设计年产量为210万吨csp热轧薄板厂本科毕业设计说明书

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目设计年产量为210万吨CSP热轧薄板厂毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名日期指导教师签名日期使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名日期设计年产量为210万吨CSP热轧薄板厂摘要本设计以生产产品规格为120MM1600MMSPCC建筑钢为例，设计一个年产量为210万吨的CSP热轧薄板厂。设计内容主要包括兴建该厂的可行性分析、产品大纲的编制、产品平衡计算、主辅设备选择、以及生产工艺流程设计、轧制规程的计算、辊形设计和轧辊强度的校核、电机功率的校核、车间生产能力的计算、轧机工作图标的确定以及车间平面布置等内容。参考其他已建厂的参数经验，指定产品大纲、确定压下规程，选择主要轧制设备，进行计算。关键词CSP；连铸连轧；轧制工艺；强度校核DESIGNOFANNUALCAPACITYOF23MILLIONTONSOFTHEHOTROLLINGSHEETPLANTFACTORYABSTRACTTHEDESIGNSPECIFICATIONSFORPRODUCTIONOFPRODUCTIS120MM1600MMSPCCSTEELASANEXAMPLEDESIGNAPRODUCTIONCAPACITYOF21MILLIONTONSPRODUCTIONOFCSPDESIGNFEATURESINCLUDETHECONSTRUCTIONOFTHEPLANTFEASIBILITYANALYSIS,THEPREPARATIONOFTHEOUTLINEOFTHEPRODUCTS,METALBALANCECALCULATION,ROLLINGDETERMININGTHECSALE,PRODUCTSBLANCECALCULATION,THEMAINEQUIPMENTSCHOICE,THECHOICEOFAUXILIARYEQUIPMENTSECONOMICALANDTECHNICALINDICATORSOFDEVELOPMENTANPRODUCTIONPROCESSDESIGN,SYSTEMTEMPERAURE,THESPEEDOFTHESYSTEM,CONEUNITRATECALCULATIONTHECALCULATIONOFROLLLINGAPOINTOFORDER,ROLLSTRENGTHCHECKING,CHECKINGTHEELECTRICALPOWER,WORKSHOPPRODUCTION,THEMILLWORKCHARTTODETERMINEYHEPLANTLAYOUTANSOONRETERENCEOTHERPLANTPARAMETERSOFEXPERIENCE,THEDESIGNPRODUCTSOUTLINE,SELCETAPOINTOFOTHERTODETERMINEMAJORREDUCTIONROLLINGEQUPMENTS,CALCULATIONKEYWORDSCSPCONTINUOUSCASTINGANDROLLINGROLLINGPROGRESSSTRENGTHCHECK目录摘要IABSTRACTII第一章包头建设CSP薄板厂可行性与必要性分析111CSP生产线历史简介112国内CSP生产线发展概况概况113在包头建设CSP钢厂的必要性和可行性研究1131建设投资低1132生产成本低2133产品销售市场好2134包头资源好3135交通运输条件好4第二章产品方案的编制521产品方案5211产品大纲的制定原则5212产品大纲5金属平衡表的编制8第四章生产工艺流程的确定1041生产工艺过程制订的依据1042车间布置形式1143CSP生产工艺流程11431CSP生产工艺流程图12第五章轧机参数确定1351机架数目的确定13511轧机技术性能参数1352轧辊尺寸的确定14第六章压下规程的确定1661压下规程的制定依据16611轧制制度确定的原则及要求16612变形制度的确定16613速度制度的确定17614温度制度的确定17615各道次压下量的分配1762各机架轧制速度的确定18611各机架轧制速度的计算1863各机架轧制温度的计算1964轧机咬入能力校核20第七章力能参数2371各道次的平均变形速度的计算23711各道次的平均变形速度的计算23712求各道次的变形抗力23图72变形抗力曲线24713轧制压力的计算2572电动机传动轧辊所需力矩的确定26721传动力矩的组成26722轧制力矩的确定27723附加摩擦力矩的确定27724空转力矩的确定29725电机轴上总的传动力矩3073轧制规程表的确定32第八章轧制过程主要参数校核3381电机能力的校核33811等效力矩的确定33812电动机功率的确定3482轧机的强度校核35821板带轧辊的强度特点35822轧辊的强度校核35第九章车间生产能力的确定4091轧机小时产量的确定40911轧机小时产量计算40912轧钢机平均小时产量4092轧钢车间年产量计算4193轧钢机的工作图表42931