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(完整版)热轧板带钢课程设计指导书

热轧板带钢课程设计说明书

主要内容：
1. 压下规程制定：1)粗轧压下规程； 2）精轧压下规程。
2. 轧制温度及摩擦系数计算：每道次温降计算;每道次摩擦系数计算。
3. 轧制力计算：粗轧及精轧每道次轧制力计算。
4. 轧辊强度校核：粗轧、精轧危险道次。

1。板带钢轧制压下规程
压下规程是板带轧制制度最基本的核心内容，直接关系着轧机的产量和产品的质量.其内容包括确定轧制方法,轧制道次及每道次的压下量等。热轧带钢的压下规程包括粗轧和精轧两部分。
本次设计的典型产品是SS400，3.5mm1350mm。
1）粗轧压下规程
粗轧机的作用是将加热后的板坯,经粗轧机轧制成规定的厚度和宽度的中间坯。
(1）根据产品选择原料
选择连铸坯的规格为:250mm×1400mm×12000mm，其化学成分为：
C：0。12～0。21％； Si:0。2~2.0%; Mn：0.7~2.0%； S ≤0.036％； P≤0.034%；Cu:0。10~0。40％; Al＜0。2.
其余为Fe和微量杂质.通过Cu、Mn、Si、Al等合金化，并简单调整普通低碳钢的部分元素含量，在不需改变普碳钢生产工艺条件下，就能生产出具有良好的耐大气腐蚀性能、综合机械性能的经济耐候钢。
（2）粗轧各道次压下量分配
一般粗轧机轧出的精轧坯厚为30~60mm。各道次压下率一般分配范围如图下表所示。
表1 粗轧各道次压下率分配范围
轧制道次
1
2
3
4
5
6
轧5道的ε％
20
30
35~40
35～50
30～50
__
轧6道的ε%
15～23
22~30
20～35
27～40
30~50
33～35
本设计粗轧轧6道次，采用四辊可逆式轧机，表2表示的是取出粗轧机组的精轧坯厚为32。00mm。
表2热连轧H的选用值
成品厚度（mm）
〈3.89
3。90～5.29
5。30～6。99
7。00～9.49
9。50～12。7
H(mm）
32
34
36
38
38～40
注：H—--进精轧的带坯厚度。
粗轧各道次压下分配见表3。
表3 粗轧各道次压下分配
轧机
R
R
轧制道次
1
2
3
4
5
6
ε（％)
18.0
24.4
34.2
33.4
32。4
30。4
△h(mm）
45。0
50.0
53。0
34。0
22.0
14。0
轧前H（mm）
250
205
155
102
68。0
46。0
轧后h(mm）
205
155
102
68.0
46。0
32。0
2）精轧机组压下规程
精轧机组的主要任务是把从粗轧机架输送来的中间坯通过六机架连轧，把带坯轧成符合用户要求的合格产品.
精轧机组压下量分配的原则：第一架可以欲留适当的余量,即是考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，而使压下量略小于设备允许的压下量；第二、三架要充分利用设备能力，给予尽可能大的压下量；以后各机架逐级减少，到最末一架一般在10～15%左右，以保证板形,厚度精度及性能质量。连轧机组各机架压下率一般分配范围如表3—6所示.本设计精轧机组压下规程见表4。
表4 连轧机组各机架压下率一般分配范围
机架号
1
2
3
4
5
6
7
ε%
40～50
35～45
30~40
25~35
15～25
10～15
__
ε％
40～50
35～45
30～40
25～40
25~35
20～28
10～15
表5 精轧机组压下规程
机架号
1
2
3
4
5
6
轧前H
32。00
22。40
13。44
8.74
5。68
4。09
轧后h
22.40
13.44
8。74
5.68
4。09
3。50
△h
9。60
8。96
4。70
3。06
1.59
0.49
ε％
30.0
40.0
35.0
35。0
28。0
14.4
单位:mm
2。 温度制度
根据铁—碳相图，将板坯的加热温度定为1250，考虑到出加热炉的温降和高压水除鳞的温降，粗扎的开轧温度为1190。由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全着想，确定各道次温降时应以尾部温度为准。
1）粗轧温度制度
对于粗轧来说，各道次的温降可以采用下面的公式计算：
△t=12。9
式中:△t——道次温降，；
z——时间，s；
h——该道次轧前厚度，mm;
T-—前一道次的绝对温度，K。
则：第一次道次头部温度为：1190；
所以第一道次尾部温度：

