中厚板生产压下规程设计

《塑性成型工艺（轧制）》课程设计说明书课题名称14×2000×9000mm轧制规程设计指导教师XXXXX.专业小组XXXXXXXXXXXXX.小组成员XXXXXXXXXXXXXXX.2013年06月6日1课程设计任务书10材料成型与控制工程专业设计课题：中厚板生产压下规程设计一、设计产品序号学生学号产品牌号产品规格/mm108三位同学，改专业两位同学Q23510×2000×900021，2，3，4，6，74510×1900×1000039，10，11，12，13，1412CrNi3A12×18000×10000415，16，17，18，19，204Cr1313×1700×9000521，23，26，27，29，30Q23512×2100×12000632，33，34，35，36，37458×1800×13000738，39，40，41，42，4312CrNi3A14×2000×9000844，45，46，47，484Cr1312×2000×8000949，50，51，52，53Q2359×2050×120001054，55，56，57，1304510×2300×1200011131，132，133，134，13512CrNi3A13×1900×1200012136，137，138，139，1404Cr1315×2100×9000二、设计条件机组：双机架串列式可逆机组(二辊可逆轧机粗轧，四辊可逆轧机精轧)。主电机：二辊轧机主电机型号ZD250/120，额定功率25002kw，转速0~40~80rpm，过载系数2.25，最大允许传递扭矩1.22MN.m；四辊轧机主电机型号ZD250/83，额定功率20502kw，转速0~60~120rpm，过载系数2.5，最大允许传递扭矩0.832MN.m。三、设计内容制定生产工艺及工艺制度；确定轧制方法；确定轧制道次，分配道次压下量；设计变形工具；计算力能参数；校核轧辊强度及主电机负荷；绘制轧辊零件图、速度图；绘制轧制图表，轧制表。四、设计时间设计时间从2012年05月21日至2012年06月01日，为期两周。材料成型教研室2012.05.202目录7.6校核各机架主电机容量......................................................................................19第一章制定生产工艺及工艺制度1.1生产工艺选择坯料——原料清理——加热——除鳞——纵轧一道（使宽度接近成品宽度）——转90˚横轧到底——矫直——冷却——表面检查——切边——定尺——表面尺寸形状检查——力学性能试验——标记——入库——发货。1.2工艺制度在保证压缩比的条件下，坯料尺寸尽量小。加热时出炉温度应在1120˚—1200˚，温度不要过高，以免发生过热或过烧现象；用高压水去除表面的氧化铁皮，矫直时选用辊式矫直机矫直，开始冷却温度一般要尽量接近终轧温度，轧后快冷到相变温度以下，冷却速度大多选用5—10˚C或稍高一些。切边用圆盘式剪切机进行纵剪，然后用飞剪定尺。3第二章选择坯料设计中厚板产品牌号：12CrNi3A,产品规格：h×b×l=14×2000×9000。按厚度分：我国分类方法如下:0.001—0.2mm箔材，0.2—4mm薄板，4—20mm中板，20—60mm厚板,60—500mm特厚板,则所设计的产品为中厚板。因为连铸坯更加节能，组织和性能好，成材率高；主要用于生产厚度小于80mm中厚板，则产品所选的坯料用连铸坯。根据所设计的产品的尺寸h×b×l=14×2000×9000，设计坯料的尺寸。2.1坯料厚度的确定产品的厚度h为14mm，首先选取压缩比，压缩比由经验值选取，我国生产实践表明：一般用途的钢板宜取6-8倍以上，而重要用途的者宜在8-10倍以上。