畢業(yè)設(shè)計--薄板六輥可逆軋機——輥系設(shè)計

1、<p>　　薄板六輥可逆軋機——輥系設(shè)計</p><p>　　Sheet six roller reversible rolling mill - roll system design</p><p>　　學 院（系）：機械工程學院</p><p>　　專 業(yè)：機械設(shè)計制造及自動化(冶金機械）</p><p><

2、b>　　摘 要</b></p><p>　　帶材在經(jīng)濟各行各業(yè)中有著廣泛且重要的應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展，對板形的精度要求也越來越高，所以板形控制技術(shù)成為了現(xiàn)代板帶軋機的關(guān)鍵和重要的發(fā)展方向。四輥軋機的板形控制能力就顯得不足，邊部減薄現(xiàn)象非常嚴重。在采用了一些辦法來改善板形后，但是結(jié)果都不是很好。隨后發(fā)展了HC軋機，是現(xiàn)在新建和改造的主要的板帶軋機類型。這種軋機使用了可以橫向竄動的中間輥，在工作輥

3、上使用了彎輥技術(shù)。通過這些，可以有效的減少邊部減薄現(xiàn)象，使板形精度有了很大的提高，而且可以降低工作輥的彎輥力，最終使成品的質(zhì)量有了很大的改善。</p><p>　　關(guān)鍵詞：HC軋機；中間輥竄動；工作輥彎輥技術(shù) </p><p>　　Sheet six roller reversible rolling mill - roll system design</p><

4、p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Strip has a wide range of important applications in all walks of life in the economy. With the development of industry, the flatness accuracy requirements are also

5、 increasing, so the shape control technology has become a critical and important direction of development of modern strip mill. Four-roll mill shape control capability becomes insufficient, edge drop phenomenon is very s

6、erious. After using a number of approaches to improve the flatness, but the results are not very good. Subsequent dev</p><p>　　Keywords: HC mill；Shifting of intermediate rolls；Work roll bending technology<

7、;/p><p>　　太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　?。ㄓ芍笇Ы處熖顚懓l(fā)給學生）</p><p>　　學院（直屬系）：機械工程學院 時間： 2016年3月15日</p><p>　　說明：一式兩份，一份裝訂入學生畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)，一份交學院（直屬系）。</p><p&g

8、t;<b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 世界和中國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展</p><p>　　鋼鐵產(chǎn)業(yè)是一種生產(chǎn)原材料的工業(yè)，是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，是社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。從上世紀開始鋼鐵開始大規(guī)模生產(chǎn)，到現(xiàn)在鋼鐵獲得了長足的發(fā)展。世界鋼鐵產(chǎn)量從19世紀80年代的450萬噸左右，到上世紀80年代末期達到了7.8億噸的最高產(chǎn)量，目前仍保持在7.4億噸左右；

9、并且在品種和質(zhì)量方面，也有了較大的發(fā)展。</p><p>　　盡管一個國家的鋼產(chǎn)量的多少曾經(jīng)被認為是顯示經(jīng)濟實力最為重要的指標之一，然而，科學技術(shù)的發(fā)展水平在非常大的程度上依然取決于這個國家的鋼鐵產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀。鋼鐵不僅對國家的經(jīng)濟獨立性有著很大影響，而且在很大程度上也影響了國家的政治獨立性。所以，世界上各個國家的鋼鐵企業(yè)在金融、稅收、貸款等許多方面都獲得了當?shù)卣艽蟮闹С帧?lt;/p><p>

10、;　　雖然隨著社會的不停進步，一些新的材料不斷出現(xiàn)，諸如復合材料、粉末冶金材料、高純金屬材料和微晶材料等，并且其消費量所占比例達14%~18%，然而由于鋼鐵的優(yōu)秀性能（高強度、可塑性好），消費和生產(chǎn)都很經(jīng)濟，因此，在大多數(shù)的領(lǐng)域內(nèi)依然沒有能與鋼鐵匹敵的材料。</p><p>　　在二十一世紀，鋼材依舊是最重要的結(jié)構(gòu)材料，一些發(fā)達國家的鋼鐵用量占總用量的比例約為百分之70以上左右，在發(fā)展中國家這一比例將為百分之八十

11、以上[1]。所以，在21世紀的前幾十年，鋼材在材料中的地位依舊是非常穩(wěn)固的，在其傳統(tǒng)技術(shù)的改進的同時，一些新工藝、新技術(shù)也會得到開發(fā)和推廣。鋼鐵企業(yè)也會進行改革，擴大經(jīng)營范圍，降低鋼鐵主業(yè)所占集團業(yè)務(wù)的比重，發(fā)展海外市場，才會在激烈的市場競爭中獲得生存和發(fā)展。</p><p>　　1.1.1 世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況</p><p>　　在上世紀七十年代前，鋼鐵、石油和汽車一直是發(fā)達國家的

12、支柱產(chǎn)業(yè)。自七十年代后，隨著技術(shù)的發(fā)展，鋼鐵的重要性有了一定程度上的降低。但是正是由于重要性的降低和利潤的減少，才迫使各個企業(yè)開始了降低成本、改進和開發(fā)新的工藝和技術(shù)，搶占新的市場[2]。</p><p>　　發(fā)達國家不再占據(jù)鋼鐵大國的龍頭位置，發(fā)展中國家的鋼鐵產(chǎn)量有了顯著提升。曾今鋼鐵是發(fā)達國家的經(jīng)濟支柱，但隨著發(fā)展中國家的經(jīng)濟增長和對軋鋼技術(shù)的掌握，發(fā)展中國家在鋼鐵行業(yè)也具有了重要的位置[3]。</p&

