年產200萬噸1700熱軋帶鋼車間工藝設計-資料下載頁

　　

【正文】 中間輥道上，一般總長度有 50~60m，由多個罩子組成，每個罩子均有升降蓋板，可根據生產要求進行開閉。罩子上裝有隔熱材料，罩子所在輥道是密封的。中間帶坯通過保溫罩，可大大減少溫降。熱卷箱：布置在粗軋機之后，飛剪機之前，采用無芯卷取方式將中間帶坯卷成鋼卷，然后帶坯尾部變成頭部進入精軋機進行軋制，基本消除帶鋼頭尾溫差。采用熱卷箱，不僅可保持帶坯的溫度，而且可大大縮短粗軋與精軋之間的距離。熱卷箱的優點有：(1)減少中間坯頭、尾溫差，確保帶鋼軋制溫度；(2)均衡整體中間帶坯的軋制溫度，穩定精軋機的軋制負荷，從而提高軋制過程的穩定性，以確保成品精度；(3)縮短粗軋機至精軋機之間的距離，節約工程投資；(4)熱卷箱還具有挽救帶鋼報廢的功能；(5)進一步消除中間帶坯表面的氧化鐵皮。熱卷箱在卷取和反開卷過程中，可使粗軋階段產生的二次氧化鐵皮得以疏松，從而起到機械除鱗的效果。熱卷箱也存在一些不足之處：(1)對帶坯橫向溫度控制不是特別理想，橫向溫差可達40℃。河北聯合大學輕工學院18(2)帶鋼出末架精軋機速度一般小于12m/s，限制了生產線的產量。(3)對于管線鋼不能降低精軋機功率，不可實現恒速軋制，不能減少精軋機數量 [10]。卷取箱選用的依據：(1)產量沒有太高的要求；(2)對溫度敏感性高的產品一般要選用卷取箱，如不銹鋼；(3)軋制線長度受限制時可選用卷取箱。2)保溫裝置的選擇本設計考結合在首鋼京唐公司的實際生產情況，綜合考慮兩種保溫設備的特點，選用保溫罩進行保溫 [11]。第 3 章 典型產品的壓下規程設計和輥型設計19第 3 章 典型產品的壓下規程設計和輥型設計 壓下規程設計板、帶軋制壓下規程是軋制速度的基本核心內容，直接關系著軋鋼機的產量和產品的質量。壓下規程的中心內容就是確定出由一定的板坯軋成所要求的成品的變形制度，也就是確定軋制方法、軋制道次和每道壓下量的大小，在實際操作中就是要確定各道次壓下螺絲的升降位置，也就是輥縫的開度。與此相關聯的，還要涉及到各道次的軋制速度、軋制溫度及前后張力制度的確定及原料尺寸的合理選擇，因而廣義的來說，壓下規程的制定也應當包括這些內容。制定壓下規程的方法很多，一般可以包括為理論方法和經驗方法兩大類。理論方法就是從充分滿足前述制定軋制規程的原則要求出發，按預設的條件通過理論計算或圖表方法，以求最佳的軋制規程。這當然是理想的和科學的方法。但是，在實際生產中由于變化的因素太多，特別是溫度條件的變化很難預測和控制，因此雖事先按理想條件經理論計算確定了壓下規程，但在實際中往往并不可能實現。因而在人工操作時就只能按照實際變化的具體情況，憑操作人員的經驗隨機應變地處理。這就是說，在人工操作條件下，即使花費很大力氣把合理壓下規程制定出來了，卻也不可能按理想的條件得到實現。只有在全面計算機控制的現代化軋鋼機上，才有可能根據具體變化的情況，從上述原則和要求出發，對壓下規程進行在線理論計算和控制。通常在板帶生產中指定壓下規程的方法和步驟：1)在咬入能力允許的條件下，按經驗分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確定各道次壓下量，分配率及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法；2)制定速度制度，計算軋制時間并確定各道次軋制溫度；3)計算軋制力、軋制力矩及總傳動力矩；4)校驗軋輥等部件的強度和電機功率；5)按前述制定軋制規程的原則和要求進行必要的修正和改進 。 坯料尺寸本設計為熱軋帶鋼生產線，坯料規格如下：河北聯合大學輕工學院20板坯厚度：240mm板坯寬度：900~1500mm板坯長度：12m 粗精軋機組壓下量分配1)粗軋機的壓下量分配的基本原則根據板坯尺寸、軋機架數、軋制速度以及產品厚度等合理確定粗軋機組總變形量及各道次壓下量，其基本原則是：(1)由于在粗軋機組上軋制時，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制。考慮到粗軋機組與精軋機組之間的軋制節奏和負荷上的平衡，粗軋機組變形量一般要占總變形量的70~80%。粗軋機組道次最大壓下量主要受軋輥強度的限制。(2)為保證精軋機組的終軋溫度應盡可能提高粗軋機組軋出的帶坯溫度。