热轧带钢压下规程设计.doc

1、热轧带钢压下规程设计材料成型课程设计热连轧板带钢工艺与规程设计目录1. 题目及要求2. 工艺流程图3. 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计算各道的平均单位压力P 及轧制力 P 和各道轧制力矩4.电机与轧辊强度校核4.1 轧辊校核4.2 电机校核5. 车间平面布置图指导老师：丽颖晶晶学号：1004040114班级 :材料 101姓名：小七（1） 题目及要求1) 设计题目已知原料规格为 300 2500 12000mm，钢种为 Q345

2、，产品规格为 20 3000mm。2） Q345的产品技术要求（1）碳素结构钢热轧板带产品标准（ GB912-89)，尺寸、外形、重量及允许偏差应符合 GB-709-88 标准钢板长度允许偏差公称厚度钢板长度长度允许偏差 4-162000+102000-6000+256000+30切边钢板宽度允许误差公称厚度宽度宽度允许偏差 4-161500+101500+15（ 2）牌号、化学成分及机械性能：低合金结构钢1 ）碳素结构钢热轧板带产品标准（ GB912-89)2)力学性能：综合力学性能良好，低温性能亦可，塑性和焊接性良好，用做中低压容器、油罐、车辆、起重机、矿山机械、电站、桥梁等承受动荷的结构

3、、机械零件、建筑结构、一般金属结构件， 热轧或正火状态使用， 可用于 -40 以下寒冷地区的各种结构。3)表面质量：表面要缺陷少，需要平整，光洁度要好。（ 2）工艺流程图1）工艺流程坯料加热除鳞定宽粗轧(热卷取开卷 )精轧冷却剪切卷取2） 绘制工艺简图3）确定轧制设备粗轧机：二辊、四辊轧辊的主要参数的确定（辊身直径 D 、辊身长度 L ）决定板带轧机轧辊尺寸时，应先确定辊身长度 L，然后再根据强度、刚度和有关工艺条件确定其直径D。辊身长度 L: 应大于所轧钢板的最大宽度 bmax， 即 L=bmax+a；a 值视钢板宽度及轧机类型而定，当 bmax=10002500mm时， a=150 200

4、mm,故取 a=200mm，则 L=2500+200=2700mm，又因为 L/D=2.2 2.7 ，所以取 D=1.00m精轧机 : 四辊 PC轧机轧辊长度：L= b +a，取 maxa=200mm， L=200mm，则横移量L=2500,又因为L/D=2.1 4.0 ，所以取D=0.8m.1粗轧机组由 2 架粗轧机组。第一架为二辊可逆式轧机，板坯在此机架上轧制13 道次。为控制宽展 R1 前设有立辊 E1。第二架为四辊可逆式轧机，板坯在此机架上轧制 1 3 道次。各轧机采用单独传动。粗轧机组设备主要有粗轧机辊道，侧导板，高压水除鳞装置，定宽压力机，立辊轧机，中间辊道，热卷箱和废品推出机等组

5、成。2 精轧机组由 7 架四辊不可逆式轧机组成连轧机组。各机架采用 PC 轧机。前三架主要完成压下，后四架主要控制板形。各机架负荷分配亦不同，因此前三台采用工作辊辊径较大，后四架采用较小的工作辊。精轧机组前设置边部加热器。精轧机 F1 F7 全部为液压压下并设弯辊装置。3 轧机机组主要参考性能参数:（ 3）轧制规程设计3.1 轧制方法采取常规轧制，选用半连续连轧，粗轧机组由 3 架轧机组成，其中第一架为辊轧机，第二架为二辊可逆式轧机，第三架为四辊可逆式轧机。粗轧布置图如下：精轧布置图如下 ：3.2 安排轧制规程1）粗轧排压下粗轧机各道次压下量分配规律为：第一道次考虑咬入及配料厚度偏差不能给以最