13、gt;<p>　　競爭非常激烈，全球的鋼鐵企業(yè)都在不斷的聯(lián)合和重組。在中國，鋼鐵企業(yè)的兼并重組一直在進行，例如邯鋼兼并邢鋼、石鋼等，唐鋼兼并承鋼、宣鋼等，加上首鋼外遷，在河北建設(shè)的新首鋼，將在河北形成三個上千萬噸規(guī)模的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。在國外，韓國的浦項制鐵宣布與日本的新日鐵組成戰(zhàn)略聯(lián)盟，共同發(fā)展技術(shù)[4]。</p><p>　　鋼鐵公司積極開發(fā)新技術(shù)。在二十一世紀，隨著鋼鐵的替代品的增加，用戶對鋼

14、材的質(zhì)量要求更高，鋼鐵公司不得不積極開發(fā)新技術(shù)，研發(fā)新產(chǎn)品。</p><p>　　1.1.2 中國鋼鐵的現(xiàn)狀和展望</p><p>　　在十五期間，中國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)在巨大的市場需求的帶動下，獲得高速的發(fā)展，裝備水品也有了很大的提升。但是這并沒有達到我們的初衷，那就是徹底解決鋼材需要進口的問題?，F(xiàn)在我們還有很多高性能和高附加值的產(chǎn)品需要進口。最新的技術(shù)拿錢是買不來的，特別是核心技術(shù)更是如此。

15、事實告訴我們：誰擁有最新的技術(shù)，誰就擁有最大的市場。</p><p>　　要解決這些問題，我們必須做好中長期的發(fā)展規(guī)劃，優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)的自主創(chuàng)新的能力，加大投資，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新人才隊伍，培養(yǎng)我們自己的軋鋼專家，積極改善人才結(jié)構(gòu)，不拘一格用人才。并且要發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，提高能源的利用率，推進增長方式的改變。</p><p>　　根據(jù)中國的總體戰(zhàn)略，鋼鐵企業(yè)必須加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化人員

16、的配置，發(fā)展非鋼產(chǎn)業(yè)，肯定能在規(guī)定的時間內(nèi)完成戰(zhàn)略調(diào)整的任務(wù)，從而實現(xiàn)從鋼鐵大國到鋼鐵強國的改變。</p><p>　　1.2 世界和我國冷軋帶鋼的發(fā)展</p><p>　　1.2.1 世界上冷軋帶鋼的發(fā)展</p><p>　　(1)在質(zhì)量上提出更高的要求</p><p>　　伴隨汽車、精密儀器等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這些廠家對冷軋帶鋼尺寸的精度，

17、板形精度，表面平直度等都提出了更嚴格的要求。</p><p>　　在尺寸精度方面，要求是各個方向的精度都要小于±100μm，并且有向小于厚度的百分之一的發(fā)展趨勢。這就要求軋機必須配備完善的厚度自動控制系統(tǒng)。</p><p>　　對板形精度要求的提高，使得出現(xiàn)了一些諸如HC、CVC和ZR系列的新式軋機，并且都配備了傾輥調(diào)整、彎輥、分段冷卻等調(diào)節(jié)手段，實現(xiàn)了板形的自動控制。</

18、p><p>　　(2)朝著連續(xù)化和高速化發(fā)展</p><p>　　隨著冷軋帶鋼的生產(chǎn)規(guī)模的增加，為了滿足生產(chǎn)的需求，把一些生產(chǎn)工序的機組聯(lián)系起來，進行連續(xù)化作業(yè)。這縮短了生產(chǎn)周期，穩(wěn)定了產(chǎn)品的質(zhì)量，也提高了企業(yè)的效益。</p><p>　　(3)軋機機座的多樣化</p><p>　　四輥軋機曾經(jīng)在冷軋中占據(jù)主導地位，然而由于四輥軋機對板形的控制能

19、力較弱，生產(chǎn)的產(chǎn)品不能滿足客戶的需要。隨著技術(shù)的進步，相繼出現(xiàn)了以HC軋機為基礎(chǔ)的UC、UCMW和以CVC軋機為基礎(chǔ)的四輥CVC軋機、六輥CVC軋機等。</p><p>　　(4)不斷更新的生產(chǎn)技術(shù)</p><p>　　在冷軋帶鋼的生產(chǎn)中，引入了很多高新技術(shù)，不斷的更新設(shè)備和工藝。正是由于這些新技術(shù)的采用，才提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，減少了成本，提高了企業(yè)的競爭力。</p>

20、<p>　　1.2.2 中國冷軋帶鋼的發(fā)展</p><p>　　近二十年來，我國冷軋生產(chǎn)技術(shù)取得了很大的進步，正在向國際上的先進水平靠近。單論工藝的話，已達到國際先進水品。</p><p>　　在最近的二十年間，我國建設(shè)了一大批冷軋廠，引進了一批最先進的冷軋機組，可以生產(chǎn)轎車板，家電板等世界上最高質(zhì)量的冷軋產(chǎn)品，而且培養(yǎng)了一大批掌握最新技術(shù)的工程師，能夠獨立自主的進行研制具有

21、自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝和設(shè)備。</p><p>　　1.3 HC軋機的應(yīng)用</p><p>　　普通的四輥冷軋機在帶寬的外面存在著一個有害接觸區(qū)，如圖1-1中A所示。這個接觸區(qū)的存在使工作輥產(chǎn)生了附加的彎曲，減弱了彎輥的效果，為了消除這些影響，出現(xiàn)了HC軋機[5]。</p><p>　　在1970年日本的日立公司與新日鐵開始研制新型軋機，在1972年成功，命名為HC軋

22、機。HC的全稱是High Crown Control Mill（高精度輥型軋機）。它由上下對稱的工作輥、中間輥、支撐輥組成，而且中間輥可以軸向移動，工作輥配有彎輥裝置，擁有很好的板形控制的能力，目前應(yīng)用非常廣泛[6]。</p><p>　　圖1.1 四輥冷軋機的有害接觸區(qū)</p><p>　　2 HC軋機的工作原理和結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　2.1 HC軋機

