5轧制工艺参数设计

1、5轧制工艺参数设计轧制工艺参数设计主要包括压下制度、速度制度、温度制度。我们知道轧制 工艺 参数是中厚板生产的核心部分，直接尖系着轧机的产量和产品的质量。轧制工艺参数设 计的主要内容就是要由所需的产品选出合适的坯料，确定由这一坯料轧制成成品总共需 要多少道次、每道次的压下量等内容，具体到操作上就是要计算出每道次压下螺丝的升 降位置。同时，为了轧制出合格的产品，还要确定轧制的开轧温度、终轧温度，各道次 的轧制速度分配等。另外，还应包括轧辘的银型 制度。这样才能在生产中制定出合理的轧 制制度，达到既产量和质量，又实现操作方便、设备安全等目的。本设计的产品是 ss400，42x2850x9000mm

2、厚板轧制工艺参数设计。5.1坯料的选择选择坯料是中厚钢板生产中的重要环节之一。坯料选择是否合理，将影响轧 机的 生产率、成材率、钢板质量及成本?应予重视。5.1.1原料的种类如前所述，所以本设计选择连铸坯作为原料。5.1.2原料的尺寸本次设计原料的厚度选择260 mm。原料的宽度尺寸尽量大，考虑到展宽比1.4和实际情况，使横轧操作容易，由常用规格，原料宽度选择2030mm。切边100mm，切头尾400mm。原料的长度尺寸应尽可能接近原料的最大允许长度。根据生 产实际情况ss400的烧损率为0.6%，并由体积不变的原则：260x2030x1 =42x(2850+100) x( 9000+400)

3、x1.00642 (2850 100) (9000 400) 1.006I 2220mm260 2030即 I 取 2220.00mm。所以坯料规格取为260 2030 2220mm。根据钢的成分和铁碳相图以及控制控冷的要求定出开轧温度分别为1050C5.2轧制制度由轧制方式，本设计中采用横一纵轧制方式，由于横一纵轧法板坯宽度不受钢板 宽度的限制，比较灵活；轧件在横向有一定的延伸，改善了钢板的横向性能。即先横轧 展宽到所需宽度，再纵轧到底，得到所需长度。本设计中，中厚板轧制时使用可逆式轧机，可以采用低速咬入高速轧制的方法，一 般咬入条件不成为限制压下量的因素，最大咬入为15-22，低速咬入时取

4、20，则最 大压下量为FUxD(1 cos ) 1200 (1 cos20 ) 72.37 mm。展宽 道次中为了满足常规轧制 的要求，同时利用高温塑丫生实现大压下，其压下量的主要限制条件是设备的负荷和产品 的质量要求。可以在轧制过程中，前几道采用大一些压下，最后几道为了保证质量，逐 渐减小压下量。在设计计算中考虑宽展，因此在压下的过程中，宽度也方向发生变化， 在本设计中本产品压下量的分配见 表5.1。5.3速度制度轧制速度制度是指轧辗转速随时间的变化规律。四辗可逆式中厚板轧机可以随时间 改变轧辗的转向和转速，所以从尽量缩短轧制周期、提高轧机产量的角度出发，在轧制 中，由于在横轧道次轧件较短可

5、适当采用匀速稳定轧制，轧制速度n=40rpm，而对于 纵轧道次视情况采用梯形速度制度。但当其最高转速时，都应采用梯形速度制度。梯形速 度图如图5.1。根据经验资料，在本设计中可逆式中厚板轧机的咬入和抛出速度分别取ny20 rpm和 nP20 rpm，稳定轧制速度取rid 40 rpm，平均轧制加速度a 40 rpm/s 平均轧制减速度 b 40 rpm/s。5.4轧制时的前滑与后滑轧件在轧制时，高度方向受压下的金属一部分流向纵向，使轧件伸长；另一部分流向横向，使轧件展宽。轧件的延伸是被压下金属向轧辘入口和出口两方向 流动的结果；轧件进入轧辘的速度VH小于轧辘在该点处线速度V的水平分量VCOS

