年产量100万吨棒材车间设计--毕业论文.docx

《年产量100万吨棒材车间设计》

学 院：辽宁科技大学成教学院
班 级： 函材升本15
姓 名：田宇赋
日 期：2017-04-23

绪论
小型棒材一直是我国消费量最大的钢材品种之一，并以较高速度的增长。近20年来，小型棒材占钢材重量的比例为23.5%-27.7%。1999年产量高达3141万吨。我国现有县以上小型棒材轧机700套，全国则多达3000余套，数量堪称世界第一，总生产能力达3400万吨，小型棒材轧机的数量已经大大过剩了，但这些轧机中绝大多数是落后的横列式轧机。80年代以来，我国陆续建设了一批技术先进的连续式（包括班连续式）轧机，迄今已达65套，其生产能力约为1980万吨。据预测2005年小型材需求量将达3600万吨，先进轧机产能仅为需求量的一半左右，这说明先进轧机数量远远不足，而落后轧机数量过多，显然这种结构极为不合理。这些落后的轧机大多采用二火或多火成材，工艺及设备落后，劳动生产率极低，质量差，成材率低，能源消耗高，产品竞争力差。由以落后轧机套数过多，造成我国每套小型轧机平均年产量仅1.4万吨（美国为12.1万吨）。
按照国家政策，上述落后的轧机将期限在2002年淘汰，同时重点对现有大中型企业中的小型轧机进行技术改造，建设一批连续式，半连续式小型轧机，因此，怎样对小型棒材车间进行合理化设计也成为科技工作者的一个课题。
车间平面设计是整个车间设计的重要组成部分，是决定和影响其他各项设计的关键和基础。正确地进行工艺设计是完成车间设计任务的关键。
本次车间设计是作者本人在深入工厂生产实习的基础上，吸取了生产现况的实际经验与不足，并参考了其它设计资料进行的。由于作者是初次尝试车间设计，经验不足，难免有错误之处，敬请老师和同学批评指正，同时再次对老师的指导表示感谢。

