冷軋板帶鋼畢業(yè)論文年產(chǎn)量200萬(wàn)噸冷軋車(chē)間設(shè)計(jì)

年產(chǎn)量200萬(wàn)噸冷軋車(chē)間設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)是參考鞍山鋼鐵公司1700mm冷軋車(chē)間設(shè)計(jì)的，年產(chǎn)量為200萬(wàn)噸，典型產(chǎn)品為Q235冷軋薄板帶鋼，產(chǎn)品規(guī)格1300mm。該車(chē)間設(shè)計(jì)主要包括：連續(xù)酸洗—冷軋聯(lián)合機(jī)組、罩式退火機(jī)組、熱鍍鋅機(jī)組、平整機(jī)組、剪切機(jī)組、重卷機(jī)組等。設(shè)計(jì)產(chǎn)品有冷軋帶鋼卷、冷軋板、熱鍍鋅板、熱鍍鋅鋼卷、電鍍鋅鋼板、電鍍鋅鋼卷。產(chǎn)品具有使用規(guī)格范圍寬、厚度精確、尺寸偏差小、表面光潔、板形好、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。據(jù)此制定了典型產(chǎn)品金屬平衡表和軋制規(guī)程，對(duì)軋機(jī)、電機(jī)能力進(jìn)行了校核。關(guān)鍵詞：冷軋帶鋼；軋制工藝；酸洗—冷軋聯(lián)合機(jī)組；潤(rùn)滑乳化液Designofacoldstripplantwithannualcapacityof2millionstonsandtheschmierwasserusingintheContinuousCastingProductionABSTRACTThisdesignreferstothe1700cold-rollingdepartmentofAnshanSteelCorporation,whoseannualoutputis2milliontons,andthetypicalproductistheQ235.Thisworkshopdesignmainlyincludes:Pickling-cold-rolledjointunit,cover-typeannealingfurnaceunit,entirecontinuousannealingunit,hotgalvanizesunit,electricalsteelannealedcoatingunit,singlestand4-highskin-passunit,crosscutandslittingshearingunit,recoilingunitandsoon.Thedesignedproducts,includingvolumesofcold-rolledstrip,cold-rolledplate,hotdipgalvanizedsheetandvolumes,electricalsiliconsteelplate.Productswithdistinguishingfeaturessuchaswidesize,accuratethickness,smalldeviationindimension,smoothsurface,wellflateness,stableproperty,etc.Accordingtoit,Rollingschedulewasmadefortypicalproductandtheabilitytomillsandotherequipmentswerechecked.Andlayoutdrawingforthedesignplantwascompleted.AspecialtopicabouttheschmierwasserusingintheContinuousCastingProductionisexplicated.Keywords:Coldrolledstrip,rollingsystem,Pickling–cold-rolledjointunit,schmierwasser目錄摘要 .2冷軋板帶鋼各機(jī)組生產(chǎn)工藝流程（1）酸-軋聯(lián)合機(jī)組原料卷→開(kāi)卷→橫剪→焊接→入口活套→拉矯→酸洗→出口活套→剪邊→橫剪→五機(jī)架連→軋卷取。（2）退火機(jī)組罩式退火機(jī)組配料→裝爐→扣保護(hù)罩→（熱或冷）清洗→扣加熱罩→點(diǎn)加熱爐→退火（加熱、保溫、冷卻）→出爐→最終冷卻。（3）平整機(jī)組開(kāi)卷→入口張力輥組→平整→出口張力輥組→卷取。（4）重卷機(jī)組上卷→開(kāi)卷→剪邊（→廢邊卷?。ッ獭^尾剪切（→堆垛）→焊接→拉矯→打印→涂油→分卷→卷取→捆扎。（5）剪切機(jī)組a）橫切機(jī)組上卷→開(kāi)卷→圓盤(pán)剪（剪邊）→打印→活套→測(cè)厚（→發(fā)出分選信號(hào)）→矯直→飛剪→精矯→質(zhì)量檢查（→發(fā)出分選信號(hào)）→涂油→分選→發(fā)出自動(dòng)分選信號(hào)→優(yōu)質(zhì)品堆垛或次品堆垛→輥道輸出。b）縱切機(jī)組開(kāi)卷→裁條→引帶→剪切→卷取。（6）熱鍍鋅機(jī)組上卷→開(kāi)卷→圓盤(pán)剪（剪邊）→橫剪→焊接→活套→退火→熱鍍鋅→冷卻→鈍化→活套→光整、拉矯→剪切→卷取。（7）電鍍鋅機(jī)組上卷→開(kāi)卷→圓盤(pán)剪（剪邊）→橫剪→焊接→清洗→電鍍鋅→化學(xué)處理→冷卻→活套→剪切→卷取。4.主要設(shè)備選擇4.1設(shè)備組成酸洗—軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組1條全氫罩式退火爐45座五機(jī)架全連續(xù)式冷軋機(jī)UC六輥軋機(jī)1條重卷分卷機(jī)組2條連續(xù)熱鍍鋅及橫切機(jī)組2條電鍍鋅機(jī)組及橫切機(jī)組2條4.2酸軋聯(lián)合機(jī)組（1）機(jī)組主要工藝參數(shù)如下：機(jī)組形式：三段紊流鹽酸酸洗+全連續(xù)無(wú)頭軋制鋼卷規(guī)格：入口出口帶鋼厚度1.8~0.3~帶鋼寬度800~1630mm800~1630mm鋼卷內(nèi)徑762mm610mm鋼卷外徑1100~2150mm1100~2150mm鋼卷質(zhì)量30t30t最大軋制速度：1350m/min最大軋制力：25MN軋聯(lián)合機(jī)組主要設(shè)備及性能參數(shù)見(jiàn)表4.1表酸-軋聯(lián)合機(jī)組主要設(shè)備及性能參數(shù)：設(shè)備名稱主要性能備注開(kāi)卷機(jī)卷筒規(guī)格/mmmm7602025——脹徑范圍/mm660800——橫向移動(dòng)量/mm約2500——卷筒及減速機(jī)軸承耐磨軸承——潤(rùn)滑方式集中稀油潤(rùn)滑——傳動(dòng)方式交流電機(jī)4000KWn=620/1750r/min——七輥矯直機(jī)防皺輥/套1——作輥規(guī)格/mmmm1141900——支承輥規(guī)格/mmmm2001900——夾送輥數(shù)量及規(guī)格/只mmmm2，4001900——夾送輥傳動(dòng)1臺(tái)交流電機(jī)——矯直輥數(shù)量及其規(guī)格/只mmmm7,170/1801900——矯直機(jī)傳動(dòng)1臺(tái)交流電機(jī)——最大速度/m/min60/120——焊機(jī)形式激光焊接——入口活套活套入口速度/mm/min200——活套出口速度/mm/min230——帶鋼儲(chǔ)存量/mm584000——活套車(chē)數(shù)量/輛2——軸承耐磨軸承——酸洗槽長(zhǎng)寬深/mmmmmm10000025001000——個(gè)數(shù)3——設(shè)備名稱主要性能備注沖洗槽長(zhǎng)寬深/mmmmmm2000025001600——個(gè)數(shù)5——出口1號(hào)活套活套入口速度/mm/min230——活套出口速度/mm/min250——帶鋼儲(chǔ)存量/mm268000——活套車(chē)數(shù)量/輛1——活套車(chē)移行距離/mm138105——活套車(chē)速度//m/min115——出口2號(hào)活套活套入口速度/mm/min250——活套出口速度/mm/min260——帶鋼儲(chǔ)存量/mm300000——活套車(chē)數(shù)量/輛1——活套車(chē)移行距離/mm154625——活套車(chē)速度//m/min140——軋機(jī)主電機(jī)轉