某中厚板生產(chǎn)工藝種軋制工藝及軋制制度的確定分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u26328某中厚板生產(chǎn)工藝種軋制工藝及軋制制度的確定分析案例 1102361.1產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì) 1218771.1.1產(chǎn)品的坯料選擇 153281.1.2鋼的質(zhì)量檢驗(yàn) 3287051.2壓下規(guī)程設(shè)計(jì) 3327571.2.1壓下規(guī)程的制定原則 3249141.2.2粗軋機(jī)組壓下制度制定 3266561.2.3精軋機(jī)組壓下制度的確定 7314111.3速度制度 758751.3.1粗軋速度制度 7111331.3.2精軋機(jī)軋制時(shí)間制度 8170101.4溫度制度 1237201.4.1粗軋溫度制度 12301691.4.2精軋溫度制度 131.1產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)首先，選擇軋制方法。通過熱軋的方式生產(chǎn)中厚板。必須滿足兩個(gè)條件：寬展量和壓下量是合適的?？紤]了燃燒損失等其他因素。需要定下一個(gè)軋制生產(chǎn)出來產(chǎn)品在頭部和尾部有多少是不需要的部分，并且在鋼板的兩端也同樣會(huì)有這樣不需要的部分，這時(shí)就需要將這些不必要的部分所剪掉。還需要考慮到軋制這些鋼板究竟需要多少的原材料，最后考慮到所選擇儲(chǔ)存成品的倉庫的各方面的因素，確定哪一間倉庫收納哪些成品，通過上述內(nèi)容的考慮之后選擇軋制時(shí)所需要的合適的板材。1.1.1產(chǎn)品的坯料選擇(1)對(duì)于將要使用的原材料的尺寸來說，如何進(jìn)行選擇也是有一定的原則的:1.對(duì)于所選擇的原材料來說，通常要求盡可能的小一些。2.為了軋制，所選擇的原材料能夠在原來寬度的基礎(chǔ)上繼續(xù)擴(kuò)大，這樣在軋制時(shí)就會(huì)更方便的制定壓下規(guī)程。3.所選擇的原材料應(yīng)該使其長度達(dá)到或者接近這種材料所能達(dá)到的極限長度。(2)壞料的檢查與清理1.連鑄缺陷對(duì)性能的影響(1)在加熱軋制的過程中，原料上的裂紋會(huì)不停的變大，可能發(fā)生裂斷和開裂。(2)原料鋼板的晶間結(jié)合力如果很低的話，在軋制過程中容易斷裂，導(dǎo)致生成軋制廢料。(3)如果鋼中的組成元素在結(jié)晶的過程中分布不均的情況十分嚴(yán)重，那么會(huì)導(dǎo)致鋼板的性能在各個(gè)地方并不相同，影響了鋼板的性能分布。(4)如果鋼板原料中存在著縮孔并且沒有被發(fā)現(xiàn)，未進(jìn)行適當(dāng)切割，鋼板在軋制之后塑性和韌性等力學(xué)性能就會(huì)降低，這是因?yàn)殇摪鍍?nèi)部那些未處理的縮孔形成了分層。(5)鋼的非金屬夾雜是指在軋制后破壞鋼板結(jié)構(gòu)，使鋼板內(nèi)部生成了夾層，導(dǎo)致鋼板的韌性或塑性等力學(xué)性能降低。在使用過程中很容易形成應(yīng)力集中。2.鑄坯表面檢查一些制造商在檢查鑄坯的表面時(shí)，無論是切割前還是切割后，都通過直接目視的方法來檢查表面是否有缺陷，但目視檢查錯(cuò)誤的結(jié)果太大了。為了發(fā)現(xiàn)一些肉眼無法觀測(cè)到的缺陷以提高檢測(cè)產(chǎn)品時(shí)的準(zhǔn)確率，中國發(fā)明了一種監(jiān)測(cè)裝置。本設(shè)計(jì)先用人工用肉眼監(jiān)測(cè)一次，之后對(duì)肉眼觀測(cè)合格的產(chǎn)品使用裝置監(jiān)測(cè)。3.