1700熱軋帶鋼生產線及設備的畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 ，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。也就是根據車間生產的能耗曲線，分配各架能耗負荷來確定壓下率以及厚度。現代連軋機組軋制規程設定最常用的方法是“能耗法”，就是從電機能量合理消耗觀點出發，按經驗能耗資料推算出各架壓下量。對于軋機強度日益增大，軋制速度日益提高的現代連軋機而言，電機功率往往成為提高生產能力的限制因素，采用這種方法是比較合理的。但是，在實際生產中變化的因素太多，特別是溫度條件的變化很難預測和控制，事先按理想條件經理論計算確定的壓下規程在實際中往往并不能實現。在人工操作時就只能按照實際情況平操作人員的經驗隨機處理。只有在全面計算機控制的現代化軋機上，才有可能根據具體情況的變化，從上述原則和要求出發，對壓下規程驚醒在線理論計算和控制。對于本次設計，由于所選軋輥及各參數與其它有所不同，故無法得知該套設備的能耗曲線，只能按經驗公式直接分配壓下率和出口厚度然后進行校核了。通常在板、帶生產中制定壓下規程的方法和步驟為：(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逐道次軋制溫度；(3)計算軋制壓力、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。壓下規程設計的基本原則：(1)在咬入能力允許的條件下，按經驗公式分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量和壓下率，確定各道次壓下量分配率（δh/∑δh）及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法。(2)制定軋制速度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度。(3)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。 各道次出口厚度及壓下量的確定 粗軋機的壓下量分配原則根據板坯尺寸、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。根據不同的帶鋼厚度和精軋機組的設備能力，一般粗軋機組軋出的帶坯厚度為20～40mm(對六機架精軋機組，約為20～32mm；對七機架精軋機組，約為25～40mm)。許多熱帶鋼連軋機，不論板坯及帶鋼厚度如何，粗軋機軋出的帶坯厚度是固定的，當板坯厚度改變時，則改變粗軋機組的壓下量，帶鋼厚度改變時，則改變精軋機組的壓下量。 精軋機的壓下量分配原則精軋機組的主要任務是在5～7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，并且保證帶鋼的表面質量和終軋溫度。擬訂精軋機組壓下規程就是合理分配各架的壓下量及其確定各架的軋制速度。精軋機組壓下量的分配原則：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、表面質量，壓下量逐漸減少。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%，此外壓下量分配盡量簡化精軋機組的調整和使軋制力及其軋制功率不超過允許值。依據以上原則精軋逐架壓下量的分配規律是：第一架可以留有余量，即考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產生咬入困難等，而使壓下量略小于設備的允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設備能力，盡量給以大的壓下量軋制，以后各架，隨著軋件的溫降，變形抗力的增大，應該減小壓下量，為控制帶鋼的板形，厚度精度和性能質量，最后一架為保證板型良好，壓下量一般在10%～15%左右。 