普碳板的轧制工艺设计及平面形状控制

4.1.1 支承辊强度校核
支承辊材质选球墨铸铁
P /2
[δ]=100~120MPa σMPa
支承辊辊身受单向的均布
载荷。
均布力q
24.3MP a 支承辊弯矩图
P /2
L/mm
4.1.2 工作辊强度计算
工作辊选球墨铸铁
[δ]=100~120MPa
=0.6[δ]=60~72MPa
工作辊只需要校核辊头的扭 转应力。在总共11道次中， 第三道次的力矩最大 M受2的=6扭24矩(t.为m)M，n一=M个3/工2=作31辊2(t所.m)。 工作辊的辊头形式为平台式。
B (mm) 1950 1903.2 1925.97 转钢90° 3015.5 3042.58 3058.82 3073.23 3085.89 3097.18 3107.86 3117.43 3123.56
L (mm) 2570 2633.2 3003.5
2493.8 3008.91 3623.03 4336.38 5169.22 6180.45 7364.27 8442.91 9630.1
2.7 精整(2)
热处理
热轧钢板的主要热处理 方式有常化、常化加回火、 调质、退火、缓冷等。调质 （淬火加回火）是厚板常用 的热处理方式之一，常用于 厚度大于15~20mm以上的有 特殊要求的碳素及合金结构 钢板。
2.8 质量检测
进厂坯料的质量检验（熔炼检查）主要应检查配料、 冶炼、脱氧、出钢及铸坯的情况，以便按熔炼情况及实际 化学成分确定钢的用途。
脱氧方式 F、b、z F、b、z
F、b、z Z Tz Z Z
1.3 Q235-B的化学成分和力学性能
Q235B有一定的伸长率、强度，良好的韧性和铸造性，易于冲压和焊接，广泛用于 一般机械零件的制造。主要用于建筑、桥梁工程上质量要求较高的焊接结构件。
C ≤0.20
Si ≤0.35
化学成分(%) Mn ≤1.40
第三章 压下规程设计
3.1 坯料的选择 3.2 压下制度 3.3 速度制度 3.4 温度制度 3.5 计算各道次平均单位压力、总压力 3.6 计算传动力矩 3.7 辊型设计
3.1 坯料的选择
所轧成品规格为35mm×3000mm×9000mm，由于中厚板压缩比可取的 范围比较大，为了满足性能要求，尽量取得较大压缩比。取坯料厚度为 130mm。而宽展量为1.4倍为最佳，故取坯料宽度为1950mm。综合成材率取 90%。原料长度可以按照成材率和体积不变原则来计算：
道次
f
K
η
P
Mz
Mf
Mk
M
1
1.049 475.305 1.398
7277.5
94.1 319.4 40.9 454.4
2
1.049 475.5 1.399 4661.6
45.1
204
40.9
290
3
1.049 475.071 1.397 10469.8 124.1
459
40.9
624
4
1.048 474.908 1.397 10213.3
辊缝凸度：
L
(0.1 ~
0.15) (
)
(
L b
)
2
3.7 辊型设计
总磨削凸度的分配：
(Ds Dx ) Dt 0.500mm
ds dx 1.107 mm
dy 1.107 0.4 2 0.307mm
第四章 设备校核
4.1 轧辊强度校核 4.2 电机发热过载校核
4.1 轧辊强度校核
Q235B工艺流程如下：坯 料选择→加热→除鳞→粗 轧→精轧→矫直→冷却→ 精整→质检。
2.1 原料的选择
中厚板轧机的坯料一般为连 铸坯，如果连铸坯的压缩比 或单重不能满足要求时，也 可用锻坯或铸坯为原料。坯 料尺寸主要取决于轧机辊身 长度及成品要求。
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2.2 原料的加热
板坯加热时宜采用步进式连续加 热炉，加热温度应控制在1250℃左右； 以保证开轧温度达到1200℃的要求。 另外，为了消除氧化铁皮和麻点以提 高加热质量，可采用“快速、高温、 小风量、小炉压”的加热方法，该法 除能减少氧化铁皮的生成外，还提高 了氧化铁皮的易除性。
2.6 轧后冷却
分类： 自然冷却：矫直后钢板的冷却，
介质：空气，设备：冷床。 控制冷却：高压喷水冷却、层流
冷却、风冷、缓冷或堆冷等。 金属流动过程在线冷却：边运送、