轧钢机的工作图表的意义42932连续式轧机轧制图表的特征42第十章辅助设备选择44101加热设备的选择45102剪切设备（事故剪）的选择46103高压水除鳞箱的选择47104活套支撑器的选择471041热连轧带钢轧机精轧机组的生产特点471042活套支撑器的作用481043活套支撑器的类型481044活套支撑器的工作特征491045所选活套支撑器的参数49105冷却设备的选择49106卷取设备的选择501061带钢生产工艺对卷取的要求501062带钢卷取机的结构特点511063带钢卷取机区的主要技术参数51第十一章厂房平面布置55111平面布置的原则55112金属流程线的确定55113设备间距的确定56114仓库面积的确定57115其它设施面积的确定581151操作台位置选择581152主电室581153运输通道的确定58116轧辊堆放场地的确定58第十二章技术经济指标60121车间各项技术经济指标分析及制定60122综合经济技术指标62第十三章环境保护63131绿化布置631322废气处理631323热轧润滑油处理64133噪声处理64134现场节能技术与措施64参考文献65致谢66第一章包头建设CSP薄板厂可行性与必要性分析11CSP生产线历史简介自1989年世界上第一台工业化的薄板坯连铸连轧生产线投产以来，过去的11年中已有36条生产线相继运作，2000年可形成年产4825万T的生产能力。薄板坯连铸连轧工艺技术装置日趋完善，市场竞争更具实力，原因在于它的工艺优势投资低、能耗低、生产成本低、维护费用低、成材率高。两流薄板坯连铸机与一套热连轧机相配可产160250万T/A热轧带卷，可以分别与电炉或高炉转炉流程相联接。薄板坯连铸连轧技术越来越显示出它的生命力1。12国内CSP生产线发展概况概况2001年以来投产的生产线的达产速度快于国外同类生产线邯钢薄板坯连铸连轧生产线1999年12月投产，2000年达到设计生产能力，是所有已投产的CSP生产线中达产最快的。包钢的薄板坯连铸连轧生产线是我国第一套双流CSP生产线，2002年8月投产，2003年超过了设计生产量，比邯钢更快，是国际上达产速度最快的。发挥薄板坯连铸连轧技术潜力的关键之一在于发挥连浇的优势。抓连浇炉数的增加就必须解决铸机漏钢和提高整个作业线作业率的问题，从而提高生产线的效率。连铸连轧工艺的独特优势薄板坯连铸连轧工艺是由薄板坯连铸机与常规宽热带连轧机的精轧机组集成而来的。连轧机组的能力与常规热带连轧机相当，而薄板坯铸机能力低于连轧机组。常规热连轧机生产薄规格产品的不利点是单位时间内产量大幅度下降，而这正是薄板坯连铸连轧生产线的固有特性。生产薄规格热轧板是薄板坯连铸连轧技术的独特优势。近几年我国进口热轧板中大都属于薄规格产品，特别是厚度2MM的薄板。发挥薄板坯连铸连轧技术的独特优势将大大促进我国钢铁产品结构的调整。13在包头建设CSP钢厂的必要性和可行性研究131建设投资低薄板坯连铸连轧生产线单位建设投资低的原因有下述几点。（1）由于拉速高（55M/MIN，为一般板坯连铸机拉速1820M/MIN的3倍），坯厚薄（50MM，为一般板坯连铸机坯厚220MM的227），因而铸机产量相似时（如每流为100120万T/A），薄板坯连铸机冶金长度短（6M左右，为一般连铸机的1/41/5），结构轻，设备重量仅为后者的一半。（2）薄板坯连铸连轧生产线要求无缺陷铸坯，铸坯由连铸机出来后直接进人均热炉，没有一般连铸机设置的板坯冷却、检查、表面清理等设备、，而设备重量大为减轻。（3）没有堆存连铸坯的中间仓库。（4）取消了热连轧机前的板坯加热炉，但设有板坯均热炉以及板坯边部加热装置。（5）不再设置粗轧机架。但因为精轧机能力较大，如仅设有一台薄板坯连铸机和均热炉线时（产量规模100万/T左右，则由于精轧机负荷不满，上述降低建设投资因素被抵消；当产量规模增加到200万/T时，薄板坯连铸连轧生产线的单位投资将远低于传统工艺。现美国纽柯公司第三条薄板坯连铸连轧生产线（柏克利厂）单线设计规模为150万/T，考虑将来双线时，生产线规模为年产钢带300万T,单位建设投资将进一步降低。132生产成本低据美国咨询公司的实际调查资料，在美国，薄板坯连铸连轧工艺生产钢带成本（从钢水到热带）较传统工艺约低50美元/T。（1）人工费用吨钢耗费人力约03H，较传统工艺少042H，相当于118美元。（2）金属收得率从钢水到热轧带卷新工艺为97，较传统工艺（93）高4，扣除废钢收人后约相差65美元。（3）吨钢热耗和电耗新工艺均热炉吨钢热耗为0527KJ，较传统工艺少125KJ，约折合3美元/T；电耗为70KWH/T，较传统工艺少55KWH/T约折合17美元/T。（4）吨钢销售及管理费用采用薄板坯连铸连轧工艺的纽柯公司克劳福兹维尔厂吨钢销售及管理费用较传统工艺少25美元/T。结合我国情况来看，上述四个因素中，人工费用差距将缩小，在美国按每工时28美元计算，我国如按每工时3美元考虑，由此钢带成本将降为13美元；我国电费将达到0068美元/T（美国按0027美元/T计算，因而耗电费用差矩将升为43美元/T。综合人工、金属收得率、热耗、电耗四方面因素，新工艺较传统工艺少151美元/T。关于吨钢销售及管理费用方面差距与是否采用紧凑式流程直接有关，需要进行综合研究。