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第一篇 冷轧带钢工艺 1

第1章 概述 1

1.1 冷轧带钢产品分类 1

1.1.1 国际低碳软钢的分类 1

1.1.2 国内钢铁公司的产品分类 1

1.1.2.1 按冷轧带钢原板分类 2

1.1.2.2 原板表面加镀保护层后的冷轧带钢分类 3

1.1.2.3 专用特殊钢 4

1.2 冷轧带钢厂的基本组成 7

1.2.1 多功能冷轧带钢厂 8

1.2.2 不锈钢冷轧带钢厂 10

1.2.3 电工钢冷轧带钢厂 11

1.2.4 电镀锡（铬）板生产厂 12

1.2.5 汽车专用冷轧带钢厂 12

1.2.6 冷轧带钢厂布置图 13

第2章 冷轧带钢厂中的酸洗机组 16

2.1 酸洗机组组成及工艺 16

2.1.1 酸洗机组的功能 16

2.1.2 氧化铁皮的组成 16

2.1.3 影响氧化铁皮形成的因素 17

2.1.4 影响氧化铁皮厚度的主要因素 18

2.1.5 氧化铁皮厚度的估算法 19

2.1.6 氧化铁皮的化学除鳞原理 20

2.2 盐酸酸洗 20

2.2.1 盐酸酸洗的工艺过程 20

2.2.2 影响盐酸酸洗时间的因素 21

2.2.3 酸槽内液面上蒸汽中盐酸的含量 25

2.3 全连续酸洗机组 26

2.3.1 酸洗机组简述 26

2.3.2 全连续酸洗机组工艺与设备组成 28

2.3.2.1 入口区段 28

2.3.2.2 焊接区段 32

2.3.2.3 工艺区段 32

2.3.2.4 切边区段 33

2.3.2.5 出口区段 34

2.3.3 半连续酸洗机组组成与工艺 35

2.4 酸洗机组各部位的主要结构的选择 42

2.4.1 入口区段的多种方案 42

2.4.2 焊接设备的选择 43

2.4.3 工艺区段设备的选择 44

2.5 连续酸洗机组设计步骤 46

2.5.1 基本参数的确定 46

2.5.2 机组入口段设备和入口活套的储量确定 53

2.5.3 机组出口段设备和出口活套的储量确定 57

2.5.4 机组各段张力的确定 61

2.5.5 机组中的防跑偏装置 64

2.5.6 在连续加工机组中设置防跑偏装置的几个原则 71

2.5.6.1 开卷机的CPC 71

2.5.6.2 卷取机的EPC 72

2.5.6.3 圆盘剪切机前的带钢对中装置 72

2.5.6.4 活套装置的带钢防跑偏 72

2.5.6.5 工艺段的带钢防跑偏 73

第3章 冷轧带钢厂中的冷轧带钢机组 74

3.1 冷轧带钢 74

3.1.1 冷轧带钢的含义 74

3.1.2 冷轧带钢的表面的缺陷 74

3.1.3 对冷轧带钢质量的要求 75

3.1.3.1 表面状态与表面光洁度 75

3.1.3.2 带钢外形与尺寸精度 76

3.1.3.3 带钢的加工性能 79

3.1.3.4 带钢的时效性能 80

3.2 冷轧带钢轧机 81

3.3 带钢冷轧制性能参数及基本概念 84

3.3.1 计算过程中的重要概念 85

3.3.2 带钢在冷作硬化后的变形抗力 87

3.3.3 冷轧带钢时的摩擦系数 89

3.3.4 辊缝中的压力分布状态的分析 89

3.3.5 带钢冷轧的轧制力计算 91

3.3.6 带钢冷轧的轧制力矩计算 97

3.3.7 几种金属材料的变形抗力曲线 102

3.4 带钢冷轧对带钢机械性能的影响 103

3.4.1 加工硬化 103

3.4.2 带钢平面内各点的机械性能发生的变化——机械性能异向性 104

3.4.3 带钢表面的粗糙度得到极大改变 105

3.5 带钢冷轧机组的主要类型及工艺与设备组成 105

3.5.1 单机可逆冷轧机组 105

3.5.1.1 常规可逆冷轧机组的设备组成 106

3.5.1.2 常规可逆冷轧机组的工艺过程简述 108

