材加（轧钢）专业本科生课程设计

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目录

1 前言 ....................................................................................................................... - 1 - 2 中厚板生产工艺流程简介 ................................................................................... - 3 -

2.1 中厚板生产工艺流程 ................................................................................ - 3 - 2.2原料 .............................................................................................................. - 4 - 2.3加热 .............................................................................................................. - 4 - 2.4轧制 .............................................................................................................. - 4 - 2.5精整与热处理 .............................................................................................. - 5 - 3 轧制工艺参数设计 ............................................................................................... - 6 -

3.1 坯料的选择 ................................................................................................ - 6 - 3.2轧制制度 ...................................................................................................... - 7 - 3.3速度制度 ...................................................................................................... - 8 - 3.4 轧制时间 ..................................................................................................... - 8 - 3.5温度制度 ...................................................................................................... - 9 - 3.6 各道次的变形程度的计算 ......................................................................... - 9 - 3.7 各道次平均单位压力、总压力的计算 .................................................. - 10 - 3.8计算传动力矩 ........................................................................................... - 10 - 4 辊型设计计算 .......................................................................................................... 14

4.1 辊凸度的计算 ............................................................................................... 14 4.2轧辊的弹性弯曲和压扁变形的计算 ............................................................ 15 4.3轧辊的磨损 .................................................................................................... 16 4.4 轧辊辊型设计 ............................................................................................... 16 5 设备校核 .................................................................................................................. 18

5.1 轧辊强度校核 ............................................................................................. 18 5.2 主电机功率校核 ........................................................................................... 23 6 结语 .......................................................................................................................... 26 参考文献 ...................................................................................................................... 27

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1 前言

中厚板产品(如压力容器、锅炉、桥梁、舰船、海上平台、高层建筑及管线等)是每个国家工业建设、城市建设和经济发展赖以支撑的重要钢铁材料，中厚板产品的开发水平和生产水平往往是一个国家钢铁工业发展的标志。发达国家中厚板产品的需求量一般占钢材总量的14～16％，我国中厚板和超厚板的产量占钢材总量的比例虽然已达到14．2％(2003年)，但一些重要产品仍需大量进口。 焊接钢结构用中厚钢板产品(通常指厚度范围为6～80衄的钢板)已几乎占所有扁平材钢铁产品(Flat Steel Products)的一半，并被认为是当今钢结构桥梁、船舶及海洋平台、高层建筑钢结构、管线、压力容器等制造领域用钢的主导产品。毋庸置疑，这些领域对结构轻量化、低制造成本、高安全可靠度等技术经济指标的不断追求，也带动了世界范围内中厚钢板产品的开发及工程应用。 总观世界上钢铁技术发达国家中厚板钢铁产品开发及应用的发展历程不难发现，中厚钢板产品的开发正如其他薄带材、长型材、铸锻材等一样，一方面充分利用了近、现代冶金学研究成果，另一方面又因其产品厚度、工程应用等特殊要求而带动了冶金学理论的不断发展，两者相辅相成，相互促进，并成为铁基材料学中研究最多的对象产品之一。如图1.1

图1.1 我国国内中厚板产量

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船用钢板指按船级社建造规范要求生产的用于制造船体结构的热轧钢板材。主要用于制造远洋、沿海和内河航运船舶的船体、甲板等。船舶工作环境恶劣，船体外壳要承受海水的化学腐蚀、电化学腐蚀和海生物、微生物的腐蚀；还要承受较大的风浪冲击和交变负荷作用；再加上船舶加工成型复杂等原因，所以对船体结构用钢要求严格。良好的韧性是最关键的要求，此外，要有较高的强度，良好的耐腐蚀性能、焊接性能，加工成型性能以及表面质量。其Mn/C比值应在2.5以上，对碳当量也有严格要求，并由船检部门认可的钢厂生产。船体结构用钢分一般强度和高强度钢两种，一般强度钢其质量分为A、B、C、和D 4个等级；高强度钢又分为两个强度级别和3个质量等级：AH32、DH32、EH32、AH36、DH36、EH36。 AH32化学成分： 碳(C)≤0.18 锰(Mn)0.70～1.60 铝(Al)≥0.015 硅(Si)0.10～0.50 磷(P)≤0.04 硫(S)≤0.04 铌(Nb)0.015～0.050 矾(V)0.030～0.100 本次厚板轧制工艺参数设计的目的： （1）通过本次设计，进一步培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握轧钢工艺设计的基本方法和步骤，为以后进行设计工作打下良好的基础。 （2）通过本次设计，把在专业课程中所学得得知识在实际的设计工作中综合地加以运用，深化对知识的理解。 （3）加强理论联系实际，用理论分析和解决问题，反复比较和研究，- 2 -

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结合设计中的问题与实际问题。 2.中厚板生产工艺流程简介

2.1 中厚板生产工艺流程

图2.1 一般中厚板生产流程 - 3 -

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2.2原料

轧制中厚板使用的原料主要有扁钢锭，初扎板坯和连铸板坯三种。其中初扎板坯尺寸规格比较多，有一定的压缩比，但形状尺寸不太规则，连铸板坯形状尺寸十分规则，表面缺陷较少，而且内部质量较好。使用连铸板坯是今后发展的方向，但是为了保证板材的组织性能应该具有足够的压缩比。板坯应按炉罐号运送，要有板坯输送单，验收人员要检查侧面炉罐号、钢种、板坯尺寸进行抽查、标记、堆垛等，同时检查钢表面质量（毛刺、表面裂痕、表面结巴），还要进行板坯清理。根据生产计划切割上厂来料并按计划投料。

2.3加热

中厚板厂使用的加热炉按其结构分为连续式加热炉、室状加热炉和均热炉。均热炉用于大型钢锭的加热；室状加热炉加热能力小，但生产灵活，主要用于加热特大或特小板坯、高合金钢板坯等批量小、加热周期特殊的情况。中厚板板坯加热炉的主要炉型是连续式加热炉。

2.4轧制

中厚板轧制过程包括除鳞、粗轧、精轧三个阶段。随控制轧制技术的应用，为满足控制轧制时的温度条件，在粗轧过程中或粗轧后还有一个控制钢板温度的阶段。轧制过程主要包括以下几个阶段：

⑴除鳞：

钢板表面质量是钢板重要的质量指标之一，加热时高温下生成的氧化铁皮若在轧制前不及时清理或清理不净，在轧后的钢板表面上，因氧化铁皮被压入钢板表面，会产生“麻点”等缺陷，因此轧前除鳞是保证获得优良表面的关键工序。

除鳞的方法有多种，有在板坯上投入食盐，利用这些材料在高温下爆破来破除氧化铁皮，还有在粗轧机前设置一台立棍轧机制侧边，既可破碎氧化铁皮，也能同时起到调整坯料宽度的作用。目前广泛采用的方法是使用高压水除鳞箱和轧机前后的高压水喷头进行除鳞。

⑵粗轧：

中厚板轧制粗轧阶段的任务是将板坯或扁锭轧制到所需的宽度、控制平面形状和进行大压缩延伸。

粗轧阶段首先调整板坯或扁锭尺寸，以保证轧制最终产品尺寸的宽度满足要求。根据坯料尺寸和延伸方向的不同，“调整宽度”的轧制方法可分为：全纵轧法、全横扎法、横扎—纵轧法、角扎—纵轧法。

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