《板帶鋼軋制工藝》設(shè)計指導(dǎo)書

1、?板帶鋼軋制工藝?設(shè)計指導(dǎo)書 一、 軋鋼車間設(shè)計內(nèi)容及其科學(xué)程序 1、 軋鋼車間設(shè)計內(nèi)容 通常一個軋鋼車間設(shè)計包含以下內(nèi)容：1軋鋼生產(chǎn)工藝設(shè)計；2車間機械設(shè)備設(shè)計；3廠房與設(shè)備根底設(shè)計；4供水與排水設(shè)計；5熱力與電力設(shè)施設(shè)計；6通風(fēng)與照明設(shè)計；7其他設(shè)計。 軋鋼車間工藝設(shè)計是整個車間設(shè)計的重要內(nèi)容。它的主要任務(wù)是根據(jù)有關(guān)單位確定的任務(wù)，對以下問題進行詳盡的設(shè)計與計算：1確定產(chǎn)品大綱；2選擇坯料，制訂產(chǎn)品工藝過程；3確定軋機組成，編制軋制圖表，完成與此有關(guān)的工藝與設(shè)備計算；4選擇相應(yīng)的各種輔助設(shè)備；5畫出車間工藝平面布置圖；6提出水、電、熱力、通風(fēng)照明、廠房建筑等設(shè)計所需的各種資料；7計算各項材

2、料、原料消耗，確定各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)；8編制勞動定員，進行投資估算等。 在進行工藝設(shè)計之前，應(yīng)取得由有關(guān)單位經(jīng)過詳盡討論后制訂的設(shè)計任務(wù)書或有關(guān)單位經(jīng)過協(xié)商確定的設(shè)計委托書，作為進行工藝設(shè)計的主要依據(jù)和根底資料。一般設(shè)計任務(wù)書應(yīng)包括以下內(nèi)容：1車間生產(chǎn)的規(guī)模、生產(chǎn)的鋼種；2車間生產(chǎn)的產(chǎn)品品種與規(guī)格，生產(chǎn)方法和與此有關(guān)的某些工藝規(guī)定；3建廠地址、建廠范圍和建廠地區(qū)的礦產(chǎn)資源、水文地質(zhì)、原材料、燃料、動力、供水等供給情況以及交通運輸情況；4資源綜合利用和“三廢治理的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定；5要求到達的經(jīng)濟效益和技術(shù)水平；6擬建車間在全廠所處的位置、今后開展、車間建設(shè)投資的控制數(shù)字；7勞動定員的控制數(shù)等。 2、車

3、間設(shè)計的科學(xué)程序 按照設(shè)計性質(zhì)不同，車間設(shè)計可以分為新建設(shè)計、改建設(shè)計和擴建設(shè)計三種情況。新建設(shè)計以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，按照設(shè)計的科學(xué)程序從頭開始進行。改建設(shè)計和新建設(shè)計是對現(xiàn)有車間加以改造和擴大，以到達增加產(chǎn)量或擴大品種，提高經(jīng)濟效益的目的。設(shè)計時必須強調(diào)從現(xiàn)有條件出發(fā)，強凋?qū)ΜF(xiàn)有的廠房和設(shè)備的利用和改造，其設(shè)計程序一般可以簡化。 按照設(shè)計進行的程序可以把整個設(shè)計過程分為三個階段，即初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計。但是，為了確保擬建工程的經(jīng)濟效益，充分發(fā)渾工程建成投產(chǎn)后的作用，在設(shè)計開始之前，應(yīng)先進行有關(guān)工程的可行性研究。 3、產(chǎn)品方案編制 編制產(chǎn)品方案一般是由下達設(shè)計任務(wù)書的單位負責(zé)，由有關(guān)部

4、門根據(jù)對擬建車間的要求在設(shè)計任務(wù)書中作出明確的規(guī)定。但有時編制產(chǎn)品方案也由設(shè)計單位來考慮。 產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容包括：車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)規(guī)模；各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格；各類產(chǎn)品的數(shù)量和其在總產(chǎn)量中所占比重等。 表1-1為我國某冷連續(xù)鋼板廠所考慮的產(chǎn)品方案。 表1-1 某冷連軋鋼板廠產(chǎn)品方案 二、 板帶鋼軋制工藝設(shè)計 板帶鋼軋制制度主要包括壓下制度、速度制度、溫度制度、張力制度及輥型制度等。壓下制度必然影響到速度制度、溫度制度和張力制度，而壓下制度與張力制度決定著板帶軋制時的輥縫大小和形狀。 板帶鋼軋制制度確實定要求到達優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的目的。因此，合理地軋制規(guī)程設(shè)計應(yīng)該滿足以下原那么和要求：1在

5、設(shè)備能力允許的條件下盡量提高產(chǎn)量；2在保證操作穩(wěn)定方便的條件下提高質(zhì)量；3應(yīng)保證板帶材組織性能和外表質(zhì)量。 1、軋制規(guī)程壓下規(guī)程設(shè)計設(shè)定 1概述 制定壓下規(guī)程的方法很多，一般為經(jīng)驗法和理論法兩大類。經(jīng)驗方法是參照現(xiàn)有類似軋機行之有效的實際壓下規(guī)程經(jīng)驗資料進行壓下分配及校核計算。理論方法就是從充分滿足前述制定的軋制規(guī)程的原那么要求出發(fā)，按預(yù)設(shè)的條件通過數(shù)學(xué)模型計算或圖表方法，以求最正確的軋制規(guī)程。這是理想和科學(xué)的方法。 通常在板帶生產(chǎn)中制訂壓下規(guī)程的方法和步驟為：1根據(jù)原料、產(chǎn)品和設(shè)備條件，在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確定各道次壓下量分

6、配率及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法；2制定速度制度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度；3計算軋制壓力、軋制力矩及總傳動力矩；校核軋輥等部件的強度和電機過載過熱能力；5按前述制訂軋制規(guī)程的原那么和要求進行必要的修正和改良。 2限制壓下量的因素 限制壓下量的因素：金屬塑性、咬入條件、軋輥強度及接軸叉頭等的強度條件、軋制質(zhì)量。最大咬入角與軋制速度的關(guān)系見表2-1。 表2-1? 最大咬入角與軋制速度的關(guān)系 軋制速度 /m/s 0最大咬入角/02523222117113道次壓下量的分配規(guī)律 道次壓下量通常有兩種分配規(guī)律。 1中間道次有最大的壓下量? 開始道次受到咬入條件的限制，同時考慮到熱軋的破鱗

7、作用及坯料的尺寸公差等，為了留有余地，給予小的壓下量。以后為了充分利用鋼的高溫給予大的壓下量。隨著軋件溫度下降，軋制壓力增大，壓下量逐漸減小。最后為了保證板形采用較小的壓下量，但這個壓下量又必須大于再結(jié)晶的臨界變形量，以防止晶粒過粗大，如圖2-1a所示。? 2壓下量隨道次逐漸減小? 壓下量在開始道次不受咬入條件限制，開軋前除鱗比擬好，坯料尺寸比擬精確，因此軋制一開始就可以充分利用軋件的高溫采用大的壓下量，以后隨軋件溫度的下降壓下量逐漸減少，最后12道次為保證板形采用小的壓下量，須大于再結(jié)晶的臨界變形量，如圖2-1b所示。這種壓下分配規(guī)律在二輥可逆和四輥可逆式軋機上經(jīng)常使用。 從上述壓下量分配來