边冷却。 离线冷却：固定在一个地方，冷
后＜150℃、特厚板。
2.7 精整
剪切
钢板经检查、划线后进行剪切， 由于生产规模的扩大，人们特别重视 剪切线设备性能与布置方式。圆盘剪 的最大剪切厚度已由20mm扩大到 26mm，剪切速度由50~80m/min提高 100~120m/min，横切剪型式由侧刀 剪和摇摆剪改进为滚切剪，以及双边 剪和横切剪的联合剪切机组。50mm 厚度以上的钢板可采用在线的连续气 割方法和刨床切断的方法。
题目：普碳板工艺设计及 平面形状控制
班 级：材控10-3班 学生姓名：孙 璐 指导老师：彭兴东
一、设计：普碳板的工艺设计 二、专题：平面形状控制
普碳板的车间设计
第一章:综述 第二章:Q235B轧制工艺流程的制定 第三章:压下规程设计 第四章:设备校核 第五章:轧制变形规程的优化
第一章 综述
68.57M Pa
支承辊所施加均布力
轧件所施加均 布力
8
1.048 474.542 1.396 10297.5
62.5
449
40.9 552.4
9
1.048 474.81 1.397 10257.2
56.3
447
40.9 544.2
10
1.048 474.696 1.396
8226.4
36.9 358.2 40.9
436
11
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1.048 474.57 1.396
粗轧任务：将板坯或扁锭展宽到 所需要的宽度并进行大压缩延伸。 展宽的方法有角轧—纵轧法、综合 轧制法、全纵轧法、全横轧制法。
精轧主要任务：控制钢板厚度、 板形控制、表面质量和性能。
2.5 矫直
热矫直机一般从700℃左右开始热 矫直，150~200℃开始表面检查。
冷矫直机除用作热矫后的补矫外， 主要用于矫直合金钢板，因为合 金钢板往往轧后须立即进行缓冷 等处理，冷矫一般是离线进行。
1.2 普碳板的分类
钢号
Q195 A
Q215 B A B
Q235 C D A
Q255 B
Q275
C 0.06~0.12 0.09~0.15 0.14~0.22 0.12~0.20
≤0.18 ≤0.17 0.18~0.25 0.28~0.38
Mn 0.25~0.50 0.25~0.55 0.30~0.65 0.30~0.70 0.35~0.80
P ≤0.045
S ≤0.045
钢种 Q235B
屈服强度
MPa
Kg/mm
235
24
力学性能
抗拉强度
MPa
Kg/mm
375-460 38-47
伸长率 不大于
26
C 0.12-0.20
第二章 Q235B轧制工艺流程的制定
2.1 原料的选择 2.2 原料的加热 2.3 除鳞 2.4 轧制 2.5 矫直 2.6 轧后冷却 2.7 精整 2.8 质量检测
0.40~0.70 0.50~0.80
化学成分
Si
S
不大于
0.30
0.050
0.050 0.30
0.045
0.050
0.045 0.30
0.040
0.035
0.050 0.30
0.045
0.35
0.050
P
0.045 0.045 0.045 0.045 0.040 0.035 0.045 0.045
2.3 除鳞
除鳞是将坯料表面的炉生和次生氧化铁 皮消除干净以免轧制时压入钢板表面产 生缺陷，它是保证钢板表面质量的关键 工序。炉生氧化铁皮采用大立辊侧压并 配合高压水的方法清除，没有大立辊时 采用高压水除鳞箱除鳞也能满足除鳞要 求。次生氧化铁皮则采用轧机前后的高 压水喷头喷高压水的方法来消除。
2.4 轧制
本产品采用11道次轧制，平均每个道次压下量
(H-h)/n=(210-35)/14=14.58mm
3.2 压下制度
道次
0 1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
轧制方向
毛坯料 轧边 纵轧
横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧
H (mm) 210 210 182
140 115 95 79 66 55 46 40 35
93.4 446.6 40.9 580.9
5
1.048 474.712 1.396
10193