另按前述分析，薄板坯连铸连轧生产线吨材建设费用将不高于传统工艺，当规模适当时会低于传统工艺，因而折旧费用也将较低2。综上所述，薄板坯连铸连轧工艺吨材成本将低于传统工艺，其幅度将随国家和地区情况的条件不同而有所区别。133产品销售市场好近几年来，随着经济体制改革的不断深入和产业结构的调整，家电工业和汽车工业等行业发展较快，冷轧薄板的消费量大幅度增加，是冶金产品中短线的短线。19811987年七年期间全国平均年消费量为304万T，平均年生产量为123万T平均年进口量为181万T平均年自给率为412。2011年我国钢铁产量和消费量继续增长，全年钢材消费量约为61亿吨。冶金工业规划研究院预计，2012年我国钢材消费量将达到646亿吨。根据冶金工业规划研究院测算，2011年机械行业钢材消费量有望达到118亿吨。主要钢材消费子行业中，机械通用零部件行业钢材消费量1550万吨、重型机械行业1500万吨、通用机械行业1500万吨、工程机械行业1900万吨、电工电器行业1950万吨。钢材消费品种结构没有发生较大变化，仍然以中厚板、薄板、优质棒材和型材为主，中厚板中高强度机械板所占比重有所增长。另外，包头本地拥有北方重工汽车产业及宏昌天马汽车车斗配件企业还有军工企业每年都会需要大量板带材，还有包头特有的稀土钢深受用钢企业欢迎。可见，进行冷轧薄板的生产，具有较好的市场销售环境。134包头资源好包头市位于阴山天山纵向成矿带上，矿产资源丰富，蕴藏有稀土、铁、煤炭、铝、金、铌等54种金属、非金属和能源化工原料。其中最为著名的白云鄂博矿山，是举世罕见的金属共生矿山，铁的探明储量约为10亿多吨，铌的储量居全国之首，稀土储量居世界之最，稀土储量不仅巨大而且品位高、生产成本低，占到全国稀土储量的916，占世界已探明储量的542，1999年包头稀土产量（以氧化稀土计）占世界总产量的60，是名副其实的“稀土之乡”。丰富的矿产资源为CSP产品所需要的其他元素提供了得天独厚的条件。虽然是西部城市，但包头拥有充足的水资源，而这也是是包头经济赖以发展的重要条件。黄河流经包头境内214公里，水面宽130米到458米，水深16米到93米，平均流速为每秒14米，最大流量每秒6400立方米，年平均径流量为260亿立方米，是包头地区工农业生产和人民生活的主要水源。此外，艾不盖河、哈德门沟、昆都仑河、五当沟、水涧沟、美岱沟等河流，水流量可观，也是可以利用的重要水资源。包头可利用地表水总量为09亿立方米（不包括黄河过境水）。地下水补给量为86亿立方米。从50年代起，包头就开始了大规模的水资源开发，先后修建了黄河水源地多处，以及奥陶窑子、团结渠、民生渠、磴口扬水站、画匠营水源地等较大的黄河提水工程，先后构筑了昆都仑、刘宝窑、水涧沟等中小型水库，进行了大规模的水资源开发。由此看来，CSP生产线的用水设施得到了一个很好的保障。135交通运输条件好包头是连接中国华北、西北的重要交通枢纽和中国西部重要的邮电通讯中心，现已基本形成了铁路、公路、航空综合交通网络。其中贯通华北、西北地区的大动脉京包、包兰铁路、包神铁路在包交汇，东行可连北京，西行可连兰州，南行可连太原、西安、上海、宁波等地；110、210国道穿越市区、呼包高速公路建成通车，27条公路干线通向全国各地，形成了以丹东北京包头银川拉萨为东西南北州县和北海西安包头白云为南北轴线，连接内蒙古自治区和近省、市、自治区的公路网络，密度超过了全国平均水平；由此看来，包头的交通运输条件很好，能为产品的对外销售销售提供保障，更为保障资源优势转化为经济优势与外来资源的引进提供了基础条件。3综上所述，包头市资源区位优势突出，各项基础设施较为完善。在能源与原材料价格不断上涨的宏观形势以及国内产业向西部转移移的大趋势下拥有较为广阔的发展前景。而包头市近年来也不断通过改革降低地区比较优势发挥的交易成本，同时通过招商引资与对外合作进一步释放了资源优势对于当地经济的拉动作用。作为市场经济中最重要的微观主体，企业对于包头的经济发展具有无可争议的重要意义。从各个方面来分析，在包头建立一个CSP钢厂很有优势，更有发展前景。第二章产品方案的编制21产品方案211产品大纲的制定原则产品方案是进行其它工艺设计的首要依据（轧制、选型、厂房），因此工艺设计首先从拟订车间产品方案开始。1）服从国家或地区对产品的需求，在此条件下，根据车间工艺、设备的特点和市场的要求进行产品开发。2）具有经济观点，主要是生产能力大，消耗指标底，生产技术先进，产品质量高，成本低廉。3）考虑各产品的平衡，正确处理当前和长远发展的要求，注意地区之间的平衡。4）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，有条件的要争取轧机向专业化和产品系列化的方向发展，以提高轧机的生产技术水平。5）注意建厂地区资源及钢坯的供应条件，物资和材料的运输情况，逐步建设和完善我国自己的独立的轧钢生产体系。6）要逐步解决产品品种和规格的老化问题，要适应当前新的经济形势的变化。4212产品大纲基于产品大纲编制原则、市场需求以及地区条件编制该产品大纲（1）钢坯规格厚度5065MM宽度范围9801560MM长度范围648M（2）轧制品种冷成形用钢，碳素结构钢，焊接结构钢，汽车结构钢，管线钢，焊接气瓶刚，船舶结构用钢，低合金高强度钢，热轧花纹板。