軋制規(guī)程設(shè)計

1、軋制規(guī)程設(shè)計就是根據(jù)鋼板的技術(shù)要求、原料條件、溫度條件和生產(chǎn)設(shè)備的實際情況，運用數(shù)學(xué)公式或圖表進行人工計算或計算機計算，來確定各道次的實際壓下量，空載輥縫，軋制速度等參數(shù)，并在軋制過程中加以修正和應(yīng)變處理，達(dá)到充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高產(chǎn)量，保證質(zhì)量，操作方便，設(shè)備安全的目的。附熱軋板帶產(chǎn)品的工藝制度制定實例某熱軋生產(chǎn)線，產(chǎn)品規(guī)格1.8*1200mm帶卷，材質(zhì)STE255，軋制規(guī)程設(shè)計如下設(shè)計目錄安排軋制規(guī)程安排軋制規(guī)程校核咬入能力校核咬入能力確定速度制度和軋制延續(xù)時間確定速度制度和軋制延續(xù)時間確定軋制溫度溫度確定軋制溫度溫度計算各道次軋制力和軋制力計算各道次軋制力和軋制力矩矩計算各道次的變形程度

2、計算各道次的變形程度1 安排軋制軋制規(guī)程 1.1 軋制方法 本次采用綜合軋制法，由2架粗軋機組和7架四輥不可逆式軋機組成的連軋機組共同完成軋制過程。1.2粗軋機組的軋制規(guī)程 粗軋機組的形式：由2 架粗軋機組。第 一架為二輥可逆式軋機，板坯在此機架上軋制3道次，為控制寬展R1 前設(shè)有立輥E1；第二架為四輥可逆式軋機，板坯在此機架上軋制3 道次，為控制寬展R2前設(shè)有立輥E2。粗軋機組設(shè)備主要有粗軋機輥道，側(cè)導(dǎo)板，高壓水除鱗裝置，立輥軋機，中間輥道、廢品推出機等組成。生產(chǎn)線布置如圖1.1。 圖1.1粗軋機生產(chǎn)線布置圖1.1.1原料的確定 根據(jù)現(xiàn)場實際選擇坯料：21012504800mm連鑄板坯。材料

3、的特性見表1.1。表1.1 STE255成品的化學(xué)成分及力學(xué)性能表1.2 根據(jù)經(jīng)驗確定各粗軋機軋制道次及粗軋目標(biāo)厚度1.1.2分配各道次壓下軋機組壓下量分配原則（1）粗軋時軋件溫度高，變形抗力小，塑性好，軋件又短；考慮到粗軋機組與精軋機組軋制節(jié)奏和負(fù)荷的平衡。粗軋機組的總壓下量應(yīng)盡可能大，以便減輕精軋機組負(fù)荷，一般粗軋機組總延伸率為710，最大可達(dá)12。粗軋機組變形量要占總變形量的7080%；（2）為保證精軋機組的終軋溫度，應(yīng)盡可能提高粗軋機組出的精軋坯的溫度；盡可能減少粗軋道次和提高粗軋機的軋制速度。，減少溫降。（3）為簡化精軋機組的調(diào)整，粗軋機組軋出的精軋坯的厚度范圍盡可能的少。一般粗軋機

4、組軋出的精軋坯厚2040。（4）粗軋機各道次壓下量分配規(guī)律為：第一道次考慮咬入及配料厚度偏差不能給以最大壓下量；中間各道次應(yīng)以設(shè)備能力所允許的最大壓下量軋制；最后道次為了控制出口厚度和帶坯的板形，應(yīng)適當(dāng)減小壓下量。（5）粗軋機組的立輥，除了立輥破磷機考慮道破磷和調(diào)節(jié)板坯寬度給予較大的壓下量（50100）處，其它萬能機座上的立輥壓下量都不大，約等于寬展量。寬展量約為432。表1.3粗軋機組各道相對壓下率分配表表1.4 粗軋各道次壓下分配1.1.3根據(jù)成品板寬確定精軋坯寬度不考慮精軋機組寬展，即精軋機組寬展量為0。粗軋后的精軋坯寬度 mm式中 -成品板寬度； -收縮率， =1.21.5%。BR4C

5、BBBRRC1441215012. 011200114CBBCRBCC1C11.1.4計算粗軋機組軋制時的寬展量粗軋軋制6道次， 粗軋總寬展量： 每道次寬展量： ：第 架軋機第j道次寬展量；：第 架軋機第j道次壓下量； ：第i架軋機寬展系數(shù)。ijRRBBijijRiRHKBijRBijRHiKiRiRiK表 1.5 各架軋機寬展系數(shù)計算各道次寬展量及粗軋總寬展量：mmHKBmmHKBmmHKBmmHKBmmHKBmmHKBRRRRRRRRRRRR55 . 41530. 079 . 62330. 00 . 63 . 61 .2130. 084 . 88 .3325. 093 . 91 .3725

