板带轧制规程设计(design of pass-schedule for plate and strip rolling)
根据产品技术要求、原料条件和生产设备能力，运用数学公式对板带轧制时的压下、规程、速度规程、温度规程、张力制度和辊型制度的制定。
制定板带轧制规程应考虑的主要因素
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。
限制压下量和提高产量的设备因素要提高产量就需要采取相应的措施，如增大压下量、缩减道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、合理选择原料坯重及提高轧机作业率等。对于可逆式轧机，主要是提高压下量以缩减道次；对于连轧机则主要是合理分配压下量并提高轧制速度。增大压下量和提高速度都涉及轧制力、轧制力矩和电机功率。从设备能力着眼，限制压下量和提高速度的因素主要有咬入条件、轧辊及接轴等强度和电机功率等。
咬入条件轧制时轧件咬入能力随轧制速度、轧制温度、轧件及轧辊材质、辊面及其冷却润滑状况的不同而不同。通常，增加轧制速度则使轧机的咬入能力降低。因可逆式轧机速度可调，故可用低速咬入，使允许咬入角增大。由允许最大咬入角αmax即可求出最大压下量Δh max：
冷轧时也可用简化公式Δh max=Rf2 (2)
式中D、R分别为轧辊的直径和半径；f为摩擦系数。根据实验资料，通常平辊热轧时αmax与轧制速度的关系为：
轧辊及接轴等设备的强度最大许用轧制力及力矩一般取决于轧辊等设备的强度。通常在二辊及三辊轧机上许用轧制力P yx 取决于轧辊辊身强度，一般可由下式确定：
式中D、L、l分别为轧辊直径、辊身及辊颈长度，mm；B为板带宽度，mm；R b为许用弯曲应力，MPa，取为：
在现代四辊轧机上，P yx还取决于支承辊辊颈弯曲强度，此时P yx可取为
式中d、l为轧辊辊颈直径与长度。
最大允许轧制力矩M yx除了取决于电机额定力矩之外，通常还取决于传动辊的辊颈强度及万向接轴的板头和叉头强度。按传动辊辊颈许用扭转应力计算的最大允许轧制力P yx为：
式中d为传动辊(一般即工作辊)辊颈直径；[η]为许用扭转应力，取[η]=0．5～0．6R b。
现代四辊轧机附加摩擦力矩很小，可略而不计，故由辊颈强度近似计算允许轧制力矩M yx为：
可见Δh愈大，则轧制力矩愈大，故在压下量大的粗轧道次一般应考虑M yx的限制问题。
电机功率即电机过载和发热能力的限制。一般常以过载电流来限制最大压下量和加速度等动态电流，令过载时的最大功率N max小于过载系数与额定功率N od的乘积。通常用均方根电流校验电机的发热情况，要使均方根功率N z小于电机额定功率N od即
式中N zh N k为轧制功率及空转功率；t zh t j岛为轧制时间和间隙时间；K为过载系数，取K=2．5。
轧制(压下)规程对板带产品质量的影响制订板带轧制(压下)规程时除了设备因素外还要考虑获得良好的板形质量和尺寸精度以及金属的塑性和组织性能。
保证板形质量和尺寸精度必须遵守均匀延伸或板凸度一定的原则去分配各道压下量，尤其在精轧阶段由于板带变薄，对不均匀变形的敏感性显著增加，为了保持良好板形，必须使板带沿宽度方向上各点的延伸率或压缩率基本相等，亦即必须使板带轧制前中部和边部的厚度差(△)与轧制后的厚度差(δ)之比等于延伸率(λ)，或者△=λδ。因此在均匀变形的原则下，后一道次的板厚差δ要比前一道次的板厚差△小(λ-1)δ值。此差值主要取决于轧辊因承受轧制力而产生的挠度差值。这也就是后一道次轧辊的挠度必须小于前道次的挠度，因而即是后道的轧制力P2必须小于前道的轧制力P1，其所需减小的差值可由挠度计算式反推求出，即
式中K1为轧辊刚度系数(见轧机刚度系数)，t／mm。
由此可见，为保证良好板形，满足均匀变形条件，在设备强度一定的情况下，使轧制压力逐道减少是合理的。这就是通常按逐道减小轧制力原则设计压下规程的理论基础。
保证金属塑性和组织性能对普碳钢、低合金钢而言，轧制时金属的塑性是足够的，只是对一些低塑性钢种的钢锭，开始轧制时应选择一定的温度和压下量。考虑到轧制规程对板带产品组织性能的影响，应根据合金或钢种之不同，按规定的温度和压下规程进行控制轧制和控制冷却，以保证所需的组织性能。
制定板带轧制规程的一般方法
制定压下规程的方法很多，一般可概括为理论方法和经验方法两大类。理论方法就是从充分满足前述制定轧制规程的原则要求出发，按预设的条件通过理论计算或图表方法以求确定出最佳轧制规程。这是理想的和科学的方法。但是在生产中由于变化的因素太多，特别是温度条件的变化很难预测和控制，故虽事先按理论计算确定了压下规程，而实际上往往并不可能实现。因而在人工操作时就只能按照实际变化的具体情况，由操作人员凭经验随机应变地处理。只有在全面计算机控制的现代化轧机上，才有可能根据具体变化的情况，对轧制规程进行在线计算控制。
由于在人工操作的条件下，理论计算方法比较复杂而用处又不很大：故生产中往往参照现有类似轧机行之有效的实际压下规程，亦即根据经验资料进行压下分配及校核计算，这就是经验的方法。此法虽不很科学，但较为稳妥可靠，且可通过不断校核和修正而达到合理化。因此经验方法不仅在人工操作的轧机上用得广泛，而且在现代计算机控制的轧机上也经常采用。例如常用的压下量或压下率分配法、能耗负荷分配法等基本上都是经验方法。即使是按经验方法制定出来的压下规程，也和理论法的规程一样，由于生产条件的变化，在实际操作中很难按原规程实现。
生产中通常采用原则性与灵活性相结合的方法来处理压下规程问题，这就是：(1)根据原料、产品和设备条件，按制定轧制规程的原则和要求，采用理论的或经验的方法制定出一个原则指导性的初步压下规程，或者只是从保证设备安全出发，通过计算规定出最大压下率的限制范围。有了这个初步规程和限制范围，就基本上保持了原则性和合理性{(2)在实际操作中以此规程或范围为基础，根据当时的实际情况具体灵活掌握，这样就有了适应具体情况的灵活性。没有一个原则性规程或范
围，就难以合理地充分发挥设备能力；而没有实际操作中的随机应变，便无法适应生产条件的变化，保证生产的顺利进行。这两方面相辅相成，体现为原则性与灵活性的结合。
在计算机控制的现代化轧机上，自然更便于从理论原则和要求出发，灵活地根据具体情况进行合理轧制规程的在线计算和控制。这就更好地体现了原则性和灵活性的结合。事实上，在计算机控制的情况下也不可能在生产中完全按照初设定的压下规程进行轧制，而必须根据随时变化的实测参数，对原压下规程进行再整定计算和白适应计算，及时加以修订，这样才能轧制出高精度质量的产品。
通常在板带生产中制定压下规程的原则方法和步骤为：(1)在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次压下量，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)计算轧制力、力矩及总传动力矩；(4)校验轧辊等部件的强度和电机功率；
(5)按制订轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。按经验确定各道压下量时，原则上一般考虑：(1)开始1～2道次可留适当余量，即考虑平整坯料厚度及咬入条件而使压下量稍小一些；(2)然后充分利用设备能力，给予尽量大的压下量进行粗轧；(3)到精轧阶段按板凸度一定原则逐道减小压下量及轧制力，到末道施以适当轻压下量，以保证板形、厚度精度及性能质量。
板带轧制规程设计的经验方法和步骤
板带轧制规程设计常用的经验方法主要有压下量或压下率分配法和能耗负荷分配法。