8、看，總的趨勢是壓下量由大到小，但是相對壓下量在相當(dāng)多的道次范圍內(nèi)卻是逐漸上升的。咬入角的限制一般只在開始道次起作用，板形限制一般只在終了12道次起作用，中間道次可按軋輥強度和電機能力所允許的最大壓下量這局部約占13以上的道次。這局部的壓下量分配有兩種方法可供選擇：一種是等強度的方法，即使金屬對軋輥的壓力按道次在連軋機上按機架是相等的；另一種是等能耗分配方法，即使電機的能耗按道次或機架分配相等，或者當(dāng)連軋機機座電機功率不相等時，使各電機的相對負荷相等或按某一系數(shù)分配負荷分配系數(shù)。第一種方法充分利用了軋輥強度，由于軋制力相等在連軋時對各架軋輥的摩損相同，有利于統(tǒng)一換輥。第二種方法充分利用了電機的能

9、力，獲得較高的軋制速度和小時產(chǎn)量，顯然此時在各機架上或各道次上對軋輥的壓力將是不同的。這兩種方法選擇哪一種，視具體條件的薄弱環(huán)節(jié)而定。如四輥軋機那么往往電機功率為限制壓下量的因素。 在冷軋板帶中，壓下量選擇受到軋輥參數(shù)及其所能承受的最大壓力、軋制速度、電機功率的限制。每道次的壓下量和每個軋程冷軋過程中每次中間退火前所完成的變形工作總壓下量的選擇還應(yīng)考慮金屬加工硬化程度、化學(xué)成分、前后張力、潤滑條件以及成品最終的機械性能和長寬方向的厚度公差等因素。其壓下制度按中間道次有較大壓下量分配的規(guī)律進行。即頭1、2道次為利用金屬的塑性，可給予較大壓下量，但往往受到咬入條件限制，有良好潤滑經(jīng)研磨的軋輥允許咬

10、入角3080。第道還要考慮熱軋來料的厚度偏差，不宜采用過大壓下量。中間道次隨著加工硬化的增加，道次壓下量逐次減小，最后12道為保證板形和橫向厚度精度一般采用較小壓下量，力求各道次金屬對軋輥的壓力大致相同。 4熱帶鋼連軋壓下規(guī)程設(shè)計 熱帶鋼連軋機壓下規(guī)程設(shè)計內(nèi)容包括：坯料尺寸選擇；粗軋機組壓下量分配及速度制度選擇；粗軋機組壓下量分配及速度制度確定；粗軋及精軋各道力能參數(shù)計算及設(shè)備能力校核。 1坯料尺寸? 板坯厚度為150250，多數(shù)為200250，最厚達300350；板坯寬度取決于產(chǎn)品規(guī)格，板坯最大寬度約比成品最大寬度大50。 連鑄坯厚度為180350，連鑄坯寬度和厚度規(guī)格應(yīng)盡量減少，連鑄坯寬度

11、可達2320。我國1700軋機采用的連鑄坯，寬度是100進位的，厚度規(guī)格為160、180、210、250。板坯長度受加熱爐爐堂寬度及軋件溫度降的限制，為912，最長達15，板坯重量為2045。 表2-2機架號數(shù)或道次 12345相對壓下量%2030354040503050表2-3機架號數(shù)或道次 123456相對壓下量%152323302635274030503335表2-4? 1700mm 3/4熱連軋機軋制程序表 板坯厚度H和寬度B、長度L可按下述方法確定： =100150h式中 成品帶鋼厚度。 如果粗軋機架數(shù)多，速度高，可選取較厚板坯，反之，那么選取較薄板坯。 =+50100 式中 成品帶

12、鋼寬度 式中 加熱爐內(nèi)寬； 加熱爐兩滑軌的中心距離。 為了減少板坯尺寸規(guī)格種類，通常在寬度上采用100進位，厚度上為50進位。 2粗軋機組壓下量分配 ? 為保證精軋機組的終軋溫度，應(yīng)盡可能提高粗軋機組軋出的帶坯溫度。因此，一方面應(yīng)盡可能提高開軋溫度，另一方面應(yīng)盡可能減少粗軋道次和提高粗軋速度，以縮短延續(xù)時間，減少軋件的溫度降。粗軋機組變形量一般要占總變形量坯料至成品的7080，粗軋機組軋出的帶坯厚度為2040對六機架精軋機組，約為2030，對七機架精軋機組，約為2540。 粗軋機組水平軋機各道壓下量分配規(guī)律為，第一道考慮咬入及坯料厚度偏差不能給以最大壓下量；中間各道次應(yīng)給以設(shè)備能力所允許的最大

13、壓下量；最后道次為了控制出口厚度和帶坯板形，應(yīng)適當(dāng)減少壓下量。 粗軋機組的立輥軋機，除立輥破鱗機或稱大立輥考慮破鱗和調(diào)節(jié)板坯寬度給予較大壓下量50100外，其他立輥軋機壓下量約等于上道水平輥軋機軋制時板坯的寬展量。粗軋各道板坯寬展量與板坯厚度、寬度、壓下量和摩擦系數(shù)有關(guān)，約為432mm，第一二道取大值，后一二道取小值。 某粗軋機組軋制5道時各道的相對壓下量如表2-2所列。某粗軋機組軋制6道時各道相對壓量如表2-3所列。某17003/4熱連軋機粗軋機組軋制程序表見表2-4示。 1450mm半連續(xù)式帶鋼熱連軋車間粗軋機R1、R2機架出口目標(biāo)厚度標(biāo)準(zhǔn)、軋制道次如表2-5所示。? 表2-5? 粗軋機R

14、1、R2機架出口目標(biāo)厚度 軋機 成品寬度mmR1R21100110011001100859090859090232530232530對于粗軋機組立輥軋機輥縫的設(shè)定計算，在水平輥軋機壓下規(guī)程已定的情況下，有專家推薦按照如下步驟，計算立輥軋機輥縫值。 A、計算精軋機組出口寬度BF 式中? Bn標(biāo)準(zhǔn)或用戶要求的熱軋帶鋼成品寬度； tFC精軋機組終軋溫度； 帶鋼熱膨脹系數(shù)； 寬度邊緣余量可由操作人員調(diào)整。 B、計算粗軋機組出口寬度，即中間帶坯寬度BR 式中? BF軋件在精軋機組的總寬展量，它可根據(jù)測寬儀測得實際的BR和BF，。 C、計算立輥總壓下量BR 式中? QS板坯的熱膨脹系數(shù)，約為1.015；