第二道次头部温度：

因此，带坯出粗轧的温度为1131、粗轧各道次温度变化见表6。

表6 粗轧各道次温度变化 单位:℃
道次
1
2
3
4
5
6
温度
1189
1186
1181
1173
1158
1131
2）精轧温度制度
根据现场经验，带坯在精轧除磷前的温度1088，精轧除鳞后的温度为1067左右,带坯头部进精轧的温度为1040左右。精轧末驾的出口温度为860.精轧各机架轧件温度变化估算见表7 。
表7 精轧各机架温度变化 单位：℃
机架
F
F
F
F
F
F
F
温度
1040
1010
980
950
910
880
860

3。 设备参数的选择
1)粗轧区设备选择
粗轧区是由高压水除鳞装置，定宽压力机,带立辊的粗轧机，辊道,侧导板及附属设备组成.
粗轧机 轧机的设备性能
R轧机的设备性能如表8。
表8 R机的设备性能
项目
参数
型式
四辊可逆式
立柱断面，cm2
85×105=8925
最大轧制力，kN
50000
轧制力矩，kNm
2×3980（1.5倍过载）
轧辊开口度（最大直径)，㎜
max 240
主电动机，kW×rpm
2×AC 10000kW 0±36/90r/min
轧制速度,m/s
0/2.45/6.13m/s
轧辊尺寸与材质：
工作辊，mm
支持辊,mm

φ1300/φ1200×2150(60CrMnMo半钢辊）
φ1650/φ1500×2150（45Cr5NiMoV）
压下螺丝尺寸，㎜
φ560×32
压下方式
电动APC+液压AGC
电动压下：
电机，kW×rpm
压下速比
电动压下速度，mm/s

2-AC 300kW×1000r/min
13。33
0━40
液压AGC：
液压缸直径, mm
压下行程，mm
压下速度，mm/s
工作压力,MPa

φ1150
50
5
25
最大压下量,mm/道次
50
轧辊平衡：
上工作辊平衡液压缸，mm
下工作辊平衡液压缸，mm
上支承辊平衡缸，mm
压力，MPa

4×φ160/φ140 x280
4 ×φ160/φ140 x80
φ420×550
16
前后高压水除鳞
工作压力，MPa（设在R2轧机导卫上）

18
R2传动轴
型式
传动扭矩,kNm
切断力矩,kNm
回转直径,mm
材料

十字头万向接轴
3980 一根(1。5倍过载）
7964～13270(一根3~5倍过载）
max φ1180
全部为高级合金锻钢
接轴卡紧缸
尺寸，mm
压力，MPa
压头（安装在机架下横梁）

2×φ200
16
2×30000kN
2）精轧区设备选择
本设备是由一台飞剪，一台精轧除鳞装置，一架F 附设的立辊轧机，七架不可逆精轧机及附带设备组成，其中第七架为空过钢.
(1)飞剪
由于中间带坯头尾温度较低，并且经过粗轧机轧制后头部和尾部形态不平整，飞剪的作用就是切除中间带坯的头尾，减少精轧轧制过程中的风险。飞剪装置采用转鼓式双剪刃,由飞剪前的CPG（最优化剪切装置)提供剪切量和动作时序,保证剪切最优化，提高成材率。
（2） 精轧除鳞装置
中间带坯在进入精轧机组前的运输过程中会产生再生氧化铁皮，精轧除鳞箱的作用就是利用22MPa 的高压水除去再生氧化铁皮，避免成品带钢表面的铁皮压入、麻点等缺陷,使生产的带钢表面光洁平整。
（3） 精轧机组
精轧机组是热轧生产线的核心，它将中间坯轧制成成品厚度,并保证厚度、楔形、凸度、平直度等各项精度指标符合用户的需求。ASP2150 生产线的精轧机组共六架，均为四辊不可逆轧机，采用长行程全液压AGC（自动厚度控制）系统，液压活套，正弯辊和窜辊系统,自动板形控制，自动温度控制等多项先进技术，使产品质量达到世界领先水平。精轧机的设备性能如表9.
表 9 精轧机设备参数
机架号
F1
F2
F3
F4
F5
F6
型式
四辊不可逆式
立柱断面面积，cm2
8500
允许最大轧制力，kN
45000
40000
最大开口度，mm
70
工作辊尺寸，mm
φ850/φ765×2450
φ700/φ630×2550
支承辊尺寸，mm
φ1600/φ1450×2150
液压AGC：
液压缸尺寸，mm
工作压力，MPa

