冷轧车间设计.doc

学 号：200706020207HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业设计说明书GRADUATE DESIGN 设计题目：年产70万吨1790冷轧车间工艺设计学生姓名：李虎 专业班级：07轧2班 学 院：指导教师：宋卓斐 讲师 2011年06月15日河北联合大学本科生毕业设计（论文）课题申请表(由指导教师填写)学院：冶金与能源学院 2011年6 月 15日课题情况课题名称年产70万吨1790冷轧车间工艺设计教师姓名宋卓斐职称讲师学位博士课题来源A-教师科研 B-来自现场 C-自拟题目 D-其它（需注明）课题类别A-设计 B-论文设计时间主要研究内容1、收集有关资料，选择设计方案和生产线布置。选择坯料、制定产品大纲，选择轧钢机形式、设计压下规程，完成力能参数计算，验算轧辊强度，计算产量。选择辅助设备（酸洗机组、退火炉、卷取机等）。2、完成车间的平面工艺布置，绘制车间平面工艺图。目标和要求设计年产70万吨的冷轧薄板车间，主要完成工艺设计，典型产品为厚度0.5mm,宽度1500mm的普通碳素钢。按照设计要求进行，完成设计说明书和车间工艺平面图。说明书要求按照章节撰写，图文并茂，对工艺制度要求有分析和计算。缩写说明书至2000字，并翻译成英文。特色选用了酸连轧生产线，镀锌，彩涂等深加工。成果形式选用了酸连轧生产线，镀锌，彩涂等深加工。成果价值为冷轧薄板车间设计提供参考系主任或专家审题意见负责人签字: 年 月 日学院审批意见院长签字: 年 月 日 河北联合大学本科生毕业设计（论文）任务书（由指导教师填写）学院冶金与能源学院学生姓名李虎专业班级07轧2班题 目年产70万吨1790冷轧车间工艺设计主要研究目标按照设计要求进行工艺设计，采用先进的工艺和技术，设计年产70万吨的1790冷轧车间工艺。主要研究内容1、收集有关资料，选择设计方案和生产线布置。选择坯料、制定产品大纲，选择轧钢机形式、设计压下规程，完成力能参数计算，验算轧辊强度，计算产量。选择辅助设备（酸洗机组、退火炉、卷取机等）。2、完成车间的平面工艺布置，绘制车间平面工艺图。研究方法通过了解实际生产的工艺与设备情况，对现场的生产工艺设备进行分析，收集有关的资料，进行工艺设计、选择设备和平面布置。说明书（论文）及译文要求按照设计要求进行，完成设计说明书和车间工艺平面图。缩写说明书至2000字，并翻译成英文。说明书要求按照章节撰写，图文并茂，对工艺制度要求有分析和计算。图纸要求绘制1790冷轧带钢生产线工艺平面图。主要参考文献1贺毓辛.现代轧制理论. M 北京：冶金工业出版，1993，72王廷溥，齐克敏.金属塑性加工学轧制理论与工艺.第2版.北京：冶金工业出版社，2001，83袁康.轧钢车间设计基础.北京，冶金工业出版社，1995起止时间自2011年3月19 日至6月15日指导教师签字： 年 月 日系主任意 见 签字： 年 月 日院长意见签字： 年 月 日注：任务书的具体内容可依据各系要求进行修正。另，学生所做毕业设计（论文）工作的研究成果归河北理工大学所有，学生不能向第三方泄露有关成果内容和技术秘密。河北联合大学本科生毕业设计（论文）计划进程表（由学生填写）学院冶金与能源学院姓 名李虎合作者无题 目年产量70万吨1790冷连轧车间工艺设计时 间工 作 内 容完 成 情 况第3-5周第 6-8周第9-12周第13-14周第15-16周第17-18周唐钢冷轧车间现场实习；开题论述，寻找英文专业资料，翻译；所建厂产品范围，应用领域，产品特性，建厂经济依据；典型产品总延伸计算，道次选择，轧机布置选择比较；压下分配，轧制规程计算；轧制图表，年产量计算；轧制力计算；轧辊强度校核，电机温升校核； 辅助设备：镀锌、退火、彩涂生产线等；金属消耗计算，车间面积计算；检查格式，段落清楚，标题内容一致；完成CAD出图，准备答辩。完成完成完成完成完成完成本人完成部分说明书约4万字论文万字图纸0图纸1张， 折合1号图共4 张说明书（论文）摘要汉译英 共 2 千字其他指导教师签字： 年 月 日河北联合大学本科生毕业设计（论文）自评结论定性分析表学院：冶金与能源学院 2011 年 6月 15日基本情况通过认真了解冷轧板带的生产工艺过程,查阅大量相关资料,本文设计了冷连轧轧制规程,包括道次设计,然后根据轧制规程选择了合适的设备并校核设备能力。