压下量或压下率分配法先按经验分配压下量或压下率，然后进行计算校核及修订。这是最常用的设计方法，广泛应用于可逆式或往复式板带轧机如厚板轧机、炉卷轧机、叠轧薄板轧机乃至可逆式冷轧机等的板带实际生产中。按照这种方法制订板带轧制规程的步骤是：
(1)选定轧制方法。例如板坯先纵向轧、横向轧或角轧(见展宽轧制)，以使其达到所需宽度的展宽轧制。达到足够宽度后，再拨正钢板轧到规定厚度或长度。
(2)按经验分配压下率(量)，排出压下规程。
(3)校核咬入能力。通常热轧钢板时的最大咬入角可达15。～22。，低速咬入时取高值。冷轧时最大压下量一般可按式(2)确定。
(4)为了验算轧制力能参数，必须先计算确定各道轧制温度、轧制速度和各道轧制延续时间。确定速度制度时，在厚板生产中可采用梯形速度图(见方坯初轧速度规程)。根据经验资料取平均加速度a=40r／(min?s)，平均减速度b=60r／(min?s)。由于咬入能力很富余，且咬入时速度高更有利于轴承油膜形成，故可采用稳定速度咬入。第3，4道的咬入速度取n1=20r／min；5、6、7道取，n1=40r／min；8、9、10道取n1=60r／min。为了减少反转时间，一般采用较低的抛出速度n2，例如取n2=20r／min，但个别间隙时间长的道次可取n1=n2。每道轧制延续时间等于间隙时间加纯轧时间(见轧制图表)，前者按经验资料选取，后者按各段轧制速度及轧件长度算出。
为确定轧制温度，须先求出逐道温度降。高温时钢板温度降可按辐射散热近似计算：
式中T1为前一道绝对温度，K；z为辐射时间，即该道的轧制延续时间，h；h为板带厚度，mm。为设备安全着想，确定各道温度应以板带尾部为准。按式(10)逐道算出的轧制温度，列于表中。
(5)计算各道的变形抗力。为了能按变形抗力曲线或其数学模型查找或计算变形抗力，必须先求出各道的变形程度
ε(Δh／H，％)和平均变形速度ε，，后者可按下式求出：
式中R、v分别为轧辊半径及线速度。然后根据εε，及变形温度等按钢种变形抗力曲线或数学模型求出该道的变形抗力。
(6)计算各道的平均轧制单位压力P，及总轧制力P。根据厚板轧制情况可取应力状态影响系数nζ=0．785+0．25l/h，。式中h，为变形区轧件平均厚度，l为变形区长度。在厚板轧制时轧制单位压力一般在200MPa以下，故可忽略轧辊弹性压扁的影响，可取l=√RΔh。计算出p，以后，再按式P=blp，算出总轧制力，式中b为板带宽度。
(7)计算传动力矩。轧制力矩按下式计算
式中ψ为轧制力臂系数，一般取0．4～0．5，粗轧取大值，精轧取小值。传动工作辊所需要的静力矩，除轧制力矩以外，还有附加摩擦力矩M m，可由下式计算：
式中f为支承辊轴承的摩擦系数；d z为支承辊辊颈直径；D g D z为工作辊及支承辊直径；η为传动效率系数，当电机直接传动时可取η=0．94。轧机的空转力矩M k根据实际资料可取为电机额定力矩的3％～6％。
作用在电机轴上的动力矩按下式计算
式中GD2为换算到电机轴上的轧辊传动装置中所有旋转机件的总飞轮力矩(包括电机转子在内)；dn/dt为电机的加、减速度。
故电机轴上的总传动力矩为
各道计算结果列于表中
根据厚板轧制特点，粗轧阶段的前期道次主要应校核咬入能力及最大扭转力矩的限制条件，而精轧阶段则主要应考虑板形尺寸及性能质量的限制，应使轧制压力逐道减小。计算结果应符合此一原则。
当采用计算机控制时，压下规程的设定也同样有经验方法和理论方法两种。经验方法是按经验分配压下量或负荷率并进行校核计算及修正，其步骤方法与人工计算基本相似，只是最后尚需计算出各道的空载辊缝，以便调定压下螺丝的位置。理论方法则是从制定规程的原则和要求出发，例如，从力矩和板形的限制条件出发，计算出较合理的压下规程及各道次的空载辊缝。理论计算方法比较复杂，只有在计算机控制的现代化轧机上才有可能按理论方法进行轧制规程的在线计算和控制。为了提高计算机控制精度和扩大其控制能力，大力发展“自适应”的方法，利用计算机的快速运算和逻辑判断能力及时地用实测反馈信号来检查效果，修正错误，校正数学模型，使下一次计算能更接近实际。20世纪80年代以来，厚板轧制计算机控制技术及数学模型的研究发展很快。日本鹿岛及和歌山的厚板厂研制了“板凸度一定”的压下规程计算方法及数学模型，其基本思路是精轧阶段前期按最大力矩限制条件进行设定计算，中间作过渡缓和处理；并且为了保证板形精度，采用由成品道次向上逆流计算各道次压下量的方式。
能耗负荷分配法连轧机组轧制规程设计常采用能耗负荷分配法。随着连轧机轧制速度的不断提高，人工操作更加困难，连轧机轧制规程设定偶有失误，就会造成堆钢事故，或引起张力过大，严重影响产品质量。因此为实现高速连轧，必须采用自动控制系统，提高自动化程度。而电子计算机控制的采用，使轧钢工业自动化进入到一个新的阶段。热连轧机组轧制规程设定是计算机控制的主要功能之一。连轧轧制规程设定的主要任务是根据来料条件如钢坯温度、钢种、带坯厚度及宽度、成品厚度、终轧温度等要求，确定各架轧机的空载辊缝和速度。制定连轧机轧制规程的中心问题也是合理分配各架的压下量，即确定其压下规程。确定连轧规程最常用的是能耗负荷分配法，这实际就是从电机能量(功率)合理消耗观点出发，按经验能耗资料(轧制能耗曲线)确定出各架压下量或各架轧出厚度，优化轧制规程。利用能耗曲线资料进行负荷分配的方法通常有：
(1)等功耗分配法。让每架轧机轧制时所消耗的功率相等。因此只要求出轧制该种产品时在连轧机组的总单位能耗，然后除开最后1～2架由于考虑板形精度而采用较小的能耗(即压下量)以外，将所剩的全部能耗平均分配到其余各架轧机上去，便可求得其余各架的轧后厚度。
(2)等相对功率分配法。假如连轧机组各轧机的主电机容量并不相等，则能耗的分配就不能按等功耗原则，而必须按
各架轧机的相对电机容量来进行。设连轧机组的总电机功率为，相应的单位总能耗为ωε，则分配到各机架的能耗应为
这样，对各机架的电动机来说，实际就是等相对负荷分配的原则。而当各架电机容量相等时，实际上就是等功耗的原则。
(3)按负荷分配系数或负荷分配比进行分配的方法。这也是根据生产实践的能耗经验资料总结归纳出来的比较实用和可靠的方法，生产中经常采用。这里负荷分配比是指累积负荷分配比，但有时也指单道次的负荷分配比。在电子计算机控制的现代化轧机上，按各类规格品种的产品制订有标准负荷分配比表，根据这些负荷分配比，即可求出各架轧后厚度及压下量。
以七架热连机为例的设计步骤如下：
(1)输入给定数据。粗轧带坯的厚度和宽度由粗轧末架后面的γ射线测厚仪及光电测宽仪测得。同时测得出口温度。然后根据带坯厚度和由粗轧末架到精轧机所需的时间，利用在空冷区间辐射散热的理论模型计算出带坯头部到达精轧机入口时的温度预测值。等到带坯运送到飞剪前面，再经测温以进行校正。成品厚度、终轧温度等根据技术要求皆有一定目标值作为输入给定数据。
(2)确定轧制总功率。当精轧温度和钢种已知时，便可利用能耗曲线确定由带坯轧成成品所需的总轧制功率。
(3)分配负荷。将求得精轧机组的总功率消耗分配到各机架上去。可根据具体设备条件及制订规程的原则要求，采用负荷分配方法确定出各种产品在各机架上的负荷分配比。
(4)确定各机架出口厚度。可根据各机架的负荷分配比，用数学模型计算出各机架的出口厚度。也可由负荷分配比表计算出各机架的累积能耗，据此由能耗曲线即可查出对应的各机架的轧出厚度。
(5)确定最末机架F7的出口速度v7。末架出口速度的上限受电机能力和带钢轧后的冷却能力的限制，并且厚度小于2mm 的薄带钢在速度太高时，还会在辊道上产生飘浮跳动现象，但速度太低又会降低产量且影响轧制温度，故应尽可能采取较高的速度，其值可由所需终轧温度及成品厚度来确定，或由最大产量来决定。确定末架速度还须考虑到它与第一架速度的比例关系。
