冷轧板带设计综述.docx

1、冷轧板带设计综述课 程 设 计热轧薄板的压下规程设计专 业：材料成型及控制工程班 级：10成型1班学生姓名：李 青指导老师：郑小平2014-01-03引言31.文件综述 1.1热轧带钢现状31.2板带钢产品的特点41.3 热轧带钢市场前景和需求概况 42.轧机设备的选择2.1轧机数量的选择52.2道次的选择62.3立辊的选择72.4粗轧轧机72.5精轧机机组的选择92.6热卷箱的选择 103.压下规程设计3.1压下率计算123.2校核咬入能力133.3确定速度制度133.4 轧制图表 153.5轧制温度的确定153.6轧制压力的计算163.7计算传动力矩183.8 轧辊辊缝和转速的设定 204

2、、轧辊辊型设计4.1各架出口凸度的确定214.2热凸度214.3挠度曲线224.4凸度分配245、轧辊强度校核与电机能力验算5.1、轧辊的强度校核255.2、电机的校核28结论参考文献引言热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。发达国家热轧带钢产量约占热轧钢材的40%以上，并在国际市场竞争中居于领先地位。我国钢铁工业近年来产量增长较快，产量过剩45%。但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是1.8mm，但实际上只生产很少厚度小于2.0mm的热轧带钢，即使窄带钢，产品厚度一般也大于2.5mm。因此，相当一部分希望使用厚度小于2mm带钢作原料

3、的用户，只得使用冷轧带钢。如果能开发薄规格的热轧带钢，则可代替相当一部分的冷轧带钢使用，使生产成本大为降低1。由于大多数地方钢铁生产企业缺少冶炼不锈钢、硅钢等特种钢经验，也没有轧制管线钢、汽车板用钢等高附加值的优质带钢经验，因而普钢占很大比重，缺少高、精、尖、特产品，产品利润低，技术含量少，市场竞争能力差，在产量、品种、工艺的合理性或产品性能方面还远没达到国内同类企业的较好水平。随着炼钢技术的发展，机械电气工业的进步，计算机控制技术的广泛应用。标志着热连轧生产技术进入了一个新的时代。近十多年随着经济改革的发展，使得中国的造船，汽车等金属制造业的迅速扩大，板带的需求量大大增加。为了面对社会各个行

4、业对板带材的需求以及和国外优质产品的竞争，必须生产扩大高质量板带生产。1、文件综述1.1 热轧带钢现状热轧宽带钢是国民经济的重要物资，是制造其他薄板类钢铁产品的重要原料，主要作为冷轧板、焊管、冷弯或焊接型钢的原料或直接用于制作各种结构件、容器、汽车、造船、集装箱等。近30年来，围绕着热轧宽带钢的品种、质量、成本、能源、环保等诸多方面，国内外各大公司及研究部门积极取长补短，竞相开发适应市场需要的新工艺、新设备和新技术，使热轧宽带钢的生产工艺、技术和设备发生了巨大变化。从1926年第一套热连轧机在美国诞生起，常规热连轧机已经有80多年的发展历史了。随着科技进步，常规热连轧机生产工艺日臻成熟。第一代

5、热连轧机，其标志是采用初轧坯，坯料单重小;大多采用半连续布置型式;精轧机组采用人工操作，终轧速度受穿带速度的限制，一般小于10m/s，没有升速轧制，生产能力低，产品精度和质量也较低。第二代轧机的精轧机组告别了人工操作，采用了计算机控制技术，使精轧实现了升速轧制，终轧速度提高到20m/s以上;生产线一般采用全连续布置型式;由于采用连铸板坯，板坯重量也相应加大，轧机能力成倍提高。同时，由于采用板型控制装置，带钢质量也有很大改善。计算机控制技术的应用，为减少工人操作失误、减轻劳动强度和技术进步创造了条件，具有划时代和里程碑的意义。1970年以后，大型板坯连铸机、步进式加热炉、大型粗轧机、7个机架的精

6、轧机组、AGC技术、层流冷却技术，以及全线基础自动化和过程自动化技术的全面应用，将热连轧机推向一个新的发展阶段第三代轧机。在这一阶段，由于对产品的规格、品种、质量、性能等提出了更高的要求，促使了热连轧机在生产规模、规格范围、板型质量、性能、能耗和环保等方面的加速发展。由于强力万能粗轧机的出现，生产线布置型式由全连续布置转变为3/4连续布置，并且从20世纪90年代开始又逐步过渡到半连续布置。超宽超大步进式加热炉、定宽压力机、热卷箱、保温罩、边部加热器、全液压卷取机、各种板型控制轧机和技术，以及无头轧制技术的应用，使常规热连轧机生产工艺出现了重大突破，生产能力和产品质量都有大幅度的提高，产品规格也

7、进一步扩大。1.2板带钢产品的特点板带钢外形扁平，B/H大（B为带宽度，H为板带厚度），面积达，这使：板带钢的生产具有以下特点：（1）板带钢从辊缝中扎出，而不是从孔型中扎出，虽有辊型要求，但是改变产品规格矫直型钢、钢管等类型的产品要简单，容易实现。因而具有易于调整，便于改变产品规格的特点。（2）带钢形状扁平，可以成卷生产，这样就可以使轧制速度大大提高。（3）由于板带钢适于高速、连续、自动化、大批量生产，所以有利于降低成本、提高质量。板带钢产品的外形特点使其在使用上有以下特点：（1）表面积大，因此包容、覆盖能力强，在化工、建筑、金属制品、金属结构等方面有着广泛的用途。（2）能冲压、弯曲，制成各类