因此一方面應盡可能提高開軋溫度，另一方面盡可能減少粗軋道次和提高粗軋速度，以縮短延續時間，減少軋件的溫降。(3)為簡化精軋機組的調整，粗軋機組軋出的板厚的范圍應盡可能小，并且不同厚度的數目也應盡可能減少。2)精軋機的壓下量分配的基本原則精軋機組的主要變形是在7架連軋機上將粗軋帶坯軋制成板形、尺寸符合要求的成品帶鋼，并且需要保證帶鋼的表面質量和終軋溫度。精軋機連軋機組的壓下量基本分配原則：一般也是利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集中在前幾架，在后幾架軋機上為了保證板形、厚度精度及表面質量，壓下量逐漸減小。為保證帶鋼機械性能防止晶粒過度長大，終軋即最后一架壓下率不低于10% ，此外，壓下量分配應盡可能簡化精軋機組的調整和使軋制力及軋制功率不超過允許值。依據以上原則精軋機逐架壓下量的分配規律為：F1可以留有余量，即考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產生咬入困難等，使壓下量略小于設備允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設備能力，盡可能給以大的壓下量軋制；以后各架，隨著軋件溫度降低、變形抗力增大，應逐漸減小壓下量；為控制帶鋼的板形，厚度精度及性能質量，最后一架的壓下量一般在10~15%左右。精軋機的總壓下量一般占全部的10~30%。此外，也要參考現場生產的資料數據。3)壓下量的計算。軋件在變形前、后的厚度之比，本文稱之厚度減第 3 章 典型產品的壓下規程設計和輥型設計21縮系數，用符號 表示，道次厚度減縮系數 為(式中下標“i”為道次序數)：HKHiK (i=1，2，3……n) ()iiHi/1??總厚度減縮系數 為：? ()HnHnH??210式中H 0為坯料厚度(mm) ； Hn為末道次或成品的厚度(mm)。各道次的K Hi的數列或與之對應的Hi數列，構成一個壓下規程。Hi數列由下式計算得出： ()HiiiK/1??數列的計算式為：Hi ()???????????????inKHpiHi 2?式中 △H為等差數列的公差，~ ；表 31 粗軋機組各道次壓下量道次序號 道次修正 系數 α 厚度減縮系 數 KH入口厚度H/mm壓下量△H(mm)壓下率(%)0 △H= = R1 240 55 R2 185 56 R3 129 52 40R4 77 29 R5 48 14 R6 34 9 表 32 精軋機組各道次壓下量入口厚度 壓下量道次序號 道次修正系數 α厚度減縮系數 KH H/mm △H(mm)壓下率(%)F1 25 7 F2 18 F3 1 F4 1 F5 1 F6 1 F7 1 為平均厚度減縮系數：HpK河北聯合大學輕工學院22 ()??nHpK121/?????為道次修正系數，它是根據實際設備條件和工藝要求而憑經驗選取的系數：i?n為制道次。： 咬入能力校核熱軋帶鋼時候咬入角一般為15度到22度，低速咬入時候可以取20度。按 ())cos1(max????Dh公式式中：—各道次的壓下量/mm；h?—各道次軋輥的直徑/mm；D—各道次的咬入角/176。?對粗軋及精軋的 最大值進行驗算。咬入沒有問題。 確定速度制度由于板坯較長，為操作方便，根據經驗資料，第一道速度可取 ，由于粗軋 6 個道次，軋制以后道次時軋件的延長很大，這樣溫降很大，所以適當加大軋制速度。時間間隔取 3s，兩架粗軋機的距離為 105m，第三四道次之間的時間為，軋制時間為:13.=/5（( =3.++927+31）粗軋延續時間表 33 粗軋軋制時間道次(粗軋)軋后厚度240mm壓下量 Δhmm軋制速度m/s軋制時間s1 185 55 82 129 56 3 77 52 4 48 29 5 34 14 6 25 9 2)精軋速度制度的確定第 3 章 典型產品的壓下規程設計和輥型設計23確定精軋速度制度包括：末架的穿帶速度和最大軋制速度；計算各架速度及調速范圍；選擇加減速度等。精軋末架的軋制速度決定著軋機的產量和技術水平。確定末架軋制速度時，應考慮保證各主要設備和輔助設備生產能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般薄帶鋼為保證終軋溫度而用高的軋制速度；軋制寬度大及鋼質硬的帶鋼時，應采用低的軋制速度。