产品大纲及技术要求
第一节 产品大纲编制
1.1生产钢种、产品品种、规格及产品分配见下表
序号
品种
钢种
代表钢号

1
热轧带肋钢筋
低合金钢
HRB400（E）～HRB500（E）
HRBF400（E）～HRBF500（E）

2
热轧光圆钢筋
低合金钢
HPB300

3
圆钢
球磨用热轧圆钢
AQL2

4
混凝土用碳素钢钢筋
低合金钢
460、500B

1.1 .2坯料选择
正确选择坯料对棒材生产具有重要影响。皮料选择合理，不仅可使棒材质量得到保证，而且可是轧机生产能力得以发挥，金属收得率也能提高。
目前，棒材生产通常使用连铸坯和粗轧坯两种。
连铸坯是60年代才开始大规模用以工业生产的一项新技术。它是直接将钢水铸成轧机所需要的各种规格和断面形状的钢柱。由于连铸坯且有省掉炼钢生产中浇注这一复杂工序和轧钢生产中粗轧这一生产过程的特点，且较模铸开坯少了钢锭再加热及开坯后的切头切尾，因而有提高金属收得率，节省能源和基本建设投资，降低生产费用，减少劳动定员和改善劳动条件等以系列优点。其与粗轧坯相比，主要优点如下：
金属收得率可提高6-12%； 2、 每吨钢大约节约热能14万大卡；
1.1.2 炉型选择
炉型的选择取决于坯料的断面大小，钢材品种和加热质量等要求。线棒材轧机加热炉大都采用步进梁式加热炉。梁底组合式步进加热炉比推钢式加热炉有较多的优点，也优于步进底式加热炉，它能使钢坯的加热温度均匀，没有或很少有水管墨印，坯料不与滑轨摩擦，不会划伤坯料，加热质量好。
步进式加热炉的结构分步进梁式、步进底式及步进组合式三种炉型，根据国外线棒材轧机生产情况，适合加热小断面、长坯料的炉型首选梁、底组合式加热炉。
1.1.3加热炉的主要尺寸
炉子宽度：由[2]P92
单排料时：B=l+2C
l—来料最大长度（m）
C—炉间或料与炉墙间空隙距离，一般取0.15~0.3m
因此，B=10.6m,取11m
有效炉长：由[1]p109的有效炉长的经验计算式:
e+sL=1.10´p´t´ r´L1´n´s´s
1.10—考虑到计算式本身有±10%的误差引入的安全系数
p-----要求炉子达到产量，t/h；
τ----加热时间，h；
e-----方坯间隔，m；
s-----方坯边长，m；
ρ----密度，轧件取7.80,tmm3；
L1----方坯长度，m；
n-----方坯在炉类装入列数
加热时间τ的计算：由[1]p107
14.25st=´ k1.232-s
k---修正系数，由炉型系数C1,钢种系数C2,燃料系数C3确定，
并有k=C1×C2×C3
因此，τ=17.35m，取18m
有效炉底面积：S=18×10.6=190.8㎡
炉底过钢面积：S`=18×10.0=180㎡
小结：
炉宽： B=10.6m
有效炉长：L=18m
有效炉底面积：S=190.8㎡
炉底过钢面积：S`=180㎡
四、其它参数
空气预热温度：450℃-550℃
步进机构传动方式：液压传动
冷切方式：水冷
金属平衡表
拟定金属平衡表就是确定整个生产过程中坯料、成品、烧损及二次氧化铁皮、切头和废品的数量及其比例关系。通常，首先根据现有生产厂家的统计，确定各种金属占钢坯的百分比，在按产品大纲中数量确定各组成金属的数量。产品占相应坯料的百分比称为成材率，其倒数称为金属消耗系数。烧损及二尺氧化铁皮量占相应钢坯的百分比称为烧损率或二次氧化铁皮率。切头量占相应钢坯百分比称为切头率，废品占相应坯料的百分比称为废品率。
成品规格：Φ8~Φ50圆钢及螺纹钢；
年工作小时：6500h；
