中厚鋼板生產(chǎn)軋制工藝及軋制制度的確定分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u19388中厚鋼板生產(chǎn)軋制工藝及軋制制度的確定分析案例 168251.1生產(chǎn)工藝流程 136811.1.1制訂生產(chǎn)工藝流程的依據(jù) 1225731.1.2生產(chǎn)工藝的流程圖 2308801.1.3生產(chǎn)工藝流程簡述 260701.2加熱制度 329031.2.1加熱的目的 318501.2.2加熱的要求 4294251.2.3加熱溫度的確定 498811.2.4加熱時間的確定 4103411.2.5加熱速度的確定 523411.3壓下規(guī)程設(shè)計 5161711.3.1原料選擇 5133651.3.2粗軋機(jī)組壓下制度制定 5286651.3.3精軋機(jī)組壓下制度的確定 929371.3.4咬入條件校核 10118421.4速度制度 112501.1.1粗軋速度制度 11181231.1.2精軋機(jī)軋制時間制度 12117371.1.3軋制時間的計算 13142961.1.4軋機(jī)工作圖表 14251691.5溫度制度 15142621.5.1粗軋溫度制度 15282971.5.2精軋溫度制度 16175881.6輥型制度 181.1生產(chǎn)工藝流程1.1.1制訂生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)工藝流程的擬定的標(biāo)準(zhǔn)是下面幾個方向[7]：由我們先前擬定的計劃所決定的。計劃中由于不同產(chǎn)品之間存在著部分差別，因此每個產(chǎn)品所需要的工藝技術(shù)也是天差地別的。針對不同鋼板其對質(zhì)量的需求不同。因此只有相對應(yīng)的工藝技術(shù)才能給予保證，才能夠生產(chǎn)出合乎要求的產(chǎn)品車間的規(guī)模往往在一定程度上決定了技術(shù)的難易程度，一般而言，越大的生產(chǎn)規(guī)模，其工藝流程也會相應(yīng)的越復(fù)雜。因此我們設(shè)計一個車間的流程圖時，往往要從他的生產(chǎn)規(guī)模入手。1.1.2生產(chǎn)工藝的流程圖本設(shè)計的工藝流程如下圖1.1：圖1.1工藝流程1.1.3生產(chǎn)工藝流程簡述我們會把合乎要求的坯料按照一定的順序一一送進(jìn)車間輥道，接著就是對坯料進(jìn)行稱重，完事后會被轉(zhuǎn)移到爐內(nèi)。我們會把爐內(nèi)溫度升至一千零五十度到一千二百五十度左右。為了讓鋼坯的顯微組織奧氏體的組成能夠均一，我們要保證有足夠高溫度和保溫時間。在經(jīng)過處理后，我們將坯料轉(zhuǎn)移到用于運(yùn)輸坯料的輥道，接著下一步被送進(jìn)水箱中進(jìn)行除去氧化皮的步驟。在坯料進(jìn)入箱內(nèi)后，我們會使用箱中的設(shè)備把坯料的外表進(jìn)行整備，使其外表干凈美觀，接著送至一個設(shè)備進(jìn)行軋制中的第一部粗軋。用于在軋制中對坯料進(jìn)行降溫的裝置可以安裝在粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間，這樣的安排可以大大降低中間坯的等待時間。坯料在經(jīng)過粗軋之后會成為所謂的中間坯料，接著在被送到下一個環(huán)節(jié)精軋的過程中會有裝置對其進(jìn)行降溫處理，從而達(dá)到節(jié)約時間的目的。如何確定矯直的速度呢，一般而言是根據(jù)坯料的自身的特性來抉擇的。不過其范圍一般在零到二點(diǎn)五之間不等。坯料在接受矯直處理后，其溫度在五百到一千度左右，我們通常會在這個溫度區(qū)間內(nèi)將其送去冷卻。坯料在冷床中由于處于相對靜止的狀態(tài)，故他表面并無刮痕。坯料通常在溫度減少到一定程度后便會離開冷卻設(shè)備，這個溫度一般是一百到一百五。接著便是驗(yàn)傷環(huán)節(jié)，對坯料進(jìn)行全方位的檢查，一確保它合乎要求。只有檢查合乎設(shè)計要求的鋼才能順利繼續(xù)接下來的環(huán)節(jié)，如若不然，便是會對其采取另外的處理。