5 轧制工艺参数设计

5 轧制工艺参数设计

轧制工艺参数设计主要包括压下制度、速度制度、温度制度。我们知道轧制工艺参数是中厚板生产的核心部分，直接关系着轧机的产量和产品的质量。轧制工艺参数设计的主要内容就是要由所需的产品选出合适的坯料，确定由这一坯料轧制成成品总共需要多少道次、每道次的压下量等内容，具体到操作上就是要计算出每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，各道次的轧制速度分配等。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，达到既产量和质量，又实现操作方便、设备安全等目的。本设计的产品是ss400，42×2850×9000mm 厚板轧制工艺参数设计。

5.1 坯料的选择

选择坯料是中厚钢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、成材率、钢板质量及成本，应予重视。 5.1.1 原料的种类

如前所述，所以本设计选择连铸坯作为原料。 5.1.2 原料的尺寸

本次设计原料的厚度选择260 mm 。原料的宽度尺寸尽量大，考虑到展宽比1.4和实际情况，使横轧操作容易，由常用规格，原料宽度选择2030mm 。切边100mm ，切头尾400mm 。原料的长度尺寸应尽可能接近原料的最大允许长度。根据生产实际情况ss400的烧损率为0.6%，并由体积不变的原则：

260×2030×l =42×（2850+100）×（9000+400）×1.006

mm l 22202030

260006

.1)4009000()1002850(42=⨯⨯+⨯+⨯=

即l 取2220.00mm 。

所以坯料规格取为mm 22202030260⨯⨯。根据钢的成分和铁碳相图以及控制

控冷的要求定出开轧温度分别为1050℃。

5.2 轧制制度

由轧制方式，本设计中采用横—纵轧制方式，由于横—纵轧法板坯宽度不受钢板宽度的限制，比较灵活；轧件在横向有一定的延伸，改善了钢板的横向性能。即先横轧展宽到所需宽度，再纵轧到底，得到所需长度。

本设计中，中厚板轧制时使用可逆式轧机，可以采用低速咬入高速轧制的方法，一般咬入条件不成为限制压下量的因素，最大咬入为 22~15，低速咬入时取 20，则最大压下量为37.72)20cos 1(1200)cos 1(max =-⨯=-=∆ αD H mm 。展宽道次中为了满足常规轧制的要求，同时利用高温塑性实现大压下，其压下量的主要限制条件是设备的负荷和产品的质量要求。可以在轧制过程中，前几道采用大一些压下，最后几道为了保证质量，逐渐减小压下量。在设计计算中考虑宽展，因此在压下的过程中，宽度也方向发生变化，在本设计中本产品压下量的分配见表5.1。

5.3 速度制度

轧制速度制度是指轧辊转速随时间的变化规律。四辊可逆式中厚板轧机可以随时间改变轧辊的转向和转速，所以从尽量缩短轧制周期、提高轧机产量的角度出发，在轧制中，由于在横轧道次轧件较短可适当采用匀速稳定轧制，轧制速度n=40rpm ，而对于纵轧道次视情况采用梯形速度制度。但当其最高转速时，都应采用梯形速度制度。梯形速度图如图5.1。

根据经验资料，在本设计中可逆式中厚板轧机的咬入和抛出速度分别取

20=y n rpm 和20=p n rpm ，稳定轧制速度取40=d n rpm ，平均轧制加速度

40=a rpm/s ，平均轧制减速度40=b rpm/s 。

5.4 轧制时的前滑与后滑

轧件在轧制时，高度方向受压下的金属一部分流向纵向，使轧件伸长；另一

部分流向横向，使轧件展宽。轧件的延伸是被压下金属向轧辊入口和出口两方向流动的结果；轧件进入轧辊的速度H v 小于轧辊在该点处线速度v 的水平分量

αcos v ；而轧件的出口速度h v 大于轧辊在该处的线速度v 。这种v v h >的现象叫做前滑，而αcos v v H <的现象叫做后滑。前滑值是用轧辊出口断面上轧件与轧辊速度的相对差值来表示，即 %100⨯-=v

v

v S h h [7] （5.1） 式中 h S —前滑值；

h v —轧辊出口截面轧件的速度； v —轧辊圆周速度。

同样后滑是用轧辊入口断面轧件的速度与轧辊该点的水平分速度差的相对值来表示，即

%100c o s c o s ⨯-=ααv v v S H

H （5.2）

式中 H S —后滑值。

在热轧过程，由于前滑影响较小，一般不进行计算，因此本实验中，不考虑前滑和后滑。

5.5 轧制时间

5.5.1 横轧轧制时间

由于最开始轧制坯料过短，所以横轧阶段就用稳速轧制，计算如下：

v l t =

60

Dn

v π= （5.3）

式中 l —这一道次轧制后的长度； D —工作辊的直径，mm D 1200=。

以第一道次为例，s mm v /27.25136040

1200=⨯⨯=

π

s t 93.027

.2513585

.2338==

5.5.2 纵轧轧制时间

横轧时计算轧制时间因为轧件较短，来不急加速，因此采用稳轧速度40rpm ，横轧最后一道要把转钢时间算进去，纵轧时计算轧制时间因为轧件较长，可采用梯形速度计算，轧制时间是加速段时间、稳轧时间、抛出段时间的之和。计算轧制时间的公式如下给出：

d dj dja j t t t t ++=

a n n t y

d dja -=

（5.4）

b

n n t p

d dj -=

(5.5)

d

d

p y d n ab n b a b n a n D l t 2)(22602

22+-++=

π (5.6)

图5.1 梯形速度图

见图5.1分析得出dja t 是加速轧制时间、dj t 是减速轧制时间、d t 是稳定轧制时间。

第三道次为例： s t d j a 5.040

20

40=-=

d n

扭矩T

y n

p n

d t

t 纯 dja t t 间

()n rpm

()t s