而12CrNi3A是一种军工特钢，因此压缩比选取10，则坯料厚度H为140mm；2.2坯料长度的确定由成品（b+△b）←坯长L，展宽为500~700,取展宽为600mm，则L=（2000+200）-600=1600mm。2.3坯料宽度的确定根据体积不变原理，坯料在轧制过程中会产生废料，金属烧损系数一般在1%-2%之间，我们选择1%。切头尾△L=100mm,切边△b=30mm,根据体积不变定可得：99%×H×B×L=(l+2×100)×(b+2×30)×14;代入数据解得：B=1196mm，取B=1200mm，再次校核K=93.75%。所以最终得到坯料尺寸为：H×B×L=140×1200×1600mm。4第三章变形量分配3.1轧制方法的确定先经过二辊轧机纵轧一道,然后转90度，横轧到底。3.2道次压下量的确定坯料尺寸：H×B×L=140×1200×1600mm，则总的压下量为140–14=126mm。根据经验值选取轧制道次n=8，制定压下规程。由于开始轧制时受咬入能力限制，所以在轧制前设计一个除鳞箱，保证咬入能力较好，并选取咬入条件较好的经验方法。道次压下量与道次关系如图1所示。由图1所示，各道次的压下量逐渐减小，同时幅度也在逐渐减小，所以粗轧的压下量较大，而精轧的压下量较小。设定总轧制道次为八道次，粗轧为五道次（选取二辊可逆轧机），精轧为后三道次（选取四辊可逆轧机）。制定压下规程如表1。表1道次压下量的分配道次轧制方式机架轧件厚度h/mm轧件度宽b/mm轧件长度l/mm压下量△h/mm变形程/%0除鳞高压水14012001600--1纵轧二辊109130020603122.412横轧二辊83206015722623.853横轧二辊61206021392226.514横轧二辊43206030351829.515横轧二辊27206048331637.216横轧四辊1920606868829.637横轧四辊1520608699421.058横轧四辊142060930016.67图1道次压下量分配原则道次n道次△h5第四章变形工具的设计4.1二辊可逆轧机轧辊的确定初轧机轧辊受力较大且有冲击负荷，应有足够的强度，而辊面硬度可放在第二位，含Cr、Ni、Mo等合金的的铸钢轧辊使用于轧制合金钢，所以粗轧选用铸钢轧辊轧制合金钢。4.1.1辊身长度L由L=bmax＋a当b=1000-2500mma=150-200mm取a=200mm，所以L=2060＋200=2260mm。4.1.2辊径尺寸中厚板轧机L/D=2.2-2.8得D=736-1027mm取1000mm。4.1.3辊颈尺寸查表3-5取d/D=0.75(轧钢机械邹家祥主编)得d=750mm，辊颈长度l取d/l=1得l=750mm。4.1.4辊头设计因为对于中厚板轧机来说轧辊调整行程比较大，倾角在8˚-12˚间所以应选择万向辊头。各部分的尺寸关系如下Dmin=Dmax－Dmax×重车率中厚板轧机最大重车率5%-8%取5%Dmin=1000－1000×5%=950m；D1=Dmin－(5-15mm)取D1=Dmin－10=940mm；S=（0.25-0.28）D1;取S=0.25D1=235mm；a=(0.5-0.6)D1；取a=0.5D1；a=470mm；b=(0.15-0.2)D1；取b=0.2D1;b=188mm；c=b=188mm。4.1.5辊颈与辊身的过度圆角r由r/D=0.1—0.12取0.1得r=0.1×1000=100mm，6图2轧辊示意图4.1.6校核咬入条件咬入角一般α=15～25度，取α=20，hmax=（1-cos20）×D=（1-cos20）×1000=60mm，粗轧各道次压下量h最大为31mm，满足咬入。4.2四辊可逆轧机轧辊的确定精轧选用四辊可逆轧机，热轧机工作辊选择轧辊材料时以辊面强度为主多采用铸铁轧辊，而支承辊在工作中主要承受轧制力，且直径较大，要着重考虑强度和轧辊淬透性，多选用含Cr合金锻钢，因此四辊可逆轧机的工作辊选用铸铁轧辊，支承辊选用Cr合金锻钢]2[。四辊的尺寸设计与二辊相同，其中支承辊不传递扭矩，辊头不需设计。