热轧带钢车间设计.doc

辽 宁 科 技 大 学课 程 设 计 说 明 书设计题目： 热轧板带钢车间设计 Q235B, 3.61400 mm 学院、系： 材料与冶金学院 专业班级： 材加2010A班 学生姓名： 指导教师： 乔军 成 绩： 2014年 1月2日第33页 辽宁科技大学本科生课程设计（论文） 热轧带钢课程设计摘 要钢铁行业是国民经济的支柱产业，而热轧带钢生产是钢铁生产中的主要环节。热轧板带钢是钢铁产品的主要品种之一，广泛应用于工业，农业，交通运输业与建筑业，热轧带钢工艺的成熟为冷轧提供了优质的原料，大大满足了国民生产与生活的需要。本车间参考鞍钢1780生产线，典型产品为Q235B, 3.61400 mm 。1780生产线主要设备包括三座步进梁式加热炉、一台板坯高压水除鳞箱、一台定宽压力机、三架立辊轧机、一架二辊可逆粗轧机、一架四辊可逆粗轧机、十二组保温罩、一台转鼓式切头飞剪、一台精轧高压水除鳞箱、七架四辊连轧机组、一套层流冷却装置、三台地下卧式卷取机及相应辅助配套设施等。设计以年产量为标准，结合各产品的市场前景合理的分配各产品的产量，制定产品方案和金属平衡。论文以典型实例为例，制定了工艺流程图和压下制度、速度制度、温度制度、辊型制度等一系列轧制制度，并校核轧机的生产能力。 关键词：轧机，轧制力，校核，热轧带钢 目 录摘要I目录II1 文献综述11.1热轧板带钢产品概述11.1.1热轧板带钢的种类和用途11.1.2 板带材的工艺特点及质量要求21.2 热轧板带钢工艺及设备发展31.2.1 国外热轧带钢的发展31.2.2 国内热轧带钢的发展41.3 热轧带钢生产新设备与新技术41.3.1 连铸坯热送热装技术41.3.2 无头轧制技术51.3.3 AWC立辊短行程控制51.3.4 板坯定宽压力机61.3.5 热卷箱技术61.3.6 板形和板厚控制的高精度轧机61.3.7直接轧制技术71.4 热轧带钢发展趋势71.4.1热轧板带材短流程、高效率化71.4.2生产过程连续化81.4.3自动控制提高产品精度和板形质量81.4.4 提高组织性能和质量82 主要设备83 轧制工艺及轧制制度的确定93.1 生产工艺流程93.1.1 生产工艺简介93.1.2 生产工艺流程概述93.2 压下规程设计103.2.1 根据产品选择原料103.2.2 粗轧机组压下制度的制定103.2.3 精轧机组压下制度的确定123.3 速度制度133.3.1 粗轧机组轧制速度133.3.2 精轧机组轧制速度133.3.3 轧机工作图表173.4 温度制度173.4.1 精轧温度制度183.4.2 卷取温度制度193.5 辊型制度193.5.1 调温控制法203.5.2 LVC辊型控制法203.5.3 UPC辊型控制法203.5.4 PC辊型控制法214 生产设备校核234.1 轧制力与轧制力矩234.1.1 轧制力的计算234.1.2 轧制力矩的计算244.1.3 精轧的轧制力与轧制力矩244.2 轧机设备校核264.2.1 精轧机轧辊强度校核264.2.2 电机能力校核31参考文献33 1 文献综述 钢铁工业在国民经济中的巨大作用，在于它能够提供一切工具和机器设备的原材料，它是现代社会生产和扩大再生产的物质基础。从最简单的手工劳动工具直到最复杂的航天技术，没有一个工业部门不和钢铁工业发生直接和间接的关系。为机器制造业提供数量日益增长、质量日益提高的钢材，从来就是钢铁工业的基本任务。在工业现代化进程中，钢铁行业一直处于基础产业的地位，在国民经济中所起的作用很重要，是衡量一个国家的工业、农业、国防和科学技术的四个现代化水平的标志。建国以来我国钢铁行业和技术已取得举世瞩目的成就，但是在市场化、工业化的发展进程中，在产品质量、产品结构、工艺技术装经济技术指标和管理方面与国际先进水平相比还有很大差距。板带钢的生产是钢铁行业发展的中的重要课题之一。板带钢在热轧方面有深冲热轧板带、耐腐蚀高强度热轧板带、成型性优异的高强及超高强钢板、超宽幅汽车钢板、热镀锌钢板、超细晶高强度钢板。热轧板带钢生产一直是轧制行业中高新技术应用最为集中、人们最为关注的领域。新世纪到来之际,回顾过去,展望未来,将有利于我们把握方向,追踪国际上的进展,不断提高我国热轧板带钢生产的技术水平,努力促使热轧板带生产成为我国从钢铁产量大国向钢铁技术强国迈进的排头兵。