(6)确定其他各机架轧制速度。末架轧制速度确定之后，便可按秒体积流量相等原则，即由
按各架轧出厚度(h1～7，)和前滑率(S1～7)(见前滑)求出各架轧辊速度(v1～7)。前滑率S主要为压下率的函数，可通过理论公式或经验公式进行计算。
连轧机各架轧制速度应有较大的调整范围。根据流量方程，连轧机组的速度范围v1/v7)应为
式中h0 Δh1为第一架入口轧件厚度及压下量；ωε为连轧机组总延伸系数。
为了满足不同品种的要求，各架调速范围应力求增大。如图1所示，c、d线为总延伸最大和最小的产品所需各架的速度，a、b线为轧机应具有的最大速度和最小速度，阴影部分为轧机应具有的速度调节范围，由于其形状为锥形，故常称速度锥。由轧制工艺要求所提出的总延伸及速度范围必须落入此速度锥范围之内，否则连轧过程无法实现。为了便于轧机调整并考虑最小工作辊径的使用，a、b线的范围应比c、d线的范围大些，即是轧制速度锥范围比工作速度锥范围增大约8％～10％。
(7)校核功率。各机架轧制速度确定以后，用能耗曲线进行功率校核。各机架所需功率(N i)为
式中(Q-Q i-1)为单位能耗，即每轧一吨钢所消耗的千瓦时数；V为金属秒体积流量，V=Bh7v7γ(γ为钢的密度)。按此计算的各架所需功率校验各架电机能力是否充分利用或超过负荷。应使计算的N i小于电机额定功率。
(8)计算轧制力。轧制力的计算方法基本上同用压下量分配法设计轧制规程相类似。为了计算平均单位压力，必须计算金属变形抗力和应力状态影响系数，而为了计算金属变形抗力，又必须计算各架轧制温度、变形速度、变形程度及考虑轧辊弹性压扁影响的变形区长度等。计算的内容和方法与厚板的情况相类似。其不同特点是在热连轧及冷轧板带钢的过程中，由于单位压力较大，故计算轧辊半径时必须考虑轧辊压扁的影响。考虑压扁后轧辊半径R’为
式中E、γ为轧辊材料的弹性模量及泊松数。则压扁后的变形区长度为
在电子计算机自动控制的现代化热连轧机上，根据各连轧机的具体情况，通过数理统计方法得出回归系数各自不同的金属变形抗力和应力状态影响因素的各种复杂的数学模型，用以计算出各道的轧制力。并在实际轧制过程中，通过第一、二架轧机的实测压力进一步修正这些数学模型，亦即通过自适应计算使轧制压力能得出更加准确的结果。这些都只有在全面计算机控制的条件下才可能实现。
(9)设定各机架压下位置即空载辊缝值。在轧制过程中，由于轧机的弹跳，轧出的带钢厚度h等于原来的空载辊缝再加弹跳值。考虑实际生产中“零位调整”预压靠的影响，由下式求出各架轧机的相当空载辊缝S0：
式中P、P0分别为轧制力及预压靠力；K为轧机刚度系数(t／mm)。
生产中为了提高预报精度，实际控制时还需加进轧机刚度补偿和轴承油膜厚度补偿，即其实际压下位置设定值应为
式中L为辊身长度；B、β分别为板带宽度及宽度修正系数(可预先实测求出)；δ、G分别为油膜厚度修正项及测厚仪常数项。
带材热连轧轧制规程设定计算流程示意如图2所示
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板带轧制规程设计板带规程设计板带箔材生产
前言 板钢轧制制度的确定要求充分发挥设备潜力、提高产量、保证制度，并且操作方便、设备安全。合理的轧制规程设计必须满足下列原则和要求：在设备允许的条件下尽量提高产量，充分发挥设备潜力提高产量的途径不外是提高压下量、减少轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、提高作业率、合理选择原料增加坯重等。在保证操作稳定的条件下提高质量，为保证钢板操作的稳定，要求工作辊缝成凸型，而且凸型值愈大操作愈稳定。 压下规程是钢板轧制制度中最基本的核心内容，它直接关系着轧机的产量和产品的质量。轧制制度中得其他内容如温度制度、速度制度都是以压下制度为核心展开的。反过来，温度制度、速度制度也影响到压下速度。
目录 1·制定生产工艺和工艺制度………………………………………………………… 1·1制定生产工艺流程…………………………………………………………… 1·2制定生产工艺制度……………………………………………………………2·压下规程制定…………………………………………………………………… 2·1坯料的选择……………………………………………………………………… 2·2确定轧制方法…………………………………………………………………… 2·3轧制道次的确定，分配各道次压下量………………………………………… 2·4咬入能力的校核…………………………………………………………………3·速度制度确定…………………………………………………………………………4·温度制度确定…………………………………………………………………………5·压下规程表的制定……………………………………………………………………6·各道次变形程度和变形速率的制定………………………………………………… 6.1 变形程度的确定………………………………………………………………… 6.2 变形速率的确定…………………………………………………………………7·轧制压力的制定………………………………………………………………………… 7.1 变形抗力的确定………………………………………………………………… 7.2 平面变形抗力的确定…………………………………………………………… 7.3 计算平均压力p………………………………………………………………… 7.4 轧制压力的确定…………………………………………………………………8·电机输出力矩的制定………………………………………………………… 8.1 传动力矩的计算……………………………………………………… 8.2 附加摩擦力矩的确定………………………………………………… 8.3 空转力矩的计算……………………………………………………… 8.4 动力矩的计算………………………………………………………… 8.5 电机输出力矩的计算………………………………………………… 8.6 电机额定力矩的计算…………………………………………………9·电机的校核………………………………………………………………… 9.1 主电机能力的限制…………………………………………………
中厚板轧制制造执行系统的设计与实现 中厚板轧制过程计算机控制系统通常采用三级结构设计。一级为基础自动化级，二级为过程控制级，三级为生产管理级。过程控制级（二级机）系统，亦即中厚板轧制制造执行系统MES处于厂级生产管理控制系统（三级机）和电气与仪表基础自动化系统（一级机）之间。中厚板轧制MES是连接一级和三级系统的重要环节，它们一起协同工作实现对中厚板整个轧制过程的自动化控制。本文建立了中厚板轧制过程MES 系统的过程处理模型，分析和构建了系统的体系结构，对其中的数据管理、信息处理和稳定的数据通信技术进行了研究。 1过程处理模型 中厚板轧制MES系统连接基础自动化级系统、人机界面（Huma nMachi ne In terface ，HMI）、生产管理级系统。系统主要包括以下以下几个功能模块：轧制规程计算模块、冷却控制计算模块、模型自学习模块、过程跟踪调度模块以及数据管理模块等等。该系统的过程处理模型如图1所示。
