1400平整机设计摘要现代工业技术和生产工序自动化的迅速发展,对冷轧带钢的数量和质量的要求越来越高。
冷轧带钢平整是带钢生产的一个重要环节,这也促使冷轧生产技术、装备技术和控制技术向更高的方向发展。
而冷轧带钢平整作为冷轧精整生产过程中的一个重要工序,对产品质量的保证有着十分重要的作用。
为了适应冷轧生产高速化、连续化、自动化的发展需要,不断提高产品质量和性能,每个钢铁企业都引进先进的平整设备。
本论文阐述了1400平整机组的装机水平及特点,机组的机械设备组成,着重介绍了机组的主传动系统的设计及其主要零部件的强度校核,为平整机能更好地满足平整精度要求提供了设备支持。
机组设备在满足先进性、实用性的同时,考虑经济性,从研发制造以及设备维护角度考虑所需的费用支出,并且从环保角度考虑其是否适合环保节能生产,是否符合相关规定。
关键词:带钢;平整机;冷轧Design for 1400 Temper Rolling MillAbstractAs the modem industrial technology and the automation of production processes are developing rapidly,the request to quantity and quality of cold—rolled strip is getting higher and higher.This also contributes to the cold—rolled production technology,equipment and technology and control technology to a higher direction.Cold-rolled strip temper as an important finishing process take an important role in ensuring the quality of products,It is a key to provide users satisfactory products.Its continuity and automation has been widespread concern.In order to adapt to the cold rolling production high speed,continuous,the automated development need,improved the product quality and the performance unceasingly,cold rolling pickled under the normal temperature condition.Temper Can enhance the strip mechanical property,improve the shape of plate,adjust the strip surface roughness and obtain the coil that meeting the requirements.Key words:strip steel;temper Rolling Mill;cold rolling目录1 绪论 (1)1.1选题背景及目的 (1)1.1.1选题背景 (1)1.1.2选题的目的与意义 (1)1.2国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果 (2)1.2.1国内研究成果 (2)1.2.2国外研究成果 (3)1.3.课题的研究内容及方法 (3)1.3.1课题的研究内容 (3)1.3.2课题的研究方法 (4)2 平整机总体方案的确定 (5)2.1机座形式 (5)2.2主传动机构 (5)2.3压下机构 (7)2.4工作辊辊系 (8)2.4.1工作辊选择 (8)2.4.2工作辊轴承选择 (8)2.5支承辊辊系 (9)2.5.1支承辊选择 (9)3 力能参数计算 (11)3.1选取轧辊的参数规格 (11)3.2轧制力计算 (11)3.2.1力能参数 (11)3.2.2对工作辊受力分析 (14)3.3.1计算电机功率 (15)3.3.2电机选择 (16)3.4电机校核 (16)3.4.1主电机上的力矩 (16)3.4.2电机过载校核 (16)4 主要零件的设计及校核 (18)4.1轧辊的设计校核 (18)4.1.1工作辊轴头校核 (18)4.1.2对支承辊进行弯曲校核 (19)4.1.4对工作辊与支承辊接触面进行接触应力校核 (21)4.2 轧辊轴承的选用与寿命计算 (23)4.2.1轴承的选择 (23)4.2.2轴承的寿命计算 (23)4.3机架设计校核 (25)4.3.1机架的结构尺寸 (25)4.3.2机架强度计算 (28)4.4万向接轴校核 (31)5 润滑方式的选择 (31)5.1干油及稀油润滑 (32)5.2油气润滑 (33)6 经济可行性分析 (35)6.1设备完好率与利用率 (35)6.2预备役龄 (35)6.3设备经济寿命的确定 (37)6.4机械购置成本 (38)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (40)1 绪论1.1选题背景及目的1.1.1选题背景冷轧带钢生产的发展,不仅取决于轧钢主要设备(轧钢机)工作速度的提高和轧制周期的缩短,也在很大程度上取决于轧钢辅助设备的不断改善和改进。
