年产70万吨高速线材车间工艺设计课程设计｜荐｜

年产70万吨高速线材车间工艺设计课程设计｜荐｜内容摘要：

3 主机列选择 8 减定径均为顶交 45176。 超重型无扭轧机，它们分别由 1 台交流电机经联合齿轮箱集中传动，碳化钨辊环，辊缝由偏心套对称调 节。 精轧机组为 8 架。 减定径机为 4 架，用换辊小车整机架快速更换。 河北理工大学 课程设计 4 孔型设计 9 4 孔 型设计 孔型设计的内容 孔型设计是型钢生产的工具设计。 孔型设计的全部设计和计算包括三个方面： 1. 断面孔型设计 根据原料和成品的断面形状和尺寸及对产品性能的要求，确定孔型系统、轧制道次和各道次的变形量 ， 以及各道次的孔型形状和尺寸。 2. 配辊 确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧制、操作方便、成品质量好和轧机产量高。 孔型系统的选取 粗轧机孔型系统的选取 1. 1 轧机的孔型为平箱， 2 轧机的孔型为立箱。 箱形孔型系统 的轧 件 变形较为均匀， 角部没有改变，容易温度偏低。 由于箱形孔型系统 的 特点，在线材生产 上 它多用于轧制的头几道次，并用于轧制断面尺寸在 60 60 毫米以上的轧件。 在 400 毫米轧机上这种孔型最小轧出断面尺寸为 56 56毫米；在 300 毫米轧机上这种孔型最小轧出断面为 45 45 毫米。 箱形孔型道次延伸系数一般为 1. 20 ～。 2. 3 ～ 6轧机的孔型依次为：椭圆 — 圆 — 椭圆 — 圆 这种孔型系统的优点在于： 1) 孔型形状能使轧件从一种断面平滑地转换成另一种断面，从而避免金属由于剧烈的不均匀变形面产生局部应 力。 2) 在此孔型系统中轧出的轧件没有尖锐的棱角，轧件冷却均匀。 3) 孔型形状及变形特点有利于去除轧件上的氧化铁皮，使轧件具有良好的表面。 4) 必要时可在延伸孔型中获得圆断面成品，从而减少换辊 [3]。 中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选取 综合比较各种孔型系统，本设计的中轧、预精轧、精轧及减定径轧机孔型选取椭圆 —圆孔型系统。 孔型设计计算 确定各道次延伸系数 典型产品 （ ） 总延伸系数为 由延伸系数的分配原则确定各道次延伸系数见 表 3 河北理工大学 课程设计 4 孔型设计 10 表 3 各道次的延伸系数 轧制道次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 14 延伸系数 1,3 1,3 轧制道次 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 延伸系数 确定各道次轧件的断面面积 按逆 轧顺序进行计算： 由公式 [7]： nnn FF 1 112   nnn FF  223   nnn FF  . . . 221 FF ………………………………………………………(5) 所以，各道次轧件断面面积如表 4 表 4 各道次轧件断面面积 轧制道次 1 2 3 4 5 6 7 断面面积 轧件尺寸 轧制道次 断面面积 轧件尺寸 轧制道次 断面面积 轧件尺寸 轧制道次 断面面积 8 Φ62 15 22 9 16 23 10 17 24 Φ105 11 18 25 12 19 26 13 20 27 14 Φ28 21 28 孔型设计计算 由程序计算得各个孔型尺寸如下表 ： 表 5 孔型参数 规 格 机架 轧件尺寸 (mm) 孔型尺寸 (mm) 高度 宽度 高度 宽度 椭圆圆弧半径 圆扩张角 辊缝 1 115 120 160 2 125 125 河北理工大学 课程设计 4 孔型设计 11 Φ7 3 150/9 4 98 98 98 30 5 57 57 6 30 7 91 10 8 30 9 74 62 10 30 11 12 32 32 32 30 13 14 30 15 16 30 17 23 18 18 25 19 20 25 21 22 25 23 24 25 25 26 25 27 10 28 25 1 孔型在轧辊上的配置 在孔型系统及各孔型的尺寸确定后，还要合理地将孔型分配和布置到各机架的轧辊上去。 配辊应做到使轧制操作方便，保证产品质量和产量，并使轧辊得到有效的利用。 孔型在轧辊上的配置原则 为了合理配置 孔 型，一般应遵守如下原则： 1. 孔型在各机架的分配原则是力求轧机各架的轧制时间均衡。 河北理工大学 课程设计 4 孔型设计 12 2. 根据各孔型的磨损程度及其对质量的影响，每一道备用孔型的数量在轧辊上应有所不同。 如成品孔和成品前孔对成品的表面质量与尺寸精确度有很大影响，所以成品孔和成品前孔在轧较长度允许的范围内应多配几个，这样当孔 型磨损到影响成品质量时，可以只换孔型，而不需换辊。 3. 确定孔型间随即辊环宽度时，应同时考虑辊环强度以及安装和调整轧辊辅件的操作条件 ： 1) 辊环强度取决于轧辊材质、轧槽深度和辊环根部的圆角半径大小。 2) 钢轧辊的辊环宽度应大于成等于槽深高度之半。 3) 铸铁辊的辊环宽度应大于或等于槽深高度。 