轧机毕业设计开题报告

燕 山 大 学 本科毕业设计 论文 开题报 告 课题名称 3500 中厚板轧机 学院 系 机械工程学院 年级专业 06 级机电 3 班 学生姓名 王瑞超 指导教师 牟德君 完成日期 2009 年 3 月 17 日 一 综述本课题国内外研究动态 说明选题的依据和意义 冶金工业部标准规定 厚度在4毫米以下的钢板称为薄板 厚度在4毫 米以上的称为厚板 我国习惯于将厚度在4 25毫米范围内的钢板成为中板 在国民经济的各个部门中广泛的采用中板 它主要用于制造交通运输 工具 如汽车 拖拉机 传播 铁路车辆及航空机械等 钢机构件 如各 种贮存容器 锅炉 桥梁及其他工业结构件 焊管及一般机械制品等 1 中板生产目前均采用热轧 即将钢胚或钢锭加热后 在轧机中经多道 次轧制 轧成一定厚度的钢板 生产中板的轧机型式很多 按机架机构分类 可分为二辊式 四辊式 复合式和万能式几种 按机架布置风雷 可分为单机架 并列式和顺列式 等几种 1 1 轧钢机的发展 初轧机的发展 初轧机的发展经过了3个阶段 到20世纪70年代初 初 轧机的轧辊直径已增大到了1 500 mm 我国从1959年开始自行设计制造开 坯机 目前已制成700mm 750tam 850lnm 1 150mm初轧机 20世纪80 年代以来 连铸技术得到较大的发展 连铸比达到80 甚至更高 连铸连 轧工艺和设备也日趋完善 初轧机的职能将逐步转变为配合连铸 弥补连 铸在钢种和规格方面的不足 带钢连轧机的发展 在所有市场需求的钢材中 板带材占有相当大的 比重 我国于1981年从13本引进1 700mm热连轧机的全套设备 随后 一 大批具有先进生产工艺的热连轧和冷连轧板带厂迅速崛起 热连轧机发展 的主要特点有 加大带卷和坯料重量 减少切头切尾的损耗 提高产品收 得率 采用加速轧制 提高钢材产量 产品规格增加 精度提高 采用计 算机控制 提高了自动化水平等 冷轧钢板的生产成本 投资费用虽然比 热轧钢板高 但由于冷轧钢板的性能和质量比热轧好 在同样用途下 可 以节约金属材料达30 故冷轧板生产得到迅速发展 我国于1965年末制 成300him五机架试验性窄带钢冷连轧机 20世纪80年代又从原西德引进1 700 lnlrn五机架带钢冷连轧机成套机组 90年代后又有六辊HC轧机 CVC 轧机也先后投入生产 带钢冷连轧机正在向大型化 高速化 高精度和自 动化方向发展 2 2 轧钢技术发展前景 世界轧钢工业的技术进步主要集中在生产工艺流程的缩短和简化上 最终形成轧材性能高品质化 品种规格多样化 控制管理计算机化等 展 望未来 轧钢工艺和技术的发展主要体现在以下几方面 1 铸轧一体化 利用轧辊进行钢材生产 因其过程连续 高效 可控且便于计算机等高新 技术的应用 在今后相当一段时间内 以辊轧为特征的连续轧钢技术仍将 是钢铁工业钢材成型的主流技术 但轧钢前后工序的衔接技术必将有长足 的进步 在20世纪 由于连铸的发展 已经逐步淘汰初轧工序 而连铸技 术生产的薄带钢直接进行冷轧 又使连铸与热轧工序合二为一 铸轧的一 体化 将使轧制工艺流程更加紧凑 同时 低能耗 低成本的铸轧 体化 也是棒 线 型材生产发展的方向 2 轧制过程清洁化 在热轧过程中 钢的氧化不仅消耗钢材与能源 同时也带来环境的污染 并给深加工带来 困难 因此 