1.1热轧板带钢产品概述1.1.1热轧板带钢的种类和用途热轧带钢品种有：低碳钢、中碳钢、高碳钢;船用结构钢、管线钢、锅炉用钢、焊瓶钢、IF深冲钢、无取向硅钢、包晶钢、高强双相钢等1。普通碳素结构钢板带：用于制造建筑结构，起重运输机械，工程、农用和建筑机械，铁路车辆及其他各种结构件。优质碳素结构钢板带：包括按国外标准供货的焊接结构钢板带。大量的用途同上，并用于制造汽车、拖拉机、收割机以及要求冲压性能和焊接性能优良的机械构件、石油储罐、压力容器、船舶、桥梁和各种工程的结构件。低合金高强度结构钢板带：用于制造要求强度更高、成形性更好和性能稳定的机械制造、车辆、化工设备等各种设备的结构，大型厂房钢结构，重要工程及桥梁结构等。耐大气腐蚀和高耐候钢板带：用于制造铁路客车、冷藏车、铁路货车、矿石车以及各种交通车辆的结构件，也用于船舶及铁路集装箱制造，石油井架、各种工程机械和交通运输机械的制造。耐海水腐蚀结构钢板带：用于石油井架、海港建筑、采油平台、船舶制造，也用于化工、石油行业含硫化氢腐蚀性液体容器和铁路运输车辆的制造。汽车制造用板带钢系列。集装箱用钢：专用于制造集装箱侧板、门板、顶板、底板、边框、立柱等构件。管线用钢：石油天然气输送用管线，用于制造埋弧焊钢管以及直缝电焊钢管。焊接气瓶及压力容器用钢：用于制造液化气钢瓶及乙炔气钢瓶、较高工作温度的压力容器及锅炉等。造船用钢板：用于制造内河船体及上层建筑结构，远洋轮船的上层建筑及隔舱板。矿用钢板：用于制造采矿用液压支架、矿用工程机械、矿用车斗、采矿刮板运输机，以及其他矿用机械耐磨结构件。1.1.2 板带材的工艺特点及质量要求工艺特点：1780生产线于1999年10月份热负荷试车。该生产线是日本三菱公司引进的，配备了步进式加热炉、SP定宽压力机、GTO变频调速装置、精轧液压AGC、PC轧机、在线磨辊（ORG）和弯辊装置、带自动跳步功能的全液压卷取机、全线三级计算机控制等先进技术装备。质量要求：1、尺寸精度：厚度精度、宽度精度；2、版型：凸度、楔形、平坦度；3、表面质量：划伤、氧化铁轧入、印痕、裂纹、麻点：4、性能：（1）机械性能：强度、韧性、冲击性、延展性；（2）电磁性能：低损耗、高磁感应强度、磁的各向异性；（3）化学性能：耐腐蚀。1.2 热轧板带钢工艺及设备发展热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。发达国家热轧带钢产量约占热轧钢材的50%以上，并在国际市场竞争中居于领先地位。热轧带钢是重要的钢种品种，对整个钢铁行业的技术进步和经济效益有着重要影响。热轧带钢轧机的发展有70多年历史，汽车工业、建筑工业、交通运输业的发展，使得热轧及冷轧薄钢板的需求量不断增加，从而使得热轧板带钢轧机的建设获得了迅速和稳定的发展。从提高生产效率和成材率、产品尺寸精度和板形质量、改进节能技术、节约建设投资、减少轧制长度实现紧凑化轧机布置到热连轧机的直接连接控制布置，热轧板带钢生产技术经历了不同的发展时期。1.2.1 国外热轧带钢的发展1960年以前建设的热轧带钢轧机称热带钢轧机。这一时期带钢轧机技术发展比较缓慢，其中最重要的技术发展是将厚度自动控制（AGC）技术应用于精轧机，从根本上改善了供给冷轧机的原料带钢的厚度差。20世纪六、七十年代是热轧带钢轧机发展的重要时期。同时，连轧技术发展成熟，促使热连轧机从最初使用的钢锭带使用连铸坯，从而大幅度提高产量并能够为冷轧机提供更大的钢卷。热轧板带钢轧机的生产工艺过程是钢铁行业生产中自动化控制技术最先进的工序。60年代后新建的热带刚轧机很快采用了轧制过程计算机控制，将热轧板带钢轧机的发展推向一个新的发展阶段，这一时期新建的轧机称为第二代热轧带轧机。1969年至1974年在日本和欧洲新建的轧机称为第三代热带钢轧机。20世纪80年代，板带钢生产更加注重产品质量，同时对于低凸度带材需求量不断增长，这使得钢板板形控制技术成为热轧板带钢轧制技术重要课题之一。90年代，热轧板带钢在工艺方面有重大突破，1996年日本川崎钢铁公司成功开发无头连续轧制板带钢技术，解决了常规热连轧机上生产厚度0.81.2超薄带钢等一系列技术难题。热连轧生产线的产品规格最薄达0.8mm，但实际生产中并不追求轧制最薄的规格，因为薄规格生产的故障率高、辊耗大、吨钢酸洗成本高。