23、的工作原理</p><p>　　四輥軋機的工作輥撓度如圖2-1所示，由于有害接觸區(qū)的存在，使得工作輥的彎輥效果被抵消了一部分[7]。而HC軋機的中間輥可以軸向移動，這樣就消除了有害接觸區(qū)，使彎輥的效果得到了很好的發(fā)揮，這就是HC軋機的核心技術(shù)所在[8]。示意圖如圖2.1所示。中間輥軸向移動的距離可以根據(jù)原料尺寸的不同和產(chǎn)品規(guī)格的不同而改變。</p><p>　　圖2.1 普通四輥冷軋機與H

24、C 冷軋機軋輥變形情況比較</p><p>　　2.2 HC軋機的結(jié)構(gòu)和特點</p><p>　　HC軋機共有三對，六個軋輥，在豎直方向上成一列布置，工作輥具有彎輥機構(gòu)，可以進行正彎輥和負彎輥，效果是四輥軋機的三倍以上，所以彎輥力通常比四輥軋機的要小。</p><p>　　與四輥軋機相比，HC軋機關(guān)鍵的地方是有中間輥軸向移動的裝置。如圖2.2所示。中間輥的軸向移動

25、是依靠液壓缸伸縮來實現(xiàn)[9]。中間輥軸承座和液壓缸連接的裝置位于操作測，便于換輥和操作，油缸位于左右立柱內(nèi)側(cè)，方便維護。</p><p>　　圖2.2 HC軋機結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　2.3 HC系列軋機簡介</p><p>　　通常把中間輥可以軸向移動，工作輥可以進行彎輥的軋機叫做HC軋機；只有中間輥竄輥的軋機叫做HCM軋機；工作輥可以軸向移動的四輥軋機

26、叫做HCW軋機；工作輥和中間輥都可以軸向移動的軋機叫做HCMW軋機[10]；中間輥可以軸向移動，并且中間輥和工作輥都可以彎輥的軋機叫做UC軋機；在UC軋機的基礎(chǔ)上工作輥可以軸向移動的軋機叫做UCMW軋機。這些軋機都是以HC軋機為基礎(chǔ)設(shè)計的，也叫做HC系列軋機。</p><p>　　2.4 HC軋機的應(yīng)用</p><p>　　HC軋機主要由冷、熱軋機和的四輥軋機的升級改造，包括單機架可逆軋

27、機和平整機及冷連軋機三種。</p><p>　　因為HC軋機具有相當多的優(yōu)點，而且能可以由四輥軋機改造而來，所以其獲得了比較大的發(fā)展，下面主要說的是將四輥軋機升級為HC軋機最常見的兩種方法：第一種是經(jīng)過一定的加工改造后，在原來四輥軋機的工作輥和支承輥間加入中間輥，使其成為HC軋機，這種方法常用于冷軋機的升級改造。另一種是在原四輥軋機的基礎(chǔ)上，加上一個工作輥竄輥裝置，將其變?yōu)镠CW軋機，這種方式一般用在板帶熱軋機上

28、[8]。下面簡要說明如何將四輥軋機升級為HC軋機。</p><p>　?。?）修改輥系和機架</p><p>　　如果想要使用四輥軋機的支承輥時，一般使用新的機架，但是使用舊機架的話，則必須要考慮開口高度的問題。如果想要用原來的支承輥軸承，則原機架經(jīng)過加工后可以使用，但是輥經(jīng)會受到舊機架開口高度的限制，使用新的則沒有限制。當使用舊機架時，它的開口高度容納不了六個軋輥時，可以把支撐輥的輥徑設(shè)

29、計的小一些。當想要使用原有液壓系統(tǒng)，一般使用新的機架或者采用小直徑支承輥，而且需要加工機架的底部。</p><p><b>　　（2）安裝竄輥裝置</b></p><p>　　安裝竄輥裝置時，必須重新加工機架的窗口，如有需要，增加工作輥負彎裝置。</p><p>　?。?）修改軋制線調(diào)整裝置</p><p>　　因為升級

30、改造后的軋機變?yōu)镠C軋機，軋制線一般情況下會發(fā)生變化，所以需要對軋制線的調(diào)整裝置作出修改。</p><p><b>　?。?）改造傳動裝置</b></p><p>　　改造后的HC軋機的工作輥輥徑一般比原來的小，而且傳動力矩也發(fā)生了變化，所以其傳動裝置需要改造甚至重新設(shè)計。</p><p><b>　?。?）軸向擋板</b>

31、;</p><p>　　在軸承座發(fā)生變化時，一般情況下都需要換軸向擋板。</p><p><b>　?。?）更換齒輪箱</b></p><p>　　當工作輥的輥徑變化較大時，原有的齒輪箱高度通常難以配合改造后的軋機，所以需要更換。</p><p><b>　?。?）增加新的設(shè)備</b></p&

32、gt;<p>　　增加的設(shè)備包括快速換輥裝置、中間輥竄輥裝置、潤滑設(shè)備、各種裝備的液壓管路系統(tǒng)等。</p><p>　　3 軋制規(guī)程和相關(guān)參數(shù)的計算</p><p>　　3.1 原料和成品</p><p>　　3.1.1 成品規(guī)格 </p><p>　　性能等級： CQ、DQ、HSS</p><p&

33、gt;　　帶鋼寬度: 1000-1250mm </p><p>　　帶鋼厚度： 0.20-1.2mm </p><p>　　鋼卷外徑: 1000-2000mm </p><p>　　鋼卷內(nèi)徑： 610mm</p><p>　　鋼卷重量： 最大25t </p><p>　　鋼卷單重： 最大20

34、 kg/mm，平均16 kg/mm</p><p>　　按照寬度厚度分配的產(chǎn)品大綱見表3.1。</p><p>　　表3.1 按寬度厚度分配產(chǎn)品大綱</p><p>　　產(chǎn)品滿足本廠熱鍍鋅機組基板要求，以卷狀態(tài)交貨。</p><p>　　3.1.2 產(chǎn)品性能</p><p>　　按產(chǎn)品性能等級及厚度寬度分配的產(chǎn)品大