第二节 轧机
1.2.1轧机的机型
小型轧机现在主要是连续式、半连续式以及横列式轧机，它们有各自的优缺点：
▲横列式小型轧机
这种轧机的主要优点是：基建投资少，投产快。轧件在每架轧机中可穿梭轧制若干道次，产品品种灵活，适应性强，操作简单。由于它无张力影响，适于生产断面复杂的产品。同架同列可实现多根轧制，提高了产量。以二列式为常见。
主要缺点是：轧制速度低（约2.5m/s），钢坯断面小和产量低。
▲半连续式小型轧机
通常由粗轧机组、中轧机组和精轧机组组成，机架总数为12～15架。精轧机组可布置为横列式或棋盘式。这种轧机特点：产品品种改变方便，轧机轧制速度低，产量较低。粗轧机组与精轧机组的生产能力不协调，为此精轧机组可采用多根轧制，这种在精轧机上辊跳就不一致，从而影响了产品精度。
▲连续式小型轧机
连续式小型轧机式当今世界上最为流行，用的最多的一种小型轧机。单线全连续小型轧机具有以下优点：
（1）可显著降低能耗，节约能源；
（2）有利于提高产品的质量。（连轧能保证各道次轧制速度随轧件延伸系数按比例增加，实现了粗轧时低速咬入的微张力轧制和精轧时的活套高速轧制。同时出现的平立交替布置的小型轧机可以实现最佳的无扭轧制，从而使产品质量获得一个飞跃）；
（3）可显著提高生产率.（轧件在连轧过程中，前一架对后一架轧机产生推力，可以改善咬入，有利于延伸和顺利轧制，为提高生产效率创造条件）；
（4）易于连轧工艺系统的优化，为实现自动控制和开发新技术创造条件；
（5）为实现最佳工艺——无头轧制奠定了工艺技术和设备基础；
（6）具有轧制速度高，产量高的特点，同时从根本上解决了在小型型钢生产中轧件头尾温差大的问题，也使坯料重量得以增大，使轧件产量和金属收得率均有很大提高。
总之，选择连续式小型轧机是经济技术发展的需要，也是优化产业结构的需要，也是市场经济竞争下的必然结果。
本设计选用全连续式小型轧机
规格匹配原则
为减少换辊换孔型时间，提高轧机作业率，要求同一辊系上的规格组批生产（粗轧机整体通用，
中轧机部分规格通用），组批原则如下：
φ16 圆、φ20 圆、φ18 螺双切、φ25 圆和 φ25 螺使用 25 螺辊系，五种规格可组批生产；
φ12 螺四切、φ16 螺三切、φ18 圆、φ18 螺单线、φ20 螺双切、φ22 圆、φ22 螺、φ28
圆、φ28 螺、φ36 圆和 φ36 螺使用 22 螺辊系，十一种规格可组批生产（22 螺辊系与 25
螺辊系中的 7#和 8#轧机可以通用）；
φ14 螺四切、φ32 圆、φ32 螺、φ40 圆、φ40 螺和 φ50 圆使用 32 螺辊系，六种规格可组批生产；
φ50 螺独立一套辊系。
2.2换辊系排产要求
安排 φ22 螺与 φ25 螺两种辊系相互接替更换，φ32 螺与 φ50 螺两种辊系相互接替使用。
轧机组成的基本原则
（1）在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑。
（2）有较高的生产效率和设备利用率。
（3）保证获得质量较好的产品，并考虑到生产新产品的可能。
（4）有利于轧机机械化，自动化的实现，有助于工人劳动条件的改善。
（5）轧机结构形式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便。
（6) 备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化。
（7）有良好的综合技术经济指标。
