热轧板带钢生产压下规程设计

学生课程设计（论文）题目61700热轧带钢精轧压下规程设计所在院系材料工程学院专业材料成型及控制工程班级压力加工班指导教师职称助教攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目61700热轧带钢精轧压下规程设计1、课程设计的目的通过本课程设计教学所要达到的目的是1、训练学生综合运用机械原理、金属塑性成型原理、金属凝固原理、成型工艺设备及设计等课程的理论知识独立思考、分析、初步解决材料成型工艺问题的技能，提高运算、设计绘图能力及查阅资料的技能；2、使学生熟练掌握工艺设计的步骤和方法；3、培养学生以理论为基础并结合生产实际进行工艺设计的设计思想。4、为毕业设计（论文）及毕业后从事工程工作打下良好的基础。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）内容1、根据所选的题目查阅相关的资料，认真理解题目的意图。2、按要求设计计算出相应的轧制规程（孔型图）。3、对照生产实际，对自己的设计进行综合评定、总结。要求1、设计过程中要做到严谨、科学、切合实际。2、要有一定的突破及创新。3、设计说明书要严格按要求书写。3、主要参考文献1轧钢车间设计基础，袁康，北京钢铁学院压力加工系2板带钢轧制工艺指导书，李登超3挤压工艺及模具，贾俐俐等，机械工业出版社4冲模设计应用实例，模具实用技术丛书编委会，机械工业出版社5塑性成形工艺与模具设计，高锦张等，机械工业出版社4、课程设计工作进度计划第一周1、认真领会指导书中所给题目的内容，查阅相关的资料。2、根据自己的理解形成初步的设计方案。第二周1、对自己的设计方案进行修改。2、书写设计说明书。指导教师（签字）日期教研室意见同意。学生（签字）接受任务时间年月日课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称61700热轧带钢精轧压下规程设计评分项目分值得分评价内涵01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。工作表现2003课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。能力水平3508对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。成果质量4511创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名年月日摘要压下规程设计的主要任务就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板、带产品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置（即辊缝的开度）和转速。因而，还要涉及到各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度及道次压下量的合理选择，从而达到充分发挥设备能力，提高产量和质量，并使操作方便，设备安全的目的。本课题设计了61700热轧带钢精轧压下规程制定。事实证明影响热轧带钢成品质量的主要因素有坯料缺陷、轧制温度、轧制张力、轧辊磨损及表面粗糙度等，而该课程设计任务就是采用合理压下规格以提高热轧带钢的产量和质量。关键词压下规程设计，轧制，热轧带钢目录摘要I1设计任务211设计任务212坯料及产品规格22设计方案321产品规格322设计原则33压下规程设计431精轧道次，分配压下量4311轧制道次的确定4312精轧机组的压下量分配532咬入能力的校核633计算轧制时间6331精轧速度制度确定6332各道轧件速度的计算734轧制压力的计算8341精轧机组温度确定8342精轧段轧制力计算835轧辊强度校核9351支撑辊弯曲强度校核9352工作辊的扭转强度校核114结论13参考文献141设计任务11设计任务61700热轧带钢精轧压下规程制定。12坯料及产品规格依据任务要求典型产品所用原料坯料板坯厚度120MM钢种Q235最大宽度1700MM长度5M产品规格厚度6MM板凸度7坯料单重807T2设计方案21产品规格产品宽度1700MM,厚度6MM，凸度7M。22设计原则压下规程设计的主要任务就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板、带产品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置（即辊缝的开度）和转速。