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热轧带钢轧制规程设计 摘要 钢铁行业是国民经济的支柱产业，而热轧带钢生产是钢铁生产中的主要环节。热轧带钢工艺的成熟，为冷轧生产提供了优质的原料，大大地满足了国民生产和生活的需要。本车间参考鞍钢1700ASP生产线，本设计中主要包括六部分，第一部分从热轧带钢机的发展、国外带钢生产先进技术以及我国带钢发展等几个方面阐述了热轧带钢发展情况；第二部分参考了鞍钢ASP1700生产线以及实际设计情况确定了车间的轧钢机械设备及参数；第三部分以典型产品Q235，3.8×1200mm为例从压下规程、轧制速度、轧制温度等方面确定了生产工艺制度；第四部分以典型产品为例进行了轧制力和力矩计算；第五部分根据设备参数和实际制定的生产工艺进行了咬入、轧辊强度的校核；第六部分本次设计总结。 关键词：热轧带钢，轧制工艺制度，轧辊强度
目录 1综述 (1) 1.1引言 (1) 1.2 热轧带钢机的发展现状 (1) 1.3热轧板带钢生产的工艺流程 (2) 1.4 热轧板带钢生产的生产设备 (3) 1.5ASP1700热轧板带钢生产的新技术 (3) 2 主要设备参数 (4) 3 典型产品轧制工艺确定 (6) 3.1 生产工艺流程图 (6) 3.2 坏料规格尺寸的选定 (7) 3.3 轧制工艺制定 (7) 3.3.1 加热制度 (7) 3.3.2 初轧和精轧各自压下制度 (7) 3.3.3 精轧轧制速度 (9) 3.3.4 精轧温度制度 (10) 4力能参数计算 (10) 4.1 精轧各机架轧制力计算 (10) 4.2 精轧各机架轧制力矩的计算 (13) 5设备强度及能力校核 (13) 5.1 精轧机咬入角校核 (13) 5.2 轧辊强度校核 (14) 5.2.1 辊身弯曲强度校核 (17) 5.2.2 辊颈弯曲和扭转强度校核 (19) 5.2.3 辊头扭转强度校核 (20) 5.2.4接触应力的校核 (20) 6结语 (22) 参考文献 (23)
轧制理论某些思考题 1.简朴轧制过程条件，变形区及重要参数有哪些？ 答：简朴轧制过程：轧制过程上下辊直径相等，转速相似，且均为积极辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外，不受其她任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件自身力学性质均匀。变形区：（1）几何变形区：入口和出口截面之间区域、（2）物理变形区：发生塑性变形区域变形区参数：（1）咬入弧：轧件与轧辊相接触圆弧。（2）咬入角α：咬入弧所相应圆心角称为咬入角。（3）变形区长：咬入弧水平投影。（4）轧辊半径R。（5）轧件轧前、后厚度H、h。（6）平均厚度。（7）轧件轧前、后宽度B、b。（8）平均宽度。（9）压下量 2.改进咬入条件途径。 答：由α≦β应使α↓,β↑ 1.减小α办法：由α=arccos(1-△h/D) 1）减小压下量。 2）增大D。生产中惯用办法：3）采用开始小压下或采用带有楔形端钢坯进行轧制办法 2.提高β办法：轧制中摩擦系数重要与轧辊和轧件表面状态、轧制时轧件对轧辊变形抗力以及轧辊线速度大小关于1）变化表面状态，如清除氧化皮。2）合理调节轧制速度，随轧制速度提高摩擦系数减少，采用低速咬入。3）变化润滑状况等。 3.宽展构成及分类。 答：构成：滑动宽展△B1、翻平宽展△B2、鼓形宽展△B3 分类：自由宽展、限制宽展、强制宽展 4.先后滑区、中性角定义。
答：（1）前滑区：摩擦力方向与带钢运营方向相反，在变形区出口处，金属速度不不大于轧辊圆周速度，相对轧辊向前运动。 （2）后滑区：摩擦力方向与带钢运营方向相似，在变形区入口处，金属速度不大于轧辊圆周速度，相对轧辊向后运动。 （3）中性角：前滑区与后滑区别界面相应圆心角叫中性角，金属速度与轧辊圆周速度相等，相对轧辊没有运动。 5.拟定平均单位压力办法，阐明。 答：（1）理论计算法：它是建立在理论分析基本上，用计算公式拟定单位压力。普通，都要一方面拟定变形区内单位压力分布形式及大小，然后再计算平均单位压力。 （2）实测法：即在轧钢机上放置专门设计压力传感器，将压力信号转换成电信号，通过放大或直接送往测量仪表将其记录下来，获得实测轧制压力资料。用实测轧制压力除以接触面积，便求出平均单位压力。 （3）经验公式和图表法：依照大量实测记录资料，进行一定数学解决，抓住某些重要影响因素，建立经验公式或图表。 6.卡尔曼微分方程：条件、作图、推到建立，M.D斯通公式轧制力、轧制力矩计算。(P50) 7.轧材按断面形状特性分类及重要用途。 答：依照轧材断面形状特性，分为型材、线材、板材、带材、管材和特殊类型等。依照加工方式，轧制产品分为热轧材和冷轧材两大类。 （1）型材中工字钢、槽钢、角钢广泛应用于工业建筑和金属构造，扁钢重要用作桥梁、房架、栅栏、输电、船舶、车辆等。圆钢、方钢用作各种机械零件、农
学习情景1：热轧普通板带 任务说明书
1. 了解我国目前普通板带钢轧制的一些情况。 2. 掌握各种热轧带钢大致的生产流程 教学方法：讲授、讨论 1.1 概述 目前我国钢铁企业能生产的热轧带钢厚度范围为0.8~25.4mm，最大宽度 可达1900mm，最大轧制速度为25.1m/s，最大卷重为43.6t，热轧带钢车间年产量最高为400万t/a。 一般热轧带钢车间生产的钢种有普碳钢、优质钢、低合金钢等，代表我国常规工艺最先进水平、1997年投产的1580mm热连轧生产线主要产品钢种有：冷轧用热轧卷SPCC、SPCD、SPCE，镀锡板用热轧卷T1~T5，热轧卷SPHC、SPHD、SPHZ，一般结构用钢SS330、SS440、SS490、SS540，焊接用钢SM400A、SM520B，焊管用钢SPHT1、SPHT2，机械结构用钢S20C、S36C，汽车结构钢 SAPH310~SAPH440，耐大气钢NAW400~NAW490，冷轧取向硅钢Z8H~Z12，冷轧无取向硅钢S5~S60等；生产中执行的标准有JIS G3101、G3114、G3131、GB709-88、GB710-88、GB711-88、GB712-88、GB2517-81、GB4171-84等。 目前我国热连轧带钢生产线既有二代到五代的常规热连轧生产线，也有代表当今世界热轧带钢生产工艺最先进水平的的薄板坯连铸连轧生产线（短流程工
艺）。用薄板坯连铸连轧的一些先进适用的技术来改造常规热连轧带钢生产线已成为一种趋势。本章仅介绍常规工艺。 由于先进的计算机控制技术、CVC轧机、控制轧制、（精轧机组的）无头轧制、在线磨辊、热轧工艺润滑等一系列新技术应用于热轧带钢生产中，使可生产的热轧带钢厚度不断减小，厚度精度、表面质量和组织性能不断提高，生产成本不断降低，导致部分厚规格热轧带钢可以当中厚板用，部分薄规格热轧带钢可以当冷轧带钢用，目前已出现了热轧带钢生产企业争夺冷轧带钢生产企业、中厚板生产企业的市场份额的苗头，特别是具有连铸连轧工艺的热轧带钢生产企业竞争力更强。 1.2 生产流程及车间设备平面布置 常规热轧带钢生产工艺流程如图1-1所示，这种传统工艺具有以下特征：1）原料是厚度较大的连铸板坯，连铸机为厚板坯连铸机，铸速较慢；2）连铸与轧钢分属两个互相独立的车间，它们往往相距较远，没有统一的计划、调度和指挥；3）两个车间都有较大的板坯库用来堆放连铸坯；4）钢水经连铸机变成板坯后，往往要经过冷却、检查、人工离线表面缺陷清理、库内堆放、备料等多个环节；5）由于离开连铸机后，经过了长时间冷却，连铸坯入炉温度基本为室温，虽然有的企业采取了某些抢温保温等措施，实现了一定程度的热送热装，但连铸坯入炉温度一般在A1以下，因此，在轧制前需要在加热炉内进行长时间加热。 图1-1常规热轧带钢工艺的轧制工艺流程 常规热轧带钢工艺的轧制工序由粗轧和精轧组成。图1-1中各个工序的主要作用为： （1）原料准备为加热和热轧准备质量合格的连铸板坯。它一般包括连铸车间对连铸坯检查、表面缺陷清理、堆放，轧钢车间验收、按照轧制计划备料、堆放等环节。 （2）加热提高连铸坯温度，改善其塑性，降低其变形抗力，改善其内部组织和性能，以满足轧制的要求。