（3）工艺条件炉内温度9801180炉外温度9501150终轧温度8001000轧制速度最后一架的速度范围312M/S表21产品编制表序号产品名称规格（MM）年产量（万T）所占比例技术标准代表钢种、钢级1冷成形用钢80155057525JISG31311996SPCC2碳素结构钢12200980156027612JISG3101DINI7100S400S4903焊接结构钢2520098015601848JISG3106SM400ASM400B4汽车结构钢30127980156032214JISG3113BG510L5管线B/T14164X656焊接气瓶钢256098015602079GB/T32771991HP2957船舶结构用钢8120980156027612YB/T41592007ABA328低合金高强度钢3010098015601386GB/T32742007Q295BQ345BQ345C9热轧花纹板302009801560924GB/T32771991HQ235B合230100计表22典型产品参数产品种类成品规格MM牌号坯料规格理论重量钢制代号SPCC钢155080SPCCST101250C坯料定尺化学成分力学性能执行标准CSIMNPSGB11253893M9M010050050003580025按用户要求第三章金属平衡表的编制说明编制金属平衡表的目的、任务，运用公式分析金属消耗指标及成材率。其计算公式为KW/QK金属消耗系数；W投入的坯料重量；Q合格产品的重量。以上面的金属损失量为依据，结合现场经验，制订以下的金属平衡表。表31金属平衡表序号品种烧损（）切损（）轧废（）金属消耗（）成材率（）1冷成形用钢125503108932碳素结构钢135304108933焊接结构钢1357061089244汽车结构钢1458071099215管线钢1452061089286焊接气瓶钢1354051089287船舶结构用钢1555061089248低合金高强度钢1256041089289热轧花纹板135907109921金属消耗系数一般由以下金属消耗组成1）烧损，2）切损，3）清理表面消耗，4）轧废，（5）由于加热、精整造成的缺陷以及钢号混乱造成的损失等等。（1）烧损烧损是金属在高温下的氧化损失。它包括坯料在加热过程中生成的氧化铁皮和轧制过程中形成的二次氧化铁皮，据估计轧钢生产过程中金属一次加热和轧制所形成的氧化损失一般在20左右。（2）切损切损包括切头、切尾、切边和由于局部质量不合格而必须切除所造成的质量损失。根据现场经验数据，热轧宽带钢的切损一般是510。（3）清理表面消耗它包括金属表面和原料表面缺陷处理、酸洗以及轧后成品表面所造成的金属损失，约占金属消耗的01。（4）轧废轧废是由于操作不当、管理不善或者出现事故所造成的废品损失，合金钢轧制要求较高，生产困难，轧废量较多，一般为13，而碳钢则可小于1。生产中除以上损失外，还有取样、检验、混号等造成的金属损失，但数量非常少。第四章生产工艺流程的确定41生产工艺过程制订的依据尽管由若干工序组成的产品生产工艺过程是比较复杂的，但工序的取舍不是任意的。工艺设计的任务就是要掌握制订工艺过程的原则，正确地选择工序内容和确定各个基本工序的主要参数。以达到获得产量高、质量好、消耗低的目的。制订工艺过程的主要依据是1）产品的技术条件5通常在产品标准中规定了钢材品种规格，技术条件、产品性能检验等内容。但技术要求则是其主要方面，它对产品的质量要求，即它对产品的几何形状与尺寸精度确定、钢的内部组织与性能以及表面质量都作出了明确的规定，显然，产品的妓术要求是制订工艺过程的首要依据。因为达到产品技术要求是我们组织生产的出发点。2）钢种的加工工艺性能钢的加工工艺性能也包括了钢的变形抗力、塑性、导热性以及形成缺陷的倾向性等内容。它反映了金属在加工过程中的难易程度，决定并影响了我们对金属采用何种加工方式和方法，决定并影响了我们选择工序内容和确定工艺参数。因此，钢的加工工艺性能是制订工艺过程的重要依据。3）生产规模大小一般生产规模大小有两个含义，即企业规模的大小和品种批量的多少。企业规模的大小决定了工艺过程中是采用热锭作业还是冷锭作业的问题，是次成材还是二个阶段生产的问题。至于批量的多少主要反映在选取设备的技术水平、产品成本的高低上，而对产品的工艺过程无显著彤响。4）产品成本成木是生产效果的综合反映，是各种因素影响的结果。一般钢的加工工艺性能愈差，产品的技术要求愈高，其生产工艺过程就愈复杂，生产过程中金属、燃料、电力、劳动力等各种消耗也愈高，产品成本必然会相应提高。反之，则产品成本下降。成本的高低在一定程度上也是工艺过程是不合理的反映。当然，成本还与产量大小、生产技术水平等其他因素有关的。5）工人的劳动条件工艺过程中所采用的工序必须保证生产安全，不危及劳动者的身体健康，不造成环境污染。否则，应采取妥善的防护措施。应当说明，上述制定工艺过程的各项依据是相互联系、相互影响的。在确定工艺过程时应该进行综合的考虑，任何片面地强调某一方面的做法都会给生产带来不良影响。42车间布置形式轧钢车间常用的金属流程线通常有以下几种类型。