綜合分析針對本次設計的要求，目標是生產5mm帶鋼，綜合上述分配原則，總結后所依據的分配原則主要是以下幾個：(1)粗軋機的壓下量占總變形量的70%～80%；(2)末架軋機的壓下率控制在10%～15%之間；(3)第一架軋機要求大變形以達到奧氏體的再結晶要求；(4)F1軋機的變形量不宜太大，應留有余量以確保能順利咬入；(5)F2～F4進行稍大的變形，隨后逐道次減少；(6)出粗軋機的厚度大致為20～35mm之間。結合上述，確定每道次的變形量及出口厚度。設定鑄坯的長度為10m,按體積相等可以推算出每道次的長度。并將這些數據列入表7。架數連鑄坯R11R12R13F1F2F3F4F5F6壓下量h1/mm45403010出口厚度H/mm15010565352517壓下率δ/%每道次長度L/m 軋機咬入的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。在軋制過程中，壓下量與咬入角的關系是............................ (2)式中—各道次的壓下量,mm；—各道次軋輥的直徑,mm；—各道次的咬入角。將各道次壓下量及軋輥直徑代入可得各軋制道次咬入角為：表8各軋制道次咬入角軋制道次R11R12R13F1F2F3F4F5F6壓下量（㎜）45403010輥徑（㎜）120012001200900825825825680680咬入角（176。）根據計算結果可見咬入不成問題。 確定軋制速度制度速度制度是指軋輥轉速隨時間的變化規律，它關系到軋機產量、軋制溫度計算、主電機能力、操作條件等。合理選擇和確定速度制度是軋制規程設計的一項重要內容。 粗軋機速度制度由于板坯較長，為操作方便，可采用梯形速度圖如圖16所示。ABCEFDGHtZH tjnynpndt,sn,r/m 圖16 梯形速度圖采用梯形速度圖時，純軋時間為：...... (3)式中 、—分別為咬入轉速、最大轉速和拋出轉速, rpm／s； L—該道軋制后軋件長度, mm； D—工作輥直徑，mm； a、b—分別為加速度和減速度，rpm／s2。根據經驗資料，取平均加速度a=15 rpm／s2，平均減速度b=30 rpm／s2。 R1各道的咬入轉速ny＝20rpm／s，最高轉速nd等于額定速度，即nd＝ne＝40rpm／s，拋出轉速np也為20rpm／s。由于軋件較長，第一架反復軋制3道次，取第一道次間隙時間為2秒，第二道后，需要立輥側壓，間隙時間取為5秒。按照公式求粗軋各道次軋制時間見表9。 表9 粗軋機各道次純軋時間 軋制道次R11R12R13軋后軋件長度（㎜）143002240042900軋制時間（s）所以粗軋總延續時間tcz=+2++5+= 精軋機速度制度精軋末架的軋制速度決定著軋機的產量和技術水平。末架軋機出口速度的上限受電機能力和帶鋼軋后冷卻能力的限制，以及產量、設備的限制。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。一般穿帶速度依帶鋼厚度的不同大致在4～10m/s。帶鋼厚度減少，其穿帶速度增加；帶鋼厚度在4mm以下時，穿帶速度可取10m/s左右。近年來出現另一種觀點，就是末架速度應該在電機能力允許的條件下，根據最大產量來決定。而另為控制終軋溫度而專門設計了在軋制過程中采用大量冷卻水來進行控制的系統。根據本次設計的要求，參考現場的實際經驗，考慮粗軋與精軋設熱卷取箱，精軋時為恒速軋制，及保證頭尾溫差、合適卷取溫度及帶鋼產量這些條件，確定帶鋼出精軋機的速度為10m/s。當精軋機組末架出口速度確定后，根據連軋條件—秒流量相等的原則求出各架軋機出口速度。即由公式：進行帶鋼速度的計算，由經驗向前依次減小以保持微張力軋制。但是，在設定咬入線速度時，為保證各架之間有微張力，應使各架出口速度略低于下一架入口速度。依據經驗第一架精軋機的出口速度是第二架精軋機入口速度的97%，其余為99%根據已知條件H6=，V6=10m/s，由H1V1=H2V2=H3V3=………H6V6=C可以推知精軋機組各架軋機的出口速度分別為：H5=，V5=，V4=H3=，V3=，V2=H1=25mm，V1=將上述值列于表中見表10。