轧钢厂设计原理资料

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简述轧制工字钢的设计原理和方法

简述轧制工字钢的设计原理和方法

简述轧制工字钢的设计原理和方法工字钢是一种常见的钢材,它可以被用于多种建筑和制造工业中。

而轧制工字钢的设计原理和方法则是制造这种材料的关键技术,下面
我们就来谈一谈。

轧制工字钢的设计原理是基于变形加工学原理,通过加热钢坯,
使其达到一定的塑性,然后用大型轧机设备将工字钢塑性变形成所需
的形状。

轧制过程中,轧机设备的辊面要与工字钢表面贴合,以确保
其形状和尺寸保持一致。

此外,也需要考虑机械特性和材料特性,如
硬度、韧性等,以确保轧制出来的工字钢可以满足其特定的工业应用
需求。

轧制工字钢的设计方法可以分为以下三个主要步骤:
第一步是准备工作。

准备工作包括物料检查、裁剪、预热和钢坯
的清洗。

在这个步骤中,需要确定所用的钢材是否符合技术和质量标准,并确保工作台及设备是干净的,以免影响到工字钢的成形。

第二步是工字钢的成形。

成形过程中,工字钢会被置于一对大型
辊轮之间,并在辊轮的作用下塑形。

这个过程需要确保辊轮的垂直度
和轴向排列,以及辊轮的表面是否平整,以避免工字钢成形出现误差。

第三步是工字钢的整型。

这个步骤主要是为了确保工字钢的尺寸
和形状达到标准要求。

整型可以通过多次轧制或者通过机器进行修整
实现。

其中,在整型之前,可以对工字钢进行冷却处理,以使其硬度和韧性达到标准要求。

总之,轧制工字钢需要一系列复杂的设计原理和方法,因此其制备过程需要有专业技能和先进设备的支持。

只有在满足一定质量标准的前提条件下,才能生产出优质的工字钢,来适应各种建筑和制造业的需求。

轧钢原理第1

轧钢原理第1

形后的尺寸和形状能够保留下来,金属无法恢复到原来
的形状或尺寸的变形称之为塑性变形。
第三节 应力状态及其图示
一、应力状态
金属压力加工过程中,金属内部产生复的应力状态。 研究变形体内的应力状态时,可在变形体内取出一无限小 的正六面体(可看成一点),这样就可以认为该六面体各 个面上的应力分布是均匀的。在主坐标系的条件下,作用
从宏观来看,使金属产生变形的外力去除后金属又恢
复到原来的形状或尺寸的变形称之为弹性变形。

二、塑性变形
当所施加的外力或功能够克服原子间的作用力时, 原子就会离原有的平衡位置而转移到另外一个平衡位置,
此时即使外力撤除,原子也不能恢复到原来的平衡位置,
这就是塑性变形。 从宏观来看,使金属产生变形的外力去除后金属变
第四节 变形图示和变形力学图示
1、变形图示
为了定性地说明变形区某一小部分或整个变形区的变 形情况,常常采用主变形状态图示(简称变形图示)。 所谓变形图示就是在小立方体素的面上用箭头表示三 个主变形是否存在(伸长时,箭头外指;缩短时,箭头向 里指),但不表示变形大小的图示。
由于受塑性变形时工件体积不变条件的限制,因此可
一、外力
第一节 力和应力
金属塑性加工是金属与合金在外力作用下产生塑性变 形的过程。变形过程中外力主要有作用力和约束反力。
1 、作用力:通常把塑性加工设备的可动工具部分对工件所作用的力 称为作用力或主动力。塑性加工时的作用力可以实测或用理论计算出 来。 2 、约束反力:工件在主动力作用下,其运动将受到工具所阻碍而产
要注意的是:约束反力与反作用力是不同的。约束反力
是作用在工件上的力,而反作用力是作用在工具上的力。
轧制情况比较特殊,轧制时轧件通常靠两个反向转动的 轧辊给它的摩擦力使其进入辊缝,而摩擦力的产生又必须

轧钢机械设计理论第五章

轧钢机械设计理论第五章

I x M1
y R/2 l2
I
l1பைடு நூலகம்2
第11讲
R M1 2
l1 2 0
l1 l1 dx l2 xdx l1 l2 l 2 2 xdx 0 I3 Rl1 4I1 I2 41I3 0 I1 I2 l1 l1 l2 dx 4 l1 l2 l dx dx 1 2 2 0 I1 0 I 2 0 I3 2 I1 I2 2 I3
板带轧机: R=P/2
型钢轧机: R={ R1, R2 }max 下横梁
第11讲
• 卡氏定理求解 • 求各断面面积、惯性矩、抗弯断面系数 • 求各断面应力,进行强度校核 2. 假设条件 • 机架外负荷是对称的 • 忽略水平力,机架不受倾翻力矩,
R
地脚螺栓不受力,视为一个无约 束自由框架。
R
第11讲
Wn 2 2 F2 d
外侧: a
a2
M2 I2 R , Wa2 Wa 2 2 F2 c
R/2
R R/2
R/2
R
R/2
d
c
b
应力图 b a d c
第11讲
5. 机架的强度校核
a1、 n1、 a 2、 n 2 应小于或等于[σ]
[σ]=σb/nj
其中σb=500~600MPa
• 机架结构对称,上、下横梁惯性矩相同
• 机架转角绝对刚性,机架变形后,转角不变 力学模型:
M1
I x M1
y R/2 l2
R/2 R
R R
R
R R
I
l1/2
第11讲
3.求静不定力矩M1
I x M1
y R/2 l2
M x M x 卡氏定理: 1 dx EI x M 1

