050 527150205302813018520291051602530851402031651202032451002033258020341065×4401555 6352994202036279400203725938

25、02038244365×901525391570×3702053.3.2軋制操作規(guī)程1) 各班開車前應(yīng)認(rèn)真檢查軋機(jī)及各傳動系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)，軋輥工作面不得存在影響產(chǎn)品表面質(zhì)量的凹坑，凸包，結(jié)疤。2)鋼錠的溫度應(yīng)符合加熱制度的規(guī)定，其溫度應(yīng)均勻，無黑根、黑心和明顯陰陽面。3)第一孔的咬入速度不得大于1525r/min。4)開始軋制第一塊鋼錠需卡量成品尺寸，得知第一成品尺寸后，方允許扎第二根鋼，只有成品尺寸完全符合工差要求時方可進(jìn)行正式生產(chǎn)。5)為保證質(zhì)量，在換爐坑、換鋼種、換規(guī)格時，必須再卡量成品尺寸。6)軋輥輥徑，膠木瓦應(yīng)提供足夠的冷卻水，棍身應(yīng)根據(jù)實際情況供給適量冷卻水。7

26、)推床矯直軋件時斷面不得大于320*320mm，矯直速度必須緩慢，不得有沖擊。8)壓下量應(yīng)根據(jù)鋼種、規(guī)格按相應(yīng)的壓下規(guī)程進(jìn)行操作，如果剛溫度低，或某些鋼種變硬，電流過大時，應(yīng)適應(yīng)增加道次或改用壓下量較小的規(guī)程進(jìn)行操作。3.4軋制溫度制度： 為了計算軋輥和軋機(jī)其他各個部件的強(qiáng)度，以及校核和選擇電動機(jī)的負(fù)荷，正確的制度壓下制度，必須確定軋制力，而計算軋制力，首先需要確定各道次的溫度。出于鋼錠軋制的工藝特性，軋制過程中的溫度難以用公式來計算。所以，在此以同類車間生產(chǎn)實際中采集的數(shù)據(jù)來大概確定各道次的溫度。鋼錠開軋溫度一般應(yīng)在1100以上，否則應(yīng)重新加熱，各均熱爐坑最后三塊鋼錠的開軋溫度允許稍微降低約

27、30。終軋溫度應(yīng)在1000左右，不低于900，決定于鋼錠及鋼坯的斷面大小及軋制道次，斷面大溫度高，道次多溫度低。根據(jù)圖像和實際經(jīng)驗，我們選擇的開軋溫度為950，終軋溫度為1145，每道次溫降5左右。3.5軋制速度制度鋼錠在初軋機(jī)上的軋制特點是，軋件往復(fù)軋制，軋輥正反轉(zhuǎn)動，隨著軋件的咬入，軋制，拋出，軋輥轉(zhuǎn)速不斷變化。這種軋輥轉(zhuǎn)速隨軋制道次及在每一道次中隨軋制過程而發(fā)生變化的規(guī)律稱為初軋機(jī)的速度制度，如圖1所示 圖1 初軋機(jī)的速度制度 圖1中，n1為軋件咬入時軋輥轉(zhuǎn)速，n為軋制時的最大軋輥轉(zhuǎn)速，n2為軋件拋出時的軋輥轉(zhuǎn)速，T1表示該道次的純軋時間。 同樣n'1為下一道軋件咬入時的軋輥轉(zhuǎn)速

28、，n'為下一道軋制時的最大軋輥轉(zhuǎn)速，n'2為下一道軋件拋出時的軋輥轉(zhuǎn)速，T2表示該道次的純軋時間。T3是相鄰道次間的間隙時間。 各類初軋機(jī)，因工藝設(shè)備條件不同而不同的速度制度（如梯形速度軋制），但研究初軋機(jī)速度制度的目的都是為了盡量縮短軋制節(jié)奏，從而提高初軋機(jī)的產(chǎn)量。 常用軋機(jī)的軋制速度表軋機(jī)種類 軋機(jī)名稱規(guī)格mm軋制速度M/S初軋機(jī)二輥可逆式萬能板坯Do=7501350Do=1150137027 6鋼坯軋機(jī)二輥可逆/三輥橫列三輥橫列式鋼坯連軋機(jī)Do=500850Do=650950Do=550850342.5445軌梁及大型軋機(jī)萬能式鋼梁軋機(jī)橫列式跟蹤式Do=8501350Do

29、=650950Do=550750353.5767中小型軋機(jī)橫列式中型連續(xù)式中型橫列式小型半連續(xù)小型連續(xù)式小型Do=400650Do=400350 Do=250350Do=250350Do=2503502.54.57122.58 515 720線材軋機(jī)橫列式半連續(xù)式連續(xù)式Do=180280Do=150300Do=1506003983015130鋼板軋機(jī)厚板軋機(jī)中厚板軋機(jī)三輥勞特式中板疊扎薄板L輥 =42005600L輥 =25003600L輥 =23002450L輥 =75012047572.54.41.5熱軋寬帶鋼軋機(jī)可逆式爐卷四輥連軋式四輥半連續(xù)式L輥 =12001700L輥 =120023

