金属材料工程课程设计

发布 2022-10-04 09:42:28 阅读 3189

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

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。

本设计的产品为的中板设计。

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。

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。

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。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。

由于成品宽度是2200mm,故选用辊身长度为2800mm的轧机。

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。

对于支承辊,取。

此时,所以轧辊直径选用合理可行。

热轧板带钢生产中平均延伸系数在1.18~1.30,本设计中取,则轧制道次。

故轧制道次选为11道次。

宽度:考虑到成品需要切边,故选取。

厚度:查阅gb/t709-1988,本设计中产品的尺寸公差为,采用负公差轧制,故选取,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。

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。

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,并利用公式计算出各道次的压下率,列于下表中。

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,抛出速度,平均加速度,平均减速度,而在各道次的轧制中稳速轧制的稳定速度不同。

第一道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第二道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间

第三道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第四道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第五道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第六道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第七道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第八道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第九道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第十道次取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度。稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

第十一道次:取稳定轧制速度。

加速阶段:平均速度。

加速时间。加速阶段轧件长度。

减速阶段:平均速度。

减速时间。减速阶段轧件长度。

稳速阶段:速度。

轧件长度 稳速轧制时间。

该道次纯轧时间。

每道次间隙时间的选取:根据经验,粗轧时取间隙时间,精轧时取间隙时间。其中,根据本设计的要求,第二道次结束后有一个转钢过程,所以需要选取间隙时间较长,取。

第七道次为粗轧最后一道,进入精轧机会经过一段辊道,此时选取间隙时间也较长,取。

将以上计算结果统计于下表中。

热轧中厚板时,轧件温度下降一般只有辐射散热,轧件逐道温降可按下式计算:

式中 ——上一道轧制到下一道轧制时的温降,℃;

——上一道轧制的轧件绝对温度,k;

——辐射时间,即上一道轧制到下一道轧制的持续时间,为上一道的纯轧时间与轧后间隙时间之和,s;

——上一道轧制后的厚度,mm。

为了使计算过程中不出现太大的误差,那么计算每道次的温度时均由第一道开始算。

进入粗轧机的温度。

进入精轧机温度。

轧制压力是塑形变形时轧件作用在轧辊上的总压力的垂直分量,轧制压力的计算采用公式

式中 ——轧制压力;

——平均单位压力;

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