1700热连轧机毕业设计论文.docx

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1700热连轧机毕业设计论文

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10～12m/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2～4架和5～6架，

现已分别增加到4～6

架和7～8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

式或二辊式可逆轧机来代替

台四辊式不可逆轧机，其余轧制设备与连续式相

铸连轧工艺的出现，正在改变着传统的热连轧机市场。

自1987年7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。

[1,14-16]

1.2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25—60mm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

550—650℃后，卷成钢卷，用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11～13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200～600万吨之间。

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7～9个工作机座。

轧机年产量根据设备能力不同，约在100～250

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

3

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

300万吨。

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

制产生的应力，提高了产量质量。

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

1～

20mm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350×

550万吨，生产线的总长度有400×

500m，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

200×

250衄。

特点是产量高，自动化程度高，轧制速度高（20M/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，5×

6架精轧机，1×

2个地下卷取机，生产线长度约300m，年产量约200

×

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，1x2

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。

图1.11700

设备及工艺流程

2方案设计

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

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

5.5—20mm的线材在高速线材轧机上生产，直径在16—60mm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21～28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、

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。

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φ5.5mm线材的保证速度

为120m/s,

最高速度达140m/s,

φ16mm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

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。

2.2F7

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

变油缸压力，而且可以使上辊不受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

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

240×

1600mm2

重240kg

轧制速度

12m/s