6、；而 轧件的出速度Vh大于轧车昆在该处的线速度V。这种VhV的现象叫做前滑，而VH VCOS的现象叫做后滑O前滑值是用轧辗出断面上轧件与轧辗速度的相对差值来表示， 即VhV7_ .Sh h 100%51)V式中Sh前滑值；Vh轧辗出口截面轧件的速度；V 轧辘圆周速度。同样后滑是用轧辗入口断面轧件的速度与轧辗该点的水平分速度差的相对值来表示，即VCO S VHvc 0 S1 0%05.2)式中 Sh 后滑值。在热轧过程，由于前滑影响较小，一般不进行计算，因此本实验中，不考虑前滑和后滑。5.5轧制时间5.5.1横轧轧制时间由于最开始轧制坯料过短，所以横轧阶段就用稳速轧制，计算如下:5.3)Dnv

7、60式中 I 这一道次轧制后的长度；D 工作腿的直径，D 1200mm以第一道次为例，v 120040 2513.27mm / s60 2338.585 t 0.93s 2513.275.5.2纵轧轧制时间横轧时计算轧制时间因为轧件较短，来不急加速，因此采用稳轧速度40rpm，横轧最后一道要把转钢时间算进去，纵轧时计算轧制时间因为轧件较长，可采用梯形速 度计算，轧制时间是加速段时间、稳轧时间、抛出段时间的之和。计算轧制时间的公式如 下给出：% nynd222601 nynP(a b)rid2+ D 2a 2b2abtd5.4)(5.5)(5.6)n rpm4扭为1/ndJJ td f t纯-1

8、,t间ts图5.1梯形速度见图5.1分析得出tdja是加速轧制时可 tdj是减速轧制时间、td是稳定轧制时间。第三道次为例：t 4020 0.5s小40务0 20 tdj 0.5s60 2969.756202202(40 40) 4021200240240240 40 0.42s40tj0.5 0.5 0.42 1.42s5.5.3间隙时间to是间隙时间，它由经验取值，在四辘轧机上往返轧制中，不用推床定心时(I 3.5m)，取to2.5 s 若需定心时，则当I 8m时，取to6s ；当I 8m时，取to4s o转钢时间取8s。各道次时间计算结果列于表5.1中。5.6温度制度板坯的加热质量好坏会

9、直接影响轧制过程和轧制产品的质量，加热质量考查的内容 有温度的均匀性、加热温度的准确性、加热造成的缺陷等。为了防止过热、过烧、原 始奥氏体晶粒粗大和不均匀等缺陷，根据铁碳相图及现场实际，坯料的出炉温度为 1050 C-1150 C，开轧温度为1050 C，终轧温度为950 850 C。对于轧制厚板中的 温度的确定，因为实际生产中有高压水除磷，温度的制定主要按以下方法考虑：当温度 大于1000 C时，主要以辐射和高压水冷却方式降温，对流和传导散热大致与变形功的转 化的热量相抵消，同时，轧件的面积大小也影响着温降。计算各道温降的公式大致为：t 12.9 zT1 )4h 1 000(5.7)式中Z辐

10、射时间，即该道次轧制延续时间；h前一道轧出的厚度；Ti 前一道轧制的绝对温度K以第一道次为例:t12.9 3 42 严 0 474260 10005.7计算各道变形程度各道变形程度(h %)计算结果列于表5.1 H 以第一道次为例，h 35 13.46%H 260以下以此类推计算各道变形程度。5.8计算宽展根据生产实际情况，由资料查得，根据E.Sibel公式:hBCRhH式中h压下率(58)HR轧魏半径h压下量C是与温度有尖的工艺参数在温度高于1 oooc时，C=0.35；在温度低于1000C时，C值较大一些，取C=0.4 ；以第一道次为例：B 0.35 35 600 35 6.828mm26

11、0轧后板坯尺寸：厚 h 260 35 225mm长 I 2220 6.828 2226.828mm宽 b (260 2850 2220) (225 2226.828) 2338.585mm5.9计算各道平均单位压力、总压力(5.9)根据热轧厚板的生产，计算轧制力使用S.Ekelund公式。平均单位轧制力 其公式 为P(1 m)(k)式中m 表示外摩擦对单位压力影响的系数；粘性系数；平均变形速度。a 0.8(5.10)(5.11)(5-13)其中1.6f Rh 1.2hmHh2v h/ HHh把m值和代入式(5.6)，并乘以接触面积的水平投影，则轧制压力为p Bh Bh r hi 1.6f R