低氧化燃烧技术和低成本氢的应用都成为无氧化加热钢坯的 基本技术 酸洗除鳞是冷轧生产中最大的污染源 新开发的无酸清洁型 AFc 除鳞技术 可使带 钢表面全无氧化物 光滑 并具有金属光泽 无氧化 或低氧化 和无酸除 鳞 氧化铁皮 这两项被称为绿色工艺的新技术 将使轧钢过程清洁化 3 轧制过程柔性化 板带热连轧生产中压力调宽技术和板形控制技术的应用 实现了板宽的自由规程轧制 棒 线材生产的粗 中轧平辊轧制技术的应 用 实现了部分规格产品的自由轧制 冷弯和焊管机也可实现自由规格生 产 这些新技术使轧制过程柔性化 4 高新技术的应用 20世纪轧钢技术 取得重大进步的主要特征是信息技术的应用 板形自动控制 自由规程轧 制 高精度 多参数在线综合测试等高新技术的应用使轧钢生产达到全新 水平 轧机的控制已开始由计算机模型控制转向人工智能控制 并随着信 息技术的发展 将实现生产过程的最优化 使库存率降低 资金周转加快 最终降低成本 5 钢材的延伸加工 在轧钢生产过程中 除应不断挖掘钢 材的性能潜力外 还要不断扩大多种钢材的延伸加工产业 如开发自润滑 钢板用于各种冲压件生产 减少冲压厂润滑油污染 开发建筑带肋钢筋焊 网等 把钢材材料生产 服务延伸到各个钢材使用部门 随着工业的发展 和轧钢技术的进步 轧钢工艺的装备水平和自动控制水平不断提高 老 式轧机也不断被各种新型轧机所取代 按照我国走新型工业化道路的要求 轧钢技术发展的重点也转移到可持续发展上 在保证满足环保要求的条件 下 达到钢材生产的高质量和低成本 2 二 3500 中厚板轧钢机设计的目的和意义 在国民经济的各个部门中广泛的采用中板 它主要用于制造交通运输 工具 如汽车 拖拉机 传播 铁路车辆及航空机械等 钢机构件 如各 种贮存容器 锅炉 桥梁及其他工业结构件 焊管及一般机械制品等 1 中国已经连续 8 年稳定地成为世界钢材产量的第一大国 据统计 2003 年全国累计产钢材 2 36 亿 T 其中中厚板产量为 2460 万 比 2002 年 增长了 22 5 目前中国 3000mm 以上宽度的中厚板轧机仅有 8 套 其余均 为 3000mm 以下 整体装备水平仍较低 还没有很好地应用控制轧制和控制 冷却等提高产品力学 物理性能的工艺技术 生产产品的质量和品种远远 不能满足国民经济发展的需要 为了缩小与发达国家中厚板轧机先进水平 之间的差距 提高工艺技术和装备水平 改变产品和技术经济指标比较落 后的局面 就必须淘汰落后的工艺技术和设备 不断地对现有的中厚板轧 机进行现代化技术改造和兴建新机组 这是中国由钢铁生产大国走向钢铁 强国的重要一步 3 我所研究的课题是 3500 中厚板轧钢机的设计 使我设计的轧钢机具有生产 出厚度在 4 毫米以上 最大宽度为 3500 毫米的中厚钢板的能力 以及对轧 钢机部分功能以及结构方面进行改进或创新 使其能够高效 平稳 精确 的生产出合格的产品 三 研究的基本内容 拟解决的主要问题 我所研究的基本内容是 使我设计的轧钢机具有生产出厚度在 4 毫米 以上 最大宽度为 3500 毫米钢板的能力 以及对轧钢机部分功能以及结构 方面进行改进或创新 使其能够高效 平稳 精确的生产 方案的选择 选择顺列式双机架中板轧机 采用二辊可逆式粗轧机及四辊可逆式精 轧机的组合 集中了两种轧机的优点 能够获得精确的厚度公差及较高的 生产能力 1 待解决的问题 