轧制的基本原理和特性分析

轧制的基本原理和特性分析
若压下量不变而增加压下率(减小h0和h1),则宽展的 增加要慢一些,因为变形区长度不变。
h/h0
h,mm
(a) 当Δh、h0、h1为常数,低碳钢,轧制温度为900ºC和轧制速度为1.1 m/s时, Δb与r的关系;
(a) (b) 当h0、h1为常数,低碳钢,轧制温度为900ºC和轧制速度为1.1 m/s时, (b) Δb与Δh的关系。
• 工具形状有利于延伸。
Nx
Tx
T
N
2 轧制过程中的宽展
• 轧件在宽度方向线尺寸的变化,即绝对宽展称为宽展。 bb1 b0
• 轧制中的宽展可能是希望的,也可能是不希望的,视轧制 产品的断面特点而定。当用窄坯料轧成宽成品时希望有宽 展,若是从大断面坯料轧成小断面产品时,则不希望有宽 展。无论在那种情况下,均必须掌握宽展变化规律及正确 计算它,在孔型中轧制则更为重要。
1cosh
2R
sin 1 h
2 2R h
R
sin 1(1cos)
22
sin
22
变形区长度 l
轧件与轧辊之接触弧的水平投影长度,称为变形区长度。
l2 R2(Rh)2 2
l Rh h2 4
l Rh
1.3 体积不变条件
对于消除了铸态组织的已变形金属,塑性加工时金属的密 度变化很小或者不变。
变形区中高度为hx的任意断面上的变形速度为:
ddxh/d t 1dxh2vy
dt hx
hx dt hx
平均变形速度
h0 h1 h 0
t
t R v
h R
h0 h1
v
h0
R(h0 h1)
各种轧机的平均变形速度
1.6 咬入条件
Nx Tx

轧钢原理-第1章

轧钢原理-第1章

形后的尺寸和形状能够保留下来,金属无法恢复到原来
的形状或尺寸的变形称之为塑性变形。
第三节 应力状态及其图示
一、应力状态
金属压力加工过程中,金属内部产生复的应力状态。 研究变形体内的应力状态时,可在变形体内取出一无限小 的正六面体(可看成一点),这样就可以认为该六面体各 个面上的应力分布是均匀的。在主坐标系的条件下,作用
轧钢原理
第一章 应力和变形
第一节 力和应力
一、外力
金属塑性加工是金属与合金在外力作用下产生塑性变 形的过程。变形过程中外力主要有作用力和约束反力。
1、作用力:通常把塑性加工设备的可动工具部分对工件所作用的力 称为作用力或主动力。塑性加工时的作用力可以实测或用理论计算出 来。 2、约束反力:工件在主动力作用下,其运动将受到工具所阻碍而产
二、内力和应力
当在外力作用下物体的运动受到阻碍时,或由于物
理或化学等作用而引起物体内原子之间距离发生改变,在
物体内部就会产生内力。内力可由以下两种原因引起: (1)为平衡外力的机械作用将发生内力; (2)在各种物理及物理化学作用下,物体各部分变形大 小不同。由于物体是一个整体,各部分的不均匀变形会互 相限制,因此物体内部就会产生自相平衡的内力。
所以在变形体内往往不是单一的一种应力状态图示。应力
图示随变形的进行也常常发生转变。
力学中,规定正应力的符号是拉应力为正,压应力为
负。主应力按其代数值的大小排序,即σ1>σ2>σ3 。规定σ1
为最大主应力,σ3是最小主应力,σ2是中间主应力。
应力状态举例(1)
拉伸一个金属棒,在
均匀拉伸变形阶段是单向 拉应力图示,可是在拉伸 到出细颈后,由于力的传 递线(图中虚线)在细颈 处弯曲,而在细颈部分就 变成三向拉应力。

轧钢的基本原理

轧钢的基本原理

轧钢的基本原理
1、热轧原理:从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品,必须到轧钢厂去进行轧制以后,才能成为合格的产品。

从炼钢厂送过来的连铸坯,首先是进入加热炉,然后经过初轧机反复轧制之后,进入精轧机。

轧钢属于金属压力加工,说简单点,轧钢板就像压面条,经过擀面杖的多次挤压与推进,面就越擀越薄。

在热轧生产线上,轧坯加热变软,被辊道送入轧机,最后轧成用户要求的尺寸。

轧钢是连续的不间断的作业,钢带在辊道上运行速度快,设备自动化程度高,效率也高。

从平炉出来的钢锭也可以成为钢板,但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制,工序改用连铸坯就简单多了,一般连铸坯的厚度为150~250mm,先经过除磷到初轧,经辊道进入精轧轧机,精轧机由7架4辊式轧机组成,机前装有测速辊和飞剪,切除板面头部。

