4300中厚板生产的车间设计(DOC)

7 中厚板生产的设计计算

7.1原料设计

7.1.1 原料的尺寸

中厚板轧机所用原料的尺寸，即原料的厚度，宽度，长度，直接影响着轧机的生产率，坯料的成材率以及钢板的机械性能。

中厚板坯料选用考虑以下三个方面：

（1）保证成品钢板的尺寸和性能满足使用要求。

（2）能够充分发挥炼钢车间和厚板车间的工艺条件和设备能力。

（3）所生产的钢板成本最低。

中厚板轧机原料尺寸选择的原则：

（1）原料的厚度尽可能小。原料厚度小，有利于轧机和加热炉生产率的提高。但是为了保证钢板的性能，原料的厚度应满足钢板压缩比的要求。连铸坯的压缩比应大于6～8。

（2）原料的宽度尺寸尽可能大。宽度大的原料有利于轧机操作。为了满足坯料在横轧时送钢操作的要求，每台轧机都有最小量原料宽度的限制，小于这个宽度的原料无法在横轧时将其送入轧机。因此原料的宽度应大于此数值。原料的宽度越大，横轧时操作越容易。

（3）原料的长度尺寸应尽可能接近原料的最大允许尺寸。当原料长度等于加热炉允许装入料长的下限时，钢压炉底面积最小，因而生产能力最小，此时加热炉的单位燃烧消耗较大。当原料长度等于加热炉允许装入料长的上限时，钢压炉底面积最大，其生产能力最大，此时单位燃料消耗较小。当轧件长度增大时，切头切尾所占比例减小，使得成材率高，因此重量大的原料的成材率高。

7.1.2 原料的设计

（1）原料重量

按成品钢板的重量和计划成材率计算出原料的重量。

计划成材率指的是在设计原料尺寸时的成材率，成品与毛板的情况如图7-1，它可以采用公式7-1进行计算。

)

1)()()((s l l w w t t rp ++∆+∆+ 式中 t ——成品板厚度；

w ——成品板宽度；

l ——成品板长度；

t t ∆+——轧制平均厚度；

w w ∆+——轧制平均宽度；

rp l ——试样长度；

l ∆——长度余量；

s ——烧损；

t ∆——厚度余量；

w ∆——宽度余量。

式中各量的确定方法如下：

S ——烧损，即氧化铁皮损失，包括加热炉内生成的氧化铁皮。烧损约为 1%~2%。

t ∆——为成品名义厚度与轧制实际厚度之差。实际厚度通过对比标准中规定的负偏差和轧制余量来确定，通常用下面的方法确定厚度，批量内的平均厚度用名义厚度表示；当轧制余量大于负偏差允许误差时，把标准偏差的下限值加轧制余量作为实际厚度。

w ∆——是宽度余量。它等于成品名义宽度和轧制宽度之差。 也是切边量。决定轧制宽度的因素有：压缩比，宽度比，轧制方法，轧制横弯量等。各厂的切边量由于上述因素不同而有一定的差别。

l ∆——是长度余量。它包括均匀部分和原料重量偏差引起的须切除部分。 计划成材率各中厚板厂之间有较大的区别。各厂应按照本厂情况合理地确定等数量。

原料重量按下式计算：

原料重量==成品重量÷计划成材率。

例已知产品规格28mm ×2000mm ×8000mm ，计算所用的原料重量。

1）计算计划成材率。

已知：厚度余量可采用负公差轧制t ∆=－0.2mm （其值不能超过标准规定）；

宽度余量∆w=80mm ；长度余量：∆l=100 m +2⨯100mm=0.3m ，其中试样长度rp l =100mm ；烧损s=1.4%；厚度t=28mm ；宽度w=2000mm 的钢板, 其厚度用名