而对于钢板轧机、钢管轧机、小型及线材轧机，除了要求一定的强度外，还要求有足够的刚度，以保证这些轧制产品的几何形状的正确和尺寸的精度，因此选择轧钢机时除遵循上述原则之外，要从工艺要求出发，根据不同产品的生产特点和具体要求来确定轧机的结构形式，主要的技术参数和它们的布置方式。
连续式小型轧机经济规模产量在30~60万吨之间，年产量在30万吨以下时采用连续式显得产量太低。
本车间设计规模为100万吨，所以采用连续式小型轧机。全线采用平立交替布置方式,配置为19个机架,分为粗(六架)/中(六架)/精轧(七架)机组,终轧最大轧速18m/s. 粗/中轧机组采用新一代MORGAN闭口轧机.精轧机组为高刚度短应力轧机.
1.2.3粗、中、精轧分别介绍各轧机组及主要参数：
本车间轧机机架数为19架次
粗轧机组（1~6号机架）
粗轧机架为二辊水平闭口式，钢板焊接机架；
机架：轧辊名义直径为550mm,最大为Φ610mm，最小为Φ530mm，辊身长度为1100mm；
机架轧辊轴承采用双列圆锥滚子轴承，轴承座用厚钢板制作；
压下或侧压方式：采用液压马达快速压下和手动微调，在两侧或单侧手动，通过涡轮杆和压下螺丝来调整；
换辊方式：采用液压小车换辊；
轧制线固定，换轧辊时，机架可横移或上下移动；
每个轧机采用直流电机单独驱动。
中轧机组(7#-12#机架)
机架为二辊水平闭口式，钢板焊接机架；
机架为二辊立式，钢板焊接机架；
7#~12#轧辊名义直径: Φ400mm, 最大为Φ420mm，最小为Φ360mm，辊身长度为650mm；
7#-12#机架轧辊轴承采用双列圆锥滚子轴承，轴承座用厚钢板制作；
压下或侧压方式：采用液压马达快速压下和手动微调，在两侧或单侧手动，通过涡轮杆和压下螺丝来调整；
换辊方式：采用液压小车换辊；
轧制线固定，换轧辊时，机架可横移或上下移动；
每个轧机采用直流电机单独驱动。
精轧机组（13#-19#机架）
13#~17#机架为二辊水平卡盘式预应力刚性钢板焊接机架；
18#-19#机架为平立转换机架；
13#~19#轧辊名义直径: Φ350mm, 最大为Φ375mm，最小为Φ305mm，辊身长度为600mm；
压下或侧压方式：采用液压马达快速压下和手动调节；
换辊方式：采用机架快速更换装置整机架更换；
轧制线固定，换轧槽时，机架可横移或上下移动；
1.3 剪切设备的选型
剪切是轧制生产中的相当重要的一环，剪切设备的选择对产品的质量也是至关重要的。
1.3.1
1#切头飞剪（一台）
位于粗轧与中轧之间
其主要参数有：
形式：开口曲柄式，带夹送辊装置；
剪切最大截面积：3500㎡；
剪切温度：900℃；
轧件抗拉强度：110MP~120MP；
轧件运行速度：0.5m/s~2.5m/s
剪切头尾公差：±20mm
碎断长度：600mm
夹送辊装置为焊接钢结构，并带有悬臂辊，辊子直径为330mm，宽度为100mm，由马达通过齿轮传动下辊，上辊为气动压下。
1.3.2
2#切头飞剪（一台）
位于中轧与精轧机组之间
其主要参数有：
形式：回转式，带夹送辊装置和碎断剪；
剪切最大截面积：1500㎡；
剪切温度：800℃；
轧件抗拉强度：110MP~120MP；
轧件运行速度：3m/s~7.5m/s
剪切头尾公差：±30mm
碎断长度：~600mm
夹送辊装置为焊接钢结构，并带有悬臂辊，辊子直径为330mm，宽度为
100mm，由马达通过齿轮传动下辊，上辊为气动压下。
1.4飞剪
3#切头飞剪（一台）
位于精轧机组18#与19#机架之间
其主要参数有：