待技术发展带故障率等降低后，才能进行经济的批量生产。1.2.2 国内热轧带钢的发展我国第一套热轧宽带钢轧机始建于1957年，即鞍钢的半连续轧机，全套设备从当时苏联引进，为一套2800mm/1700半连续式伴带轧机，即生产中厚钢板，又生产卷钢，该轧机的轧制中厚板部分于1958年7月先投产，1959年精轧机组投产，开辟了我国宽带钢卷生产历史。该轧机基本上是采用手动操作，人工设定的操作方式，轧机的主要生产工艺技术指标相当于第一代热带轧钢的装备水平，该轧机已于2000年8月停产。 就我国热带钢轧机半个世纪的发展历程来看，我国热轧宽带钢轧机主要经历了由设备简单、控制落后的半连续式轧机型；代表当时先进水平，自动化水平较高的3/4连续式布置；再到具有紧凑型可逆式粗轧机，大能力定宽设备，全制动控制系统的半连续式布置轧机代表世界先进水平的薄板坯连铸连轧带钢生产线等三个阶段。 今年我国宽带钢热连轧技术和长辈能力取得巨大发展，其特点：一是投资规模前所未有，实现的投资延伸到从铁水预处理、钢水精炼到连铸，从钢铁冶金、压力加工到精整和配送的投入；二是技术和规模水平，不仅引进了多套当代国际最先进的机组，而且建设了多条自主集成技术、自行设计和制造的轧制线；三是热轧宽带钢产品大纲普通涵盖了建材、汽车、家电、机械、化工和管道输送等用途，包括低合金、高强度、薄规格、深冲板、板形和厚度尺寸公差及表面质量俱佳的高端产品。 我国目前宽带钢热连轧机水平和生产能力整体上达到了国际平均水平，有的则代表着当前国际的最新水平。国外轧钢界专业人士说世界上最先进的热连轧机在中国。尤其是宽带钢热连轧技术和生产线的蓬勃发展明显受到国民经济建设和相关行业发展的拉动，发展的速度和规模从数量上适应了需求。未来发展的重点，或者说热连轧企业间竞争的焦点，将集中在提高产品的质量和档次，扩大品种和规格，降低成本和消耗，提升产品的附加值和生产线的综合竞争能力。在提高钢铁冶金工艺和装备、工程设计、信息化和计算机应用、管理水平方面不间断地发展切实的技术进步，跟上经济全球化的步伐，我国在热轧宽带钢领域能够达到和保持国际先进水平。1.3 热轧带钢生产新设备与新技术 1.3.1 连铸坯热送热装技术连铸坯热送热装是指连铸坯在600以上高温时直接装炉或先放入保温装置，以协调连铸与轧钢生产节奏，待机装入加热炉加热，然后再把经过加热1050以上的高温连铸坯直接送往轧机轧制。该项技术具有节能、缩短生产周期、减少板坯存放仓库面积等效果，集成了几工序间的系统工程技术，需要多项技术的支撑，包括炼钢、连铸和热轧三者统一的生产计划管理，计算机进行实时控制；生产线设备具有较高的作业率；无缺陷高温连铸坯的生产；连铸和热轧均具有在线调宽的手段；热轧实施“自由轧制计划”；连铸和热轧厂布置紧凑或采取保温快速运输；加热炉采用多段快速步进梁，长行程装入机及热惰性小的陶瓷纤维耐火炉衬等，以适应热装的需要；在线补热和保温措施，如连铸和粗轧机间以及精轧机前设边部加热器，中间辊道设保温罩等2。1.3.2 无头轧制技术无头轧制技术是指将粗轧后的带坯在中间辊道上焊合起来，并连续不断地通过精轧机的一种技术。传统的板带热连轧精轧机组生产均以单块中间坯进行轧制，因此，不可避免地要经过进精轧机组时的穿带、加速轧制、减速轧制、抛钢、甩尾等一系列过程。由此发生的尺寸公差和力学性能的不均匀性很难在原有工艺框架内得到解决。热轧带无头轧制新技术正是解决这些问题的一项重要的技术突破。在传统热连轧中，板坯是在精轧机中一块一块地轧制的，带钢的头部在出了精轧机到卷取机之前的这段长度上以及尾部出精轧机后的这段长度上处于无张力的状态，造成每一卷带钢的头尾部分尺寸公差和板形难以保证。同时，单块坯轧制时因尾部无张力，故在精轧机架间常发生甩尾形成23层折迭咬入，从而产生轧辊表面裂纹和压痕伤。而无头轧制是将大约10块带坯在出粗轧机后的中间辊道上头尾焊合在一起，接着进入精轧机中连续轧制，带坯在恒张力下轧制，因此几何精度和板形不良的比例大幅度下降。无头轧制因穿带和抛尾的减少，可以做到稳定的润滑轧制。与此同时，稳定的润滑轧制可使轧制力降低，因而可在较低温度下进行轧制，生产出具有良好深冲性能的带钢，并可降低能源消耗。1.3.3 AWC立辊短行程控制短行程控制：有效侧压率 =（侧压量-宽展量）/侧压量短行程控制：针对在大侧压下头尾明显变窄的形状，利用一个线性函数分段计算各立辊辊缝，它是在动态进行设定调整的，立辊除有电动侧压作为静态立辊辊缝设定外，还装有液压压下，它是作为短行程的动态辊缝调节用。