(zhuǎn)速/r/min1機(jī)架0~200/600交流5500KW2機(jī)架0~200/600交流5500KW3機(jī)架0~200/600交流5500KW4機(jī)架0~200/600交流5500KW5機(jī)架0~200/600交流5500KW軋輥傳動(dòng)方式上下輥傳動(dòng)——壓下方式1~5機(jī)架液壓壓下伺服液壓缸——1，5機(jī)架軋輥彎曲和平衡裝置工作輥?zhàn)畲髲澢?KN500——工作輥?zhàn)畲笳?fù)灣缸缸徑/mm120——工作輥?zhàn)畲笳?fù)灣缸行程/mm65——設(shè)備名稱性能備注1，5機(jī)架軋輥彎曲和平衡裝置支承輥平衡缸行程/mm280——中間輥?zhàn)畲髲澢?KN+500——中間輥彎輥輥缸缸徑/mm120——2~4加彎輥裝置彎輥缸直徑/mm120——彎輥缸桿直徑/mm70——彎輥缸行程/mm上60，下70——中間輥竄動(dòng)裝置竄動(dòng)行程/mm490——軋制時(shí)竄動(dòng)速度/mm/s2——工作輥換輥時(shí)間/min——張力計(jì)型號(hào)PFBL161C——生產(chǎn)廠家ABB——個(gè)數(shù)12——位置1機(jī)架前后，2，3，4，5機(jī)架后——測(cè)厚儀形式X射線——生產(chǎn)廠家IMS——設(shè)置位置1,5機(jī)架前后——板型輥型號(hào)接觸式——設(shè)置位置軋機(jī)出口——出口飛剪形式滾筒式飛剪——刀片材質(zhì)特殊合金工具鋼——卷取機(jī)臺(tái)數(shù)1——助卷器形式皮帶式——軋制油種類vulcan——牌號(hào)Alpha-90——乳液系統(tǒng)能力/L/min——3500——設(shè)備名稱性能備注1,5架軋機(jī)軋輥尺寸軋輥直徑輥身長(zhǎng)度/mmmm工作輥（430~500）1780——中間輥（500~560）1780——支撐輥（1400~1525）1780——1，5架軋機(jī)軋輥潤(rùn)滑方式工作輥油氣潤(rùn)滑——中間輥油氣潤(rùn)滑——支撐輥靜動(dòng)壓潤(rùn)滑——2，4架軋機(jī)軋輥尺寸軋輥直徑輥身長(zhǎng)度/mmmm工作輥（520~600）1780——支撐輥（1400~1525）1780——2，4架軋機(jī)軋輥潤(rùn)滑方式工作輥油氣潤(rùn)滑——支撐輥液壓潤(rùn)滑——4.3罩式退火機(jī)組（1）原料規(guī)格罩式退火機(jī)組的退火原料規(guī)格見(jiàn)表4.2。表4.2罩退原料規(guī)格名稱參數(shù)帶鋼寬度/mm800～1630帶鋼厚度/mm～3.0鋼卷內(nèi)徑/mmФ610鋼卷外徑/mmф1100～2100鋼卷最大重量/t30（2）設(shè)備技術(shù)參數(shù)1）罩式退火爐規(guī)格見(jiàn)表4.3：表4.3罩式退火爐規(guī)格設(shè)備名稱加熱罩/個(gè)內(nèi)罩/個(gè)冷卻罩/個(gè)爐臺(tái)/個(gè)HUGF2500～4900264523452）技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4.4：表4.4罩式退火爐技術(shù)參數(shù)名稱方式或數(shù)據(jù)退火方式單垛罩式退火最高退火溫度/℃760最大裝爐量/t130燃料混合煤氣單位燃料消耗/千卡/噸～×105機(jī)組燃料最大負(fù)荷/GJ/h4.4平整機(jī)組參考鞍鋼冷軋2#線，平整采用單機(jī)架四輥式平整機(jī)[7]。平整機(jī)組原料和成品規(guī)格見(jiàn)表4.5，平整機(jī)組技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4.6：表平整機(jī)組原料和成品規(guī)格名稱入口出口帶鋼寬度/mm800～1630800～1630帶鋼厚度/mm～3.0～3.0鋼卷內(nèi)徑/mmФ610Ф610鋼卷外徑/mmф1100～2100ф1100～2100鋼卷最大重量/t3030表平整機(jī)組技術(shù)參數(shù)名稱方式或參數(shù)平整機(jī)形式單機(jī)架四輥工作輥規(guī)格/mmф610/550×1780支持輥規(guī)格/mmф1525/1400×1780工作輥軸承4列圓錐滾子軸承支持輥軸承靜壓油膜軸承平整壓力（最大）/GN23平整速度（最大）/m/min1800開(kāi)卷/卷取方向從上開(kāi)卷張力分配/NT1機(jī)組8600/80000T2機(jī)組13800/126000T3機(jī)組13600/182000T4機(jī)組8600/135000主傳動(dòng)公率/kW開(kāi)卷機(jī)2×850入口張力輥上輥：1×750；下輥：1×550平整機(jī)2×1100出口張力輥上輥：1×750；下輥：1×550卷取機(jī)3×9504.5橫剪機(jī)組橫切機(jī)組有三條機(jī)組組成，1#和2#工藝速度高，用于剪切薄規(guī)格的鋼帶，3#用來(lái)定尺，用于剪切厚規(guī)格的鋼帶。橫剪機(jī)組原料和成品規(guī)格見(jiàn)表4.7，橫剪機(jī)組設(shè)備技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表。表4.7橫剪機(jī)組原料和成品規(guī)格機(jī)組名稱1#機(jī)組2#機(jī)組3#機(jī)組剪切材料冷軋帶鋼冷軋帶鋼、熱鍍鋅帶鋼、電鍍鋅帶鋼、帶鋼寬度/mm800～1630800～1630800～1630帶鋼厚度/mm～～～鋼卷外徑/mmф1100～2000ф1100～2000ф1100～2000鋼卷內(nèi)徑/mmФ610ф610ф610鋼卷最大重量/t303030剪切長(zhǎng)度/mm1000～60001000～60001000～6000表4.8橫剪機(jī)組設(shè)備參數(shù)機(jī)組名稱1#機(jī)組2#機(jī)組3#機(jī)組穿帶速度/m/min252525入口剪切速度/m/min220220180抗拉強(qiáng)度/N/mm2420420420矯直機(jī)速度/m/min300300210矯直后速度/m/min320320230剁板時(shí)皮帶最大速度/m/min110110160剁板最大高度/mm650650650剁板最大重量/t121212平均剁重/kg450045004300每小時(shí)最大連續(xù)堆垛數(shù)/個(gè)2222224.6縱剪機(jī)組該機(jī)組具有1#和2#兩條生產(chǎn)線，1#線專用于縱切窄帶鋼，2#用于除窄帶鋼外的其它帶鋼，也可用作切邊和分卷，橫剪機(jī)組原料和成品規(guī)格見(jiàn)表4.9，橫剪機(jī)組設(shè)備技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表。表4.9縱剪機(jī)組原料和成品規(guī)格機(jī)組名稱1#機(jī)組2#機(jī)組入口出口入口出口帶鋼寬度/mm800～1630800～1630800～1630800～1630帶鋼厚度/mm鋼卷外徑/mmф1100～2000Ф1000～2000ф1100～2000Ф1000～2000鋼卷內(nèi)徑/mmф610ф610ф610ф610鋼卷最大重量/t30303030剪切原料冷軋帶鋼冷軋帶鋼表4.10縱剪機(jī)組設(shè)備參數(shù)機(jī)組名稱1#機(jī)組2#機(jī)組h≤h>h≤h>剪切能力/條188128機(jī)組速度/m/min400220400220穿帶速度/m/min2525抗拉強(qiáng)度/N/mm24204204.7重卷機(jī)組該機(jī)組用于冷軋帶鋼的拉伸、彎曲、矯直、切邊、檢查、分卷和重卷。（1）原料和成品的規(guī)格重卷機(jī)組原料和成品規(guī)格見(jiàn)表。表4.11重卷機(jī)組原料和成品規(guī)格名稱方式或參數(shù)帶鋼寬度/mm800～1630帶鋼厚度/mm鋼卷內(nèi)徑/mmφ610鋼卷最大重量/t入口30出口30鋼卷外徑/mm入口ф1100～2000出口ф850～2000（2）設(shè)備技術(shù)參數(shù)重卷機(jī)組設(shè)備技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表。