下一步便是對那些經(jīng)過檢查是合乎我們設(shè)計要求的坯料進(jìn)行切割處理。最先通過剪切的坯一般都是較小尺寸的鋼材。通常厚度不超過五十mm，它的不規(guī)則部分將被割下并舍棄。然后依據(jù)坯料的實(shí)際情況進(jìn)行一定程度的處理，方便后面的進(jìn)一步處理。即后續(xù)對坯料邊緣區(qū)域所進(jìn)行的剪切。剪切時其數(shù)劇一般是提前依據(jù)坯料的實(shí)際情況預(yù)設(shè)好的。在經(jīng)歷完以上步驟后進(jìn)入到板的轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)中，我們還得繼續(xù)對板進(jìn)行人工檢查，以確保這些坯料是合乎我們設(shè)計要求的合格產(chǎn)品，如若不然，便會對他按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。1.2加熱制度1.2.1加熱的目的1.有助于增強(qiáng)其可變形的能力，減少軋制過程中因?yàn)榘邃摯嬖谳^大的抵擋彎曲的力而損耗的能量；2.能使得軋制過程中受到的額外的阻力變少，使得軋制能夠順利完成；3通過加熱我們能得到更高品質(zhì)更高強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)板鋼；4加熱處理能夠給我們軋制的設(shè)備提供保護(hù)，降低由于設(shè)備的損耗帶來的成本增加的幾率。且有利于我們充分發(fā)揮出軋機(jī)的最大潛能。1.2.2加熱的要求加熱要求如下：1溫度要適中，不可過高或過低，這兩者都會增加生產(chǎn)的成本；2我們要是的板材的截面高度差盡量相同，不然可能會因?yàn)榫植坎痪鶆虺霈F(xiàn)較大溫差。這樣子可能會導(dǎo)致板坯出現(xiàn)熱應(yīng)力；3坯料在加熱過程中會出現(xiàn)氧化皮。為了使我們到損耗控制在一定的范圍內(nèi)，我們得盡量減少氧化的幾率；4脫碳會發(fā)生在高碳的坯料的加熱過程中，為了減少能耗，我們要小心這個現(xiàn)象出現(xiàn)；5根據(jù)不同種類的鋼來擬定適合該品種鋼坯他的熱處理方法。1.2.3加熱溫度的確定不同種類的鋼板會有著屬于自己的一個明確的加熱溫度。而這個溫度的確定是由于各個品種的鋼坯自身屬性。不同的鋼的性能屬性不盡相同，故它們對溫度的要求也天差地別。在這之外呢，還要充分思考別的影響因素，只有這樣子才能確定好一個合適的區(qū)間1)溫度的最大及最小值：最簡單的判斷方法或常用的方法就是查看鐵碳二元相圖。就現(xiàn)實(shí)情況而言呢，最大溫度一般是在一千一百四十度到一千五百三十度以下的一百到一百五十度左右，最低則是在八百到八百五十度之間。另外我們還需想到結(jié)束軋制后迅速降溫的可能性2)還得思考到我們設(shè)計鋼板時所提出的標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)備的影響；3)不能被遺忘的還有部分鋼板中存在著較多的金屬和非金屬元素。1.2.4加熱時間的確定三段式加熱制度分別是鋼坯的預(yù)熱、鋼坯的加熱和鋼坯的均熱。我們得把鋼的加熱。普通鋼坯的加熱時間為2~3小時。加熱時間的計算公式為:τ=(7+0.05S)S(1.1)式中：τ—加熱時間，（min）；S—鋼坯厚度，（cm）1.2.5加熱速度的確定所謂的加熱速度是指一單位體積或者重量的鋼在加熱過程中，在一單位時間內(nèi)，升高溫度的數(shù)值。在溫度處于五百到六百度這個溫度區(qū)間內(nèi)時，板鋼的可變性能力最差。此時應(yīng)該選擇較為慢的速度，可以使得鋼不會因?yàn)槌霈F(xiàn)內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)斷裂。但在溫度進(jìn)一步上升時，加熱速度就要較低溫區(qū)間要快。1.3壓下規(guī)程設(shè)計如何擬定一個壓下規(guī)程呢，這其中有兩種解決辦法。一種辦法是理論方法，顧名思義就是參考一下表格，并且加以一定的計算，在我們早先設(shè)置好的基礎(chǔ)上，求出一個相對比較完美的答案。