本次论文中主要介绍冷轧的发展历史、建厂的依据、产品大纲制定、坯料厚度选择、压下规程制定、冷连轧轧机选择、轧制速度的确定、轧制力的计算、设备的校核、辅助设备等其他生产线设备的选择。主要成绩和经验通过本次设计,对冷连轧生产过程有了一定的认识,了解了生产工艺过程。设计中注意对冷轧薄板板形控制的了解并分析了各种板形控制方法和轧机的选择。培养了对设备选型,校核及工艺路线分析能力以及板形控制等综合设计能力，最终完成了年产量80万吨冷连轧生产车间设计任务。在设计过程中既要慎重的考虑实际情况，又要大胆的改进创新，使理论和实际紧密的结合起来。存在主要问题在完成设计的过程中，缺乏对冷连轧车间实际生产过程的现场工艺环节和轧钢设备的深入了解，在某些问题的处理上就难免地过于理论性。今后改进措施及建议对于设计上出现的失误需要在实际生产中运用比较，从而对设计中的诸多参数，生产环节进行改进。河北联合大学 本科生毕业设计（论文）成绩评分表之一 （指导教师用表）学院： 冶金与能源学院 班级： 07轧2 班 学生姓名： 李虎 1评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。10109876实验方案设计与实验技能能正确设计实验方案，独立进行实验工作，如装置安装、调试、操作。202018161412分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。202018161412工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。202018161412论文（设计）质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。202018161412创 新工作中有创新意识； 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876总 分总分40%指导教师评语：指导教师签字： 年 月 日注：不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表供参考，各专业可依据实际情况自行制定相应的指标体系，总分所占比例不变。 河北联合大学 本科生毕业设计（论文）成绩评分表之二（评阅人用表）学院： 冶金与能源学院 班级： 07轧2 班 学生姓名： 李虎 评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE翻译资料综述材料查阅文献有一定广泛性；翻译外文资料质量较好；有综合归纳资料的能力和自己见解。1515131197论文（设计）质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。505045403530工作量、难度工作量饱满，难度较大。252523211917创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876总 分总分20%评阅人评语：评阅人签字： 年 月 日注：不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表供参考，各专业可依据实际情况自行制定相应的指标体系，总分所占比例不变。 河北联合大学 本科生毕业设计（论文）成绩评分表之三（答辩小组用表及总评表）学院： 冶金与能源学院 班级： 07轧2班 学生姓名： 李虎 评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE报告内容思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论严谨；论文结果有应用价值。505045403530创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876答 辩回答问题有理论根据，基本概念清楚。主要问题回答准确、有深度。303027242118报告时间符合要求。10109876总 分总分40%答辩小组评语答辩小组组长签字：年 月 日答辩委员会意见 答辩委员会主任签章： 年 月 日指导教师成绩评阅人成绩答辩成绩毕业设计（论文）总成绩注：不同的专业对毕业设计（论文）有不同的侧重点，本表供参考，各专业可依据实际情况自行制定相应的指标体系，总分所占比例不变。