表4.12重卷機(jī)組設(shè)備參數(shù)名稱參數(shù)機(jī)組速度/m/minh≤400h>220穿帶速度/m/min254.8電鍍鋅機(jī)組電鍍鋅機(jī)組原料和成品規(guī)格見(jiàn)表3，電鍍鋅機(jī)組設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表4。表4.13電鍍鋅機(jī)組原料和成品規(guī)格名稱入口出口鍍鋅原料連續(xù)退火后的冷軋帶鋼和酸洗平整的熱軋帶鋼帶鋼寬度/mm800～1630800～1630帶鋼厚度/mm鋼卷內(nèi)徑/mmФ610ф610鋼卷外徑/mmф1100～2000Ф1100～2000鋼卷最大重量/t3030表4.14電鍍鋅機(jī)組設(shè)備參數(shù)名稱方式或參數(shù)機(jī)組速度/m/min入口段速度30～180工藝段速度20～170出口段速度30～220穿帶速度20～50臥式活套儲(chǔ)量/m入口段150出口段120鍍層重量/g/m2雙面鍍層03/03，10/10，20/20，30/30，40/40，50/50單面鍍層0/10，0/20，0/30，0/40厚差鍍層03/20，13/30，03/40，10/30，10/40，20/30電鍍能力總槽數(shù)/個(gè)9單槽容量/kA11/11或22/22總?cè)萘?kA198（11/11×9）開(kāi)卷和卷取方向從上開(kāi)卷4.9熱鍍鋅機(jī)組（1）原料和成品的規(guī)格熱鍍鋅機(jī)組原料和成品規(guī)格見(jiàn)表5。表4.15熱鍍鋅機(jī)組原料和成品規(guī)格名稱入口出口帶鋼寬度/mm800～1630800～1630帶鋼厚度/mm鋼卷內(nèi)徑/mmФ610ф610鋼卷外徑/mmф1100～2000Ф1100～2000鋼卷最大重量/t3030原料材質(zhì)冷軋低碳鋼和熱軋酸洗帶鋼（2）設(shè)備技術(shù)參數(shù)熱鍍鋅機(jī)組設(shè)備技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表6。表4.16熱鍍鋅機(jī)組設(shè)備技術(shù)參數(shù)名稱方式或參數(shù)機(jī)組速度/m/min入口段速度20～260工藝段速度20～220出口段速度20～260穿帶速度20～55塔式活套儲(chǔ)量/m入口段480出口段480機(jī)組小時(shí)產(chǎn)量/t/h全硬120退火80?；?6燃料無(wú)氧化預(yù)熱段焦?fàn)t煤氣3n輻射管加熱段混合煤氣熱值：7.53MJ/m3n開(kāi)卷/卷取方向從上開(kāi)卷5軋制制度的制定5.1壓下制度（規(guī)程）概述板帶鋼壓下制度是板帶軋制制度最基本的核心內(nèi)容，直接關(guān)系到軋機(jī)的產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量，壓下規(guī)程的中心內(nèi)容就是要確定由一定板坯軋成所要求的板帶的變形制度，亦即要確定所采用的軋制方法，軋制道次及每道次壓下量大小，以及與此相關(guān)的各道次軋制速度，溫度及前后張力制度的確定和原料尺寸的合理選擇。制定壓下規(guī)程的方法很多，主要有理論方法和經(jīng)驗(yàn)方法兩大類。理論方法比較復(fù)雜用處又不大，故多采用經(jīng)驗(yàn)方法即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料進(jìn)行壓下分配及校核計(jì)算。冷軋板帶鋼壓下規(guī)程的制度一般包括原料規(guī)格的選擇，軋制方案的確定以及各道次壓下量的分配與計(jì)算。壓下量的分配各道次壓下量分配用公式=bi計(jì)算，其中，為各道壓下量bi為各道次壓下分配系數(shù)，分別為0.3，0.25，0.25，0.15，0.05。最后一道次考慮板形，及表面質(zhì)量的要求，取較小的壓下率。速度制度冷連軋機(jī)最大特點(diǎn)是速度高，生產(chǎn)能力大，軋制板卷重。軋制時(shí)先采用低速度穿帶（1~3m/s），待通過(guò)各機(jī)架并由張力卷取機(jī)卷上之后，同步加速到軋制速度，進(jìn)入穩(wěn)定軋制階段。在焊縫進(jìn)入軋機(jī)之前，為避免損傷輥面和斷帶，一般要降速至穩(wěn)定軋制速度的40%~70%。焊縫過(guò)后又自動(dòng)升至穩(wěn)定軋速。在一卷帶鋼軋制即將完成之前，應(yīng)及時(shí)減速至甩尾速度，以通過(guò)尾部。冷連軋的最高速度限制，主要是由軋制工藝潤(rùn)滑和冷卻能否保證帶鋼表面質(zhì)量和板型。在實(shí)際生產(chǎn)中，冷連軋機(jī)各機(jī)架速度調(diào)節(jié)及設(shè)定皆采用軋輥速度。當(dāng)壓下規(guī)程制定后，則各架軋出厚度hi已知。根據(jù)軋制時(shí)的流量方程：hi·vRi·(1+Shi)=CvRi——第i架軋輥速度；Shi——第i架軋件的前滑值。通常，第1架的前滑值為5%~7%，最大可以達(dá)到10%，末前滑架的值為1%或近似為0。本廠的五架冷連軋機(jī)架采用的前滑值，見(jiàn)表5.1。表各機(jī)架前滑值的確定機(jī)架號(hào)12345前滑值，%52220在各機(jī)軋出厚度hi，末架軋出厚度hn，前滑值已知，則任一機(jī)架的輥速為：VRi=hn·v0n(1+Shn)/hi·(1+Shi)張力制度的制定張力在冷軋生產(chǎn)中不僅可以降低軋制壓力，防止帶鋼跑偏，補(bǔ)償沿寬度方向軋件的不均勻變形，并且還起著傳遞能量，傳遞影響，使各機(jī)架之間相互連接的作用。張力制度就是合理的選擇軋制中各道次張力的數(shù)值。實(shí)際生產(chǎn)中若張力過(guò)大會(huì)把帶鋼拉斷或產(chǎn)生拉伸變形，若張力過(guò)小則起不到應(yīng)有作用。因此作用在帶鋼上的最大張應(yīng)力應(yīng)滿足：σmax<σsσmax——作用在帶鋼單位截面積上的最大張應(yīng)力；σs——帶鋼的屈服極限。冷連軋的特點(diǎn)之一是采用大張力軋制，所以一般單位張力q為（0.3~0.5）σs.且單位張力后機(jī)架要比前機(jī)架大一些。冷軋帶鋼的分配原則見(jiàn)表5.2：表5.2冷軋帶鋼的分配原則帶鋼厚度，mm0.3~11~22~4單位張應(yīng)力,kg/mm2sss5.5軋輥輥型制度本設(shè)計(jì)采用UC軋機(jī)，UC軋機(jī)(UniversalCrownControlMill)基本上是一臺(tái)HC軋機(jī)，但是增加了新的功能，能進(jìn)行多樣化的板形控制。它除了具有HC軋機(jī)的特點(diǎn)外，主要增加了中間輥彎輥裝置。此彎輥裝置有一個(gè)隨動(dòng)定位塊，它可以使彎輥力始終作用在中間輥軸承中心，即使中間輥有軸向移動(dòng)時(shí)也是如此。因此，UC軋機(jī)是一種采用小直徑工作輥、中間輥彎輥、中間輥移動(dòng)和工作輥彎輥3種裝置進(jìn)行板形控制的軋機(jī)，如圖所示。圖5.1UC軋機(jī)圖5.1UC軋機(jī)5.6軋制壓力的計(jì)算首先是各機(jī)架摩擦系數(shù)的選?。旱谝坏来慰紤]咬入，不噴油，故取0.08，以后噴乳化液，取值0.05-0.06，具體取值見(jiàn)表5.3。表5.3摩擦系數(shù)表機(jī)架數(shù)1＃2＃3＃4＃5＃摩擦系數(shù)0．080．0550．0550．0550．055各個(gè)道次的軋制壓力的步驟說(shuō)明如下：第一道：由原料開(kāi)始軋制，壓下量為△h=0.6mm.占冷軋總壓下率的15%。則平均壓下率為：∑εε0ε1=0.6×15%=9%根據(jù)典型產(chǎn)品Q235的含碳量查找對(duì)應(yīng)的加工硬化曲線可知：σ=495MPa平均單位張力：=(90+30)/2=60MPa-=1.15×495-60=509MPal===11.75mm計(jì)算fl/=0.08×11.75/=0.25(fl/)2=0.06計(jì)算a=8(1-u2)R/πE(u=0.3E=210GPa)因此2af-)/(f=0.08)=2×0.003×0.08×509/3.7=0.06由斯通圖解法圖解得:x=fl′/=0.28查表得：ex-1/x=1.155故=1.155×509=588MPa由fl′/=0.28→l′=0.28×/0.08=mmP總=Bl′=1300××588=9899KN第二道：壓量為△h=0.5mm.