初軋工藝制度課程設(shè)計

目錄

1前言............................................................1

1.1初軋技術(shù)的發(fā)展...........................................1

1.2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.........................................3

2原料的選擇.....................................................3

2.1原料的選擇...............................................4

2.2原料的清理...............................................5

2.3根據(jù)產(chǎn)品選原料...........................................5

3軋制工藝制定...................................................6

3.1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.....................................9

3.2加熱操作規(guī)程.............................................9

3.3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........................................10

3.4軋制溫度制度..............................................11

3.5軋制速度制度..............................................11

3.6軋制力及軋制力矩的計算....................................13

3.6.1計算軋制力.........................................14

3.6.2計算軋制力矩........................................16

4設(shè)備能力校核....................................................18

4.1咬入能力校核..............................................18

4.1.1咬入條件...........................................18

4.1.2咬入能力校核.......................................19

4.2軋輻強度校核............................................20

4.2.1軋輻強度校核......................................22

4.3電機能力校核............................................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電機能力校核......................................25

5總結(jié)...........................................................26

1.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，

幾乎不再建造專門生產(chǎn)板坯的板坯軋機。在連鑄生產(chǎn)占比重高的工廠，有的在帶

有立棍的方坯一板坯初軋機后配置鋼坯連鑄軋機，克服了連鑄機因經(jīng)常更換澆鑄

規(guī)格而降低作業(yè)率的缺點，擴大了產(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，也用初軋機將連鑄坯制

成小坯料。用萬能式板坯初軋機軋制方坯的主要措施是在水平軋輻兩端各開一個

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輻，

為了減少換輻耽誤的時間，應(yīng)設(shè)置快速換輻裝置。在多種品種的軋機上生產(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)過程都采用計算機控制，并配置與全廠生產(chǎn)管理相聯(lián)

系的計算機系統(tǒng)。初軋機技術(shù)的發(fā)展，降低了能耗，提高了收得率。最好指標(biāo)已

近97虬主要措施有：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25?30%,

軋機產(chǎn)量可提高10~30虬止匕外，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（0.02?0.06））。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85~89虬要求成分均勻、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（0.01~0.0蜴）、在錠模中發(fā)生強烈碳氧反應(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)表層達到多要求的厚度時，在鋼錠頂部加上

蓋頂，使頂部凝固，阻止氣泡繼續(xù)溢出；也可以在頂部加入硅鐵、鋁等脫氧進行

化學(xué)封頂；也有用瓶口式錠模進行封頂。另i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90-92臨主要用于低碳鋼。

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

氣泡，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

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)達到70%左右的水平，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水平相比，還具有較大的差距。先進水平

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8T0/噸鋼，個別

小企業(yè)的模耗水平甚至達到了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，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)境保護工作。

2.原料的選擇

2.1原料的選擇

2

i般軋鋼常用的原料為鋼錠，軋坯和連鑄坯，我們進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輻道的長短，縱列式軋機兩個機架與熱鋸機的距

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）在軋機設(shè)備一定的條件下，坯料斷面尺寸主要決定于軋機可能布置的軋

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個足夠的變形量。變形量過小,

表面缺陷不易消除，內(nèi)部組織也得不到改善。此外軋輻強度和軋件在軋制時

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。?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、

火焰清理機清理、人工風(fēng)鏟清理、人工砂輪修磨清理、修磨機清理?，F(xiàn)在清理鋼

坯的主要方法是修磨機清理少量的巨擘缺陷輔助以人工砂輪修磨清理。

3

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

700?800度;

3澆鑄只數(shù)12—14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:GCrl5

原料重量：3.2t噸扁錠

產(chǎn)品成品尺寸：70X370mm產(chǎn)品原來尺寸:540X610mm

坯料鋼種的化學(xué)成分（WT%）

CMnSiPSCrNiCuVMo

1.45-1.W0.40W0.40W0.03W0.0311?12.5W0.25W0.300.15-0.0.40-0.