液压压下根据头尾形状，按预先计算值设定进行动态调整，以克服由于大侧压造成的头尾变窄现象1.3.4 板坯定宽压力机定宽压力机(SP：sizing press)是现代热轧带钢厂采用的新技术之一。通过对加热后的板坯进行全长方向的大幅度宽度侧压,来减小板坯宽度,使轧制出的板坯宽度均匀,提高生产率和产量。板坯定宽侧压机(SP)的轧制原理是靠模块步进式动作，在板坯侧面施加压力，以达到板坯的减宽目的。定宽压力机的特点：宽度调整能力大、减少了连铸板坯的宽度规格、节省加热炉能源、控制板坯表面温度下降、成材率提高3。1.3.5 热卷箱技术热卷箱安装于粗轧机的延伸辊道和切头飞剪之间,将粗轧机轧制成的中间带坯卷成热钢卷,然后通过其中的开卷机构将热钢卷的头部(粗轧机最后道次的尾部),引人夹送辊进行压平矫直,并使带坯的头部能顺利地通过切头飞剪和精轧前除鳞箱后送入到精轧机组。1.3.6 板形和板厚控制的高精度轧机1、板形控制板形控制的实质就是对承载辊缝的控制 ，为了得到高质量的轧制带材，必须随时调整轧辊的辊缝去适合来料的板凸度，并补偿各种因素对辊缝的影响。 对于不同宽度、厚度、合金的带材只有一种最佳的凸度，轧辊才能产生理想的目标板形。辊缝控制方法分为两大类：（1）柔性辊缝控制：增大有载辊缝凸度的可调范围，如CVC 、PC轧机；（2）刚性辊缝控制：增大有载辊缝横向刚度，减小轧制力变化时对辊缝的影响。HC轧机。常规的板形控制手段：主要有弯辊控制技术，倾辊控制技术和分段冷却控制技术等。特殊的控制技术：如抽辊技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辊技术(VC轧机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态板形辊)和轧辊边部热喷淋技术等先进的板形控制技术。UPC轧机辊型呈雪茄型，沿整个辊身长度磨成偏离辊身中央凸度渐变的形状，辊身的最大直径位于辊身中央e处，上下工作辊反向配置，并可做相对的轴向移动。CVC轧辊通过轴向移动，使轧辊凸度能在一最大和最小值之间调节，达到轧辊凸度可连续变化的效果。对轧制各种板宽各种板厚和各种不同来料凸度的带钢，在各种辊温分布的情况下，都能顺利地进行平直度控制。PC轧机可获得很宽的板型和凸度控制范围，调整辊缝时不会产生工作辊的强制挠度也不会在工作辊和支持辊间由于边部挠度产生产生过量的接触应力HC轧机板形控制能力强，不需要太大的弯辊力即可较好的调整板形；可消除支撑辊与工作辊边部的有害接触部分，减轻边部减簿和裂变倾向；采用标准无凸度辊，就能满足各种宽度带材的轧制，减少了轧辊的备件。2、板厚控制AGC（automatic gauge control）是指为使板带材厚度达到设定的目标偏差范围而对轧机进行在线调节的一种控制系统。液压AGC是通过改变KE来实现厚度自动控制，AGC的基本功能是采用测厚仪等直接或间接的测厚手段，对轧制过程中板带的厚度进行检测，判断出实测值与设定值的偏差，根据偏差的大小，计算出调节量，向执行机构输出调节信号。1.3.7直接轧制技术直接轧制是把1050以上的高温连铸坯，经边部加热后直接送往轧机轧制。该技术要求炼钢、连铸能稳定生产无缺陷板坯，连铸机出料辊道和轧钢加热炉后装料辊道以辊道直接相连，输送辊道上加设保温罩等保温热坯设施，加热炉设有长行程装料机，以便于冷、热坯交叉装料时可将高温坯装入炉内深入4。1.4 热轧带钢发展趋势1.4.1热轧板带材短流程、高效率化这方面的技术发展主要分为俩个层次：常规生产工艺的革新。为了大幅度简化工艺过程，缩短生产流程，充分利用冶金热能，节约能源与金属等各项能耗，提高经济效益，不仅充分利用连铸坯为原料，而且不断开发和推广应用连铸坯直接热装与直接轧制技术。薄板坯和薄带坯的连铸连轧和连续铸轧技术是近十年来兴起的冶金技术的大革命，伴随着这一技术的逐步完善，必将成为今后建设热轧带材生产线的主要方式。1.4.2生产过程连续化近代热轧生产过程实现了连续铸照板坯、连续轧制和连铸与轧制直接衔接连续化生产，使生产的连续化水平大大提高。1.4.3自动控制提高产品精度和板形质量在板带材生产中，产品的厚度精度和平直度是反映产品质量的俩项重要指标。