棒材车间工艺设计

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最大轧制压力:5500t;

工作辊尺寸:辊径φ1200~φ1100 mm,辊面长2250 mm; 支承辊尺寸:辊径φ1630~φ1500 mm,辊面长2250 mm; 工作辊最大开口度:270mm; 辊子平衡:采用液压平衡缸;

主传动电机:2×6500kw,转速为40/80转/分的直流电机。

1.5.4精轧前立轧机(FE)

该设备安装在精轧F1的进口侧,在该立轧机中二个侧立辊的侧压压下采用的具有高性能伺服阀控制的长行程液压缸,运用了自动宽度控制系统。该技术的运用将有效地提高带材的宽度、精度。

主要技术参数:

辊子直径:maxφ630mm,minφ570mm; 辊身长度:350mm;

辊子开口度:max1760mm,min720mm; 马达参数:2×370kw 870rpm; 低速轴输出轴转速n2=74rpm; 轧制速度:max146m。

1.5.5精轧机组(F1~F7)

七架四辊精轧机机座之间以6000mm的间距串联布置形成了一条七机架连轧精轧机组。每个机座的上下工作辊用一台直流马达通过马达接手、齿轮减速(或齿轮座)以及轧机的主传动轴驱动。

精轧机组主要技术参数:

工作辊:F1~F7辊径×辊身长=850/735mm×2250mm; 支承辊:F1~F7辊径×辊身长=1630/1400mm×2250mm; 轧制力:F1~F7max4200t;

主电机参数:F1~F7 2×5500kw×200/500rpm。

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2 轧制工艺计算

2.1 确定各道次的轧制速度

可逆式轧制的速度图有两种类型:梯形速度图和三角形速度图。三角形速度图的生产率高于梯形速度图的生产率,但采用三角形速度图时,若转速高于电机额定转速,则允许的力矩要降低,当轧件较长时,还可能超过电机的最高转速。粗轧机轧长阶段道次及精轧机所有道次一般采用梯形速度图。本设计粗轧阶段钢坯太重,因此采用稳定低速轧制制度。

粗轧阶段确定咬入转速时,应考虑咬入条件,即为改善咬入条件,可以减少压下量。根据经验资料取平均速度R1为n=20rpm,R2为n=30rpm。

精轧末架的轧制速度决定着轧机的产量和技术水平。确定末架轧制速度时,应考虑保证各主要设备和辅助设备生产能力的平衡;轧制带钢的厚度及钢种等,一般薄带钢为保证终轧温度而用高的轧制速度;轧制宽度大及钢质硬的带钢时,应采用低的轧制速度。本设计把终轧速度设定为14m/s。带钢厚度小,其穿带速度可高些。穿带速度的设定可有以下三种方式:

1.当选用表格时,按标准表格进行设定;

2.采用数字开关方式时,操作者用设定穿带速度的数字开关进行设定,此时按键值即为穿带速度;

3.选用按温度计算的方式时,按温度模型进行设定,此时应按终轧温度预测模型反算出穿带速度,以便尽可能使终轧温度接近目标值。

其它各架轧制速度的确定在精轧机末架轧制速度确定后,根据连轧条件——秒流量相等的原则,根据各架轧机出口速度和前滑值求出各架轧制速度。

即由

h1v1?h2v2??hnvn?C…………………………… (5)

根据以上公式可依次计算得:

表8 精轧机轧制速度

F1 F2 道次 F3 F4 F5 F6 F7

VH(m/s) 1.1 2.64 2.8 4.2 6.0 8.5 12.0 Vh(m/s) 1.9 2.7 4.0 5.7 8.1 11.4 14 已预设末架出口速度为3.5m/s由经验向前依次减小以保持微张力轧制(依据经验设前一架出口速度是后一架入口速度的95%)依据秒流量相等得:

VH7?Vh7?h7/H7?14?3.5?4.1?12.0m/s Vh6?0.95VH7?0.95?12.0?11.4m/s

2.2 确定轧件在各道次中的轧制时间

粗轧阶段轧件在每道中的轧制tf由以下几部分组成:道次间隙时间t0(它包括空转加速时间、空转减速时间和停留时间)、轧制时间t1,辊道运行时间t3即tf=t0+t1+t3其中t1为纯轧时间,它可以根据轧制速度计算出来。

表9 粗轧轧制延续时间 4 5 道次 1 2 3 6 10.5 14.5 轧制时间 5.4 7.6 10.9 19.1

由于两架粗轧机间距96m,所以轧件尾部从第一架轧机出口轧出时头部距第二架有73m,为了保证轧件的轧制温度,轧件在尾部从第一架出来开始加速到接近第二架入口处减速到入口速度,设定以平均8m/s的速度前进,t12=73/8=9s。

由于轧件较长,取间隙时间t0=4s所以粗轧总延续时间tcz=5.4+7.6+10.9+9+10.5+14.5+19.1+4×4=93s。

确定精轧速度制度包括:确定末架的穿带速度和最大轧制速度;计算各架速度及调速范围;选择加减速度等。精轧纯轧时间为:Tzh=250×8/3.5×14=40.8s。

精轧机组间机架间距为6米,间隙时间分别为tj1=6/1.9=3.2s;tj2=6/2.7=2.2s;tj3=6/4.0=1.5stj4=6/5.7=1.1s;tj5=6/8.1=0.7s;tj6=6/11.4=0.5s;tj7=6/14=0.4s。则精轧总延续时间为Tzh??tj?50.4s。

各架轧机的速度的确定除应满足连轧关系外,还应具有较大的调速范围,以满足不同品种的要求。(由末架轧制速度的两个极限值按秒流量相等推算出各架转速再乘以一系数即可得出各架的调速范围。)

2.3 轧制图表

本设计粗轧采用两架可逆轧制,精轧用七架连轧,如图4所示轧制图表

图4 轧制图表

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2.4 轧制温度的确定

为了确定各道的轧制温度,必须求出逐道的温度降。高温时轧件的温降可按辐射散热计算,因为对流和传导所散失的热量大致可以与变形功所转换的热量抵消。辐射散热所引起的温降可由下列近似公式计算:

Z?T??t?12.9?1?……………………………………….(6)

h?1000?式中:?t—道次间温降,℃;Z—辐射时间,即该道次的轧制时间,s;

h—轧件厚度,mm;T1—前一道轧件的绝对温度,K。

4取板坯加热温度为1250℃,出炉温降为30℃,粗轧前高压水除鳞温度降为40℃,则第一道开轧温度定为1180℃,则第一道次温度为:

Z?t?12.9h5.41180?2734?T?()?2℃ ???12.910002501000??4钢坯从R1出口道R2入口有96m的距离,在辊道上有热传导和辐射传热产

生温降为78℃。所以R2入口温度为1100℃,带入公式依次得粗轧各道次轧制温度:

表10 粗轧轧制温度 1 2 道次 3 4 5 6

1081 1059 T(oC) 1180 1171 1159 1033

粗轧完得中间板坯经过一段中间辊道进入热卷取箱,再经过飞剪、除鳞机后,再进入精轧第一架时温度降为980℃。由于精轧机组温度降可按下式计算:

ti?t0?C(

式中

h0(t?t)h?1) C?0nn………………………….(7)

h0?hnhit0、h0——精轧前轧件的温度与厚度; tn、hn——精轧后轧件的温度与厚度。 代入数据可得精轧机组轧制温度:

表11 精轧轧制温度 道次 T(oC)

F1 980

F2 966

F3 941

F4 917

F5 901

F6 866

F7 845

2.5 各道的变形抗力

各道次相应的轧温度确定后,可根据横井法计算各道次的变形抗力

K?1.15KgKm………… ……………(8)

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