8、产品。在汽车、造船及拖拉机制造等部门占有十分重要的地位。（3）可焊接成各类大型复杂断面的工字梁、槽钢等结构件，如全焊桥、钢管等。既避免了复杂大型钢材的生产，又方便了运输。因而灵活性大、成本低、使用方便。1.3 热轧带钢市场前景和需求概况 以汽车和住宅为代表的居民消费品处于经济增长格局中的龙头地位，拉动了对钢铁等原材料的消费。中国汽车用钢市场正在快速扩张，预计今后6年内中国整车用钢的年消费量将突破1000万t，成为世界上汽车钢材消费增长最快的国家之一。汽车用钢材均为高附加值产品，需求量大，价格高，世界各大钢铁企业都将汽车用钢材列为最重要产品之一。汽车用钢材涉及品种很多，但以薄板和优质型材为主。轿

9、车的钢材消耗以薄板为主，占钢材消耗的70%以上，重型货车则以消耗优质型材为主。每年汽车生产约消耗世界钢铁总产量的24%。我国汽车工业目前正处在快速发展阶段，与世界钢铁工业的差距正在缩小，汽车工业的发展带动了钢铁等相关产业的迅速发展。汽车用钢材涉及普碳、优碳、低合金、合金结构、工具、弹簧、易切削、轴承、不锈等10多个门类的50余个钢号。优质型材缺口较大的是大直径齿轮钢、易切削钢、冷镦钢和汽车专用无缝钢管等。对于尺寸精度、表面光洁度和性能均匀性等要求都很高的汽车用高等级弹簧、轴瓦钢、背用钢带等品种国内只能少量供应，大部分仍需进口。钢材品种的不足严重制约了我国汽车工业的发展2。表1为我国汽车工业用钢

10、的品种以及占整体汽车材料的比例。表1 我国汽车工业用钢品种构成钢种代表牌号占有率 /%备注碳结钢合结钢弹簧钢易切钢冷镦钢耐热钢Q235，45，35等20CrMnTiH，20CrMoH，40Cr等50CrV，55SiCr等Y30MnV，YF35V，Y15等ML1045等1Cr13Si3，1Cr5Mo等24353035242737121钢板占40%60%钢带占5%7%优特钢占28%35%钢管占2%5%由上可见，汽车用优质钢材约占汽车用钢材量的30%，汽车用特钢占全国特钢总量的35%左右，其中合金结构钢、弹簧钢、冷镦钢、易切削钢等都是各特钢厂的支柱产品，汽车产量的快速增长已极大地推动了对特钢的需求。

11、目前，在工业化国家特钢材(合金钢和优质碳素钢)的消费中，汽车工业占35%左右，机械工业占24%左右，所以汽车工业仍是特钢的主要市场。2、轧机设备的选择2.1 轧钢机数量的选择轧钢机是生产的设备，是完成金属轧制变形的主要设备，并且代表着生产技术的水平，造价极为昂贵。而且，轧钢机架的选择对车间生产和投资有着非常大的影响，轧机多投资大，轧机过少，压下大，轧制稳定性差，难于控制。带钢轧机为平辊轧制，轧制力大，为了能控制良好板型，机架必须有较大的刚度，轧辊应有较大的抗弯挠度。以往粗轧为二辊轧机，尽管直径较大，但挠度还是较大，不能满足凸度控制要求。四辊轧机作为粗轧，又有工作辊辊径偏小，带来新的咬入问题。当

12、选用中薄板坯或薄板坯后，绝对压下量大大减少，这一问题自然消失，所以现代板带轧机得粗轧与精轧都是四辊轧机。轧钢机选择的主要依据是：车间生产的钢材的钢种，产品品种和规格，生产规模的大小以及由此确定的产品生产工艺过程，对轧钢车间设计而言，轧钢机选择的主要内容是：确定轧钢机的结构形式，主要技术参数，选用轧钢机的架数以及布置形式。在选择轧钢机时一般要注意考虑以下各项原则：在满足产品方案的前提下，使当前轧钢机组成合理，布置紧凑或为控制轧制及增加轧机留有余地；粗精轧轧制节奏时间接近相等，有较高的生产效率和设备利用系数；选择轧机能力和电机能力较大，保证大纲内产品生产顺利，易于控制操作，并获得质量良好的产品，也

13、为更难品种生产留有余地；备品备件更换容易，并利于实现备品备件的标准化（如精轧前四架一样）；下面比较几种轧制工艺：（1）常规连轧工艺 常规连轧工艺通常是采用200250mm厚板坯为原料，经过多机架连轧出1.2525mm厚成品板带。常规连轧工艺又可分为全连轧工艺、3/4连轧工艺、半连轧工艺和炉卷工艺几种，目前以3/4连轧和半连轧工艺居多。常规板带轧制工艺已成熟，基本上实现了计算机在线控制下的高速化、连续化、大型化和高精度，在控制产品质量上，实现了在线板形、板厚和板宽的自动控制。这种常规连轧工艺经济规模多在200400万t/a。其优势是生产规格灵活、适应面广、高质量、高产量、多品种，但设备投资大。（2）薄板坯连铸+连轧工艺这种工艺在生产周期短、轧线占地少、减少投资，普钢带卷生产成本比常规工艺更有优势，一直得到世界钢铁界普遍关注，特别是美国的纽柯公司的薄板坯连铸连轧生产线1989年投产以来，在世界上掀起了采用新工艺热潮，标志板带生产工艺进入又一崭新阶段，但该工艺吨钢投资比并不少，而且对钢水要求很高，