703060

Crl2MoV軋制開坯的生產(chǎn)方法，其特征是采用“均熱爐家熱鋼錠+初軋機

二火軋制”的開坯工藝：（1）均熱爐一火加熱：鋼錠重WL5噸；入爐溫度W

500℃保溫2小時；升溫速度W80℃/h;1180℃保溫4小時；保溫時鋼錠翻身，

陰陽面溫差W30C；（2）初軋機…火開坯：軋制前，關(guān)閉軋輜的冷卻水；軋

輻預(yù)熱，溫度150℃；輻速W10轉(zhuǎn)/分；軋件的終軋溫度21050℃；軋制壓下量

W20mm，且保持同方向軋制；軋件回爐加熱；（3）二貨加熱：1170c保溫1.5

小時；（4）二火開坯：軋輻預(yù)熱；輻速W10轉(zhuǎn)/分；軋件的終軋溫度21050℃；

壓下量W40mm。實施本發(fā)明專利對Crl2MoV進行加熱開坯，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/T1299-2000標(biāo)準(zhǔn)要

求，經(jīng)濟效益顯著。

3軋制工藝制定

3.1加熱制度

3.1.1加熱爐

4

加熱爐形式：

按其構(gòu)造分：連續(xù)式加熱爐（步進式和推鋼式）、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。

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）X10千卡/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，

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，適合于初軋機大型化的要求，是60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

5

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，有利于軋制的進行；

5.原料的加熱可以使不均勻的組織借助于擴散而得到改善，改變其內(nèi)部結(jié)晶

組織或消除軋制中造成的內(nèi)應(yīng)力，提高其機械和物理性能；

6.原料加熱良好能減少軋輯和其它設(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1150T250C。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

6

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

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0.30-0.40

3.1.6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500?600℃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9~11

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，出爐溫度最低的利進行加熱，低溫鋼

出爐后，存爐鋼再按規(guī)定升溫保溫。

7

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)溫溫度不能高于裝爐溫度，但不能低于裝爐溫度100℃,若未達到復(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80X460壓下規(guī)程

孔號道次指針數(shù)HXB△h△b

540X610

115051030

242048030

339045030

1436042030

//

533039030

630036030

727033030

8250305X6502540

/

945562030

1042559030

21139556030

1236553030

1333550030

14310475X3352530

/

1525030530

1623028520

1720025530

31818023520

1915020530

20130185X5202045

/

2134549525

2232547520

2330045025

42428043020

8

2525540525

26235385X2352050

/

2715020530

2813018520

2910516025

5308514020

316512020

324510020

33258020

341065X4401555

/

3529942020

3627940020

3725938020

638244365X901525

/

391570X370205

3.3.2軋制操作規(guī)程

1）各班開車前應(yīng)認(rèn)真檢查軋機及各傳動系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)，軋輻工作面不得存在影

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15~25r/mino

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）軋輻輻徑，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）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)程進行操作。

3.4軋制溫度制度:

為了計算軋輯和軋機其他各個部件的強度，以及校核和選擇電動機的負(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1100C以上，否則應(yīng)重新加熱，各均熱爐坑最后三塊鋼

9

錠的開軋溫度允許稍微降低約30℃。終軋溫度應(yīng)在1000C左右，不低于900C,

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950C,終軋溫度為1145℃,每道次溫

降5℃左右。

3.5軋制速度制度

鋼錠在初軋機上的軋制特點是，軋件往復(fù)軋制，軋輯正反轉(zhuǎn)動，隨著軋件的咬入,

軋制，拋出，軋輻轉(zhuǎn)速不斷變化。這種軋輻轉(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)律稱為初軋機的速度制度，如圖1所示

C

)

旭

宗

群

Hn

孔制時間（TR）

圖1初軋機的速度制度

圖1中,m為軋件咬入時軋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速,n為軋制時的最大軋件轉(zhuǎn)速,n2為軋件

拋出時的軋輻轉(zhuǎn)速，T1表示該道次的純軋時間。

同樣n'l為下一道軋件咬入時的軋輯轉(zhuǎn)速，n，為下一道軋制時的最大軋輯轉(zhuǎn)

速，n，2為下一道軋件拋出時的軋輻轉(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，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，從而提高初軋機的產(chǎn)