精轧机的速度可以达到23m/s。

2、冷轧原理:与热轧相比,冷轧厂的加工线比较分散,冷轧产品主要有普通冷轧板、涂镀层板也就是镀锡板、镀锌板和彩涂板。

经过热轧厂送来的钢卷,先要经过连续三次技术处理,先要用盐酸除去氧化膜,然后才能送到冷轧机组。

在冷轧机上,开卷机将钢卷打开,然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。

轧制理论)轧制原理

轧制理论)轧制原理

轧制理论的发展趋势与未来展望
1 2
智能化发展
随着人工智能和大数据技术的应用,轧制理论的 智能化发展成为趋势,实现轧制过程的自动化和 智能化控制。
新材料和新工艺研究
未来轧制理论将继续在新材料、新工艺的研究方 面发挥重要作用,推动行业的创新发展。
3
绿色可持续发展
轧制理论将注重绿色可持续发展,致力于降低能 耗和减少环境污染,实现行业的可持续发展。
轧制理论)轧制原理
目录
量 • 轧制过程的模拟与优化 • 轧制理论的应用与发展
01
轧制原理概述
轧制的基本概念
轧制是一种金属加工工艺,通过两个 旋转的轧辊将金属坯料压缩,使其发 生塑性变形,从而获得所需形状和性 能的金属制品。
轧制过程中,金属坯料通过轧辊的摩 擦力作用被牵引,经过连续的塑性变 形,形成一定规格和形状的成品或半 成品。
智能算法进行故障诊断和预警,提高轧制过程的稳定性和可靠性。
05
轧制理论的应用与发展
轧制理论在钢铁工业中的应用
轧制工艺优化
轧制理论为钢铁工业提供了优化轧制工艺的方法,提高了产品质 量和生产效率。
新材料研发
轧制理论在新材料研发中发挥了重要作用,推动了钢铁材料的不 断升级和革新。
节能减排
轧制理论的应用有助于钢铁工业实现节能减排,降低生产过程中 的能耗和污染物排放。
利用测厚系统实时监测板材厚度, 反馈调整轧制参数,以实现厚度 控制的自动化和精细化。
04
轧制过程的模拟与优化
轧制过程的数值模拟技术
有限元法
01
通过将轧制过程划分为一系列小的单元,利用数学方程描述每
个单元的行为,从而模拟整个轧制过程。
有限差分法

轧钢厂设计原理资料

轧钢厂设计原理资料

1.按专业分工主导专业:冶炼工艺(含炼铁/炼钢/稀土等)、烧结球团、贮运、压力加工、工业炉等专业。

辅助专业:设备、土建、电力、电讯、自动化仪表、给排水、总图运输、燃气、热力、环境保护、采暖通风、机修、检(化)验、安全和工业卫生等专业。

2.冶金工厂设计步骤(1)收集包括各种审批文件和原始资料等并进行分析;(2)以可行性研究报告、评估意见、审批意见(设计任务书)和各种原始资料为依据,编制初步设计;(3)以初步设计及其审批意见为依据,编制技术设计(如果需要的话);(4)以初步设计或技术设计为依据,进行施工图设计;(5)在施工现场进行设计交底和答疑,并结合施工进度的需要,派人进驻施工现场,解决施工过程中出现的各种设计问题,做好现场服务;(6)参加竣工验收及试生产;(7)进行设计回访,广泛征求各方意见;(8)设计工作总结,提出改进意见和建议。

3.轧钢车间设计的目的:为了建设新的企业,扩建或改建老企业。

内容:包括生产工艺、设备、土建、供水和排水,供气、供电、运输、采暖与通风等设计。

它们之间是一个完整的不可分割的整体,要求各个不同的设计部门互相协作,紧密配合,其中车间工艺设计是整个车间设计的主体。

任务:根据上级机关确定的任务书,进行工艺设计,确定生产方案、选择设备、画出车间工艺平面布置图,确定车间劳动组织与技术经济指标等,并提出对水、电、动力、热力、通风、照明、采暖、厂房建筑等设计的要求及其所需的资料。

4.初步设计的目的初步设计是研究和解决工厂设计各项重大原则和方案的设计阶段。

通过初步设计,在确定工厂实际规模和产品品种,确定工艺流程和主要设备,确定各种设施的主要方案,确定概算投资额。

简言之,就是要做到六定:定规模、定设备、定方案、定总体、定定员、定投资额。

5.初步设计文件的内容1设计说明书(按专业分别编写)2设计图纸3设备表(按专业分别填写)4概算书(包括编制说明和概算表格两部分)6.车间投资分析(投资估算)的作用(1)项目建议书阶段的投资估算,是项目主管部门审批项目建议书的依据之一,对确定项目的规划及规模起决策作用。

钢铁厂设计原理

钢铁厂设计原理

教学大纲一说明1 教学要求:《钢铁厂设计原理》上册是以高炉炼铁车间设计及炼铁车间设备结构、工作原理、设计计算和设备选型为主要内容,还编入了炼铁原料加工车间设计概论、钢铁厂设计概论及钢铁厂厂房建筑概论。

通过本书的学习,使学生掌握钢铁厂主要设备工作原理、设计计算与设备选型;了解钢铁厂设计基本知识。

2 教学内容的确定:根据专业的需求,无需删除任何内容。

3教学中应注意的问题:⑴系统地、全面地、有重点地、难易适中地将本书的内容讲给学生;⑵学习完每章节后,要通过习题练习、巩固和加强学生所学的内容。

进行基础教育的同时,注重培养学生的素质,提高学生独立解决问题的能力;⑶除了要通过作业了解学生对所学内容的掌握情况外,还要通过考试对学生进行考查与考核。

二教学内容第一章钢铁联合企业设计概述教学目标:通过本章学习,使学生:掌握厂址选择、总图运输、钢铁厂的组成、钢铁厂设计应遵循的原则。

了解高炉生产流程和主要技术经济指标、基本建设程序简介。

教学重点:厂址选择、总图运输、钢铁厂的组成、钢铁厂设计应遵循的原则。

教学难点:厂址选择、总图运输教学内容:1.1钢铁厂设计应遵循的原则1.2钢铁厂的组成1.3厂址选择1.4总图运输1.5基本建设程序简介第二章钢铁厂厂房建筑概论教学目标:通过本章学习,使学生:了解基础、柱网的选择、单层厂房的结构形式。

教学重点:基础、单层厂房的结构形式教学难点:柱网的选择、单层厂房的结构形式教学内容:2.1 基础2.2柱网的选择2.3单层厂房的结构形式第三章炼铁原料加工车间设计概论教学目标:通过本章学习,使学生:掌握烧结车间设计及规模确定、烧结物料平衡与热平衡计算、带式烧结机的选择和计算、抽风烧结机、造球设备及其设计、球团焙烧设备及其设计。