出口總壓下率為%。則平均壓下率為：∑εε1ε2=0.4×15%+0.6×%=%根據(jù)典型產(chǎn)品Q235的含碳量查找對(duì)應(yīng)的加工硬化曲線可知：σ=680MPa平均單位張力：=(120+90)/2=105MPa-=1.15×680-105=677MPal===10.72mm計(jì)算fl/=0.055×10.72/=0.19(fl/)2=計(jì)算a=8(1-u2)/πE(u=0.3E=210GPa)因此2af-)/(f=0.055)=2×0.003×0.055×680/=0.07由斯通圖解法圖解得:x=fl′/=0.24查表得：ex-1/x=1.131故=1.131×677=766MPa由fl′/=0.24→l′=0.24×/0.055=1mmP總=Bl′=1300×1×766=13692KN第三道：壓量為△h=0.5mm.出口總壓下率為40%。則平均壓下率為：∑εε1ε2=0.4×%+0.6×40%=35%根據(jù)典型產(chǎn)品Q235的含碳量查找對(duì)應(yīng)的加工硬化曲線可知：σ=730MPa平均單位張力：=(110+120)/2=115MPa-=1.15×730-115=725MPal===10.72mm計(jì)算fl/=0.055×10.72/2.65=0.22(fl/)2=0.05計(jì)算a=8(1-u2)/πE(u=0.3E=210GPa)因此2af-)/(f=0.055)=2×0.003×0.055×740/=0.09由斯通圖解法圖解得:x=fl′/h=0.27查表得：ex-1/x=1.149故=1.149×725=833MPa由fl′/=0.27→l′=0.27×2.65/0.055=mmP總=Bl′=1300×1×833=14089KN第四道：壓量為△h=0.3mm.出口總壓下率為%。則平均壓下率為εε1ε2=0.4×40%+0.6×%=%根據(jù)典型產(chǎn)品Q235的含碳量查找對(duì)應(yīng)的加工硬化曲線可知：σ=780MPa平均單位張力：=(100+100)/2=100MPa-=1.15×700-125=797MPal===8.31mm計(jì)算fl/=0.055×8.31/=0.20(fl/)2=0.04計(jì)算a=8(1-u2)/πE(u=0.3E=210GPa)因此2af-)/(f=0.055)=2×0.003×0.055×797/=0.12由斯通圖解法圖解得:x=fl′/=0.29查表得：ex-1/x=1.160故=1.160×797=925MPa由fl′/=0.29→l′=0.29×/0.055=11.86mmP總=Bl′=1300×11.86×925=14262KN第五道：壓量為△h=0.1mm.出口總壓下率為50%。則平均壓下率為：∑εε1ε2=0.4×%+0.6×50%=%根據(jù)典型產(chǎn)品Q215的含碳量查找對(duì)應(yīng)的加工硬化曲線可知：σ=765MPa平均單位張力：=(30+100)/2=65MPa-=1.15×765-65=815MPal===4.80mm計(jì)算fl/=0.055×4.80/=0.13(fl/)2=0.02計(jì)算a=8(1-u2)/πE(u=0.3E=210GPa)因此2af-)/(f=0.055)=2×0.003×0.055×815/=0.13由斯通圖解法圖解得:x=fl′/=0.23查表得：ex-1/x=1.125故=1.125×815=917MPa由fl′/=0.23→l′=0.23×/0.055=mmP總=Bl′=1300×8..57×917=10216KN5.7壓下規(guī)程的制定典型產(chǎn)品：Q235×1300化學(xué)成分：見(jiàn)表5.4。表5.4典型產(chǎn)品化學(xué)成分含量（w/%）CMnSiSP0.14~0.220.30~0.65≦≦≦本設(shè)計(jì)采用五機(jī)架連續(xù)軋制，制定壓下規(guī)程如下：表5.5冷軋壓下規(guī)程道次號(hào)H/mmh/mm△h/mmε/(%)-1前張力/MPa后張力/MPaP/MPa總壓力/kN10.609030588989920.5120907661369230.51101208331408940.301001009251426250.130100917102166軋機(jī)能力校核軋輥能力校核軋輥各部分尺寸的確定五機(jī)架連軋機(jī)的工作輥輥身直徑為Dg=460mm，輥身長(zhǎng)度Ls=1700mm；中間輥直徑Dzhj=540mm；支撐輥直徑為Dzh=1150mm，據(jù)此確定軋輥其他參數(shù)以備校核。軋輥材質(zhì)選用合金鋼，許用應(yīng)力[σ]=20Kg/mm2，許用接觸應(yīng)力[σ′]=240Kg/mm2,[τ′]=73kg/mm2工作輥輥頸直徑d1=(0.5～0.55)Dg=240mm工作輥輥頸長(zhǎng)度l13～1.0)d1=240mm中間輥輥頸直徑d2=(0.5～0.55)Dg=250mm中間輥輥頸長(zhǎng)度l23～1.0)d2=240mm支撐輥輥頸直徑d3=（0.5～0.55）Dzh=630mm支撐輥輥頸長(zhǎng)度l33～1.0)d3=530mm輥頭采用滑塊式萬(wàn)向接軸輥頭，其主要尺寸如下：D=Dmin-10=460-10=450mm輥頭厚度s=)×450=125mm一個(gè)支叉寬度b=s=125mmc=（0.5～1.0）b=1a=（0.5～0.6）D1=0.6×450=2輥頭總寬度b0=mm斷面系數(shù)=0.493接軸鉸鏈中心到危險(xiǎn)斷面的距離X1=a=135mm接軸角：α=80軋件寬度：B=1300mm支撐輥壓下螺絲間的中心距Lzh=2230mm中間輥壓下螺絲間的中心距Lg=1940mm工作輥壓下螺絲間的中心距Lg=1940mm工作輥與支撐輥的其他部分尺如下圖圖6.1軋輥尺寸五機(jī)架連軋機(jī)組各機(jī)架需要校核的具體數(shù)據(jù)如下：表連軋機(jī)組軋機(jī)校核數(shù)據(jù)機(jī)架軋制壓力/kN電機(jī)功率/kw轉(zhuǎn)速/r/min前后張力差/kN一98991×550033160二136921×550035330三140891×550042610四142621×55004860五102161×550051970咬入能力的校核軋機(jī)要能夠順利進(jìn)行軋制，必須保證咬入符合軋制規(guī)律，所以要對(duì)咬入條件進(jìn)行校核。式中：D工作輥直徑軋件的壓下量；咬入角摩擦角原料在1#軋機(jī)咬入比較困難，所以對(duì)第一架進(jìn)行咬入能力的校核。校核如下：由(5.1)式，得到已知D=460mm，=0.08，=0.6mm=°而=tan，得到=arctan=arctan0.08=4.58°由于=°<=4.58°，因此，1#軋機(jī)可以實(shí)現(xiàn)順利咬入帶鋼。中性角：前滑值：有則軋輥轉(zhuǎn)速：同理可以求出其他四棍轉(zhuǎn)速分別為，，，。軋輥強(qiáng)度校核1)支撐輥強(qiáng)度校核因?yàn)榈谒募艿能堉茐毫ψ畲螅孕：艘缘谒募転槔狠伾碇醒胩幊惺茏畲髲澢兀篗zh=P(Lzh/4－Ls/8)=×103×（2230/4-1700/8）=×108Kg輥身中央處產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力：σmax=Mzh/(0.1×Dzh3)=×108/(0.1×11503)=Kg/mmσmax＜[σ]輥頸危險(xiǎn)截面在輥頸與輥身聯(lián)接處，此處彎矩為：M2=P×l3/4=1×103×530/4=×108該危險(xiǎn)端面的彎曲應(yīng)力為：σ2=M2/(0.1×d23)=×108/(0.1×6303)=kg/mm2圖支撐輥彎矩圖2)中間輥強(qiáng)度校核中間輥所受的作用力與作用反力均為均布載荷且相等，所以輥身承受的彎曲力矩：Mzh=03)工作輥強(qiáng)度校核工作輥身中央處承受的垂直彎矩為：張力作用差與輥身所產(chǎn)生的水平彎矩：輥身中部的合成彎矩為：Mg2=Mg12+Mg22所以：Mg=工作輥身中央處最大彎曲應(yīng)力為：σg=Mg/(0.1×Dg3)/(0.1×4603)=kg/mm2所以：σmax＜[σ] 