河北联合大学毕业设计说明书摘要摘 要由于冷轧薄板具有很高的尺寸精度，表面质量和优良的综合性能，因此得到了越来越广泛的应用，成为国民经济中各生产建设领域所必须的材料，尤其是在家电板和汽车板的应用。本文结合唐钢冷轧薄板厂的相关资料，同时参考了多家现代冷轧厂的资料，设计了年产70万吨1790冷轧车间。设计内容包括选择轧钢机形式、确定布置形式、根据典型品种（厚度为0.5mm）进行压下规程设计和有关计算（力能参数计算、轧辊强度验算和电机能力验算等）。选择辅助设备（包括镀锌、彩涂线等）。主设备采用了酸轧联合机组，退火炉选择连续退火炉，轧机为板形调控灵敏CVC形式和HC轧机。本设计力图设计出能生产高档家电板和汽车板的冷轧薄板厂，所采用的设备都是经参考相关资料对比后选取的最佳设备，以保证产品的质量和生产的顺利进行，从而实现优质、高产、低消耗、环保的目标。关键词: 冷轧薄板；酸轧联合机组；冷轧工艺与设备；压下规程ABSTRACTAs cold rolling sheet has high dimensional accuracy, surface quality and excellent overall performance,so it has been more widely used in all areas of production and constrcution,especially in the household appliances and motor vehicle plates.this article combines with the information of Tangsteel Cold Mill Plant.At the same time ,it refer to other modern cold mill plant.So I design an 1790 Cold Rolling Mill Plant with an annual output of 1 million tons.The component of design includes the choice of rolling mill forms,the arrangement of mills,according to the typical varieties(thickness of 0.5mm)to design the reduction of order and calculation(the parameters of force and energy,the strength of roll and the capacity of electrical motor),the choice of auxiliary equipment(including galvanized line,color coating line).The main equipment uses the continuous picking line coupled to tandom mill.The annealing furnace chooses continuous annealing furnace.The mills choose CVC rolls to control the shape of sheet. This article tries to design the Cold Mill Plant capables of producing high-grade household appliances and motor vehicle sheet.Meanwhile,the equipment compared with reference to relevant information and then choose the best equipment to ensure production quality and prodution proceed smoothly,thus achieving the target of excellent qualilty,high productivity,low cost and environment protection.Keywords: cold rolling sheet; continuous pickling line coupled to tandom