材加（轧钢）专业本科生课程设计(2)

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常用的几种平面形状控制的方法有： ①

MAS轧制法：一般可分为三步，首先是纵轧1—2道以平整板坯称为整形轧制，然后转90°进行横扎展宽，最后再转90°进行纵轧成材。MAS轧制法可以明显减少切边切头损失，提高成材率。日本水岛制铁所第二厚板厂用MAS法可提高成材率4.4﹪。在普通轧制法中展宽比越大，切损越大，而在MAS法中切损与展宽比无关。

②

立棍法：此方法是新日铁名古屋板厂开发应用的。此方法利用立棍对侧边进行轧制，可自由改变成品的平面形状，使产品的平面形状接近矩形。

③

不等厚展宽法：此种方法的基本思路与MAS法相同，此种方法的轧制过程是：在展宽轧制后，使轧棍倾斜将侧边轧薄，再扎一道将另一侧边也轧薄，使展宽轧制后得到不等厚的断面，然后再转90°进入精轧阶段，得到平面形状接近矩形断面的产品。此方法可使收得率提高1﹪左右。

④

咬入回轧法：此方法是将钢锭或板坯的两端咬入返回轧制几道，轧到钢锭厚度的65﹪，两端在厚度方向上成凸形，然后对厚度方向未轧制部分进行轧制，结果可使端部沿厚度方向矩形化。

⑶精轧：

精轧阶段的主要任务是延伸和质量控制。在精轧机上为了减少板宽方向各点纵向延伸不均，以获得良好的板型，一些中厚板轧机的精轧机上装备有工作辊或支承辊液压弯棍系统，通过控制轧辊凸度，提高板宽方向上的均匀性。1974年日本金属株式会社开发了VC轧机，支撑辊使用把套热装在辊芯的组合轧辊，辊芯中可通入压力最高可达50MPa的油，通过油压大小来改变辊套的膨胀量，从而改变轧辊的凸度。

精轧机在厚度控制方面大多采用厚度自动控制系统（AGC）。轧辊的压下调整有电动压下和液压压下两种形式，液压压下速度可达4mm∕s，比电动压下1mm∕s要快得多，液压压下反应灵敏，影响速度快，设定精度可高达0.01mm，控制系统也比较简单。目前液压压下是主要得厚度控制方式。

2.5精整与热处理

中厚板厂产品质量最终处理和控制的环节。精整工序主要包括矫直、冷却、划线、剪切、检查、缺陷清理、包装入库等根据钢材技术条件要求有的还需要热处理和酸洗。中厚板厂通常在作业线上设置热矫直机，多使用带支撑辊的四重式矫直机，为了补充热矫直机不足，还离线设置拉力矫直机或压下矫直机等冷矫设备。板厚在25mm以下时侧边使用圆盘剪，头尾使用镰刀剪或摇摆剪。50mm以上的钢板多采用在线连续气割的方式。中厚板的热处理最常采用的是退火、正火、正火加回火、淬火加回火处理。

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3 轧制工艺参数设计

板带钢轧制压下规程是板带轧制规程最基本的核心内容，直接关系着轧机的产量和产品的质量。压下规程的中心内容就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板带成品德变形制度，即要确定所采用的轧制方法、轧制道次及每道压下量的大小，在操作上就是要确定各道次压下螺丝的升降位置。同时为了轧制出合格的产品，还要确定轧制的开轧温度、终轧温度，各道的轧制速度分配等，即通常所说的压下制度、速度制度、温度制度。另外，还应包括轧辊的辊型制度。这样才能在生产中制定出合理的轧制制度，达到既提高产量和质量，又实现操作方便、设备安全等目的。 本次试验以AH32（40mm×3500mm×8500）为例具体说明其压下规程的制定。 3.1 坯料的选择

选择坯料是中厚板生产中的重要环节之一。坯料选择是否合理，将影响轧机的生产率、钢板质量及成本，应予重视。

3.1.1 原料的种类

采用连铸坯成材率高、产品性能好，所以本设计选择连铸坯为原料。

3.1.2 原料的尺寸

坯料的尺寸选取要遵循一定的原则：1）原料的厚度尺寸在保证钢板压缩比的前提下应尽可能少；原2）料的宽度尺寸应尽量大，使横扎操作容易；3）原料的长度应尽可能接近原料的最大允许长度。一般常用的原料尺寸规格为（170，230，300）×（1280，1650，1950）×（2500-4000）。 原料厚度的选择：为保证板材的组织性能，轧制应具有足够的压缩比，结合各国标准与我国生产实践经验，对一般用途的钢板取6~8倍。成品厚度尺寸为40mm，40*8=320mm，接近300mm，因此原料厚度应取300mm； 原料宽度的选择，根据展宽比取1.4为最佳，成品宽度为3000mm。- 6 -