3.5.1.3 多辊可逆冷轧机组 110

3.5.2 单机可逆轧机组的装机水平 110

3.5.3 多机架冷连轧机组 112

3.5.4 早期多机架冷连轧机组 112

3.5.5 全连续多机架冷连轧机组（无头轧制） 112

3.5.6 全连轧机组中的几个关键部位 114

3.5.6.1 卡鲁塞尔卷取机的换卷技术 114

3.5.6.2 滚筒式分切飞剪的工作原理 115

3.5.6.3 轧辊的更换方式的选择 116

3.5.6.4 有关焊缝的几种处理方式 116

3.5.7 酸洗-连轧联合机组 117

3.5.7.1 联合机组结构特点 117

3.5.7.2 酸轧联合机组的特点 118

3.5.8 双机架可逆-连轧冷轧机组 120

3.6 世界各地建立的各式冷轧机组一览表 120

3.7 冷轧机组的设计过程 123

3.7.1 轧制原料 123

3.7.2 成品参数 124

3.7.3 产量计算 124

3.7.3.1 如何确定工作辊直径 124

3.7.3.2 轧机速度与机组速度的确定 126

3.7.3.3 轧制带钢张力的确定 130

3.7.3.4 轧制冷却液-轧制油乳化液的选择与用量确定 130

3.7.3.5 冷轧机组设计与产量计算中的几个重要环节 131

3.7.3.6 机组三个活套的储存量的确定 137

第4章 冷轧钢厂中的平整机组 139

4.1 平整机组的分类 139

4.2 平整机组的组成与工艺 140

4.2.1 单机架平整机组 140

4.2.2 双机架平整机组 143

4.3 平整工艺对带钢性能的影响 143

4.3.1 平整对带钢机械性能的影响 144

4.3.2 平整工艺中的基本参数选择 144

4.3.2.1 平整率（或称延伸率） 144

4.3.2.2 平整速度对平整率的影响 145

4.3.2.3 平整机工作辊直径与辊面对粗糙度的选择 147

第二篇 冷轧带钢设备设计 149

第5章 冷轧带钢的几种常用的通用设备 149

5.1 卷材鞍座与运卷小车 149

5.1.1 卷材鞍座与运卷小车在机组中的位置 149

5.1.2 功能 150

5.1.3 卷材鞍座的种类与结构 150

5.1.3.1 运卷小车的种类 151

5.1.3.2 运卷小车结构 151

5.2 开头与直头机设备 157

5.2.1 推拉酸洗机组的头部设备 159

5.2.1.1 功能辊 159

5.2.1.2 刮板与转向辊 159

5.2.1.3 带拉料辊的直头机 159

5.2.1.4 导向压辊及焊接架 162

5.2.2 可逆冷轧机组的头部可采用的设备 162

5.2.3 适用于薄带钢并未经退火处理的卷材开卷 163

5.2.3.1 磁力皮带 164

5.2.3.2 二辊式拉料直头辊 164

5.3 拉料辊、张力辊与辊子 165

5.3.1 辊子 165

5.3.1.1 辊子的分类 166

5.3.1.2 关于空转辊的设计 167

5.3.2 拉料辊的设计 168

5.3.3 张力辊的设计 169

5.3.3.1 张力辊的张力计算 169

5.3.3.2 张力辊的结构 171

5.3.3.3 张力辊直径选择及传动力矩计算 171

5.3.3.4 几种常用的张力辊结构 172

5.4 立导辊 174

5.4.1 早期的立导辊 175

5.4.2 稍有改进的立导辊 175

5.4.3 经改进的立导辊 176

5.4.4 值得推荐的立导辊结构 176

5.5 带钢自动对中装置 177

5.5.1 自动对中原理 178

5.5.1.1 带钢在鼓形辊上纠偏 178

5.5.1.2 带钢的自动对中装置的对中原理 179

5.6 步进梁 184

5.6.1 步进梁工作原理 184

5.6.2 步进梁受力分析 184

5.6.3 步进梁结构分析 184

5.6.4 步进梁应用 186