由于液压压下厚度自动控制和计算机控制技术的采用，板带纵向厚度精度已得到了显著提高。但板带横向厚度和平直度的控制技术往往尚感不足，还急待开发研究。为此出现了各种高效控制板形的轧机、装备和方法。这是近代板带轧制技术开发最活跃的一个领域。1.4.4 提高组织性能和质量发展合金钢种及控制轧制、控制冷却与热处理技术，以提高优质钢及特殊钢带的组织性能和性能和质量。利用锰、硅、钒、银等微合金元素生产低合金钢种，配合连铸连轧、控轧控冷或形变热处理工艺，可以显著提高钢材性能。2 主要设备三座步进梁式加热炉、一台板坯高压水除鳞箱、一台定宽压力机、三架立辊轧机、一架二辊可逆粗轧机、一架四辊可逆粗轧机、十二组保温罩、一台转鼓式切头飞剪、一台精轧高压水除鳞箱、七架四辊连轧机组、一套层流冷却装置、三台地下卧式卷取机及相应辅助配套设施等3 轧制工艺及轧制制度的确定3.1 生产工艺流程3.1.1 生产工艺简介 图3.1 生产工艺流程 3.1.2 生产工艺流程概述鞍钢1780热轧线原料全部为连铸坯。宽度在1550mm以内的，由三炼钢连铸车间经辊道运入板坯库；宽度1550mm的由汽车运进板坯库。板坯装炉考虑了冷装、保温坑热装、直接热装三种方式，热装率为60%，其中保温坑热装占50%，直接热装占10%。加热好的板坯经高压水除鳞、定宽压力机侧压（侧压量为100200mm，最大350mm），依次进入E1R1和E1R2俩架粗轧机进行多道次可逆轧制，轧制成3260mm厚的中间坯，经辊道输送，保温罩保温，送到飞剪进行最佳化切头尾，再经高压水除鳞，进入7架精轧机，轧制成厚度为1.219.0mm的带钢。带钢经层流冷却，冷却带规定的卷取温度，由地下卷取机卷成卷，经打捆、称重、喷字、检查后，由钢卷运输系统运到钢卷库堆冷、包装、外运。供冷轧厂和横切机组的钢卷，由汽车运送；供分卷机组的钢卷在分卷跨堆冷后，经分卷、打捆、称重、喷印、包装后，由火车运出；热轧商品卷由火车和汽车运出。3.2 压下规程设计压下规程是板带轧制制度最基本的内容，直接关系着轧机产量和产品的质量，它 的中心内容就是要确定板坯轧成所要求的板带所须采用的轧制方法、轧制道次及每道次 压下量的大小。本次设计压下规程包括确定粗轧与计算精轧俩部分。本次要设计的钢种为Q235B，厚度为3.6mm，宽度为1400mm。3.2.1 根据产品选择原料轧制钢种：Q235B板坯规格：230160010000mm连铸热装板坯。 表3.1 坯料的化学成分（WT%） 坯料的化学成分（WT%） C Mn Si S P 0.140.20 0.300.65 0.30 0.045 0.0453.2.2 粗轧机组压下制度的制定1、粗轧机组的作用是将不同尺寸的板坯轧成3070mm的连轧坯，同时供精轧机组的连轧坯的温度必须保持在规定的范围内。粗轧变形规律：第一道压下率不要过大，中间道次采用大压下率，最后道次为控制厚度和板型要适当减小压下率。 表3.2 粗轧压下率分配表 道次 1 2 3 4 5 6五道% 20 30 3540 4050 3050 六道% 1523 2230 2635 2740 3050 3335 2、根据成品板宽确定目标宽度： （1） 其中：BC成品板宽1400mm宽展边余量(68mm)C1热膨胀率(1.45)；T1精轧机末架出口温度880。 所以=1400(1+1.45880)+8 =1425.86mm 确定粗轧机组目标宽度BR： 由于精轧机组宽展量很小，可以忽略不计。所以 BR=BF=1425.86mm 3、本次设计选择六道次粗轧。出R轧机后就进入精轧连轧机组的目标厚度一般可以根据成品厚度有规定表格查出。 表3.3 带坯规格表 带坯规格表 成品厚度（mm ） 03.59 3.605.99 6.009.99 10.0012.7带坯厚度（mm ） 32 34 36 38 由上表可以得出带坯厚度选择34.00mm，即中间坯厚度为34.00mm。根据上表3.2.2（1），3.2.2（2）得出下表 表3.4 粗轧各道次压下量分配 轧制道次 1 2 3 4 5 6% 15.7 22.1 27.8 28.6 37.5 32.0 36 43 42 32 30 16 轧前H 230 194 151 112 80 50 轧后h 194 151 112 80 50 343.2.3 精轧机组压下制度的确定精轧机组的压下量分配原则一般是充分利用高温这一有利条件，把压下量集中在前几架。