圖6.3工作撐輥彎矩圖4)工作輥輥頭強(qiáng)度計(jì)算：=9550×1×5500/486=1.08×105N?m0×107kg=0.5×(-2/3×125)sin80+135=mm工作輥輥頭接軸扁頭（帶切口）強(qiáng)度按梅耶洛維奇經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：==kg/mm2＜[σ]輥頭接軸叉頭的最大應(yīng)力按下式計(jì)算：（其中=1.2）=27.5××107(2.5×1.2+0.6)/4503=kg/mm2＜[σ]5)支撐輥與中間輥接觸應(yīng)力計(jì)算支撐輥與中間輥材料相同,所以υ1,E=210GPa,[σ′]=240Kg/mm2,[τ′]=73kg/mm2=×107/1700=N/mm按赫茲公式計(jì)算：上式中：q——加在接觸表面單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷，；——相互接觸的兩個(gè)軋輥（即支撐輥與中間輥）的半徑；=N/mm2=kg/mm2kg/mm2因?yàn)閗g/mm2，kg/mm2所以軋輥滿足接觸強(qiáng)度要求6)中間輥與工作輥接觸應(yīng)力計(jì)算中間輥與工作輥材料相同,所以υ1,E=210GPa,[σ′]=240Kg/mm2,[τ′]=73kg/mm2=×107/1700=N/mm按赫茲公式計(jì)算：上式中：q——加在接觸表面單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷，；——相互接觸的兩個(gè)軋輥（即中間輥與工作輥）的半徑；=N/mm2=kg/mm2kg/mm2因?yàn)閗g/mm2，kg/mm2所以軋輥滿足接觸強(qiáng)度要求。根據(jù)以上結(jié)果，軋輥各部分均滿足強(qiáng)度要求。軋機(jī)生產(chǎn)能力校核t/sTz圖6.4軋機(jī)工作圖表T軋機(jī)工作圖表t/sTz圖6.4軋機(jī)工作圖表T軋制節(jié)奏確定設(shè)在五機(jī)架連軋機(jī)上，第n道次軋件斷面積和延伸系數(shù)為Fn和μn，總的延伸系數(shù)為μz，平均延伸系數(shù)為μp，則：μz=μ1==1.18μ2==1.17μ3==1.21μ4==1.14μ5==1.05原料平均卷重30t，以×1300的典型產(chǎn)品為例可算得：原料長(zhǎng)度：m連續(xù)軋機(jī)中各機(jī)架tzh相等，各道次純軋時(shí)間之和：式中：——原料長(zhǎng)度；——平均軋速；VPm/sss因?yàn)槭沁B續(xù)軋制，則間隙時(shí)間0s考慮過(guò)焊縫時(shí)間，所以軋制節(jié)奏：T=tzh+△t+t=159s軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量的計(jì)算軋機(jī)利用系數(shù)取K1=0.85，成品率9%(普通碳素結(jié)構(gòu)鋼)軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量：A1=3600K1b/T=3600×30×0.85462/159=t/h同理可計(jì)算其他產(chǎn)品的小時(shí)產(chǎn)量,整理如下：表6.2各個(gè)產(chǎn)品的小時(shí)產(chǎn)量產(chǎn)品名稱帶厚(mm)小時(shí)產(chǎn)量(t/h)年生產(chǎn)量（萬(wàn)噸）所占比例%冷軋帶鋼卷0.2~3.5冷軋薄鋼板~3.5電鍍鋅鋼卷電鍍鋅鋼板熱鍍鋅鋼卷~熱鍍鋅鋼板合計(jì)———————200100軋機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量本設(shè)計(jì)軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量按軋制品種的百分比數(shù)計(jì)算。采用這種方法時(shí)，沒(méi)有考慮不同產(chǎn)品及不同規(guī)格在生產(chǎn)中的難易程度，但在與產(chǎn)品方案相近的情況下，其計(jì)算結(jié)果還是接近實(shí)際的。若a1，a2，a3………………an表示不同產(chǎn)品在總產(chǎn)量中的百分比值A(chǔ)1，A2，A3………………An表示該品種的軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量則軋機(jī)的平均小時(shí)產(chǎn)量Ap為：Ap=1/（++………）=1/（++………）=5t/h車(chē)間年產(chǎn)量計(jì)算車(chē)間年產(chǎn)量是指在一年內(nèi)軋鋼車(chē)間各種產(chǎn)量的綜合產(chǎn)量，以綜合小時(shí)產(chǎn)量為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。公式：A=Ap×Tjw×K2噸/年式中：Ap——平均小時(shí)產(chǎn)量，噸/小時(shí)；Tjw——軋機(jī)一年內(nèi)最大可能工作小時(shí)數(shù)，小時(shí)；K2——時(shí)間利用系數(shù)；其中：Tjw=（365-T1-T2-T3）×（24-T4）T1，T2——一年中計(jì)劃大修及定期中大修的時(shí)間，天；T3——一年計(jì)劃換輥時(shí)間，天；T4——每天規(guī)定的交替接班時(shí)間，小時(shí)；24——每天的小時(shí)數(shù)?。?35天，=18天，=10天，=4h則：6040h時(shí)間利用系數(shù)：K2=0.85所以車(chē)間產(chǎn)量：A=Ap×Tjw×K=54×6040×0.85=2萬(wàn)噸＞200萬(wàn)噸由此可見(jiàn)五機(jī)架連軋機(jī)的生產(chǎn)能力完整滿足產(chǎn)品分配方案要求。電機(jī)能力校核以第四架為例進(jìn)行校核：軋制力矩計(jì)算Mz=2xpl=2xp=2×0.3×××10-3=t?m式中：x—力臂系數(shù)，取0.3；p—軋制壓力；l—接觸弧長(zhǎng)度摩擦力矩計(jì)算=pdf1=×240××0.003=1.048t?m=(－1)=0.245t?m式中：d—軋輥輥頸直徑，mm；η—粘性系數(shù)，取0.95；i—傳動(dòng)比，1.7856；f1—軋輥軸承中摩擦系數(shù)。Mm=+=1.048/1.7856+0.245=t?m所以傳動(dòng)軋輥電動(dòng)機(jī)軸上所需的力矩為：∑M=Mz+Mm=+=t?m電機(jī)傳動(dòng)力矩計(jì)算Mnd=9550×=9550×1×5500/486=1t?mN—電機(jī)功率，kw；n—軋輥轉(zhuǎn)速，r/min。所以∑M＜Mnd=1t?m同理可得其他機(jī)架的也通過(guò)。電機(jī)空轉(zhuǎn)力矩計(jì)算KN?m式中：電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，=1t?m因此t?m<所以，電機(jī)符合軋制要求。經(jīng)計(jì)算其它電機(jī)均符合軋制要求。7各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表示軋鋼車(chē)間各項(xiàng)設(shè)備、原材料、燃料、動(dòng)力以及勞動(dòng)力、資金等利用程度的指標(biāo)。這些指標(biāo)反映了企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)管理制度執(zhí)行的情況。是鑒定車(chē)間設(shè)計(jì)和工藝過(guò)程制定質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)，是評(píng)定車(chē)間各項(xiàng)工作優(yōu)劣的主要依據(jù)。通過(guò)對(duì)同一類型不同車(chē)間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析與對(duì)比，可以找出差距，分析原因，尋找提高指標(biāo)，改進(jìn)生產(chǎn)的途徑。因此，研究與分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也是研究分析軋鋼車(chē)間工作情況的重要方法之一。