不過可惜的是這一切都是建立在比較完美的設(shè)定里面，實(shí)際生產(chǎn)中想做到簡直異想天開。故，在我們真正的生產(chǎn)活動中使用的是另一種辦法，經(jīng)驗(yàn)方法。經(jīng)驗(yàn)方法在實(shí)際的生產(chǎn)中的具體表現(xiàn)就是工人會在實(shí)操中按照個人經(jīng)驗(yàn)對可能出現(xiàn)的種種狀況做出他自己的判斷[8]。1.3.1原料選擇軋制鋼種：Q235選擇連鑄坯的規(guī)格為：230×1500×10000mm,鋼坯的化學(xué)成分如下表(WT%)。表1.1坯料化學(xué)成分(WT%)1.3.2粗軋機(jī)組壓下制度制定這次的廠房里面的粗軋機(jī)組是分為兩個部分。分別是R1和R2。然后R1可以軋三次。R2也能軋三次。故整個軋制環(huán)節(jié)可以軋六次。我們會在鋼板在進(jìn)行粗軋前對其進(jìn)行側(cè)壓。側(cè)壓后才會進(jìn)行粗軋[9]。（1）根據(jù)成品板材的寬度來確定精軋目標(biāo)寬度：（1.2）其中：BC－成品板寬1400mm；β－寬展邊余量（6~8mm）；C1－熱膨脹率（1.45×10-5）；TF7—精軋末架出口溫度，℃，取850℃；所以（2）粗軋機(jī)器要軋制的尺寸是有其出口大小決定的(1.3)式中：BR—粗軋機(jī)出口寬度，mm；δBF—精軋機(jī)組的總寬展量，mm。因?yàn)榫垯C(jī)器對產(chǎn)品尺寸的影響很小，故將其略過，因而：（3）各道次壓下量分配：當(dāng)帶坯從R2軋機(jī)出來后，隨后會被送進(jìn)到精軋連軋機(jī)組之中，目標(biāo)厚度可由帶坯規(guī)格表格查出。詳細(xì)數(shù)據(jù)見下表1.2；表1.2帶坯規(guī)格所以由上表可知帶坯厚度32.00mm，即中間坯厚度是32.00mm。各道次壓下率的分配范圍可參考下表1.3[10]。表1.3粗軋各道次壓下率的分配范圍我們這次設(shè)計粗軋可逆軋制6道次，各道次壓下量可以參考下表1.4。表1.4粗軋各道次壓下量（4）粗軋各道次寬展量計算如下：根據(jù)公式：ΔBi=K×Δhi（1.4）式中：K-寬展系數(shù)；Δhi-粗軋后壓下量；ΔBi-粗軋后寬展。粗軋各道次寬展量如表1.5。表1.5粗軋各道次的寬展量所以（5）定寬所需總的側(cè)壓量根據(jù)公式：ΔBz=（C2×BP-BR2）+∑ΔBi（1.5）式中：C2-鋼坯的熱矯正系數(shù)（1.015）；Bp-板坯寬1500mm；ΔBz-需側(cè)壓下的總量。所以，由于可逆軋輥的立輥在奇道次軋邊，所以先進(jìn)大立輥E1軋一道次，出E1軋一道次，進(jìn)E2和出E2各軋邊一次，共四道次。各立輥的壓下量的計算如下：已知：立輥?zhàn)畲髠?cè)壓量ΔBmax=66.1mmα1=0.23，α2=0，α3=0.30，α4=0.25，α5=0，α6=0.22。所以這幾次壓下加工量是側(cè)壓量為：。（6）每次軋制尺寸的計算板坯體積隨著溫度升高而逐漸增大。其熱膨脹系數(shù)C2=1.015，加熱后的坯料寬度為：表1.6立輥壓下量及各道次的寬度（7）SP定寬壓力機(jī)的定寬作用通過查表可以知道，坯料最開始的尺寸為1350×1.015=1370.25mm。粗軋的側(cè)壓總量ΔBz、精軋目標(biāo)寬度BR2已知，則在上表中，由后面向前，由該道次軋后寬度－寬展量＋側(cè)壓量＝上道次的軋后寬度，計算出SP軋后寬度為1277.41mm，則SP需側(cè)壓量為前后之差。1.3.3精軋機(jī)組壓下制度的確定如何恰當(dāng)?shù)膶Ρ緳C(jī)組的壓下量進(jìn)行合適的劃分。在具體分布中，以下幾個方面是我們得多加注意的[11]:1.在軋制的過程中，我們要考慮到這兩個因素給軋制所帶來的影響，就是帶鋼厚度的波動以及可能出現(xiàn)的咬入困難，故我們在軋制時可使壓下量略微小于設(shè)備所允許的最大壓下量；2.我們在后面二三兩架的實(shí)際使用中要讓其發(fā)揮出其最大的潛能；3.從第三架開始，以后的機(jī)架要開始慢慢減少作用在板坯上的力。一直減少到百分之七到百分之十二之間，這樣才能得到各方面都不錯的板坯。