74中厚板生产压下规程设计

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铜陵学院毕业论文(设计)-1-`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:lbh=10190010000mm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lbh=10190010000mm,加上切边余量,将宽度设计为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lbh=KHBH计算得到B=1680mm,最终确定坯料尺寸为:LBH=9016801350mm。陈伟:中厚板生产压下规程设计-2-第二章变形量分配2.1确定轧制方法先经过二辊轧机纵轧一道,在不考虑切边的情况下,使板坯长度等于成品宽度,然后转90°横轧到所需规格。2.2确定道次压下量坯料尺寸:LBH=9016801350mm,则总的压下量为90-10=80mm。选取轧制道次n=10,根据经验方法制定压下规程。粗扎为前5道次(选取二辊可逆轧机),精轧为后5道次(选取四辊可逆轧机),制定压下规程如表1:表2-2道次压下量的分配粗扎道次轧制方式机架h/mmb/mml/mm△h/mm/%0除鳞高压水9016801350\\1纵轧二辊7014561950200.222横轧二辊5519501846150.213横轧二辊4019502563150.274横轧二辊3019503417100.255横轧二辊251950410050.17精轧6横轧四辊201950512550.27横轧四辊161950640640.28横轧四辊141950732120.139横轧四辊121950854120.1410横轧四辊1019501024920.17铜陵学院毕业论文(设计)-3-第三章变形工具的设定3.1二辊可逆轧机的确定初轧机轧辊受力较大且有冲击负荷,为提供的强度,粗轧选用二辊锻钢轧辊,辊面硬度40~35HS。3.1.1辊身长度L和轧辊名义直径D的确定:L=abmax当maxb=1000~2500mm,a=150~200mm。因为maxb=1950mm,选取a=200mm,得:abLmax=1950+200=2150mm中厚板轧机DL/=2.2~2.8,选取2.5,得到D=860mm。3.1.2辊颈直径d和长度l的确定辊颈选用滚动轴承Dd/=0.5~0.55,取0.55,得到辊颈直径d470mm;dl/=0.83~1.0,取辊颈长度l400mm。3.1.3辊头的尺寸计算中厚板轧制辊头选用万象辊头:)15~5(1DD1)28.0~25.0(Ds1)20.0~15.0(Db1)60.0~50.0(Dabc)00.1~50.0(计算的1D=850mm,s=212mm,a=425mm,b=170mm,c=170mm。3.1.4过渡圆角10386012.0)12.0~1.0(Drmm3.1.5校核咬入条件咬入角一般α=15~25°,取α=20.51860)20cos1()cos1(maxDhmm,粗轧各道次压下量h最大为20mm,满足咬入。3.2四辊可逆轧机的确定精轧选用四辊可逆轧机,热轧机工作辊选择轧辊材料时以辊面强度为主多采用铸铁轧辊,而支承辊在工作中主要承受轧制力,且直接较大,要考虑强度和轧辊淬透性,多选用含合金锻钢,因此四辊可逆轧机的工作辊选用铸铁轧辊60~50HS,支承辊选用合金锻钢,50~45HS。陈伟:中厚板生产压下规程设计-4-3.2.1辊身的尺寸确定根据公式:L=abmax当maxb=1000~2500mm,a=150~200mm,得L=abmax=1950+200=2150mm。工作辊直径1D:5384/)5.4~2.3/(1LLDmm支承辊直径2D:10752/)5.2~0.2/(2LLDmm)0.2~6.1(0.2538/1075/12DD3.2.2辊颈的尺寸确定工作辊:2695385.0)55.0~5.0(11Ddmm2692690.1)0.1~83.0(11dlmm支承辊:53710755.0)55.0~5.0(22Ddmm5375370.1)0.1~83.0(22dlmm3.2.3辊头尺寸的确定工作辊选用万象辊头,由于支承辊不传递扭矩,故不需要辊头。对工作辊:530)15~5(1DDDmm132)28.0~25.0(1Dsmm106)20.0~15.0(bmm265)60.0~50.0(1Damm106)00.1~50.0(bcmm3.2.4过渡圆角工作辊:6453812.0)12.0~1.0(11Drmm支承辊:129107512.0)12.0~1.0(22Drmm3.2.5校核咬入咬入角一般α=15-25,取α=20,32538)20cos1()cos1(maxDhmm大于5mm,满足咬入条件。轧机尺寸设计如下表:表3-1轧辊尺寸辊身/mm过渡圆角/°辊径/mm辊头/mm参数LDrldD1sabc二辊2150860103400470850212425170170工作辊215053864269269530132265106106支撑辊21501075129537537\\\\\铜陵学院毕业论文(设计)-5-第四章轧制力计算4.1速度和时间制度的确定中厚板轧件较长,为操作方便选用梯形图。