在軋鋼車(chē)間中，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、各項(xiàng)消耗指標(biāo)、車(chē)間勞動(dòng)定員及車(chē)間費(fèi)用消耗等。軋鋼車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)原材料及動(dòng)力消耗等指標(biāo)只要包括：金屬、燃料、電力、水、軋輥、壓縮空氣、氧氣等。具體的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表表7.1各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱單位數(shù)量備注1生產(chǎn)規(guī)模mat/y150——2產(chǎn)品品種鋼種規(guī)格范圍個(gè)品種產(chǎn)量冷軋板、薄帶鋼卷熱鋅板、卷電工硅鋼板碳素鋼mmmat/ymat/ymat/y-,700-16001062420——3全廠設(shè)備總重量其中：國(guó)內(nèi)國(guó)外引進(jìn)matmatmat包括電氣設(shè)備在內(nèi)；包括合作造、國(guó)內(nèi)分交、國(guó)內(nèi)配套設(shè)備及工藝結(jié)構(gòu)件4主廠房面積單位面積產(chǎn)量mam2t/m2——5裝機(jī)容量kw——6計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)臺(tái)13——7軋機(jī)年工作小時(shí)數(shù)h6040——8主要原材料需要量熱軋帶鋼卷鹽酸鋅錠軋輥軋制油有機(jī)漆和塑料包裝用木材包裝用捆帶包裝用紙潤(rùn)滑油、液壓油、防銹油mat/yt/yt/yt/yt/yt/ym3/yt/yt/yt/y400017000200020007505000025007001330濃度32～33%純度約99.8%包括支撐輥和CAPL的平整輥9燃料動(dòng)力消耗量焦?fàn)t煤氣（平均）高爐煤氣（平均）轉(zhuǎn)爐煤氣（平均）蒸氣（平均）壓縮空氣（平均）氫氣（平均）氮?dú)猓ㄆ骄┕I(yè)水（補(bǔ)充新水）循環(huán)水m3/hm3/hm3/ht/hm3/minm3/hm3/hm3/hm3/h167002553210670218280318281013500——10電力負(fù)荷視在功率有用功率年耗功率MVAMWkWh39612——11全廠占地面積建筑系數(shù)公頃%——12運(yùn)輸量運(yùn)入運(yùn)出Mat+matm3mat+matm3243.1+5——13勞動(dòng)定員人2000——軋鋼廠的環(huán)保現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)既是各種金屬材料等產(chǎn)品的生產(chǎn)場(chǎng)所，又是某些有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生地。因此，做好鋼鐵企業(yè)的環(huán)保工作極其重要。所以我們可以從以下幾個(gè)方面入手。綠化在廠外設(shè)置一條寬50米長(zhǎng)2000米的綠化林帶，在廠內(nèi)空地及道路兩旁種植樹(shù)木，車(chē)間周?chē)N上灌木和花草，形成整個(gè)企業(yè)的綠化環(huán)境。各類有害物質(zhì)的控制及防治表我國(guó)規(guī)定車(chē)間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度，毫克/米3物質(zhì)名稱允許濃度物質(zhì)名稱允許濃度物質(zhì)名稱允許濃度一氧化碳30氧化氮5氯1二氧化碳15氧化鋅5氯化氫及鹽酸15二硫化碳10氧化鎘四氯化碳25三氧化鉻硫化氫10＞10%游離二氧化矽粉塵2五氧化二磷1硫酸及三氧化硫2＜10%游離二氧化矽滑石粉塵4汞及其化合物17氰化氫及氫氰酸鹽＜10%游離二氧化矽水泥粉塵6苛性堿鉛及其化合物＜10%游離二氧化矽煤塵10氟化氫1鉛煙玻璃棉及礦渣粉塵5氫氟酸鹽類1鉛塵其他粉塵10氨30硫化鉛臭氧錳及其化合物硫化物的處理：1）原料和燃料的低硫化；2）對(duì)煤氣進(jìn)行脫硫工藝；3）增加煙囪高度以便向空中稀釋擴(kuò)散。消煙和防塵：1）對(duì)原料進(jìn)行防塵處理；2）在煙塵發(fā)生源裝設(shè)除塵器，過(guò)程是：火焰清理機(jī)→煙罩→地下風(fēng)道→除塵器→排風(fēng)機(jī)→煙囪。其他發(fā)生物處理：包括爐渣、含油泥塵、廢耐、火材料、垃圾及其它。含油泥塵處理方法：廢料倉(cāng)→焚燒爐→灰倉(cāng)→二次焚燒爐→余熱鍋爐→穩(wěn)定器→電除塵器→煙囪。噪音的防治：1）盡量選用低噪音的設(shè)備；2）采取防振和隔音措施；3）安放隔音罩建造隔音建筑物；4）裝設(shè)消音器；5）變更作業(yè)時(shí)間，改變?cè)O(shè)備操作規(guī)程。水質(zhì)的處理表工業(yè)排水標(biāo)準(zhǔn)，毫克/升項(xiàng)目名稱含量項(xiàng)目名稱含量汞及其化合物（以Hg計(jì)）揮發(fā)性酚鎘及其化合物（以Cd計(jì)）氰化合物化（以CN計(jì)）六價(jià)鉻化合物（以Cr計(jì)）有機(jī)磷砷及其化合物（以As計(jì)）石油類鉛及其化合物（以Pb計(jì)）銅及其化合物pH6～9鋅及其化合物懸浮物500氟化合物生化需氧量60硝基苯類化學(xué)需氧量100苯胺類硫化物所排廢水中各物質(zhì)含量指標(biāo)應(yīng)符合上表要求。8車(chē)間平面布置倉(cāng)庫(kù)面積計(jì)算原料倉(cāng)庫(kù)面積原料倉(cāng)庫(kù)面積大小主要受下列因素影響：1）軋機(jī)的生產(chǎn)能力；2）坯料和成品的鋼種、斷面形狀和尺寸；3）坯料供應(yīng)情況；4）對(duì)坯料進(jìn)行檢查、清理、修磨等所需工作場(chǎng)地的大??；5）吊車(chē)工作場(chǎng)面及運(yùn)輸線路所占面積；6）坯料允許堆放的高度及場(chǎng)地決定的單位面積存放負(fù)荷等。通常該面積可用下式計(jì)算：（m2）式中：A—軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量，噸/小時(shí)；n—存放天數(shù)，天；K—金屬消耗系數(shù)；q—每米3空間所能存放的坯料重量，噸；h—每堆原料高度，米；24—每天小時(shí)數(shù)；0.7—倉(cāng)庫(kù)利用系數(shù)。表8.1軋鋼車(chē)間坯料堆放高度及單位面積負(fù)荷堆放坯料名稱每堆高度，m單位面積負(fù)荷，t/m3堆放坯料名稱每堆高度，m單位面積負(fù)荷，t/m3磁力吊車(chē)夾鉗吊車(chē)磁力吊車(chē)夾鉗吊車(chē)初軋機(jī)用鑄錠7～8>4～5m熱鋼錠12小鋼錠短鋼坯6寬板錠及板坯6>4～5m冷鋼錠12圓錠及圓坯4=m2中間倉(cāng)庫(kù)面積決定其面積首先應(yīng)該知道鋼材生產(chǎn)周轉(zhuǎn)時(shí)間，然后根據(jù)中間倉(cāng)庫(kù)應(yīng)堆放的鋼材總數(shù)量來(lái)決定。中間倉(cāng)庫(kù)鋼材堆放總量為：W=ATη（噸）式中A—軋機(jī)平均日產(chǎn)量，噸/天；T—生產(chǎn)周期時(shí)間，天；η—軋機(jī)產(chǎn)量與各精整設(shè)備產(chǎn)量上的不平衡系數(shù)，取為1.05。中間倉(cāng)庫(kù)面積為：F=W/q（m2）式中q—平均單位面積堆放量噸/m2。一般情況下，中間倉(cāng)庫(kù)鋼材儲(chǔ)量可按軋機(jī)3~5天的平均日產(chǎn)量計(jì)算，合金鋼可按8~10天計(jì)算。所以F=W/q=ATη/q=成品倉(cāng)庫(kù)面積成品倉(cāng)庫(kù)面積的計(jì)算基本上同原料倉(cāng)庫(kù)的面積計(jì)算。此外，成品倉(cāng)庫(kù)中除堆放各類鋼材外，還要考慮為成品進(jìn)行質(zhì)量檢查、清理、驗(yàn)收、標(biāo)記和包裝等工序的位置。