《中厚板压下规程》设计指导书综述.docx

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1、一、设计目的本次毕业设计是在高职期间全部理论课学习完毕后进展的一次综合训练，是毕业前的一个重要的教学环节。通过这个教学环节要求到达以下几个目的：1、通过本次设计，把在专业理论课程中所学得的学问在实际的设计工作中综合地加以运用， 使这些学问得到稳固、加深和进展。2、通过本次设计，进一步培育学生对工程设计的独立工作力气，树立正确的设计思想，把握轧钢工艺设计的根本方法和步骤，为以后进展设计工作打下良好的根底。3、理论联系实际，将学过的理论学问加以分析，比较和争论，结合设计课题运用到实践中去解决各种问题。二、设计题目设计题目由指导教师依据具体状况在设计任务书中给出，一生一题。三、设计任务：1、确定生产

2、工艺流程。2、制定压下规程。3、确定速度制度。4、校核轧机和电机。5、绘制轧机速度制度图一份。6、绘制电机负荷图一份。四、设计要求1、设计中应灵敏运用根底理论学问、刻苦钻研、认真思考、独立完成设计。制止盲目抄袭。2、要求设计方法正确，方案选择合理，各种参数选择恰当，计算结果无误，图纸干净无误， 整个设计能保证产品产量质最。3、设计过程中应细致认真，有条不紊，按事先拟定的设计进度打算完成要求内容，从设计开头即应留意底稿干净、保存好原始数据，以便利指导教师检查，并避开造成不必要的返工和整理说明书时发生困难。4、设计说明书用文字处理软件进展编辑和排版，用 B5 纸或相当大小的设计说明书专用纸张打印，

3、并装订成册。要求句子简明扼要、标点正确、层次清楚、图文并茂，除设计内容外， 还要求前面有日录、后面附有参考资料，图表要有编号说明。也可以手工书写，但要求字体端正清楚、纸面清洁、不得有错写、漏写及涂改等现象。5、速度图和电机负荷图承受CAD 或 Windows 系统附件中的“画图”软件或其它绘图软件绘制，并打印、装订；假设用铅笔手工绘制，图面必需符合制图标准，并清洁美观。五、设计方法及步骤1、制定生产工艺依据车间设备条件及原料和成品的尺寸，生产工艺过程一般如下：原料的加热除鳞轧制粗轧、精轧矫直冷却划线剪切检查清理打印包装。加热的目的是为了提高塑性，降低变形抗力；板坯加热时宜承受步进底式连续加热炉

4、；加热温度应把握在 1250左右，以保证开轧温度到达 1200的要求。另外，为了消退氧化铁皮和麻点以提高加热质量，可承受“快速、高温、小风量、小炉压”的加热方法。该法除能削减氧化铁皮的生成外，还提高了氧化铁皮的易除性。除鳞是将坯料外表的炉生和次生氧化铁皮去除干净以免轧制时压入钢板外表产生缺陷，它是保证钢板外表质量的关键工序。炉生氧化铁皮承受大立辊侧压并协作高压水的方法去除，没有大立辊时承受高压水除鳞箱除鳞也能满足除鳞要求。次生氧化铁皮则承受轧机前后的高压水喷头喷高压水的方法来去除。板坯的轧制有粗轧和精轧之分，但粗轧与精轧之间无明显的划分界限。在单机架轧机上一般前期道次为粗轧，后期道次为精轧；对

5、双机架轧机通常将第一架称为粗轧机，其次架称为精 轧机。粗轧阶段主要是把握宽度和延长轧件。精轧阶段主要使轧件连续延长同时进展板形、厚度、性能、外表质量等把握。精轧时温度低、轧制压力大，因此压下量不宜过大。中厚板轧后精整主要包括矫直、冷却、划线、剪切、检查及清理缺陷，必要时还要进展热处理及酸洗等，这些工序多布置在精整作业线上，由辊道及移送机纵横运送钢板进展作业，且 机械化自动化水平较高。2、制定压下规程1） 确定板坯长度：板坯长度依据毛板尺寸和板坯断面尺寸按体积不变定律求出。确定毛板尺寸时一般取轧件轧后两边剪切余量为b=100 mm2，头尾剪切余量为l=500 mm2。2） 确定轧制方法：主要是确

6、定粗轧操作方法。粗轧操作方法主要有：全纵轧法当板坯宽度到达毛板宽度要求时承受。它的优点是产量高，但钢板组织和性能存在严峻的各向异性，横向性能特别是冲击韧性太低。横轧-纵轧法当板坯宽度小于毛板宽度而长度又大于毛板宽度时承受。其优点是板坯宽度与钢板宽度可灵敏协作，钢板的横向性能有所提高因横向延长不大，各向异性有所改善；缺点是轧机产量低。纵轧-横轧法当板坯长度小于毛板宽度时承受。由于两个方向都得到变形且横向延长大， 钢板的性能较高。角轧-纵轧法当轧机强度及咬入力气较弱如三辊劳特轧机时或板坯较窄时承受。全横轧法当板坯长度到达毛板宽度要求时承受。 3安排各道压下量，排出压下规程表：承受按阅历安排压下量再

7、校核、修正的设计方法。4） 计算各道纯轧时间，确定轧制连续时间：纯轧时间tzh=加速轧制时间稳定轧制时间减速轧制时间。加速轧制时间 ；减速轧制时间 ； 稳定轧制时间 。假设轧件是在稳定转速下咬入、轧制、抛出的，即整个轧制过程中转速不变，则 。5） 绘制速度图。4、校核轧机1） 计算各道轧制温度：要计算各道次轧制温度，首先必需计算各道次的温度降：式中? t相邻两道次间的温度降，； h前一道轧出厚度，mm；T1前一道轧制温度，K； Z前后两道间的时间间隔，s。则每道次的轧制温度为：T1t。另外，由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全着想，确定各道温度降时应以尾部因尾部轧制温度比头部低为准。2）

8、计算各道变形程度： 变形程度 。3） 计算各道平均变形速度：轧制板带钢时平均变形速度 ，式中 为轧制速度，对于变速轧制的可逆轧机可取最大轧制速度。4） 确定各道变形抗力：变形抗力确实定可先依据相应道次的变形速度、轧制温度由该钢种的变形抗力曲线查出变形程度为 30时的变形抗力，再经过修正计算即可得出该道次实际变形程度时的变形抗力。5计算各道平均单位压力：热轧中厚板生产时，平均单位压力用西姆斯公式计算： 。式中 应力状态影响系数，可由美坂佳助公式计算：6计算各道总压力，校核轧机力气：各道次轧制总压力为 。假设PmaxP，则轧机强度足够。5、校核电机：1） 计算各道轧制力矩： 轧制力矩 。式中? 力

9、臂系数，0405。2） 计算各道附加摩擦力矩：附加摩擦力矩由轧辊轴承中的摩擦力矩Mm1 和轧机传动机构中的摩擦力矩Mm2 两局部组成。在四辊轧机上，轧辊轴承中的摩擦力矩由下式计算：式中? f支承辊轴承的摩擦系数。dz支承辊辊颈直径。Dg、Dz工作辊和支承辊辊身直径。轧机传动机构中的摩擦力矩Mm2 由联接轴、齿轮机座、减速机和主电机联轴器等四个方面的附加摩擦力矩组成，可按下式计算：式中? 由电机到轧辊的总传动效率，为各传动局部传动效率的乘积。? i由电机到轧辊的总传动比。3） 计算空转力矩：轧机空转力矩MK 依据实际资料可为电机额定力矩的36。4计算动力矩：当轧辊转速发生变化时要产生动力矩。此处

10、由于承受稳定速度咬入，即咬钢后并不加速，而减速阶段的动力矩使电机输出力矩减小。故在计算最大电机力矩时都可以无视不计。5确定各道总传动力矩：总传动力矩MMz/iMmMKMd。6绘制电机负荷图：表示电机传动力矩负荷随时间而变化的图示即为电机负荷图。当轧机转速 n 大于电机额定转速nH 时，电机将在弱磁状态下工作，此时在相应阶段的传动力矩值应当修正。修正后的传动力矩为：六、设计实例设计题目：用钢种为 Q215-F、断面尺寸为 1201600 毫米的板坯轧制 8290017500 毫米钢板的压下规程设计。条件：开轧温度1200，横轧时开轧温度1120；轧机为单机架四辊可逆式，设有大 立辊及高压水除鳞装

11、置，机前还设有回转板坯的锥形辊道；工作辊辊身直径 930980 毫米， 支持辊辊身直径 16601800 毫米、辊颈直径 1300 毫米，辊身长度 4200 毫米；工作辊轴承为滚动轴承，支承辊轴承为油膜轴承；轧机最大允许轧制压力 42023KN；主电机功率24600KW，转速 03060rpm，a=40rpm/s, b=60rpm/s，最大允许扭转力矩 22240KJ。1制定生产工艺略2制定压下规程1、确定板坯长度取轧件轧后两边剪切余量为b=1002mm， 头尾剪切余量为l=5002mm。则： 轧件轧后的毛板宽度b=2900+1002=3100mm；轧件轧后的毛板长度l=17500+5002=

12、18500mm。假设无视烧损和热胀冷缩，则依据体积不变定律可得板坯长度应为：依据板坯定尺，取L=2400mm。即坯料尺寸为 12016002400mm。2、确定轧制方法依据设备条件及板坯与毛板尺寸关系，确定轧制方法为：先经立辊侧压一道及纵轧一道，使板坯长度等于毛板宽度后，回转 90，纵轧到底。3、安排各道压下量，排出压下规程表依据阅历，取最大压下量 25mm，轧制道次 n=11 道。各道具体压下量见压下规程表附表。4、校核咬入条件热轧钢板时最大咬入角为 1522，低速咬入有利于改善咬入条件，故可取 =20，则最大压下量为：均大于压下规程表中各道压下量，故咬入不成问题。3确定速度制度1、确定速度

13、图形式中厚板生产中，由于轧件较长，为便利操作，承受梯形速度图。2、选择各道咬入、抛出转速、限定转速由于咬入力气很充裕，加之速度高有利于轴承油膜的形成，故承受稳定速度咬入。结合现场 阅历，对 1、3、4 道2 道空过，取 ny=nd=20rpm；5、6、7、8 道，取ny=nd=30rpm； 9、10、11 道，取ny=nd=60rpm。为了削减空转时间，取110 道np=20rpm；第11 道由于与下一板坯第一道轧辊转向一样， 轧辊不需反转而只需调整辊缝即可， 故取np11=nd=60rpm。3、计算各道纯轧时间第1 道：由于轧件是在稳定转速下咬入、轧制、抛出的，即整个轧制过程中转速不变，故

14、=31s第 2 道空过。第 3、4 道次计算方法同第 1 道，计算结果列于压下规程表中。第 5 道：其纯轧时间包括稳定轧制时间和减速轧制时间。=24s第 611 道，计算方法与第 5 道类同。计算结果列于压下规程表中。4、确定各道间隙时间依据阅历资料，在四辊轧机上来回轧制过程中，不用推床定心l8 米时，取tj=4 秒。各道间隙时间取值如压下规程表所示。由于要保证横轧开头温度为 1120，即第一道纵轧开头到第三道横轧开头时的温降为12001120=80，所需时间可依据温降公式计算如下：1251s则第一道轧完到第三道横轧开头其次空过的间隔时间为：125131=122s5、绘制速度图见附图。4校核轧

15、机1、计算各道轧制温度要计算各道次轧制温度，首先必需计算各道次的温度降：式中? t相邻两道次间的温度降，； h前一道轧出厚度，mm；T1前一道轧制温度，K； Z前后两道间的时间间隔，s； 则每道次的轧制温度为：T1t另外，由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全着想，确定各道温度降时应以尾部因尾部轧制温度比头部低为准。具体计算如下：第一道头部轧制温度为 1200，尾部轧制温度为 1200t，即为：1198第三道即横轧第一道头部A 端轧制温度为 1120，尾部B 端轧制温度为：1119由于是可逆轧制，故第四道尾部即为第三道的头部，因此第四道尾部A 端轧制温度为：1115同理，可计算第五道次尾部B

16、 端，第四道头部的温度： 第四道头部的轧制温度=则，第五道尾部的轧制温度1111余类同。计算结果如表 1 所示，并将各道尾部轧制温度列入压下规程表中。2、计算各道变形程度变形程度 。第一道： 第三道：余类同。计算结果列于压下规程表中。表 1? 各道次温度值道次纯轧时间s间隙时间s轧件厚度mm轧制温度备注B 端A 端012013.1122951198120031.92.57511191120A 头 B 尾42.62.55511171115B 头 A 尾52.46.04011111113A 头 B 尾63.26.03011041099B 头 A 尾74.46.02210831090A 头 B 尾8

17、6.04.01610711057B 头 A 尾94.24.01210341047A 头 B 尾105.54.0910211002B 头 A 尾116.08959987A 头 B 尾3、计算各道平均变形速度轧制板带钢时平均变形速度 = ，式中 为轧制速度，对于变速轧制的可逆轧机可取最大轧制速度。由此计算得：其余类同。计算结果列于压下规程表中。4、确定各道变形抗力变形抗力确实定可先依据相应道次的变形速度、轧制温度由该钢种的变形抗力曲线查出变形程度为 30时的变形抗力，再经过修正计算即可得出该道次实际变形程度时的变形抗力。第一道： 、t=1198，查资料得 =61Mpa；再由 查得修正系数K=098

18、16。所以该道次实际变形抗力为：同理可得其余各道次变形抗力，如压下规程表和表2 所示。表 2? 各道次变形抗力道次 变形速度 s-1 变 形 温 度 s30% MPa 变形程度 ，% 修 正系 数 K 变形抗力 s，MPa12.211986120.80.981659.932.411198121.10.982279.643.211158226.70.993481.555.711119227.30.994691.566.310999625.00.990095.077.610839926.70.993498.389.0105711027.30.9946109.4919.9103413025.00.9

19、900128.71022.9100213825.00.9900136.61116.495915111.10.8500128.45、计算各道变形区长度变形区长度 。第一道：余类同。计算结果列于压下规程表中。6、计算各道平均单位压力热轧中厚板生产时，平均单位压力可用西姆斯公式计算： 式中 应力状态影响系数，可由美坂佳助公式计算：则， 718Mpa同理可得其余道次平均单位压力，如压下规程表所示。7、计算各道总压力各道次轧制总压力为 。第一道：其次道：余类同。计算结果列于压下规程表中。由计算结果看出，最大轧制压力在第四道P4=38009KN，且P4PP=42023KN，故轧机强度足够。5校核电机1、计

20、算各道轧制力矩轧制力矩 。式中? 力臂系数，=0405。则：同理可得其它道次轧制力矩如表 3 所示。2、计算各道附加摩擦力矩附加摩擦力矩由轧辊轴承中的摩擦力矩Mm1 和轧机传动机构中的摩擦力矩Mm2 两局部组成。1） Mm1 的计算在四辊轧机上，轧辊轴承中的摩擦力矩由下式计算：式中? f支承辊轴承的摩擦系数，取f=0.005油膜轴承；dz支承辊辊颈直径，dz=1300mm；Dg、Dz工作辊和支承辊辊身直径，分别为980 和 1800mm。则：?余类同。计算结果列于表 3 中。2） Mm2 的计算轧机传动机构中的摩擦力矩Mm2 由联接轴、齿轮机座、减速机和主电机联轴器等四个方面的附加摩擦力矩组成

21、，可按下式计算：式中? 由电机到轧辊的总传动效率，为各传动局部传动效率的乘积。此处由于轧机无减速机和齿轮座由两台电机分别传动上、下轧辊，故其等于万向接轴的传动效率。又因其万向接轴的倾角3，故可取 =094。i由电机到轧辊的总传动比，由于承受直流电机，故I=1。计算如下：余类同。计算结果列于表 3 中。3)计算附加摩擦力矩Mm Mm1=437849=1286KJ Mm2=11061923=3029KJ同理可确定其它道次的附加摩擦力矩，如表3 所示。3、计算空转力矩轧机空转力矩MK 依据实际资料可为电机额定力矩的36，即：MK=36=003006 90179KJ取 MK=100KJ。4、计算动力矩

22、当轧辊转速发生变化时要产生动力矩。此处由于承受稳定速度咬入，即咬钢后并不加速，而减速阶段的动力矩使电机输出力矩减小。故在计算最大电机力矩时都可以无视不计。5、确定各道总传动力矩由以上分析和计算知，各道总传动力矩M=MzMmMK。则： M1=13711286100=15996KJ M2=30943029100=34969KJ余类同。列于压下规程表和表 3 中。6、绘制电机负荷图表示电机传动力矩负荷随时间而变化的图示即为电机负荷图。当轧机转速 n 大于电机额定转速 nH 时，电机将在弱磁状态下工作，此时在相应阶段的传动力矩值应当按 修正。修正后的传动力矩如表 3 所示。表 3 电机力矩道次变形区长

23、度l，mm轧 制压 力? P，KN轧 制力 矩 MZKJ附加摩擦力矩，KJ空 转力 矩 MK，KJ总力矩 M，KJ修正后的总力矩? M，KJ Mm1Mm2Mm111112353137143.784.9128.61001599.6399312563094110.6192.3302.91003496.9499380093763134.5233.8368.41004231.2586363553127128.7195.3324.01003550.5670318252228112.6140.4253.01002580.8763343992167121.7137.3259.11002526.2854374772024132.6129.4262.01002385.8944340751499120.697.2217.81001817.13634.21038298091133105.574.3179.81001412.52825.111221459432151.622.474.0100495.1990.2依据以上分析和计算绘制的电机负荷图如附图所示。由表 3 及电机负荷图可以看出，电机最大输出力矩为 42312KJ，小于电机最大允许力矩22240KJ，所以电机力气足够。