1）直线式这种流程线形式被认为是比较合理的。主要用于连轧机、初轧机、板坯轧机。但这种流程线往往受到厂房长度的限制。因它占有较长的厂房，铺设的管道、电缆相应的加长而需要较多的投资。2）直线横移式这种多见于钢管车间。因为钢管的横移可靠钢管的自由滚动。在型钢车间大多数的冷床布置也采用这种形式。3）曲折式这种形式节省厂房长度。当地形条件受到限制、厂房不能过长而跨间又较多时可采用这种形式。4）放射式用于轧机轧出的轧件同时进入两个以上平行的机组中继续进行轧制或加工时的情况。5）过渡式当车间布置很多相同设备时采用此方式。常见于轧钢车间的精整工段。6）汇聚式用于分别由两个相同或不同的设备加工的产品再进入同一设备加工的情况。实际上，由于轧钢车间性质、生产任务和地形条件等情况的不同，再加上轧钢车间由原料到成品的工序繁多，各种设备所起的作用又不尽相同，因而金属流程线布置只有在少数情况有可能是单一的，大多数情况下是以上几种方式的综合。除金属流程线以外，轧钢车间设计时还应注意原料流程线，各种备件流程线以及成品加工线等的交叉，以防止相互干扰。鉴于上述原则，在本设计中采用直线式金属流程线方式。43CSP生产工艺流程431CSP生产工艺流程图以41节所叙述的内容为依据制定下面的工艺流程图。图42工艺流程图第五章轧机参数确定51机架数目的确定轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，是代表车间生产技术水平、区别于其他车间类型的关键。因此，轧钢机选择的是否合理对车间生产具有非常重要的影响。本设计为保证轧制质量和满足轧机的性能采取经典的CSP六连轧机，并且预留第七架轧机的位置，在轧制形式上采用全连续轧制，保证产量。其中各机架有以下特点（1）在设计上预留F7的位置用以生产厚度规格小于12MM的薄带钢；（2）F1F6机架设有AGC液压自控系统；（3）F1F3机架为CVC弯辊控厚系统并设有WRB带钢凸度控制装置；（4）F4F6机架为CVC弯辊控厚系统控制板带的平直度；（5）在F1F6机架间设有活套支撑器，保持恒定的微张力。511轧机技术性能参数根据轧制工艺性能参数的要求轧机牌坊分为闭式牌坊和开式牌坊两类。闭式牌坊是一个将上下横梁与立柱整体铸造的封闭式整体框架，而开式牌坊则是非整体结构的框架，牌坊是由立柱中部断开的两个部分经连接件连接而成。闭式牌坊具有较高的强度和刚度，主要用于初轧机和板带机。闭式牌坊在换辊时轧辊沿轴向从牌坊的窗口进出。在本设计中考虑到轧制产品的要求选用闭式牌坊。传动技术参数如表51所示，轧机的技术参数如表52所示。6表51住传动技术参数机架电机功率（KW）电机转速（RPM）电机扭矩（KNM）轧制力矩（KNM）F170000130/3305142170F270000130/3305142170F370000130/3305141470F470000130/3305141120F570000130/330514500F670000160/400371371表52轧机技术参数项目参数牌坊立柱面积59000外侧9605机架高度（MM）内侧6605外侧3105机架宽度（MM）内侧2420机架间距（MM）5500F1F440000轧机最大允许轧制力（KN）F5F63200052轧辊尺寸的确定轧辊的主要尺寸就工艺设计来说就是辊身直径和辊身长度。在确定轧辊主要尺寸时要考虑到轧制时轧辊的抗弯强度和其允许的挠度，以保证轧辊的安全和轧制产品的精确。在决定轧辊直径时，必须致意不同轧制情况下咬入角的允许值和压下量与辊径之间的比值，以保证轧件的顺利咬入，一般选定在1525，另外也要考虑接轴的传动情况和轧辊最大限度的使用效率，以节省轧辊的储备和消耗，并有较少的换辊时间，本设计参考相同类型的轧机情况选取轧辊直径。辊身长度是轧辊尺寸的另一个重要参数，一般根据辊身长度和辊径的比值来确定。（51）DLK式中轧辊辊身长度（MM）L轧辊直径（MM）D系数K系数是反映轧机结构特点的重要参数。其对轧机生产有影响的原因就在于当轧辊辊径相同时，值不同时，在相同的轧制压力作用下轧辊所承受的弯曲应L力不同。值大，则轧制时轧辊承受较大的弯曲应力，而轧辊强度起着限制作用。DL因此，只能轧制断面较小的钢材；反之，值小，就能轧制断面尺寸较大的钢材。DL另外，值小，轧机的刚性增加，为提高轧制产品的精度和生产轻型、薄壁钢材提DL供了可能。在轧辊材质方面，考虑到轧制的强、硬度和产品表面质量要求选定工作辊和支承辊均为合金锻钢。轧辊的详细参数见表53。表53轧辊尺寸参数机架轧辊轧辊直径辊身长度轧辊材质辊身硬度辊颈硬度工作辊8001950无限冷硬铸铁8040F1F4支承辊13501750合金锻钢6035工作辊8001950无限冷硬铸铁8040F5F6支承辊13501750合金锻钢6035第六章压下规程的确定61压下规程的制定依据611轧制制度确定的原则及要求（1）在设备能力允许条件下尽量提高产量充分发挥设备潜力以提高产量的途径不外乎是提高压下两、缩减轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、减少换辊时间，提高作业率及合理选择原料增加坯重等。对于连轧机而言主要是合理分配压下并提高轧制速度。