連鑄的表面處理原材料的表面或多或少都會(huì)存在一些缺陷，這些缺陷只會(huì)對(duì)一些在加熱軋制過程中被氧化的比較薄的金屬薄片的質(zhì)量產(chǎn)生影響。采用某種方法去清理大到一定程度的缺陷，使鋼板因缺陷導(dǎo)致質(zhì)量不合格而造成的廢料。這樣可以使生產(chǎn)出來的鋼板的表面質(zhì)量得到一定的提升，并且使軋制鋼板原料的成本降低。(3)連鑄坯的定尺切割1.在切割板坯之前，需要知道坯料確切的體積，所以需要對(duì)板坯進(jìn)行測(cè)量，得到準(zhǔn)確的長、寬、高。2.切割連鑄坯時(shí)需要考慮到重量的問題，由于在溫度不同的情況下，板坯的密度也會(huì)隨之而改變，這就需要查找詳細(xì)的資料，切割板坯的長度是根據(jù)密度得到的重量所計(jì)算并確定的。3.由于連鑄坯的長度是會(huì)發(fā)生變化的，所以需要時(shí)時(shí)刻刻對(duì)板坯的長度進(jìn)行確認(rèn)，并且在切割板坯時(shí)所用到的設(shè)備為火焰切割機(jī)。1.1.2鋼的質(zhì)量檢驗(yàn)在車間軋制生產(chǎn)出來鋼板之后，對(duì)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在質(zhì)量上有一定的要求，并不是生產(chǎn)出來就可以的，需要考慮到產(chǎn)品性能方面及需求方面來考慮。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法包括化學(xué)實(shí)驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)等。1.2壓下規(guī)程設(shè)計(jì)為了制定出壓下規(guī)程，需要一些特定的方法，這些方法可以用兩種方式來概括：一種是通過經(jīng)驗(yàn)方法制定壓下規(guī)程，另一種則是通過計(jì)算或者是繪制圖片的方式即使用理論方法制定壓下規(guī)程，在規(guī)定的條件下滿足運(yùn)行計(jì)劃的要求，以獲得最佳的運(yùn)行過程。當(dāng)然，這對(duì)于預(yù)測(cè)和控制是理想的，在實(shí)踐中這是不可能的。因此，需要用操作者的經(jīng)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際情況專門處理它們。即使這是一個(gè)手動(dòng)條件，即便它的程序和其他設(shè)備相比相比十分簡(jiǎn)答，但那也是不可能存在的，只在理論方面可行，所以為了能夠應(yīng)付一些突發(fā)的狀況，還需要用到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)。1.2.1壓下規(guī)程的制定原則壓下規(guī)程的制定并不是一蹴而就的，制定出完善并符合規(guī)定的壓下規(guī)程需要滿足一定的條件，約束條件包括發(fā)動(dòng)機(jī)容量和功率、軋機(jī)的極限承載力、外觀良好等因素。1.2.2粗軋機(jī)組壓下制度制定在本設(shè)計(jì)中粗軋軋機(jī)一共使用兩架，分別用R1和R2來代表，在粗軋過程中，兩架軋機(jī)都只軋制3次，所以在本車間的粗軋部分里，軋機(jī)一共軋制6次。并且在軋制前需要使用到定寬機(jī)。(1)依據(jù)車間最終生產(chǎn)出來的成品寬度，計(jì)算出精軋之后所需要達(dá)到的目標(biāo)寬度：(1.1)其中：BC－車間所軋制出的成品的板寬1500mm；β－這一塊板材的寬展邊余量（6~8mm）；C1－所使用的材料的熱膨脹率（1.45×10-5）；TF7—精軋機(jī)在軋制之后最后一架軋制結(jié)束時(shí)的溫度，℃，取850℃；所以(2)通過板坯在經(jīng)過粗軋機(jī)軋制之后的出口寬度，計(jì)算出經(jīng)過最終的粗軋機(jī)軋制之后板材的寬度：(1.2)式中：BR—粗軋機(jī)在軋制之后最終得到的板坯的寬度，mm；δBF—車間所選擇的精軋機(jī)組在軋制時(shí)的總寬展量，mm。