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金属材料工程课程设计

目录1板带钢的基本简介 (2)2制定生产工艺流程与工艺制度 (3)2.1制定生产工艺 (3)2.2制定工艺制度 (3)2.3坯料的选择 (3)2.4轧辊辊身长度的确定 (3)2.5轧辊辊径的确定 (3)3基本参数的计算 (4)3.1轧制道次的计算 (4)3.2产品尺寸确定 (4)3.3最大压下量的计算 (4)3.4压下量的分配 (5)4轧制速度和轧制时间的确定 (5)5轧制温度的计算 (16)6轧制压力的计算 (17)1板带钢的基本简介随着中国经济建设的快速发展,各行业对板带钢的需求量逐年递增,板带钢已成为最主要的钢材产品,约占钢材总量的45%,在汽车、造船、桥梁、建筑军工、食品和家用电器等工业上得到了广泛应用。

另外,板带钢还是生产焊接钢管、焊接型钢及冷弯型钢的原料。

当前,在工业比较发达的几个主要产钢国,板带钢在轧制钢材中所占比重达60%~70%,甚至更高,板带钢的生产技术水平在轧材中所占的比例,可以作为衡量一个国家轧钢生产发展水平的标志,也可以作为衡量一个国家国民经济水平高低的指标之一。

随着国民经济的迅速发展,对板带钢的品种规格、尺寸精度及性能都提出了更为严格的要求。

板带钢按厚度一般可分为厚板(包括中板、厚板及特厚板)、薄板和极薄带材三大类。

我国一般称厚度在4.0mm以上的为中厚板(其中4~20mm的为中板,20~60mm的为厚板,60mm以上的为特厚板),4.0~0.2的为薄板,0.2mm以下的为极薄带材或箔材。

目前,箔材最薄可达0.001mm,而特厚板可厚至500mm以上,最宽可达5000mm。

热轧板带钢的厚度和宽度范围见下表。

本设计的产品为L30的中板设计⨯2200mm⨯mm2制定生产工艺流程与工艺制度2.1制定生产工艺选择坯料→坯料清理→加热→除鳞→粗轧→精轧→矫直→冷却→表面检查→切边→定尺→取样检测→打印标签→入库2.2制定工艺制度坯料出加热炉的温度取1200℃,进入粗轧机的温度取1150℃,进入精轧机的温度取1000℃,终轧温度初步定为800℃。

除鳞过程中采用高压水去除坯料表面的氧化铁皮。

在轧制过程中采用纵轧2道次,然后横轧到底的方法。

2.3坯料的选择根据要求,坯料的厚度在180mm~300mm 以内选取,针对本设计的产品,初步选择280mm 厚度的坯料,长度L 和宽度B 分别选取1800mm 和1500mm ,所以本设计中所选坯料的尺寸为mm mm mm 180********⨯⨯。

材质为Q235碳钢在本设计中轧机的布置形式为双机架式,且粗轧机和精轧机均采用相同的四辊可逆式轧机,轧辊的材质均采用钢辊。

2.4轧辊辊身长度的确定由于成品宽度是2200mm ,故选用辊身长度为2800mm 的轧机。

2.5轧辊辊径的确定查表7-3 ,来确定四辊轧机的支承辊和工作辊的直径: 对于工作辊,取3.3=gD Lmm D g 8503.32800=÷=对于支承辊,取15.2=zD Lmm D z 130015.22800=÷=此时53.18501300==g z D D ,所以轧辊直径选用合理可行。

3基本参数的计算3.1轧制道次的计算热轧板带钢生产中平均延伸系数μ在1.18~1.30,本设计中取18.1=μ,则轧制道次2.1118.1lg )220030lg()1500280lg(lg lg lg 0=⨯-⨯=-=n F F n nμ故轧制道次选为11道次。

3.2产品尺寸确定宽度:考虑到成品需要切边,故选取mm b 2300=厚度:查阅GB/T709-1988,本设计中产品的尺寸公差为mmmm h 6.08.0+-,采用负公差轧制,故选取mm h 6.29=,因为该尺寸为常温下冷尺寸,所以在轧制过程结束时不能是这个尺寸,应该采用该尺寸对应在终轧温度下的热尺寸,所以mm h 88.296.29)25800(102.16.295=⨯-⨯⨯+=-3.3最大压下量的计算在热轧板带钢生产过程中,最大咬入角一般为15°~22°,低速咬入时取为 20°,则最大压下量mm D h g 3.51)20cos 1(850)cos 1(max max =︒-⨯=-=∆α3.4压下量的分配根据经验进行各道次压下量,然后根据体积不变定理计算出每道次的轧件尺寸,并利用公式%100⨯∆=hε计算出各道次的压下率,列于下表中。