无论是提高压下量还是提高轧制速度，都涉及到轧制压力轧制力矩和电机功率。一方面要求充分发挥设备的潜力，另一方面又要求保证设备安全和操作方便，就是说在设备能力允许的条件下努力提高产量。而限制压下量和速度的主要因素包括咬入条件、轧辊及接轴叉头等的强度条件、电机能力的限制以及轧机的具体情况考虑其他因素等。（2）在保证操作稳便的条件下提高产量（A）操作稳便的钢板轧制定心条件，努力提高轧机的刚度。尽力消除机架刚度对钢板纵向和横向精度的影响。（B）提高板形及尺寸精度质量。板带材轧制的精轧阶段对于保证钢板的性能、表面质量、板形及尺寸精度有着极为重要的作用。为了保证板形质量及厚度精度，必须遵守均匀延伸或所谓的“板凸度一定”的原则去确定各道次的压下量。（3）注意保证板组织性能和表面质量。例如有些钢种对终轧温度和压下量有一定的要求，都需要根据钢种特性和产品技术要求在设计轧制规程时加以考虑。7612变形制度的确定根据CSP轧机的特点，咬入情况不是限制压下量的主要因素。在保证轧机刚度的情况下，为提高轧机的生产能力，前几道次采用低速大压下量轧制，随着钢带的变薄后几道次采用高速小压下的轧制方式。具体如下8（1）F1来料厚度达50MM，65MM为便于咬入，压下率在40以下；（2）其他道次的压下率很大最大可以达到60；（3）终轧和终轧前道次压下率渐小，终轧道次达2025；（4）终轧前道次压下率可达3035；（5）对于极薄规格带钢产品考虑板形精度压下率在15以下。613速度制度的确定确定最末机架F6的出口速度V6，末架出口速度的上限受电机能力和带钢轧后的冷却能力限制，并且厚度小于2MM的薄带钢在速度太高时，还会在辊道上产生飘浮现象，但速度太低又会降低产量且影响轧制温度，故应尽可能采取较高速度。一般穿带速度依带钢厚度之不同在310M/S之间。带钢厚度减少，其穿带速度增加，带钢厚度在4MM以下时；穿带速度可取10M/S左右。其他各机架轧制速度的确定。未架轧制速度确定之后，便可利用秒流量相等的原则根据各架轧出厚度和前滑率，求出各架轧短速度。前滑串5主要为压下车的函数，可以通定理论公式或经验统计公式进行计算。连轧机各柒轧制速度应有较大的调整范围。根据流量方程的一般形式忽略前滑H0V0H1V1H2V2H6V6C（61）可得V6/V0H0/M（62）61100VHV（）式中H0，V0第一机架入口轧件速度及厚度，C连轧机总延伸系数及连轧常数614温度制度的确定为了确定各轧制道次轧制温度，必须求出逐道的温度下降。高温时轧件温度将即可以按辐射散热计算，而认为对流和传导所散失的热量大致可与变形功所转化的热量想抵消。由于辐射散热所引起的温度下降在热轧板带时，由于没有粗轧，可用以下公式近似计算求得4102THZT（63）式中为前一道轧出厚度，MM；H辐射时间，即该道的轧制延续时间，；ZJTJTZ前一道的绝对温度。TK615各道次压下量的分配压下量的分配原则9（1）第一机架由于来料厚度过大（传统热连轧一般40MM一下，而薄板坯连铸为（50MM），为便于咬入，压下率在40以下；（2）其他道次的压下率很大最大可以达到60；（3）终轧和终轧前道次压下率渐小，终轧道次达2025；（4）终轧前道次压下率可达3035；（5）对于极薄规格带钢产品考虑板形精度压下率在15以下。本设计的来料尺寸，来料厚度为65MM，宽度为1550MM，来料长度为354M。最大压下量为第二道次，其压下量为16MM，其它各道次的压下量均小于16MM。所以各道次压下量分配如表61所示。表61各机架的压下量分配机架出口厚度H（MM）压下量H（MM）压下率（）宽度B（MM）坯料长度L（M）F15510153815504327F23916290915506103F32415359015509213F41592200155013548F51051765155016452F682142915501983362各机架轧制速度的确定611各机架轧制速度的计算各机架轧制速度根据金属秒流量相等的原则计算用公式（61）计算即H0V0H1V1H2V2H6V6C由上式可得6IIVV总设V63M/S所以CH6V624有此可得其他各机架的速度V036/65037M/SV136/55044M/SV236/39062M/SV336/251M/SV436/1716M/SV536/1424M/S表62各机架的速度机架F1F2F3F4F5F6出口厚度（MM）55392415108出口速度（M/S）04406211624363各机架轧制温度的计算各级温度的计算可用公式（63）来计算各机架温降时的延续时间为轧件到轧机前的间隙时间，各个间隙时间如表63。