热连轧板带钢工艺与规程设计

1、热连轧板带钢工艺与规程设计目录题目及要求二. 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 计算各道的平均单位压力P及轧制力P和各道轧制力矩四.电机与轧辊强度校核 4.1 轧辊校核 4.2 电机校核五. 参考资料 一 题目及要求 1.1计题目 已知原料规格为350173020000mm，钢种为Q235，产品规格为2.51700mm。1.2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、

2、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+152)表面质量：表面要缺陷少，需要平整，光洁度要好。二工艺流程及设备1.1 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1.2设备 粗轧机：二辊、四辊 工作辊辊径1020mm，辊身长2120mm，最大允许轧制力40000KN，电机功率8000KW。精轧机:五架四辊轧机工作辊辊径800*2,600*3mm，辊身长2100mm,最大轧制速度12.56m

3、/s,最大允许轧制力35000KN，电机功率5500*2KW，6500*3KW。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13 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成。2 精轧机组由5四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 F

4、1F7全部为液压压下并设弯辊装置。三 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（mm）出口厚度（mm）压下量 （mm）压下率（）185652023.5265452030345291635429191034

5、51914526614104282) 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

6、，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（mm）出口厚度（mm）压下量 （mm）压下率（1107330275228353.81.52443.830.821532.50.5163.3 校核咬入能力粗轧 根据hmax=D(1-cos)，其中为最大咬入角，约为1522，取=20，D=1m,则hmax=61.5mm 精轧根据hmax=D(1-cos)其中为最大咬入角，约为1522，取=20D=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

7、形速度图,计算各道的纯轧时间和间隙时间。根据图（b）， 粗轧机组的纯轧时间tj计算公式如下: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： 纯轧时间tj=t2+t3+t4 粗轧轧制时间计算公式： 取a=40rpm/s,b=60rpm/s,nh1=ny1=35，nh2=ny2=35， nh3=ny3=35 Nh4=ny4=55 ，nh5=ny5=55，nh6=ny6=55， np=203.5 确定轧制延续时间粗轧轧制时

8、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=14.46，L2=17.64，L3=22.05，L4=27,91，L5=35.78，L6=44.73 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nh(rpm)ny(rpm)np(rpm)L(m)纯轧时间时间间隔135352014.4610.75s4s235352017.6413.96s4s335352022.0519.3s5s455552027.9116.52s4s555552035.7830s4s655552044.7340.05s粗

9、轧轧制周期：t粗=10.75+13.96+19.3+16.52+30+40.05+4+4+4+5+4=150.5s 精轧轧制时间计算粗轧轧完的带坯长度为120m，至精轧机间隙时间按经验取12s，由于精轧机组用5个机架，精轧机组的间隙时间：式中：s0精轧机组各架间距，46m；v1，v2,v5-F1F5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，即式中：h1，h2h5各架的出口厚度；v1，v5各架的出口速度；C连轧常数。加速前的纯轧时间： 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=0.8m；N参数，N=35，取5；V7第七架的穿带速度，8

10、m/s 根据经验取最后一道次即第四道次的穿带速度v5=8m/s,则根据秒流量体积相等算出前六道次的穿带速度分别为：v1=2.4m/s, v2=3.4m/s, v3=4.8m/s,V4=6.3m/s ，V5=8 m/s取s0=6m,故精轧机组的间隙时间： 加速段轧制时间:采用加速度a=0.4m/s2 式中：v5n第五架的最大速度，10m/s V5第五架的穿带速度，8m/s a加速度，0.4m/s2。tj2 = 5.0s加速段的带钢长度:加速后的恒速轧制时间：第五架的纯轧时间： 精轧轧制周期为：Tj = t j + t0=19.8+7.2=27s3.6 轧制温度的确定粗轧时各道次的温降 第一道开轧

11、温度定为1150 ，故第一道尾部轧制温度为：第三道的的尾部温度为： 第四道的的尾部温度为 第五道的的尾部温度为： 第六道的的尾部温度为精轧时各道次的温降 精轧完后轧件的温度带坯尾部进入精轧第一架的温度为： 考虑精轧前高压水除鳞降，则尾部进入第一机架尾部温度为7650C，轧件部通过精轧机组由于辐射散热所引起的温度降为: 即每架辐射温度降为,故尾部轧制温度为765-12=753C,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（）123.51302302283353244344215265166283.8 计算各道的平均变形速度由公式：

