1700热连轧机—毕业设计论文

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1、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 1 页1 绪论1.1 热连轧生产的国内外发展概况 热轧宽带钢轧机的发展已有 70 多年的历史，第一套热连轧机于 1926 年诞生于美国。汽车工业、建筑工业、交通运输业等的发展，使得热轧机冷轧薄钢板的需求量不断增长，从而促进热轧宽带钢轧机的建设获得了迅速和稳定的发展。促进热轧宽带钢轧机及工艺技术发展的主要因素是：要求其生产能力不断提高，从而钢卷质量不断增大和轧制速度不断提高，同时提出扩大产品品种的要求；要求产品的尺寸精度和性能不断提高；受 1973 年中东石油危机的冲击而转向注意开发节约能源技术；进入 20 世纪 80 年代中期更加注重产品质量的提高，并对板形质

2、量及带钢凸度和平直度提出更高的质量要求。热轧宽带钢轧机的热轧板卷，不仅可以供薄板和中板直接使用，还可以作为下道工序冷轧、焊管、冷弯型钢的原料。带钢热连轧机从 50 年代起，在世界范围内已成为带钢生产的主要形式。目前世界上 1000mm 以上的热轧机和带卷轧机有 200 余套。带钢热连轧机具有轧制速度高、产量高、自动化程度高的特点，轧制速度 50 年代为 1012 m/s，70 年代已达 18 30 m/s，产品规格也由生产厚度为 2 8mm，宽度小于 2000mm 的成卷带钢扩大到生产厚度 1.2 20mm，宽度 2500mm 的带钢。带卷重量的加大和作业率的提高，使现有的带钢热连轧机年产量达

3、 350 600 万 t，最大卷重也由 15t 增加到 70t。坯料尺寸及重量加大，要求设置更多的工作机座，过去的粗轧机组和精轧机组的工作机座分别为 24 架和 56 架，现已分别增加到 4 6 架和78 架，轧机尺寸也相应增加。现代的带钢热连轧机除了采用厚度自动控制外，还实现了电子计算机控制，从而大大提高了自动化水平，改善了产品质量，带钢厚度公差不超过0.5mm，宽度公差不超过 0.5 1.0mm，并具有良好的板形。90 年代以来，钢铁生产短流程迅速开发和推广，薄板坯（或中厚板坯）连铸连轧 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页工艺的出现，正在改变着传统的热连轧机市场。自 1987 年 7

4、月第一套薄板坯连铸连轧生产线在美国纽柯公司投产以来，到 1997 年已建成和拟建的有 33 套。连铸连轧技术是将钢的凝固成型与变形两个工序衔接起来，将连铸坯在热状态下继续送入精轧机组，直接轧制成带卷产品。1,14-161.2 热连轧在轧钢生产中的作用及其发展情况连轧机使用原料厚度 150 350mm 的板坯或连铸坯。在连续式加热炉中，将板坯加热到轧制温度后，先在粗轧机组的立辊除鳞机座破除板坯表层的氧化铁皮。经粗轧机组各工作机座后，轧制成厚度为 2560mm 的长带坯。经过切头飞剪切去带坯端头，送入具有 6 7 座四辊式连轧机的精轧机组中，轧成成品厚度的带钢。经冷却到550650后，卷成钢卷，用

5、链式运输机送往热轧卷材仓库存放。冷却至常温后，由精整工段的横切机组或纵切机组经开卷、矫直、平整及剪切后，切成定尺长度的热轧钢板或窄带钢卷，供应工业生产需要。 热连轧机可分为：连续式、半连续式、四分之三连续式等。 连续式热带钢轧机，除立辊机座外，共有 1113 个工作机座，均为不可逆式轧机。各机座均进行一道次轧制。根据车间设备组成及主电机功率的不同，轧机年产量约在200600 万吨之间。半连续式热带钢轧机，除立辊除鳞机及一台二辊不可逆式轧机外，用一台可逆式四辊轧机反复轧制，进行几道次压下，轧成带坯送往精轧机组，精轧后卷成钢卷。共有 79 个工作机座。轧机年产量根据设备能力不同，约在 100250