4轧制速度和轧制时间的确定中厚板生产中轧件的尺寸较长,所以采用梯形速度图,由于在轧制过程中有低速咬入、高速轧制、低速抛出的规定,因此在本设计中拟定每道次的咬入速度min /20r v y =,抛出速度min /20r v p =,平均加速度)/(min 40s r a ⋅=,平均减速度)/(min 60s r b ⋅=,而在各道次的轧制中稳速轧制的稳定速度w v 不同 第一道次:取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /33.16085.014.3)24020(60)2(1=⨯+=+=π 加速时间s an n t yw 5.04020401=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 665.05.033.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /33.16085.014.3)24020(60)2(3=⨯+=+=π减速时间s bn n t pw 33.06020403=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 439.033.033.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /78.1604085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 996.0439.0665.01.23112=--=--=稳速轧制时间s 56.078.1996.0222===v l t该道次纯轧时间s t t t t z 39.1321=++=第二道次:取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /33.16085.014.3)24020(60)2(1=⨯+=+=π 加速时间s an n t yw 5.04020401=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 665.05.033.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /33.16085.014.3)24020(60)2(3=⨯+=+=π减速时间s bn n t pw 33.06020403=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 439.033.033.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /78.1604085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 417.1439.0665.0521.23122=--=--=稳速轧制时间s v l t 80.078.1417.1222===该道次纯轧时间s t t t t z 63.1321=++=第三道次:取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /33.16085.014.3)24020(60)2(1=⨯+=+=π加速时间s an n t yw 5.04020401=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 665.05.033.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /33.16085.014.3)24020(60)2(3=⨯+=+=π减速时间s bn n t pw 33.06020403=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 439.033.033.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /78.1604085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 829.0439.0665.0933.13132=--=--=稳速轧制时间s v l t 47.078.1829.0222===该道次纯轧时间s 3.1321=++=t t t t z第四道次:取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /33.16085.014.3)24020(60)2(1=⨯+=+=π加速时间s an n t yw 5.04020401=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 665.05.033.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /33.16085.014.3)24020(60)2(3=⨯+=+=π 减速时间s bn n t pw 33.06020403=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 439.033.033.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /78.1604085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 242.1439.0665.0346.23142=--=--=稳速轧制时间s v l t 70.078.1242.1222===该道次纯轧时间s t t t t z 53.1321=++=第五道次:取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /33.16085.014.3)24020(60)2(1=⨯+=+=π加速时间s an n t yw 5.04020401=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 665.05.033.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /33.16085.014.3)24020(60)2(3=⨯+=+=π 减速时间s bn n t pw 33.06020403=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 439.033.033.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /78.1604085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 754.1439.0665.0858.23152=--=--=稳速轧制时间s v l t 99.078.1754.1222===该道次纯轧时间s t t t t z 82.1321=++=第六道次:取稳定轧制速度min /60r v w =加速阶段:平均速度s m D n n v w y /78.16085.014.3)26020(60)2(1=⨯+=+=π加速时间s an n t yw 14020601=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 78.1178.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /78.16085.014.3)26020(60)2(3=⨯+=+=π 减速时间s bn n t pw 67.06020603=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 1926.167.078.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /67.2606085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 4874.01926.178.146.33162=--=--=稳速轧制时间s v l t 18.067.24874.0222===该道次纯轧时间s t t t t z 85.1321=++=第七道次:取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /78.16085.014.3)26020(60)2(1=⨯+=+=π 加速时间s an n t yw 14020601=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 78.1178.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /78.16085.014.3)26020(60)2(3=⨯+=+=π 减速时间s bn n t pw 67.06020603=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 1926.167.078.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /67.2606085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 3524.11926.178.1325.43172=--=--=稳速轧制时间s v l t 51.067.23524.1222===该道次纯轧时间s t t t t z 18.2321=++=第八道次:取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /78.16085.014.3)26020(60)2(1=⨯+=+=π 加速时间s an n t yw 14020601=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 78.1178.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /78.16085.014.3)26020(60)2(3=⨯+=+=π减速时间s bn n t pw 67.06020603=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 1926.167.078.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /67.2606085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 5864.21926.178.1559.53182=--=--=稳速轧制时间s v l t 97.067.25864.2222===该道次纯轧时间s t t t t z 64.2321=++=第九道次:取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /78.16085.014.3)26020(60)2(1=⨯+=+=π加速时间s an n t yw 14020601=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 78.1178.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /78.16085.014.3)26020(60)2(3=⨯+=+=π减速时间s bn n t pw 67.06020603=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 1926.167.078.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /67.2606085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 4394.41926.178.1412.73192=--=--=稳速轧制时间s v l t 66.167.27394.4222===该道次纯轧时间s t t t t z 33.3321=++=第十道次取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /78.16085.014.3)26020(60)2(1=⨯+=+=π加速时间s an n t yw 14020601=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 78.1178.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /78.16085.014.3)26020(60)2(3=⨯+=+=π 减速时间s bn n t pw 67.06020603=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 1926.167.078.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /67.2606085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 9254.51926.178.1898.831102=--=--=稳速轧制时间s v l t 22.267.29254.5222===该道次纯轧时间s t t t t z 89.3321=++=第十一道次:取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段:平均速度s m D n n v w y /78.16085.014.3)26020(60)2(1=⨯+=+=π加速时间s an n t yw 14020601=-=-=加速阶段轧件长度m t v l 78.1178.1111=⨯==减速阶段:平均速度s m D n n v w p /78.16085.014.3)26020(60)2(3=⨯+=+=π 减速时间s bn n t pw 67.06020603=-=-=减速阶段轧件长度m t v l 1926.167.078.1333=⨯==稳速阶段:速度s m Dnv w /67.2606085.014.360=⨯⨯==π轧件长度m l l L l 4464.71926.178.1419.1031112=--=--= 稳速轧制时间s v l t 79.267.24464.7222===该道次纯轧时间s t t t t z 46.4321=++=每道次间隙时间的选取:根据经验,粗轧时取间隙时间s=,精轧时取间t6隙时间st5=。

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