15、BS冷態(tài)的連鑄板坯寬度； BRij粗軋機組第i架水平輥軋機第j道次的寬展量，可按下式計算： 式中? K寬展系數(shù)，可由現(xiàn)場實測求得； 表2-6? 側(cè)壓量分配系數(shù)aij 道次 大立輥 2號小立輥 3號小立輥 4號小立輥 可逆機架 軋三道 可逆機架 軋五道 可逆機架 軋七道 hRij粗軋機組第i架水平輥軋機第j道次壓下量道次號只用于可逆式機架。 D、計算各架立輥軋機側(cè)壓量BEij式中? i粗軋機組立輥軋機機架號； j立輥軋機道次號道次號只用于可逆式機架； aij粗軋機組第i架立輥軋機第j道的側(cè)壓量分配系數(shù)。它可根據(jù)具體軋機結(jié)構(gòu)及工藝條件，按照經(jīng)驗確定。例如3/4連續(xù)式熱連軋帶鋼軋機，粗軋機組第二架為

16、可逆式時，可采用表2-6所列數(shù)值。由于立輥只在奇道次對軋件側(cè)壓，表中道次數(shù)nR是水平輥軋機的軋制道次數(shù)，立輥軋機道次數(shù)是nR +1/2。 E、計算各架立輥軋機各道軋出軋件寬度 各架立輥軋機的各道軋出軋件寬度計算，可根據(jù)BS和BEij，從第一架大立輥開始， 算到最后一架立輥軋機。 F、計算各架立輥軋機各道輥縫 根據(jù)各架立輥軋機各道軋出軋件寬度，按軋機彈跳方程即可算出各架立輥軋機各道輥縫。 3精軋機組壓下量的分配 精軋機組壓下量的分配原那么是： A、除了在設(shè)備能力允許的條件下，應(yīng)盡可能提高軋機的生產(chǎn)率外，還應(yīng)考慮產(chǎn)品的質(zhì)量，即終軋溫度、終軋變形程度和產(chǎn)品尺寸精度等； B、應(yīng)盡可能簡化精軋機組的調(diào)整

17、。 精軋機組的總壓下量，一般占總變形量的1025。為保證帶鋼機械性能，防止晶粒過大，終軋變形程度即最后一架的相對壓下量應(yīng)不低于10。但從保證產(chǎn)品尺寸精度的要求出發(fā)，最后一道的壓下量不宜過高。最后一架的相對壓下量一般取為1015。精軋機組各架壓下率分配范圍如表2-7所示。 表2-7? 精軋機組6與7機座壓下率分配范圍 表2-8? 某廠冷軋2.00.5壓下率分配 5冷軋板帶鋼軋制規(guī)程制定 1原料選擇? 冷軋板帶鋼采用的坯料為熱軋板帶，坯料最大厚度受冷軋機設(shè)備條件軋輥強度，電機功率，允許咬入角，軋輥開口度等限制；坯料最小厚度確實定那么應(yīng)考慮所軋成品的厚度、鋼種、產(chǎn)品的組織性能要求以及供坯條件熱軋帶生

18、產(chǎn)等因素。一般厚度較薄的產(chǎn)品，那么坯料厚度相應(yīng)選擇小一些。為滿足產(chǎn)品最終的組織性能要求，坯料厚度的選擇必須保證一定的冷軋總壓下率，例如：連軋機總壓下率一般為5065，單機可達5089。又如冷軋汽車板必須有30以上一般5070的冷軋總壓下率，否那么成品最終的晶粒大小和深沖性能達不到要求。硅鋼板也需一定的總壓下率第二次冷軋總壓下率通常取50才能保證其物理性能電磁性能。不銹鋼板也要求一定的冷軋總壓下率，以保證其外表質(zhì)量。 2各道壓下量分配? 冷軋軋程是冷軋過程中每次中間退火前所完成的冷軋工作。冷軋軋程數(shù)確實定主要取決于所軋鋼種的軟硬特性，坯料及成品的厚度，所采用的冷軋工藝方式與工藝制度以及軋機的能力

19、等，并且隨著工藝和設(shè)備的改良與更新，軋程方案也在不斷變化。例如，改用潤滑性能更好的工藝潤滑劑，或采用直徑更小的高硬度工作輥都能減少所需要的軋程數(shù)，又如某些牌號的不銹鋼在采用1502000C的溫軋工藝時，變形抗力顯著降低。采用異步軋制方式冷軋帶鋼時，可以使軋制壓力和加工硬化大為減少。這些都大有利于減少軋制道次和軋程。因此，在確定冷軋程時，除了切實考慮已有的設(shè)備與工藝條件外，還應(yīng)當(dāng)充分注意研究各種提高冷軋效率的可能性。 冷軋板帶壓下量的選擇受到軋輥參數(shù)及它所能承受的最大壓力、軋機結(jié)構(gòu)、軋制速度以及電動機功率的限制。每道次的壓下量和每個軋程總壓下量的選擇還應(yīng)考慮金屬的冷加工硬化的程度、鋼的化學(xué)成 表

20、2-9 日本某廠冷軋鍍錫板2.28壓下率分配 表2-10? 各種冷連軋壓下分配系數(shù)分、前后張力、潤滑條件以及成品最終的機械性能和長寬方向的厚度公差等因素。分配壓下量時，力求各道次金屬對軋輥的壓力大致相同。第一、二道次為利用金屬塑性，可給較大壓下量，但往往受到咬入條件限制，在有良好潤滑經(jīng)研磨的軋輥允許咬入角3040，而軋輥外表較粗糙的為5080。第一道考慮到熱軋來料的厚度偏差不宜采用過大壓下量，中間道次隨冷加工硬化的增加應(yīng)逐道減少壓下量。最后12道為保證板形和厚度精度一般采用較小壓下量。由于冷軋板帶的厚度較薄，故制定壓下制度時通常采用分配壓下率的方法。 逐道壓下率的分配一般有三種，冷連軋機壓下量

21、分配根本上與單機架冷軋機分配相同。1壓下率逐道次減小，是應(yīng)用最廣的方法。2壓下率各道次根本相同。多用于連軋機、可逆式單機架。某冷軋廠1700五機架軋機壓下量分配即采用此方法，如表2-8所示。3壓下率逐道增大均有工藝潤滑。如日本五機架冷軋機軋制鍍錫板壓下率分配，如表2-9所示。 具體分配計算按上述三種分配方法，對具體數(shù)值確實定，一是參考同類條件經(jīng)驗數(shù)據(jù)予以選定；另一種是分配各機架如連軋機的負荷采用能耗法。當(dāng)有類似的單位能耗曲線資料，可確定各架負荷分配比，再算出壓下量參見。假設(shè)沒有適宜的能耗資料，也可根據(jù)經(jīng)驗采用分配壓下系數(shù)的方法，那么各道的壓下量為： 式中 冷軋時的總壓下量； 壓下分配系數(shù)。 各

22、種冷連軋機壓下分配系數(shù)列于表2-10。 在確定各架壓下量或軋后厚度的同時，還要根據(jù)經(jīng)驗分析選定各機架間的單位張力。 生產(chǎn)中采用的張應(yīng)力按帶鋼的屈服極限選取，其范圍較寬。不同的軋機，不同的軋制道次，不同的品種規(guī)格，甚至不同的原料條件，要求不同的張應(yīng)力值與之相適應(yīng)。當(dāng)軋鋼工人操作技術(shù)水平較高，變形比擬均勻且原料比擬理想時，可選用高一些的張應(yīng)力值；當(dāng)帶鋼較硬，邊部不理想或操作不熟練時，可取偏小一些的數(shù)值。一般在可逆式冷軋機的中間道次或連續(xù)式冷軋機的中間機架上，張應(yīng)力可取。在軋制低碳鋼時，有時因考慮到防止鋼卷退火時產(chǎn)生粘結(jié)等原因，成品卷取張應(yīng)力不能太高，一般用49MPa左右，其它鋼種可以高些。連軋機開