形式：回转式，带夹送辊装置和碎断剪；
剪切最大截面积：500㎡
剪切温度：600℃
轧件抗拉强度：110MP~120MP；
轧件运行速度：10m/s~20m/s
剪切头尾公差：±30mm
碎断长度：~600mm
夹送辊装置为焊接钢结构，并带有悬臂辊，辊子直径为330mm，宽度为100mm，由马达通过齿轮传动下辊，上辊为气动压下。
成品分段飞剪（一台）
位于精轧机组与冷床之间
其主要参数有：意大利S.I.M.A.C公司引进
形式：回转剪切机，带有夹送辊和碎断剪装置；
剪切棒材规格：Φ8~Φ20mm；
剪切棒材水淬后温度：550℃；
轧件抗拉强度：最大1275MP(冷态)；
棒材运行速度：2.5—24m/s；
剪切公差：最大+75mm；
碎断长度：~500mm；
加送辊直径：280mm；
辊宽：70mm
1.5.1冷剪机
作用：对棒材进行定尺剪切
其主要参数有：
形式：上刃下切式，悬臂机架；
剪切棒材规格：Φ8~Φ20mm； 剪切棒材水淬后温度：550℃；
最大抗拉强度：1275MP；
定尺长度：6m、9m、12m； 剪切公差：最大+75mm； 剪切力：5MN； 剪刃长度：950mm； 剪刃开口度：150mm；
第三章 生产工艺与流程简图
二、 生产工艺流程简述
本车间采用130×130×10000连铸坯为原料，轧制Φ8~Φ50mm圆钢和螺纹钢。该车间为单线连续式轧机，成品机架最高轧制速度为24m/s。
经检查合格的连铸坯，由天车运入本车间原料跨（尽可能热装热送），用磁盘吊车将存放在格架（或保温箱）中的钢坯成排调运到上料台架上，通过台架步进动梁将钢坯前移，并使钢坯在台架的后部逐渐散开，当钢坯移送到台架末端时，使钢坯单根地滑到上料台架上，此时，在台架输出端的止挡钩升起以防止第二根钢坯连续滑到上料辊道上。当一根钢坯滑到上料辊道上时，钢坯通过辊道运送到钢坯称量装置上进行测长和称重，并显示打印，不合格钢坯如在台架发现即可通过不合格钢坯剔除装置剔除。当钢坯通过测长和称量后，钢坯在通过装料辊和装炉炉内辊道送入炉内，并通过设在炉门附近的一对光电管给炉内辊道一个信息，使其对钢坯在炉内准确定位，钢坯通过步进梁底组合式加热到1150℃--1200℃，加热后的钢坯通过出炉炉内辊道和拉料辊道送入粗轧机组轧制6道次，然后经一号切头飞剪切头后进入中轧机组轧制4—6道次，再经过二号切头飞剪切头后进入精轧机组轧制2—10道次，共轧制11—22道次轧制成Φ8~Φ20mm棒材。轧件在粗轧和中轧机组中采用微张力无扭转轧制，在精轧机组机架间设有立式活套实现无张无扭转轧制。轧机传动系统，采用逆向调节，全车间为二级计算机控制，轧线上设有可编程控制器（PLC），轧机速度可进行单机和级联调节控制。轧件从成品机架轧出后，在生产螺纹钢时，采用“Tempcore”水冷技术，然后进入成品分段飞剪分段，而生产圆钢时将水冷装置移出轧线并以辊道替代，则圆钢经辊道再进入成品分段飞剪分段，经分段的棒材沿冷床上钢装置进入齿条式冷床冷却，需热检的在冷床末端取样热检，然后由冷床卸钢装置成排地抛到冷床输出辊道上在运送到冷剪机剪成6—12米定尺长度，然后经辊道运送到检查打捆台架，有钢材移送装置将钢材从辊道上成排地移送到台架上，钢材在台架上通过链式运输机往前移动，而在移出过程中短尺钢材经短尺剔出装置剔出，而定尺钢材在经过计数分离系统计数和分离，然后将一定数量的钢材送入打捆机辊道，并引入打捆机打捆，然后成捆的钢材经辊道运送至成品称量装置称量后收集，最后由吊车吊入库。
三 车间平面布置
平面布置原则及内容
3.1.1、 原则
