板带轧制工艺

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板带轧制工艺制度知识目标: 掌握中厚板轧制工艺制订基础知识,为轧 制操作等奠定基础 技能目标: 能够完成工艺制订 教学方法: 讲练结合

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授课内容1轧制工艺的内容:压下制度、速度制度、温度制度、张力制度及辊型制 度等

轧制工艺的制订原则:1)在设备能力允许的条件下尽量提高产量； 2)在保证操作稳定方便的条件下提高质量； 3)应保证板带材组织性能和表面质量。

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轧制工艺的制订步骤制定压下规程的方法很多，一般为经验法和理论法 两大类。经验方法是参照现有类似轧机行之有效的 实际压下规程(经验资料)进行压下分配及校核计 算。理论方法就是从充分满足前述制定的轧制规程 的原则要求出发，按预设的条件通过数学模型计算 或图表方法，以求最佳的轧制规程。这是理想和科 学的方法。

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通常板带生产制订压下规程的方法和步骤为1)根据原料、产品和设备条件，在咬入能力允许的条件下，按经 验分配各道次压下量，这包括直接分配各道次绝对压下量或压 下率、确定各道次压下量分配率及确定各道次能耗负荷分配比 等各种方法； 2)制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度； 3)计算轧制压力、轧制力矩及总传动力矩； 4)校核轧辊等部件的强度和电机过载过热能力； 5)按前述制订轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。

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一、限制压下量的因素限制压下量的因素：金属塑性、咬入条件、 轧辊强度及接轴叉头等的强度条件、轧制质量。 最大咬入角与轧制速度的关系见表2-1。

轧制速度 /m.s-1

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.5

最大咬入角/0

25

23

22.5

22

21

17

11

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二、道次压下量的分配规律 1)中间道次有最大的压下量开始道次受到咬入条件的限制，同时考虑到热轧的 破鳞作用及坯料的尺寸公差等，为了留有余地，给 予小的压下量。以后为了充分利用钢的高温给予大 的压下量。随着轧件温度下降，轧制压力增大，压 下量逐渐减小。最后为了保证板形采用较小的压下 量，但这个压下量又必须大于再结晶的临界变形量， 以防止晶粒过粗大，如图2-1(a)所示。

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2)压下量随道次逐渐减小压下量在开始道次不受咬入条件限制，开轧前除 鳞比较好，坯料尺寸比较精确，因此轧制一开 始就可以充分利用轧件的高温采用大的压下量， 以后随轧件温度的下降压下量逐渐减少，最后 1~2道次为保证板形采用小的压下量，须大于 再结晶的临界变形量，如图2-1(b)所示。这 种压下分配规律在二辊可逆和四辊可逆式轧机 上经常使用。

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从上述压下量分配来看，总的趋势是压下量由大到小，但是相对压下 量在相当

多的道次范围内却是逐渐上升的。咬入角的限制一般只在开 始道次起作用，板形限制一般只在终了1~2道次起作用，中间道次可 按轧辊强度和电机能力所允许的最大压下量(这部分约占1/3以上的 道次)。这部分的压下量分配有两种方法可供选择：一种是等强度的 方法，即使金属对轧辊的压力按道次(在连轧机上按机架)是相等的； 另一种是等能耗分配方法，即使电机的能耗按道次或机架分配相等， 或者当连轧机机座电机功率不相等时，使各电机的相对负荷相等或按 某一系数分配(负荷分配系数)。第一种方法充分利用了轧辊强度， 由于轧制力相等在连轧时对各架轧辊的摩损相同，有利于统一换辊。 第二种方法充分利用了电机的能力，获得较高的轧制速度和小时产量， 显然此时在各机架上或各道次上对轧辊的压力将是不同的。这两种方 法选择哪一种，视具体条件的薄弱环节而定。如四辊轧机则往往电机 功率为限制压下量的因素。

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项目实例:中厚钢板轧制规程 项目实例 中厚钢板轧制规程1. 道次压下量计算

限制最大压下量的因素： 限制最大压下量的因素： 平辊轧制时最大压下量为： (1)咬入条件的限制 平辊轧制时最大压下量为：△hmax=D (1 — cosαmax) (2)轧辊强度条件的限制 轧辊强度一般是指轧辊辊身强度和辊颈强度。 轧辊强度一般是指轧辊辊身强度和辊颈强度。由于强度 限制,在操作轧机时每道最大压下量(或允许轧制力) 限制,在操作轧机时每道最大压下量(或允许轧制力)不能超 过轧机的承受能力，否则将会产生断辊或更严重的事故。 过轧机的承受能力，否则将会产生断辊或更严重的事故。

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(3)主电机能力的限制 主电机能力限制是指电机允许温升和过载能力的限制。 主电机能力限制是指电机允许温升和过载能力的限制。 一般通过设定的道次压下量来计算出轧制力和力矩, 一般通过设定的道次压下量来计算出轧制力和力矩,然 后再来校核电机的温升条件和过载能力。 后再来校核电机的温升条件和过载能力。 (4)钢板板形的限制 对于单机架轧机，总道次数应为奇数， 对于单机架轧机，总道次数应为奇数，对于双机架 轧机应为偶数， 轧机应为偶数，并且要考虑两架轧机的轧制节奏要大致 平衡。 平衡。 通常情况下粗轧机要承担总变形量的75%以上。 通常情况下粗轧机要承担总变形量的75%以上。 75