本設計把終軋速度設定為25m/s。其他各架軋制速度的確定：當精軋機末架軋制速度確定后，根據連軋條件—秒流量相等的原則，根據各架軋機出口速度和前滑值求出各架軋制速度。即由 ()Cvhvhn???21速度的計算：已預設末架出口速度為25m/s由經驗向前依次減小以保持微張力軋制(依據經驗設前一架出口速度為后一架入口速度的95%)依據秒流量相等得： ()smHhVH /./52/77 ??? ()h ：表 34 各機架軋機出口速度道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7VH(m/s) 4 Vh(m/s) 253)精軋機組軋制延續時間精軋機組間機架間距為6米，各道次純軋時間為Tzh=(240mm12m)/(25m/s)=間隙時間分別為t12=6/=；t 23=6/=；t34=6/=；t 45=6/=；t56=6/=；t 67=6/=。則精軋總延續時間為： ()stTjzh38.???各架軋機的速度的確定除應滿足連軋關系外，還應具有較大的調速范圍，以滿足不同品種的要求。由經驗數據可知末架極限速度為 ~30m/s，系數為 。計算得各道次軋制溫度為表 35：河北聯合大學輕工學院24表 35 各道次軋制溫度道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7速度范圍(m/s) ~2 2~ ~ ~ ~ ~ ~36 軋制溫度的確定1)粗軋溫度的確定為了確定各道次軋制溫度，必須求出逐道次的溫度降。高溫軋制時軋件溫度降可以按輻射散熱計算，而認為對流和傳導所散失的熱量可大致與變形功所轉化的熱量相抵消。算： ()41)0(??式中:Z——輻射時間即該道次軋制延續時間——前一道的絕對溫度1Th——前一道的軋出厚度由于軋件頭部和尾部溫度降不同，為設備安全考慮，確定各道次溫度降時以尾部為準。根據板坯加熱溫度定為1200℃，出爐溫度降取 1180℃，粗軋前高壓水除磷溫度降為20℃，故確定開軋溫度為1160℃，帶入公式依次得各道次軋制溫度：表 36 各道次軋制溫度道次 R1 R2 R3 R4 R5 R6T(℃) 1158 1154 1143 1134 1109 10612)精軋機組溫度確定粗軋完得中間板坯經過一段中間輥道進入熱卷取箱，再經過飛剪、除鱗機后，才進入精軋取中間輥道和熱卷箱溫降為 30℃，高壓水除鱗溫降 30℃，所以，進精軋的溫度為：T1=106160=1001℃，大約 1000℃。， ())1(0??iihCt nht??0)(式中：t 0、h 0——精軋前軋件的溫度與厚度tn、 hn——精軋后軋件的溫度與厚度本設計取終軋溫度為850℃，帶入數據可得精軋機組軋制溫度：第 3 章 典型產品的壓下規程設計和輥型設計25表 37 精軋機組軋制溫度道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7T/℃ 993 980 959 932 903 871 852 軋制壓力的計算1)粗軋段軋制力計算粗軋段軋制力根據公式： 計算pBlP?A、求各道次的變形抗力：變形抗力由各道次的變形速度、變形程度、變形溫度共同決定。變形速度按下式計算： ())/(2hHRv????式中：R 、v——軋輥半徑及線速度。把參數帶入得表38：B、計算各道的平均單位壓力：根據經驗數據可取應力狀態影響系數η=+，其中h為變形區軋件平均厚度，l為變形區長度，單位壓力大時(2010 7)應考慮軋輥彈性壓扁的影響，因為粗軋時變形抗力不會超過這一值，故可不計算壓扁影響，此時變形區長度。Rl??則平均單位壓力為： ())(???將數據帶入公式可得到各道次軋制力如表39。2)精軋段軋制力的計算目前普遍公認的最適合于熱軋帶鋼軋制力模型的理論公式SIMIS公式： ()TPLcKBQ?式中：P—— 軋制力N ；B——軋件寬度mm；Qp——考慮接觸弧上摩擦力造成應力狀態的影響系數；Lc——考慮壓扁后的軋輥與軋件接觸弧的水平投影長度mm；K——決定金屬材料化學成分以及變形的物理條件 ——變形溫度、變形速度及變形程度的金屬變形阻力K= ，Mp；s?河北聯合大學輕工學院26KT——前后張力對軋制力的影響系數；由以上公式可知平均單位壓力： TpKQ?表38 各道次變形速度參數 R1