6、大压下量；中间各道次应以设备能力所允许的最大压下量轧制；最后道次为了控制出口厚度和带坯的板形，应适当减小压下量。粗轧压下量排列表如下：道次入口厚度出口厚度压下量压下率（）（mm）（ mm）（mm ）13004515225545.9183209.141.8204167.335.1215132.229.1226103.179.423.7232) 精轧排压下精轧连轧机组分配各架压下量的原则：一般也是充分利用高温的有利条件，把压下量尽量集中在前几架，在后几架轧机上为了保证板形、厚度精度及表面质量，压下量逐渐减小。 为保证带钢机械性能，防止晶粒过度长大，终轧即最后一架压下率应不低于 10。此外， 压下量

7、分配应尽可能简化精轧机组的调整和使轧制力及轧制功率不超过允许值。依据以上 原则，精轧逐架压下量的分配规律是：第 1 架可以留有适当余量，即考虑到带坯厚度的 可能波动和可能产生咬入困难等，而使压下量略小于设备允许的最大压下量；第 24 架， 为了充分利用设备能力，尽可能给以大的压下量轧制；以后各架，随着轧件温度降低，变形 抗力增大，应逐渐减小压下量；为控制带钢的板形、厚度精度及性能质量，最后一架的压 下量一般在 1015左右，精轧压下量排列表如下：道次入口厚度出口厚度压下量压下率（ mm ）（mm ）（mm ）179.419.925259.514.925344.68.920435.75.7165

8、304.515625.53.313722.2202.2103.3 校核咬入能力1） 粗轧根据 hmax=D(1-cos )，其中为最大咬入角，约为 15 22，取 =20， D=1m, 则 hmax =60.3mm2) 精轧根据 hmax=D(1-cos )其中为最大咬入角，约为 15 22，取 =20 D=0.8m，则 hmax=48.2mm3.4 确定速度制度粗轧速度按照梯形速度图:(a)(b)根据所选梯形速度图 , 计算各道的纯轧时间和间隙时间。根据图（b）， 粗t jnh nynh np1 60Lnh 2ny 2nh 2np 2abnh D2a2b轧机组的纯轧时间t j 计算公式如下

9、:式中： nh 速度图的恒定转速， (rpm) ；np 抛出速度， (rpm) ；ny 咬入速度， (rpm) ；a 加速度， (rpm/s) ；b 减速度， (rpm/s) ；L 该道次轧后长度， (m) ；D工作辊直径， (m) 。各段轧制时间：nt 2nt 4h nah nbyp;t160 Ln h 2n y 2n h 2n p23n h(2 a2 b)D纯轧时间 t j =t 2+t 3+t 4粗轧轧制时间计算公式：nh ny nhnp160Lnh2ny2nh2np2t jbnhD2a2ba取 a=40rpm/s,b=60rpm/s,n h1=ny1 =35，nh2=ny2=35， n

10、 h3=ny3 =35 Nh4=ny4=55 ，nh5=ny5=55，nh6=ny6=55， n p=203.5 确定轧制延续时间1）粗轧轧制时间计算由体积不变定理可以求出每道轧后，钢板的长度得L1=14.02 ( m ),L2 =17.04 ( m ),L 3=21.24 ( m ).L 4=26.79 ( m ) ，L5=34.27 ( m )L6=44.28 ( m )nh nynh np160Lnh2ny2nh2np2t jbnhD2a2ba由公式：将上面的数据带入公式，计算各道纯轧时间，粗轧一，二，三道之间时间间隔4s，三，四道之间间隔5s，四，五，六道间间隔4s，所以有下表：道数n

11、h( rpm )ny( rpmnp(rpm)L(m)纯轧时间时间间隔)TI T6135352014.027.931 s4s235352017.049.48s4s335352021.2411.75 s5s455552026.799.9048s4s555552034.2712.38s4s655552044.2815.86s粗轧轧制周期t 粗=7.93+9.48+11.75+9.91+12.38+15.86+4+4+4+5+4=88.31s2）精轧轧制时间计算粗轧轧完的带坯长度为 44.28 ，至精轧机间隙时间按经验取 20s，由于精轧机组用 7 个机架，精轧机组的间隙时间：111t0s0v1v2v