5.7 活套 187

5.7.1 立式活套 187

5.7.1.1 立式活套的功能与特点 190

5.7.1.2 立式活套的构造解析 190

5.7.1.3 立式活套中存在严重偏载问题 194

5.7.2 水平活套 200

5.7.3 水平活套中的带钢托辊的多样性 201

第6章 开卷机与卷取机 204

6.1 卷筒轴的特点与结构 204

6.1.1 卷筒轴的工作特点 204

6.1.2 卷筒轴的结构原理 205

6.2 开卷机 205

6.2.1 早期的开卷机 205

6.2.2 楔形胀缩卷筒 206

6.2.3 悬臂式开卷机 208

6.2.3.1 悬譬式开卷机的结构与组成 208

6.2.3.2 卷筒轴 208

6.2.3.3 开卷机传动系统 212

6.2.3.4 开卷机滑动底座与CPC缸 212

6.2.3.5 活动支撑 215

6.3 卷取机 218

6.3.1 卷取机与开卷机的比较 218

6.3.2 卷取机的发展及类型 218

6.3.2.1 早期卷取机之例一 219

6.3.2.2 早期卷取机之例二 219

6.3.2.3 早期卷取机中较优秀结构 219

6.3.2.4 组合式楔块卷筒 220

6.3.2.5 介绍几款近代被广泛采用的卷取机 221

6.3.2.6 卷取机的总装配图 224

6.3.3 卡鲁塞尔卷取机 224

6.3.4 介绍几款助卷机 227

6.3.5 助卷带的选择 230

6.3.6 开卷机与卷取机的计算 231

6.3.6.1 开卷机卷筒胀缩缸的确定 232

6.3.6.2 开卷机传动系统计算 233

6.3.6.3 卷取机传动系统计算 235

6.3.6.4 卷取机的受力计算 238

第7章 剪切设备 245

7.1 液压斜刃式下切剪 245

7.1.1 切头切尾剪 245

7.1.2 液压切剪机的设计要点 246

7.1.3 双重切头切尾剪 249

7.2 浮动式剪切机 250

7.3 快速更换剪刃的圆盘剪边机与碎边机 251

7.3.1 圆盘剪切机的情况介绍 251

7.3.2 快速更换剪刃的圆盘剪边机与碎边机 251

7.3.3 快速更换剪刃的圆盘剪边机刀体 252

7.3.3.1 上刀轴与下刀轴设计特点 252

7.3.3.2 刀体的回转与定位 253

7.3.3.3 传动装置的置换 254

7.3.3.4 宽度调节机构 254

7.3.3.5 碎边机 254

7.3.3.6 废边通道的转换 256

7.3.3.7 快速换刃 256

7.4 圆盘剪的力能计算 259

第8章 飞剪机 260

8.1 冷轧带钢生产中的飞剪 260

8.1.1 滚筒式高速分切飞剪 260

8.1.2 滚动式高速飞剪的基本结构 261

8.1.3 飞剪的几个重要辅助装置 261

8.1.4 滚动式分切飞剪的力能计算 263

8.1.5 滚动式分切的启动电机功率及剪切电机功率的计算 264

8.2 定尺飞剪 267

8.2.1 曲柄四连杆高速飞剪的基本结构 268

8.2.1.1 上刀架 268

8.2.1.2 下刀架 271

8.2.1.3 空切齿轮箱的设计 273

8.2.1.4 飞剪传动装置 273

8.2.2 曲柄四连杆高速定尺飞剪的运动轨迹 276

8.3 摆式定尺飞剪 278

8.4 定尺飞剪的计算 280

8.4.1 基本定尺与转速范围 280

8.4.2 定尺飞剪的运动学与动力学计算 280

8.4.2.1 曲柄四连杆定尺飞剪的动力矩计算公式 280

8.4.2.2 双曲柄五连杆定尺飞剪的动力矩计算公式 282

8.4.2.3 定尺飞剪的各要点的速度计算公式 285

8.4.2.4 剪切点的速度方程推导 287

8.4.2.5 定尺飞剪的动力矩计算顺序 288

8.4.2.6 定尺飞剪动力矩计算举例 290