精軋機(jī)組各架的相對壓下量一般分配參考下表所示：表1.8精軋壓下率分配表（ε%表示壓下率）故，如何擬定機(jī)器的壓下量劃分?？梢詤⒖枷卤肀?.9精軋機(jī)組的壓下規(guī)程軋后的成品厚度h=5.03mm。1.3.4咬入條件校核表1.10各機(jī)架工作輥直徑壓下量與咬入角的關(guān)系如下：α=arcos（1-Δh/D）（1.6）其中：△h-壓下量，mm；D-工作輥直徑，mm。計算時應(yīng)取最小值為工作輥直徑。如果兩者大小一致，則需要重新校對。軋制時，最大咬入角一般為15~22°，低速時取20°，通過計算，咬入能力符合。列表如下：表1.11咬入角1.4速度制度1.1.1粗軋速度制度為了降低壓下加工的時間我們通常會挑選出一個恰當(dāng)?shù)能堉扑俾省榱嗽黾赢a(chǎn)量，我們在壓下加工的過程中，會找到一個恰當(dāng)?shù)墓ぷ黝l率，使得軋機(jī)與爐子之間維持著動態(tài)平衡。粗軋機(jī)軋輥加速度a=40轉(zhuǎn)/min，減速度b=60轉(zhuǎn)/min[12]。圖1.2粗軋速度制度(1.6)此式中：L—該道軋后軋件長度，m；—梯形速度圖的恒定轉(zhuǎn)速，n/min；—軋件的咬入速度，n/min；—軋件的拋出速度，n/min；D—工作輥的直徑，m；本設(shè)計中取D=1.15m。L－該道軋后軋件長度，m，Li=FoLo/Fi；由上門的式子，我們便可以找到純壓下加工的時長。具體數(shù)據(jù)可以參考表1.9。表1.9粗軋各道次的速度制度軋件出來的速率由上式得：即：（1.7）所以：粗軋后帶鋼長度為75.35m，速度為3.61m/s，粗軋組與精軋組間隔120m，因此，精軋后帶鋼會由3.61m/s降至1.49m/s，減速段運(yùn)行距離為120-75.35=41.65m。1.1.2精軋機(jī)軋制時間制度1.確定最末架F6的穿帶速度V6和其出口速度根據(jù)成品厚度可知末架穿帶速度，由下表：表1.13末架軋機(jī)速度這次車間所生產(chǎn)的是比較常見的板鋼品種。其厚度h=5.03mm，取7.10m/s作為末架軋機(jī)穿帶速度,最大軋制速度為12.20m/s，拋鋼速度為8.20m/s[13]。2.各機(jī)架軋制速度和穿帶速度根據(jù)秒流量相等的原則，根據(jù)下列公式(1.8)上式(1.8)可簡化為：(1.9)表1.14精軋機(jī)組各架軋制速度1.1.3軋制時間的計算各道次純軋時間用以下公式計算[14]，(1.10)式中：L—該道軋后軋件長度，m；—梯形速度圖的恒定轉(zhuǎn)速，n/min；—軋件的咬入速度，n/min；—拋出速度，n/min；D—工作輥的直徑，m；本設(shè)計中取D=1.15m。L－該道軋后軋件長度，m，Li=FoLo/Fi；代入上面公式，即可求出純軋時間。具體數(shù)據(jù)祥看表1.10。表1.10精軋各道次的速度制度1.1.4軋機(jī)工作圖表1)粗軋機(jī)組軋機(jī)工作圖表如圖1.4[14]。圖1.4粗軋機(jī)工作圖表由圖可知:；軋機(jī)節(jié)奏時間為:；總延續(xù)時間:Tzh=T=85.473s。2)精軋機(jī)組軋機(jī)工作圖表如圖1.5。圖1.5精軋機(jī)組軋鋼機(jī)工作圖表其中：純軋時間：tzh=t23+t34+t45+t56+t67=63.13s間歇時間：Δt=15s精軋機(jī)組的間歇時間：（1.13）=6×總延續(xù)時間：=軋制節(jié)奏時間：=1.5溫度制度1.5.1粗軋溫度制度各由下面式子可以知道出每軋制完一次溫度的變化情況[15]：（1.14）式中：—道次溫降，℃；Z—輻射時間，即此道次的間隔時間和純軋時間之和，s；h—該道次軋后厚度，mm；T—前一道次絕對溫度，K。則，第1道次溫度為：第2道次溫度為：第3道次為：第4道次溫度為：第5道次為：第6道次溫度為：故，料坯完成粗軋后的最終溫度為一千一百零九點(diǎn)二一度。粗軋各道次溫度變化可參考下表1.12。表1.12粗軋各道次溫度變化1.5.2精軋溫度制度由以往的經(jīng)歷我們推斷出，在運(yùn)輸?shù)倪^程中，板坯頂端的溫度下降速速率為1~2℃/s，輥道的溫降設(shè)定為30℃，精軋機(jī)