因而，还要涉及到各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度及道次压下量的合理选择，因而广义地来说，压下规程的制定也应当包括这些内容。通常在板、带生产中制定压下规程的方法和步骤为1在咬入条件允许的条件下，按经验配合道次压下量，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（H/H）及确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；4校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。板带轧制规程设计的原则要求是充分发挥设备能力，提高产量和质量，并使操作方便，设备安全。3压下规程设计31精轧道次，分配压下量311轧制道次的确定根据板坯尺寸、轧机架数、轧制速度以及产品厚度等合理确定粗轧机组总变形量及各道次压下量。由于在粗轧机组上轧制时，轧件温度高、塑性好，厚度大，故应尽量应用此有利条件采用大压下量轧制。考虑到粗轧机组与精扎机组之间的轧制节奏和负荷上的平衡，粗轧机组变形量一般要占总变形量的6080。在此，取粗轧的压下率为75，则粗轧后板坯厚度为30MM，长度为20000MM。由设计要求可知中间板坯厚度为30MM；成品厚度为6MM，则精轧轧制的总延伸率为5630HH式中总延伸率H坯料原始厚度H产品厚度平均延伸系数取126则轧制道次的确定如下（取整）7261LOG5LPN由此得实际的平均延伸系数为258157PS由上面计算分配轧制道次，和精轧平均延伸系数如下2精轧为7道次连轧，各道次平均延伸系数126按分配原则我们将精轧的延伸系数如下表311精轧的延伸系数312精轧机组的压下量分配精轧连轧机组分配各架压下量的原则；一般也是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型、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不低于10，此外，压下量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一架可以留有余量，即考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，使压下量略小于设备允许的最大压下量，中间几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。精轧机组的总压下量一般占板坯全部压下量的1025。本次设计采用7架连轧，结合设备、操作条件直接分配各架压下量如313道次精轧延伸系数128130128126124123122表312精轧机组压下量分配及各项参数32咬入能力的校核热轧钢板时咬入角一般为1522，低速咬入可取20，由公式其中D为对应道次轧机工作辊直径。轧辊的工作辊直径选用400MM，粗精轧机工作辊相同。将各道次压下量及轧辊直径代入可得各轧制道次咬入角为表32粗、精轧各道次咬入角的校核道次F1F2F3F4F5F6F7延伸系数分配128130128126124123122出口厚度（MM）23441803140911189027336007压下量（MM）656541394291216169132压下率（）2187230821852065193218741801轧件长度M2560332842585367665281869983道次F1F2F3F4F5F6F7轧辊直径（MM）400400400400400400400压下量（MM）656541394291216169132咬入角104948069605347ARCOSHD33计算轧制时间331精轧速度制度确定确定精轧速度制度包括确定末架的穿带速度和最大轧制速度；计算各架速度及调速范围；选择加减速度等。精轧末架的轧制速度决定着轧机的产量和技术水平。确定末架轧制速度时，应考虑轧件头尾温差及钢种等，一般薄带钢为保证终轧温度而用高的轧制速度；轧制宽度大及钢质硬的带钢时，应采用低的轧制速度。本设计产品6MM，终轧速度设定为12M/S。末架穿带速度在8M/S左右，带钢厚度小，其穿带速度可高些。穿带速度的设定可有以下三种方式1当选用表格时，按标准表格进行设定；2采用数字开关方式时，操作者用设定穿带速度的数字开关进行设定，此时按键值即为穿带速度；3其它各架轧制速度的确定当精轧机末架轧制速度确定后，根据秒流量相等的原则，各架由出口速度确定轧件入口速度。根据各架轧机出口速度和前滑值求出各架轧辊线速度和转速332各道轧件速度的计算已预设末架出口速度为12M/S由经验向前依次减小以保持微张力轧制依据秒流量相等原则即其中为各机架出口速度；IV为各机架出口厚度。