8.4.2.7 定尺飞剪的动力矩计算分析 290

8.4.2.8 对定尺飞剪动力矩的“四大因素曲线”的分析与对飞剪结构的改进 293

8.4.2.9 上下剪刃的同步速度的核算 296

8.5 摆式飞剪的动力矩平衡方法 300

8.5.1 摆式飞剪的工作原理图 301

8.5.2 平衡机构的设计原理 303

8.5.3 平衡机构的结构模型 303

第9章 冷轧带钢中的拉伸弯曲矫直设备 306

9.1 拉弯矫机的发展过程 307

9.2 拉弯矫直的基本概念与原理 307

9.2.1 应力-应变曲线上“屈服段”的特性说明 307

9.2.2 拉弯矫的基本概念的建立 309

9.2.3 拉弯矫机的典型结构 310

9.3 破鳞兼矫直的拉弯矫装置 311

9.3.1 破鳞矫拉弯矫装置的功能 311

9.3.2 破鳞矫拉弯矫装置的组成 312

9.3.2.1 弯辊组的结构与组成 312

9.3.2.2 换辊机的结构与组成 313

9.4 冷轧薄带钢的拉弯矫装置 315

9.4.1 冷轧薄带钢拉弯矫直机的组成与功能 315

9.4.2 换辊机 317

9.5 拉弯矫机的力能计算 318

9.5.1 拉弯矫机的张力计算公式 318

9.5.2 拉弯矫机的张力计算公式中的几个问题的检验 320

9.5.3 拉弯矫机的传动系统 321

9.5.3.1 拉弯矫机的传动系统分类 322

9.5.3.2 对雷德克斯传动系统功能的解析 324

9.5.3.3 拉弯矫机与平整机的组合 327

第10章 薄带钢冷轧主机及相关设备 331

10.1 可逆轧机的主机区设备组成及功能 331

10.2 冷轧机 331

10.2.1 冷轧机的组成与功能 333

10.2.2 轧机机座及弯辊块的组合 333

10.2.3 轧辊辊系 342

10.2.3.1 工作辊 342

10.2.3.2 中间辊 344

10.2.3.3 支承辊 346

10.2.4 轧辊弯辊块与换辊轨道 347

10.2.4.1 上支承辊平衡缸块 347

10.2.4.2 上中间辊弯辊块 347

10.2.4.3 上下工作辊弯辊块 348

10.2.4.4 辊换辊轨道 349

10.2.5 轧辊调零装置 350

10.2.6 AGC液压缸 351

10.2.6.1 AGC液压缸带来的新功能 352

10.2.6.2 AGC液压缸的结构与特点 352

10.2.6.3 AGC液压缸制作特点 353

10.2.7 中间辊轴向位移装置 354

10.2.8 轧辊轴向锁紧机构 355

10.2.9 接轴托架 356

10.2.10 轧辊平台与排烟罩 356

10.3 台式快速换辊机 358

10.3.1 换辊机的几个设计特点 359

10.3.2 换辊过程的说明 360

10.3.2.1 工作辊换辊过程 360

10.3.2.2 中间辊换辊过程 361

10.3.2.3 支承辊换辊过程 362

10.4 箱式换辊机的简单介绍 364

10.4.1 箱式换辊机的特点 364

10.4.2 箱式换辊机结构与功能 364

10.4.3 箱式换辊机换辊过程 366

10.5 机前导向压板 367

10.5.1 机前导向压板结构组成 367

10.5.2 机前导向压板的功能 369

10.6 防溅装置与轧辊冷却 370

10.6.1 防溅装置和轧辊冷却的组成与功用 371

10.6.2 管路系统的组成结构与功能 371

10.6.3 防溅板的结构与功能 373

10.7 轧机传动装置 373

10.7.1 联合齿轮机座 374

10.7.2 同步齿轮的中心距选择 374

10.7.3 合理设计同步齿轮轴的主动齿轮轴 374

10.7.4 小型联合齿轮机座 376

参考资料 377

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