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1、太原科技大学本科毕业设计说明书 5000mm热轧宽厚板四辊可逆式轧机辊系设计Design of four roller reversible rolling mill of hot rolling heavy plate 5000mm 学 院（系）：机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化（冶机）学 生 姓 名： 学 号：201014040217 指 导 教 师： 指 导 教 师： 完 成 日 期：2014年6月1日 太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology摘 要随着经济社会的发展，特别是战争年代，大型战舰，大型战机的制造需要，对
2、钢材的尺寸要求也越来越大。这样就催生了人们对大型轧材的研究与探索。大型宽厚板应运而生。在航空母舰，大型水面战舰的制造上对，宽厚板，特别是5米宽厚板的需求是巨大的，由此如雨后春笋般出现的的5m宽厚板轧机的研究与投产更是越来越多。一个宽厚板生产流水线，包括开坯粗轧机，精轧机，保温坑，冷却装置，切割机等等。本设计主要只对轧机组进行设计，本设计主要介绍了5000mm热轧宽厚板四辊可逆轧机的轧制力，支承辊与工作辊尺寸，轴承寿命和弯辊装置计算。本说明书按照设定的最大轧制力和产品规格参数设计计算了5000mm宽厚板轧机的轧辊的尺寸参数，轴承寿命和的基本参数以及校核，选择了轴承结构与类型，轧辊平衡装置也进行了
3、相关设计计算。其中轧辊尺寸确定是根据来料的规格尺寸确定的。轧辊轴承的确定根据轧机在轧制过程中的受力状况，工作条件所确定的。轧制力的计算采用了艾克伦德公式。关键词：宽厚板;轧机设计;辊系设计;弯辊装置5000 hot-rolled heavy plate four reversing mill roll system designAbstractWith the development of economy and society, especially in wartime, large warships , large aircraft manufacturing needs , the s
4、ize requirements for steel is also growing . This gave birth to the people to study and exploration of large rolled . Large heavy plate came into being. On aircraft carriers, surface warships manufacturing right, heavy plate , especially 5 -meter-wide slab demand is huge, thus mushroomed 5m heavy pl
5、ate mill of the research and production is increasing. A heavy plate production lines, including the breakdown roughing mill , finishing mill , heat pits, cooling devices , cutting machine and so on. The design of the main groups only mill design , the design introduces a heavy plate rolling force 5
6、000mm hot rolling four-high reversing mill , the size of the backup roll and work roll , and roll bending device bearing life calculation . In accordance with the instructions set maximum rolling force and product specifications designed to calculate the dimensions 5000mm heavy plate rolling mill ro
7、lls , bearing life and the basic parameters and checking, select the bearing structure and the type of roll balancing devices have also been relevant design calculations. Determine which roll size is determined according to the size of the incoming specifications . Roller bearing is determined durin
8、g rolling mill according to the stress condition , determined by the working conditions . Rolling force calculation using the formula Ike LundKey Words：Heavy plate mill design; roll system design; roll bending device 目 录 摘 要I AbstractII1 文献综述11.1 国内11.1.1 国内宽厚板产业先驱鞍钢股份有限公司11.2 国外22 轧辊设计62.1 轧辊结构与尺寸6