12、6式中： s0精轧机组各架间距， 46m；v1v2,v 6- F1F6 的穿带速度精轧各机架转速确定精轧机组各架速度时，应满足金属秒流量相等，即h1v1h2v2h3 v3h4v4h5v5h6 v6h7 v7C式中： h1， h2 h7各架的出口厚度；v 1，v2 v7各架的出口速度；C连轧常数。加速前的纯轧时间：DNsjt j111.3sv7式中： sj 精轧机组末架至卷取机间距，sj =100m；D卷取机卷筒直径， D=1m；N参数， N=35，取 5；V7第七架的穿带速度， 8m/s根据经验取最后一道次即第四道次的穿带速度v7=8m/s, 则根据秒流量体积相 等 算 出 前 六 道 次 的

13、 穿 带 速 度 分 别 为 ： v1=2.69m/s,v2=3.59m/s,v3=4.48m/s,V 4=5.33m/s ，V5=6.27 m/s ， V6=7.21m/s取 s0 =6m,故精轧机组的间隙时间：t06( 111111 ) 8.16s2.693.594.485.336.277.21加速段轧制时间 : 采用加速度 a=0.4m/s2tj 2v7nv7a式中： v7n第七架的最大速度， 10m/sv 第七架的穿带速度， 8m/s7a 加速度， 0.4m/s2 。t j2= 5.0s加速段的带钢长度 :22l 2v7 nv72a45m加速后的恒速轧制时间：L sjDNl2 174.

14、4100 3.14 1 5 45t j 31.4sv6 n10第七架的纯轧时间： t jt j1t j 2t j 311.351.417.7s精轧轧制周期为：Tj = t j + t0=17.7+8.16=25.9s3.6 轧制温度的确定1）粗轧时各道次的温降板坯加热温度定为 1300，出炉温度降为 50 ，粗轧前高压水除鳞温度降为 20，故立辊开轧温度为 1230，考虑立辊轧后再喷高压水除鳞，再进行强冷后，第一道开轧温度定为 1210 ，故第一道尾部轧制温度为：ZT1)41210 12.97.93 1210 273)401210 12.9 (1000300(1208.4h1000可逆轧制时，

15、第一道次的头部为第二道的的尾部，故第二道尾部温度为：7.9349.48 1210273)41204.760C1210 12.9255(1000第二道头部在第三道时变为尾部，故先计算第二道头部的温度，即1208.4 12.9 4(1208.4 273) 41207.40 C2551000故第三道尾部温度为：1208 .4 12.9 9.48 411 .75 (1207 .4273)41200 .920 C209.11000间隔五秒：1200 .92 12.95.3(1200 .92 273 )41199 .10 C1671000第四道尾部轧制温度为：1199.112.9 9.9 (1199.12

16、73) 4 1195.52 0 C167.31000第四道次的头部为第五道的的尾部，故第五道尾部温度为：1199.1 12.9 9.9 4 12.38 ( 1199.1 273) 41187.060 C132.21000第五道头部在第六道时变为尾部，故先计算第五道头部的温度，即1187 .06 12.94(1187 .06 273 ) 41185 .290 C132.21000故第六道尾部温度为 ：1185.29 12.9 12.38 415.86 (1185 .29 273 ) 41167.050 C103.110002）精轧时各道次的温降带坯在中间辊道上的冷 却时间，等于间隙时间 加精轧第

