板带材生产工艺及设备项目报告

板带材生产工艺及设备项目报告——冷轧带钢生产工艺及设备实验年级专业：12级轧钢2班小组成员：李增平贾闯薛岩东葛晓赵日东刘德龙指导教师：许秀梅日期：2015.11.021前言金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧，一般指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工。根据目前我国冷轧产品的需求情况，一方面是解决国内自己需求的快速增长，家电消费已进入每个中国家庭，车子、房子的需求高峰已经到来，所以汽车板、建筑板等则是这类产品的典型代表。另外一方面是替代进口，解决市场占有率和自给率低的问题。据有关资料介绍，在我国进口的钢材中，板带材进口量占总进口量的比例超过80%，而其中进口量最大的品种依次为优质镀层板、高精度冷轧薄宽带钢、电工钢和不锈钢板带，总量占板带材进口总量的比例超过70%。所以掌握冷轧带钢生产工艺显得尤为重要。2目录前言.............................................................................................................1一、实验目的...........................................................................................3二、实验内容...........................................................................................3三、实验设备...........................................................................................3四、实验原理...........................................................................................34.1制定压下规程................................................................................34.2弹跳方程........................................................................................54.3板厚偏差、板凸度、板形...........................................................5五、内容与步骤.......................................................................................6六、原始数据...........................................................................................6七、数据处理与分析...............................................................................7八、操作过程...........................................................................................9九、心得体会.........................................................................................10参考文献...................................................................................................113一、实验目的通过理论学习和实验实践，使轧钢专业学生熟悉冷轧板带结构设备结构，了解压下规程的设计方法和轧制基本过程，独立设计压下规程并得到合格的产品。理解和认识板厚偏差、板凸度、板形的概念和控制影响因素，掌握基本的测绘手段和数据处理方法，提高动手和团队协作能力。二、实验内容1、了解冷轧板带轧机的结构形式与功能。2、理解板形、板厚、板凸度的概念，并掌握测量计算方法。3、设计冷轧铝板压下规程，在二辊轧机上实现该轧制过程，得到合格的产品，并观察轧后的板厚偏差。三、实验设备二辊实验轧机1台剪板机1台游标卡尺1支千分尺1支1.7*1000*2000mm的铝板坯料1张四、实验原理4.1制定压下规程压下规程制定，就是要确定由板坯到成品的轧制道次和每道次的压下量大小。影响压下规程的因素可分为设备能力和产品质量两大方面。在保证产品质量的前提下，充分发挥设备能力，是一个好的压下规程的标志，即可达到优质高产。备能力对压下量的限制条件包括三4个方面：咬入条件、轧辊强度和电机功率。一般首先根据咬入条件和轧辊强度确定压下量，然后再校验电机的过载和发热。a、咬入条件四辊轧机，咬入条件所决定的最大允许压下量Δhmax计算如下：Δhmax=D（1-cosα）式中，D——轧辊直径，mmα——最大允许咬入角，（。）μ——轧件与轧辊间的摩擦系数。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。对于可逆轧机或薄板轧制，咬入条件几乎都可以满足，不是压下量的主要限制条件。