mill;cold rolling technology and equipment；reduction of orde73河北联合大学毕业设计目录目录摘 要IABSTRACTII目录III引 言11 建厂依据和产品大纲21.1 建厂依据21.2 制定产品大纲22 冷连轧段设备与工艺42.1 轧机的布置形式42.1.1 各种连续轧机布置42.1.2 常规连续轧机52.1.3 全连续冷轧机62.2 冷轧机的类型72.2.1 四辊轧机72.2.2 HC轧机（High Crown Control Mill）72.2.3 CVC(Continuously Variable Crown)轧机82.2.4 PC（Paired Crossed Mill）轧机82.3 冷轧机组的选择93 冷轧参数设计及校核113.1 压下规程设计113.1.1 压下系数分配法制定压下规程。113.1.2 润滑剂的选取123.1.3 张力确定123.1.4 轧制速度的确定123.2 轧制力143.2.1 轧制力的计算143.2.2 计算空载辊缝203.3 主电动机传动轧辊所需力矩的计算223.3.1 轧制力矩的计算223.3.2 附加摩擦力矩的计算223.3.3 空转力矩的确定244.3.4 电机轴上的总传动力矩的确定253.4 电机能力验算253.5 轧辊强度校核283.5.1 支撑辊强度校核283.5.2 工作辊强度校核303.5.3 工作辊与支撑辊间的接触应力324 轧制图表和年产量计算364.1 轧钢机工作图表364.1.1 研究轧制工作图表的意义364.1.2 轧制图表的基本形式及其特征364.2 轧机年产量计算375.2.1 轧钢机小时产量374.2.2 轧机平均小时产量404.2.3 轧钢车间年产量计算404.2.4 提高轧钢机产量的途径415 辅助设备425.1 开卷机425.2 连续酸洗机组425.2.1 酸洗机组选型425.2.2 酸洗液的选取435.3卷取机445.4飞剪445.4.1飞剪的基本要求445.4.2剪的基本形式4510.4.3飞剪的选择455.5 剪切机455.5.1剪切机的基本形式455.5.2 剪切机的选择465.6 张力矫正机475.6.1 张力矫正机的类型475.6.2.连续张力矫正机475.6.3.连续拉弯矫正机485.7 运输机485.7.1.横向运输机485.7.2链式运输机485.7.3步进梁运输机495.7.4钢卷运输车495.8退火炉495.9 彩涂生产线516 PC轧机与CVC轧机的比较与替换536.1 PC轧机与CVC轧机的比较536.2 PC轧机与CVC轧机结构示意图557 厚度控制587.1厚度控制方式587.1.1直接测厚反馈闭环控制系统597.1.2间接测厚反馈闭环控制系统607.1.3预控AGC系统618 金属及其它消耗638.1 金属消耗638.2 其它消耗638.2.1燃料消耗638.2.2电能消耗648.2.3 轧辊消耗648.2.4 水的消耗658.2.5 蒸汽消耗658.2.6 氧气消耗658.2.7 压缩空气消耗658.2.8 润滑油消耗659 车间平面布置669.1 轧钢车间平面布置669.2 金属流程线的确定669.3 设备间距的确定679.4 仓库面积的确定679.4.1 原料仓库面积计算689.4.2 成品仓库面积确定68参考文献69致 谢70河北联合大学毕业设计引言引 言由于冷轧薄板产品本身具有光洁的表面，精确的厚度、宽度允差，高的强度极限、疲劳极限和冲击韧性、良好的焊接、冷弯性能、低廉的价格等特点，应用面极为广泛。特别是随着现代化工业的飞跃发展和科学技术水平的不断提高，冷轧薄板在汽车制造、电子仪表、轻工、机电、农机、建筑、航空和国防等工业部门，更是占有极其重要的地位。同时，对其品种、规格、性能和质量也不断地提出了更高的要求。冷轧薄板的产品品种繁多，其性能、特点、用途及生产方法各不相同。有宽度窄得像“阳春细面”似的高强度带钢，到宽度达2m以上用于“壳罩盖罐”的深冲压带钢。冷轧薄板是对钢板的深加工，这就对上游的热轧，炼钢，炼铁提出了一些列要求。如炼钢时钢的纯净度和化学成分都要在一定的范围内，在热轧过程也要求极高的厚度精度和平直度，以保证冷轧的顺利进行。冷轧出来的薄板会根据客户的要求和成品的适用范围，还可以进行镀锌、镀锡、彩涂等进一步的深加工。本文借鉴了当代世界上先进的冷轧薄板生产厂的生产工艺，设计了年产70万吨1790冷轧薄板车间。