由于精軋機(jī)在軋制時(shí)對(duì)板材寬度所造成的影響只有一點(diǎn)，而這一點(diǎn)寬展量小到可以不需要算在內(nèi)，所以：1526.2mm(1.3)(3)各道次壓下量分配：帶坯從R2軋機(jī)出來后，就結(jié)束了粗軋階段，之后則是精軋階段，精軋所使用的帶坯規(guī)格并不是自己隨意設(shè)置的，需要通過資料得出。如下表1.1。依據(jù)所了解到的資料，本次設(shè)計(jì)的帶坯厚度36.00mm。本次車間的設(shè)計(jì)種粗軋各道次壓下量可通過計(jì)算得出，如表1.2。(4)計(jì)算出車間里在粗軋過程中所需要的各道次寬展量：根據(jù)公式：（1.4）式中：K-板坯在經(jīng)過軋制后能夠達(dá)到的寬展系數(shù)；Δhi-板坯在經(jīng)過粗軋這一道工序后的壓下量；ΔBi-板坯在經(jīng)過粗軋之后寬度增加的量。板坯在經(jīng)過6次粗軋之后，寬度增加的量在各道次的數(shù)值如表1.3。所以(5)定寬所需總的側(cè)壓量根據(jù)公式：（1.5）式中：C2-軋制時(shí)所使用的原料的熱矯正系數(shù)(1.015)；Bp-軋制出成品板坯的寬度1500mm；ΔBz-板坯所需要的側(cè)壓下的總量。所以已知：已知：立輥?zhàn)畲髠?cè)壓量所以(6)各道次寬度的計(jì)算不論選擇的原材料是哪一種，在加熱時(shí)體積總是會(huì)不可避免的發(fā)生變化，本次軋制所選擇的原料的熱膨脹系數(shù)為，所及經(jīng)過計(jì)算得到加熱后的坯料寬度為：(7)SP定寬壓力機(jī)在軋制時(shí)提供了很大的作用。由上可知：軋制的原料在剛離開加熱爐時(shí)的實(shí)際寬度B為1.2.3精軋機(jī)組壓下制度的確定精軋機(jī)在制定壓下原則時(shí)也需要滿足一定的需求，充分考慮到中厚板精軋壓下的需求制定了精軋時(shí)所需要的壓下規(guī)程。表1.5精軋機(jī)組的壓下規(guī)程機(jī)架號(hào)F1F2F3F4F5F6F7軋前厚H(mm)3621.217.6413.2310.599.017.86軋后厚h(mm)21.217.6413.2310.599.017.867壓下量Δh(mm)10.87.564.412.641.581.150.86壓下率(%)30302520151211軋后的成品厚度h=1.03mm。1.3速度制度1.3.1粗軋速度制度在本次設(shè)計(jì)中，粗軋機(jī)的軋輥加速度為a=40轉(zhuǎn)/min，減速度b=60為轉(zhuǎn)/min。圖1.1粗軋速度制度(1.6)粗軋機(jī)的速度制度如下表1.6。軋件出粗軋機(jī)的速度可由公式求出：(1.7)所以：1.3.2精軋機(jī)軋制時(shí)間制度1.確定最末架F6的穿帶速度V6及出口速度根據(jù)成品厚度可確定末架穿帶速度，由下表。本設(shè)計(jì)的典型產(chǎn)品厚度h=1.03mm，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。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，由下列公式(1.8)上式(4.8)可簡(jiǎn)化為：(1.9)表1.8精軋機(jī)組各架軋制速度機(jī)架1234567穩(wěn)定軋速（m/s）2.723.891.186.477.618.729.79穿帶速度(m/s)1.62.283.043.84.471.121.75(3)精軋末架軋機(jī)速度圖圖1.2精軋機(jī)組的速度變化圖(4)軋制時(shí)間的計(jì)算A~B段：穿帶區(qū)，計(jì)算該部分所用的公式為：，B~C段：第一級(jí)加速區(qū)現(xiàn)在確定精軋機(jī)組末架軋機(jī)到卷取機(jī)的距離為130m。