对于薄规格产品，在后几架轧机上为保证板形、厚度及表面质量，压下量逐渐减小；但对于厚规格产品，后几架压下量也不宜过小，否则对板形不利。具体分配时，应注意以下几个方面： 1、第一架可以留有适当的余量，即是考虑到带坯厚度的波动和可能产生的咬入困难等， 而使压下量略小于设备允许的最大压下量； 2、第二、三架要充分利用设备能力，给予尽可能大的压下量； 3、以后各机架逐渐减少压下量，到最后一架一般在712%左右，以保证板形、厚度、精度和性能。根据上表可制定本次设计的精轧各道次的压下分配为下表表3.5 精轧压下率分配表道次 1 2 3 4 5 6 7五道% 4050 3545 3040 2535 1525 1015 六道% 4050 3545 3040 2540 2535 2028 1015表3.6 精粗轧各道次压下量分配 轧制道次 1 2 3 4 5 6 7 % 40.6 35.2 32.1 25.1 27.9 25.7 13.6 13.80 7.10 4.20 2.23 2.17 1.44 0.56 轧前H 34.00 20.20 13.10 8.90 7.77 5.60 4.16 轧后h 20.20 13.10 8.90 7.77 5.6 0 4.16 3.603.3 速度制度3.3.1 粗轧机组轧制速度1、本次设计根据经验所得粗轧机组的轧制速度范围为01.95m/s2.9m/s。对于可逆式粗轧机，其速度制定常用梯形速度图和三角形速度图，粗轧机的出口速度一般为24.5m/s，最大可达5.5m/s。取其出口速度为4m/s。2、确定的目标宽度为BR=1425.86mm。3、则由轧前轧后体积不变原则BHL=bhl得粗轧轧完后带坯长度为l=230160010000/(341425.86)=75.91m。3.3.2 精轧机组轧制速度 1、确定最末架F7的穿带速度V7及出口速度穿带速度是指轧件头部从第一架入口到最后一架入口的速度，末架穿带速度以成品厚度为依据，可以查下表得出。 表3.7 末架穿带速度表 成品 4.00 4.01 4.60 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 8.00 10.00 厚度 以 （mm） 下 4.59 4.99 5.49 5.99 6.49 6.99 7.99 9.99 12.50 穿带 速度 10 9.5 9 7.5 7 6.5 6 5.75 5.5 5 (m/s) 由于本次设计的产品厚度h=3.6mm，所以末架轧机的穿带速度为10m/s。末架最大轧制速度20m/s。2、各机架的轧制速度和穿带速度末架轧机轧制速度确定以后，可由秒流量相等原则，即由下列公式: h1v1（1+sh1）=h7v7(1+sh7) (2)计算出各机架的轧制速度和穿带速度。由于热扎过程中前滑很小，可以忽略不计，所以公式(4.8)可简化为： 表3.8 轧制速度与穿带速度图机架 1 2 3 4 5 6 7 稳定轧速（m/s） 3.6 6.0 9.2 12.6 16.8 21.3 24穿带速度（m/s） 1.8 2.7 4.0 4.6 6.4 8.7 103、精轧机速度图5计算出各机架的轧制速度和穿带速度。由于热扎过程中前滑很小，可以忽略不计。速度 1 2 3 4 5 6 7 8 9时间 轧制时间 轧制周期时间T 间隙 图3.2 精轧机速度图注： 1点：穿带速度末机架10.00m/s；2点：带钢头部出末架后开始第一级加速，加速度为0.21.3 m/s2；3点：带钢头部咬入卷取机后开始第二级加速，加速度为0.31.6 m/s2；4点：带钢以工艺设置的最高速度轧制24m/s；5点：带钢尾部离开第一架精轧机时，开始第一级减速，减速度为0.51.2 m/s2，末机架减到15m/s；6点：以15m/s 速度等待抛钢； 7点：带钢尾部离开精轧机组，开始第二级减速，减速度为0.51.5 m/s2，末机架减到10m/s；8点：轧机以穿带速度等待下一条带钢； 9点：第二条带钢开始穿带。4.轧制时间计算计算该部分所用公式为： (3)式中 t12 穿带时间，s。 S0精轧机间距，定为6.0m。 Vi 各轧机的穿带速度，m/s。