H根据以上公式可依次计算得各道次精轧速度的确定如表33表33各道次精轧速度的确定道次F1F2F3F4F5F6F7RICVHHV入口速度（M/S）240307399511644798987出口速度M/S3073995116447989871200精轧机组间机架间距为5米，各道次纯轧时间为SVHTHLZ387间隙时间分别为TJ15/304163STJ25/399125STJ35/511098STJ45/644078STJ55/798063STJ65/987051S所以，总轧制时间为STTJZ134轧制压力的计算341精轧机组温度确定粗轧完得中间板坯经过一段中间辊道进入热卷取箱，再经过飞剪、除鳞机后，再进入精轧第一架时温度降为1050。由于精轧机组温度降可按下式计算10IIHCTNHTC0式中、精轧前轧件的温度与厚度0TH、精轧后轧件的温度与厚度3代入数据可得精轧机组N轧制温度根据生产现场经验可以预定终轧温度为800，即TN800，计算得C625,表341精轧各道次轧制温度道次F1F2F3F4F5F6F7温度970946917882842794738342精轧段轧制力计算目前普遍公认的最适合于热轧带钢轧制力模型的SIMIS理论公式TPLCKBQP式中轧制力N；PB轧件宽度MM；QP考虑接触弧上摩擦力造成应力状态的影响系数；LC考虑压扁后的轧辊与轧件接触弧的水平投影长度MM；K决定金属材料化学成分以及变形的物理条件变形温度、变形速度及变形程度的金属变形阻力K115；SKT前后张力对轧制力的影响系数；由以上公式可知平均单位压力TPQ计算时用西姆斯公式的简化公式克林特里公式PQ其中KT按下式计算KAFBT1因为前张力对轧制力的影响较后张力小，所以A05，本设计中取A07，前后张力均取3MPA。接触弧投影长度计算一般以为接触弧长度水平投影长度为RHLC表342精轧各道的轧制力道次F1F2F3F4F5F6F7轧制力KN56671552855096646263447584200640935MCPHL27052HHM35轧辊强度校核351支撑辊弯曲强度校核四辊轧机的支承辊径D2与工作辊径D1之比一般在范围内。显然，521支承辊的抗弯系数比工作辊大得多，即支承辊有很大的刚性。因此，轧制时的弯曲力矩绝大部分由支承辊承担。支撑辊的弯曲力矩和弯曲应力分布见下图35。图35四辊轧机支撑辊计算图在轧辊的11断面和22断面上的弯曲应力均应满足强度条件，即BRDPC20/31112式中P总轧制压力；D11、D2211和22断面的直径；C1、C211和22断面至支反力P/2处的距离；RB许用弯曲应力。支撑辊辊身中部33断面处弯矩是最大的。若认为轴承反力距离L等于两个压下螺丝的中心距L0，而且把工作辊对支撑辊的压力简化成均布载荷（这时计算误差不超过913），可得33断面的弯矩表达式840LPMW辊身中部33断面的弯曲应力为BRDLP32034/式中的D2应以重车后的最小直径代入。因为精轧机上第一架轧制力最大，故其支撑辊受力最大，所以我们计算轧机支撑辊时只计算精轧第一架的弯曲应力。因为轧件宽度为，轧辊辊身长度，其中，MB170MAXABLMX当时，。2510AXB205810/2D本设计取A200，所以L1900,D1200MM。又因辊颈直径D和长度一般近似地选D05055D、L/D08310，本设计取D05D、10所以辊颈直径D600MM，L600MM，C1、C2，R的取值查轧钢机械（第3版）邹家祥主编P80。取R/D01,R95MM，C1138MM，210MM,951上面D2重车后（支承辊5）的最小直径为D21140MM,PD256671KN把前面的数据代入上式计算PA8602/13805670/3311MDPCP4922DL449524/33203本设计支撑辊为合金锻钢，强度极限MPAB7500许用应力RB150200，可见支撑辊的弯曲应力小于该许用应力，故满MPA足要求。352工作辊的扭转强度校核1轧制力矩轧制力矩按下式计算式中合力作用点位置HRPMZ12系数（或力臂系数），板一般取为0405，精轧第一架轧机的轧制力矩MNMZ812056467122附加摩擦力矩传动工作辊所需要的静力矩，除轧制力矩外，还有附加摩擦力矩，M它由以下两部分组成，即，21MMM其中在四辊轧机可近似地由下式计算1MMZGMDPFD1式中支撑辊轴承的摩擦系数，取0005；FF支撑辊辊颈直径，600MM。ZDZD、工作辊及支撑辊直径，400MM，1200MMGDZGZ代入后）可求得精轧机006MNM1可由下式计算2MM12ZM式中传动效率系数，本轧机无减速机及齿轮座，但接轴倾角，故可取094，故得3第一架精轧机MM20064MM10064（18006）012MNM