那么在第一級(jí)加速時(shí)，軋鋼長度SBC等于100m，加速度為a1＝0.11m/s2，則根據(jù)公式：可以計(jì)算出這個(gè)階段的軋制時(shí)間tBC；所以VC=7.42m/s；tBC=11.18sC~D段：第二級(jí)加速區(qū)a2=0.21m/s2E~F段：第一級(jí)減速區(qū)精軋機(jī)各機(jī)架間距L１=，，；此段加速度：F~G段：拋鋼帶鋼離開第二架軋機(jī)開始減速，所以。D~E段：穩(wěn)定軋制區(qū)成品帶鋼長度：，則：D~E段所軋帶鋼長度為：G~H段和H~I段：取減速度為0.31m/s2，間隙時(shí)間5)綜上，精軋機(jī)組最后一架的純軋時(shí)間為：=8.73+11.18+40.86+1.95+1.46+1.21=73.39s粗軋機(jī)組軋機(jī)工作圖表如圖1.3。圖1.3粗軋機(jī)工作圖表由圖可知:3+5+5+8.87+12.73+18.01=52.61s；軋機(jī)節(jié)奏時(shí)間為:4.95+7.16+9.89+3+3+52.61=80.61s；總延續(xù)時(shí)間:Tzh=T=81.473s。精軋機(jī)組軋機(jī)工作圖表如圖1.4。圖1.4精軋機(jī)組軋鋼機(jī)工作圖表其中：純軋時(shí)間：tzh=t23+t34+t45+t56+t67=63.13s間歇時(shí)間：Δt=15s精軋機(jī)組的間歇時(shí)間：（1.7）=6×總延續(xù)時(shí)間：=80.61+12.45=93.06s軋制節(jié)奏時(shí)間：1.4溫度制度1.4.1粗軋溫度制度在粗軋中后一個(gè)道次的溫度比前一道次的溫度低，可以依次計(jì)算出每個(gè)道次的溫度：（1.8）式中：—軋制過程中道次的溫降，℃；Z—軋制時(shí)這一道次的間隔時(shí)間與純軋時(shí)間之和，s；h—在經(jīng)過這一道次軋制后板材的厚度，mm；T—前一道次軋制時(shí)的絕對(duì)溫度，K。使用T1代表每一個(gè)道次的溫度，T1為：1180-12.9z/h(T/1000)4=1180-12.9(7.95/185)[(1180+273)/1000]4=1177.52℃；T2為：1177.52-12.9(10.16/185)[(1177.52+273)/1000]4=1173.35℃；T3為：1173.35-12.9(12.89)/142[(1173.35+273)/1000]4=1166.07℃；T4為：1166.07-12.9(13.87)/104[(1166.07+273)/1000]4=1151.41℃；T5為：1151.41-12.9(17.73+12)/74[(1151.41+273)/1000]4=1136.37℃；T6為：1136.37-12.9(23.01)/49[(1136.37+273)/1000]4=1103.84℃；經(jīng)過計(jì)算之后得到原料經(jīng)過粗軋之后的溫度為1103.84℃。并且在粗軋過程中每一個(gè)道次的溫度為下表所示。1.4.2精軋溫度制度板坯在運(yùn)行到精軋區(qū)域時(shí)，每一個(gè)道次的溫度采用溫降公式計(jì)算出來：(1.9)其中：—軋機(jī)剛開始工作。原料剛進(jìn)入軋機(jī)時(shí)的溫度；—軋機(jī)在軋制之前原料的厚度；—軋機(jī)在軋制之后板坯的溫度；—原料經(jīng)過這一道次軋制后的厚度；根據(jù)上公式，所以C=(1060-850)×7/(36-7)=50.69T1=1060-50.69×(36/21.2-1)=984.59℃T2=1060-50.69