表63各机架的间隙时间机架F1F2F3F4F5F6间隙距离205555555555轧前速度03704406211624间隙时间54112589553423各道次的温降计算，开轧温度为1050第一道次的温降8501273065420120441THZT第一道次的轧制温度为105099921T1T第二道次的温降910273952020442THZT第二道次的轧制温度为999298732T2T第三道次的温降5102739830104433THZT第三道次的轧制温度为987397583T3T第四道次的温降1102738954201204444THZT第四道次的轧制温度975896474T4T第五道次的温降61027396153201204455THZT第五道次的轧制温度为964795415T5T第六道次的温降410273941032102466THZT第六道次的轧制温度为954194376T6T表64各道次的轧制温度机架F1F2F3F4F5FF6温降508119115111106104轧制温度105099929873975896479541轧后温度99929873975896479541943764轧机咬入能力校核热轧钢板时咬入角一般为1525，在低速咬入的情况下，可以取咬入角。20根据下式计算轧机的咬入情况最大压下量（64）（）（2MAXMAX12COS12FRRH确定摩擦系数摩擦系数的对板带轧制的影响影响主要有，板坯的咬入、以及对轧辊的影响等。由于支撑辊的辊径和材质对咬入影响极小，所以我们就只对工作辊的情况进行校核。钢轧辊（65VTF056051冷硬铸铁辊（66）9式中摩擦系数F轧制温度T轧辊的圆周速度V重车后的最小辊径由于考虑轧辊的重车，直径会有一定的减少，为保证能够满足重车后轧辊的强度要求，校核时取轧辊的最大重车系数为，按最小直径来计算。950K（6DMIN7）求得各轧辊的最小直径见表（66）。表66重车后轧辊最小直径机架F1F2F3F4F5F6重车直径760760760760570570第一机架的咬入校核09500005T10056V10431F651MMMAX21HFD（）实际压下量为10MM651MM，能保证正常咬入。第二机架的咬入校核09500005T20056V20422F624MMMAX21HFD（）实际压下量为16MM624MM，能保证正常咬入。第三机架咬入校核09500005T30056V30413F598MMMAX231HFD（）实际压下量为15MM598MM，能保证正常咬入。第四机架咬入校核09500005T40056V40384F522MMMAX241HFD（）实际压下量为9MM522MM，能保证正常咬入。第五机架咬入校核09500005T50056V50345F319MMMAX251HFD（）实际压下量为5MM319MM，能保证正常咬入。第六机架咬入校核09500005T50056V50316F269MMMAX261HFD（）实际压下量为2MM269MM，能保证正常咬入。表67各机架的校核情况机架实际压下量（MM）允许最大压下量（MM）工作辊辊颈（MM）轧制温度（）轧制速度（M/S）摩擦系数校核情况F1106517609992044043合格F2166247609873062042合格F3155987609758100041合格F495227609647160038合格F553195709541240034合格F622695709437300031合格第七章力能参数71各道次的平均变形速度的计算711各道次的平均变形速度的计算平均变形速度，可用下式计算变形速度（71）2/VHRH式中R，V轧辊半径及线速度有上述公式计算出各道次的变形速度，结果如表71所示。表71各机架的变形速度机架F1F2F3F4F5F6MMH101615952H（MM）55392415108V（M/S）04406211624300HH（MM）1209463392518（M1）116264615123124752722712求各道次的变形抗力按图72，由各道相应的变形速度及轧制温度即可查找出30压下率时钢的变形抗力，再经换算成以该道次实际压下率时的变形抗力。图72变形抗力曲线第一道次，由116S1，T19992，查得154压下率时的变形抗力为98MPA。再由上方的辅助线查得压下率为15时的变形程度修正系数K091，故可求出该道次的变形抗力98080784MPA。S1第二道次，由264S1，T29873，查得291压下率时的变形抗力为120MPA。再由上方的辅助线查得压下率为15时的变形程度修正系数K095，故可求出该道次的变形抗力120095114MPA。S2第三道次，由615S1，T39758，查得385压下率时的变形抗力为140MPA。再由上方的辅助线查得压下率为15时的变形程度修正系数K1，故可求出该道次的变形抗力1401140MPA。S3第四道次，由1231S1，T49647，查得375压下率时的变形抗力为160MPA。再由上方的辅助线查得压下率为15时的变形程度修正系数K11，故可求出该道次的变形抗力160111616MPA。S4第五道次，由2479S1，T59541，查得333压下率时的变形抗力为176MPA。再由上方的辅助线查得压下率为15时的变形程度修正系数K092，故可求出该道次的变形抗力1760921672MPA。S5第六道次，由2722S1，T69437，查得25压下率时的变形抗力为180MPA。再由上方的辅助线查得压下率为15时的变形程度修正系数K083，故可求出该道次的变形抗力1800831638MPA。