12、h 1.2 h(K 2vR2HhHh式中 Bh、Bh轧制前、后轧件的宽度；R 轧辗半径；V 轧制线速度。S.Ekelund还给出计算K和 的经验公式K(140.01t)(1.4CMn), 10M Pa0.01(14 0.01t), 10MPa .s式中K平面变形抗力系数；t 轧制温度，C ；C 以表示的碳含量，查表取C 0.2 ；Mn 以表示的镒含量，查表取Mn 1.4。摩擦系数f可用下式表示f a(1.05 0.0 0 0t)5对钢轧辗，a 1，对铸铁轧辗a 0.8 对于本次设计轧辗是铸铁，取轧制力计算结果见表5.15.10计算传动力矩一般说来，为了传动轧辗电动机轴上所需的力矩，由以下四部分

13、组成M MzMmMkMd 式中Mz轧制力矩，此即为使轧件塑f生变形所需的力矩；Mm-传至电动机轴上的附加摩擦力矩，此摩擦力矩是当轧件通过轧辗时， 在轧辗轴承、传动机构及轧钢机其它部分所发生的；Mk空转力矩，即在空 转时传动轧钢机所需的力矩；Md动力矩，此力矩是为了克服速度变化时的惯性力所必需的；1、轧制力矩计算公式：Mz2P Rih(5.14)式中一合力作用点位置系数，中厚板取为0.4- 0.5，粗轧道次取大值，随轧件 变薄则取小值。粗轧占压下量的75 80%，因此由表5.1前六道次可取0.48，后五 道次可取0.42。2、 传动工作辗所需的静力矩，除轧制力矩外，还有附加摩擦力矩M m，它 由

14、M横和M庇两部分组成，计算式为：DgMm1 P fdz(Dg)(5.15)Dz式中f支持辘轴承的摩擦系数，查表取f 0.003 ；dz支持银车昆颈直径，dz 1440mm ；Dg 工作车昆直径，Dg1120mm ；Dz支持辘直径，Dz2150mmMm2可由下式计算Mm2(1 1)(MzMm1)5.14)式中 一传动效率系数，本设计的轧机中采用万向接轴倾角3，查表可得 在0.96 0.98，取 0.98。代入上式可得Mm2 0.02(M zM ml)3、轧机的空转力矩M k根据实际资料可取为电机额定力矩的3 6%，0. 955 2 6000即 M k(0.03 0.06)7.02 14.03t

15、m49本设计中粗轧轧取Mk7tm。4、作用在电机轴上的动力距计算式为；GD2dn375 dt5J6)式中GD 2 换算到电机轴上轧辗传动装置中的总惯性矩(t m2)；dn 一加速度，a 40rpm /s。dt本设计中GD 2是按轧辗的(GD2)值折算出来的，轧辗的GD2值是总GD?值的 60%。轧辗的重量 Gz1 6.07t 、Gg45.08t ； 车昆颈直径 dz(0.670.75)Dz1440 1613mm 取 dz 1440mm ；dg(0.50 0.55)Dg560 616mm，取 dg615mm ；轧车昆全长为Lz 7620mm ? Lg 7450mm ；则支持辘和工作辘的平均直径分

16、别为：Dz2150430076207620 430076201841mmDg1120906mm43001440 7450 430074507450615轧辗的惯性矩为(GD2 ) 2 160.7 1.8412 2 45.08 0.9062 1163t m2所以总惯性矩2(GD2)GD 116321938t m260%60%动力矩为：MdGD 23751938 40 207t m 。375综上所述，可求出电动轴上的总传动力矩。计算结果列于表5.1中。表5.1各道次轧制参数轧制间隙道轧制HBLh时间时间温度PM次方式mmmmmmmmSSCKNtm0横轧2602040221011001164.9512252350.322216.60350.692.5109525756.95986.47横轧21802923.242227.71450.832.5109037053.46871.02纵轧31452932.772756.45351.0810.5108545197.08766.45纵轧41112944.103586.91341.326108047617.38462.31纵轧5782958.245080.05331.746107551811