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2 压下量分配 练习:压下规程制订

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轧制速度制度1.速度图定义：以轧辊转速为纵坐标， 1.速度图定义：以轧辊转速为纵坐标，时间 速度图定义 为横坐标绘制出的轧辊转速随时间变化的曲 线图。 线图。 2.可逆式轧机速

度图的种类： 2.可逆式轧机速度图的种类：梯形速度图和 可逆式轧机速度图的种类 三角形速度图。 三角形速度图。下图分别示出了梯形速度图 和三角形速度图。 和三角形速度图。

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梯形速度图轧辊咬入轧件之前， 轧辊咬入轧件之前，其转速从零空载加速到咬钢转速ny并 咬入轧件， 咬入轧件，然后轧辊带钢加速达到最大转速nd并等速轧制 一段时间， 抛出轧件， 一段时间，随后带钢减速到抛钢转速np抛出轧件，轧辊继 续制动空载减速到零。然后轧辊反向启动进行下一道轧制， 续制动空载减速到零。然后轧辊反向启动进行下一道轧制， 重复上述过程。 重复上述过程。

三角形速度图 3 速度图的选择在成形轧制和展宽轧制道次，由于轧件尚短， 在成形轧制和展宽轧制道次，由于轧件尚短，所以采 用三角形速度图。在伸长轧制阶段采用梯形速度图。 用三角形速度图。在伸长轧制阶段采用梯形速度图。

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4、轧制速度的确定(1)轧辊咬入和抛出转速的确定轧辊咬入和抛出转速确定的原则是： 轧辊咬入和抛出转速确定的原则是：获得较短的道 次轧制节凑时间、保证轧件顺利咬入、 次轧制节凑时间、保证轧件顺利咬入、便于操作和适合 于主电机的合理调速范围。 于主电机的合理调速范围。 可逆式中厚板轧机粗轧机的轧辊咬入和抛出转速一 般在10 20r/min和15~25r/min范围内选择 10~ 范围内选择。 般在10~20r/min和15~25r/min范围内选择。精轧机 的轧辊咬入和抛出转速一般在20 40~60r/min和20~ 20~ 的轧辊咬入和抛出转速一般在20~40~60r/min和20~ 30r/min范围内选择 范围内选择。 30r/min范围内选择。 最末一道抛出速度可选用最高抛出速度( 最末一道抛出速度可选用最高抛出速度(可等于最 高速) 平均加速度a=40rpm/s 平均减速度b=60rpm/s 高速) 平均加速度a=40rpm/s 平均减速度b=60rpm/s

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(2) 间隙时间的确定可逆式中厚板轧机道次间的间隙时间是指轧件从上 一道轧辊抛出到下一道轧辊咬入的间隔时间。 一道轧辊抛出到下一道轧辊咬入的间隔时间。这一时间 通常取轧辊从上一道抛出转速到下一道咬入转速之间的 时间间隙、轧辊压下和回送轧件(包括转90 和对正) 90° 时间间隙、轧辊压下和回送轧件(包括转90°和对正)时 间中的最长时间。根据经验教据， 间中的最长时间。根据经验教据，可逆式中厚板轧机的 粗轧机一般间隙时间取3 6s,精轧机取4 8s。 粗轧机一般间隙时间取3~6s,精轧机取4~8s。轧件需 要转向或推床定心时取上限，否则取下限。 要转向或推床定心时取上限，否则取下限。 在间隙时间内完成的任务： 在间隙时间内完成的任务

: 1.轧辊压下 轧辊压下； 1.轧辊压下； 2.轧件回送 包括转90 和对正) 轧件回送( 90° 2.轧件回送(包括转90°和对正); 3.轧辊由上一道抛出速度逆转到下一道咬入速度 轧辊由上一道抛出速度逆转到下一道咬入速度。 3.轧辊由上一道抛出速度逆转到下一道咬入速度。

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练习2: 速度制度确定

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轧制温度制度由于辐射散热所引起的温降可由下列近似式计算： 由于辐射散热所引起的温降可由下列近似式计算：

⊿t=12.9Z/h×(T1/1000)4 式中⊿ 道次间的温度降， 式中⊿t ——道次间的温度降，℃。 道次间的温度降由于轧件头部和尾部道次间的辐射时间不同，为设备 由于轧件头部和尾部道次间的辐射时间不同， 安全计，确定各道的温降时辐射时间应以尾部为准； 安全计，确定各道的温降时辐射时间应以尾部为准；

Z——辐射时间，即该道的轧制时间与上道的间隙 辐射时间， 辐射时间时间之和， 时间之和，s;

h——轧件厚度，mm; 轧件厚度， 轧件厚度 mm; T1——前一道轧件的绝对温度，K。 前一道轧件的绝对温度， 前一道轧件的绝对温度

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练习3温度制度确定:

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