年产280万吨1780热轧带钢车间设计毕业设计终稿 - 图文(8)

河北联合大学冶金与能源学院 （1）在咬入能力允许的条件下，按经验公式分配各道次压下量，这包括直接分配各道次绝对压下量和压下率，确定各道次压下量分配率（δh/∑δh）及确定各道次能耗负荷分配比等各种方法。

（2）制定轧制速度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度。 （3）按前述制定轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。

4.2 各道次出口厚度及压下量的确定

4.2.1 粗轧机的压下量分配原则

根据板坯尺寸、轧机架数、轧制速度以及产品厚度等合理确定粗轧机组总变形量及各道次压下量。其基本原则是：

1）由于在粗轧机组上轧制时，轧件温度高、塑性好、厚度较大，故应尽量利用此有利条件采用大压下量轧制。考虑到粗轧机组与精轧机组之间的轧制节奏和负荷上的平衡，粗轧机组变形量一般要占总变形量的70~80％。粗轧机组道次最大压下量主要受轧辊强度的限制。

2）为保证精轧机组的终轧温度应尽可能提高粗轧机组轧出的带坯温度。因此一方面应尽可能提高开轧温度，另一方面尽可能减少粗轧道次和提高粗轧速度，以缩短延续时间，减少轧件的温降。

3）为简化精轧机组的调整，粗轧机组轧出的厚的范围应尽可能小，并且不同厚度的数目也应尽可能减少。根据不同的带钢厚度和精轧机组的设备能力，一般粗轧机组轧出的带坯厚度为20~40mm（对六机架精轧机组，约为20~32mm；对七机架精轧机组，约为25~40mm）。许多热带钢连轧机，不论板坯及带钢厚度如何，粗轧机轧出的带坯厚度是固定的，当板坯厚度改变时，则改变粗轧机组的压下量，带钢成品厚度改变时，则改变精轧机组的压下量。

4.2.2 精轧机的压下量分配原则

精轧机组的主要任务是在5~7架连轧机上将粗轧带坯轧制成板形，尺寸符合要求的成品带钢，并且保证带钢的表面质量和终轧温度。精轧机组压下量的分配原则：一般也是利用高温的有利条件，把压下量尽量集中在前几架，在后几架轧机上为了保证板形、厚度精度、表面质量，压下量逐渐减少。为保证带钢机械性能防止晶粒过度长大，终轧即最后一架压下率不低于10%。

依据以上原则精轧逐架压下量的分配规律是：第一架可以留有余量，即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的允许的最大压下量，中间几架为了充分利用设备能力，尽量给以大的压下量轧制，以后

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第4章 典型产品压下规程设计 各架，随着轧件的温降，变形抗力的增大，应该减小压下量，为控制带钢的板形，厚度精度和性能质量，最后一架为保证板型良好，压下量一般在10%~15%左右

[13]

。

4.2.3 分配各道次压下

针对本次设计的要求，总结后所依据的分配原则主要是以下几个： 1）粗轧机的压下量占总变形量的70%~80%； 2）末架轧机的压下率控制在10%~15%之间；

3）第一架轧机要求大变形以达到奥氏体的再结晶要求； 4）F1轧机的变形量不宜太大，应留有余量以确保能顺利咬入； 5）F2~F4进行稍大的变形，随后逐道次减少； 6）出粗轧机的厚度大致为25~40mm之间。

结上，确定每道次的变形量及出口厚度。设定铸坯的长度为10m，按体积相等可以推算出每道次的长度。并将这些数据列入表4-1、4-2所示。

表4-1粗轧每道次的变形量及出口厚度及长度

架数 入口厚度H/mm 出口厚度h/mm 压下量△H/mm 压下率δ/% 宽度/mm 每道次长度L/mm 连铸坯 150 150 1033 10000 立辊 150 150 1000 10333 R1 150 110 40 26.7 1000 14090 R2 110 70 40 36.4 1000 22142 R3 70 53 17 24.3 1000 29244 R4 53 35 18 34 1000 44284 R5 35 25 10 28.6 1000 61998 R6 25 18 7 28 1000 86108

表4-2精轧每道次的变形量及出口厚度及长度

架数 入口厚度H/mm 出口厚度h/mm 压下量△H/mm 压下率δ/% 宽度/mm

F1 18 13 5 27.8 1000 F2 13 9 4 30.8 1000 F3 9 6.5 2.5 27.8 1000 F4 6.5 4.5 2 30.8 1000 F5 4.5 3.5 1 22.1 1000 F6 3.5 3 0.5 14.3 1000 每道次长度L/mm 119227 172217 238454 344433 442843 516650 4.3 轧机咬入的校核

热轧带钢时候咬入角一般为15度到22度，低速咬入时候可以取20度。在轧制过程中，压下量与咬入角的关系是

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河北联合大学冶金与能源学院 ?h?D(1?cos?) （4.1）

?h—各道次的压下量，mm； D—各道次轧辊的直径，mm；

?—各道次的咬入角。

将各道次压下量及轧辊直径代入可得各轧制道次咬入角为：

表4-3 粗轧各轧制道次咬入角

轧制道次 R1 R2 R3 R4 R5 R6 压下量（mm） 40 40 17 18 10 7 辊径（mm） 1000 1000 1000 1000 1000 1000 咬入角（°） 16.3 16.3 10.6 10.9 8.1 6.8

表4-4 精轧各轧制道次咬入角

轧制道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 压下量（mm） 5 4 2.5 2 1 0.5 辊径（mm） 800 800 800 680 680 680 咬入角（°） 6.4 5.7 4.5 4.4 3.1 2.2