12：段穿带区：穿带时间计算t12=6.0（1/1.8+1/2.7+1/4.0+1/4.6+1/6.4+1/8.7）得t12=10.00s23段：第一级加速区现在确定卷取机距精轧末架距离约150190m取170m。那么在第一级加速时，轧钢长度S23=170m，加速度为 0.5m/s2，则根据公式：其中 ： (4) (5) (6) 可以计算出这个阶段的轧制时间t23 ； 所以V3=16.4m/s，t23 =12.8s34段：第二级加速区，加速度a21.0 m/s2 t34=(V4-V3)/a2=(24-16.4)/1.0=7.6s 153.5m45段：稳定轧制区 （甩带S0hn B） S=(l0h0-S0hn)/h (7)代入数据h0= 34mm，l= 75.91m，S=75.9110334-6(20.2+13.1+8.9+7.77+5.6+4.16)/3.6=737.44m 其中：l0、h0为坯料的长、厚；、h为成品厚；hn为第n架轧完的厚度(n=1、2、3、4、5) 所以S=737.4m 以最高速度轧制的成品长度S45=S-S23-S34=413.9m；t45=S45/V4=17.25s56段：第一级减速区 (8)t56=（V6-V5）/a3 (9) 取a3=-1.2m/s 所以S56=146.25m；t56=7.5s67段：抛钢 带钢离开第三架轧机开始减速，所以S67=（h6+h5）S0/h7=16.26m；t67=1.0s。78段：第二级减速 t78=(V8-V7)a4 (10)其中取 a4=-1.0m/s；所以t78=5s。89段：由于带钢尾部离开粗轧机后开始第二级减速，则从带钢尾部离开粗轧机至头 部进入精轧机所经历的时间为： t=2(S-S1)/(V穿+V粗)=20.51s 其中：S粗轧机至精轧机的距离范围是115-135m，取其值120m； S1末架粗轧机轧出的钢带长度75.9m； V穿进第一架精轧机的穿带速度1.8m/s； V粗钢带出粗轧机的速度2.5m/s。 所以 t=20.51s； t89=t-t78=20.51-5.00=15.51s。 3.3.3 轧机工作图表6 T t 时间/s 图3.3 轧机工作图表 间歇时间：t=20.51s； 精轧机组纯轧时间： 46.15s； 总延续时间： 46.15+10.00+5=61.15s； 轧机节奏时间： =20.51+46.15=66.66s。3.4 温度制度温度是影响钢板组织和性能的最主要的因素，要控制钢板的组织和性能就必须在生 产过程中控制温度制度，带钢热连轧的温度控制主要由以下几部分组成：开轧温度的控 制；精轧机组终轧温度的控制；卷取温度的控制。 1、开轧温度应在不影响质量的前提下尽量提高，钢材生产往往要求一定的组织性能，故要求一定的终轧温度，因而开轧温度的确定必须以保证终轧温度为依据，一般来说，对于碳素钢加热温度最高温度常低于固相线100200，而开轧温度由于从加热炉到轧机的温降，一般比加热温度要低，取1150左右。 2、精轧机组终轧温度因钢种不同而不同，它主要取决于产品技术要求中规定的组织性能。如果该产品可能在热轧以后不经热处理就具有这种组织性能，那么终轧温度的选择应以获得所需要的组织性能为目的。在轧制亚共析钢时，一般终轧温度应高于Ar3线的50100，以便在终轧以后迅速冷却到相变温度，获得细致的晶粒组织。若终轧温度过高则会得到粗晶组织和低的机械性能，反之，若终轧温度低于Ar3线，则有加工硬化产生，使强度提高而伸长率下降。而且要求带钢全长终轧温度均匀一致，这样才能保证整条带的机械性能及厚度的均匀。头部的终轧温度一般靠正确设定精轧出口速度来保证，而整带温度均匀则靠正确控制机组加速度及机架间的喷水量来实现。精轧机组的开轧温度由现场经验可得到。 3、卷取温度和精轧温度一样决定着产品的机械性能，因此卷取温度的控制至关重要，为了在短时间内将带钢温度迅速冷至500780，必须在输出辊道上设置喷水装置对带钢进行强制冷却，在实际过程中卷取温度的控制就是依靠在精轧以后的层流冷却水幕控制，它的控制直接由计算机控制。 3.4.1 精轧温度制度由于带坯出粗轧后在中间辊道上和进精轧前的除鳞都会有温降，根据现场经验，带坯在精轧除鳞后的头部温度 为1021； 因为在轧机上完成金相组织转变对厚度控制和机械性能都有不良影响，所以轧制结束温度应该控制在奥氏体区，奥低体向铁素体转变的起始温度约为875 ，设精轧末架的出口温度 为880，以使晶相转变发生在层流冷却阶段，得到奥氏体向铁素体转变的细化晶粒，提高带钢显微组织性能。