4) 确定辊环宽度时除考虑其强度外，还应考虑 导板的厚度或导板箱的尺才以及调整螺丝的长度和操作所需的位置大小 ， 边辊环宽度中小型轧机取 80～ 120mm。 孔型在轧辊上的配置 孔型在轧辊上的配置包括 ：垂直方向上的配置和辊身长度方向上的配置。 垂直方向上的配置和轧辊的名义直径、原是直径、工作直径有关；而孔型在辊身长度方向上的配置要考虑的因素有： 1. 成品孔和成品前孔应尽量争取单独配置，即不配置在同一架轧机的同一 轧线上，以便实观单独调整，保证成品质量。 2. 分配到各架轧机上的轧制道次应力争使各架轧机轧制时间负荷均衡，以便获得较短的轧制节奏，有利于提高轧机产量。 3. 根据各个孔型磨损对成品质量影响程度不同，在轧辊上孔型配置数目也不相同。 成品孔应尽可能多配，成品前孔和再前孔根据条件和可能也应多配一些。 这 样做的另一好处是可以减少换辊次数、减少轧辊储备数量，并能降低轧辊消耗。 4. 轧辊相邻孔型间的凸台叫辊环，在轧辊长度方向上要留有足够的宽度，以保证辊环强度和满足安装导卫和调整的要求。 在满足了上述要求的条件下辊环宽度可适当减小。 以便能多安排孔型数目。 铸铁辊环的宽度一般可考虑等于轧槽深度，而钢辊辊环可以小些轧辊两端的辊环宽度对于大中型轧机可取 100mm以上，而对小型轧机～般在 50～ 100mm的范围内选取。 至于在孔型倾斜配置的情况下，还应考虑设置止推斜面辊环的要求。 轧辊的平均工作直径及 轧辊转速的确定 工作辊径的确定 1. 粗中轧机（ 1～ 14轧机）工作辊径的确定 箱形孔： hDDw  ………………………………………………(6) )(  hDD w椭圆孔： ………………………………………(7) hDDw 圆孔： …………………………………………………(8) 河北理工大学 课程设计 4 孔型设计 13 式中： wD 为轧辊工作直径 D 为 辊环直径 h 为孔型高度 根据以上公式计算粗中轧机工作辊径如下表。 表 6 短应力线 轧机工作辊 平均辊 径 机架号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 wD 510 485 502 342 423 385 368 335 381 356 390 370 223 216 2. 预精轧、精轧、减定径机（ 15～ 30轧机）工作辊径的确定 椭圆孔： )(  hDD w ………………………………………(9) 圆孔： )(  hDD w ………………………………………(10) 式中： wD 为轧辊工作直径 D 为辊环直径 h 为孔型高度 根据以上公式计算预精轧、精轧、减定径机工作辊径如下表。 表 7 碳化钨悬臂 轧机工作辊 平均辊 径 机架号 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 wD 229 223 212 208 214 212 218 215 219 217 221 220 223 221 表中 2 28为减径机孔型， 2 30为定径机，其孔型与 28相同。 轧辊转速 的 确定 轧辊转速是主要的生产操作参数之一。 它由各道轧件出口速度和前滑值来决定。 各道轧件出口速度可以由各道的连轧常数或确定的前后轧机轧件出入口速度差决定。 按无张力设计轧件速度容易因轧件速度计算误差和轧辊转速调整 误差带来堆钢。 过大速度差带来较大张力，它能减少电机动态速降的幅度，即便孔型磨损，也能保持一段稳定轧制，但带来孔型磨损严重。 故连轧生产中，一般采用微张力轧制。 因此，为防止堆钢事故，轧件出口速度在设计时就有一定偏差，如大于 1 的连轧常数，或每道出口速度低于下道入口速度的 3% 由 连轧常数 公式： )1( nhnwnn ssnDFC  ..…………………………(11) 式中： nF —— 各道次轧件出口面积； 河北理工大学 课程设计 4 孔型设计 14 n —— 各道次轧辊转速； hs —— 自由宽展前滑； ns —— 限制宽展下前滑影响系数，取 nh ss  = 。 对于第 28 架成品孔 得： )1(28282828 nhw ssnDFC  其中 28v 由 轧辊线速度60Dnv  和 )1(28 nh SSvv  （其 中前面已确定轧件出口速度smv /12028  ，）来决定。 所以 r p mssD vn nh 2 9 6 1015060)1( 6032828    此时连轧常数 728 2 96 C 按逆轧顺序分配各架之间的拉钢系数 设 ~ik  kkk可取 0 0  kkk 0 0  kkkk 0 0  kkk 计算 连轧常数 1 nnn CCk nnn kCC  1 7282827 100 9  kCC 同理计算得各机架的连轧常数 )10( 7 如下表。 表 8 各机架的连轧常数 )10( 7 机架号 1 2 3 4 5 6 7 连轧常数 机架号 8 9 10 11 12 13 14 连轧常数 机架号 15 16 17 18 19 20 21 连轧常数 机架号 22 23 24 25 26 27 28 连轧常数 河北理工大学 课程设计。