各類鋼材在產(chǎn)品庫(kù)中堆放高度和單位面積堆放的負(fù)荷量如表8-2所示。成品倉(cāng)庫(kù)面積計(jì)算公式：表8.2各類鋼材在產(chǎn)品庫(kù)中堆放高度和單位面積堆放的負(fù)荷量鋼材種類堆放方法堆放高度/m堆放負(fù)荷量，t/m2鋼材種類堆放方法堆放高度/m堆放負(fù)荷量，t/m2成品線材堆于墊木上～2～2槽鋼堆于墊木上>20mm散裝圓鋼格架中工字鋼堆于墊木上20～50圓鋼格架中厚鋼板堆于墊木上50～100圓鋼格架中薄鋼板堆于墊木上100～200圓鋼格架中鋼管格架中其它面積這些面積包括操縱臺(tái)、主電室、軋輥堆放場(chǎng)地等等。它們所占面積依具體情況而定。設(shè)備間距確定軋機(jī)機(jī)列間的距離對(duì)于五機(jī)架連軋來(lái)說(shuō)，各機(jī)列間距為4米就合適了。8.2.2軋機(jī)到切斷設(shè)備的距離該距離取決于剪機(jī)能力和所剪產(chǎn)品尺寸。車(chē)間跨距組成本車(chē)間由原料跨、酸洗連軋機(jī)跨、中間庫(kù)跨、平整跨、精整跨和成品跨等組成。各個(gè)跨距的寬度設(shè)備寬、操作場(chǎng)地寬、安全道等構(gòu)成。本車(chē)間各跨距及柱距詳見(jiàn)車(chē)間平面圖。專題部分潤(rùn)滑乳化液在冷軋板帶鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用摘要：乳化液是板帶鋼冷軋工藝潤(rùn)滑的重要組成部分。闡述了乳化液的潤(rùn)滑、冷卻機(jī)理，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)乳化液性能參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果，分析了各性能參數(shù)變化原因及其對(duì)冷軋潤(rùn)滑效果的影響，并提出了相應(yīng)的調(diào)整措施，進(jìn)一步完善了乳化液的應(yīng)用技術(shù)。關(guān)鍵詞：乳化液；潤(rùn)滑；性能參數(shù)；化學(xué)性能引言冷軋潤(rùn)滑對(duì)冷軋產(chǎn)品表面質(zhì)量、板型控制、工具使用壽命和軋制力能消耗具有重要作用，是冷軋核心技術(shù)之一。而由于工藝條件和生產(chǎn)實(shí)際的差異，很難對(duì)乳化油進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇和對(duì)乳化液進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范的維護(hù)，致使軋制工藝優(yōu)勢(shì)不能充分發(fā)揮，產(chǎn)品質(zhì)量降低，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。工藝潤(rùn)滑最重要的功能是減少變形區(qū)接觸弧表面上的摩擦系數(shù)和摩擦力，降低軋制總壓力和能量消耗，增大道次壓下量和減小可軋厚度；有利于減緩軋輥磨損、防止擦傷、改善板形和獲得良好的表面質(zhì)量。在現(xiàn)代高速冷軋軋制過(guò)程中，最大軋制速度可達(dá)2500m/min，必然會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱與變形熱，導(dǎo)致軋件與軋輥的表面溫度急劇升高，加劇軋輥磨損，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。乳化液是工藝潤(rùn)滑的最重要組成部分，兼顧潤(rùn)滑-冷卻雙重作用，并有一定的清洗及防銹功能，其性能指標(biāo)是否穩(wěn)定對(duì)軋機(jī)的正常工作有著十分重要的意義。乳化液的實(shí)踐性很強(qiáng)，使用性能參數(shù)的不斷變化會(huì)影響其使用效果和使用壽命，需要對(duì)其性能參數(shù)的不斷摸索、優(yōu)化，才能最大限度的發(fā)揮效用。1乳化液及其潤(rùn)滑、冷卻機(jī)理1.1乳化液乳化液主體組成是基礎(chǔ)油和脫鹽水。一般是按2.0-4.0%的基礎(chǔ)油配兌95%以上的脫鹽水，外加適量的表面活性劑(乳化劑或彌散劑)形成的半穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑冷卻劑，呈油水兩相平衡體系。O/W型乳化液，水是連續(xù)相，油是分散相。1.2乳化液的潤(rùn)滑、冷卻機(jī)理乳化液的一個(gè)重要特性是離水展著性。如圖1所示，從噴嘴中高速噴射出的乳化液撞擊到鋼板和軋輥表面后，發(fā)生了油水分離，油滴附著在接觸表面上。由于油滴被帶入了變形前區(qū)而產(chǎn)生油楔效應(yīng)，這種油楔效應(yīng)一方面使軋輥與軋件之間的流體壓力增加，平衡了外部載荷，降低了軋制總壓力和摩擦磨損。摩擦力值主要決定于構(gòu)成潤(rùn)滑層的油膜厚度，冷軋時(shí)的變形區(qū)的油膜厚度數(shù)量級(jí)在～0.1um之間，一般屬于混合摩擦狀態(tài)。2乳化液的主要性能參數(shù)乳化液的主要性能參數(shù)包括：PH值、溫度、濃度、電導(dǎo)率、鐵粉含量、皂化值、E.S.I、游離脂肪酸含量等，表1為各參數(shù)的指標(biāo)范圍。2.1PH值每一個(gè)乳化液系統(tǒng)配方都是在特定的PH范圍內(nèi)才是最有效的，PH值主要是影響乳化液的顆粒度分布從而影響其潤(rùn)滑效果。PH值過(guò)高，顆粒度減小，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，油水不易分離，可能會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑不足；當(dāng)PH值過(guò)低時(shí)，顆粒度增加，乳化液穩(wěn)定性降低。PH值過(guò)高或過(guò)低對(duì)潤(rùn)滑都不利，要根據(jù)油品及軋制要求合理控制。圖2為乳化液的PH值波動(dòng)圖。由圖可見(jiàn)，PH值總體呈現(xiàn)出不斷升高的趨勢(shì)。分析其原因是軋制過(guò)程中產(chǎn)生的鐵粉與乳化液中的脂肪酸不斷反應(yīng)而生成了鐵皂，反應(yīng)不可逆。消耗掉的脂肪酸不再起到在乳化液中作為潤(rùn)滑物質(zhì)和添加劑應(yīng)起的作用，并且使乳化液系統(tǒng)的不穩(wěn)定性增加，一般加入一定量的緩釋劑來(lái)控制系統(tǒng)的PH值。2月25號(hào)PH值驟降，之后又慢慢上升。分析其原因是酸洗來(lái)料表面由于擠干輥效果不佳而導(dǎo)致殘酸混入乳化液系統(tǒng)，隨即停止生產(chǎn)撇除部分乳化液，加入適量新油，使PH值回升到正常水平。2.2濃度濃度是乳化液使用過(guò)程中的最重要因素之一。圖3中，濃度呈減小趨勢(shì)，最高濃度為4.1%，最低濃度為0.2%，但平均在125～2.0%左右，這是由生產(chǎn)計(jì)劃所決定的，一股高濃度(3.0%～4.0%)時(shí)適合軋制成品較薄(0.2～0.4mm)的鋼板，低濃度(2.0～2.5%)時(shí)適合軋制成品(1.25～mm)較厚的鋼板。軋制及雜油會(huì)造成乳化液系統(tǒng)有效濃度的降低，濃度較高或較低時(shí)，都不利于軋制。濃度過(guò)高，產(chǎn)生過(guò)潤(rùn)滑，會(huì)造成軋件和軋輥之間打滑，容易產(chǎn)生劃傷，軋機(jī)震顫，板形不良等危害；濃度過(guò)低，潤(rùn)滑不足，容易產(chǎn)生半占著及熱劃傷、軋機(jī)震顫等危害。對(duì)此，可在凈油箱中先撇油再分批次加新油(或脫鹽水)。2.3電導(dǎo)率電導(dǎo)率過(guò)高，會(huì)使PH值升高，生成鈣皂、鎂皂，破壞乳化液體系，影響PH值，降低了帶鋼表面的清潔度，也使其顆粒度變小，乳化液的潤(rùn)滑性能下降。電導(dǎo)率一方面軟水中的鈣、鎂等離子含量有關(guān)，另一方面與乳化液系統(tǒng)循環(huán)過(guò)濾有關(guān)。侄實(shí)際生產(chǎn)中，要嚴(yán)格控制水質(zhì)及其離子含量、檢查工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)的循環(huán)過(guò)濾器。