φ1050/φ970 ×100
F1~F4 29 F5~F6 26
压下速度，mm/s
3～5（1500t）
响应频率，HZ
16～20
弯辊力,kN
2000 （单侧） 1500 （单侧）
弯辊缸：
直径，mm
行程，mm
工作压力,Mpa
弯辊力，KN(重复）

φ180/φ130
上辊155 下辊85
16
1500
窜辊缸:
直径，mm
行程，mm
工作压力，MPa

φ220/φ120
F1-F3: ±320 F4-F6: ±320
20
支承辊平衡缸：
尺寸，mm
工作压力MPa

φ360/420x400
16
下支承辊轴承座压紧缸：
尺寸,mm
工作压力，MPa

φ100/φ70x10
16
接轴卡紧缸：
尺寸,mm
工作压力，MPa

φ140/φ90x140
16
轴端挡板缸
尺寸,mm
工作压力，MPa

φ120 x70
16
测压头，kN
2×25000
主传动电机
F1━F5：AC10000kW 150~450 r/min
F6 ： AC10000kW 200~600 r/min
阶梯垫调整范围mm
180 =12×15
阶梯垫横移液压缸
尺寸，mm
工作压力，MPa

φ125/φ90 ×2000
16
F1机架辊
尺寸，mm
辊子速度，mm/s
传动电机
材质

φ400×2150
0~2。5
AC12KW 240 r/min
辊子为实心锻钢，双列调整滚子轴承
F6机架辊
尺寸,mm
辊子速度，m/s
传动电机
材质

φ300 x1990
(2-AC11KW 0~1500 rpm)
焊接结构,辊面喷焊硬质合金，双列调心滚子轴承
主减速比
4.16
3。3
2。54
1。75
1
1
主电机转速，rpm
150/450
150/450
150/450
150/450
150/450
200/600
主电机功率，kW
AC10000
AC10000
AC10000
AC10000
AC10000
AC10000
工作辊换辊装置
型式
换辊时间,min
横移缸，mm
横移速度，mm/s
工作压力，Mpa
拖车速度,mm/s
车轮直径，mm
减速机速比
电动机

横移列车式换辊并配以轧辊拖车
≤10
φ250/φ160x1600
50/200
16
155/300
φ400
202.5
45kW×1450/750 r/min
支承辊换辊装置
型式
换辊时间，min
推拉液压缸，mm
移动速度，mm/s
工作压力，Mpa

液压推拉式
≤60
φ290/φ200×6920
50 /100
20
轧辊冷却：
形式
冷却水压力，Mpa

采用分段冷却，控制凸度
1.2
其它：
F1~F3采用带钢冷却水（10MPa)控制带钢轧制温度，
F3~F6冷却水压力1。2 MPa。
F1~F6采用氧化铁皮抑制，喷咀压力1。2 MPa
F4～F6采用雾化喷咀控制粉尘。
3） 层流冷却装置
层流冷却是通过控制冷却方式和冷却速度使成品的卷取温度达到工艺设计的要求，最终满足不同用户对产品性能的需要.2150ASP生产线的层流冷却装置按粗调、精调、微调分组布置，控制精度高,流量大，冷却方式灵活，可以满足不同钢种的冷却要求.具备生产高强度、高级别X100管线钢，铁素体钢等特殊产品的能力。
4） 卷取机
精轧机组轧制后的成品厚度带钢经过层流冷却装置冷却后由卷取机卷成钢卷,利于存放和运输。2150ASP生产线建有2台液压跳步式地下卷取机,采用液压扩涨卷筒，可以保证良好的卷形。卷取机的设备性能如表4.11。。
4。 轧制能力和设备的校核
1) 轧制力和轧制力矩的计算
轧制压力P=: （1）
S。Ekelund给出了计算K和的经验式
K=（1.4-0.01t）（1。4+C+ Mn）×10MPa； （2)
=0.01（14—0。01t)C×10MPa， （3)
f=a（1.05—0。0005t), (4）
对于粗轧来说a=1.0（取钢辊），对于精轧来说a=0.8(取铁棍）
式中C′—--—决定于轧制速度的系数，如表10所示。
表10 C′的选择
轧制速度（m/s）
<6
6~10
10～15
15~20
C′
1
0.8
0。65
0。6

本次设计的典型产品为 SS400,化学成分为:
表5.2 SS400的化学成分
化学成分％
C
Si
Mn
P
S
0。14～0.22
≤0.07
0。30~0.60
≤0。045
≤0.050
本次设计采用2150生产线，粗轧机轧辊直径为,精轧轧辊F～F直径为,F~F直径为.
(1)粗轧轧制力的计算：（略）
(2)精轧轧制力的计算：（略)