教学重点:烧结车间设计及规模确定、烧结物料平衡与热平衡计算、带式烧结机的选择和计算、抽风烧结机、造球设备及其设计、球团焙烧设备及其设计教学难点:烧结车间设计及规模确定、烧结物料平衡与热平衡计算、带式烧结机的选择和计算、抽风烧结机、造球设备及其设计、球团焙烧设备及其设计教学内容:3.1烧结车间设计及规模确定3.2烧结物料平衡与热平衡计算3.3带式烧结机的选择和计算3.4抽风烧结机3.5造球设备及其设计3.6球团焙烧设备及其设计第四章高炉车间设计教学目标:通过本章学习,使学生:掌握高炉座数规划、高炉车间的平面布置。

轧钢的原理(一)

轧钢的原理(一)

轧钢的原理(一)轧钢及其原理1. 什么是轧钢?轧钢是一种加工技术,用于将钢坯或铁块通过轧机加工成不同形状和尺寸的钢材。

这是在钢材制造过程中非常重要的一步,用于改变钢材的几何形状,并提高其力学性能。

2. 轧钢的主要原理轧钢的主要原理是通过通过对钢坯的塑性变形,改变钢材的截面形状和尺寸。

具体步骤如下:•预处理:首先,对钢坯表面进行除锈和清洁,确保表面平整和干净。

•加热:钢坯必须在一定的温度范围内进行加热,以增加其可塑性。

加热温度根据钢材的成分和规格而定。

•轧制:加热后的钢坯通过轧机传送到轧辊之间,施加轧制力,使钢坯变形。

钢坯会经历多次轧制,每轧一道,钢坯的截面形状越来越接近所需的形状和尺寸。

•冷却:当钢材脱离轧机时,通过将其冷却下来,使其保持所需的形状和尺寸。

冷却方式可以是自然冷却或水冷却。

3. 轧钢的优势轧钢具有许多优势,使其成为主要的钢材制造方法之一:•高效性:轧钢过程能够大规模生产各种形状和尺寸的钢材,从而满足不同行业和应用的需求。

•提高钢材性能:通过轧钢,可以显著提高钢材的力学性能,如强度、韧性和硬度。

这对于多种结构和工程应用非常重要。

•节约成本:相比于其他加工方法,轧钢具有更高的生产效率和成本效益。

大规模生产和自动化设备使其成本更低。

•可持续性:轧钢过程中产生的废料和副产品可以被回收和再利用,减少了资源浪费和环境污染。

结论轧钢作为一种关键的加工技术,为各种行业提供了高品质、高性能的钢材。

通过了解轧钢的基本原理和优势,我们可以更好地理解钢材制造过程的重要性和广泛应用。

4. 轧钢的类型轧钢可以根据不同的应用需求和钢材类型分为多种类型,这些类型包括:•热轧:钢坯在高温下通过轧机进行变形和塑性变形的过程。

热轧可以产生大尺寸、高强度和良好韧性的钢材。

•冷轧:钢材在常温下通过轧机进行变形和塑性变形的过程。

冷轧可以产生更高精度和更光滑表面的钢材,适用于要求更高尺寸和表面质量的应用。

•热处理轧制:在热轧后,将钢材进行热处理,如淬火和回火,以改善其力学性能和微观结构。

轧钢机械设计理论第六章

轧钢机械设计理论第六章

弹跳曲线可用直线近似表示,则: h=s0+ f
P h s0 C
2)弹跳方程的应用
——弹跳方程
• 确定轧辊辊缝
• 厚度自动控制 • 间接测量轧件厚度
第11讲
二、机座刚度计算 1.工作机座的刚度系数
P C f
2.四辊轧机工作机座的传力路线 3.弹跳值计算
f fi
i 1
n
n=8
第11讲
一般用于平整机上,以改 善板形。 H(h)
δH
δS2 δS1 δS4 S0 δS5 h H’
δh
本次课重点
厚度控制基本方法 AGC基本类型 机座当量刚度概念
K-CP图及采用不同进行厚度控制的P-H图
§6-3 板型控制的基本原理
一、板型的基本概念 板带的平直度 板型 横截面凸度(板凸度) 边部减薄量
2)液压弯辊法 是将液压缸压力作用在轧辊辊颈处使轧 辊产生附加弯曲,以补偿由于轧制力和 轧辊温度等因素的变化而产生的轧辊有 载辊缝的变化,以获得良好的板形。 • 弯曲工作辊法
a.正弯Байду номын сангаас法
在上下工作辊之间设置液压缸,对工作 辊轴承座施加与轧制力方向相同的弯辊 力S1,此力规定为正值。
b.负弯辊法
1.板带的平直度
是指板带纵向形状平直程度,即板带纵
向有无波浪形或瓢曲。
1)边浪:板带边部延伸大于中部延伸 2)中间浪:板带中部延伸大于边部延伸
2.板凸度 可用绝对板凸度和相对板凸度来表示。 1)绝对板凸度 是板带沿宽度方向中心处厚度与边部处厚度的 厚度差,也可称为横向厚差。 • 轧前板凸度:CH = Hc-He Hc、He——轧前板带中部、边部厚度 • 轧后板凸度: Ch = hc-he

轧钢原理

轧钢原理

绪论金属压力加工:金属压力加工时金属在外力作用并且不破坏自身完整性的条件下稳定改变其形状与尺寸,而且也改善其组织和性能的加工方法,也叫金属的塑性加工。

金属加工分类:弯曲、剪切、锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压锻造:自由锻(镦粗、延伸)、模锻轧制:纵轧、横扎、斜扎挤压:正挤压、反挤压第一章金属塑性变形原理第二章应力和变形第一节力和应力一、外力外力:作用力、反作用力(1)作用力:压力加工设备的可动工具部分对工件作用的力叫做作用力,又叫主动力。