中間坯F1F2F3F4F5F6出口厚度H/mm352517入口速度V1/m/s出口速度V2/m/s⑶精軋機組軋制延續時間精軋機組間機架間距為6米，最后一道次純軋時間為s間隙時間分別為tj1=6/=，tj2=6/=，tj3=6/=，tj4=6/=， tj5=6/=，則精軋總延續時間為tcz= tZH+ tj=+++++=。 加減速度的選擇近代帶鋼連軋機一般采用二級加速和一級減速的軋制方法，即帶鋼在精軋機以恒定速度運轉下進行穿帶，并在卷取機實現穩定卷取后開始進行第一級加速，待精軋機軋制速度增至某一數值，使設備接近于滿負荷運轉前，開始第二級加速，當軋機轉速達到穩定軋制階段最大轉速的時候加速結束，當帶鋼尾部離開第三架軋機的時候以一級減速減至咬入速度，等待下一根帶鋼軋制。第一級加速數值較高，成為功率加速度（又稱為產量加速度），其目的是迅速提高軋制速度，是設備盡快接近滿負荷運轉，以求的最高產量，第二級加速度為溫度加速度，利用加速軋制時候的變形熱，給予帶鋼以溫度補償，以減少后續金屬與帶鋼頭部的溫度差，此加速度數值較前者低，并且其數值的大小視溫度差的數值而定。確定加速度的數值，應該考慮到主電機的功率、帶鋼的長度、板形、帶鋼厚度變化、冷卻水的控制、卷取溫度等因素的影響。僅就軋機本身而言，一級加速度可以達到1～2m/s2，但在實際采用的加速度數值都很底，～。根據上述所介紹，為了達到本次設計的產量，在符合電機功率的條件下，在第一級加速時采用較高的加速度，；二級加速取值較小，主要考慮到接下來的降速及變形熱造成溫差的問題以及卷取速度的配合等， m/s2。 確定軋制溫度制度為了正確地計算熱軋時各道的軋制壓力，必須盡可能準確地確定各道軋制溫度。各道軋制溫度可由計算逐道溫度降確定。軋制過程中溫度變化的主要影響因素有：(1)軋件塑性變形的變形功轉化為熱能，結果使軋件的溫度上升；(2)軋件表面向周圍空氣介質輻射熱量，結果使軋機的溫度降低 ；(3)在變形區內，由于軋件和軋輥表面呈粘著狀態，軋件向軋輥進行熱傳導，又軋輥帶走熱量，結果使軋件的溫度下降。但高溫下輻射散熱是主要因素，因此，軋件溫度降一般按輻射散熱計算，而認為對流和傳導所散失的熱量同變形功所轉化的熱量抵消。輻射散熱所引起的溫度降為：................. .......(4)式中 T1—前一道的絕對溫度，K； Z—輻射時間，即該道的軋制延續時間，h； C—輻射常數，對鋼軋件C≈∕米2小時K4 G—軋件重量，公斤，∕,為鋼的比重； F、p—分別為散熱面積（米2）、熱容量，對碳鋼p=∕公斤K。當軋制延續時間不太長時，為了簡化計算，溫度降的近似計算公式為： 對粗軋和粗軋各道次：式中 T1—為前一道次軋制溫度，℃；h—為前一道次軋出的厚度，mm；， z—為輻射時間，即該道的軋制延續時間，s。軋件各個部位(如頭部和尾部)溫度降不同，考慮到計算軋制力時偏于安全方面，確定各道溫度降時應以尾部為準。 粗軋各道次溫度確定為了確定各道次軋制溫度，必須求出逐道次的溫度降。本設計考慮粗軋與精軋設熱卷取箱，可以降低中間坯溫降，故確定開軋溫度為1150℃，帶入公式依次得各道次軋后溫度：表11粗軋各道次軋后溫度軋制道次R11R12R13入口厚度 mm15010565軋制時間 s+2軋后溫度℃ 精軋各道次溫度確定粗軋完得中間坯經過一段中間輥道進入熱卷取箱，再經過飛剪、除鱗機后，再進入精軋機第一架時溫度降為1000℃。代入數據可得精軋機組軋制溫度：表12 精軋機組軋制溫度軋制道次F1F2F3F4F5F6入口厚度 mm352517軋制時間s軋后溫度℃ 力能參數的計算軋制力能參數計算的目的在于用以對設備能力（軋輥強度、主電機容量）進行校核，并根據校核結果，判斷壓下規程的合理性及對其進行相應的修正。 軋制力的計算和空載輥縫的設定各類軋機由于其軋制條件的差別，故此它們的壓力計算方法也有所不同。本設計采用目前普遍公認的愛克倫得公式，其基本形式為：.............................(5)式中—外摩擦對單位壓力的影響系數；—粘性系數；—平均變形速度,m/s。第一項是考慮外摩擦的影響，計算公式如下：............................(6)用下式計算：............................. 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