1 辊系的结构设计 辊的结构设计 主要包括辊型设计和参数设计 目前 由于国内中厚板轧机装备水平比较落后 绝大部分不具有板形 控制设备 因而板形控制手段比较单一 板形控制能力弱 在轧制过程中 轧辊因受轧制力的作用而产生挠曲变形和压扁变形 同时 由于轧辊辊身 长度方向上的温度不均匀引起的轧辊热凸度也对轧件出口凸度产生影响 合理的辊型设计不但有利于板形控制 还具有在轧辊磨损区域内增大轧辊 使用寿命的作用 辊型优化设计时 不仅应考虑轧辊热凸度和磨损的影响 另外还要考虑磨床的加工能力 3 2 机架的结构设计 机架是轧机中最重要的零部件之一 用来安装轧辊辊系与轧辊调整装 置 并承受全部轧制力 因此机架应具有足够富裕的强度和刚度 以保持 其工作可靠 由于闭式机架具有结构合理 强度和刚度均较高的特点 已 被广泛用于轧制力较大的板坯和板带轧机上 为了保证轧机机架在工作中安全可靠不被破坏 必须对其强度进行计 算 同时 为了保证轧制的精度 还应对其刚度进行计算 4 4 主要零部件的结构设计 轧机执行功能所必要的零部件的设计与校核 5 总体设计 中板的厚度控制方法需要改进 轧机的整体根据实际情况需要完善和 改进 三 研究步骤 方法及措施 首先查阅文献资料 从文献资料中掌握一些关于中厚板轧机的基本知 识 确定研究方案 然后对研究方案进行机械结构设计 进行力能参数的选择与计算 定 出各零部件的尺寸形状 进行强度校核 用Autocad制作轧机的装配图和零 件图 用Solidworks对每个零件进行设计造型 再将每个零件装配起来 进行 运动仿真模拟 综合考虑 检查错误 设计思路 在传统的轧机理论基础上进行部分的改进和创新 四 研究工作进度 第一阶段 3月1号 3月20号 查阅资料和阅读参考文献 了解国内外 轧机发展状况 确定研究方案及大体的机械结构 第二阶段 3月21号 4月12号 对选定方案进行主要零部件的结构设 计及运动学分析 并计算相关的力能参数 第三阶段 4月12号 5月1号 总体设计 机械校核 绘制主要零件图 第四阶段 5月2号 5月9号 绘制轧机总体装配图 第五阶段 5月9号 6月1号 综合考虑 检查错误 撰写论文 第六阶段 6月6号 6月19号 制作毕业设计说明书 翻译外文文献 整理论文 五 主要参考文献 1 洛阳矿山机械研究所 2300中板车间机械设备 M 北京 机械工业 出版社 1978 1 3 6 7 2 程志彦 轧钢机和轧钢技术的发展 J 科技情报开发与经济 2005 15 13 1 120 3 田勇 胡贤磊 王昭东 赵忠 王国栋 2500 mm中厚板精轧机支 承辊辊型优化设计 J 钢铁研究学报 2006 18 10 23 25 4 汪曦 尚旭 中板精轧机机架的应力分析 J 冶金设备 2008 2 33 47 49 5 杨伟增 张彦章 天钢3500mm中厚板生产工艺 装备和产品结构 J 轧钢 中国金属学会2007年中厚板学术会议 上海 20071100 上海 中国 金属学会 轧钢编辑部 20071100 101 106 6 胡加洪 中厚板轧机厚度自动控制系统的研究 东北大学 硕士论 文 20040201 1 83 7 王青海 张功焰 强伟 金永春 王国栋 刘相华 王君 从首 钢3500轧机建设看中国中厚板生产设备 工艺技术的发展 J 中国金属学会 中国金属学会2004年全国炼钢 轧钢生产