(2)约束反力:正压力、,摩擦力约束反力:变形物体的整体运动和质点流动受到工具另外组成部分的约束,及工件与工具接触面上摩擦里的制约,工件在这些力的作用下产生形变,这些力叫约束反力。

二、内里和应力内力:当物体在外力作用下,并且物体的运动受到阻碍时,或者由于物理和物理化学等作用而引起物体内原子之间距离发生改变,在物体内部产生的一种力,叫作内力。

引起内力的两种原因:(1)为平衡外部的机械作用,在金属内部产生于外力相平衡的内力。

(2)由于物理和物理化学作用而引起的内力。

应力:内力的强度称为应力,或者说内力的大小是以应力来度量的,单位面积上作用的内力称为应力。

第二节变形变形:金属在受力状态下产生内里的同时,其形状及尺寸也产生变化,这种现象称为变形变形:弹性变形,塑性变形从微观上看:弹性变形的实质,就是所施加的外力或能不足以使原子跃过势垒。

塑性形变,如果能越过上述势垒而使大量原子定向的从原有的平衡位置转移到另一平衡位置上去,这就表现为塑性形变。

从宏观上看:金属在外里作用下产生变形,外力去除后,又恢复到原来的形状和尺寸,这样的变形称为弹性变形。

如果外力去除后,变形金属的形状和尺寸能保留下来,不会恢复到变形前的状态,这样的变形称为塑性变形。

第三节应力状态及图示主平面:只有正应力,而切应力为零的平面称为主平面主应力:主平面上的正应力称为主应力塑性变形中拉应力最容易导致金属破坏,因为它使金属内的细小疏松、空隙、裂纹等缺陷扩大,压应力有利于减小或抑制缺陷的发生与发展。

轧钢原理-第5章

轧钢原理-第5章

生了中等强度的变形。
1、轧制时的不均匀变形 在轧制过程中,若钢坯较厚,而且相对压下量也比较 小时,则轧件中层的塑性变形程度较小,变形量主要集中在 接触表面附近的表层,使轧件变形后的横断面呈现鼓形。 此过程可以用轧卡试验来验证:在轧件的侧面画上等 距离的竖线。轧辊咬入后可见随着轧件逐渐进入几何变形区, 变形随着厚度逐渐渗透,竖线的弯曲程度逐渐加剧。
轧钢原理
第五章 金属塑性变形时应力和 变形的不均匀分部
金属塑性加工时,均匀变形只是一种理想状态,实 际上由于受到多种因素的影响,工件内变形和应力的分布 是不均匀的,它既使塑性加工工艺变得复杂,也影响到产 品的质量性能。虽说在各种情况下变形不均匀性的表现以 及所造成的后果不尽相同,但也有大量的共性方面。
镦粗圆柱体时摩擦力对变形及应力分布的影响最明显。
在变形力P的作用下金属坯料受到了压缩而使其高度减小, 断面积增加。若在接触面上无摩擦力影响(并认为材料性
能均匀),则发生均匀变形。
由于接触面上有摩擦力存在,使
接触表面附近金属变形流动因难,而 使圆柱形坯料转变成鼓形。在此种情
况下,可将变形金属整个体积大致分
发生较大延伸的趋势,即受到附加拉应力的作用。
这些附加拉应力和附加压应力都是由彼此之间相互 平衡的内力引起的。 以凸轧辊轧制矩形断面轧件为例
由于轧件宽度方向压下量
不等,边部的变形程度小,中
部的变形量大。若a、b部分不 是一个整体时,则中部将比边 部发生更大的纵向延伸(图中虚 线)。而轧件实际上是一个整体, 虽然各部分的压下量不同,但 纵向实际延伸趋问于一致。这
在不均匀变形时,物体各部分不可能单独变形,因
而相邻部分之间必然会相互牵制,以保持物体的完整性。 这样,那些相对压下量较大,而具有较大延伸趋势的部分

轧钢自动化原理幻灯片

轧钢自动化原理幻灯片
3.3 自动控制系统的控制方式
3.3.1 开环控制
采用开环控制的系统称为开环控制系统。 开环控制是指系统的被控制量(输出量)只受控于控制作用,而对控制作用不
能反施任何影响的控制方式,它需要控制的是被控量,而系统可以调节的只 是给定值,系统的信号由给定值至被控量 单向传递。 开环控制的特点:结构简单、成本低、 稳定性好;对扰动没有抑制能力, 控 制精度低
1.2.4 控制系统的分类
按输入信号变化的规律:恒值系统、随动系统、程序控制系统 按系统是否满足叠加原理:线性系统、非线性系统 按信号传递的形式:连续系统、离散系统 按系统参数是否随时间变化:定常系统、时变系统 按输入输出变量的多少:单变量系统、多变量系统
•5
一、轧钢与自动化的背景介绍
1.3 轧钢自动化
•10
二、轧钢基础知识(以热连轧为例)
2.3带钢热连轧生产基础自动化 ·轧件运送控制 ·自动位置控制 ·自动厚度控制 ·尾部补偿 ·活套控制 ·自动宽度控制 ·自动板型控制 ·终轧温度控制 ·卷取温度控制
•11
三、自动控制原理(以钢铁厚度自动控制为例)
自动控制方框图
测量
干扰
比较
执行
被控对象
实测值
炉温控制系统方框图
•19
三、自动控制原理(以钢铁厚度自动控制为例)
闭环控制系统的特点:具有自动补偿由于系统内部和外部 干扰所引起的系统误差的能力,因而能够有效提高系统的 精度;系统参数应适当选择,否则可能不能正常工作。
3.3.3复合控制
复合控制是开环和闭环控制相结合的一种控制方式。它在 闭环控制回路的基础上,附加一个输入信号或扰动信号的 畅馈通路,用来提高系统的控制精度。此畅馈通路通常由 对输入信号的补偿器或对扰动信号的补偿器组成。 优点:高控制精度,可抑制几乎所有的可量测扰动。 缺点:补偿器的参数要有较高的稳定性。