23、卷張應(yīng)力很小一般僅為1.47MPa1.96MPa，可忽略。此外，連軋機各架張力的選擇還需考慮主電機之間及主電機與卷取機之間的合理功率負荷分配，一般是先按經(jīng)驗范圍選擇一定的張應(yīng)力值，然后再進行設(shè)備能力及咬入條件等校核。四、五和六機架式冷連軋機壓下制度實例如表2-11所示。 表2-11? 4、5、6機架冷連軋機壓下制度 6常用的負荷分配變形制度制定方法 1能耗曲線法 用能耗曲線來進行負荷分配，在各類軋機中的應(yīng)用非常廣泛，因為既方便，又可靠。能耗曲線的形式如圖2-11所示。能耗是變形量延伸系數(shù)或鋼板厚度當(dāng)坯料厚度為時的對數(shù)函數(shù)或鋼板厚度函數(shù)。 用能耗曲線分配負荷的方法有以下兩種。 A、等能耗分配法?

24、 用坯料厚度軋成成品厚度，共軋七道，其能耗曲線如圖2-11所示，現(xiàn)確定該軋機軋制時的道次變形量。在縱坐標(biāo)上把總能耗按等能耗的原那么，均分為七等分，在曲線上求得相應(yīng)的1，26，7點如圖2-11這些點所對應(yīng)的橫坐標(biāo)就是各道次軋出厚度。 圖2-11 等能耗分配法 對于各架電動機容量相等的設(shè)備條件，經(jīng)常可用此法進行變形量的分配，但一般最后一道，應(yīng)考慮到板形等因素不參加分配。 B、相對能耗相等的方法分配變形量 在某些機組上，由于電機的容量不相等，所以對于每架電機來說，應(yīng)按相對的負荷均勻原那么進行分配，例如：某機組為七機架連軋，它們的主電機容量分別是。那么第i架分配到的能耗應(yīng)是： 當(dāng)時，便是等能耗。 當(dāng)時

25、，便是相對的能耗相等，即“等儲藏的觀點能耗分配。 2能耗模型法數(shù)式化 根據(jù)實測能耗電參數(shù)測定和扭矩測定的數(shù)據(jù)，選取合理的模型結(jié)構(gòu)，建立能耗數(shù)式化模型，即。依其能耗模型可進行負荷分配。其數(shù)式化能耗模型的形式有統(tǒng)計模型和理論統(tǒng)計模型。 有了能耗模型之后，用等能耗觀點或用等儲藏觀點，或用其他的觀點，確定各道次的能耗分配系數(shù)，把能耗分配到各道次中去，然后用能耗模型換算出軋出鋼板的厚度。 假假設(shè)分配系數(shù)是，那么道次的能耗是，是總能耗，總能耗等于各道能耗之和。有了之后，便可以由能耗模型求得延伸系數(shù)，在前一道斷面的根底上，即可求得該道次軋件的斷面，或者由能耗模型求得各道次出口厚度。 例如：我國某廠七機架熱連

26、軋機組，運用能耗模型為：總能耗。 式中? 一第一架入口軋件厚度； 一第七架出口軋件厚度。 道次能耗 式中? 為溫度影響系數(shù)，當(dāng)時，=； 精軋入口預(yù)測溫度； 精軋入口基準(zhǔn)溫度； 溫度系數(shù)； 鋼種系數(shù)； 能耗模型中參數(shù)。 能耗模型中的參數(shù)值如表2-12。 表2-12? 能耗模型中的參數(shù)值 該廠利用負荷分配系數(shù)的方法，進行負荷分配。負荷分配系數(shù)是根據(jù)設(shè)備條件、操作習(xí)慣、產(chǎn)量及板形等綜合條件確定。 當(dāng)入口厚度為，軋出的成品厚度為時，總能耗為，各架軋機的道次能耗值為荷分配系數(shù)為兩者之比值，即。 該廠確定的道次負荷分配系數(shù)，以表格形式存放在計算機內(nèi)存中，可按不同產(chǎn)品規(guī)風(fēng)格用道次負荷分配系數(shù)。表2-13列出

27、了1700熱帶精軋機組七機架道次負荷分配系數(shù)的值，可供參考。 累計能耗分配系數(shù) 在總能耗的情況下，有 表2-13? 負荷分配系數(shù)解此方程得 分析其結(jié)果，只有取正值，得 在此公式中，為求道次軋件厚度，必須要先求出，故在做負荷分配時，便要先從第一道入口軋件厚度開始求起，這樣做在使用上不太方便，因此，引入累積能耗概念，用累積能耗的概念可以從軋件的入口厚度，直接求出任何道次出口軋件厚度。 同樣，可以求得任一道次的軋件厚度假設(shè)能耗模型用今井一郎的： 式中 分析生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)得，為成品板厚。 因為，那么 整理后得 把以上的負荷分配方法畫出粗框圖來，如圖2-12所示。 2、速度制度的制定 速度制度的合理性在于

28、保證軋制溫度和獲得最短的軋制節(jié)奏。 鋼板及帶鋼軋機按其作業(yè)制度的不同共有三種速度制度：轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速不變的定速軋制如三輥勞特軋機，可調(diào)速的可逆式軋制如中厚板軋機、半連軋中的粗軋機等，固定轉(zhuǎn)向可調(diào)速軋制如連軋機等。 1轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速不變的軋制 對于鋼板生產(chǎn)來說，這種速度制度主要用在三輥勞特軋機上。它的軋機轉(zhuǎn)速是不變的，是由原始設(shè)計確定的。我國的勞特式軋機速度在2.03.0。這個速度確實定是在長期生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的。因為速度再高電機容量就要加大，鋼板咬入時的沖擊力也就愈大，軋件軋后拋出太遠，會增加下一道次軋制前的軋件返回時間，影響產(chǎn)量。 2固定轉(zhuǎn)向可調(diào)速軋制連軋機組的速度制度 連軋機組各機架的軋制速度在很大

29、程度上決定了軋機的生產(chǎn)能力、帶鋼溫度、變形抗力及其他一些工藝參數(shù)，因此需要仔細確定。 在連軋機組中，軋制速度必須遵循每個機座中金屬秒體積流量相等的原那么。即 式中：相應(yīng)機座中的工作輥直徑，mm； 相應(yīng)機座中的電機轉(zhuǎn)速，r/min； 相應(yīng)機座中減速箱的減速比； 相應(yīng)機座中的軋件出口厚度，mm； 一相應(yīng)機座中的前滑值。 前滑值可用公式計算： 或簡化為 1精軋機組的穿帶速度 第二代以后的連軋機的特點是升速軋制，也就是說穿帶速度與軋制速度是不同的。所謂穿帶速度是指軋件頭部從第一架入口到末架出口進入卷取機時的速度。 第二代連軋機穿帶時最末架機座帶鋼的出口速度為1011/s，在這樣的速度下帶鋼頭部沿輸送輥

