热轧中厚板工艺设计毕业论文

材料成型课程设计热轧中厚板工艺设计指导老师：钱健清姓 名： 学 号： 班 级： 专 业： 材料成型及控制工程 2012 年 12 月 21 日安徽工业大学 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页目录一 . 题 目及 要 求二 . 设 计 目 的三 . 已 知 条 件四 . 基本要求五 . 设计说明书（一） 产品技术要求及步骤（ 二 ） 工 艺 流 程图（ 三 ） 轧 制 规 程设 计3.1 轧 制 方法3.2 安 排 轧制 规程3.3 校 核 咬入 能力3.4 确 定 速度 制度3.5 确 定 轧制 延续 时 间3.6 轧 制 温度 的确 定3.7 计 算 各道 的变 形 程 度3.8 计 算 各道 的平 均 变 形速 度3.9 求 各 道的 变形 抗 力3.10 计 算 各 道 的 平 均 单 位 压 力 P 及 轧 制力 P3.11 计 算 各 道 总压力3.12 计 算 传 动 力 矩（ 四 ） 强 度 校 核（ 五 ） 电 机 功 率 校 核（六） 参 考 文 献（ 七 ） 车 间平 面 布 置图六 总 结 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页一 、 题 目 及 要求题目：热 轧 中 厚板工艺 设 计，使成品尺寸规格为 25*2500mm课程名称：材料成型课程设计课程类型：必修课教学对象：材料成型专业本科生二、设计目的材料成型课程设计是材料成型专业必修课之一，是课程教学的一个重要环节。其轧钢方向的课程设计要求达到以下目的：1）把塑性工程学 、 塑性加工原理 、 塑性加工车间设计 、 孔型设计等专业课程中所学的知识在实际设计工作中综合加以运用，巩固所学的专业知识，提高对专业知识和相关技能的综合运用能力。2）本次设计是毕业设计前的最后一个教学环节，为进一步培养学生工程设计的独立工作能力，团队协作意识，树立正确的设计思想，掌握工艺设计的基本方法和步骤，为毕业设计工作打下良好的基础。三、已知条件主 要 设备参数项目 粗轧机 精轧机轧机型式 四辊可逆轧机 PC 轧机工作辊辊身尺寸 /mm 8509503800 8509503800支撑辊辊身尺寸 /mm 170018003700 170018003700工作辊辊颈尺寸 / 500480 450420支撑辊辊颈尺寸 / 12001150 12001150工作辊材质 合金铸铁 合金铸铁支撑辊材质 铸钢 铸钢最大轧制压力 /MN 70 70最大轧制力矩 /MN*m 22.6 21.975最大轧制速度 /ms -1 4.239 6.123最大工作开口度 /mm 500 400主电机功率 /Kw 25000 25500主电机转速 /rpm 04590 065130压下速度 /mm s -1 25 15本设计主电机的功率分别选用：粗轧机组 =250001HPKw精轧机组 =255002西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页计算钢种：Q235坯料及产品规格坯料：2000*1500*200 mm 厚的连铸坯规格：25*2500（mm）四、基本要求独立完成工艺流程、规程设计（孔型设计） ，掌握工艺设计的基本内容，基本步骤和方法，熟练使用 AutoCAD 进行工程图的绘制。具体要求：1） 独立完成自己所负责的内容；2） 熟练搜集查阅文献资料；3） 综合运用所学的专业知识进行设计计算；4） 熟悉计算机绘图、文字及图表处理；5） 完成设计报告，要求文字通畅，结构明晰；6） 严格按照课程设计进度和教师要求，高质量地完成课程设计工作。五、设计说明书（一） 、产品技术要求及步骤1） 、牌号及化学成分（GB/T 700-1988）Q235 等级 A 含碳量 0.14%0.22%，含硅量 0.12%0.30%,含锰量0.30%0.65%，含磷量小于 0.045%，含硫量小于 0.050%脱氧方法：F沸腾钢、b半镇静钢、Z镇静钢2） 、力学性能：屈服强度 235Mpa、抗拉强度 375460Mpa3)、交货状态：正火4） 、工艺性能：塑性高，焊接性能好，可用于拉深、弯曲5） 、表面质量：表面缺陷少，表面平坦及光极度高步骤：1） 在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次压下量，这包括直接分配各道次绝对压下量或压下率、确定各道次压下量分配率（ ）及确h/定各道次能耗负荷分配比等各种方法；2） 制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度；3） 计算轧制压力、轧制力矩及总传动力矩；4） 检验轧辊等部件的强度和电机功率；5） 按前述制定轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进（ 二 ） 、 工 艺 流 程图：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页1、中厚板生产工艺流程设计如下图:2、 工 艺 制 度 ：在 保 证 压 缩 比 的 条 件 下 ， 坯 料 尺 寸 尽 量 小 。 加 热 时 出 炉 温 度 应 在 1120-1130， 温 度 不 要 过 高 ， 以 免 发 生 过 热 或 过 烧 现 象 ； 用 高 压 水 去 除 表 面 的 氧化 铁 皮 ， 矫 直 时 选 用 辊 式 矫 直 机 矫 直 ， 开 始 冷 却 温 度 一 般 尽 量 接 近 终 轧 温 度 ，轧 后 快 冷 到 相 变 温 度 以 下 ， 冷 却 速 度 大 多 选 用 510 或 稍 高 些 。 切 边 用 圆 盘式 剪 切 机 进 行 纵 剪 ， 然 后 飞 剪 定 尺 。（ 三 ） 、 轧 制 规 程设 计西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页3.1 轧 制 方法先 经 立辊侧压 及 纵 轧两道至板 坯 长 度等于钢板宽 度 ， 然 后 转 90度 ， 横轧 到 底 。3.2 安 排 轧 制规 程采 用 按经验分配 压 下 量 再进行校核 及 修 订 的设计方 法 ， 先 按经 验 分 配各道压下 量 ， 排 出 压下 规程如表 3.1表 3.1 压 下 规 程 编 排 1道次 出口厚度 /mm 轧后宽度 /mm 轧后长度 /mm 压下量 /mm 压下率 /%0 200 1500 2000转钢/粗轧1 161 1860 2016 39 19.52 129 1860 2500 32 19.9转钢3 103 2500 2330 26 20.24 82 2500 2927 21 20.45 65 2500 3692 17 20.76 52 2500 4615 13 20.07 43 2500 5581 9 17.3精轧8 35 2500 6857 8 18.69 29 2500 8276 6 17.110 26.5 2500 9057 2.5 8.611 25 2500 9600 1.5 5.73.3 校 核 咬 入能 力根据咬入角、压下量h=Hh和轧辊直径D三者之间关系：h=D(1COS)，轧辊直径D取950mm，热轧 钢板时 咬入角一般为15 22。得到各道次 咬入角 大 小如 下 ： （ 最大咬入角 为 16.4742， 故咬入不成 问 题 。 ）（111）=16.4742、 14.9134、 13.4356、 12.0694、 10.8555、 9.4895、 7.8930、 7.4409、 6.4429、 4.1576、 3.2202西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页3.4 确 定 速度 制度中 、 厚板 生 产中 由 于轧 件 较 长 ， 为 操 作方便 ， 可 采 用 梯 形 速度 图（ 如 图 3.1） 。根 据经 验数据取 平 均加 速 度 a=40rpm/s，平均 减速 度 b=60rpm/s。 由于 咬 入 能 力 比 较 富 余 ，故 可采 用稳定高速 咬入 ， 对第 1、2 道 ， 咬 入 速度 取 n1=20rpm 对于 3、 4 道 ， 咬 入速度取 n1=40rpm， 对于 5、 7 道 取 n1=60rpm，对 于 81 1 道 取 n1=80rpm。 为减 少 反 转时间， 一般 采 用较低的抛 出速 度 n2， 例如 取 n2=20rpm但 ， 对 间隙 时 间 长 的个 别 道次可取 n2=n1。图 3.13.5 确 定 轧制 延续 时 间如图 3.1 所示，每道轧 制 延 续时间 tj=tz+t0，其中 t0 为间 隙时间，t zh=t1+t2。