b、轧辊强度金属对轧辊的压力必须小于轧辊强度所决定的最大允许压力，即，yPpbRhP所以轧辊强度所决定的最大许用压下量Δhmax为：2max1//()yhRPpb式中p——平均单位压力，N/mm2;b——钢板宽度，mm；R——轧辊半径，mm；Δhmax——最大许用压下量，mm；Py——由轧辊强度决定的最大许用压力，N。c、电机功率在设计轧钢机时，电动机功率是按产品的大纲、给出合理的压下规程进行选择的，因此，新轧机的电机能保证发挥轧机能力，不是限制压下量的主要因素。在分配各道次的具体压下量时，要考虑轧件的塑性条件和产品质量要求。如：第一道次轧制材料的塑性好，后面轧制道次会出现加工5硬化，因此第一道次，用比较大的压下量，以后逐道次减少，使各轧制道次的负荷大致相同。4.2弹跳方程轧制过程中，受轧制力的作用，轧机的机架、轧辊及轴承等部分会产生弹性变形，变形引起的辊缝变化的总和称为轧机弹跳。钢板厚度h、空载辊缝S及轧机弹跳f之间的关系可用弹跳方程描述；h=S+f=S+P/C式中h——钢板厚度，mm；S——轧机空载辊缝，mm；f——机座弹性变形，弹跳值，mm；P——轧制力，KN；C——轧机刚度系数，KN/mm。弹跳方程对轧机的调整有重要意义。在实际在操作时，要应用弹跳方程确定原始辊缝。4.3板厚偏差、板凸度、板形板厚偏差只板带材纵向厚度偏差，影响轧件厚度的主要因素是轧辊原始辊缝S，以及轧制力。在同一轧机上轧制时，机座刚度系数是不变的。板材的凸度是指板带材的横向（宽度方向）厚度差。当板带材中部的厚度大于边部时为正凸度，反之为负凸度。如下图所示：6凸度大小表示为：HHh五、内容与步骤1、坯料准备，用剪板机将整张的铝板剪切成实验所需坯料（1.7*45*150mm铝板）备用；2、设计一套冷轧压下规程，将坯料1轧制成目标厚度的薄铝板，制定压下规程设计表，并填入表1；3、测量坯料1纵向中的厚度值，横向测量3个数据点，计算原始板凸度和比例凸度，并把平均厚度作为原始轧前厚度；4、开动二辊实验轧机并按设计的压下规程进行轧机，将轧制过程每道次的实验数据记录到表2中；5、轧制完毕后，测量轧件出口纵向中部的厚度值，横向测量3个数据点，计算出口板凸度与比例凸度；6、二辊实验轧机操作部分完成，进行数据计算与处理，分析产生现象的原因。六、原始数据表1压下规程设计表道次轧前厚度H（mm）轧后厚度h（mm）压下量Δh（mm）压下率%轧制力KN11.71.30.423.5329.988521.31.10.215.3822.055031.10.90.218.1822.461540.90.80.111.1116.19857表2轧制过程记录表道次轧前厚度（mm）轧后厚度（mm）压下量Δh原始辊缝S（mm）弹跳值f（mm）h1h2h3h均11.6721.3951.3941.3921.3940.2781.21670.177321.3941.1481.1291.1571.1450.2490.96980.175231.1450.8980.9020.9020.9000.2450.72160.178440.9000.8530.8500.8460.8500.0500.78710.0629七、数据处理与分析对于轧制规程的制定，按照绝对方式压下的MODE1以及以及综合轧辊强度所决定的最大许用压下量maxh，我们制定了如表1所示的压下规程，压下量确定后便得到了各道次的压下率。对于轧制力的计算，根据斯通公式：2210.08*/1.50.07396ZRh同理220.05778z230.0832z240.057578z对于y有22*2*8(1)2*¦3sRyEh将数据带入得y1=0.008834；y2=0.011042；y3=0.0132514；y4=0.015590而后查阅得：x1=0.273；x2=0.245;x3=0.293;x4=0.249故可得各道次l1为：115.11875l，123.675l，133.6625l，142.6456l8根据轧制力计算公式：1221()/(2)Pllal将各数代入得：P1=29.9885KN；P2=22.0550KNP3=22.4625KN;P4=16.1985KN代入h=s+f=s+p/c故而可初步计算理论弹跳值：f1=0.0833mm;f2=0.06126mmf3=0.06239mm;f4=0.0450mm而后将样本通过四辊实验轧机按之前计算的压下规程进行轧制；轧制时后一道次要去平衡前一道次的弹跳，进而通过调节每次轧制时的空载辊缝，使经过4道次轧制后轧件的厚度达到或者说接近预定的值，具体实验数据如表3所示。结果分析：由理论计算和实际轧制数据对照知轧制后的厚度并非十分准确的达到预定目标，且轧制后会产生板形缺陷和板凸度误差，造成此结果的原因主要时由于轧机辊缝设定存在误差，且轧制时受到轧机刚度以及配套设备精度的影响。当然还会受测量误差以及轧前缺陷等各种因素的影响。同时，在轧制时轧机的弹跳是造成板形缺陷的主要因素中的重点。消除缺陷的方法：1、采用板形监控在线控制，结合弯辊技术改变辊缝设置情况，竟而达到板形控制的目的。2、尽可能的考虑各种轧制因素以及系统参数对轧制过程的影响，进而使得各方面因素的影响达到最小；3、采用一些现代技术如板形仪等对轧制过程进行实时调整与控制。并结合倾辊、辊型、轴向移动辊。轧辊的分段冷却等方式对板形进行控制。9八、操作过程10九、心得体会通过此次三级项目我们有很多的感触和收获，同时也学到了许多书本上没有的知识。首先加深了对这门课程的了解。平时我们对本课程可能只有一个大致的感性认识并没有学会真正学会怎样用学到的具体原理解决实际问题但我们在项目设计过程中通过问自己为什么，怎样解决问题。通过这些过程加深了我们对所学知识的认识。学以致用是我们学习的真正目的，怎样用学到的知识解决实际问题是现代大学生必须具备的能力，此次项目的实施很好的锻炼了我们。其次我们意识到了自己所学课程的重要性，我们对它产生了浓厚兴趣，这给了我们学习更多知识的动力，兴趣是成功的开始，我相信这对我们以后发展非常有益处。最后我们对团队合作的重要性有了更加深刻的体会。一个人不可能完成所有的工作，只有大家齐心合力，每个人发挥自己所擅长的能力，才能最终圆满