30、道平穩(wěn)運送進入卷取機，而不會出現(xiàn)飄起造成卷取的困難。 穿帶速度的選取除了考慮卷取時咬入的可靠性外，還須考慮終軋溫度的要求。例如當(dāng)軋制較厚的帶鋼時，軋件溫度較高，為保證終軋溫度仍在合理范圍對低碳鋼為830850，就要有意識地限制帶鋼穿帶速度412厚帶鋼，穿帶速度為36m/s，以增加帶鋼的冷卻時間，得到要求的終軋溫度。只有在機架間有冷卻系統(tǒng)的連軋機上才能增加軋制溫度，允許穿帶速度取較高的值。 也可用計算軋件溫度的公式算出保證終軋溫度的穿帶速度，即 式中? 一周圍介質(zhì)的溫度，； 軋件進入第一架軋機時軋件頭部溫度，； 一復(fù)合換熱系數(shù)，； 一鋼的比重，； 一鋼坯的比熱，。 末架的軋件出口速度； 機架間距

31、離； 末架的軋件出口厚度； 軋件終軋溫度的目標(biāo)值。 目前為了減輕金屬咬入軋輥時的動態(tài)沖擊，提高帶鋼頭部的溫度，在某些寬帶鋼連軋機上采用了在進入第一架前就加速到較高速度，以后隨軋件進入機座逐漸減速到咬入速度，到卷取機卷上，然后升速軋制圖2-13。這樣，由于減少了帶鋼在運輸輥道上的停留時間，增加了塑性變形的發(fā)熱，因此帶鋼頭部溫度可提高3040，減少了沿帶鋼長度上的溫度波動，縮短了軋制時間612秒。 2連軋機組的加速度制度 帶鋼在卷取機卷筒上形成23匝后，連軋機組就開始加速軋制。第二代連軋機從設(shè)備能力考慮可以有1.062.03? s2的加速能力，但一般使用范圍僅在0.05080.203m/s2。加速

32、度值取決于帶鋼厚度和所要求的終軋溫度。 圖2-13 寬帶鋼熱連軋機精軋機組預(yù)先加速的速度圖 有各種公式用來確定加速度值，但它們都是在特定條件下的經(jīng)驗公式，使用范圍很窄。例如：可用以下公式近似計算保持恒定出口溫度的加速度值A(chǔ)式中? 加速度值，； 進入第一架軋機的軋件厚度，； 進入第一架軋機的軋件前端溫度，。 也有資料認為咬入速度和成品帶鋼厚度決定末架軋機的加速度，其數(shù)據(jù)列于表2-14中。 表2-14? 由帶鋼厚度、咬入速度決定的軋機加速度值 時，將大大提高軋機的生產(chǎn)能力。但是帶鋼尾部的溫度也將大大超過允許的終軋溫度和帶鋼頭部的溫度，這就導(dǎo)致了沿帶鋼長度上金屬機械性能的差異。為了保證在這種條件下帶

33、鋼終軋溫度一致，須采用機架間的冷卻系統(tǒng)。采用這樣的加速度可以增加軋機生產(chǎn)能力2040%，此時大局部帶鋼是在最大速度下軋制的，完全利用了機械和電器設(shè)備的能力。 但是在這種情況下，最后一架軋機帶鋼的出口速度還取決于奧氏體轉(zhuǎn)變所需要的時間，即帶鋼從末架軋機出口到進入卷取機這段運輸時間里應(yīng)能完成奧氏體的轉(zhuǎn)變。如果在這段時間里不能完成這種轉(zhuǎn)變，奧氏體分解會在鋼卷中進行。由于鋼卷中帶鋼沿鋼卷厚度的冷卻條件不同，因而法奧氏體轉(zhuǎn)變后得到不同組織，導(dǎo)致沿帶鋼長度上機械性能的差異。為此帶鋼需要的出口速度應(yīng)該是： 式中? 連軋機組末架帶鋼出口速度， 從末架軋機到卷取機前的長度， 從終軋溫度開始到完成奧氏體轉(zhuǎn)變需要的

34、時間， 可根據(jù)不同鋼種的奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線s曲線得到。采用軋后強制冷卻的方法可以縮短轉(zhuǎn)變所需的時間，從而允許增加末架軋機軋件出口速度。但是控制冷卻的采用隨之會帶來帶鋼性能的變化，這一點要引起注意。 當(dāng)帶鋼尾部從連軋機組中出來后或離開了連軋機組的某一架后，機組就開始逐漸減速到咬入速度1011，以備第二根帶鋼的穿入軋制。 3速度曲線 根據(jù)上述確定速度制度的原那么，可示出精軋末架軋機的速度曲線圖圖2-14。 ； 3點表示帶鋼咬入卷取機后，以第二級加速度加速，加速度約0.050.22，此時也是卷取機開始咬入帶鋼的時刻； 4點表示帶鋼以最高速度運動，其速度由工藝制度的設(shè)計計算確定；5點表示帶鋼在第三架

35、軋機上尾部拋鋼時，整個機組就進行第一級減速，一直減到15的速度為止；6點表示帶鋼以15的速度軋制，等待拋出；7點表示帶鋼尾、部離開末架軋機，末架軋機開始第二級減速，到達咬入速度；8點表示軋機開始以穿帶速度等待下一條帶鋼咬入；9點表示下一條帶鋼咬入。圖中虛線局部是卷取機的速度圖，它的速度與末架軋機的速度相協(xié)調(diào)。 帶鋼被卷取機咬入之前，卷取機有較軋機速度為高的等待速度。咬入后卷取機與軋機速度相同，保持同步，直到軋件尾部離開精軋機組后，精軋機空載減速，而卷取機仍以拋鋼速度卷取，經(jīng)過一段時間后才開始減速直到停止。 帶鋼尾部需要進行減速軋制，其原因一是由于末架軋機在軋下一根軋件時，需要減速到穿帶速度；二

36、是卷取機停下來后要求保證鋼卷停在某一固定位置，通常要求鋼卷尾部朝下，以便緊壓在卸卷小車上，便于打捆，而減速軋制就是為了便于控制這個位置。開始減速軋制的時間即圖中5點要選擇適宜，減速太早會使產(chǎn)量降低，太晚又會使拋出速度過高。 由于連軋機組的條件不同，軋制產(chǎn)品不同，所以連軋速度曲線可以有其他形式，如圖2-15所示。 制度相當(dāng)于第二代熱連軋機的一般速度制度；制度是在老式連軋機上，沒有加速度制度下的速度制度；制度是在機架間有冷卻的情況下，可以允許有較大的穿帶速度和軋制速度時的速度制度；制度是在第二代連軋機上軋制厚帶鋼時，由于終軋溫度的限制，軋制速度不可能提高時的速度制度。 4連軋機組的速度錐 末架軋制