由 (11) 其中： 开轧温度，1021；轧前厚度，34mm； 轧后温度，880； 轧后厚度3.6mm； 又由 (12) 则C=(1021-880) 3.6/(34-3.6)=16.7经计算，精轧各道次尾部温度变化如表3.4.1表3.9 精轧各机架轧件尾部温度变化表 精轧各架温度变化 机架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 温度() 1011.27 996.17 975.16 953.75 926.5 897.79 8803.4.2 卷取温度制度卷取温度也一样对产品的性能起着决定性的作用。卷取机距精轧机末架距离约为150190m，卷取温度控制在550650。卷取温度的影响：卷取温度过高会因卷取后的再结晶和缓慢冷却而产生粗晶粒和碳化物的集聚。卷取温度越低，带钢的机械性能和延伸率降低，带钢的加工性能变坏。3.5 辊型制度轧辊的弹性变形、辊温的变化以及轧辊的磨损乃是使工作辊辊缝发生改变的主要因 素，轧辊磨损有其特定规律，一般很难随时间随意的加以改变，而辊温与轧辊的弹性变 形则可以通过适当措施人为地随意加以改变以达到控制的目的。采用合理控制辊温的辊 型调整方法称为调温控制法，而以控制轧辊弹性变形为手段的辊型调整方法则称为弯辊 控制法。这两种方法不但能抵偿轧制压力与辊温波动带来的不利影响，并且还可能有效 地弥补轧辊磨损对正常辊型的侵蚀。（1）消除轧辊磨损影响的措施：工艺安排上，磨损的特定规律，采用窄宽窄的轧制顺序；随着支持辊的磨损而相应增大工作辊凸度 （换辊时）。（2）消除轧辊温度影响的措施：调温控制法合理控制辊温的辊形调整方法。通过向轧辊某些部分供热或吸热，改变辊温分布，以达到控制辊形的目的。此法的实行需要有热源和冷却剂。（3）消除轧辊弹性变形影响的措施：弯辊控制法：以控制轧辊弹性变形为手段的辊形调整方法。技术原理是：利用液压装置对轧辊辊颈施加液压弯辊力，瞬时地改变轧辊的有效凸度，从而改变承载辊缝形状和轧后带钢的延伸横向分布，以达到板形控制的目的。正弯（弯辊力与轧制载荷的方向相同，轧辊挠度减小）；负弯（弯辊力与轧制载荷的方向相反，轧辊挠度增加）3.5.1 调温控制法 人为地向轧辊的某些部分供热或者吸热，改变辊温分布，以达到控制辊型的目的，此法的施行需要有热源和冷却剂。如发现辊身中部温度过高辊身中部与边部温差过大，则可适当增大中段冷却剂的流量或削减边部冷却剂的供给，以此类推。但是调温控制法并不能很好的满足生产发展的要求，由于轧辊本身热容量较大，温升与温降有较长的过渡时间，而急冷急热又极易损坏轧辊，而且调温过渡时间也太长， 所以仅仅靠这种缓慢而又不准确的调温控制法是不能满足要求的。3.5.2 LVC辊型控制法 LVC(Liner Variable Contour) 辊型是一种新型的辊型，具有线性调节辊缝凸度的性能,并具有良好的板形控制性能。其辊型的设计原理是：以实现辊缝凸度随板宽变化成线性变化为目的（即在板宽由宽变窄时辊缝凸度成线性减小），以连续变凸度工作辊辊型曲线方程为基础方程，代入一定的系数,从而推出LVC 辊型曲线的方程。LVC辊型向辊径小的一方窜辊时可以增大辊缝凸度，反之向辊径大的一方窜辊时可以减小辊缝凸度,这样可以根据来料板形情况进行窜辊调节，控制板形质量。常规工作辊辊型进行窜辊的主要目的是使辊型磨损均匀化，这种辊型的窜辊策略通常是选择不同的窜辊步长和频率或选择不同的窜辊起始位置，对板形的凸度影响很小。与传统的常规工作辊辊型不同，LVC 辊型的窜辊策略则是根据板形调节能力的需要，算所需的窜辊量，达到改变板形的效果。在各机架窜辊量的设定计算中，对于某些工况很难将精轧出口的目标凸度和目标平坦度都准确地保持在一个值上，有时为了使轧制过程顺利，采用满足凸度良好的准则而牺牲机架间带钢平坦度。因此，在 板形模型初次设定LVC 窜辊量后，可制定相应的窜辊优化策略，即：在将机架精轧 出口凸度控制在精度范围内的前提下，可以依次改变各机架的窜辊量,以使各机架间 的带钢宽度方向的不均匀延伸降低。这一思想曾经在弯辊力设定优化中应用，由于 LVC 辊型的窜辊和弯辊都是用来控制板形，因此可将弯辊力优化的思想应用在窜辊 优化中。目前，L