83.4 445.3 40.9 569.6
6
1.048 474.836 1.397 10072.8
73.7 439.7 40.9 554.3
7
1.048 474.703 1.396 10009.8
66
436.7 40.9 543.6
7944.3
32.5 345.8 40.9 419.2
3.7 辊型设计
3.7 辊型设计
上工作辊的挠度：
fs
q A B (1 )
d s Ds
2(1 )
下工作辊的挠度：
fx
q A B (1 )
d x Dx
2(1 )
3.7 辊型设计
沿板宽方向的最大厚度差：
b ( ) (10 ~ 15)%
对轧辊强度验算以判断工艺规程设计的合理性，轧辊的强度通常只按静 载荷验算。同时，在四辊轧机中，一般均为工作辊驱动，校核轧辊时， 校核工作辊辊头的扭转应力、支撑辊辊身中央和辊颈的弯曲应力。另外， 工作辊和支撑辊之间还存在较大的接触盈利，也需要校核。
在校核过程中，考虑到轧辊材质不均，轧制力计算不准确以及轧制时的 冲击载荷、应力集中等影响，在轧辊的静强度计算中，选轧辊的安全系 数n=5进行计算，许用应力[δ]=δb/5
1.1 普碳板的特点 1.2 普碳板的分类 1.3 Q235B的化学成分和力学性能
1.1 普碳板的特点
普通碳素结构钢板，其中碳在0.25％以下， 锰在1.65％以下。普碳板是钢材中应用最 广泛，产量最大的产品。它的用途，一 是直接用于加工各类产品，另是用来加 工其他钢材制品，如钢管、涂层钢板等。 按轧制方式分为热轧和冷轧两大类。按 用途所需要的质量条件分为般用、拉伸 用、深冲用及结构用等四类。
时 间 2.045 /s
2 1.472
3
4
5
6
7
8
9 10 11
转
钢
90
° 2.731 3.213 3.788 3.425 3.815 4.289 3.499 3.836 4.206
3.4 温度制度
第7道次进行待温轧制
道
次1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
/n
温 度 1049.4 1048.7 1047.6 1046.2 1042.3 1042.3 898.6 /℃
平均加速度a=40rpm/s，平均减速度b=60rpm/s，采用稳定高速咬入。对3、 4、5道次，咬入速度ny=20rpm；对于6、7、8道次取ny=40rpm；对于9、10、 11道次取ny=60rpm。为减少反转时间，一般采用较低的抛出速度n2， n2=20rpm。
3.3 速度制度
道 次1 /n
原料质量=成品质量/计划成材率 综上可得：坯料尺寸=210mm×1950mm×2570mm
td
[60L
/
D
ny2
/
2a
n
2 p
/ 2b (a b)nd2
/ 2ab]/ nd
3.2 压下制度
压下量的分配：由经验，热轧中厚板中咬入角取15°～22°，低速咬入 时取α=20°，则最大压下量为△Hmax=D(1-cosα)=1020×(1-cos20°)=61.51mm。 展宽道次中，为了满足控制轧制的要求，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。再在轧制过程中， 前几道次采用大一些压下，最后几道为了保证质量和板形，逐渐减小压下量。
896.8
894.8
892.4
889.6
Leabharlann Baidu
3.5 计算各道次平均单位压力、总压力
总轧制力计算公式为：
3.6 计算传动力矩
3.6.1 轧制力矩的计算 3.6.2附加摩擦力矩的计算 3.6.3空转力矩的计算
3.6.1 轧制力矩的计算
3.6.2 附加摩擦力矩的计算
3.6.3 空转力矩的计算
轧制压力和轧制力矩
△h (mm)
50 28
42 25 20 16 13 11 9 6 5
△h/H %
23.81% 15.38%
30.00% 21.74% 21.05% 20.25% 19.70% 20.00% 19.57% 15.00% 14.29%
3.3 速度制度
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，而对于 纵轧道次视情况采用梯形速度制度。但当其最高转速超过所规定的电机转速 时，都应采用梯形速度制度。