37、速度確定之后，可利用秒流量相等的原那么，根據(jù)各架軋出厚度和前滑值，求出各架軋輥速度。前滑值主要是壓下率的函數(shù)，可以通過理論公式或經(jīng)驗統(tǒng)計公式計算。由于連軋機組生產(chǎn)不同規(guī)格的產(chǎn)品，要求不同的軋制速度，因此連軋機各架軋機的軋制速度應(yīng)有較大的調(diào)整范圍。機組速度范圍的大小與所軋產(chǎn)品的延伸系數(shù)以及電機的特性有關(guān)。根據(jù)秒流量相等忽略前滑，有 ? 所以： 式中? 一第一架入口軋件厚度及速度； 連軋機組總延伸系數(shù)及連軋常數(shù)。 ? 圖2-15? 熱連軋帶鋼軋機上的速度制度圖? ?圖2-16? 精軋機組各架速度范圍 由此式可見，末架軋機的出口速度與總延伸系數(shù)有關(guān)，總延伸系數(shù)越大，末架軋機的出口速度也就越大。從又可

38、見，當(dāng)最大，最小時，可以得到最大的總延伸系數(shù)；反之，當(dāng)最小，最大時，可以得到最小的總延伸系數(shù)。再者，連軋機組的速度范圍；與第一架軋機上的壓下率有關(guān)，越大，就越小。通常第一架軋機的壓下率為4050%，所以 有了如上關(guān)系后，在確定了產(chǎn)品范圍，帶鋼尺寸即確定了帶坯的總延伸率后，就可以確定整個連軋機組的速度范圍和各個軋機應(yīng)具有的調(diào)速范圍了。 首先確定末架軋機的最高速度對于第二代熱連軋機，最高速為23，然后根據(jù)機組生產(chǎn)最薄產(chǎn)品時的最大總延伸率，即根據(jù) 決定，再根據(jù)直流電機的調(diào)速特性一般直流機的調(diào)速范圍為3，確定未架軋機的最小出口速度。同樣根據(jù)機組生產(chǎn)最厚產(chǎn)品時的最小延伸，按下式 求出第一架軋機的最大出口

39、速度。這樣將速度繪制于以橫座標(biāo)為機架號，縱座標(biāo)為軋制速度，如圖2-16所示c、線。為了便于調(diào)整并考慮最小工作輥徑的使用，軋機速度范圍要比工作速度范圍增大約810%，如圖2-16中的、線。由于這個速度范圍圖形為錐形。故得名稱為速度錐。由軋制工藝要求所提出的總延伸及速度范圍必須落入此速度錐范圍之內(nèi)，否那么連軋過程將無法實現(xiàn)。? 3可調(diào)速的可逆式軋制 可逆式軋制除用于初軋生產(chǎn)外，還用于半連續(xù)帶鋼生產(chǎn)中的粗軋機組和可逆式中厚板軋機。正確選擇這類軋機的速度制度是快速軋鋼的重要環(huán)節(jié)。 1可逆式軋制速度的類型及其選擇 可逆式軋制的速度圖有兩種類型： A、梯形速度圖? 如圖2-17所示。其各局部組成如下：0時

40、間內(nèi)，轉(zhuǎn)速從0增至，為空載加速階段；時間內(nèi)，轉(zhuǎn)速由增至為軋件咬入速度，為負載加速階段；時間內(nèi)，轉(zhuǎn)速保持恒速，為高速軋制階段；時間內(nèi)，轉(zhuǎn)速從降至為軋件的拋出速度，為負載減速階段；時間內(nèi)，轉(zhuǎn)速從降至零，為空載減速階段。之后開始反向轉(zhuǎn)動。 圖2-17 可逆式軋機梯形速度圖 由圖可見，是純軋時間，是第一道與第二道之間的間隙時間。 B、三角形速度圖如圖2-18所示。三角形速度圖與梯形速度圖相比，沒有等速軋制階段，其它各段相同。 由上述兩種速度圖可知：一個軋制道次的純軋時間為： 梯形速度圖 三角形速度圖 兩道次間的非軋制時間即間隙時間，。為上道次空轉(zhuǎn)減速時間，為下道次空轉(zhuǎn)加速時間。 圖2-18? 可逆式軋

41、機速度圖 軋制節(jié)奏時間T 式中：各道次純軋時間的總和； 各道次之間間隙時間的總和； 前一根軋件軋完至下一根軋件開始軋制的間隔時間。 三角形速度圖的生產(chǎn)率高于梯形速度圖的生產(chǎn)率，但采用三角形速度圖時，假設(shè)轉(zhuǎn)速高于電機額定轉(zhuǎn)速，那么允許的力矩要降低，當(dāng)軋件較長時，還可能超過電機的最高轉(zhuǎn)速。因此，應(yīng)根據(jù)軋件長度，電機的調(diào)速范圍和對軋制周期的要求確定選用哪種速度圖。 2合理速度制度確實定 制定可逆式軋機的速度制度包括：確定選用何種速度圖三角形、梯形，選擇各道次的咬入和拋出轉(zhuǎn)速，計算最大轉(zhuǎn)速及純軋時間，確定間隙時間。 A、咬入和拋出轉(zhuǎn)速的選擇 咬入和拋出轉(zhuǎn)速確定的原那么是：獲得較短的道次軋制節(jié)奏時間、保

42、證軋件順利咬入、便于操作和適合于主電機的合理調(diào)速范圍。咬入和拋出轉(zhuǎn)速的選擇不僅會影響本道次的純軋時間，而且還會影響到兩道次間的間隙時間。 由于壓下的動作時間隨各道壓下量而定，軋輥逆轉(zhuǎn)、回送軋件時間可以根據(jù)所確定的咬入、拋出轉(zhuǎn)速改變，所以考慮這三個時間的原那么應(yīng)當(dāng)是：壓下時間要大于或等于軋 圖2-22? 三角形速度圖? 圖2-23 梯形速度圖 輥逆轉(zhuǎn)時間，要大于或等于回送軋件時間。這樣軋輥咬入和拋出轉(zhuǎn)速的選擇就應(yīng)當(dāng)本著在調(diào)整壓下時間之內(nèi)完成軋輥逆轉(zhuǎn)動和在保證可靠咬入的前提下獲得最短軋制時間這個原那么。因此，對于第一道或者是受咬入條件限制的道次就要從咬入條件出發(fā)考慮咬入速度。對于最后一道為了縮短純

43、軋時間，縮短軋件在輥道間的運送時間，拋出速度就可以較高。中間道次那么應(yīng)使前一道的拋出速度與后一道的咬入速度相等，此時有最短的軋制節(jié)奏。當(dāng)前一道的拋出速度與后一道的咬入速度相等時，有最短的軋制節(jié)奏。根據(jù) 這個結(jié)果對于可逆式軋機上的中間道次是適宜的，而對于第一道或者受到咬入條件限制的道次就要從咬入條件出發(fā)考慮咬入速度了。 B、最大軋制速度與純軋時間的計算 對于三角形速度圖見圖2-22 那么得 純軋時間 對于梯形速度圖 多邊形梯形面積:故等速軋制時間 加速軋制時間 減速軋制時間 純軋時間 梯形速度圖的最高速度可在不超過電機允許的最大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)選取。 3、溫度制度 溫度制度是指軋件的加熱、軋制、冷卻、