1、 应满足工艺要求，使车间具有畅通的合理的金属流程线；
2、 应满足产品产量、质量和品种上的要求；
3、 设备的间距应满足工艺上的要求，互不干扰，并考虑操作安全和条件；
4、 跨间位置关系要合理，即满足工艺要求，又节省占地面积和投资；
5、 使上下车间联系紧密，运输距离短，并为车间发展留有充分余地。
3.2、 内容
1、 金属流程的选定
确定车间流程线是平面布置的首要内容，轧钢车间常规流程线有：
（1） 直线式
（2） 直线横列式
（3） 曲折式
（4） 放射式
（5） 汇聚式
（6） 过渡式
轧钢车间除金属流程线外，还有金属废料流程线，原材料、备品备
料以及成品加工流程线等，在安排这些流程线时应力求做到与主流程线不交汇，以防相互干扰。
3.1.2、 设备间距的确定
主要设备之间在位置上的相互关系和它们之间的距离确定是平面布置中的另一个重要问题。在考虑它们之间相互关系和决定间距时应根据产量大小、轧制产品长度和设备操作条件等因素，在保证满足生产要求的条件下，尽量紧凑，以节约车间面积。
（1） 加热炉和装料台架的距离；
（2） 加热炉和粗轧机组间的距离；
（3） 机组间的距离；
（4） 机架间的距离；
（5） 轧机到切断设备间的距离。
3.1.3、 仓库面积的确定
为了保证原料供应和成品存放，保证生产的正常周转，进行轧钢车间设计时应留有一定的面积的原料仓库、中间仓库以及其它物品的存放面积。
3.1.4 设计选择内容
一、 用全连续式轧制线和步进式加热炉（详见第二章）；
二、 装料台架与加热炉间的距离：22米；
三、 加热炉到粗轧机组间的距离：5米；
四、 机架间的距离：
（1） 粗轧机组间的距离： 1#-2# 3500mm
2#-3# 3500mm
3#-4# 3500mm
4#-5# 3500mm
5#-6# 3500mm
6#-1#飞剪 3500mm
（2） 中轧机组间的距离： 1#飞剪-7# 2800mm
7#-8# 2800mm
8#-9# 2800mm
9#-10# 2800mm
11#-12# 2800mm
12#-2#飞剪 3200mm
（3） 精轧机组间的距离:2#飞剪-13# 3000mm
13#-14# 3000mm
14#-15# 3000mm
15#-16# 3000mm
16#-17# 3000mm
17#-18# 3000mm
18#-3#飞剪 3200mm
3#飞剪-19# 3000mm
3.2 原料及成品仓库面积的确定
3.2.1、原料仓库面积的计算
原料仓库面积大小主要受下列因素影响：
（1） 车间轧机的生产能力
（2） 皮料和成品的钢种，断面形状和大小
（3） 坯料供应情况
（4） 仓库中对坯（5） 吊车工作场面以及运输路线所占面积
（6） 允许坯料堆放的高度以及场地决定的单位面积存放负荷等。
通常原料仓库面积可用下式计算：
24Ank2m [2]p120 F=0.7qh
式中：A—轧机小时产量，t/h；
n—存放天数；
k—金属消耗系数；
q—每立方米空间所能存放的原料重量，t； h—每对原料高度，m；
24—每天小时数；
0．7—仓库利用系数；
其中：A=88.83t/h
n=10
k=1.058
h=4m
3
q=3t/m
∴ F=2685.20m2
3.2.3、成品仓库面积计算
成品仓库基本上同原料仓库的计算相同。成品库钢材的存放量，当全长没有总成品库时，可按轧机3—7天的平均月产量计算。当全长无时，则按7—10天的轧机产量考虑，其单位面积钢材的负荷量，决定与钢材的断面形状和其堆方高度的安全要求。