设 v1 为 t1 时间 内的轧制速 度 ， v2 为 t2 时 间 内的 平均速度 ， l1 及 l2 为 在 t1 及 t2 时 间 内 轧 过 的 轧 件长 度 ， l 为 该道次轧后轧 件 长 度 ， 则 v1 = Dn 1/ 60, v2 = D( n1+ n2)/120, t2 = (n1-n2)/b，故减 速段长 l2=t2v2，而 t1=(l-l2)/v1=(l-t2v2)/v1。 D 取 平 均 值 。对于 1、2 道取 n1=n2=20；对于 3、4 道 取 n1=40， n2=20；对于 5、7 道 取 n1=60， n2=20；对于 81 1 道取 n1=80， n2=20。再 确 定 间 隙 时 间 t0 ： 根 据 经 验 资 料 在 四 辊 轧 机 上 往 返 轧 制 中 ， 不用 推 床 定 心 时 （l 8m 时 ， 取 t0=4s。已知 tzh 及 t0，则 轧制延 续时 间 便可求出（ 见 表 3.2）3.6 轧制 温 度 的确 定 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页为 了 确定 各 道 轧 制 温 度 ，必须求出 逐 道 的 温 度 降 。 高 温 是轧 件 温 度 降可 以 按辐射散 热 计 算 ， 而认为 对 流 和 传 导所散失 的 热 量 大 致可与 变 形 功所 转化 的 热 量相抵消 。 由 于 辐 射 散 热 所 引起的温 度 降 在 热 轧板、带 时 ， 可 用 以下公式近似计算：式中: t相邻两道次间的温度降，； h前一道轧出厚度，mm； 前一道轧制温度，K； 1TZ前后两道间的时间间隔，s； 则每道次的轧制温度为：T1t ( 见 表 3.2）表 3.2 压 下 规 程 编 排 2道次 轧后长度 /mm轧制速度 n1/rpm抛出速度 n2/rpm轧辊线速度/ms-1轧制延续时 间 /s轧制温度/0 2000.00 1150转钢 /粗轧 1 2016 20 20 994.00 4.53 1148.512 2500 20 20 994.00 5.02 1146.46转钢 3 2330 40 20 1988.00 4.01 1144.424 2927 40 20 1988.00 4.31 1141.685 3692 60 20 2983.00 4.40 1137.926 4615 60 20 2983.00 4.71 1133.297 5581 60 20 2983.00 5.04 1127.38精轧 8 6857 80 20 3977.00 5.22 1119.999 8276 80 20 3977.00 7.08 1108.1310 9057 80 20 3977.00 7.28 1095.2411 9600 80 20 3977.00 7.41 1081.84粗轧总时间 32.01精轧总时间 26.993.7 计算各道的变形程度（压下量）(见表 3.1)3.8 计算各道的平均变形速度 计算各道的平均变形速度 ，可用下式计算变形速度西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页式中 R、v轧辊半径及线速度。（见表 3.3）3.9 求各道的变形抗力查变形抗力曲线（Q235） 如下图：（数据见表3.3）3.10 各道次的平均单位压力（ ）及轧制力P根据中、厚板轧制的情况，可取应力状态影响系数=0.785+0.25L/ ,其h中 为变形区轧件平均厚度，l为变形区长度，单位压力大（2010 7Pa）时应h考虑轧辊弹性压扁的影响，由于轧制中厚板时 一般应在此值以下，故可不计p压扁影响，此时变形区长度 。（数据见表3.3）hRl西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页)hl0.25(.7815.ss p3.11 计算各道总压力由公式 P = Bl 可计算得到。（数据见表3.3）：p3.12 计算传动力矩3.12.1 轧制力矩按下式可计算得到：hRpMZ2式中 -合力作用点位置系数（力臂系数），中厚板一般取0.4到0.5，粗轧道次 取大值，随轧件变薄则 取小值。（计算结果数据见表3.3）：3.12.2 摩擦力矩传动工作辊所需要的静力矩，除轧制力矩以外，还有附加摩擦力矩Mm，它由以下两部分组成，即Mm=Mm1+Mm2,其中Mm1 在