44、卷取等過程中的溫度確定。溫度制度與變形制度是決定熱軋板帶鋼的組織及機械性能的重要因素。溫度制度確實定主要是根據(jù)對產(chǎn)品性能的要求，而同時考慮設(shè)備強度和生產(chǎn)能力。 1加熱溫度 鋼的加熱溫度是指鋼加熱終了時出爐的外表溫度。鋼的加熱溫度范圍主要是根據(jù)鋼的性質(zhì)、化學(xué)成分和壓力加工工藝要求來確定的。不同鋼種具有不同的溫度范圍。對于碳鋼，加熱溫度范圍可在Fe-Fe3C平衡圖上找到，對于含碳量為0.20.4的鋼，加熱溫度范圍通常為8001200，對于碳素鋼最高加熱溫度應(yīng)低干鐵碳平衡圖固相線100150。對于合金鋼加溫度范圍較窄，如不銹耐熱鋼Cr25Ni20的溫度范圍為10001150；又如Ni基合金的溫度范圍

45、只在10251150之間。 對于低碳鋼的加熱溫度宜取在11001150。 2軋制過程中軋件溫度降落的計算 1中厚板軋制時逐道溫降計算? 熱軋時軋件的溫度降不僅與輻射、對流和傳導(dǎo)所散失的熱量有關(guān)，還與軋制變形功所轉(zhuǎn)化的熱量有關(guān)。高溫下輻射散溫是主要的，因此，軋件溫度降一般按輻射散溫計算，而認為對流和傳導(dǎo)所散失的熱量同變形功所轉(zhuǎn)化的熱量抵消。由于輻射散熱所引起的溫度降為 式中? 計算溫度降的起始絕對溫度，； 輻射散熱時間，s； 一輻射系數(shù)，對鋼軋件； 在Z時間段內(nèi)軋件重量，kg，其中為鋼的比重； 在Z時間段內(nèi)軋件的散熱面積，2； 一軋件的熱容量，對碳鋼?。 熱軋鋼板時，輻射面積可表示為；為考慮散熱

46、條件的系數(shù)。在可逆式軋機上由于板坯下外表輻射條件不如上外表，計算散熱面積時，可近似取。將、及的數(shù)值代入，及以秒及毫米代入，那么得 當(dāng)時間不太長時，上式根號內(nèi)第二項的數(shù)值與相比很小，故由近似計算公式當(dāng)很小時，代入，那么得 ? 有時為了簡化計算，也可采用以下經(jīng)驗公式 式中 、分別為前一道軋制溫度與軋出厚度，。 由于軋件頭部和尾部溫度降不同，頭尾溫度都要計算。為設(shè)備平安著想，計算軋制壓力所用的各道溫度時應(yīng)以溫度低的一端一般為尾部為準(zhǔn)。 表2-15 1700熱連軋機軋制程序表 2熱連軋帶鋼時逐道溫降的計算 對粗軋各道，令，那么逐道溫降為 對精軋各道，令，那么得 帶坯在中間輥道上冷卻，也可以按輻射散熱計

47、算。此時，同粗軋一樣，可取，故得帶坯進入第一架精軋機的溫度為 式中? 粗軋軋完后的帶坯溫度 對于精軋機組，軋件任一部位通過各架軋機延續(xù)時間與軋件厚度的比值為一常數(shù)，即 式中? 精軋機組各架間距。 故軋件任一部位，從精軋第一架的溫度，降至末架的終軋溫度為 ? 從上式可以看出，軋制薄帶鋼時，為保證終軋溫度，必須提高軋制速度和提高進入精軋的軋件溫度1。 當(dāng)數(shù)值較大時，上式中根號第二項數(shù)值較小，故近似可得： 這樣，按上式計算出總溫度降，再除以-1，就得每架溫度降的數(shù)值。 3軋制溫度確實定 在軋制過程中分有開軋溫度和終軋溫度。對于亞共析鋼，開軋溫度比NJE線低100150；對于過共析鋼，開軋溫度最高應(yīng)低

48、于JE線100，或為加熱溫度減去由加熱爐出爐后到軋制前的溫度降。終軋溫度，對于亞共析鋼要高于GS線50100，對過共析鋼終軋溫度應(yīng)低于ES線，這樣可以破碎在晶粒邊界上析出的網(wǎng)狀碳化物滲碳體，如果低于SK線，就會有較多的石墨析出，呈現(xiàn)黑色斷口。因此終軋溫度應(yīng)比SK線高100150。如上確定的加工溫度范圍過于籠統(tǒng)。 4冷卻、卷取溫度確定 1中厚板鋼冷卻制度確實定 冷卻制度包括確定開始冷卻溫度、終了冷卻溫度和冷卻速度。通常軋后冷卻裝置總是盡可能地接近于軋機，使軋完的鋼板能及時得到冷卻，所以冷卻開始溫度接近于軋制終了溫度。冷卻開始溫度越高在Ar3以上，強度提高就越大，冷卻開始溫度越低，強度提高較少，但

49、材料的韌性比擬高。 冷卻終了溫度影響到鐵素體的晶粒尺寸，第二相的種類、數(shù)量、硬度等，其變化規(guī)律比擬復(fù)雜。一般停止冷卻的溫度都在Ar1以下，終了溫度對低碳鋼影響較大，對高碳、低錳鋼的影響較小。根據(jù)對材料性能的要求，通過試驗確定冷卻終了溫度。 冷卻速度提高，材料的強度也提高，冷卻速度的控制以不產(chǎn)生馬氏體為原那么，一般冷卻速度取10s左右。 總之軋后冷卻對提高材料的強度效果較大，而低溫軋制未再結(jié)晶區(qū)的軋制對提高材料的韌性效果較大，這兩者的配合即可得到綜合機械性能良好的鋼材。 對于高強度鋼板采用軋后直接淬火，這不僅節(jié)省了能源，而且直接淬火回火材的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)材。 因為中厚板的板厚、板寬都大于帶鋼

50、，又沒有卷取過程，冷卻時容易造成性能不均勻，板形變壞，冷卻后又不能進行矯直，因此中厚板的軋后冷卻除了要確定適宜的冷卻工藝外，還必須有適宜的冷卻設(shè)備和方式，這樣才能使冷卻工藝用于生產(chǎn)。 2帶鋼的冷卻和卷取溫度確實定 ? 帶鋼軋后冷卻對帶鋼產(chǎn)品性能的控制作用較大。因為在帶鋼連軋機上對壓下規(guī)程作大的改變比擬困難，在固定坯料厚度以及產(chǎn)品厚度的條件下，在沒有機架間冷卻設(shè)備的連軋機上，軋件的終軋溫度變化也不大，加上帶鋼軋機上生產(chǎn)的高強度鋼材有相當(dāng)一局部是較厚的產(chǎn)品，終軋溫度比擬高，因此與中厚板軋機的情況相反，連軋機上對軋制終了溫度和壓下量的分配不易進行控制，而對軋后冷卻和卷取溫度比擬容易控制。所以軋后冷卻