4.2.1支承辊设计4..2.1.1辊身长度设计辊身长度和二辊一样L=2260mm。4.2.1.2辊径D2查表3-3(轧钢机械邹家祥主编)取L/D2=1.9得D2=1200mm。4.2.1.3辊颈尺寸取d2=0.75D2d2=1200×0.75=900mm。4.2.1.4辊颈长度l2109140l2/d2=1.0得l2=900mm。4.2.2工作辊设计74.2.2.1辊身设计同前L=2260mm。4.2.2.2辊径尺寸据经验当轧件较厚时由于要求较大工作辊直径，取D2/D1较小值由表3-3得(轧钢机械邹家祥主编)取D2/D1=1.5得D1=D2/1.5=800mm4.2.2.3辊颈尺寸取d1/D1=0.75；d1=0.75×800=600mm辊颈长度：取l1/d1=1.0得l1=600mm。4.2.2.4辊颈与辊身的过度圆角r1由r/D=0.1—0.12取0.1得r=0.1×800=80mm4.2.2.5辊头设计选择万向辊头选择原因同二辊。各部分的尺寸关系如下所示：Dmin=Dmax－Dmax×重车率中厚板轧机最大重车率5%-8%取5%Dmin=800－800×5%=760mmD1=Dmin－(5-15mm)取D1=Dmin－10=750mm；S=（0.25-0.28）D1=187.5～210mm取S=210mm；a=(0.5-0.6)D1=375～450mm取a=400mm；b=(0.15-0.2)D1112.5～150mm取b=150mm；c=b=150mm。4.2.2.6辊颈与辊身的过度圆角r2取r2=0.1D2=0.1×1200=120mmC4.2.3校核咬入热轧钢板咬入角一般α=15-22，低速咬入角可取α=20，hmax=D1（1-cos20）=750×0.06=56mm，精轧各道次压下量△h最大为1mm，满足咬入。8第五章轧制力的计算5.1速度图的选择由于整个轧制过程中，轧件较长，所以选择梯形图较理想。5.2轧制速度的设计（n1,n2,n3,a,b）二辊轧机：转速0～40～80rpm，过载系数2.25四辊轧机：转速0～60～120rpm，过载系数2.5根据经验资料，取平均加速度a=40rpm/s,平均减速度b=60rpm/s。在二辊轧机上轧制：取咬入转速n1=20rpm，n2nH（nH—电机最大转速）取n2=40rpm，n3=30rpm在四辊轧机上轧制：取咬入转速n1=40rpm，n2nH（nH—电机最大转速）取n2=60rpm，n3=50rpm5.3速度图5.4计算各道次时间假定第一道次：空载加速时间为tj，加速轧制时间为t2，等速轧制轧制时间t3，减速轧制时间为t4，空载加速时间为t5。对于二轧辊轧机：空载加速时间：t1=n1/a=20/40=0.5s图3速度图9加速轧制时间:t2=(n2-n1)/a=(40-20)/40=0.5s等速轧制时间：t3=0.24s减速轧制时间：t4=(n2-n3)/b=(40-30)/60=0.17s空载减速时间：t5=n3/a=30/60=0.5s纯轧时间：tZ=t2+t3+t4=0.5+0.24+0.17=0.91s当轧件长度L3.5m，间隙时间取tj=2.5s当轧件长度3.5mL8m,间隙时间取tj=6s当轧件长度L8m,间隙时间取tj=4s因为L=1.6m3.5m,所以tj=2.5s同理其他道次时间如下表所示表2各道次轧制时间表（单位：s）道次0～t1t1～t2t2～t3t3～t4t4～t5tjtzzt总10.50.50.240.170.517.50.913.4138.920.50.50.460.170.52.51.133.6338.930.50.50.210.170.52.50.883.7838.940.50.50.500.170.52.51.173.6738.950.50.50.930.170.52.51.604.1038.9610.51.350.170.8362.028.0228.9171