根据计算结果可见本设计中咬入不成问题。

4.4 确定轧制速度制度

4.4.1 粗轧机速度制度

由于板坯较长，为操作方便，可采用梯形速度图如图4.1所示。

n r/m

B nd C E ny np F D A G tH tt，s

ZH j 图4.1 梯形速度图

采用梯形速度图时，纯轧时间tZH为：

tnd?nynd?n?60Ln2?n222pZH?a??1?dynd?n?bnd??D?2a?p2??b? ?式中：

ny、np、nd—分别为咬入转速、抛出转速和最大转速，rpm/s；

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4.2） （

第4章 典型产品压下规程设计 L—该道轧制后轧件长度，mm； D—工作辊直径，mm；

a、b—分别为加速度和减速度，rpm/s2。

根据经验资料，取平均加速度a=15 rpm/s2，平均减速度b=30 rpm/s2。 R1、R2各道的咬入转速ny＝20rpm/s，最高转速nd等于额定速度，即nd＝ne＝40rpm/s，抛出转速np也为20rpm/s。按照公式求粗轧各道次轧制时间见表4-5。

表4-5 粗轧机各道次纯轧时间

轧制道次 轧后轧件长度(mm) 轧制时间（s） R1 14090 7.23 R2 22142 11.08 R3 29244 14.47 R4 44284 21.65 R5 61998 30.12 R6 86108 41.63 时间间隔取5s，两道连轧，取两道中时间长者，则粗轧时间为：

所以粗轧总延续时间：tcz=11.08+21.65+41.63+5×2=84.36s

4.4.2 精轧机速度制度

1）末架轧机出口速度的确定

精轧末架的轧制速度决定着轧机的产量和技术水平。末架轧机出口速度的上限受电机能力和带钢轧后冷却能力的限制，以及产量、设备的限制。确定末架轧制速度时，应考虑保证各主要设备和辅助设备生产能力的平衡；轧制带钢的厚度及钢种等，一般薄带钢为保证终轧温度而用高的轧制速度；轧制宽度大及钢质硬的带钢时，应采用低的轧制速度。一般穿带速度依带钢厚度的不同大致在4~10m/s。带钢厚度减少，其穿带速度增加；带钢厚度在4mm以下时，穿带速度可取10m/s左右。近年来出现另一种观点，就是末架速度应该在电机能力允许的条件下，根据最大产量来决定。而另为控制终轧温度而专门设计了在轧制过程中采用大量冷却水来进行控制的系统[16]。

根据本次设计的要求，参考现场的实际经验，考虑粗轧与精轧设热卷取箱，精轧时为恒速轧制，及保证头尾温差、合适卷取温度及带钢产量这些条件，确定带钢出精轧机的速度为10m/s。

2）其他各机架出口速度的确定

当精轧机组末架出口速度确定后，根据连轧条件—秒流量相等的原则求出各架轧机出口速度。即由公式：h1v1?h2v2??hnvn?C进行带钢速度的计算，由经验向前依次减小以保持微张力轧制。但是，在设定咬入线速度时，为保证各架之间有微张力，应使各架出口速度略低于下一架入口速度。依据经验前一架精轧

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河北联合大学冶金与能源学院 机的出口速度是后一架精轧机入口速度的95%。

根据已知条件H7=3.0mm，V7=10m/s，由H1V1=H2V2=H3V3=………H7V7=C 可以推知精轧机组各架轧机的出口速度，数值值列于表中见表4-6。

表4-6 精轧机各道次的入口和出口速度

出口厚度H/mm 入口速度V1/m/s 出口速度V2/m/s

中间坯 18 F1 13 1.7 2.3 F2 9 2.4 3.3 F3 6.5 3.5 4.6 F4 4.5 4.8 6.7 F5 3.5 7.1 8.6 F6 3 9.1 10 3）精轧机组轧制延续时间

精轧机组间机架间距为6米，各道次纯轧时间为：

tZH?H?L150?10??50s h7?v73?10间隙时间分别为tj1=6/2.3=2.6s，tj2=6/3.3=1.8s，tj3=6/4.6=1.3s，tj4=6/6.7=0.9s，tj5=6/8.6=0.7s。则精轧总延续时间为：

tcz= tZH+ tj=50+7.3=57.3 s

4.4.3 加减速度的选择

近代带钢连轧机一般采用二级加速和一级减速的轧制方法，即带钢在精轧机以恒定速度运转下进行穿带，并在卷取机实现稳定卷取后开始进行第一级加速，待精轧机轧制速度增至某一数值，使设备接近于满负荷运转前，开始第二级加速，当轧机转速达到稳定轧制阶段最大转速的时候加速结束，当带钢尾部离开第三架轧机的时候以一级减速减至咬入速度，等待下一根带钢轧制。

第一级加速数值较高，成为功率加速度（又称为产量加速度），其目的是迅速提高轧制速度，是设备尽快接近满负荷运转，以求的最高产量，第二级加速度为温度加速度，利用加速轧制时候的变形热，给带钢以温度补偿，以减少后续金属与带钢头部的温度差，此加速度数值较前者低，并且其数值的大小视温度差的数值而定[15]。

确定加速度的数值，应该考虑到主电机的功率、带钢的长度、板形、带钢厚度变化、冷却水的控制、卷取温度等因素的影响。仅就轧机本身而言，一级加速度可以达到1~2m/s2，但在实际采用的加速度数值都很底，最高可以达到0.5~1.5m/s2[17]。

根据上述所介绍，为了达到本次设计的产量，在符合电机功率的条件下，在第一级加速时采用较高的加速度，取1.5m/s2；二级加速取值较小，主要考虑到

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