35、綱見表3.2。</p><p>　　表3.2 按性能等級及厚度寬度分配產(chǎn)品大綱</p><p>　　3.1.3 原料卷規(guī)格及年需求量 </p><p>　　鋼 種： 低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼。</p><p>　　帶鋼厚度: 1.8-4.0mm</p><p>　　帶鋼寬度: 1000-1250mm<

36、;/p><p>　　鋼卷外徑: 1000-2000mm</p><p>　　鋼卷內(nèi)徑: 610mm</p><p>　　鋼卷重量: 最大25t</p><p>　　鋼卷單重: 最大20 kg/mm，平均16 kg/mm</p><p>　　年需求量： 220,000 t/a</p><

37、p>　　按照性能等級及寬度厚度分配原料需求見表1-3。</p><p>　　表3.3 原料規(guī)格矩陣</p><p>　　3.2 軋制參數(shù)的計算</p><p>　　帶材壓下制度是帶材軋制制度最核心的內(nèi)容，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，壓下規(guī)程的中心任務(wù)就是要確定由一定板坯軋成所需要的產(chǎn)品的變形制度，也就是要確定所采用的軋制方法，軋制道次及各道次壓下量大小，

38、以及各道次軋制速度，溫度及前后張力制度的確定和原料尺寸的合理選擇[11]。</p><p>　　制定壓下制度的方法很多，一般來說為理論方法和經(jīng)驗方法兩大類。理論方法：1）在設(shè)備能力范圍內(nèi)盡可能的提高產(chǎn)量；2）在保證操作和安全的條件下盡可能的提高產(chǎn)品質(zhì)量。按現(xiàn)有的條件通過數(shù)學模型計算或圖表的方法，得出求最佳的軋制規(guī)程。經(jīng)驗的方法是參照現(xiàn)有類似軋機的實際壓下規(guī)程，也就是根據(jù)經(jīng)驗資料進行壓下量的分配及校核計算[12]。

39、</p><p>　　3.2.1 壓下制度的確定</p><p>　　計算軋制壓力的常用方法有采里柯夫公式、西姆斯公式、卡爾曼公式、奧羅萬公式和斯通公式，這里采用的是斯通公式來進行軋制壓力的計算。</p><p>　　由于原料的品種和規(guī)格較多，經(jīng)過計算和比較，性能等級HSS的帶材從厚度4mm軋到0.8mm中產(chǎn)生最大軋制力，這里對這個道次進行計算說明，其余道次的計算

40、方法相同，不一一列舉。</p><p>　　按照經(jīng)驗可將總壓下量按給定的分配比將其分配給各道次, 即:</p><p>　　式中為第i道次的壓下量分配系數(shù)，為第i道次的壓下量，為總壓下量。</p><p>　　對單機架可逆軋制來說,的值如表3.4所示。</p><p>　　表3.4 壓下量分配系數(shù)</p><p>　

41、　選取的到分別為0.39，0.29，0.17，0.1，0.05。</p><p>　　總壓下量=4-0.8=3.2mm，則各道次壓下量分別為：</p><p>　　==0.39×3.2=1.248mm</p><p>　　==0.29×3.2=0.928mm</p><p>　　==0.17×3.2=0.544m

42、m</p><p>　　==0.1×3.2=0.32mm</p><p>　　==0.05×3.2=0.16mm</p><p>　　表3.5 各道次壓下量</p><p>　　3.2.2 張力制度的確定</p><p>　　張力軋制是軋件在軋制時是在一定大小的前張力和后張力的作用下實現(xiàn)的。其作

43、用為:（1）防止帶材跑偏；（2）使帶材具有良好的板形和保持平直；（3）是金屬的變形抗力降低，有利于軋制更薄的帶材；（4）適當?shù)恼{(diào)節(jié)主電機的符合；（5）有利于帶卷卷曲緊密整齊。</p><p>　　帶材軋制時在前后張力的作用下，如果出現(xiàn)不均勻的延伸，則在帶材寬度方向上的張力分布會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，也就是延伸大的一側(cè)張力減少，延伸小的一側(cè)張力變大，從而可以補償沿寬度方向的不均勻變形[14]。并且這種作用是瞬間的，同步的

44、，沒有滯后，在一些情況下完全可以替代凸形輥縫法和導板夾逼法，使帶材能夠穩(wěn)定軋制，這有利于提高帶材的精確度，而且可以簡化工人的操作。但是這種方法也有一定的局限性，就是張力的大小不能超過一定的限度，否則有可能造成裂邊甚至是斷帶。</p><p>　　作用在帶鋼上的最大張應(yīng)力應(yīng)滿足：</p><p><b>　　σmax<σs</b></p><p

45、>　　σmax——作用在帶鋼單位截面積上的最大張應(yīng)力；</p><p>　　σs———帶鋼的屈服極限。</p><p>　　一般情況下單位張力q為（0.3~0.5）σs，且后張力要比前張力大一些。</p><p>　　各道次張力如表3.6所示：</p><p>　　表3.6 各道次張力</p><p>　　3.