钢板轧制设备及工艺复习题 1钢板的品种按厚度如何分类其技术要求有哪些P3答：钢板的品种规格按厚度分为两大类，即厚板和薄板。一般称厚度为4mm以上者为中厚板；4mm以下着为薄板。钢板生产的技术要求：1、尺寸精度要求。（钢板的尺寸精度主要指厚度精度。厚度精度包括纵向厚差和横向厚差的允许范围。）2、板型精度要求。（板型精度是指板带钢的平直度，表示板带纵向、横向各部位是否产生波浪或瓢曲。）3、表面质量要求。4、性能要求。 2厚板、热轧带钢、冷轧带钢生产的工艺过程，各主要工序的作用 答：厚板生产工艺过程由原料及轧前准备、轧制和精整三大部分组成。 板坯的加热工艺作用：提高塑性、降低变形抗力，使坯料便于轧制，并提高产品质量，增大金属收得率。 除磷作用：保证钢板的表面质量，去除在加热过程中的炉生氧化铁皮和轧制过程中生成的再生氧化铁皮，减少轧辊磨损和消耗减少换辊次数。 热机械控制工艺作用：控制奥氏体状态、相变产物及组织状态、细化铁素体晶粒、减少珠光体片层间距，实现钢板高强度、高韧性和焊接性能的统一，生产出优质厚板。 轧后冷却作用：改变钢板的金相组织和力学下性能。 热轧带钢生产过程包括坯料选择和轧前准备、粗轧、精轧和轧后精整四个大的阶段。 板坯的加热工艺作用、除磷作用同上。 定宽作用：改变板坯宽度，以满足热轧带钢品种规格不同宽度的需要。 冷轧带钢主要生产工艺过程，主要由酸洗、轧制、退火、平整、镀（涂）层和精整工序组成。 酸洗作用：采用物理和化学的方法将带钢表面上得氧化铁皮清除掉。 退火作用：（1）消除带钢冷轧时的加工硬化；（2）获得不同的力学性能。 平整作用：（1）使退火带钢平整后达到一定的力学性能要求；（2）消除材料的屈服平台；（3）改善带钢的板形；（4）根据用户的要求生产不同粗糙度的带钢。 3热机械控制工艺的实质P16 答：热机械控制工艺，是将控制轧制和控制冷却工艺结合。在合理的化学成分设计的基础上，通过控制板坯出炉温度、低温阶段累计压下率和温度、终轧温度、轧后冷却速度和终冷温度等工艺参数，已达到控制奥氏体状态、相变产物及组织状态、细化铁素体晶粒、减小珠光体片层间距，从而实现钢板高强度、高韧性和焊接性能的统一，生产出用常规的轧制和热处理相结合工艺无法生产出的优质厚板品种，满足用户要求。 4影响有载辊缝形状的因素有哪些P21 1轧辊的热凸度。轧制时轧件的变形功所转化的热量、轧件与轧辊间摩擦所产生的热量，以及高温轧件所传递的热量都会使轧辊受热；而冷却水、空气及轧辊接触的零件会使轧辊冷却。在轧制过程中，加热和冷却条件沿辊身长度是不均匀的，靠近辊颈部分受热少、冷却快，轧辊中部则相反。故轧辊中部温度高，热膨胀大，使轧辊产生热凸度。轧辊的如凸度可以采用沿轧辊辊身调节冷却水流量分布的方法加以控制。 2轧辊的磨损。轧辊与轧件、工作辊与支承辊间的相互摩擦都会使轧辊产生磨损。影响轧辊磨损的因素很多，如轧辊与轧件的材料与温度、轧制力与轧制速度、前滑和后滑数值、工作辊和支承辊的滑动量和滑动速度、轧辊和轧件的表面硬度和粗糙度等，而且轧辊的磨损量随时间而改变。一般工作辊和支承辊的磨损规律是中部磨损大、两端磨损小，板坯边部温宿较低会造成边部的局部磨损。（轧辊磨损的补偿方法包括：1）通过生产组织的方法补偿轧辊磨损的影响。2）调整轧辊热凸度补偿轧辊磨损。3）轧辊的弹性弯曲。4）轧辊的弹性压扁。5）轧辊的原始凸度。） 5.什么是板形常见的板形缺陷有哪几种板形调节手段有哪些液压弯辊的机理及应用 答：板形精度是指板带钢的平直度，表示板带材纵横向各部位是否产生波浪或瓢曲。P4 常见板型缺陷有波浪或瓢曲（即单边浪、双边浪、中浪、肋浪和局部瓢曲）。 板型调节手段有：调整轧辊辊型，控制轧辊间有载辊缝形状，调节沿板宽压下量的分布，使延伸沿板宽分布均匀，达到钢板平直度的要求。1）采用具有板型调节功能的新型厚板轧机。2）采用板型快速调节方法：（1）液压弯辊。（2）轧辊分段冷却。（3）轧辊的倾辊调整。P23 原理：弯曲工作辊的方法改变工作辊挠度的机理主要是改变工作辊和支承辊之间互相弹性压扁量的分布曲线。弯曲支承辊方法改变工作辊挠度的机理是弯辊力改变了支承辊的弯曲挠度。 应用：对于窄板轧机，采用弯曲工作辊方法比较好；而对于宽板轧机，采用弯曲支承辊的方法比较好。通常宽板轧机采用弯曲支承辊和弯曲工作辊联合使用，可以更有效地控制板型。 （所谓液压弯辊，就是采用液压缸的压力，使工作辊或支承辊在轧制过程中产生附加弯曲，以此改变有载辊缝形状，保证钢板的平直度和断面形状合乎要求。（液压弯辊方法有弯曲工作辊和弯曲支承辊。）） 6制订厚板压下规程受哪些因素影响画简图说明制订厚板压下规程的一般规律P21 答：影响厚板压下规程的因素可分为设备能力和产品质量两大方面。设备能力对压下量的限制条件包括三个方面：咬入条件、轧辊强度和电机功率。产品质量对压下规程的影响需要考虑下面几个因素：1、金属塑性。2、钢板的几何精度。3、实行热机械控制工艺时，必须按控制轧制要求来确定压下量，以保证对轧制阶段累计变形量的要求，确定钢板的金相组织和力学性能。 将整个轧制过程分为粗轧A和精轧B两个阶段。粗轧开始阶段，由于轧件比较厚，又称咬入限制阶段A’。在咬入条件、除磷和纵向辗平限制下，压下量不允许太大。轧数道次后，咬入限制消除，可增大相对压下量ε（%），增大轧制力P，充分发挥轧辊强度和电机能力，迅速减小板坯厚度，缩短轧制周期，提高
《塑性成型工艺（轧制）》课程设计说明书 课题名称15×2100×9000mm轧制规程设计指导教师 专业小组 小组成员 2013年06月15日
《塑性成型工艺（轧制）》课程设计任务书 10级材料成型与控制工程专业 设计小组：第12小组成员： 设计课题：中厚板轧制规程设计指导教师：张金标 设计小组学生学号产品牌号产品规格/mm 1Q23510×2000×9000 24510×1900×10000 312CrNi3A12×1800×10000 44Cr1313×1700×9000 5Q23512×2100×12000 6458×1800×13000 712CrNi3A14×2000×9000 84Cr1312×2000×8000 9Q2359×2050×12000 104510×2300×12000 1112CrNi3A13×1900×12000 124Cr1315×2100×9000 二、设计条件 机组：双机架串列式可逆机组(二辊可逆轧机粗轧，四辊可逆轧机精轧)。 主电机：二辊轧机主电机型号ZD250/120，额定功率25002kw，转速0~40~80rpm，过载系数2.25，最大允许传递扭矩1.22MN.m；四辊轧机主电机型号ZD250/83，额定功率20502kw，转速0~60~120rpm，过载系数2.5，最大允许传递扭矩0.832MN.m。 三、设计内容 制定生产工艺及工艺制度；确定轧制方法；确定轧制道次，分配道次压下量；设计变形工具；计算力能参数；校核轧辊强度及主电机负荷；绘制轧辊零件图、轧制表。 四、设计时间 设计时间从2013年06月03日至2013年06月14日，为期两周。 五、设计要求 每个设计小组提供6个以上设计方案，1成员完成1个设计方案的全部设计工作；组内分析、评价各个方案的设计结果，以最佳方案作为本组设计方案；小组提交最佳方案的设计说明书1份，组员提交个人的设计小结（简述方案、设计思路、计算过程和结果评价）。 材料成型教研室