轧钢厂设计

轧钢厂设计

轧钢厂设计轧钢厂设计(engineering design of rolling mill)以炼钢厂提供的钢锭或连铸坯为原料,用轧制、拉拔、挤压、弯曲等塑性加工以及焊接和表面处理方法,生产型板管带等钢材产品的工厂设计。

轧钢厂(又称轧钢系统)一般由若干轧钢车间组成,根据冶金厂总的产品方案和规模确定。

炼钢厂生产的钢,一般95%以上送轧钢厂轧制成钢材,少量用来生产铸件或锻件。

所生产的钢材广泛用于建筑、机电、交通、石油、化工、矿山、轻工、农业、海洋开发、航空航天、原子能等行业。

工业发达国家各类热轧一次钢材产量占热轧钢材总产量的比例为:板带材约60%,型、线材约30%,钢管和其他约10%。

轧钢厂的工程设计范围主要包括:初轧车间设计、型钢轧钢车间设计、线材轧钢车间设计、热轧板带钢车间设计、冷轧板带钢车间设计、冷轧电工钢带车间设计、热轧无缝钢管车间设计、焊接钢管车间设计、石油管加工车间设计、冷轧冷拔钢管车间设计、冷定径材车间设计、冷弯型钢车间设计、冷轧复合双金属带车间设计等。

简史 1783年英国人亨利•科特(Henry•Cort)发明了二辊带槽轧机,开始了近代轧机的设计。

1769年,在英国人J•瓦特发明蒸汽机以后,轧机的传动功率大幅度提高,于19世纪设计建设了以蒸汽机为动力的各类钢材的轧机。

19世纪末出现的电动机用于驱动轧机,奠定了现代轧机的基础。

20世纪初叶,美国建成宽带钢连轧机。

60年代发展的连续铸钢技术和1961年计算机用于轧钢车间,促进了轧机的大型化和高速化,轧钢车间的设计规模高达600万t/a,一套轧机的装机容量超过100000kW,轧辊直径达2400mm,轧机出口速度达140m/s。

70年代以后,轧钢厂设计重视节约能源、提高质量、降低消耗。

发展了热钢坯不经加热的直接轧制、工序连续化、高精度轧制、自动检测和控制等一系列技术,出现了完全自动化的轧钢车间。

1971年日本建成第一个冷连轧带材无头轧制车间。

轧钢原理第4章

轧钢原理第4章
纯金属的塑性最好,若其中有另外的元素,则其塑性 将会随各种元素的种类和含量变化。各元素对钢的塑性的 影响关系如下:
锰 锰的硫化物熔点较高,并且它在钢中不是以膜状包围 晶粒,而以球状夹杂形式存在。另外,锰和硫有较强的 亲和力。因此,在钢中加入锰,就可形成硫化锰以取代 易引起红脆性的硫化铁等其他硫化物,从而使钢的塑性 提高。
轧钢原理第4章
第三节 影响塑性的主要因素及提高塑性的途径
影响金属塑性的因素很多,大致可分为内因和外因两 个方面:
内因:金属的自然性质; 外因:变形的温度—速度条件和变形的力学条件(即 应力状态和变形状态)。
内因是关于材质方面的因素,外因则属于加工条件方 面的因素。
轧钢原理第4章
1、金属的自然性质对塑性的影响 (1)化学成分的影响
该塑性图中的塑性指
标有延伸率(δ)、断面收缩 率(ψ)、冲击韧性(αk)以及 强度极限(σb)随温度的变
化曲线。 由图可见,该钢种在
900~1200℃范围内具有 最好的塑性,因此可将该 钢种的塑性变形温度确定 在以上范围内。
轧钢原理第4章
要说明的是,为了正确确定金属的变形温度范围,仅 有塑性因往往是不够的,因为许多金属与合金的加工,不 仅要保证顺利实现成形过程,还必须满足钢材的某些组织 性能方面的要求,为此,在确定变形制度时,除了塑性图 之外,还要配合引用合金状态图和再结晶图以及必要的显 微组织检查,才能确定出最合适的变形温度和变形量。
轧钢原理第4章
铝 铝对碳钢及低合金钢的塑性起有害作用,这可能是由于 在晶界处形成氮化铝所致。
铜 实践表明,钢中含铜量达0.15%—0.30%时,在热加工中 钢的表面会产生龟裂。。
硼 在钢中含硼量在0.01%以下时有较好的塑性;当含硼量提 高到0.02%以上时,则塑性降低。含硼量达到0.1%时,塑性 大为降低,锻造时在初生晶粒边界上发生断裂,这是因为多 余的硼会形成大量的熔点较低的共晶体并分布在晶界上面使 塑性降低。
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1.按专业分工主导专业:冶炼工艺(含炼铁/炼钢/稀土等)、烧结球团、贮运、压力加工、工业炉等专业。

辅助专业:设备、土建、电力、电讯、自动化仪表、给排水、总图运输、燃气、热力、环境保护、采暖通风、机修、检(化)验、安全和工业卫生等专业。

2.冶金工厂设计步骤(1)收集包括各种审批文件和原始资料等并进行分析;(2)以可行性研究报告、评估意见、审批意见(设计任务书)和各种原始资料为依据,编制初步设计;(3)以初步设计及其审批意见为依据,编制技术设计(如果需要的话);(4)以初步设计或技术设计为依据,进行施工图设计;(5)在施工现场进行设计交底和答疑,并结合施工进度的需要,派人进驻施工现场,解决施工过程中出现的各种设计问题,做好现场服务;(6)参加竣工验收及试生产;(7)进行设计回访,广泛征求各方意见;(8)设计工作总结,提出改进意见和建议。