由于本人水平有限，时间仓促，设计中肯定有很多不足之处，望老师给予批评指导。河北联合大学毕业设计说明书1 建厂依据和产品大纲1.1 建厂依据冷轧板带有极广阔的用途。汽车制造、拖拉机制造、电气产品、机车车辆、造船、航空及火箭、精密仪表、民用建筑、工业厂房、家用电器、食品罐头以及一些耐久制品都需要大量的冷轧板带。出于这些工业的发展，对薄板质量要求越来越高，产量要求越来越大，对冷轧板带生产提出了更高的要求，故冷轧薄板、带钢的产量增长很快。同时，随着人民生活水平及物质需求的提高，钢材市场的需求结构发生了巨大变化，特别是冷轧和镀涂层深加工产品的生产能力、品种质量与市场需求差距甚大，矛盾突出。一方面，国产冷轧产品的市场占有率低仅为50%左右；另一方面，冷轧带钢品种规格不全、高强度、高附加值产品虽已部分试制成功，但产量低，还不能完全满足国内用户需求，此外，产品质量不能满足用户高精度要求。可见，建一座年产量高质量好的冷轧厂是有市场基础的。1.2 制定产品大纲本设计任务是年产70万吨能生产高档家电板和汽车板的冷轧薄板厂，以多规格，多品种，高性能的产品特点来适应变化的市场需求。冷轧产品分为冷轧板卷，热镀锌板卷，彩涂板卷三大类产品。设计之前首先制定产品大纲。产品大纲是设计任务书中的主要内容之一，是进行车间设计时制订产品生产工艺过程、确定轧机组成和选择各项设备的主要依据。产品大纲的编制原则：1.满足国民经济特别需要，根据市场信息解决某些短缺产品的供应和优先保证国民经济重要部门对钢材的需要。2.考虑各类产品的平衡，尤其是地区之间产品的平衡。要正确处理长远与当前、局部与整体的关系。做到供求适应、品种平衡、产销对路、考虑轧机生产能力的充分利用和建厂地区产品的合理分工。3.考虑建厂地区资源的供应条件，物资和材料运输的情况。4.要适应当前对外开放、对内搞活的经济形势，力争做到产品结构和产品标准的现代化。产品大纲如下：1.产量及钢种：70万吨/年其中超低碳钢占10，低碳钢占80%，低合金结构钢占10%。2.规格原料（热带卷）规格：带钢厚度： 2.0mm6.0mm；带钢宽度： 800mm1600mm钢卷内径：760mm；钢卷外径： 最大2150mm；钢卷重量：大约25t左右单位质量：23kg/mm；含碳量：0%0.30%；年产量：70万t3、钢种及其比例表1钢种及其比例钢种C /%比例 /%超低碳钢0.0100.02010低碳钢0.0340.07580低合金结构钢0.150.28104、产品规格详细分类：表2 产品规格详细分类年产量/万t宽度/mm总产量/万 t比例%厚度/mm5506506507507508508509509501150115012501250135013500.20.41245315150.4-0.6235551051550500.6-0.82444333220250.8以上1232111510合计/ t5914161415918100100比例/%59141614159181002 冷连轧段设备与工艺轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，代表着车间的技术水平，是区别于其他车间类型的关键。因此，轧钢车间主要设备选择就是指轧机的选择。轧机选择的是否合理对车间生产具有非常重要的影响。轧机选择的主要依据是:车间生产的钢材的钢种,产品品种和规格,生产规模的大小以及由此而确定的产品生产工艺过程.对轧钢车间工艺设计而言,轧钢机选择的主要内容是:确定轧钢机的结构形式,确定其主要技术参数,选用轧机的架数以及布置方式.在选择轧钢机时一般要考虑下列各项原则：1.在满足产品方案的前提下,使轧机布置合理,既要满足当前生产又要考虑未来的生产发展。2.有较高的生产效率和设备利用系数。3.能获得质量良好产品的同时还要尽可能多地轧制多品种。4.有利于轧机机械化,自动化的实现,有助于改善劳动条件。5.轧机结构型式先进合理，操作简单，维修方便。6.有良好的综合技术经济指标。2.1 轧机的布置形式酸洗卷取完毕后送往冷轧机组，轧制方式有单机座可逆式轧制和46机座串列式连轧。轧机结构多为四辊式，对于冷轧极薄板带钢采用多辊轧机。各种轧机的布置形式及其特点如下：2.1.1 各种连续轧机布置 1.双机架冷连轧机。它主要是用来做薄板的平整及二次冷轧用。美国在70年代初期建了一批，其它国家也有。冷连轧机的装备水平也在不断提高，发展到现常规冷连轧机有一台拆卷机、一台卷取机和一台助卷器，这是最早的一种形式。