材料成型课程设计 热轧薄板工艺与规程设计 学校：安徽工业大学 姓名: 班级: 型102 学号: 指导老师：
目录 1.设计目的及要求 (5) 1.1 设计目的 (5) 1.2制定轧制制度的原则和要求 (5) 1.3原料及产品规格 (5) 1.4Q235A产品技术要求 (5) 2.工艺流程 (8) 2.1 工艺流程 (8) 2.2绘制工艺简图3.轧制规程设计 (8) 3.轧制规程设计 (9) 3.1 轧制方法 (9) 3.1.1 粗轧机组 (9) 3.1.2 精轧机组 (9) 3.1.3 确定轧制设备 (9) 3.2安排轧制规程 (10) 3.3校核咬入能力 (12) 3.4确定速度制度 (12) 3.4.1粗轧机组的速度制度 (12) 3.4.2精轧机组的速度制度 (12)
3.5.1粗轧机组轧制延续时间 (13) 3.5.2精轧机组轧制延续时间 (15) (1)精轧机组的间隙时间： (15) (2)加速前的纯轧时间： (15) (3)加速段轧制时间: (16) (4)加速后的恒速轧制时间: (16) (5)精轧机最后一架的纯轧时间为： (16) (6)精轧轧制周期为: (16) (7)带坯在中间辊道上的冷却时间为： (15) 3.6 轧制温度的确定 (17) 3.6.1粗轧机组轧制温度确定 (17) 3.6.2精轧机组轧制温度确定 (18) 3.7 计算各道的变形程度 (19) 3.8 计算各道的平均变形速度 (19) 3.9 计算各道的平均单位压力P及轧制力P (19) 3.9.1各道次平均单位压力 (19) 3.9.2各道次轧制压力P (20) 3.10 计算各道轧制力矩 (21) 4.电机与轧辊强度校核 (23) 4.1电机校核： (22) 4.1.1 粗轧机组电机校核 (23) (1)温升校核： (22) (2)过载校核： (22) 1）轧制力矩 (23) 2）附加摩擦力矩 (23)
【课程设计】板带轧制设计
辽宁科技大学 课程设计说明书 设计名称：板带轧制课程设计 指导教师：王振敏 学院：装备制造学院 班级：材控10.1 姓名：李天夫 日期：2013.12.19
目录1.综述 1.1热轧板带钢的生产状况 1.2热轧板带钢的新技术发展趋势 2.工艺流程及设备 2.1生产工艺流程简介 2.2主要设备及产品参数 3.整个流程的设计和计算 3.1 确定轧制方法 3.2 加热制度的确定 3.3各道次压下量的分配 3.4 粗轧各道次宽展计算 3.5根据成品板的宽度确定精轧宽度 3.6宽向所需的总的侧压量 3.7各道次宽度的计算 3.8粗轧所用时间及其温降 3.9精轧各道次速度的计算 3.10精轧各机架的温度 3.11精轧各机架的变形速度 3.12精轧单位压力及其轧制力轧制力矩的计算 4.强度校核 4.1咬入角校核 4.2轧辊强度校核 5.结束语
1.综述 1.1热轧板带钢的生产状况 热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。发达国家热轧带钢产量约占热轧钢材的50%以上，并在国际市场竞争中居于领先地位。我国钢铁工业近年来产量增长较快，但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是 1.8mm，但实际上只生产很少厚度小于2.0mm的热轧带钢，即使窄带钢，产品厚度一般也大于2.5mm。因此，相当一部分希望使用厚度小于2mm带钢作原料的用户，只得使用冷轧带钢。如果能开发薄规格的热轧带钢，则可代替相当一部分的冷轧带钢使用，使生产成本大为降低。 a热轧宽带钢的生产状况 国外热轧宽带钢生产的技术进步表现在以下几方面:①热带钢无头轧制技术。无头轧制技术能稳定生产宽薄带钢及超薄热轧带钢，其宽厚比可由传统热连轧的800∶1提高到1 000∶1，并能应用润滑轧制及强制冷却技术生产具有新材料性能的高新技术产品。②薄板坯连铸连轧技术。它主要有紧凑式热带钢生产工艺CSP (Compact Strip Process)、在线热带钢生产工艺 ISP (In-Line Strip Production)、灵活式薄板坯轧制工艺 FTSR (Flexible Thin Slab Rolling)和连铸直接轧制工艺CONROLL等10余种类型。德国SMS公司开发的CSP工艺已成功地轧制出厚度为0.8mm的薄带钢产品，并已经广泛应用在家用电器、建筑工业等领域；奥钢联(V AI)开发的CONROLL工艺也成功地生产出厚度0.9mm~1.0mm、表面质量极好的热轧薄带钢，可用作汽车的外露部件；美国至今已经投产的薄板坯连铸连轧生产线达百余条，生产能力53107t/年。③铁素体区轧制生产工艺。它又称相变控制轧制，是由比利时冶金研究中心于1994年开发的一项轧制新技术，当初主要目的就是用薄规格的热轧带钢取代1.0mm~2.0mm厚度范围的冷轧产品。铁素体区轧制生产工艺的发展目标是生产薄(超薄)规格优质深冲板。LTV公司的印地安那哈伯厂40%的超低碳钢产品采用铁素体区轧制生产， Arvedi公司采用铁素体区轧制生产的超薄热轧带钢已占其产量的25%。④铸轧薄带钢的CASTRIP工艺。这种工艺由美国纽柯钢铁公司、澳大利亚BHP公司和日本IHI公司联合开发， 2003为纽柯公司成功建设了世界上第一套全商业化的双辊铸轧薄带钢生产线，用来生产碳钢和不锈钢。与常规连铸和轧钢技术相比，这种工艺具有投资省、运行费用低、节能环保、废气排放少等优点。目前，这套全商业化的薄带钢双辊铸轧机可年产2.0mm以下薄规格带钢50万t。该铸轧机采用的钢包容量为110t，铸轧机双辊直径为Φ500mm，最高连铸速度为150m/min，常用连铸速度为 80m/min，出口带钢厚度为0.7mm~2.0mm，宽度为1 000mm~2 000mm。 国内热轧宽带钢生产概况如下:①传统的热带轧机。以宝钢2050mm热轧带钢轧机为例，宝钢2050mm热轧厂于1989年8月3日投产，热轧机组设计年产量为400万t。到2000年底已累计生产4446万t热轧带钢。1999年产量达到510
辽宁科技大学 课程设计说明书 设计题目：EH32中厚板轧制规程的编制学院、系：材料与冶金学院 专业班级：材料加工工程11级2班 学生姓名： 指导教师： 成绩： 2014年12 月31 日
目录 1前言 (2) 1.1 EH32中厚板产品介绍 (2) 1.2 EH32中厚板成分介绍： (2) 2中厚板生产工艺流程简介 (2) 3. 轧制规程编制 (5) 3.1轧制工艺参数设计 (5) 3.1.1选择坯料 (5) 3.1.2坯料尺寸的确定 (5) 3.1.3确定轧制方法 (5) 3.1.4确定轧制道次 (6) 3.1.5道次压下量的分配 (6) 3.1.6速度制度 (8) 3.1.7轧制时间 (8) 3.1.8温度制度 (9) 3.2轧制力的计算 (11) 3.2.1平均单位压力 (11) 3.2.2总轧制力的计算 (11) 3.3计算传动力矩 (12) 3.3.1轧制力矩的计算 (12) 3.3.2附加摩擦力矩的计算 (12) 3.3.3空转力矩的计算 (13) 3.3.4动力矩的计算 (13) 4辊型设计计算 (15) 5设备校核 (18) 5.1轧辊强度校核 (18) 5.1.1支撑辊强度校核 (19) 5.1.2 工作辊强度计算 (19) 5.1.3接触应力的计算 (20) 5.2主电机功率校核 (21) 5.2.1电机过载校核 (21) 5.2.2电机的发热校核 (21) 6结语 (22) 7参考文献 (23)