量。

常用軋機的軋制速度表

軋機種類軋機名稱規(guī)格mm軋制速度M/S

10

二短可逆式Do=750?13502?7

初軋機萬能板壞Do=1150?1370?6

二輯可逆/三輯橫列Do=500?8503?4

鋼坯軋機三輯橫列式Do=650?9502.5-4

鋼坯連軋機Do=550?8504?5

萬能式鋼梁軋機Do=850?13503?5

軌梁及大型軋機橫列式Do=650?9503.5-7

跟蹤式Do=550?7506?7

橫列式中型Do=400?6502.5?4.5

中小型軋機連續(xù)式中型Do=400?3507?12

橫列式小型Do=250?3502.5-8

半連續(xù)小型Do=250?3505?15

連續(xù)式小型Do=250?3507-20

橫列式Do=180-2803?9

線材軋機半連續(xù)式Do=150-3008?30

連續(xù)式Do=150-60015?130

厚板軋機L輻=4200-56004?7

鋼板軋機中厚板軋機L輯=2500-36005?7

三輯勞特式中板L輻=2300-24502.5?4.4

疊扎薄板L輯=750-120?1.5

可逆式爐卷L輯=1200-1700?8.5

熱軋寬帶鋼軋機四餛連軋式L輯=1200-230015?26.5

四輯半連續(xù)式L輯=1200~20009?19

四輻可逆式L輻=1200~23006?15

冷軋寬帶鋼軋機四輯連續(xù)式L輯=1200-220025?45

多車?yán)ナ絃輯=1150-1400?15

11

橫列式f=250-3803?5

焊管坯窄帶鋼軋機半連續(xù)式$=250?4003?9

連續(xù)式$=350-4507?21

自動式軋管機組#=76-4002-5.5

無縫鋼管軋機連續(xù)式軋管機$=102-4003.9-7

周期式軋管機#=216-4260.9-3

直縫電焊管機組a=32?16250.16-2

焊管櫥紐螺旋焊管機組$=650?25400.083-0.05

連續(xù)爐焊管機組/=12?1140.83?8

3.6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：

⑴軋件材質(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。軋輻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。在光滑的軋輯上軋制比在

表面粗糙的軋輻上軋制時所需的軋制力小。

(5)軋輻直徑的影響。軋輜直徑對軋制壓力的影響通過兩方面起作用，

當(dāng)軋輻直徑增大，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，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

12

p=(1+m)(K+r)s](1)

其中m—外摩擦對單位壓力影響的系數(shù)；

〃一粘性系數(shù)；

￡一平均應(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；

-1.2M

m-------------------------

H+h

第二項中的乘積*是考慮變形速度對變形抗力的影響。其中平均變形速度工值

用下式計算

-_2v^h/R

6H+h

把m和工值帶入。中，并乘以接觸面積的水平投影，則軋制力為：

1.6八/兩-1.2△力

尸=%+也占南1+

2H+h

%1?一二二

其中：K=9.8K(14-O.Olt)(1.4+C+Mn)MPa

H=0.01(14-0.01t)CXlOMPa

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)v<2m/s時

f=c(1.05-0.0005T)

(2)當(dāng)2<v<5m/s時

f=c(1.05-0.0005T)-0.056v

(3)當(dāng)5<v<20m/s時

f=c(1.05-0.0005T)竽

(4)當(dāng)v>20m/s時

f=0.355c(1.05-0.0005T)

其中：f：金屬與軋輻的摩擦系數(shù)

C:材質(zhì)系數(shù)，鋼軋輯c=l,鐵軋-c=0.8

t：軋制溫度，。C；

13

c：以％表示擘含量；

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

m/s<77-1010?1515?2020>

c'0.80.650.60.5

壞料化學(xué)成分如下表:

CMnSiPSCrNiCuVMo

1.45-1.<0.40<0.40<0.30<0.3011?12.<0.25<0.300.15-00.40-0

705.30.60

接觸面積的水平投影為：F=BH+Bh

2

3”一軋件進軋*昆的寬度

Bh一軋件出軋輯的寬度

由以上得到總的軋制壓力：

「=&+5向（1+1。領(lǐng)T2叫（K+2”師］

21H+h八H+h,

3.6.2計算軋制力矩

軋制力矩可用以下公式計算：

M=2P^jRKh

式中：P—軋制力：

M一道次壓下量：

乎一為力臂系數(shù);熱軋鑄錠時：T=0.55-0.60,取0.58

14

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:

￡

道變形區(qū)域面平均單z/Mpa.s總軋制軋制力

次積位壓力力/t矩M

P(tm)

174709.44112.480.4002.80840.33119.38

274709.44114.220.4052.97853.33121.23

374709.44116.020.4103.16866.78123.14

474709.44117.840.4153.38880.38125.08

574709.44119.770.4203.63894.79127.12

674709.44121.770.4253.92909.74129.25

774709.44123.860.4304.26925.35131.46

870436.14125.9004354.26886.79115.01

937354.72124.760.4403.18466.0466.21

1037354.72124.740.4452.43465.9666.20

1137354.72126.400.4502.56472.1667.08

1237354.72128.080.4552.70478.4367.97

1337354.72129.820.4602.85484.9468.90

1435777.09131.530.4652.75470.5861.03

1549602.17134.840.4703.77668.8495.02

1647500.00138.190.4754.07656.4076.14

15

1758175.38141.610.4805.44823.82117.04

1847500.00143.390.4854.90681.1079.01

1958175.38147.710.4906.68859.31122.08

2049750.00149.880.4956.15745.6586.50

2120683.63144.790.5003.95299.4838.84

2218500.00144.280.5052.47266.9230.96

2320683.63145.040.5102.90299.9938.91

2418500.00147.300.5152.73272.5131.61

2520683.63148.810.5203.21307.7939.92

2621000.00150.330.5253.04315.6936.62

2737967.09156.020.5304.98623.5788.59

2838500.00163.720.5356.15630.3273.12

2943044.31168.150.5407.78723.7993.87

3038500.00171.970.5458.00662.0876.80

3138500.00177.340.5508.57682.7679.20

3238500.00185.060.55510.91712.4882.65

3338500.00195.270.56013.33751.7987.21

3435723.55203.750.56514.33727.8773.12

356500.00170.070.5704.95110.8712.82

366500.00164.770.5752.93107.1010.71

376500.00166.790.5803.08108.4112.58

386711.70167.890.5852.79109.1310.96

16

3923000.00178.440.5905.52410.4147.61

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)的軋輯與軋件之間的摩擦力，軋輯將軋件拖入軋輜之間的現(xiàn)象稱為

咬入。為使軋件進入軋輻之間實現(xiàn)塑性變形，軋輻對軋件必須有與軋制方向相同

的水平作用力。

既然軋輻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

a=4平衡狀態(tài)

a<￡可以實現(xiàn)自然咬入

由公式

AA=￡)(1一cos

得到

(Z=arccos(l-A/?/￡))萬由/=arctan/可以算的

△h一壓下量

D—軋輻工作直徑

線材軋機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A/?工作輻輻頸aP

13060018.1919.75

23060018.1919.85

17

33060018.1919.95

43060018.1920.00

53060018.1920.10

63060018.1920.15

73060018.1920.25

83060016.6020.35

93060018.1920.41

103060018.1920.51

113060018.1920.61

123060018.1920.66

133060018.1920.76

142560016.6020.81

153060018.1920.91

162060014.8420.96

173060018.1921.06

182060014.8421.16

193060018.1921.26

202060014.8421.31

212560016.6021.41

222060014.8421.50

232560016.6021.55

242060014.8421.65

252560016.6021.70

262060014.8421.80

273060018.1921.90

282060014.8421.95

292560016.6022.05

302060014.8422.15

312060014.8422.22

322060014.8422.29

332060014.8422.39

341560012.8422.44

352060014.8422.49

362060014.8422.59

372060014.8422.68

381560012.8422.78

392060014.8422.83

由表格可知，?！词梢詫崿F(xiàn)自然咬入

18

4.2軋相強度校核

通常對輯身僅計一算彎曲，對輯徑則計算夸曲和扭轉(zhuǎn)，對傳動短棍頭僅計算

轉(zhuǎn)強度，下圖為軋輻受力簡圖。

(r)輻身

計算心曲強度，本設(shè)計中孔型在在軋餛上均勻分布，且孔型形狀相同，并只

過一根鋼，計算轉(zhuǎn)身斷面的彎曲應(yīng)力為：