此外，还采用了快速换辊、液压压下、弯辊装置和自动厚度控制等新技术，并且提高了轧制速度，高达35416ms，增加了卷重，达4550t，最大达60t。快速换辊使作业率增加10左右，而卷重增加可使产量提高2530。2.三机架冷连轧机。这种轧机在40年代及40年代以前建得较多，辊身长度为13701800 rnm的占多数，也有些是2030mm以上的宽板轧机。成品较厚，最薄为0. 4mm，轧制速度低、产量小。这些宽板轧机的产品主要供汽车制造业用。60年代以后在美国为了与理科材料向容器部门的渗入相抗衡，开始生产二次轧制的薄板。啤酒罐、饮料罐使用的017m m以下的薄镀锡板就是二次冷轧产品。二次冷轧产品一般制造法是以2050%压下率的冷轧代替平整轧制，这种面板薄具有需要的机械性能和强度。在这种情况下，三机架冷连轧机常做为二次冷轧机用。 3.四机架冷连轧机。这种轧机大部分是1960年以前建设的，辊身长度大部在13701670mm之间， 用以生产0.253.0mm的带钢，轧制速度在20ms左右。60年代后有不建这种轧机并将其改建成五机架冷连轧机的趋势。4.五机架冷连轧机。这种轧机辊身长度一般为17002135mm，轧制速度最高为35ms，过去用以生产薄板。近来发展了2030mm的五机架冷连轮机，这种新式轧机主要用来生产各种规格的薄板，它既包括了四机架连轧机的所有生产品种，包括了六机架冷连轧机的品种。美国有35套五机架冷连轧机，并中21套是50年代前建设的，辊身在l0651120 mm之间，12套是在19641970年间建设的，辊身在20302135m m之间的有10套，两套是在19721975年建设的，而1972年建成的是国家钢铁公司(National Steel Corp)的威尔顿分公司(Weirton Steel Div)的全连续冷轧机。日本有15套，其中60年代建设的8套，70年代3套，2030 mm以上的轧机有三套。5.六机架冷连轧机。它是1961年以后出现的高速轧机。辊身长度一般为12001600mm 最薄产品厚度为0.086mm (镀锡原板)，最高轧制速度设计数据为41.6ms。生产实践证明，在六机架连轧机上生产厚度小于0.1mm带材时，轧制速度难于超过2025ms，影响了生产率。自1971年日本新日铁名古屋三厂建了第八套六机架冷连轧机后，迄今，再没有其他厂家新建这种轧机 。2.1.2 常规连续轧机目前广泛采用的是五机架冷连轧机，操作方法有常规冷连轧和全连续式冷轧两种。常规冷连轧主要操作特点是单卷轧制方式，即一卷带钢轧制过程是连续的，但对冷轧全部生产过程，卷与卷之间有间隔时间，不是真正的连续生产，轧机利用率仅为65一79。操作过程如下：板卷酸洗后送入冷轧机入口段，完成剥皮、切头、直头及对正轧制中心线等工作；接着开始“穿带”过程，即将板卷首端依次咬入机组中各架轧辊之中，一直到板卷首端进入卷取机芯轴并且建立出口张力为止；然后开始加速轧制，即使连轧机组以技术上允许的最大加速度迅速从穿带时的低速加速到轧机稳定轧制速度，进入稳定轧制阶段；最后是尾部轧制时“抛尾”或“甩尾“阶段。为了防止带钢跑偏或及时纠正板形不良等缺陷，并防止断带勒辊等操作事故，“穿带”轧制速度必须很低，“抛尾”阶段与此类似。由于供给冷轧用板卷是酸洗后由若干板卷焊接而成，焊缝处一般硬度很高，且其边缘状况也不理想，所以在稳定轧制阶段当焊缝通过机组时，一般也要实行减速轧制。正是由于上述原因，降低了轧机利用率。 2.1.3 全连续冷轧机全连续式冷轧操作特点：将酸洗后的带钢预先并接，一旦喂入连轧机后，以最大轧制速度连续地进行轧制，轧出的带钢进行动态切断分卷，从根本上改变了单卷生产方式。其操作过程是：原料板卷经高速盐酸酸洗机组处理后送至冷轧机开坯机，拆卷后经头部矫直机矫平及端部剪切机剪齐，在高速闪光焊接机中进行端部对焊，板卷拼接连同焊缝刮平等全部辅助操作共需90 s左右。在焊卷期间，为保证轧机仍能按原速轧制，配备有专门的带钢活套仓，能储存300 m以上的带钢，可在连轧机维持正常入口的速度前提下允许活套仓入口端带钢停留150 s。在活套仓出口端设有导向辊、使带钢垂直向上，由一套三辊式张力导向辊给l号机架提供张力。带钢在进入轧机前的对中工作由激光对中系统完成。在活套储料仓入口与出口处装有焊缝检测器，若在焊缝前后有厚度变化，该检测器给计算机发出信号，以便对轧机进行相应调整。这种轧机连续的调整称为“动态变规格调整”，它只有借助计算机等控制手段才能实现。