1前言 1.1 EH32中厚板产品介绍 一般船体结构钢A、B、D、E级是根据钢材冲击温度来区分的，各等级钢的冲击值均相同，不是根据强度等级区分的。 A级钢是在常温下（20℃）所受的冲击力。 B级钢是在0℃下所受的冲击力。 D级钢是在－20℃下所受的冲击力。 E级钢是在－40℃下所受的冲击力。 高强度船体结构钢又可分为AH32 DH32 EH32 AH36 DH36 EH36。 1.2 EH32中厚板成分介绍： EH32化学成分： 碳(C)≤0.18 锰(Mn)0.90～1.60 铝(Al)≥0.015 硅(Si)0.10～0.50 磷(P)≤0.04 硫(S)≤0.04 屈服强度σs (MPa)315 2中厚板生产工艺流程简介 中厚板的生产工艺流程根据每个厂的生产线布置情况、车间内物流的走向以及其主要产品品种和交货状态的不同而具有其各自的特点，但加热、轧制、冷却和精整剪切仍是中厚板生产工艺流程的核心部分，而具体的工艺流程一般可根据成品的交货状态，分为直接轧制交货、热处理交货和抛丸或涂漆交货。 工艺流程简介图：原料检查→原料清理→加热→除鳞→粗轧→精轧→矫直→冷却→表面检查→切头切尾→精整。 原料的选择与加热
1.简单轧制过程的条件，变形区及主要参数有哪些？P5-7 答：简单轧制过程：轧制过程上下辊直径相等，转速相同，且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外，不受其他任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件本身的力学性质均匀。 变形区：（1）几何变形区：入口和出口截面之间的区域、（2）物理变形区：发生塑性变形的区域 变形区参数：（1）咬入弧：轧件与轧辊相接触的圆弧。（2）咬入角α：咬入弧所对应的圆心角称为咬入角。（3）变形区长：咬入弧的水平投影。（4）轧辊半径R。（5）轧件轧前、后的厚度H、h。（6）平均厚度。（7）轧件轧前、后宽度B、b。（8）平均宽度。（9）压下量 2.改善咬入条件的途径。P17 答：由α≦β应使α↓,β↑ 1.减小α方法：由α=arccos(1-△h/D) 1）减小压下量。2）增大D。生产中常用方法：3）采用开始小压下或采用带有楔形端的钢坯进行轧制的方法 2.提高β的方法：轧制中摩擦系数主要与轧辊和轧件的表面状态、轧制时轧件对轧辊的变形抗力以及轧辊线速度的大小有关1）改变表面状态，如清除氧化皮。2）合理调节轧制速度，随轧制速度提高摩擦系数降低，采取低速咬入。3）改变润滑情况等。 3.宽展的组成及分类。P19 答：组成：滑动宽展△B1、翻平宽展△B2、鼓形宽展△B3 分类：自由宽展、限制宽展、强制宽展 4.前、后滑区、中性角的定义。P37-40 答：（1）前滑区：摩擦力方向与带钢运行方向相反，在变形区出口处，金属速度大于轧辊圆周速度，相对轧辊向前运动。 （2）后滑区：摩擦力方向与带钢运行方向相同，在变形区入口处，金属速度小于轧辊圆周速度，相对轧辊向后运动。 （3）中性角：前滑区与后滑区的分界面对应的圆心角叫中性角，金属速度与轧辊圆周速度相等，相对轧辊没有运动。 5.确定平均单位压力的方法、说明。P50 答：（1）理论计算法：它是建立在理论分析基础上，用计算公式确定单位压力。通常，都要首先确定变形区内单位压力分布形式及大小，然后再计算平均单位压力。 （2）实测法：即在轧钢机上放置专门设计的压力传感器，将压力信号转换成电信号，通过放大或直接送往测量仪表将其记录下来，获得实测的轧制压力资料。用实测的轧制压力除以接触面积，便求出平均单位压力。 （3）经验公式和图表法：根据大量的实测统计资料，进行一定的数学处理，抓住一些主要影响因素，建立经验公式或图表。 6.卡尔曼微分方程：条件、作图、推导建立。M.D斯通公式轧制力、轧制力矩计算。P50 7.轧材按断面形状特征的分类及主要用途。P100 答：根据轧材的断面形状的特征，分为型材、线材、板材、带材、管材和特殊类型等。根据加工方式，轧制产品分为热轧材和冷轧材两大类。 （1）型材中的工字钢、槽钢、角钢广泛应用于工业建筑和金属结构，扁钢主要
1250热轧板带轧制规程设计轧钢车间设计
学号：20 7 H EBEI P OLYTECHNIC U NIVERSITY 课程设计 论文题目: 1250热轧板带轧制规程设计 学生姓名： 专业班级：0 成型班 学院： 指导教师：教授 2010年03月12日
目录 1 产品特点和轧制特点1 2原料及产品介绍 2 3 轧机的选择3 3.1 轧机布置 (3) 3.2 立辊选择 (4) 3.3 粗轧机的选择 (5) 3.4 精轧机的选择 (5) 4 压下规程设计7 4.1 压下规程设计 (7) 4.2 道次选择确定 (7) 4.3 粗轧机组压下量分配 (7) 4.4 精轧机组的压下量分配 (8) 4.5 校核咬入能力 (9) 4.6 确定速度制度 (9) 4.7 轧制温度的确定 (12) 4.8 轧制压力的计算 (13) 4.9 辊缝计算 (16) 4.10 精轧轧辊转速计算 (16) 4.11 传动力矩 (17) 5 轧辊强度校核与电机能力验算19 5.1 轧辊的强度校核 (19) 5.1.1 支撑辊弯曲强度校核 (19) 5.1.2 工作辊的扭转强度校核 (21) 5.2 电机的校核 (22) 5.2.1 静负荷图 (22) 5.2.2 主电动机的功率计算 (23) 5.2.3 等效力矩计算及电动机的校核 (23) 5.2.4 电动机功率的计算 (24) 6 板凸度和弯辊25 6.1 板型比例凸度计算 (25) 6.2 板型控制策略 (26) 6.3 凸度控制模型 (27) 6.4 影响辊缝形状的因素 (28) 6.4.1 轧辊挠度计算 (28) 6.4.2 轧辊热膨胀对辊缝的影响 (30) 6.4.3 轧辊的磨损对辊缝的影响 (31) 6.4.4 原始辊型对辊缝的影响 (31) 6.4.5 入口板凸度对辊缝的影响 (32) 6.5 弯辊装置 (32) 6.5.1 弯曲工作辊 (32) 6.5.2 弯曲支撑辊 (32)
第一章选择坯料 1.1制定生产工艺 产品牌号：45钢 产品规格：l ?=10?1900?10000mm b h? 本次所设计的产品为中厚板，连铸坯节能，组织和性能好，成材率高，主要用于生产厚度小于80mm中厚板，所以坯料选用连铸坯。 根据车间设备条件及原料和成品的尺寸，确定生产工艺过程如下：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。 板坯加热时宜采用步进式连续加热炉，加热温度应控制在1200℃左右，以保证开轧温度达到1150℃的要求。另外，为了消除氧化铁皮和麻点以提高加热质量，可采用“快速、高温、小风量、小炉压”的加热方法。该法除能减少氧化铁皮的生成外，还提高了氧化铁皮的易除性。 板坯的轧制有粗轧和精轧之分，对双机架轧机通常将第一架称为粗轧机，第二架称为精轧机。粗轧阶段主要是控制宽度和延伸轧件。精轧阶段主要使轧件继续延伸同时进行板形、厚度、性能、表面质量等控制。精轧时温度低、轧制压力大，因此压下量不宜过大。 1.2 确定坯料尺寸 所设计的产品的尺寸为l ?=10?1900?10000mm，加上切边余量，将宽度设计为 b h? 1950mm，长度暂时不定，设计坯料的尺寸。 产品的厚度h为10mm，首先选取压缩比，压缩比由经验值选取，选取的最低标准为6-8，因此压缩比选取9，则坯料厚度H为90mm，由b=1950mm，坯料L=b-600, 取坯料长度L=1350mm，由于体积不变，坯料在轧制过程中会产生废料，选择烧损为98%，切损设计为98%，所以成材率K=98%×98%=96%，则 h? ?=K b l H? ? ? H B 计算得到B=1680mm,最终确定坯料尺寸为：L ?=90?1680?1350mm 。 H? B
