10中厚板压下规程设计

铜陵学院课程设计-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=99%×98%=97%，则lbh=KHBH计算得到B=1610mm,最终确定坯料尺寸为：LBH=9016101350mm。-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9016101350\\1纵轧二辊7014351950200.222横轧二辊5519501826150.213横轧二辊4019502510150.274横轧二辊3019503347100.255横轧二辊251950401650.17精轧6横轧四辊201950502050.27横轧四辊161950627540.28横轧四辊141950717120.139横轧四辊121950836620.1410横轧四辊1019501003920.17铜陵学院课程设计-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。-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支承辊215053864269269530132265106106工作辊21501075129537537\\\\\铜陵学院课程设计-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；60/11Dnvπ；120/)(212Dnnvπ；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/mm1202019.717.52.29001950220204.62.52.19001826320205.32.52.89002510420206.32.53.890033475202010.664.69004016660309.162.60.5168912674386634760309.963.40.51689126756416348603010.463.90.5168912676537634960309.144.60.516891267773263410603010.145.60.5168912679405634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-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）3.1421)10001423(702.29.12142301ttt头K3.1420)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的确定铜陵学院课程设计-7-45钢的屈服应力81.933.10025.0143.0.252.0Tse,例如，第一道次的屈服应力：2981.9718.243.222.033.181.9/1333.14200025.0-143.0252.00025.0143.01.252.0111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\\\\\\11421.31420.32.217.5202.430.22292140814062.12.5152.690.2130.131402.51399.42.82.5153.540.273441393.11389.13.82.5103.920.2534.751380.313694.6653.530.1732.6613621348.73.16510.240.241.771338.31322.83.96411.440.245.281310.41294.14.4629.710.1342.191278.71267.25.14211.20.1447.51012471234.56.14213.240.1755.24.6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：blPpKpn‘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,第一道次轧制力：MPa7.26Kp11n‘99.3p1blP—MPa其它各道次见下表4-3：表4-3L接触长度‘n''n'''