3.轧钢车间设计的目的:为了建设新的企业,扩建或改建老企业。

内容:包括生产工艺、设备、土建、供水和排水,供气、供电、运输、采暖与通风等设计。

它们之间是一个完整的不可分割的整体,要求各个不同的设计部门互相协作,紧密配合,其中车间工艺设计是整个车间设计的主体。

任务:根据上级机关确定的任务书,进行工艺设计,确定生产方案、选择设备、画出车间工艺平面布置图,确定车间劳动组织与技术经济指标等,并提出对水、电、动力、热力、通风、照明、采暖、厂房建筑等设计的要求及其所需的资料。

4.初步设计的目的初步设计是研究和解决工厂设计各项重大原则和方案的设计阶段。

通过初步设计,在确定工厂实际规模和产品品种,确定工艺流程和主要设备,确定各种设施的主要方案,确定概算投资额。

简言之,就是要做到六定:定规模、定设备、定方案、定总体、定定员、定投资额。

5.初步设计文件的内容1设计说明书(按专业分别编写)2设计图纸3设备表(按专业分别填写)4概算书(包括编制说明和概算表格两部分)6.车间投资分析(投资估算)的作用(1)项目建议书阶段的投资估算,是项目主管部门审批项目建议书的依据之一,对确定项目的规划及规模起决策作用。

(2)项目可行性研究阶段的投资估算,是项目决策的重要依据,也是研究、分析和计算项目投资经济效果的重要条件。

(3)项目投资估算对工程设计概算起控制作用,设计概算不得突破批准的投资估算额,并控制在投资估算额内。

(4)项目投资估算可作为项目资金筹措及制订建设贷款计划依据,建设单位可根据批准项目投资估算额,进行资金筹措和向银行申请贷款。

(5)项目投资估算是核算建设项目固定资产投资需要额和编制固定资产投资计划的重要依据。

7.投资估算的应用范畴(1)投资机会研究或项目建议书阶段(2)初步可行性研究阶段(3)详细可行性研究阶段项目总投资包括固定资产投资与流动资产投资(流动资金)。

固定资产投资估算:分为静态投资部分(工程造价)和动态投资部分。

动态投资部分:涨价预备费、建设期利息和固定资产投资方向调节税构成动态投资部分流动资金估算:是指生产经营性项目投产后,用于购买原材料、燃料、支付工资及其他经营费用等所需的周转资金。

工业企业的流动资产可分为:1)储备资产:从购买到投入生产为止,处于生产准备阶段的流动资产,包括原材料及主要材料、辅助材料、燃料、修理用备件、低值易耗品、包装物、外购半成品等;2)生产资产:从投入到产成品制成入库为止,处于生产过程中的流动资产,包括在产品、自制半成品、待摊费等;3)成品资产:从产品入库到产品销售为止,处于产品待销过程中的流动资产,包括产成品和准备销售的半成品和零部件等;8.投资项目及其经济分析的不确定性取决于多种因素,主要表现在以下几个方面:(1)价格变动。

产出和投入物价格是影响经济效益的最基本的因素,通过投资费用、生产成本和产品售价等反映到经济效益指标上来。

项目寿命期一般都在一二十年以上,投入产出价格不可能固定不变。

(2)生产能力的变动。

项目投产后受市场变化的影响,可能出现市场对相关产品需求量增加和减少的情况,从而使项目的实际生产能力不能达到和超过原设计水平,使产品的成本升高,利润降低,影响到项目的经济效益。

(3)政府政策和规定的变化。

这是项目评估人员不能控制的外生变量,政治因素变化会对项目建设带来巨大风险。

9.产品方案:产品方案是指所设计的工厂或车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态及年计划产量。

10.编制产品方案的原则1)国民经济发展对产品的要求2)产品的平衡3)建厂地区的条件、生产资源、自然条件、投资等的可能性。

11.如何选择计算产品?1)有代表性2)通过所有的工序3)所选的计算产品要与实际相接近4)计算产品要留一定的调整余量12.产品标准一般包括以下内容:1)规格标准规定产品的牌号、形状、尺寸及表面质量,并且附有供使用参考的有关参数等。

2)性能标准规定产品的化学成分、物理机械性能、热处理性能、晶粒度、抗腐蚀性、工艺性能及其他特殊性能要求等。

3)试验标准规定做试验时的取样部位,试样形状和尺寸、试验条件以及试验方法等。

4)交货标准规定产品交货、验收时的包装、标志方法及部位等。

13.(1)成材率是指合格成品质量与投料量之比的百分数。

(2)原料仓库面积:F=(24*AnK)/(0.7qh)式中:F-原料仓库面积;A-轧制每小时产量;n-存在天数K-金属消耗系数;q-每立方米所储原料重量;h-每堆原料高度(3)中间仓库面积:W=ATn F=W/q式中:A-轧机平均日产量;T-生产周转时间;n-不平衡系数;q-平均单位面积堆放量14.工艺性能1)弯曲性能:按下表规定的弯心直径弯曲180度后,钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。

2)反向弯曲性能:反向弯曲试验的弯心直径比弯曲试验相应增加一个钢筋直径。

先正向弯曲45度,后反向弯曲23度。

经反向弯曲试验后,钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。

15.生产方案选择的依据1)金属与合金的品种、规格、状态及质量要求2)年产量的大小3)投资、建设速度、机械化与自动化程度、劳动条件、工人与管理人员的数量以及将来的发展。