46、2.3 各道次軋制力的計算</p><p>　　首先是各機架摩擦系數(shù)的選取,由經(jīng)驗可得取0.08。</p><p>　　從4mm軋到0.8mm中，軋制力最大出現(xiàn)在第二道次，這里就以第二道次為例進行計算說明。</p><p><b>　　計算步驟：</b></p><p>　?。?）計算：，由圖3.1查出對應(yīng)于值的的值；

47、</p><p>　　其中為平均總壓下率，為第一道次總壓下率，為第二道次總壓下率。</p><p>　　圖3.1變形量和變形抗力關(guān)系圖</p><p>　　=0.4×31.2%+0.6×54.4%=45.12%</p><p><b>　　=78</b></p><p><

48、;b>　　（2）求出；</b></p><p><b>　　=3.715</b></p><p>　　=1.15×78-3.715=85.985</p><p>　　(3)計算，的值，并求出；</p><p>　　==13.3656mm</p><p>　　===2.2

49、88mm</p><p><b>　　==0.4673</b></p><p><b>　　故=0.2184</b></p><p>　　(4) 計算:，其中；</p><p>　　=2××85.985×</p><p><b>　　=

50、0.12184</b></p><p>　　(5)由圖，得出的值；</p><p>　　圖3.2 軋輥彈性壓扁時平均單位壓力(斯通圖解法)</p><p><b>　　可得x=0.49</b></p><p>　　（6）查表3.7，得出的值；</p><p><b>　　表3

51、.7 的值</b></p><p><b>　　查得=1.29</b></p><p>　　(7)計算冷軋平均單位壓力；</p><p><b>　　=（1.15</b></p><p><b>　　其中；</b></p><p>　　—

52、—對應(yīng)于冷軋平均總壓下率的平均屈服應(yīng)力；</p><p><b>　　——平均單位張力；</b></p><p>　　——軋制時的摩擦系數(shù)；</p><p>　　——該道帶鋼在變形區(qū)的平均厚度；</p><p>　　——考慮彈性壓扁后的變形區(qū)長度;</p><p><b>　　=（1.1

53、5</b></p><p>　　=85.985×1.29</p><p><b>　　=110.92</b></p><p><b>　　(8)根據(jù)，求出；</b></p><p>　　==14.014mm</p><p>　?。?）總軋制壓力P=B；&

54、lt;/p><p>　　P=B=1250×14.014×110.9219000kN</p><p>　　軋制力矩,其中X為力臂系數(shù)，按經(jīng)驗取0.4。</p><p>　　得出軋制力矩M=203kNm。</p><p>　　其余各規(guī)格和各道次的計算方法相同，這里就不一一敘述。</p><p>　　4 軋

55、輥尺寸的確定和校核</p><p>　　4.1 軋輥尺寸的確定</p><p>　　HC軋機的軋輥尺寸并無明確的公式可以計算，因此，只能根據(jù)經(jīng)驗進行設(shè)計。有人曾統(tǒng)計過現(xiàn)有HC軋機的輥身直徑D和輥身長度L的關(guān)系，其關(guān)系如表4.1所示。</p><p>　　表4.1 輥身直徑和長度關(guān)系的統(tǒng)計</p><p>　　本設(shè)計軋機傳動方式為工作輥傳動，

56、經(jīng)過計算和優(yōu)化可初步得到輥身直徑和長度如表4.2所示：</p><p>　　表4.2 軋輥參數(shù)</p><p>　　輥系結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 輥系示意圖</p><p>　　六輥軋機輥系分為工作輥，中間輥，和支撐輥。其中兩根支撐輥承受軋制時絕大部分的軋制力，結(jié)構(gòu)較為簡單，這里不多做介紹。下面簡單介紹一下工作輥

57、和中間輥的結(jié)構(gòu)和功能。</p><p>　　工作輥結(jié)構(gòu)如圖4.2所示，中間輥結(jié)構(gòu)如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.2 工作輥結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖4.3 中間輥結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　工作輥工作時直接與軋件接觸，發(fā)生變形，輥身產(chǎn)生撓度，為了消除這個有害的撓度，工作輥要進行彎輥，從而消除這個撓度，有利于板形的提高。彎輥

58、是通過每根輥左右各兩個液壓缸經(jīng)行的，彎輥時，液壓缸推動彎輥塊，彎輥塊與工作輥軸承座接觸，傳遞彎輥力，從而經(jīng)行彎輥。工作輥采用了唇形密封圈密封，可以有效的隔開外界的雜質(zhì)和內(nèi)部的潤滑油氣，提高使用壽命。</p><p>　　中間輥的結(jié)構(gòu)與工作輥類似，其不同之處是中間輥不進行彎輥，只進行左右移動，俗稱竄輥，這是六輥HC軋機的特殊之處。進行竄輥時，有竄輥裝置的液壓缸提供竄輥力，通過竄輥塊把力傳遞給中間輥軸承，從而推動中間

59、輥的移動，上下中間輥可以分別動作，互不影響。</p><p>　　4.2 軋輥尺寸的校核</p><p>　　與一般四輥軋機相比，HC軋機的支承輥受力有很大差別，它所承受的軋制壓是不對稱分布的，并且是非常復雜的狀態(tài)。到現(xiàn)在為止，依然沒有準確的計算方法來對此進行受力分析。所以，為了簡化，我們把HC軋機支撐輥的受力形式認為和四輥軋機的相同。在此基礎(chǔ)上，我們認為軋機進行工作時的軋制力有很大一部

60、分是作用在支承輥上的。在計算時，經(jīng)常按支承輥承擔全部軋制力考慮。由于本次設(shè)計的HC軋機是由工作輥傳動的，所以對支承輥只需要校核輥身中間部分和輥頸斷面的彎曲應(yīng)力即可。</p><p><b>　　支承輥的強度校核：</b></p><p>　　軋輥選用的材料為9Cr2Mo，查手冊克制，當強度極限為，安全系數(shù)取n=5時，材料的許用應(yīng)力[σ]=σb/n，即。</p&g

61、t;<p>　　對于脆性材料來說，許用切應(yīng)力</p><p>　　支承輥的簡圖和彎曲力矩如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 支承輥彎曲力矩圖</p><p>　　其中，d1-1=750mm，d2-2=1040mm，d3-3=1264mm，c1=422mm，c2=522mm，c=100mm，L=1300mm，L0=2344mm。</p&

62、gt;<p>　　校核。選取軋制力最大者進行校核，即在所有產(chǎn)品規(guī)格中，最大軋制力P=19000kN。查公式可知：</p><p>　　在輥頸1-1斷面和輥頸2-2斷面上，彎曲力矩應(yīng)滿足條件</p><p>　　式中 ——總軋制壓力；</p><p><b>　　——許用彎曲應(yīng)力；</b></p><p>