30、00L輥 =120020008.51526.5919冷軋寬帶鋼軋機(jī)四輥可逆式四輥連續(xù)式多輥式L輥 =12002300L 輥 =12002200L 輥 =11501400615254515焊管坯窄帶鋼軋機(jī)橫列式半連續(xù)式連續(xù)式=250380=250400=3504503539721無縫鋼管軋機(jī)自動式軋管機(jī)組連續(xù)式軋管機(jī)周期式軋管機(jī)=76400=102400=21642625.53.970.93焊管櫥紐直縫電焊管機(jī)組螺旋焊管機(jī)組連續(xù)爐焊管機(jī)組=321625=6502540=121140.1620.0830.050.8383.6軋制力及扎制力矩的計算 影響軋制力的因素主要是以下幾個方面：(1) 軋件材

31、質(zhì)的影響。含碳量高或合金成分高的材料，因其變形抗力大，軋制時單位壓力也大，所以軋制力也就大。(2) 變形溫度的影響。隨著溫度的增加，剛的變形抗力降低，所以軋制壓力降低。(3) 變形速度的影響。熱軋時，隨著軋制速度的增加，變形抗力有所增加，平均單位壓力將增大，故軋制壓力增加。 （4）外摩擦的影響。軋輥與軋件間的摩擦力越大，軋制時金屬流動阻力越大，單位壓力越大，所需要的軋制力越大。在光滑的軋輥上軋制比在表面粗糙的軋輥上軋制時所需的軋制力小。 （5）軋輥直徑的影響。軋輥直徑對軋制壓力的影響通過兩方面起作用，當(dāng)軋輥直徑增大，變形區(qū)長度增長，使得接觸面積增大，導(dǎo)致軋制力增大。另一方面，由于變形區(qū)長度增大

32、，金屬流動摩擦阻力增大，則單位壓力增大，所以在這里也增大。 （6）軋件寬度的影響。軋件越寬，接觸面積增加，軋制力增加，軋件寬度對單位壓力的影響一般是寬度增大，單位壓力增大。3.6.1計算軋制力根據(jù)鋼錠特點，采用S-Echeloned公式，其為用于計算熱軋壓力的半經(jīng)驗公式。艾克隆德公式是用于熱軋時計算平均壓力的半經(jīng)驗公式，其公式為 （1）其中m外摩擦對單位壓力影響的系數(shù)； 粘性系數(shù)；平均應(yīng)變速率；第一項（1+m）是考慮外摩擦的影響，m可以用以下公式確定； 第二項中的乘積是考慮變形速度對變形抗力的影響。其中平均變形速度值用下式計算 把m和值帶入中，并乘以接觸面積的水平投影，則軋制力為：其中：K9.

33、8×140.01t1.4CMnMPa 0.01140.01tC×10MPa 由于摩擦系數(shù)與軋制速度有關(guān)，因而本設(shè)計采取的摩擦系數(shù)公式如下：1當(dāng)v2ms時 f=c1.050.0005T2當(dāng)2v5ms時 f=c1.050.0005T0.056v3當(dāng)5v20ms時 f=c1.050.0005T4當(dāng)v20ms時 f=0.355c1.050.0005T其中：f： 金屬與軋輥的摩擦系數(shù) C: 材質(zhì)系數(shù)，鋼軋輥c1，鐵軋輥c0.8 t: 軋制溫度，°C； C: 以表示碳含量； Mn: 以表示Mn含量； C: 決定于軋制速度的系數(shù)，見下表： c的取值情況 軋制速度 ms 7 71

34、0 1015 1520 20 c 1 0.8 0.65 0.6 0.5 坯料化學(xué)成分如下表：CMnSiPSCrNiCuVMo1.451.700.400.400.300.301112.50.250.300.150.300.400.60接觸面積的水平投影為：F= _軋件進(jìn)軋輥的寬度 _軋件出軋輥的寬度由以上得到總的軋制壓力： 3.6.2 計算軋制力矩軋制力矩可用以下公式計算： 式中：P-軋制力： -道次壓下量： -為力臂系數(shù)；熱軋鑄錠時：=0.550.60，取0.58由以上各公式可依次得出各道次軋制力及軋制力矩和相關(guān)參數(shù)，見下表： 各道次軋制力軋制力矩及其各道次計算參數(shù)表：道次變形區(qū)域面積平均單位

35、壓力pMpa.s總軋制力/t軋制力矩M（tm）174709.44112.480.4002.80840.33119.38274709.44114.220.4052.97853.33121.23374709.44116.020.4103.16866.78123.14474709.44117.840.4153.38880.38125.08574709.44119.770.4203.63894.79127.12674709.44121.770.4253.92909.74129.25774709.44123.860.4304.26925.35131.46870436.14125.9004354.2688