复习思考题目（轧制与挤压工艺与设备） 1、金属压力加工的形式主要有哪几种？ 2、何为轧制？何为挤压？ 3、金属压力加工时，如何区分热加工、温加工和冷加工？ 4、金属铸坯经过塑性（压力）加工变形后，机械性能得到提高，简述其中机理。 5、在塑性加工理论中，压力加工使金属产生加工变形的条件（判据）是什么？ 6、如何确定金属材料的加工变形抗力？ 7、什么是应力张量？它有几个独立分量？ 8、金属的形变能与变形能有何差别？ 9、金属塑性变形时，如何描述应力-应变关系？ 10、板带材轧制时，如何划分变形区？ 11、金属轧制的道次压下率指的是什么？ 12、轧制的咬入条件是什么？如何改善轧制时的咬入困难？ 13、轧制时，轧制压力主要由哪些参数决定？ 14、金属轧制时，如何计算轧制压力？ 15、金属轧制压力计算公式（采利科夫、D.R. Bland、R.B. Sims、M.D. Stone、S. Ekelund）有何特点？有何区别？ 16、板带材轧机主要由哪几部分组成？ 17、轧辊传递巨大的轧制压力和轧制扭矩，其结构有何特点？材质如何？制造有何特别要求？ 18、轧辊轴承有哪些类型？有何特点？ 19、轧辊调整有哪些类型？轧辊平衡装置有哪些类型？ 20、液压压下和电动压下有何特点？ 21、为何要对轧辊进行轴向调整？轧辊轴向调整装置有哪些类型？ 22、带材轧机的弯辊装置有哪些形式？为何要进行弯辊操作？ 23、轧机机架受力有何特点？机架所受倾翻力矩从何而来？ 24、轧机传动系统由什么组成？传动系统分动箱有何特点？ 25、金属挤压生产的方法有几种主要类型？ 26、与轧制相比较，挤压加工有何优缺点？ 27、金属挤压生产的主要产品类型有哪些？ 28、金属挤压生产可分为几个阶段？有何特点？ 29、正向挤压与反向挤压有什么不同？方向挤压工艺有何优点？ 30、挤压机由哪些主要部件组成？
附热轧板带产品的工艺制度制定实例 某热轧生产线，产品规格1.8*1200mm 带卷，材质STE255 1 轧制方法 综合轧制法，由2架粗轧机组和7架四辊不可逆式轧机组成的连轧机组共同完成轧制过程。 2 安排轧制规程 2.1粗轧机组的轧制规程 粗轧机组的形式：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3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3 道次，为控制宽展R2前设有立辊E2。粗轧机组设备主要有粗轧机辊道，侧导板，高压水除鳞装置，立辊轧机，中间辊道、废品推出机等组成。。生产线布置如图 1. 图2.1粗轧机生产线布置图 2.1.1原料的确定 根据现场实际选择坯料：210?1250?4800mm 连铸板坯。材料的特性见下表。 表2.1 STE255成品的化学成分及力学性能 牌号 化学成分 / % 力学性能 C Si Mn P S 屈服/Mpa (不小于) 抗拉强 度Mpa 伸长率 (不小于)
STE25 5 ≤0.18≤0.400.5-1.3 ≤0.035 ≤0.0 3 255 360-48 25 表2.2 根据经验确定各粗轧机轧制道次及粗轧目标厚度 机架E1 R1 E2 R2 目标厚 度 道次 2 3 2 3 30 2.1.2分配各道次压下 轧机组压下量分配原则 （1）粗轧时轧件温度高，变形抗力小，塑性好，轧件又短；考虑到粗轧机组与精轧机组轧制节奏和负荷的平衡。粗轧机组的总压下量应尽可能大，以便减轻精轧机组负荷，一般粗轧机组总延伸率为7~10，最大可达12。粗轧机组变形量要占总变形量的70~80%； （2）为保证精轧机组的终轧温度，应尽可能提高粗轧机组出的精轧坯的温度；尽可能减少粗轧道次和提高粗轧机的轧制速度。，减少温降。 （3）为简化精轧机组的调整，粗轧机组轧出的精轧坯的厚度范围尽可能的少。一般粗轧机组轧出的精轧坯厚20~40mm。 （4）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。 （5）粗轧机组的立辊，除了立辊破磷机考虑道破磷和调节板坯宽度给予较大的压下量（50~100mm）处，其它万能机座上的立辊压下量都不大，约等于宽展量。宽展量约为4~32mm。 表2.3粗轧机组各道相对压下率分配表 机座号或道次 1 2 3 4 5 6
轧钢工艺学板带钢集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
1中厚板轧机的型式?二辊可逆式,三辊劳特式,四辊可逆式,万能式和复合式 2为什么要除鳞?除鳞的方法?除鳞是要将氧化铁皮除净,以免压入表面产生麻点.方法:A在板坯上投入食盐,利用这些材料在高温下爆破来破除氧化铁皮B在粗轧机前设置一台立辊扎进在轧制侧边,即可破碎氧化铁皮,也可同时起到调整坯料宽度的作用C使用高压水除鳞箱和轧机前后的高压水喷头进行除鳞. 3调宽方法?A全纵轧法:即钢板轧制的延伸方向与原料纵轴方向相重合的轧制.当管坯宽度大于或等于钢板宽度时,即可不用展宽而纵轧成成品,这可称之为全纵轧操作方式B横轧-纵轧法或综合轧法:钢板延伸方向与原料纵轴方向垂直的轧制C角轧-纵轧法:轧件纵轴与轧辊轴线呈一定角度将轧件送入轧辊进行轧制的方法.D全横轧法:板坯进行轧制直至轧成成品,当板坯长度大于或等于钢板宽度时才能采用E平面形状控制轧法:即MAS轧制法及差厚宽展轧制法,称为整形轧制,然后转90°进行横轧宽展,最后再转90°进行纵轧成材. 4整形MAS轧法:轧制中为了控制切边损失,在整形轧制的最后一道中沿轧制方向给予预定的厚度变化. 5展宽MAS轧法:轧制中为了控制头尾切损,在展宽轧制的最后道次沿轧制方向给予预定的厚度变化. 6热装:将连铸坯或初轧坯在热状态下装入加热炉. 7热带轧制的阶段?除鳞,粗轧,精轧. 8热带连轧机的区分(轧机布置形式)?全连续式,半连续式和3/4连续式.
9全连续式轧机:轧件自始至终没有逆向轧制的道次,全连续式轧机由5-6个机架组成，每架轧制一道，去不为不可逆式，大都采用交流电机传动。 全连续式轧机优缺点优：轧机产量可高达400-600万吨/年，适合于大批量单一品种生产，操作简单维护方便。缺：设备多，投资大，轧制流程线或厂房长度增大。 半连续式轧机：则是指粗轧机组各机架主要或全部为可逆式为言. 10 3/4连续式:是在粗轧机组内设置1-2架可逆式轧机. 11 3/4连续式和全连续相比的优缺点?优:所需设备少,厂房短,总的建设投资要少5%-6%,生产灵活性也稍大些.缺:可逆式机架的操作维修要复杂些,耗电量大. 12切头的目的?为除去温度过低的头部以免损伤辊面,并防止”舌头或”鱼尾”卡在机架间的导卫装置或辊道缝隙中. 13什么是无头轧制?优点?是在传统轧制机组上,仅将经粗轧后的中间坯进行热卷,开卷,剪切头尾,焊接及剥削毛刺,然后进行精轧,精轧后再经飞剪切断然后卷取.优点:A无穿带问题,按一定速度即恒定张力进行轧制,不受传统轧法的速度限制,提高生产率,提高厚度精度及改善板形,成材率提高B无穿带,甩尾,漂浮等问题,带钢运行稳定,可生产0.8-1.0mm薄带材C有利于润滑轧制,大压下量轧制及进行强力冷却,为生产表面与性能质量好的板带创造了条件D减少轧辊冲击和粘辊,延长轧辊寿命. 14炉卷轧制:为了在轧制过程中抢温保温,便很自然地提出将板卷放置于加热炉内,一边加热保温,一边轧制的方法. 15薄板坯:普通连铸机难以生产的,厚度在50-90的连铸坯.或在60-80mm以下可以直接进入热连轧机组轧制的板坯.