63、　　——1-1斷面直徑；</p><p>　　——2-2斷面直徑；</p><p>　　——1-1斷面到支反力P/2的距離；</p><p>　　——2-2斷面到支反力P/2的距離。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，經(jīng)計算得</b></p><p>　　軋輥中間的3-3斷面的強度校核。查公式

64、可知</p><p>　　其中為重車后軋輥的最小直徑。</p><p>　　查手冊可知，額薄板軋機最大重車率為，取支承輥的最大重車率為6％，</p><p>　　dz=D3（1-6％）=1400×94％=1316mm</p><p><b>　　得 </b></p><p>　　所以，

65、經(jīng)校核可得支承輥強度是符合要求，是安全的。</p><p><b>　　工作輥強度校核：</b></p><p>　　因為工作輥受到的彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩相比很小，可以忽略，所以工作輥的校核只要考慮扭轉(zhuǎn)力矩即可。</p><p><b>　　查手冊可知</b></p><p>　　其中為作用在一個工作

66、輥上的最大力矩；</p><p>　　為工作輥傳動端的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)。</p><p>　　軋制力矩最大為，近似認為這就是作用在工作輥上的最大力矩，即：</p><p><b>　　計算得</b></p><p>　　所以工作輥也是安全的。</p><p>　　5 軸承的選取和校核</p&g

67、t;<p>　　5.1 軸承的選擇</p><p>　　軋機上用的軸承分為滾動和滑動兩個大類。滾動軸承主要有圓錐、圓柱和球面滾子軸承。而滑動軸承包括開式的和液體摩擦的，和其他機械上所使用的軸承相比，軋機上的軸承有如下的特點：</p><p>　　1.載荷大。軋機上的軸承所承受的載荷是一般機械上的35倍之高，而PU值（單位壓力和線速度的乘積）是可以達到20倍之多。</p

68、><p>　　2極限轉(zhuǎn)速差別巨大。高速軋機的轉(zhuǎn)速可達150m/s，最低僅有0.3m/s。</p><p>　　3所處環(huán)境差。熱軋時溫度非常高，并且有高溫的鐵皮飛濺；冷軋時乳化液由容易進入到軸承內(nèi)，損壞軸承，這就對密封提出了很高的要求。</p><p>　　因為軋輥軸承的大小受到的影響因素較多，主要有機架開口的大小，輥頸直徑的大小等，而且載荷非常大，所以一般都采用多列的。

69、這類軸承的尺寸小，而且能夠承受較大的載荷和沖擊，但有時也需要另外采用其他類型的軸承輔助。</p><p>　　經(jīng)過綜合考慮，選取的軸承如下</p><p>　　工作輥軸承：四列圓錐輥子軸承，代號382040，基本尺寸d×D×T=200×310×275。</p><p>　　中間輥軸承：四列圓錐滾子軸承，代號382960，基本尺

70、寸d×D×T=300×420×300。</p><p>　　雙列圓錐滾子軸承，代號382948，基本尺寸d×D×=240×320×116。</p><p>　　支撐輥軸承：四列圓錐滾子軸承，代號3811/750，基本尺寸d×D×T=750×1220×840。</p&

71、gt;<p>　　其中中間輥的雙列圓錐滾子軸承裝在有竄輥裝置的一側(cè)，為單個，其余軸承均為兩個，分別位于軋輥兩側(cè)。</p><p>　　5.2 軸承的壽命校核</p><p>　　四列圓錐滾子軸承的受力情況及其復雜，四列滾子的受力并不相同，并且是受到徑向和軸向載荷的雙重作用。所以為了合理的校核，需要進行適當?shù)暮喕陀嬎惝斄枯d荷。</p><p>　　當

72、軸承在很大的靜載荷或者是在低速下受到?jīng)_擊載荷時，滾子和輥道的接觸表面可能產(chǎn)生永久的變形，這種變形會隨著載荷的增加而增加。當超過限度的時候，軸承會不能正常工作。這是，我們引進基本額定靜載荷的概念，用表示?；绢~定靜載荷是一種假想的載荷，代表了軸承可以承受最大靜止載荷的能力。在，受到最大應(yīng)力作用的滾子與輥道接觸的部分的永久變形量為滾子直徑的萬分之一，這時的接觸應(yīng)力高達。</p><p>　　為了防止軸承的接觸表面產(chǎn)生

73、大的變形，需要對靜載荷能力進行校核，校核公式如下：</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　表5.1 旋轉(zhuǎn)軸承的安全系數(shù)</p><p>　　HC軋機靜止時絕大多數(shù)的載荷都是作用在支撐輥軸承上的，且主要是徑向力，因此，只需校核支撐輥軸承的徑向靜載荷能力即可。</p><p>　　查資料可得：38

74、10/750的額定靜載荷42400kN。取9000kN。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　所以，靜載荷能力安全。</p><p>　　通常情況下，軋機軸承由于受到軋制時交變應(yīng)力的影響而使?jié)L子和內(nèi)外圈的接觸表面產(chǎn)生疲勞損壞。其中發(fā)生時間最短的工作時間或者是轉(zhuǎn)數(shù)成為軋機軸承的壽命。由于材料自身的屬性，兩個完全相同規(guī)格軸承

75、在同一個軋機上的實際壽命也會千差萬別。所以只能從統(tǒng)計學的角度來考慮計算軸承的壽命。于是就有了基本額定壽命的概念，用來表示。就是將相同規(guī)格的軸承在完全相同的條件下進行工作，把其中90%的不會出現(xiàn)損壞的總?cè)?shù)稱為軸承的基本額定壽命，也就是可靠性是的壽命。</p><p>　　軸承的壽命計算可用如下公式表示：</p><p><b>　　其中；</b></p>