成品库中除堆放备料钢材外，尚要考虑为成品进行表面质量的检查、清理验收、标记和包装等工序准备装置所占面积。
本设计确定该厂有总成品库，取n=7 nhQi有效堆放面积：F= m2 Pi
式中：n—堆放天数
h—轧机的日工作时间，取h=22
Qi--轧机小时产量，取Qi=
Pi--成品堆放负荷量，取Pi=3t/m2
∴ F=4559.94m2
成品仓库面积：F成=F/40%=11399.85m2
第四节 平面布置简图
料进行检查，清理修磨等工序所需要的工作面积大小
第五章 典型产品的工艺设计（孔型设计）
第一节 孔型设计的内容、要求、原则
4、孔型设计的内容
4.1.1、孔型设计的全部设计与计算内容包括三个方面：
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，确定出变形方式、道次和各道次的变形量以及在变形过程中所采用的孔型形状和尺寸。
4.2.2、轧辊孔型设计—孔型配置
根据断面孔型设计确定孔型在每个机架上的分布及其在轧辊上的位置和状态，以保证轧件能正常轧制，操作方便，且其节奏时间为最短，成品的质量好和轧机的生产能力高。
4.2、孔型设计的要求
孔型设计是否合理，直接影响到成品的质量、轧机的生产能力、产品的成本、劳动条件和劳动强度，因此，合理的孔型设计应满足以下几点要求：
4.2.1、保证获得优质的产品
即保证成品的断面几何形状正确，断面尺寸在允许偏差范围内或达到高精度，表面光洁，无耳子，折迭，裂纹，麻点，刮伤表面缺陷，金属内部的残余应力小，金相组织及机械性能良好。
4.2.2、保证轧机生产率高
孔型设计通过轧制节奏时间和作业率影响轧机的生产能力。影响轧机节奏时间的主要因素是轧制道次数，一般越少越好，但在交叉轧制条件下适当增加道次数。
影响轧机作业率的主要因素是孔型系统、负荷分配和孔型及轧机轧辊辅件的共用性。合理的孔型设计应能充分发挥轧机设备能力加以满足工艺上的许可条件等等，以求达到轧机的最高生产能力。
4.2.3、产品成本最低
为达到降低生产成本的目的。必须降低各种消耗，由于成本的80%以上取决于金属消耗，所以金属消耗在成本中起重要作用。
4.2.4、劳动条件好、强度小
保证生产安全、改善生产条件，减轻笨重的体力劳动。
4.2.5、适应车间的设备条件
孔型设计必须考虑车间各主辅设备的性能及布置。
4.3孔型设计的原则
4.3.1、选择合理的孔型系统
在设计新产品的孔型时，应拟定各种可能使用的系统，通过充分地对比分析，然后从中选样出合理的孔型系统。
2、充分利用钢的高温塑性，把变形量和不均匀变形量集中在前几个道次，然后顺轧制程序逐渐减少变形量。
3、采用形状简单的孔型，选用孔型的数量要适当。
4、道次数与翻钢程序及次数要合理。
5、轧件在孔型中的状态应稳定或力求稳定。
6、生产型钢的品种多的型钢轧机，其孔型的共用性应广些。
7、要便于轧机的调整。
4.4、孔型系统的选择及变形量分配
4.4.1、生产螺纹钢的孔型系统一般由延伸孔和精轧孔两部分组成
延伸孔的目的是减少轧件断面，并为轧件正确、顺利地进入精轧孔创造良好条件，一般采用箱型、六方-方、椭圆-圆、菱方、椭圆-方五种孔型系统。
精轧孔型常见的孔型系统有：圆-椭圆-圆，椭圆-立椭-圆两种。
箱型孔型具有沿轧件整个宽度上变形均匀，压下量大的特点，因而，本设计轧制130MM方坯使用孔型系统为：第1-4道次为箱型孔，以利用道次压下量，第5-22道次采用椭圆-圆孔型系统。
孔型系统示意图见下图5--1：
产品