进行这种动态规格调整后，不同厚度的两卷之间调整过渡段为310 m。在末机架与两个张力卷筒之间装有一套特殊的夹送辊与回转式横切飞剪，控制系统对通过机组的带钢焊缝实行跟踪，当需要分切时，总保持在焊缝通过机组之后进行，以便焊缝总是位于板卷尾部。夹送辊的用途是当带钢一旦被切断，而尚未来得及进入第2张力卷筒重新建立张力之前，维持第五机架一定的前张力。此夹送辊在通常情况下并不与带钢相接触，当焊缝走近时，夹送辊即加速至带钢速度及时夹住带钢，一旦张力建立后再行松开。 该机组由于消除了单卷轧制方式中卷与卷之间的间隙时间以及穿带抛尾加减速的不良影响，可使轧机工时利用率达90以上，同时减少了板卷首尾厚度超差及头尾剪切损失，大幅度提高了成材率，实现了真正意义的连续轧制。2.2 冷轧机的类型冷轧机轧制力比较大，压扁明显，一般使用小工作辊径的四辊轧机。辊径越小，变形量越大。但支撑问题更为重要。由于现代的汽车行业对冷轧板的板形要求越来越苛刻，传统的四辊轧机已经很难满足生产的要求，所以，近年来国内外涌现出许多新型的板带轧机。当今新型板带轧机主要有：HC轧机、CVC轧机、PC轧机等，它们对板形调整各有特色。现在介绍如下：2.2.1 四辊轧机四辊轧机一般多采用工作辊传动，其工作辊和支撑辊直径之比约为1比3，机架具有较大的刚度，可轧制厚度为0.153.5mm、宽度最大为2080mm的低碳冷轧带钢和镀锌、镀锡及涂层基带，也可轧制不锈钢、硅钢等合金带钢。2.2.2 HC轧机（High Crown Control Mill）HC轧机为高性能板形控制轧机的简称，是日立公司研制的一种新型六辊轧机，它是在普通四辊轧机的基础上增加两个可轴向移动的中间辊其出发点是为了改善或消除四辊轧机中工作辊和支撑辊之间有害的接触部分。HC轧机利用轧辊轴向串动装置，就能适应带钢宽度变化的要求，使辊身接触长度作相应的改变。HC轧机的主要特点：1.具有大的刚度稳定性。轧机工作时可以通过调节中间辊的横向移动量来改变轧辊的接触长度，既改变压力分布规律，以此消除轧制力变化对横向厚度差的影响。2.HC轧机具有很好的控制性。中间辊一侧带有锥度，在横移时能消除带宽外侧辊面上有害的接触段。这种接触段会使工作辊产生附加弯曲，使带钢边部减薄，薄带钢容易裂边。3.很好的控制性。HC轧机设有液压弯辊装置，配合中间辊横向移动就扩大了板形调节能力。4.压下量由于不受板形限制而可适当提高。HC轧机具有板形调节能力和改善带钢横向厚差的独特功能，所以其在高质量带钢生产中得到广泛应用。2.2.3 CVC(Continuously Variable Crown)轧机 CVC轧机是SMS公司在HCW轧机的基础上于1982年研制成功的。近年来广为采用的CVC轧机是德国技术和其他国家专利的结合物，它被世界各国认为是一个能对辊型进行连续调整的理想设备。CVC辊和弯辊装置配合使用可调辊缝达600微米。CVC精轧机组的配置一般是，前几个机架采用CVC辊主要控制凸度，后几个机架采用CVC辊主要控制平直度。CVC的基本原理是将工作辊辊身沿轴线方向一半削成凸辊型，另一半削成凹辊型，整个辊身成S型或花瓶式轧辊，并将上下工作辊对称布置，通过轴向对称分别移动上下工作辊，以改变所组成的孔型，从而控制带钢的横断面形状而达到所要求的板形。CVC轧机有很多优点：板凸度控制能力强，轧机结构简单，易改造，能实现自由轧制，操作方便，投资较少，轧辊辊面利用率高。CVC轧机的缺点是：轧辊形状复杂，特殊，磨削要求精度高，必须配备专门的磨床;无边部减薄功能，带钢易出现蛇形现象。此外随着轧辊窜动，热辊型及磨损辊型亦将窜动。轧辊窜动也使设备复杂。2.2.4 PC（Paired Crossed Mill）轧机PC轧机为轧辊成对交叉轧机，其工作原理是相互平行的上工作辊，上支承轴中心线与相互平行的下工作辊，下支承辊轴中心线的交叉成一定角度，这一角度等同于工作辊凸度.通过改变这一交叉角度就能改变轧辊辊缝形状，从而达到控制带钢凸度和平直度的目的。PC轧机能很好解决轧辊磨损和能耗的问题。PC轧机比单辊交叉所承受的轴向力要小，在PC轧机结构上设计有能够承受轴向力的止推装置来克服轴向力，止推装置安装在工作辊操作侧轴端。PC轧机的轧辊轴线交叉角一般为0.51.5度。因此，通过根据轧制条件设定适合的交叉角，可以得到任意的目标带钢凸度。PC轧机的优点：1.良好的板型与凸度控制能力；2.单一的轧辊原始辊型；3.压下率大；4.轧制计划的自由性。