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3000/1.4≈2142.9,因长度限制，因此此宽度取1650mm； 原料长度的选择：根据轧前、轧后体积不变的原则，考虑切头尾（约共留出500mm）、切边（约共留出200mm）、烧损等影响来选择其长度： h0×b0×l0=h(b+Δb)(l+Δl) ×1.015 （3-1） 代入数据有：300×1650×l0＝40×（3500+100）（8500+500）×1.015 计算可得l0≈2805 mm，取原料长度尺寸为2700mm。 综上所述，将原料尺寸定为300mm×1650mm×2700mm。

3.2轧制制度

3.2.1 轧制方法

中厚板轧制方法有很多种，包括全横轧、全纵轧、横-纵轧、纵-横轧、角轧法、MAS轧制法等。本次设计考虑其原料宽度应先达到所需宽度及性能优越等方面，选择横-纵轧制法，即先横轧展宽到所需的宽度，在纵轧到底，得到所需长度，而且在性能方面也可以保证其各向异性，不像全横轧、全纵轧各向同性，产品性能较差。

3.2.2 校核咬入能力

热轧中厚板中咬入角取15°~22°，低速咬入时取α=20°，则最大压下量Δhmax=D(1﹣cosα)=1020×(1－cos20°)=61.51mm,故咬入不成问题。

3.2.3 压下量的分配

对于二、四辊轧机，不受咬入条件的限制，除鳞道次之后可采用打压下量轧制，随钢坯温度降低逐渐变小，最后几道次为保证板型和厚度精度，用较小的压下量。本次设计压下量分配见表3-1。

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3.3速度制度

在轧制中，由于在横轧道次轧件较短，可采用匀速稳定轧制，而对于纵轧道次可采用梯形速度制度。（如图3.1） n(rpm)nyndnptt0t(s) 图3.1 梯形速度图

其中，取ny=40rpm，np=40rpm，稳定轧制速度nd=40rpm，平均轧制加速度a=40rpm/s，平均轧制减速度b=40rpm/s。

3.4 轧制时间

由于最开始轧制坯料比较短，所以横轧阶段采用稳速轧制。计算如下：

t=L?Dnv=v； 60 (3-2)

式中：L—这一道次轧制后的长度； D—工作辊的直径，D取1120mm；

而纵轧阶段由于坯料达到一定的长度，可采用梯形速度制度计算，见图3.1分析得出td+和td-是加速和减速的轧制时间，td是稳定轧制时间，计算公式如下： - 8 -

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t纯?tdtd?td???td??tdnd?ny?and?np?b

?60Lny2np2(a?b)nd2?td?????/nd ?2a2b2ab??D?t0是间隙时间，它由经验取值，一般为3~6 s,本次设计取值为6s,各道次时间计算结果列于表3-1中。 备注：翻钢时间取2s。

3.5温度制度

为了防止过热、过少、原始奥氏体晶粒粗大和不均匀等缺陷，根据铁碳相图及现场实际，坯料的出炉温度为1200℃，开轧温度为1100℃，目标终轧温度为950℃（上限为1050℃，下限为900℃），有铁碳相图、组织性能、材质等因素来确定终轧温度、开轧温度、最终确定加热温度。 为了确定各道次轧制温度，必须求出逐道次的温度降。高温时轧件的温度降主要按辐射散热的方式计算，而认为对流和传导所散失的热量大致可与变形功所转化的热量相抵消。由于辐射散热引起的温度降在热轧板带时，可用下列公式近似计算[1]：

?t?12.9z?T??? (3-3) h?1000?4式中： z—辐射时间，即该道次的轧制延续时间（s） h—轧后的厚度（mm） t—前一道次的绝对温度（K） 各道次的温度计算结果见表3-1。 3.6 各道次的变形程度的计算

各道次变形程度（Δh/H％），计算结果列于表3-1中。

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