6、 万吨之间。 六十年代后出现的四分之三连续式热带钢轧机的粗轧机组，采用一台四辊式或二辊式可逆轧机来代替 3 台四辊式不可逆轧机，其余轧制设备与连续式相同，这样可以减少设备重量，缩短车间长度，减少建设投资。车间年产量与连续式热带钢轧机相同。2高速线材轧机的发展 1) 近年来，高速线材生产取得巨大进步，主要表现在生产率显著提高。 2) 产品规格范围增大，钢种增多。 3) 产品精度有所提高，一般均 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页能达到士 O.lmm。 4) 低温轧制、控轧挖冷、热装热送等技术的采用节约了能源，提高了成品率和产品性能。 5) 全连续无扭轧制避免了产品扭曲轧制产生的应力，提高了产

7、量质量。 我国线材产量已居世界前茅，这批“ 高线” 轧机全部投产后， 我国不仅在产量上将成为线材1.3 实习车间车间概况术在鞍钢，我们了解到现代化连续式热带钢轧机，主要用于轧制厚度为 120mm 的带钢。最近 15 年，热连轧技术有了很大的进步，在热轧带钢轧机布置形式的发展方面。总结起来，主要有 6 种形式：第一种是典型的传统热带钢连轧机组。这种机组通常是 2 架粗轧机，7 架精轧机，两个地下卷取机，年总产量 350550 万吨，生产线的总长度有 400500m，有些新建的机组装备了定宽压力机(SP)。这类轧机采用的铸坯厚度通常 200250 衄。特点是产量高，自动化程度高，轧制速度高(20M

8、/s 以上)、产品性能好。 第二种是紧凑型的热连轧机，通常机组的组成为 1 架粗轧机，1 台中间热卷箱，56 架精轧机，12 个地下卷取机，生产线长度约 300m，年产量约 200300 万吨。采用的铸坯厚度 200 衄左右，比较少，生产比较灵活，由于使用热卷箱温度条件较好，可以不用升速轧制(轧制速度 14M/s)。 第三种是新型的炉卷轧机机组，常采用 1 台粗轧机，1 台炉卷轧机，1 x2 台地下卷取机，产量约 100 万吨，其中有的生产线可以生产中板也可以生产热轧板卷，主要用于不锈钢生产，投资较小，灵活，合多品种。1 三座加热炉 2 高压水除鳞箱 3 粗轧除鳞 4 粗轧前大立棍 辽宁科技大

9、学本科生毕业设计 第 4 页图 1.1 1700 设备及工艺流程2 方案设计2.1 线材生产对扎钢的要求：线材轧机是专门用于轧制盘条(即线材)的轧机。线材是型材中断面尺寸最小 的产品，从坯料轧成成品，总延伸系数大，轧件在每架轧机上往往只轧一道次， 故线材轧机是热轧型材中机架数目最多、分工最细的轧机。通常认为直径范围在 5.520mm 的线材在高速线材轧机上生产， 直径在 1660mm 的线材多用小型线 材联合机组生产成棒卷。目前现代化的连续式线材轧机一般由 2128 架轧机组 成，分为粗轧机组、中轧机组和精轧机组，中轧机组有时还分为一中轧、二中轧 两组。 线材轧机的结构和布置方式一直朝着高速、

10、 连续、 无扭、 单线、 组合结构、 机械化、自动化的方向发展。由巴西圣保罗 Viliares 设备公司为巴西贝戈尔一内 拉钢铁厂建造的世界上速度最高的线材轧机-贝戈尔一内拉的新单线线材轧机。1.小型、线材轧制技术的发展方向 高速、连续轧制是 20 世纪中期工业发达国家提出的线材和小型材轧制技术 的发展方向。 小型和线材轧机的产品均为小断面, 重量轻, 只有提高轧制速度才 能提高小时产量。高速轧制 20 世纪中期, 线材轧机的最高轧制速度只有 30m/ s。经济学家从成本构成 的角度分析指出, 如果轧制速度提高 1 倍, 虽然设备造价也提高 1 倍,但冶金企 业仍会因人工投入的相对减少而盈利。