36、6.79115.01937354.72124.760.4403.18466.0466.211037354.72124.740.4452.43465.9666.201137354.72126.400.4502.56472.1667.081237354.72128.080.4552.70478.4367.971337354.72129.820.4602.85484.9468.901435777.09131.530.4652.75470.5861.031549602.17134.840.4703.77668.8495.021647500.00138.190.4754.07656.4076.14175

37、8175.38141.610.4805.44823.82117.041847500.00143.390.4854.90681.1079.011958175.38147.710.4906.68859.31122.082049750.00149.880.4956.15745.6586.502120683.63144.790.5003.95299.4838.842218500.00144.280.5052.47266.9230.962320683.63145.040.5102.90299.9938.912418500.00147.300.5152.73272.5131.612520683.63148

38、.810.5203.21307.7939.922621000.00150.330.5253.04315.6936.622737967.09156.020.5304.98623.5788.592838500.00163.720.5356.15630.3273.122943044.31168.150.5407.78723.7993.873038500.00171.970.5458.00662.0876.803138500.00177.340.5508.57682.7679.203238500.00185.060.55510.91712.4882.653338500.00195.270.56013.

39、33751.7987.213435723.55203.750.56514.33727.8773.12356500.00170.070.5704.95110.8712.82366500.00164.770.5752.93107.1010.71376500.00166.790.5803.08108.4112.58386711.70167.890.5852.79109.1310.963923000.00178.440.5905.52410.4147.61 4設(shè)備能力校核4.1咬入能力校核4.1.1咬入條件 依靠回轉(zhuǎn)的軋輥與軋件之間的摩擦力，軋輥將軋件拖入軋輥之間的現(xiàn)象稱為咬入。為使軋件進(jìn)入軋輥之間實

40、現(xiàn)塑性變形，軋輥對軋件必須有與軋制方向相同的水平作用力。 既然軋輥咬入軋件建立起軋制過程是靠摩擦力的作用，那么摩擦系數(shù)的大小必然決定著可能的最大變形程度，這一點對于粗軋機(jī)能力的發(fā)揮和建成可靠的軋制過程是很重要的。4.1.2咬入能力校核我們通常判斷軋件能否正常咬入，引入了摩擦角刀和咬入角a，有如下判斷情況:a>不能實現(xiàn)自然咬入平衡狀態(tài)a<可以實現(xiàn)自然咬入由公式 得到 由可以算的壓下量D軋輥工作直徑 線材軋機(jī)的各架咬入條件受很多因素影響，但主要的因素還是摩擦條件，在本設(shè)計中，由上面的公式，所有的a和刀計算結(jié)果如下表: 道次 工作輥輥頸13060018.1919.7523060018.1

41、919.8533060018.1919.9543060018.1920.0053060018.1920.1063060018.1920.1573060018.1920.2583060016.6020.3593060018.1920.41103060018.1920.51113060018.1920.61123060018.1920.66133060018.1920.76142560016.6020.81153060018.1920.91162060014.8420.96173060018.1921.06182060014.8421.16193060018.1921.26202060014.84

42、21.31212560016.6021.41222060014.8421.50232560016.6021.55242060014.8421.65252560016.6021.70262060014.8421.80273060018.1921.90282060014.8421.95292560016.6022.05302060014.84228422.22322060014.8422.29332060014.8422.39341560012.8422.44352060014.8422.49362060014.8422.59372060014.8422.68381560

43、012.8422.78392060014.8422.83由表格可知，可以實現(xiàn)自然咬入4.2軋輥強(qiáng)度校核 通常對輥身僅計一算彎曲，對輥徑則計算夸曲和扭轉(zhuǎn)，對傳動短棍頭僅計算轉(zhuǎn)強(qiáng)度，下圖為軋輥受力簡圖。(r)輥身 計算心曲強(qiáng)度，本設(shè)計中孔型在在軋輥上均勻分布，且孔型形狀相同，并只過一根鋼，計算輥身斷面的彎曲應(yīng)力為: 式中，-計算輥身斷面的彎矩，在圖所示的情況卜，其值為: 式中，a一兩根壓下螺絲的中心矩，通常為a=L+1 D一一輥身計算斷面的工作直徑(應(yīng)考慮軋棍重車后的最小值)。(2)輥徑 作用在輥身與輥徑相接處危險斷面的彎曲應(yīng)力: 式中，輥身危險斷面彎矩 輥徑上與輥身相接處的彎矩: d一一輥徑直徑; R一一支反力。由于作用在軋輥上的軋制力不對稱，故軋輥兩端的支反力大小不同，計算時應(yīng)取數(shù)值較大者; c支反力(壓下螺絲中心)至輥身邊緣的距離，近似取為輥徑長度1之半。作用在輥徑上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 式中作用在彎曲應(yīng)力計算側(cè)的輥徑與輥身交界處之輥徑扭矩。輥徑強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力考慮。因軋輥材質(zhì)不同，故采用不同的計算公式:采用鋼軋輥時，按第四強(qiáng)度理論: