30×2100×6000(Q215) 中厚板生产规程设计

湖南工业大学课程设计资料袋冶金工程学院（系、部）2012 ~ 2013 学年第 1 学期课程名称金属材料专业课程设计2 指导教师王生朝职称副教授学生姓名xx 专业班级金属材料工程学号xxxx题目30×2000×6000（Q235）中厚板生产规程设计成绩起止日期2013 年1 月7 日～2013 年1 月18 日目录清单金属材料专业课程设计2设计说明书30×2000×6000（Q235）中厚板生产规程设计起止日期：2013 年 1 月7 日至2013 年 1 月18 日学生姓名xxx班级金属材料093班学号xxxx成绩指导教师(签字)冶金工程学院2013年1月17 日湖南工业大学课程设计任务书2012 —2013 学年第 1 学期冶金工程学院学院金属材料工程专业金属材料093 班级课程名称：金属材料专业课程设计2设计题目：30×2000×6000（Q235）中厚板生产规程设计完成期限：自2013 年 1 月7 日至2013 年 1 月17 日共两周指导教师（签字）：王生朝2013年 1 月7 日系主任（签字）：王生朝2013年1 月7 日冶金工程学院课程设计指导教师评阅表冶金工程学院课程设计答辩及最终成绩评定表说明：采用百分制计分，最终评定成绩＝答辩评分（20%）+指导教师评分（80%），根据综合分值给出相应等级。

目录1 制定生产工艺 (1)1．1制定生产工艺 (1)1．2制定工艺制度 (1)2 制定压下规程 (1)2.1原料设计 (1)2.1.1原料的质量 (1)2.1.2原料的尺寸 (2)2.2轧制规程的设计 (2)2.2.1坯料的选择 (2)2.2.2道次压下量分配的影响因素 (2)2.2.3道次压下量的分配规律 (3)2.3轧制速度制度 (5)2.3.1轧辊的咬入和抛出转速及轧辊加速度的确定 (5)2.3.2最大轧制转速及最大轧制速度的确定 (5)2.3.3纯轧时间及间隙时间的确定 (6)2.4温度制度的确定 (8)2.5变形制度的确定 (9)2.5.1变形程度的计算 (9)2.5.2平均变形速度 (10)2.5.3变形抗力的计算 (10)2.6轧制力能参数计算 (13)2.6.1轧制压力的计算 (13)2.6.2计算各道传动力矩 (14)典型产品生产规程设计1 制定生产工艺1．1制定生产工艺选择坯料→原料清理→加热→除磷→横轧两道次（使宽度接近成品宽度）→转90°纵轧到底→矫直→冷却→表面检查→切边→定尺→表面尺寸形状检查→力学性能检测→标记→入库→发货。

1．2制定工艺制度在保证压缩比的情况下，坯料尺寸尽量小，加热时出炉温度应在1120-1300℃，温度不要过高，以免发生过热或过烧现象；用高压水去除表面的氧化铁皮；矫直时采用辊式矫直机矫直，开使冷却温度一般要接近纵轧温度，轧后快冷到相变温度以下，冷却速度大都选用5-10°或稍高一些，切边时用圆盘式剪切机进行纵剪，然后用飞剪定尺。

2 制定压下规程2.1原料设计2.1.1原料的质量按成品钢板的质量和计划成材率计算出原料的质量。

计划成材率指的是在设计原料尺寸时的成材率，计算成材率可以按下面的公式计算。

=()()()()rp twlt t w w l l l s +∆+∆++计划成材率式中t —成品板厚度 W —成品板宽度 L —成品板长度t t +∆—轧制平均厚度w w +∆—轧制平均宽度rp l —试样长度S —烧损 △t —宽度余量△w —厚度余量2.1.2原料的尺寸由计算出的原料质量和连铸坯或初轧坯，钢锭的规格范围，考虑到压缩比，横轧时轧机送钢的最小长度，轧机允许最大轧制长度，加热炉允许装入长度等因素，决定原料的厚度、宽度和长度。

在选择原料尺寸时应注意尽可能采用倍尺轧制，即当计算出原料质量小于最大允许原料质量的一半时，应按倍尺轧制考虑选用厚度尺寸。

由于厚板特别是较厚板的订货坯料一般不大，甚至几家用户订货的钢板需要编组在一起进行轧制，因此在选择厚板原料的计算中需要考虑的因素很复杂，而且这些因素互相影响，互相制约。

选择成品尺寸为h ×b ×l=30mm ×2000mm ×6000mm 坯料尺寸：H=220mm B=1500mm取切边为30mm ∆=,切头、尾为50mm δ=,每块板坯轧成n 块成品，n=3 根据体积不变原理有：（b ＋2∆）×（l ×n ＋2δ）×h=H ×B ×L 代入数据求得：L=3390mm2.2轧制规程的设计2.2.1坯料的选择中厚板的原料的主体是连铸坯，为了确保成品钢板的综合性能，连铸坯与成品钢板间的最小压缩比保持在6:1以上。

2.2.2道次压下量分配的影响因素道次压下量分配轧制总道次数应根据从坯料到成品钢板厚度上的压下量和平均压下量，参照类似的轧制规程来确定，对于单机架、总道次数应为奇数，对于双机架应为偶数，并且要考虑两架轧机的轧制节奏要大致平衡。

道次压下量的分配要考虑以下因素：2.2.2.1咬入条件成形轧制阶段由于板坯的厚度大、温度高、轧制速度低、道次压下量大，所以咬入条件可能成为限制压下量因素。

每道次的压下量应该小于由最大咬入角所确定的最大压下量。

(1cos )(1mas mas h D a D ∆=-=-式中D ——轧辊直径，mm F ——摩擦系数。

二辊和四辊可逆式中厚板轧机的轧制厚度可调，因此可以采用低速咬入，所以实际的最大咬入角可以达到22°到25°。

在这类轧机中厚板，咬入条件将不是限制压下量的主要因素，在实际生产中，热轧钢板时，咬入角一般为15°到22°，低速咬入可取为20°。

2.2.2.2主电机的能力限制新建中厚板轧机的主电机不应成为一个限制最大压下量的因素，主电机能力限制是指电机语序温升和过载能力的直接关系，因此，必须通过设定的道次压下量来计算出轧制力和力矩，然后再来校核电机温升条件过载能力。

2.2.2.3轧辊及辊颈的强度条件中厚板轧制过程中，轧辊辊身的轻度经常是限制压下量的重要因素，尤其是二辊轧机轧制宽厚板时更为突出。

因此道次压下量的分配除考虑咬入条件之外，还要考虑轧辊本身的强度条件。

2.2.3道次压下量的分配规律轧机采用连铸坯作为原料时，除鳞道次之后可以采用大压下量轧制，中间道次为了充分利用钢坯温度高，变形抗力低的优势，采用较大压下量。

然后随着钢坯温度降低，压下量逐渐减少，最后1～2道次为了保持板形和温度精度也要采用较小压下量。

总压下量：000010084.6H hHε∑-=⨯= 粗轧压下量：一般在总压下量的75%以上，取85% 则：=85%=71.9%εε∑⨯二辊 又 00100H h Hε-=⨯二辊二辊 则：=75.66mm h 二辊根据分配规律分配道次压下量如下： 粗轧：第1道次整形：110h mm ∆=第2、3、4道次展宽：225h mm ∆= 320h mm ∆= 413h mm ∆= 第5～9道次延长：530h mm ∆= 630h mm ∆= 725h mm ∆=820h mm ∆= 911.34h mm ∆=精轧：第10～14道次：1010.66h mm ∆= 1110h mm ∆= 127h mm ∆= 135h mm ∆= 143h mm ∆=由上可得：根据体积不变定律，有H×B×L=h×b×l 可得出表格：2.3轧制速度制度在选好速度图的基础上，确定轧制速度制度的内容包括轧辊咬入和抛出速度，计算轧辊最大转速和纯轧时间以及确定间隙时间三项内容。

2.3.1轧辊的咬入和抛出转速及轧辊加速度的确定轧辊咬入和抛出转速确定的原则：获得较短的道次轧制节奏时间，保证轧件顺利咬入，便于操作和适合与电机的合理调速范围。

咬入和抛出不仅会影响到本道次的纯轧时间，而且还会影响到两道次间的间隙时间。

在保持转速曲线下面积相等的原则下，采用高速咬入、抛出会使本道次纯轧时间缩短，而使其间隙时间增加，因此，咬入和抛出转速的选择应兼顾上述两个因素。

目前，可逆式中厚板轧机粗轧机的轧辊轧辊咬入和抛出速度一般在10~20r/min 和15~25r/min 范围内选择。

精轧机的轧辊咬入和抛出速度一般在20~60r/min 和20~30r/min 范围内选择。

在该次设计中粗轧过程：咬入速度20/min y n r = 抛出速度20/min p n r =轧辊加速时的加速度40/a rpm s = 轧辊减速时的加速度60/b rpm s = 精轧过程：咬入速度40/min y n r = 抛出速度20/min p n r =轧辊加速时的加速度40/a rpm s = 轧辊减速时的加速度60/b rpm s = 2.3.2最大轧制转速及最大轧制速度的确定最大转速计算公式为：d n =式中a,b ——轧辊加速与减速时的加速度。

对于三角形速度图，从上式可以计算出d n 值为最大转速，对于梯形速度图d n 值为等速转速。

轧辊最大线速度与轧辊最大转速的关系式有：max 60d Dv n π= 粗轧轧机的轧辊直径为1200mm ，精轧轧机工作辊直径为1000mm由以上数据及公式可得：第1～4道次以恒定速度3/v m s =轧制，由公式求得最大转速47.8/min d n r =第5道次：51.3/min d n r ==max 3.22/60d Dv n m s π==同理得第6道次：56.0/min d n r = max 3.56/v m s = 第7道次：61.5/min d n r = max 3.86/v m s = 第8道次：67.5/min d n r = max 3.86/v m s = 第9道次：71.9/min d n r = max 4.53/v m s = 第10道次：88.3/min d n r = max 4.62/v m s = 第11道次：94.9/min d n r = max 4.96/v m s = 第12道次：100.8/min d n r = max 5.27/v m s = 第13道次：105.8/min d n r = max 5.53/v m s = 第14道次：109.4/min d n r = max 5.72/v m s = 2.3.3纯轧时间及间隙时间的确定 2.3.3.1纯轧时间的计算（1）对于三角形速度图的纯轧时间t ： d y d pdia dj n n n n t t t a b--=+=+ （2） 对于梯形速度图的纯轧时间t ：222160()222y p d d L n n a b n t n D a b ab π⎡⎤+=+-⎢⎥⎣⎦计算各道纯轧时间粗轧采用的是三角形轧制速度，其纯轧时间包括加速轧制时间，减速轧制时间。