S6表72各道次的变形抗力机架F1F2F3F4F5F6S1116264615123124792722轧制温度（）999298739758964795419437压下率（）154291385375333250变形抗力（MPA）784114140161616721638713轧制压力的计算轧制压力PF，面积FPBLRH第一道次，F10098M2，P10098784768MNRH第二道次，F20124M2，P2001241141414MN第三道次，F30120M2，P301161401681MN第四道次，F40093M2，P4008816161503MNBH第五道次，F50060M2，P5005416721003MNR第六道次，F60038M2，P600441638622MN表73各道次的轧制压力机架F1F2F3F4F5F6面积（M2）009801240120009300600038MPAP784114140161616721638轧制压力（MN）768141416811503100362272电动机传动轧辊所需力矩的确定721传动力矩的组成欲确定主电动机的功率，必须首先确定传动轧辊的力矩。轧制过程中，在主电动机轴上传动轧辊所需力矩最多由下面四部分组成（72）ZKDMMI式中轧制力矩，用于使轧件塑性变形所需之力矩；Z克服轧制时发生在轧辊轴承，传动机构等的附加摩擦力矩；M空转力矩，即克服空转时的摩擦力矩；K动力矩，此力矩为克服轧辊不均速运动时产生的惯性力所必需的；DMI轧辊与主电动机问的传动比。组成传动轧辊的力矩的前三项为静力矩，即（73）ZJKMMI式520指轧辊做均速转动时所需的力矩。这三项对任何轧机都是必不可缺少的。在一般情况下，以轧制力矩为最大，只有在旧式轧机上，由于轴承中的库棕损失过大，有时附加摩擦力矩才有可能大于轧制力矩。在静力矩中，轧制力矩是有效部分，至于附加摩接力矩和空转力矩是由于轧机的零件和机构的不完善引起的有害力矩。由于采用的是稳定咬入，即咬钢后并不加速，计算传动力矩是忽略电机轴上的动力矩，因此电机轴上的总传动力矩为（74）ZKMMI722轧制力矩的确定按金属对轧辊的作用力计算轧制力矩转动两个轧辊所需的轧制力矩为2PA2P（75）ZMJL式中轧制力臂系数，取045；接触弧长，JLJLRH第一道次，轧制力矩12P276800456325437KNM。ZJ第二道次，轧制力矩22P214140045801018KNM。MJL第三道次，轧制力矩32P21681004577451172KNM。ZJ第四道次，轧制力矩42P21503004560812KNM。JL第五道次，轧制力矩52P2100300453873350KNM。ZJ第六道次，轧制力矩62P262200452449137KNM。MJL表74各道次的轧制力矩机架F1F2F3F4F5F6045045045045045045P（MN）7680141401681015030100306220轧制力矩（KNM）43710181172812350137723附加摩擦力矩的确定轧制过程中，轧件通过辊间时，在轴承内以及轧机传动机构中有摩擦力产生，所谓附加摩擦力矩，是指克服这些摩擦力所需力矩，而且在此附加摩擦力矩的数值中，并不包括空转时轧机转动所需的力矩。组成附加摩擦力矩的基本数值有两大项，一为轧辊轴承中的摩擦力矩，另一项为传动机构中的摩擦力矩。即（76）M1M2M其中轧辊轴承的摩擦力矩可近似由下式计算（77）M1GZDPFD（）式中F支承辊抽成的摩擦系数，取F005；支承辊辊颈直径，取1100MM；ZDZ工作辊直径；GD支承辊直径。Z传动机构的摩擦力矩可由下式来计算M2M11MZMZ（78）其中是传动效率系数，取098。第一道次，轧辊轴承的摩擦力矩768000051100（800/1500）225KNMM1MGZDPFD（）传动机构的摩擦力矩00243722592KNM1MZMZ附加摩擦力22592317KNM12M第二道次，轧辊轴承的摩擦力矩1414000051100（800/1500）415KNMM1GZDPFD（）传动机构的摩擦力矩00243722592KNM1MZMMZ附加摩擦力415212627KNM12第三道次，轧辊轴承的摩擦力矩1681000051100（800/1500）493KNMM1MGZDPFD（）传动机构的摩擦力矩0021172493244KNM1MZMZ附加摩擦力493244737KNM12M第四道次，轧辊轴承的摩擦力矩1503000051100（800/1500）441KNMM1GZDPFD（）传动机构的摩擦力矩002812441171KNM1MZMMZ附加摩擦力441171612KNM12第五道次，轧辊轴承的摩擦力矩1003000051100（800/1500）221KNMM1MGZDPFD（）传动机构的摩擦力矩00235022174KNM1MZMZ附加摩擦力22174295KNM12M第六道次，轧辊轴承的摩擦力矩622000051100（800/1550）137KNMM1GZDPFD（）传动机构的摩擦力矩00213713730KNM11MZMMZ附加摩擦力13730167KNM12724空转力矩的确定空转力矩是指空载转动轧机主机列所需的力矩。通常可根据实际资料可取电机额定力矩的36，对于本设计取3，根据资料取电机的额定功率为7000KW。MK003MH（79）其中MHPD/N，N为电机转速表75各机架电机的转速机架F1F2F3F4F5F6轧制速度（M/S）0440