PC轧机的缺点：轧机结构略复杂，轴向力大（达到轧制力的8%10%）将使轴承寿命缩短，使维护工作量加大，并增加了轧制力的测量的滞后性。PC轧机虽然调整量大，轧辊磨削容易，但需要在每个牌坊内侧上钻四个大孔，安装推进螺母，使工作辊和支撑辊轴承座在顶进螺丝的作用下水平微量移动，形成轧辊的交叉放置。对于牌坊立柱而言这要损失牌坊垂直稳定性，如果轴承座两侧没有空隙补偿，还使轴承座的约束减少，轧辊系的水平稳定性下降。在高速高压力大张力轧制情况下，容易振动失稳。而轧辊抽动的CVC方式正好相反，磨削曲线复杂，传动侧的抽动装置增加设备，但轴承座受牌坊内侧约束，水平稳定性丝毫不受影响，相比PC而言，优点更多一些。2.3 冷轧机组的选择本设计选择的轧机是四辊CVC轧机。CVC轧机（Continuously Variable Crown）是德国SMS公司于80年代初开发的新机型。应用规模仅次于HC轧机，世界上目前已建有50台套以上。这种轧机的特点是采用了特殊的S型轧辊，上下辊形状相同，但左右倒向配置，并可按相反方向同时作轴向移动。四辊CVC轧辊的轴向抽动将直接改变辊缝的几何形状(图1)。图1 CVC系统原理从图1可看出，根据移动方向不同，其结果是产生一个负的或正的轧辊凸度，因为移动量可任意选择，这样即可产生一个连续可变凸度。从CVC系统原理可知，随CVC上辊和下辊移动方向和距离的不同，轧辊的有效凸度也会发生变化。CVC轧机的主要优点：1.凸度调节范围大。调整CVC辊型参数可直接改变调节区域和调节幅度； 2.辊间接触压力变化不大，但压力分布有些变化。平均接触压力与普通四辊相同； 3.可以动态调整。CVC辊的抽动可以在轧制过程中进行，参与板形闭环控制； 4.四次板形控制能力较强，CVC辊的抽动与弯辊力的配合，可以有效纠正四次板形缺陷。注：CVC轧机的缺点是辊型复杂，磨削难度大，适用轧制较宽产品。本设计把各类轧机在应用等方面作了一个整体的比较， PC、CVC、HC等新型冷轧机是成熟可靠且有发展的冷轧机，在板形控制、板的凸度控制、带钢边部超薄、自由轧制、大压下量轧制等诸多方面均具有一定的优越性。注：因此，本次设计采用四架四辊CVC轧机和六辊HC轧机的五机架连轧！3 冷轧参数设计及校核3.1 压下规程设计本设计已知如下条件：在1790四辊五机架冷连轧机上用2.5mm1500mm的原料轧制成0.5mm1500mm的带钢卷，钢种为低碳钢，轧辊直径为1790mm500mm2，1790mm400mm1，1790mm320mm2；最大允许轧制力为20MN，卷取机卷取张力为30Mpa（0.051MN）；主电机额定功率为4250KW5，主电机额定转矩取180KNm。3.1.1 压下系数分配法制定压下规程。假定bi为各道压下系数分配系数，总压下量为，各道次压下量为：（2）表3压下系数分配机架数压下分配系数bi1234520.70.3-30.50.30.2-40.40.30.20.1-50.30.250.250.150.05由表4可以确定5机架连轧机组的各道次压下分配系数bi分别为：0.3，0.25，0.25，0.15，0.05。制定的压下规程如表5所示表4冷轧0.5mm1500mm带钢压下规程道次H /mmh /mm /mm/轧速 m/s前张力/MPa后张力/MPa平均张力/MPa12.51.90.6245.2610915521.91.40.526.37.1411012011531.40.90.535.711.1114015014540.90.60.333.316.6715022018550.60.50.116.720200401203.1.2 润滑剂的选取由于第一道次不喷油，摩擦系数取0.08，以后的4个道次采用棕榈油润滑，摩擦系数取值可以参考表6表5 冷轧时f值与轧制速度的关系润滑剂轧制速度m/s3以下10以下20以下大于20乳化液0.140.100.12矿物油0.100.120.090.100.080.06棕榈油0.080.060.050.033.1.3 张力确定冷轧采用大张力轧制，张力使变形区三向应力状态改变，由三向压应力转为两拉一压，大大降低总轧制力。由于冷轧只有加工硬化，没有再结晶。抗力将越来越高，按照抗力的15%选择各道张力。在洁净软化依据现场经验取各机架间张力见表7。表6 各道张力道次后张力/MPa前张力/MPaF11109F2120110F3150140F4220150F5402003.1.4 轧制速度的确定制定轧机速度制度包括：确定末架的穿带速度和最大轧制速度；