76、<p>　　設(shè)計的軋機的最大軋制速度理論上為1250,近似取。</p><p>　　工作輥軸承的壽命校核：</p><p><b>　　工作輥的轉(zhuǎn)速。</b></p><p>　　工作輥軸承承受的是工作輥的彎輥力，取最大軋制力的1.5%，兩個軸承各承受一半，其當量動載荷近似為142.5kN。</p><p>

77、　　查手冊可知，其基本額定動載荷C=1760kN。</p><p>　　則帶入數(shù)據(jù)得=73317h。</p><p>　　中間輥軸承的壽命校核：</p><p><b>　　中間輥的轉(zhuǎn)速。</b></p><p>　　中間輥軸承主要承受的是竄輥的軸向力，雖然多了一個雙列圓錐滾子軸承，但是其只是起調(diào)節(jié)作用，精確計算過于復雜

78、，故忽略了這個軸承的承載。其當量動載荷近似為646kN。</p><p>　　查手冊可知，其基本額定動載荷C=2330kN。</p><p>　　則帶入數(shù)據(jù)得=1544h。</p><p>　　支撐輥軸承的壽命校核：</p><p><b>　　支撐輥的轉(zhuǎn)速。</b></p><p>　　支撐輥軸

79、承主要承受的是軋制時的軋制力，兩個軸承各承擔一半，其當量動載荷近似為8000kN。</p><p>　　查手冊可知，其基本額定動載荷C=21900kN。</p><p>　　則帶入數(shù)據(jù)得=1578h。</p><p>　　由于軸承的校核使用的載荷和速度都是最大值，而在實際生產(chǎn)中，是不可能時時刻刻都以這種狀態(tài)工作的，因此，軸承的校核時間雖略有偏小，但是也是合格的。還有

80、就是軋機軸承的受力極其復雜，甚至每一個輥道的受力都不同，其損壞的先后和程度也是不同的。而且在實際生產(chǎn)中的影響因素太多，無法一一考慮到，因此，校核出的時間只能作為參考值使用。</p><p><b>　　6 軸承的潤滑</b></p><p>　　潤滑是摩擦學中的內(nèi)容，通常情況下是通過調(diào)價潤滑劑來達到潤滑的目的。積極使用潤滑技術(shù)可以大大提升機械的性能并且能減少損耗，提

81、高使用壽命。液壓潤滑的工作原理就是把潤滑劑通過壓力輸送的需要的地方，以此來降低摩擦阻力，減輕磨損。</p><p>　　液壓潤滑系統(tǒng)由如下裝置組成：油箱，管路和街頭，壓力裝置，控制系統(tǒng)等。按照潤滑介質(zhì)來說的話可以分為干油、稀油和油氣潤滑。</p><p>　　本次設(shè)計選用的是油氣潤滑，是一種近年來興起的新型的潤滑技術(shù)，適用于極其惡劣的環(huán)境，如高溫，高速，外界灰塵和其它污染物較多的環(huán)境。由于

82、使用的是氣液兩相流體，所以它能解決一些傳統(tǒng)的潤滑方法解決不了的問題，效果非常顯著，可以極大的提升軸承的壽命。所以油氣潤滑的應(yīng)用范圍越來越廣，特別是在鋼鐵冶金方面有著不錯的成績。</p><p>　　油氣潤滑系統(tǒng)主要有主站，分配器，工業(yè)計算機，管路等組成。潤滑油通過分配器與壓縮的空氣混合，形成油氣兩相的氣流，通過管路向前流動，附著在管壁上的油膜越來越薄，而且連成整片，最后以極細的油滴的形式被噴射到潤滑點。</

83、p><p><b>　　結(jié) 語</b></p><p>　　從軋制技術(shù)的進步來看，冷軋軋機的現(xiàn)代化發(fā)展是最快的，工藝和新型鋼材的研究成果非常顯著。</p><p>　　從國際上的軋鋼技術(shù)發(fā)展來看，中國還有很多的工作需要做，例如：如何調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低污染實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等等，另外一些冷軋中的關(guān)鍵問題，仍然需要我們自己去解決，只有關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己的

84、手里，才能在市場競爭中處于不敗之地。</p><p>　　我們需要以以下幾點作為發(fā)展方向：</p><p>　　首先，必須注意的是綠色發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展。我們需要自行研制無污染的工藝和潤滑劑，加強對污染物的回收。</p><p>　　其次，我們需要改變單一的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。目前市場對冷軋板的要求是批量小，規(guī)格越來越多，我們需要積極改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不能一味的上馬冷連軋項目，要注

85、意發(fā)展可逆式冷軋機，這樣才能占領(lǐng)更多的市場份額。</p><p>　　最后，我們也要注意冷軋板的二次加工?，F(xiàn)代鋼鐵企業(yè)賣出去的不只是簡單的鋼材，更多的服務(wù)。經(jīng)行二次加工后，客戶買回去就可以直接使用，十分方便。</p><p>　　中國的冷軋板消費水品和結(jié)構(gòu)與發(fā)達國家相比相差甚遠，這就需要我們促進消費，拉動內(nèi)需。反過來說，這也是中國的潛力所在，釋放這部分潛力，中國的鋼鐵行業(yè)才能在這次結(jié)構(gòu)調(diào)整

86、中有新發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]汪楨武，沈永淦. [J]. 江蘇冶金. 1996，24(1)：23 -29</p><p>　　[2]張宇. [J].企業(yè)活力. 2005，(4)：58 -59</p><p>　　[3]李強. 武漢鋼鐵集團公司層戰(zhàn)略分析[D].上海

87、：復旦大學.2005</p><p>　　[4]朱久發(fā). 浦項鋼鐵公司汽車板全球發(fā)展戰(zhàn)略[J].武鋼技術(shù)，2006，44(4)：55 -58</p><p>　　[5]左軍，佘廣夫. 攀鋼1450mm熱連軋機板形控制技術(shù)改造設(shè)想[J].四川冶金. 2000，22(5)：40 -44</p><p>　　[6]周麗文. 新型不銹鋼帶鋼冷軋機特征評述[J]. 上海應(yīng)用技