轧辊直径/mm

粗轧

中轧

精轧

规格

1
2
3

4
5
6

7

8
9

10

11
12
13
14
15

16

17

18
19

12～16 螺

560
560
560

560
500
500

500

500
500

500

390
390
390

390

390

390
390

16 圆

560
560
560

560
500
500

500

500
500

500

500
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390
390

390

390

390
390

18～20 螺

560
560
560

560
500
500

500

500
500

500

390
390

390

390

390
390

18 圆

560
560
560

560
500
500

500

500
500

500

500
500

390
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390
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20 圆

560
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500
500

500

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500

500

500
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22 圆

560
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500

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500

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390

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25～32 圆

560
560
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560
500
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500

500
500

500

390

390

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390

22 螺

560
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500
500

500

500
500

390

390

390
390

25～32 螺

560
560
560

560
500
500

500

500
500

500

390

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390

36 螺

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560
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500
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500
500

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40 螺

560
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500
500

500

500
500

500

390
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50 螺

560
560
560

560
500
500

500

500
500

500

不同规格各架轧机调整辊缝值见表 10。

表 10

5、咬入稳定性计算
5.1、轧辊速度分配
5.1.1、连轧常数
确定最后架即18架轧制速度v18=24m/s,忽略前滑与推拉的影响，
连轧常数
C=F18v18=157.57×24=3781.68mm2·s [3]p201 由公式v=CFi，求出各道次轧件的线速度（单位：m/s）
3781.68=0.28 v2=0.37 v3=0.45 13526.06
v4=0.63 v5=1.00 v6=1.12 v1=CF1=v7=1.56 v8=1.93 v9=2.61 v10=3.28 v11=4.29 v12=5.54 v13=7.08 v14=9.20 v15=11.48 v16=14.90 v17=18.91 v18=24
2、计算各机架轧辊工作直径
(1)、（a）在箱型孔型中轧辊的工作直径 h-s Dg=D- [4] 2
式中：D—名义直径
h—轧件高或孔型高
s—辊缝
（b）椭圆孔型轧辊工作直径
Dg=(D-1.33z)´1.01
式中：z—轧槽最大深度，z=
D—同上
（c）圆孔型轧辊工作直径
Dg=D-1.56z
式中：D、z同上
(2)、有上述公式得：
93.49-16 1#箱型 Dg1=550-=511.26mm 2
2#箱型 Dg2=508.98mm
3#箱型 Dg3=522.66mm
4#箱型 Dg4=450-
5#椭孔 Dg578.04-12416.98mm 256.91-6öæ=ç450-1.33´÷´1.01=420420.31mm 2èøh-s 2
6#圆孔 D65.72-6
g6=450-1.56´2=403.42mm
7#椭孔 Dæç39.80-5ö
g7=è400-1.33´2÷ø´1.01=380.63mm
8#圆孔 D49.97-5
g8=400-1.56´2 =364.92mm
9#椭孔 Dg9=386.67mm
10#圆孔 Dg10=374.01mm
11#椭孔 Dg11=391.39mm
12#圆孔 Dg12=380.91mm
13#椭孔 Dæ18.62-4ö
g13=çè300-1.33´2÷ø´1.01=293.18mm
14#圆孔 D22.88-4
g14=300-1.56´2=285.27mm
15#椭孔 Dg15=295.73mm
16#圆孔 Dg16=288.32mm
17#椭孔 Dg17=296.48mm
18#圆孔 Dg18=290.64mm
3、轧辊转速计算 由公式60´103´v
n=pD可得 n=60´103´v
gpD [5]
g
式中：n—轧辊转速，r/min
v—轧件速度，m/s
Dg--工作辊径，mm
∴ n1=10.46 n2=13.89 n3=16.45
n4=28.87 n5=45.46 n6=53.05
n7=78.31 n8=101.06 n9=128.98
n10=167.58 n11=209.44 n12=277.91
n13=461.45 n14=616.24 n15=741.77
n16=987.49 n17=1218.76 n18=1577.89

第六章 强度校核
第一节 轧制压力、力矩、功率
一、轧制压力的计算
以粗轧第一架为校核对象
1、计算单位轧制压力，采用艾克隆德公式 P=(1+m)(k+hm) （* ） [6]
1.6fRDh-1.2Dh （**） h0+h1
其中：f—轧件与轧辊间的摩擦系数
f=a(1.05-0.0005t),对于钢轧辊，a=1 R—轧辊的工作半径
Δh—每道次的平均压下量
h0、h1--坯料轧前后的高度
将第一架各参数带入（**），得
m=0.18
k—静压力下单位变形抗力，
k=(14-0.01t)(1.4+C%+Mn%+0.3´Cr%)´10 kgmm2,其中：
C、Mn、Cr为碳、锰、铬的含量
对合金钢：
40Cr k=(14-0.01×1000)(1.4+0.4%+0.3×1%)×10=56.28MPa 20CrMnC k=(14-0.01×1000)(1.4+0.2%+1%+0.3×1%)×10=56.60MPa 对优质碳素结构钢：
45#钢 k==(14-0.01×1000)(1.4+0.45%)×10=56.18MPa
60#钢 k==(14-0.01×1000)(1.4+0.60%)×10=56.24MPa
70#钢 k==(14-0.01×1000)(1.4+0.70%)×10=56.28MPa
∴ kmax =56.60MPa
h--被轧钢材的粘度系数，h=0.01×(14-0.01t)c,其中： c—轧制速度系数
t—轧制温度
轧制速度的选取见下表6—1：
∴ h=0.01×（14-0.01×1000）×1=0.04 式中：m—外摩擦影响系数，m=
m--平均变形速度，m=2vDhR
ho+h1，则

6、轧机预装要求

6.1.1、轧辊间收到车削好的轧辊后对其进行验收，要求轧辊表面不准有裂纹、砂眼、气孔和夹杂等

缺陷。

6.1.2、辊槽要与样板相吻合，通过塞尺测量偏其差在±0.1mm 范围内，轧槽的间距同样用样板和塞尺测量,偏差在±0.1mm。

6.1.3、轧辊应成对使用，车削后应注明上下轧辊。螺纹钢成品架上辊的商标、钢质代码清晰无错字。

6.2.1、上下辊辊径通过专用游标卡尺测量，要求辊径要一致，如不能，则上辊辊径不能小于下辊辊径，即粗轧上辊至多比下辊辊径大 1mm、中轧上辊至多比下