17、 1架的纯轧时间。精轧第1架的纯轧时间，等于精 轧周期减去尾部通过精轧各架的时间。轧件尾部通过精轧各架 的时间为：t 0S0( 111)6(111) 8.8sv1v2vn 12.693.598故精轧第 架的纯轧时间为：1t 0t jt 030.1 8.8 21.3s带坯在中间辊道上的冷 却时间为：Z1623.237.3s轧件经粗轧完后经冷却装置温度降500C，则 T0=1167.05-50=1117.05 0C精轧完后轧件的温度带坯尾部进入精轧第一架的温度为：T01117.052731362.79KT13 1 0.0386 Z ( T0)43 10.038637.3 (1117.05 273)

18、 4h100079.410001089 .80 C考虑精轧前高压水除鳞降1000C，则尾部进入第一机架尾部温度为 989.8 0C，轧件部通过精轧机组由于辐射散热所引起的温度降为:t 17.2 S0 ( n1) (T2 )417.2 6(71) (1089.8 273) 413.40 C即v6h610008 201000每架辐射温度降为t13.42.20 C ,6故尾部轧制温度为989.8-13.4=976.40C,满足轧制最终温度3.7 计算各道的变形程度各道次变形程度如下表：粗轧道次真实变形程度（）精轧道次真实变形程度（）1151252182253203204214165225156236

19、137103.8 计算各道的平均变形速度由公式： u 2vh R Hh ， vDn 60得各道次变形速度如下表粗轧道次变形速度（ -1s）精轧道次变形速度（ -1s）12.17110.7322.62216.5433.08320.6845.58426.6156.46534.1366.91641.45739.693.9 计算各道的平均单位压力P 及轧制力 P 和各道轧制力矩首先对变形抗力的确定，运用相应的公式：s 0 ? Kt ? K u ? K r式中 0 基准变形抗力，即变形 温度 t 10000 C、变形速度 u10s 1、变形程度时的变形阻力40%K t 变形温度影响系数，当t10000

20、C时， K t1， K texp( ABT )Tt 2731000K u 变形速度影响系数，当u10s 1时， K u1 K u( u ) C DT10K r 变形程度影响系数，当真实平均变形程度40%时， K r1K rE( )N(E 1)式中 A、B、 C、D、 E、 N系数如下表：0.40.4Q345变形阻力公式系数值钢种ABCDEN0（Mpa）Q3453.466-2.723-0.2200.2541.5660.466156.7由此，可以得到 s由公式 pn 1.15s ， n0.785 0.25 L ， LR h ， hH h 得 单位轧制h2压力由公式 PpbL 得轧制压力，再由公式

21、M2Px R h 求得轧制力矩。所求的数据如下表：pPMpPMMPa（t）t mMPa（t）tm粗精164.161801.02295.941208.203540.21352.37轧273.162075.45344.65轧2227.863355.42289.24道381.152194.41347.36道3220.362507.04166.96494.302339.83339.854223.582169.26123.20次5103.802340.69308.97次5230.821962.4297.666111.922127.70236.786229.281681.6172.207189.75104

22、3.7633.61Q345热轧板轧制压下规程设计总表道入口出口压下压宽度长度每道轧变形工作轧制轧制次厚度厚度量下(mm)(m)后温度速度辊径压力力矩（mm）（mm） (mm)率（ C）-1(mm)(t)( t m)( s)(%)13002554515250014.021208.42.1710001801.02295.942255209.145.9182525.217.041204.82.4310002075.45344.653209.1167.341.8202533.221.241200.93.0810002194.41347.364167.3132.235.1212541.626.79119

23、5.55.5810002339.83339.855132.2103.129.1222550.434.271187.16.4610002340.69308.976103.179.423.7232559.644.281167.16.9110002127.70236.78779.459.519.9252566.558.9989.810.738003540.21352.37859.544.614.9252571.878.5987.616.548003355.42289.24944.635.78.9202574.997.9985.420.688002507.04166.961035.7305.7162576.9116.4983.226.618002169.26123.201130215.54.5152578.5136.9981.034.138001962.497.661225.522.23.3132