根据经验资料取平均加速度a=40rpm/s,平均减速度b=60rpm/s。由于咬入能力很富余,故采用高速稳定咬入,1至5道次咬入稳扎速度1n=20rpm,抛出速度2n=20rpm,6至10道次咬入稳扎速度1n=60rpm,抛出速度2n=30rpm,1t、1v、1l为稳扎时的时间、平均速度、所扎扎件长度,2t、2v、2l为减速轧制时间,0t为间隙时间,jt为轧制时间,计算公式如下:111/vlt;bnnt/)(212;60/11Dnv;120/)(212Dnnv;21lll;222tvl;210ttttj间隙时间0t:根据经验,四辊轧机往返轧制,一般:L≤3.5m,不用推床定心,0t=2.5s;L≤8m,用推床定心,0t=6s;L>8m,用推床定心,0t=4s。计算结果如下表:表4-1轧制速度时间表道次1n/rpm2n/rpmjt/s0t/s1t/s2t/s1v/mm/s2v/mm/s1l/mm2l/mm1202019.717.52.29001950220204.62.52.19001846320205.32.52.89002563420206.32.53.890034175202010.664.69004100660309.162.60.5168912674491634760309.963.40.51689126757726348603010.463.90.5168912676687634960309.144.60.516891267790763410603010.145.60.5168912679615634由表可以得出粗扎时间为46.5s,精轧时间为48.6s,相差不大,满足一般生产要求。4.2各道次轧制温度的确定陈伟:中厚板生产压下规程设计-6-第一道次轧制之前,坯料被加热,为保证产品质量,粗轧时,应将坯料温度控制在950℃~1200℃之间,各道次轧制结束后轧件温度也应控制在这个范围内。因此我们选取开轧温度取1150℃,则1T=1150+273=1423K。为了确定各道轧制温度,必须求出逐道的温度降。高温时的轧件温度降可以按辐射散热计算,而认为对流和传导散失的热量大致可与变形功转化的热量相抵消。由于辐射散热所引起的温度降,在热轧板带时,可用以下公式进行计算:根据公式:41)1000(9.12Thzt式中Z——为辐射时间,即该道纯扎时间21tt,Z=21tt;1T——前一道的绝对温度,单位K。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,应以尾部为准,同时间隙时间也有温度降,即公式:4101)1000(9.12Thtt现按上式计算逐道温降。根据经验,一般的,取开轧温度为1150℃。例如:第一道(纵轧)7.1421)10001423(702.29.12142301ttt头K5.1411)10007.1421(705.179.127.1421111ttt尾尾K同样道理可计算其它道次的轧制温度,结果如表4-2所示。4.3各道变形程度由公式变形程度,即压下率=Hh/,其中h为各道次压下量,H为各道次前轧件的厚度,如第一道次的压下率=22.090/20/Hh,其他各道次压下率见下表4-2。4.4各道次变形速率由公式2vhHhR其中v表示各道次轧辊最大速率,见表4-1,H为各道次前轧件的厚度,h为各道次后轧件的厚度,h表示各道次压下量,R表示工作辊的辊身的半径。因为咬入速度,稳轧速度,抛出速度取值不同,则v在各道次不全相同。如第一道次的变形速率2vhHhR43.24302070909002,其他各道次变形速率见表4-2。4.5屈服应力s的确定铜陵学院毕业论文(设计)-7-45钢的屈服应力81.9/33.10025.0143.0.252.0Tse,例如,第一道次的屈服应力:3.681.9/718.242.222.033.181.9/33.15.14110025.0143.0252.00025.0143.01.252.0111TseMPa其他各道次金属变形抗力见表4-2表4-2道次头部温度/K尾部温度/K纯扎时间/s间隔时间/s压下量/mm变形速率变形程度屈服应力/MPa014231423\\\\\\11421.71411.52.217.5202.430.226.3214101408.22.12.5152.690.216.431405.61403.32.82.5153.540.277.241398.51395.43.82.5103.020.257.051387.91378.34.6653.530.176.861372.51361.53.16510.240.28.671352.91339.93.96411.440.29.281328.51313.44.4629.710.138.591299.41288.95.14211.20.149.5101270.81259.66.14213.240.1710.94.6轧制力的计算由于所生产的产品是热轧板带材,所以计算轧制力所用公式选用sims公式:blnnKnP''''''其中sK15.1,hRl。由轧钢工艺中的图5-24及R/h的关系图得出'n,由轧钢工艺中的图5-22得1''n,因轧制时无张力,所以取'''n=1,第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