热轧带钢生产方案1)热连轧法2)炉卷轧制法冷轧带钢生产方案1)单机冷轧2)连轧型棒生产方案1)普通轧制法2)多辊轧制法(H型钢生产)3)冷弯型钢生产法钢管生产方案钢管主要生产方法有热轧、热挤压、焊接和冷加工四大类。

1)热轧热轧无缝管生产过程是将实心管坯(或钢锭)穿孔并轧成具有要求的形状、尺寸和性能的钢管,热轧无缝管的生产方法是以机组中轧管机类型来分类的。

2)挤压法采用圆锭坯,在压力穿孔机上穿孔或钻孔后压力穿孔机扩孔,然后进行热挤压。

可以得到比轧制法制管更薄,质量更好的管材,也可以生产异型管材。

3)焊管焊管的生产过程是将管坯(即板带材)用各种成型方法弯卷成要求的横断面形状,然后用不同的焊接方法将焊缝焊合而获得钢管的过程。

成型与焊接是它的基本工序,焊管生产方法是按这两个工序的特点来分类的。

4)冷加工钢管冷加工方法有冷轧、冷拔和冷旋压三种,冷加工是钢管的二次加工,产品机械性能好,表面质量高。

16.制订生产工艺流程的主要依据(1)根据生产方案的要求(2)根据产品的质量要求(3)根据车间生产率的要求按钢材钢种分类:碳素钢、低合金钢与合金钢生产工艺按生产钢材外形形状分类:型棒生产(长条材)、板带材(扁平材)生产与管材生产工艺按钢材加工温度条件分类:热加工与冷加工工艺17.编制金属平衡表的目的金属平衡是反映一定时期(通常是一年),制品金属材料的收支情况。

编制金属平衡的目的在于根据设计任务书的要求,参照国内外同类企业或车间所能达到的先进指标,考虑本企业或车间的具体情况,估算生产工艺中各工序的损耗,确定出为完成年计划产量所需要的投料量及各计算产品的成材率,并最终编制金属平衡表。

18.损耗:1)烧损与溶损烧损指金属在高温状态下的氧化损失称,约0.2%~6.0%。

溶损指在酸、碱洗或化学处理等过程中的溶解损失,约0.3%~2.0%。

2)几何损失切损指切头、切尾、切边等大块残料损失。

型钢切损量一般不大于5%,而钢板、钢管可达到10%以上。

残屑指坯料表面缺陷以及加工后产品表面缺陷清理所造成的损失,一般为1~3%。

19.成材率(成品率)成材率是指合格成品质量与投料量之比的百分数。

换句话说,也就是指一吨坯料能够生产出的合格成品重量的百分数。

其计算公式为:20.设备选择的内容与原则(1)内容:工艺设计者的主要任务是选择设备或对车间所需的设备提出要求,由机械制造专业进行设计。

设备选择的主要内容是确定出车间设备的种类、型式、结构、规格、数量及能力。

金属压力加工车间的生产设备可分为:主要设备与辅助设备,对主要设备应在预选的基础上进行必要的设备负荷计算、以及零部件强度校核计算。

对于辅助设备,一般不进行验算,可在主要设备确定后,再确定与之配套的辅助设备。

(2)原则:1)要满足产品方案(主要指规格、质量、年产量等)的要求,保证获得高质量的产品;2)要满足生产方案及生产工艺流程的要求;3)要注意设备的先进性和经济上的合理性;4)要考虑设备之间的合理配置与平衡。

21.按轧辊放置形式分类:水平轧机、立辊轧机、万能轧机、45°摩根轧机、斜轧穿孔机按轧辊断面形状分类:型钢轧机、板带轧机(HC\VC\CVC\PC)、管材轧机按机架的类型分类:开口式轧机、闭口式轧机、悬臂式轧机、短应力轧机轧机的参数1)轧辊参数2)电机参数3)轧机工艺参数轧辊材质铸铁、铸钢、锻钢、高速钢、硬质合金等电机参数直流电机、交流电机、交流调速电机,电机额定功率、电机转速轧机工艺参数轧制速度。

轧制压力。

轧制力矩辅助设备选择(1)加热及热处理设备选择(2)切断设备选择(3)矫直机选择(4)冷却设备选择(5)起重运输设备选择(6)卷取设备22.热处理炉①箱式炉②活动炉底(台车式)箱式炉③罩式退火炉④辊底式常化炉⑤连续退火机组切断设备选择:锯机、剪机和折断机。

矫直机的分类:有辊式矫直机、压力矫直机以及张力矫直机。

辊式矫直机又分:节距t;节距又称辊距,它对被矫直材料的精度和作用在辊子上的压力有很大影响。

圆管棒辊式矫直机分:立式双曲线辊式矫直机、卧式双曲线辊式矫直机和正弦(回转式)管材矫直机。

冷床的分类:有链式运输机冷床、钢绳拉料机冷床、齿条式冷却辊式冷床、步进式冷床以及钩式运输机等。

23.起重机的类型有桥式起重机、龙门式起重机、钳式起重机,磁力起重机以及电葫芦等。

在加工车间主要是桥式起重机,桥式起重机有双梁、单梁和单主梁之分。

双梁桥式起重机的超重量大、运动速度快。

单梁桥式起重机起重量小、运动速度慢,通常在机修车间使用。

单主梁桥式起重机结构新、重量轻、造价降低。

起重机的主要参①起吊重量②运行速度③台数的确定24.卷取设备选择类型:按卷筒结构的特点冷钢带卷取机可分为实心卷筒卷取机、四棱锥卷筒卷取机、八棱锥卷筒卷取机、四斜楔卷取机和弓形块卷取机等。

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