11、 在这个方针指引下 , 许多轧机制造商研制 了具有更高速度的轧机, 直至最终诞生了高速线材轧机 ,开创了线材生产的新时 代。 之后, 提高轧制速度仍是人们追求的主要目标。 因为高速轧制不仅可以提高 生产效率, 而且轧制时可使用更大断面的连铸坯。 时至今日 , 最高实用轧制速度 已达 120m/ s, 小型轧机速度也提高了 1 倍。1990 年投产的巴西 Belgo 厂棒线材轧机, 生产 5.5mm 线材的保证速度为120m/ s, 最高速度达 140m/ s,16mm 大盘卷轧制速度可达 26.4m/ s。直条棒材生产时轧制速度往往受冷床限制, 西马克公司曾提出小规格直条棒材轧制速度最大允许为

12、41m/ s。提高速度需要更多投入, 用经济法则可权衡在某一时期或许会有暂时的最高 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页经济速度, 但“高速轧制”无疑是线材、小型轧机发展中的追求。 1.2 连续轧制 通过对小型、线材轧机诸多布置形式和工艺特点比较后, 得出横列式、顺列式、布棋式、半连续式都不如连续式更能适应小型与线材轧制的要求。细长的轧件温降快, 轧制时间是关键。以前曾提出过极限轧制时间, 即限定总轧制时间和成品道次的轧制时间。总轧制时间限制总温降;成品道次的轧制时间限定轧件头尾温差。活套轧制、穿梭轧制, 造成轧制时间长、温降大、轧件头尾温差大, 不利于轧制时间的控制。而连续式轧制不仅轧制时

13、间短, 而且可以减少轧件头尾温差, 理论上可以实现各机座的恒温轧制, 从而在工艺上取消了对坯料重量的限制,这是横列、顺列、布棋、半连续式布置做不到的。连续式轧机操作最简便, 用人最少, 轧机效率最高。由于多年来追求高速、连续轧制, 因而小型和线材轧机得到迅速发展, 同时也促进了轧钢技术进步。 2.2 F7 精轧机的总体结构和传动方案综合分析因为 F7 机架轧制速度高，而且精轧机组主电机功率不是很大，考虑到成本和维修费用，故不能采用减速机减速传动。齿轮座起分配扭矩的作用，它的可能的替代形式是采用双电机驱动，由于精轧机轧制压下量较小，轧制力和力矩也较小，应用齿轮座分配力矩齿轮座的尺寸不太大，制造和

14、维修比较容易，所以成本比双电机要低。压下系统采用电动压下装置电动双压下装置：这是较旧式轧机上的一种电动压下装置，该压下装置具有粗调与精调两个压下系统。个系统分别有各自的电动机和减速器。平衡装置采用液压式平衡平衡装置类型有弹簧式、重锤式和液压式等。由于精轧机组需要经常换辊，而且弹簧式装置换辊时需人工拆装弹簧，费力、费时，故不采用弹簧式平衡。重锤式工作可靠，维修方便，但设备重量大，轧机的基础结构较复杂。由于四辊热轧要平衡的重量很大，使得设备重量会更大，故也不采用。液压式平衡装置结构紧凑，与其它平衡方式比较，使用方便，易操作，能改变油 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 6 页缸压力，而且可以使上辊不受

15、压下螺丝的约束而上下移动，所有这些都有利于换辊操作。故采用液压式平衡最合适。1 支撑辊 2 工作辊 3 支撑辊 4 连接轴支座 5 连接轴 6 齿轮机座 8 电动机图 2.1 传动装置示意图 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 7 页3 主电机容量的选择3.1 轧制力的计算3.1.1 主要参数的选择1、轧制规程F7精轧机：板坯断面 2401600mm2 重 240kg轧制速度 12 m/s 原料断面 2.91550 mm2成品断面 2.51500 mm2轧制温度 t =860轧制钢种 Q2352、工作辊直径选择由文献1，79咬入条件确定最小工作辊直径cos1hD（3.1）式中：最大咬入角，它和轧辊与轧件间的摩擦系数有关，最大轧制厚度差，