88、術(shù)學院學報：自然科學版. 2002，2(2)：142 -145</p><p>　　[7]賈仕博. 港陸1250mm精軋機組輥形曲線優(yōu)化[D].沈陽：東北大學.2008</p><p>　　[8]宋潁濤. 板帶鋼軋機的發(fā)展和展望[J]. 河南機電高等專科學校學報. 2004，12(5)：36 -37</p><p>　　[9]王煜盟. 六輥軋機結(jié)構(gòu)特點及工作原理[J

89、]. 重工與起重技術(shù). 2012，(1)：10 -11</p><p>　　[10]鐘華泉. 帶鋼熱軋生產(chǎn)工藝和設(shè)備發(fā)展的技術(shù)措施概述[J]. 冶金礦山與冶金設(shè)備. 1995，(3)：23 -25</p><p>　　[11]劉宏波，吳健鵬. 軋制力能參數(shù)計算軟件設(shè)計[J]. 寬厚板. 1999，5(1)：25 -28</p><p>　　[12]于敬汶. 冷軋帶鋼

90、的板形控制[J]. 遼寧冶金. 1989，(4)：44 -46</p><p><b>　　附錄A 外文翻譯</b></p><p>　　THERMOMECHANICAL TREATMENT OF REINFORCING STEEL</p><p>　　V. Goryany* and V. Radsinsky**</p><

91、;p>　　*Institut for Applied Materials Technology University of Duisburg,</p><p>　　Lotharstr. 65, 47057 Duisburg, Germany</p><p>　　**Dnepropetrovsk,Ukraine</p><p>　　(Received 12 Oc

92、tober 2002; accepted 15 December 2002)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The work deals with application of interstand and afterdeformation cooling of coiled (?10, 12 mm) and reinfo

93、rcing (?14,16 mm) bar steel in the accelerated cooling installations behind the prefinishing and finishing stands of the light-section mill which provides the formation of the even fine-grained ferrite-perlite structure

94、and reduces grain growth in the mid section of the coil. The application of the roll stock interstand cooling behind the 11th stand together with the afterdeformation acce</p><p>　　Keywords: thermomechanical

95、 treatment, reinforcing steel</p><p>　　1.Introduction </p><p>　　Some research works [1- 4] demonstrate that even fine-grained structure and increase in steel mechanic properties can be achieved

96、in two ways:</p><p>　　Introduction of the powerful carbide-forming elements and microalloyingadditions during steelmaking in combination with strict cycles of plastic deformation and braking of austenite rec

97、rystallisation at the expense of it;</p><p>　　Rolled stock cooling in interdeformation pauses for reducing the temperatureat the end of rolling and a controlled afterdeformation cooling, impeding recristalli

98、sation.</p><p>　　The main advantage of the second method are economical reasons and a possibility to increase perfomance characteristics of low-carbon steels.</p><p>　　The main condition of real

99、ization of the technological process of thermal strengthening is working-out of coolers providing intensive rolled stock cooling combined with its hydrotransportation on the site where the coolers have been installed at

100、the rolling speed up to 20 m/s.</p><p>　　The purpose of this work is to find ways of obtaining looping reinforcing steel diameter ?10-16mm St3sp (GOST 380-71) with even fine-dispersed structure and increasin

101、g the mechanical properties by interstand rolled stock controlled cooling.</p><p>　　2. Experimental</p><p>　　For this purpose accelerated cooling installation has been worked out consisting of i

102、njecting funnel 1, cooling stand 2, injector 3 (Fig.1). In the case of direct-flow cooling, a cutter 4 is used. </p><p>　　Fig 1. Accelerated cooler scheme</p><p>　　It is installed in the place o

103、f the outlet pipe behind the 11th stand and attached to the outlet bar. A cooling stand is a pipe with the inner diameter 40 mm and 1500 mm in length, which provides required cooling of rolled-stock to the calculated tem

104、perature and its safe hydrotransportation.</p><p>　　Injector is a sealed case inside of which a roll cone with two cams moves its purpose is generation of required water blow velocity in the cooling stand.&l

105、t;/p><p>　　The passing hole diameter for the metal inside the case is 40 mm. A ring-shaped gap is installed on the injector depending on the rolled-stock diameter and for the required cooling rate in the coolin

106、g zone. It provides the necessary water consumption at the continuous pressure at the injector’s inlet.</p><p>　　An inlet roll cone is used for rolled-stock reception and directing it to the cooling zone. It

107、 is a funnel-shaped hole changing into a cylindrical one (diameter is 40mm).</p><p>　　The cutter is used to reduce the water flow velocity and for water dascharge. It’s a pipe with conical wires inside. Ther

108、e are holes at the bottom of the pipe for water discharge.</p><p>　　One side of the cut-off chamber is attached to the cooling stand, another one is attached to the inlet roll cone. The counter flow device f

109、or accelerated cooling is used for after-deformation cooling. It consists of an injector (like the one described above), a cooling chamber (length – 480 mm) with the inner diameter 40 mm; and the injecting funnel.</p&

110、gt;<p>　　The cooling device is installed behind the 13th finishing stand when rolling reinforcing bar steel 14-16mm in diameter.</p><p>　　The rolled stock accelerated cooling installation is connected

111、 with the highpressure pipe by means of flexible hose and lock-device.</p><p>　　2.1. Process flow diagram</p><p>　　Process flow diagrams of making coiled and reinforcing bar steel have been deve

112、loped and tested. Diameters are 10, 12, 14, 16 mm respectively.</p><p>　　Metal rolling to the 11th stand was made according to the existing technology. From the 11 stand, a process workpiece (diameter 16 mm)

113、 goes to the cooling chamber, then to the stands 12, 13, 17, 19, where is deformed with drawing λ=1.17; 1.18; 1.17; 1.18 respectively (for ?10). For ?12 mm diameter drawing in stands is 1.2; 1.168; 1.203; 1.17 respective