2.4溫度溫度和濃度是影響乳化液使用效果的兩個(gè)最重要的參數(shù)。溫度控制得當(dāng)可以災(zāi)現(xiàn)乳化液較好的油水分離。過(guò)低的乳化液溫度可能使乳化液產(chǎn)生酸敗，生長(zhǎng)細(xì)菌，而且低溫不利于極壓添加劑等成份發(fā)揮作用，進(jìn)而影響潤(rùn)滑效果。溫度過(guò)高，乳化液顆粒易長(zhǎng)大，影響乳化液穩(wěn)定性，并易造成輸送管路堵塞，潤(rùn)滑不足，油耗會(huì)上升。2.5鎂粉含量任軋制生產(chǎn)中，由于軋輥與帶鋼的摩擦以及機(jī)械設(shè)備的磨損將產(chǎn)生大量的微細(xì)鐵粉顆粒，直徑小于1m，這些鐵粉微粒的存在既加劇r磨粒磨損又形成表面殘留物，影響表面質(zhì)量。圖4中，鐵粉含量存在較大的波動(dòng)性，特別是在軋鋼過(guò)程中鐵粉含量明顯升高，故應(yīng)加強(qiáng)攪拌和磁性過(guò)濾。如果乳化液與鐵粉的分離性不好，或者因?yàn)橛湍て屏焉稍眍愇镔|(zhì)等有機(jī)鐵，也會(huì)造成乳化液中鐵含量多，還容易起浮渣，從而使板面產(chǎn)生垃圾印。2.6皂化值皂化值是軋制油潤(rùn)滑性能的主要指標(biāo)，反映軋制油中的脂肪酸含量，通常是指用氫氧化鉀與軋制油濃縮油進(jìn)行皂化反應(yīng)，l克濃縮油所消耗KOH的毫克數(shù)即為此軋制油的皂化值。一股認(rèn)為軋制油的皂化值越高，其潤(rùn)滑效果越好。撇去浮油，加強(qiáng)磁性過(guò)濾或排放部分乳化液后重新加油都可提高皂化值。乳化液的穩(wěn)定性體現(xiàn)在其離水展著性上，穩(wěn)定性差，則說(shuō)明油水易分離，這將有利丁潤(rùn)滑，但要加強(qiáng)攪拌和循環(huán)，否則過(guò)早分離的油會(huì)附著在輸送管壁上造成堵塞；反之，乳化液過(guò)穩(wěn)定，則油水不易分離，可能導(dǎo)致潤(rùn)滑不足。乳化液的穩(wěn)定性受I顆粒度、PH值、溫度等因素影響較人，但集中體現(xiàn)在顆粒度上，顆粒度越大，系統(tǒng)越不穩(wěn)定。3乳化液的化學(xué)性能乳化液的種類及特性乳化液根據(jù)其不同的原液可以分為乳化油、合成乳化液和微乳化液。乳化油由乳化劑、礦物油、油性劑、防銹劑等組成。其中油性劑作潤(rùn)滑油之用，防銹劑有利于改善加工件的短期防銹，礦物油的存在是作為油性劑、防銹劑的載體。乳化油由于其組成是個(gè)多相體系，兌水后的乳化液是個(gè)熱力學(xué)不穩(wěn)定的體系，導(dǎo)致分散相顆粒直徑隨分子運(yùn)動(dòng)而增大，造成析油、乳皂，油皂覆蓋乳化液表面，溶液因“呼吸”不暢而變質(zhì)發(fā)臭。

合成乳化液因其含有有機(jī)水溶性潤(rùn)滑油和防銹劑，不含礦物油，不受相平衡值的限制，所以性能穩(wěn)定，使用周期長(zhǎng)，和乳化油相比更清潔，冷卻性能也好。但也有缺陷：①缺乏礦物油及其乳化平衡性，使配制后的乳化液清洗性能變差，且易造成機(jī)床導(dǎo)軌面生銹；②只引入了單一的水溶性類防銹劑，難以滿足工件的防銹需要；③由于其潤(rùn)滑劑也是單一的水溶性潤(rùn)滑油，難以適用于高光潔度表面，因此其最終不能全部取代乳化油。

微乳化液利用相平衡技術(shù)，合成相應(yīng)的油性劑、極壓劑、乳化劑，同時(shí)添加適量的礦物油、水性防銹劑和油性防銹劑等，充分發(fā)揮了各種成分的協(xié)同效應(yīng)，使微乳化液具有良好的自消泡性能和防銹性能，又由于微乳化液同時(shí)含有連續(xù)相、分散相的油性劑，極壓劑，故能有效滿足各種加工的需要，其實(shí)用功效顯著。但是其價(jià)格相對(duì)昂貴，不適用于大量使用和集中處理。3.2乳化液的主要功能及其影響因素乳化液的主要功能有冷卻、潤(rùn)滑、防銹等，不同的化學(xué)性能對(duì)其功能都有一定的影響。

冷卻功能主要是冷卻工件和刀具，減少工件變形，提高加工精度，延長(zhǎng)刀具壽命，進(jìn)而能加大切削速度和進(jìn)給量，提高生產(chǎn)率。水基的合成乳化液冷卻性能相對(duì)較好，但如受雜油、污垢污染或有油乳析出，會(huì)降低冷卻性能。冷卻性能還和乳化液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如乳化液流量、施加方式和系統(tǒng)容積等有關(guān)。

現(xiàn)有的乳化液中均加有各種潤(rùn)滑添加劑，如脂肪酸油、酰胺酯、聚合物等，它們可起到邊界潤(rùn)滑、極壓潤(rùn)滑的作用，能有效降低工件、切屑和刀具之間的摩擦，提高加工精度和表面光潔度，延長(zhǎng)刀具壽命。

乳化液的防銹功能主要來(lái)自配方中的有機(jī)胺鹽或無(wú)機(jī)鹽類防銹添加劑及鈍化劑，它對(duì)工件的防銹保護(hù)僅為工序間的防銹，一般為一周左右，并視環(huán)境溫度和濕度而不同，此外也防止機(jī)床的銹蝕。乳化液有一個(gè)最低防銹粘度，它視產(chǎn)品而異，一般約4%。如配液中的Cl-含量較高，則Cl-會(huì)穿透金屬表面鈍化膜，造成工件點(diǎn)蝕，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高其使用濃度。4乳化液在使用過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)工藝潤(rùn)滑和工藝?yán)鋮s系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為乳化液系統(tǒng)。相同的乳化液在相似的操作工序中，使用效果和產(chǎn)品質(zhì)量卻往往有很大的差異，這與乳化液的管理有很大的關(guān)系。為了發(fā)揮乳化液的最佳使用效果，除應(yīng)熟悉其性質(zhì)和特點(diǎn)外，還必須加強(qiáng)乳化液的使用管理，這對(duì)于延長(zhǎng)其使用壽命、提高經(jīng)濟(jì)效益，乃至滿足環(huán)保要求，都是必不可少的。具體注意事項(xiàng)：(1)使用中要通過(guò)撇油裝置，經(jīng)常清除乳化液槽表面上漂浮的油層及臟物；要定期徹底清洗乳化液的供給槽、收集槽和過(guò)濾器，根據(jù)乳化液使用情況，定期補(bǔ)充或更換新液；使用時(shí)要經(jīng)常檢查乳化液的噴嘴，以免出現(xiàn)乳化液噴射不均或噴嘴堵塞現(xiàn)象。

(2)進(jìn)入冷軋工序前，要將軋件表面的殘酸充分?jǐn)D干并清洗干凈，使其表面干燥。殘留的酸會(huì)使乳化液破乳，不但影響潤(rùn)滑性能，還會(huì)出現(xiàn)乳化液蝕斑。冷軋時(shí)，軋機(jī)出口應(yīng)采用高壓壓縮空氣對(duì)帶鋼表面進(jìn)行吹掃，以吹凈帶材表面的乳化液。冷軋后軋件上的乳化液應(yīng)及時(shí)干燥，并且合理安排生產(chǎn)周期，避免長(zhǎng)期儲(chǔ)存，以防止產(chǎn)品表面變色或銹蝕。

(3)配制乳化液時(shí)，必須將濃縮液加入水中，并采用機(jī)械或者壓縮空氣攪拌，使乳化液均勻。還應(yīng)充分考慮水質(zhì)，如水的混濁程度、酸堿性以及離子含量等因素對(duì)乳化液質(zhì)量的影響。在使用中要制定嚴(yán)格的檢查制度，對(duì)乳化液質(zhì)量進(jìn)行定期檢查，特別是濃度、穩(wěn)定性、抗蝕性、pH值以及細(xì)菌含量等。

(4)根據(jù)軋制功率確定乳化液的使用量，確定冷軋機(jī)的乳化液消耗量，用高壓將乳化液噴射到輥系和帶鋼表面上。軋機(jī)停機(jī)時(shí)，乳化液循環(huán)系統(tǒng)每隔一段時(shí)間要循環(huán)1小時(shí)，以免在乳化液中滋長(zhǎng)菌類或藻類。5乳化液的處理系統(tǒng)乳化液的處理系統(tǒng)有兩種：集中循環(huán)系統(tǒng)和單機(jī)循環(huán)系統(tǒng)，本文著重論述集中循環(huán)系統(tǒng)。集中循環(huán)處理乳化液的系統(tǒng)，其性能指標(biāo)易于控制，質(zhì)量易于保證，使用壽命延長(zhǎng)。處理系統(tǒng)可保證整個(gè)生產(chǎn)線，乃至整個(gè)車(chē)間