9、2.1.1 轧辊的结构62.1.2 轧辊辊身尺寸62.1.3 轧辊辊颈尺寸d和l的确定72.2 轧辊力能参数计算82.2.1 基本参数82.3 轧辊材料选择92.4 艾克伦德方法计算轧制时的平均单位压力102.4.1 变形阻力102.4.2 变形速度102.4.3 轧制压力112.5 轧辊传动力矩122.6 小结133 轧辊强度校核143.1 影响轧辊强度的因素143.2 小结174 轧辊轴承184.1 轴承的选择184.2 轴承寿命计算184.3 小结195 轧辊弯辊装置205.1 液压弯辊装置21 参考文献22 致 谢241 文献综述有句话是这么说的：战争年代，工业的发展速度和创新水平都能
10、得到很大的提高。宽厚板的发展也是如此，最初由于战舰、航空母舰等武器装备的发展，对于钢板的质量、强度以及厚度等要求越来越高，宽厚板轧机在这期间得到了很大发展。和平年代，应大型桥梁，核电站，大型水坝，油田钻井平台，大型机械等领域的需要，宽厚板得到了更广泛的应用，这也促进了宽厚板行业的迅猛发展。厚钢板产量从2004年的821.26万吨发展到2009年的1874.86万吨，增长了128.3%，而今年也继续保持增长趋势，前10个月的产量就已经达到1860.9万吨。特厚板的产量增长速度也比较快，从2004年的180.01万吨增至2009年的474.56万吨，增长幅度达163.6%，今天1-10月份的产量达
11、393.1万吨。而在2000年的时候，我国特厚板产量仅为71.43万吨，从2003年以后，随着我国经济的高速发展，国内也相继投产了一批具有世界先进水平的特宽厚板轧机，之后一直到2007年我国特厚板的产量也以每年百分之三十几的速度增长。1.1 国内1.1.1 国内宽厚板产业先驱鞍钢股份有限公司鞍钢集团总经理张晓刚曾说过“鞍钢发展史是中国钢铁工业发展的一个缩影。可以说，只要有重大工程建设，就能看到鞍钢的身影”。他这句话一点不假，鞍钢是我国最早的钢铁生产基地，始建于1916年，前身为日伪时期的鞍山制铁所和昭和制钢所，但新鞍钢公司是在1949年7月9日成立的，发展至今已有六十多年的历史。作为钢铁长子，
12、其发展也历经了涅槃般的重生，成为目前我国四大钢铁集团之一。在这几十年的发展过程中，鞍钢创造了无数个第一，那里诞生过新中国第一根无缝钢管、第一根重轨、第一座现代化高炉伴随着被誉为“世界轧机之王”的5500mm特宽厚板轧机线投产，鞍钢又拥有了我国第一条5000mm以上宽厚板轧机。鞍钢始终把眼光放在长远发展上，可以说鞍钢是我国中厚板尤其是宽厚板生产企业的先驱.鞍钢5米轧机生产线由中国一重集团与德国西马克德马格（SMS-Demag）公司联合设计，粗轧机、精轧机等核心设备由一重制造，冷床、翻板机、辊道由中冶长城重机制造。采用了热装热送、板型控制等13项先进技术，轧制力为1万吨，生产钢板尺寸宽度为900-
13、5300mm，厚度为5-150mm，最厚可达450mm,长度为3-25米。主要生产宽度4米以上军民用高强度宽厚船用钢板、舰艇板、核电用特种钢板、耐大气腐蚀板、大口径油气焊管和模具板等高技术含量、高附加值产品。该轧机的成功制造，有助于打破国外特种钢材对我国的封锁，将对推动我国石油、天然气运输、造船及国防建设等领域起到重要作用。轧钢机是将钢坯钢锭轧制成钢材（管、板、型、丝）的成套设备，分为钢管轧机、板带轧机、型钢轧机、线材轧机、薄板坯连铸连轧等类型。钢板是钢材四大品种中用途最广泛的一种，按生产工艺分为热轧钢板和冷轧钢板，按厚度可分为薄板(厚度20-60毫米)、特厚板(厚度60毫米，最厚达700毫米
14、)。在实际工作中，中板和厚板通称为“中厚板”。中厚板生产属于热轧工艺，主要有中厚板轧机、热连轧机组和炉卷轧机等三种方式，中厚板轧机是普遍采用的生产设备，通过轧机中的上下轧辊咬合碾压经过加热的钢坯，最终轧制成钢板。轧机按照轧辊辊面宽度可分为1800mm、2300mm、2800mm、3300mm、3800mm、4300mm、4800mm 以及5300mm等8个级别，每个级别可上下调整200mm。宽厚板轧机主要是指辊面宽度达到2800mm以上的宽幅中厚板轧机。辊面宽度达到4800mm以上的轧机，又被称为特宽厚板轧机，最大规格可达5500mm。沙钢5000mm轧机是我国第二条5米级厚板生产线，于200
15、3年4月开始筹建，项目总投资42亿元，分两期建设，一期设计产能180万吨，二期提高到 200万吨。总体设计由中冶赛迪负责，主体设备由西门子奥钢联、ABB提供，厂区占地55万平方米，主车间厂房长1356米，宽276米。一期工程于 2006年12月投产，主要设备包括：一台5050mm带附着式立辊的四辊可逆式精轧机，最大轧制力10000吨，机架牌坊重536吨，为拼焊结构。两座 245t/h步进式加热炉、一套MULPIC控制冷却系统、一台四重9辊全液压热矫直机、一台四重11辊全液压冷矫直机、一座5476m冷床、一座宽 3827m冷床以及由切头分段剪、滚切式双边剪、剖分剪、定尺剪组成的高效剪切线和配套设施。此外，湖南华菱湘潭钢铁集团，河南舞阳钢铁也都陆续投产5000mm宽厚板生产线。1.2 国外轧钢机的出现和发展已经经历了几百年的时间，宽厚板轧机只是其中的一个分支。据记载，1480年意大利人达芬奇 (Leonardo da Vinci) 曾设计