轧钢辅助设备在现代轧钢生产中起着很重要的作用。
其机械化和自动化程度以及生产能力的高低,直接影响着轧钢生产现代化的发展和生产率的提高。
由于冷轧后的带钢产生加工硬化, 无法满足当今高质量汽车及家电外壳美观设计的要求,故必须对带钢进行退火,平整方能满足要求,因此开发设计冷轧带钢平整机组是非常必要的, 它作为冷轧机组的后续处理作业线, 可以极大地提高产品的附加值, 该机组在钢铁行业中占有非常重要的地位。
经过再结晶退火的冷轧带钢需要进行平整,以获得交货状态需要的各种性能。
从压下变形看,平整的实质是一种小压下率(0.5%~4% )的二次冷轧变形。
平整作为冷轧带钢生产的重要工序,主要目的是:消除退火带钢的屈服平台,防止在冲压加工时产生滑移线,调制好带钢的力学性能;改善带钢的平直度,得到较为平坦的带钢;通过对平整机工作辊表面的毛化处理,使带钢表面呈现不同粗糙度的表面结构,以得到镜面钢板或深冲用途的钢板。
目前作为冷轧带钢先进生产工艺的连续退火机组,其实质就是把传统的退火工艺和平整处理工艺结合在一起的连续式生产工艺。
选择合理的平整机机组与连退炉相结合,是连续退火机组高效率、高质量、低成本、低消耗生产的关键。
1.1.2选题的目的与意义在冷轧带钢的生产过程中,平整是十分重要而且必不可少的工艺环节之一,对于保证带的钢质量有着非常重要的作用。
1、经过再结晶退火的带钢,其拉伸曲线上的屈服平台是可以直接影响再加工工序和加工质量的重要因素。
如果在平整机上对带钢施加很微小的变形,便可消除这一现象。
其效果可保持2-6个月,甚至在更长的时间内也不会再次出现。
2、通过平整机组上的弯辊装置、轧辊压下的单侧调整和轧辊凸度的设置,经过平整就可减轻或消除原料的板形不良现象,为后续加工的工序创造出良好的条件。
3、通过使用毛化处理的工作辊,可在带钢表面生成各种符合再加工工序要求的表面粗糙度。
4、通过适当控制延伸率,可对带钢机械性能起到有限的调控作用。
5、通过平整这道工序可减轻或消除连轧机由于轧辊原因造成的轻微辊印。
还可以通过调整张力或速度的方式来消除或减轻原料粘结对表面质量产生的影响。
图1.1 带钢平整前后的应力应变曲线1.2国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果1.2.1国内研究成果从国内看,国内平整机厂家中一重,二重是很好的生产商。
中国第一重型机械集团公司为鞍山股份公司设计制造的国内首台冷轧机—1780平整机在中国一重的重型装备制造厂装配现场实现全面告捷,这填补了国内成套冷轧机制造长久以来的空白。
该平整机每分钟的运转速度可达到1450转,好比“印钞机”一般,所以对设备制造的精度和质量的要求都很高。
而这套设备在生产中也完全满足了生产要求,为企业带来了巨大的经济效益。
中国二重在平整机领域也取得很好的成绩,印度JSL公司的1750mm不锈钢平整机组总包合同“花落”第二重型。
该合同的成功签订,标志着中国二重在不锈钢冷轧带钢的平整领域取得了重大突破,产品以及技术得到国外用户的认可。
这是二重自主设计研发的第一条不锈钢冷轧带钢平整机组,总制造周期为11个月。
由二重负责机械及流体设备的设计研发与供货,由宝钢工程技术集团有限公司负责这条机组生产工艺和电气控制系统设计供货。
近几年我国的几大钢铁公司接连引进数条冷轧带钢生产线,对高质量的冷轧产品来说,光亮平整与张力平整是必要的工序,因此,适合各公司产品的各种型式的平整机得到了广泛应用, 宝钢1420冷轧生产线在连续退火机组的出口段串列式地设置了两架六辊HC 平整机,宝钢三期工程1550冷连轧机组从日本引进了一套 1550CAL VC辊平整机,攀钢冷轧厂平整过程采用的是单机架四辊平整机。
八钢冷轧近来从韩国引进原产于日本的二手设备,是单机架四辊平整机,这套设备电气自动化控制系统部分是由意大利DANIELI公司依据现有设备配套提供。
其产品定位主要是建筑类和轻工类普通平整钢卷,到目前为止已经开发出了DC系列的汽车板。
1.2.2国外研究成果从国际上看,日本三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)、奥地利西门子-奥钢联(SIEMENS-VAI)、德国西马克(SMS)、意大利达涅利(DANIELI)等企业无疑是冶金设备中的佼佼者。
奥地利奥钢联在平整技术领域取得了新的进展,采用Smatrcrown平直度控制系统的2机架轻摩擦平整机无需带钢润滑即可达到要求的平直度、伸长率以及表面粗糙度综合性能。
不同的机架可分别为带钢施加伸长率和表面粗糙度,模型优化机架的设定。
德国西马克公司的1780平整机组,是单机架四辊平整机,机架前方装配有一对大直径的张力辊,机架后则是一个导向辊。
电气和传动供货商为ABB公司,电气装备采用了ABB公司基础自动化控制系统,其中恒延伸率控制系统是国际上最先进和成熟的技术之一。
日本三菱公司是设计制造冷轧钢带平整机的主要厂家之一,其产品型式有单机架的,也有两机架的;在单机架平整机既中有二辊式的,也有四辊式的,三菱公司的平整机采用了AGC系统,该系统目前在全世界处于领先水平。
此外,同为日本重工企业的住友重工在平整机设计制造领域有着丰富经验及成果。
1.3.课题的研究内容及方法1.3.1课题的研究内容主要设计研究机座形式、主传动机构组成和作用、压下机构组成和作用、轧辊的结构特点及轴承形式等。