6、. 0135 .125025. 0232322222121131312121111222111mmBBijRR489 .475 . 49 . 63 . 64 . 83 . 95 .121.1.5計算坯料軋前的膨脹寬度 mm 計算立輥總的寬度壓縮量：立輥的奇數(shù)道次進行側(cè)壓，偶數(shù)道次不進行側(cè)壓 = =1269-1215+54=108mm ：熱膨脹系數(shù)， =1.105； ：常溫下坯寬 ， =1250mm， ：立輥壓下量分配系數(shù)。RRBBBC402RB1269015. 1125020 CBB2C2C0B0Bij表1.6 立輥壓下量分配系數(shù)表1.1.6計算立輥各道次側(cè)壓量 =1080.21=22.723

7、mm=1080=0mm=1080.24=25.926mm=1080.24=25.926mm=1080=0mm=1080.25=27mm；11EB12EB13EB21EB22EB23EB表1.7立輥各道次側(cè)壓量綜上，得粗軋機組各道次軋件寬度變化表表1.8 粗軋機組各道次軋件寬度變化1.2精軋機組的壓下規(guī)程 由7架四輥不可逆式軋機組成連軋機組。各機架采用PC 軋機。前三架主要完成壓下，后四架主要控制板形。各機架負(fù)荷分配亦不同，因此前三臺采用工作輥輥徑較大，后四架采用較小的工作輥。精軋機組前設(shè)置邊部加熱器。精軋機 F1F7全部為液壓壓下并設(shè)彎輥裝置。 精軋機組的總壓縮率和最大延伸率與精軋機的數(shù)量有關(guān)

8、。表1.9精軋機組機座與延伸間關(guān)系表1.10壓下率分配表精軋機組最末兩架考慮質(zhì)量因素采用減小壓下量的方法，減少帶鋼厚度不均，消除波浪形瓢曲等缺陷。終軋變形程度對鋼材的金相組織有重要的影響，不同鋼種的再結(jié)晶曲線是不同的，為得到細(xì)晶粒組織，要根據(jù)不同鋼種的終軋溫度確定變形程度。表1.11各架精軋機壓下分配2 校核咬入能力 在校核各架軋機咬入能力時，取該機架最大壓下量的那道次進行，F(xiàn)1F3取F1較核，F(xiàn)4F7取F4校核。 表2.1 粗軋部分表 2.2 精軋部分壓下量與咬入角的關(guān)系 ， 式中： 咬入角 ，h壓下量，D工作輥徑。粗軋計算第一、第二、第三架軋機：R1： =1-50/1350=0.963 則

9、： =15.63R2： =1-37.1/1200=0.969 則： =14.3R3： =1-23/1200=0.981 則： =11.76精軋計算第一、第四架軋機F1： =1-13.24/760=0.983 則： =10.58F4： =1-2.09/700=0.997 則： =4.44熱軋帶鋼時，最大咬入角一般為1520，低速軋制時為20，所以上述咬入角符合條件，咬入能力滿足。cos1DhDh/1cos1cosR2cosR3cosR1cosF4cosF1R2R3R1F4F3 速度制度和軋制延續(xù)時間 由于軋件較長，為操作方便，可采用梯形速度圖。根據(jù)經(jīng)驗資料區(qū)平均加速a=40rpm/s, 平均減速

10、度b=60rpm/s。由于咬入能力很富余，且咬入時速度高有利于軸承油膜的形成，故可采用穩(wěn)定速度咬入。根據(jù)實際生產(chǎn)情況，各速度取值為： 第一架：第一、二道次取咬入速度和恒定轉(zhuǎn)速 =35rpm，拋出速度 =20rpm，第三道次取 =40rpm ， =25rpm 第二架：由于為四輥可逆軋機，取第四道次咬入速度、恒定速度和拋出速度為 =40rpm ， =25rpm。第五、六道次的咬入速度、恒定速度和拋出速度相同，取 =60rpm， =60 rpm， =30rpm。11yhnn44yhnn55yhnn66yhnnpn33yhnn11yhnn pnpnpn粗軋速度按照梯形速度圖:（a）不可逆；（b）可逆。

11、 根據(jù)所選梯形速度圖,計算各道的純軋時間和間隙時間粗軋機組的純軋時間計算公式如下:bnnannDLnbnnanntphyhhphyhzh226012222yn 式中：式中：拋出速度，拋出速度，(rpm)；速度圖的恒定轉(zhuǎn)速，速度圖的恒定轉(zhuǎn)速，(rpm)；咬入速度，咬入速度，(rpm)； a 加速度，加速度，(rpm/s)； b 減速度，減速度，(rpm/s)； L 該道次軋后長度，該道次軋后長度，(m)； D工作輥直徑，工作輥直徑，(m)。 pnhn3.2精軋機速度制度任意架的前滑值按下式計算： 軋件出口厚度 ； 工作輥半徑 絕對壓下量 軋輥與軋件間的摩擦系數(shù)，取 =0.25則得各架的前滑值為1

12、2114RhhhSh1Rh 13.040024.1325.021176.16424.131S13.040007.725.021169.9407.72S12.040069.325.021100.6469.33S11.037509.225.021191.3409.24S10.037518.125.021173.2418.15S07.037567.025.021106.2467.06S03.037526.025.02118.1426.07S 秒流量相等原則：即各架上單位時間內(nèi)通過的金屬體積應(yīng)相等。或 第架帶鋼的出口厚度和出口速度 第架軋機的速度 第架軋件的前滑值先確定最后一架的速度和各架的厚度，再確

13、定各架的速度，精軋機最后一架為第7架速度為=20m/s。則由公式nnvhvhvh2211nnnSvhSvhSvh111222111nnvh 、nvnS7v得 =20/（1+0.03）=19.42m/s則把公式 轉(zhuǎn)化為公式： 其中i=（1、2、3、4、5、6）則將已知數(shù)據(jù)代入公式得：7771/SvviiiShSvhv11777ShSvhvnnn11 =1.819.42(1+0.03)/16.76(1+0.13) =1.90m/s同理算出其它機架速度 表3.1 精軋機組各架線速度表1v3.3 軋制時間3.3.1粗軋軋制時間計算 由體積不變定理計算每道軋后鋼板長度lhbBHL =2101269480

14、0/1601259=6350mm1L 同理計算各機架出口的長度列表如下 表3.2 機架出口長度由公式： 將上面的數(shù)據(jù)帶入公式，計算各道純軋時間，粗軋一，二，三道之間時間間隔4s，三四道之間間隔5s，五六形成連軋，56道次形成連軋，因只有兩架連軋，簡化計算將兩架軋機視為同步運動，沒有間隙時間。所以： bnnannDLnbnnanntphyhhyhyhzh226012222stzh73. 260220354023535135063506035160353540353522221同理算出其余道次的純軋時間。如下表 表 3.4 粗軋機軋制時間表 粗軋軋制周期=2.37+3.12+3.86+5.88+5

15、.72+8.94+4+4+6+4+4=51.89s，ynpnhn粗t3.3.2精軋軋制時間計算確定精軋機組各架速度時，應(yīng)滿足金屬秒流量相等，即式中：h1，h2h7各架的出口厚度；v1，v2v7各架的出口速度；C連軋常數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗取最后一道次即第七道次的穿帶速度 =10m/s,則根據(jù)秒流量體積相等算出前六道次的穿帶速度 Cvhvhvhvhvhvhvh77665544332211Cvhvhvhvhvhvhvh776655443322117v18108 . 18 . 196. 155. 252. 388. 44 . 745.127654321vvvvvvv得，各機架帶鋼穿帶速度如下表表3.5 各機架

16、帶鋼穿帶速度精軋機速度圖 圖1 帶鋼熱連軋機組末架軋機的速度曲線圖1點：穿帶開始時間，選用速度10m/s的穿帶速度，即=10m/s；2點：帶鋼頭部出末架軋機后開始第一級加速， = =10m/s， =0.21.3m/s；3點：帶鋼咬入卷取機后開始第二級加速，取=14m/s，=0.31.6m/s；4點：帶鋼以工藝制度設(shè)定的最高速度 = =20m/s軋制；5點：帶鋼尾部離開連軋機組中的第三架時，機組開始減速，速度將到穿帶速度；6點：帶鋼尾部離開精軋機組開始以穿帶速度等待下一條鋼帶 = =10m/s7點：第二條開始穿帶；1V2V3V4Vmaxv6V1V（1）穿帶時間：由于精軋機組用7個機架，精軋機組的

17、穿帶時間：式中： 精軋機組各架間距，5.8m；，, - 的穿帶速度=5.8m,故精軋機組的穿帶時間： 則 =10.55s 62100111vvvst0s1v2v6v1F6F55.1018.9106.7111.5169.3143.2145.118 .50t12t0t0s（2）加速軋制時間： 1) 慢加速段軋制時間： 帶鋼出精軋到卷取機建立張力，實行緩慢加速，加速度=0.21.3m/s，取 =0.336m/s2 ，=14m/s, =10m/s 則得： =142.85m， =11.90s。3V12VV 1a3V2322232 aSVVaVVS2/ )(22232312323/aVVt23S23t因為

18、帶鋼長度 = =142.85m應(yīng)該大于或者等于精軋機組末架至卷取機間距與卷取機卷取5圈帶鋼的度之和， 即 式中：精軋機組末架至卷取機間距，取=130m；D卷取機卷筒直徑，D=0.8m；N參數(shù)，N=35，取5； 則 =142.85m =130+3.140.85=142.56成立。1l23SDNSj23SjS23SDNSj1l2)快加速段軋制時間:=14m/s， =20m/s，采用加速度 =0.31.6m/s 取 =1.0m/s2 = 6s；加速段的帶鋼長度: 則23434/aVVt3V4V2aa34taVVSl2/2324342mSl1020 . 12/142022342精軋后帶鋼總長： mm=

19、583.33m 加速后的恒速軋制時間： = 58333312008 . 148001250210L42145VllLts92.162010285.14233.583（3）減速軋制時間 由 = =20m/s， =10m/s，取 =-1.25m/ 。 則得： =120m； =8s 5625262aSVVaVVS2/25265635656/ aVVt5V4V3a67t6V56S（4）間隙時間 粗軋軋完的帶坯長度為35093mm，至精軋機間隙時間按經(jīng)驗取16s 則 =16s。 綜上，精軋機組的純軋時間： =10.55+11.90+6+16.92+8=53.37s 精軋機組的軋制周期 T= + =53.

20、37+16=69.37s67t564534230ttttttzhZHt67t4 軋制溫度的確定4.1粗軋時各道次的溫降高溫時軋件的溫降可按輻射散熱計算，因為對流和傳導(dǎo)所散失熱量大致可以與變形功所轉(zhuǎn)換的熱量低消。輻射散熱所引起的溫降可由下列近似公式計算: 其中： 前一道軋件的溫度，； h前一道軋件的厚度，mm； Z該道次間隙時間和純軋時間，s。40010002739 .12thZtt0t 板坯加熱溫度定為1250，出爐溫度降溫50 ，粗軋前高壓水除鱗溫度降溫20，故立輥開軋溫度為1180，考慮立輥軋后再噴高壓水除鱗，再進行強冷后，第一道開軋溫度定為1150 ，故第一道尾部軋制溫度為：1150-1

21、2.9(2.37/210)(1150+273)/1000=1149.40可逆軋制時，第一道次的頭部為第二道次的尾部，故第二道尾部溫度為：1150-12.9(2.37+4+3.12)/160(1150+273)/1000=1146.86第二道次的頭部在第三道時變?yōu)槲膊?，故先計算第二道頭部溫度為：1149.40-12.9(4/160)(1149.40+273)/1000=1148.08故第三道次的尾部溫度：1148.08-12.9(3.12+4+3.86)/122.9(1148.08+273)/1000=1143.38間隔6秒：1143.38-12.9(6/89.1)(1143.38+273)/1

22、000=1139.88故第四道次尾部溫度為： 1139.88-12.9(5.88/89.1)(1139.88+273)/1000=1136.49第四道次的頭部為第五道次的尾部，故第五道次尾部溫度為： 1139.88-12.9(5.88+4+5.72)/68(1139.88+273)/1000=1128.09第五道次的頭部在第六道時變?yōu)槲膊?，故先計算第五道頭部溫度為： 1128.09-12.9(4/68)(1128.09+273)/1000=1125.17故第六道次尾部溫度為： 1125.17-12.9(5.72+4+8.94)/45(1125.17+273)/1000=1104.73因此，帶坯

23、出粗軋的溫度為1104.73。粗軋各道次尾部溫度變化如表4.4： 表4.4粗軋各道次尾部溫度變化 正常情況下，粗軋出口溫度為1110左右，中間輥道上有保溫罩，能夠滿足精軋10001050的開軋要求，計算各道次溫度為計算軋制力的需要。4.2精軋時各道次的溫降帶坯在中間輥道上的冷卻時間等于間隙時間加上精軋第1架的純軋時間。精軋第1架的純軋時間等于精軋軋制時間減去尾部通過精軋各架的時間。軋件尾部通過精軋各架的時間為則：7654321001111111vvvvvvvStst13.1110118. 9106. 7111. 5169. 3143. 2145. 118 . 50故精軋第1架的純軋時間：帶坯在

24、中間輥道上的冷卻時間： Z= 42.24+16=58.24s。 軋件精粗軋完后經(jīng)過中間輥道有溫降和二次高壓水除鱗后有溫降，則為確保終軋溫度，進入精軋機的精軋坯溫度要求在1050左右，所以帶坯進入精軋機組第1架的溫度合適。24.4213.1137.530ttzh 帶坯尾部進入精軋機組第1架的溫度為 其公式為：式中： 第一道軋件的絕對溫度，K； 前一道的絕對溫度，K； 前一道軋件的厚度，mm； Z該道次間隙時間和純軋時間，s。1T3400110000386. 01ThZTT0Th1T代入數(shù)據(jù)： = +273=1050+273=1323K，h=30mm，Z=58.24s，則得： 對精軋機組，軋件任意

25、部分通過各架的延續(xù)時間與軋件的厚度之比為一常數(shù)，故軋件從精軋機組第一架的溫度降至最后一架的終軋溫度為：0T0t76.97527376.1248100013233024.580368. 0113232733411Tt式中：精軋機座間距 ， =5.8 (m)；第架軋機速度 ，(m/s)；第架軋制的出口厚度 ，mm ，n精軋機組機座數(shù)，。則代入數(shù)據(jù)得33101100010515. 01ThvnSTTnnn0SnVnh0SKT08.1240100076.124869. 929. 3128 . 50515. 0176.1248342同理算出各道次軋件的溫度，則列表如下 表4.5精軋各機架軋件尾部溫度變化

26、5計算各道的平均變形速度5.1粗軋各道次的平均變形速度由公式：同理算出各架速度為hHRhv260Dnvsmsmmv/47. 2/247260/3513501smvsmvsmvsmvsmv/77.3,/77.3,/51.2,/83.2,/47.265432代入數(shù)據(jù)得：13163. 3160210/675501047. 22同理算出其它變形程度，得到粗軋各道次變形速度表如下5.2精軋各道次的平均變形速度由公式： 代入數(shù)據(jù)得：同理得：hHRhv2s79.1476.1630/40024.131090. 12131ssssss17161514131295.264,21.288,58.202,05.125

27、,62.65,19.33得精軋軋各道次變形速度如下表6軋制力及軋制力矩的計算采用S.Ekelund公式對軋制過程中的平均單位壓力進行計算，其公式為： 式中：K溫度和成分對軋制力的影響系數(shù)； m表示外摩擦對單位壓力影響的系數(shù)； 粘性系數(shù)； 平均變形速度， 。KmP1s1其中 外摩擦系數(shù)： 平均變形速度： 把m值和值帶入式(17)，并乘以接觸面積的水平投影，則軋制壓力為 hHhhRm2 . 16 . 1hHRhv2hHhhRfhRBBPhH2 . 16 . 112S.Ekelund還給出計算K和的經(jīng)驗公式 ， 。 ， 。式中 t軋制溫度，； C以%表示碳含量； Mn以%表示的錳含量 C決定于軋制速

28、度的系數(shù)。見表6.1用下列式子計算。 對于鋼軋輥 ；對于鑄鐵軋輥 。 MnCtK4 . 101. 014t01. 01401. 0MPa10Ctaf0005.005.1MPa101a8 . 0a表 8.1 的選擇表 C對于速度對于速度v v和溫度和溫度t t不再進行計算，由經(jīng)驗和查表得來。不再進行計算，由經(jīng)驗和查表得來。C 表6.2 STE255成品的化學(xué)成分及力學(xué)性能則取材質(zhì)STE255 的化學(xué)成分C=0.18%；Mn=0.6%，軋制力矩可用以下公式計算： 其中：p-軋制壓力，t； x 作用點系數(shù)，x=0.3 0.6， 薄件小于0.5，取x=0.4。2/12hRPxM6.1粗軋機軋制力和軋制力矩的計算 根據(jù)S.Ekelund公式對各道次軋制力進行計算，其中第一、二、三、四、五、六道工作輥的材質(zhì)為無限冷硬鑄鐵軋輥(a=0.8)即公式為hHhhRfhRBBPhH2 . 16 . 112hHRhK2粗軋第一道次： =1246mm， =1259mm，H=210mm，h=160mm， h=50mm， R=675mm， =2.47m/s，t=1149.40。 f=(1.05-0.0005t) =0.8(1.05-0.00051149.40) =