义厚度表示。

计划成材率== )1)()()((s lrp l w w t t twl

++∆+∆+ == 0.028 2.08.0

0.028(2.00.08)(8.00.10.3)(10.014)⨯⨯⨯+⨯++⨯+⨯100% =90.31%

2）计算原料的重量。

成品钢板的重量为7.85×2.0×8.0×0.028＝3.5168吨。

则原料重量为3.5168÷0.9031＝3.89414吨。

（2）原料尺寸

由计算出的原料重量和自己厂连铸坯或初轧坯，钢锭的规格范围，考虑到压缩比，横轧时轧机送钢的最小长度，轧机允许最大轧件长度，加热炉允许装入长度等因素，决定原料的厚度、宽度和长度。

在选择原料尺寸时应注意尽可能采用倍尺轧制，即当计算出原料重量小于最大允许原料重量的一半时，应按倍尺轧制考虑选用厚的尺寸。由于厚板特别是较厚板的定货坯料一般不大，甚至几家用户定货的钢板需要编组在一起进行轧制，因此在选择厚板原料的计算中需要考虑的因素很复杂，而且这些因素互相影响，互相制约。

7.2 轧制规程的设计

中厚板的轧制规程主要包括压下制度、速度制度、温度制度和辊型制度。轧制规程设计就是根据钢板的技术要求、原料条件、温度条件和生产设备的实际情况，运用数学公式或图表进行人工计算或计算机计算，来确定各道次的实际压下量、空载辊缝、轧制速度等参数，并在轧制的过程中加以修正和应变处理，达到充分发挥设备能力、提高产量、保证质量、操作方便、设备安全的目的。

通常中厚板轧制规程设计的方法和步骤如下：

（1） 在咬入能力允许的条件下按经验分配各道次压下量，确定各道次压

下量分配率及各道次能耗负荷分配比；

（2） 制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度；

（3） 计算轧制力、轧制力矩及总传动力矩；

（4） 检验轧辊等部件的强度和电机力矩；

（5） 进行必要的修正和应变处理。

7.2.1 坯料的选择

中厚板的原料的主体是连铸坯，其厚度虽然不受粗轧机轧辊最大开口度的限制，但为了确保成品钢板的综合性能，连铸坯与成品钢板间的最小压缩比也要保持在6：1以上。连铸坯的宽度受到连铸机结晶器宽度的限制。

7.2.2 道次压下量分配的影响因素

道次压下量分配轧制总道次数应根据从坯料到成品钢板厚度上的压下量和平均压下量，参照类似的轧制规程来确定。对于单机架，总道次数应为奇数，对于双机架应为偶数，并且要考虑两架轧机的轧制节奏要大致平衡。

道次压下量的分配要考虑以下因素：

⑴ 咬入条件：

成形轧制阶段由于板坯的厚度在、温度高、轧制速度低、道次压下量大，所以咬入条件可能成为限制压下量的因素。每道次的压下量应该小于由最大咬入角所确定的最大压下量。

max h ∆＝D(1-cos max α)=D(1-)11

2f +

式中 D ——轧辊直径，mm;

f ——摩擦系数;

平辊热轧碳钢中厚板时，当轧制温度在700℃以上时，轧制速度在5m/s 以下时的摩擦系数f 值可由下式计算：

钢质轧辊：f=1.05-0.0005T-0.056v

冷硬铸铁轧辊：f=0.94-0.0005T-0.056v

式中 T ——轧制温度;

v ——轧制线速度;

根据实验资料，平辊热轧时最大咬入角 与轧制速度v 之间有如下近似的关系：

轧制速度v ，m/s 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5

最大咬入角： 25 23 22.5 22 21 17 11

二辊和四辊可逆式中厚板轧机的轧制速度可调，因此可以采用低速咬入，所以实际的最大咬入角可以达到22～25°。在这类轧机中厚板，咬入条件将不是限制压下量的主要因素。

实际生产中，热轧钢板时，咬入角一般为15～22°，低速咬入可取为20°。