12、，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）14.91124.4526.19240.0638.94368.99417.13492.14517.785118.76621.863.9 计算各道的平均单位压力P及轧制力P和各道轧制力矩 变形抗力与变形温度、变形速度、变形程度有关 。热轧变形程度影响较小。变形抗力曲线表。由公式，得 单位轧制压力由公式得轧制压力，再由公式求得轧制力矩粗轧道次变形抗力MPaMPa（t）tm精轧道次变形抗力MpaMPa（t）tm1801021734149.11270464268282.12851041756158.82280504239960

13、.531001392126172.233006002142 40.541151722076132.64305573146119.75130195165774.55320604123213.36180309236495.7Q235热轧板轧制压下规程设计总表道次入口厚度（mm）出口 厚度（mm）压下量(mm)压下率(%)宽度(mm)每道轧后温度（C）变形速度(-1s)工作辊径(mm)轧制压力(t)轧制 力矩(tm)185652023.5173011434.1910201734149.1265452030170011296.6910201756158.8345291635170011028.9410

14、202126172.24291910341700108617.1310202076132.6519145261700100817.781020165774.561410428170090121.861020236495.7710 7330170075224.45800268282.1875228170074840.06800239960.5953.81.524170074668.99600214240.5103.830.52117007449271132.54.3161700742118.7600123213.3四 轧机轧辊强度校核4.1 轧辊校核轧辊的受力状况如图所

15、示：dgdgdzDgDzb在四辊轧机上，轧制过程中的弯矩主要有支撑辊承担。同时，在四辊轧机中，一般均为工作辊传动。所以，校核轧辊时，校核工作辊辊头处的扭转应力、支撑辊辊身中央和辊径的弯曲应力。另外，工作辊和支撑辊之间还存在较大的接触应力，也需要校核。在校核过程中，考虑到轧辊材质不均，轧制力计算不准确以及轧制时的冲击载荷、应力集中等影响，在轧辊的静强度计算中，选轧辊的安全系数n=5进行计算，许用应力=b/5。轧辊材料的许用应力见表各种轧辊材质许用应力值轧辊材质合金锻钢碳素锻钢碳素铸钢球磨铸铁合金铸铁铸铁许用应力Mpa140240120140100120100120809070801.承辊强度计算

16、支承辊材质选合金锻钢=140240MPa。支承辊辊身受单向的均布载荷（见示意图62），根据支承辊示意图可绘出支承辊的受力图（图63）和弯矩图（图64）便于轧辊的校核。DzDzqaLdz图 支承辊示意图对铸钢轧辊，当强度极限为500-600MPa时，=100-120MPa对铸铁轧辊，当强度极限为350-400MPa时，=70-80MPa对二辊轧机，最大弯矩a为压下螺丝中心距辊身最大弯曲应力1=Mmax/W1强度校核：对轧辊辊身只校核弯曲强度1对二辊粗轧机取最大P=21260KN，取a=1.5b得Mmax=1490KNm，W1=得1=44.1MPa100MPa,校核通过对四辊轧机，支承辊最大弯矩辊身最大弯曲应力1=Mmax/W1用最大p=23640KN，a=1.5L，D为支承辊平均辊径为1.5mMmax=1654.8KNm得1=49.9MPa70MPa,对工作辊，工作辊传动端扭转剪切应力Wnn为抗扭断面系数取最大Mk=1722KNm得=8.35 MPa校核通过4.2电机功率校核传动工作辊所需要的静力矩，除轧制力矩以外，有附加摩擦力矩Mm,它有以下两部分组成Mm=0.06Mz+0.00317P。还有轧机的空转力矩（Mk）根据实际资料可取为电机额定力矩的3%到6%，即 M= Mz+ Mm + Mk轧制功率计算式为W=M*，角速度，对粗轧第一道次而言，