51、的控制就成為控制產(chǎn)品性能的重要因素了。 帶鋼從精軋機組軋出后的終軋溫度為800900，而卷取溫度要求不高于650否那么，因帶鋼晶粒粗大而降低其機械性能。在高速軋制情況下，從精軋機軋出的帶鋼通過100多米長輸出輥道到達卷取機的時間只需510s薄帶鋼或820s厚帶鋼。在此段時間內(nèi)必須將800900帶鋼冷至650以下進行卷取，顯然采用一般冷卻方法是不可能的，必須使用快速高效冷卻方法。過去帶鋼的軋后冷卻曾經(jīng)是限制軋制速度提高的一個困難問題。為此創(chuàng)造了具有高冷卻效率的層流冷卻系統(tǒng)，它是一種流量達200m3/min以上大流量低水壓的噴淋式冷卻系統(tǒng)。 對沸騰鋼和鋁鎮(zhèn)靜鋼來說，卷取溫度越高，晶粒尺寸越大。終軋

52、在Ar3轉(zhuǎn)變溫度附近11200F時，開始產(chǎn)生了粗晶粒外表層，終軋溫度越低粗晶外表層厚度越大。對于沸騰鋼，當(dāng)終軋溫度低于788時，粗晶粒組織會擴展到整個軋件斷面上，而在鋁鎮(zhèn)靜鋼中，低終軋溫度影響小，除非卷取溫度高于704。 雖然終軋溫度對沸騰鋼和鋁鎮(zhèn)靜鋼的滲碳體形態(tài)和分布沒有明顯影響，但碳化物的尺寸和分布隨卷取溫度有明顯變化。在低溫卷取時540600得到珠光體和細的彌散碳化物，在650卷取時，珠光體片層已經(jīng)不清楚了，碳化物開始集聚，在700以上卷取時，沒有珠光體，碳全部以粗大的塊狀滲碳體碳粒存在。和這些組織相對應(yīng)的屈服強度與終軋溫度，卷取溫度的關(guān)系如圖2-27所示。 帶鋼卷取溫度雖然取決于帶鋼的

53、成分、強度、尺寸及卷取機的能力，但一般都在500700之間。因為Nb、Ti、Mo類形成碳化物的合金元素主要是在Ar3至500之間以碳氮化合物形式析出，當(dāng)冷卻速度較快時，這些合金元素的相當(dāng)一局部以未析出狀態(tài)被卷取，在這種狀態(tài)下晶粒長大被抑制，而且之后合金元素能利用熱卷帶鋼自身的熱以碳氮化合物的形式彌散析出，從而能給鋼材帶來最好的機械性能。 終軋溫度和卷取溫度也強烈影響到軋制后的高碳鋼帶的最終組織和力學(xué)性能。為了獲得珠光體組織，或在過共析鋼中獲得由細晶粒薄片珠光體和細的二次滲碳體組成的珠光體滲碳體組織，終軋溫度不要低于900，通過轉(zhuǎn)變區(qū)時900600帶鋼應(yīng)快速冷卻，低合金鋼應(yīng)在600以上卷取。如果

54、快速冷卻到600以下，隨后在更低的溫度下卷取，將導(dǎo)致產(chǎn)生不希望的硬化組織包括貝氏體。 4、輥型制度的制定 輥型制度是通過軋輥輥型設(shè)計實現(xiàn)的。軋輥輥型設(shè)計的目的就是要予先設(shè)計出合理的軋輥磨削凸凹度曲線，以補償軋制時輥縫形狀的變化量，獲得橫斷面厚度較均勻的板材產(chǎn)品。在輥型設(shè)計時，對于軋輥的磨損不必考慮，而是在輥型使用和調(diào)整時加以考慮。這是因為軋輥磨損是時間的函數(shù)，新使用的軋輥無磨損，而在使用過程中軋輥磨損量隨時間增長而增加。故設(shè)計輥型只考慮軋輥的不均勻熱膨脹和軋輥的彈性彎曲變形。 輥型設(shè)計的內(nèi)容為：確定軋輥輥身中部的磨削總凸凹度值即所需總輥型值及其在一套軋輥上的分配；設(shè)計合理的輥型曲線。 由于軋機

55、類型和工作特點不同，輥型設(shè)計的方法和要求也各有差異。 1中厚板軋機輥型設(shè)計以二輥可逆式軋機為例 1影響輥縫形狀的因素 如果忽略軋輥本身的彈性壓扁不計，那么軋出鋼板橫斷面的形狀和尺寸完全取決于軋制時輥縫的形狀和尺寸，因此，但凡引起輥縫變化的因素，都會影響鋼板的橫斷面形狀和尺寸。 影響軋制時輥縫形狀的因素有： A、軋輥的不均勻熱膨脹? 熱軋板材時高溫軋件會傳遞給軋輥熱量，變形功轉(zhuǎn)化的熱量及摩擦軋輥與軋件、工作輥與支承輥所產(chǎn)生熱量也會使輥溫升高。冷卻水、周圍空氣介質(zhì)及軋輥所榜觸的部件會使軋輥散失熱量，溫度有所降低。在軋制過程中沿輥身長度方向上，軋輥的受熱和散熱條件是不同的，即輥身邊緣局部受熱較少，而

56、散熱較快。故通常輥身中部較其兩側(cè)的溫度要高，相應(yīng)軋輥中部比邊部熱膨脹要大。因此，圓柱形軋輥就會膨脹為凸輥型。一般把輥身中部與邊部半徑上的熱膨脹差值稱為軋輥的熱凸度。一個軋輥的熱凸度為 式中? 軋輥的平均膨脹系數(shù)；鋼輥=1.310-5/；鑄鐵輥=1.110-5/； 軋輥半徑，； 軋輥中部與邊部之輥面溫差，。 對于二輥可逆式軋機的有效熱凸度為 式中：約束系數(shù)，當(dāng)軋輥橫斷面上溫度分布均勻時，；當(dāng)軋輥外表溫度高于芯部溫度時，； 、軋輥中部溫度和邊部溫度； 輥身中部溫度與邊部溫度差，一般為1030；? 軋輥直徑，。 B、軋制過程中軋輥彈性變形? 軋輥在軋制受力條件下而產(chǎn)生彈性彎曲變形，使輥縫形狀發(fā)生變化

57、，輥縫中部尺寸比邊部大，由此輥縫軋出的鋼板中間厚度大，邊部厚度小，產(chǎn)生凸度。為彌補變形，應(yīng)把軋輥做成凸形，使軋輥在軋制受力條件下得到平輥縫，從而獲得厚度均勻的鋼板。 輥型設(shè)計中對軋輥彎曲變形的考慮，主要是計算輥身中間與輥身邊緣的撓度差，此差值即為軋輥撓度見圖2-28。 對于二輥可逆軋機： 在同一架軋機上軋制多道次的軋機，計算軋輥撓度應(yīng)采用精軋道次的軋制壓力。 C、軋輥凸度? 為了軋制時能使軋件穩(wěn)定于軋制中心線而不產(chǎn)生偏移，亦即當(dāng)略有偏移時具有自動定心的力量，使小的偶然偏移不擴大而向著縮小的方向開展，必須使軋制時輥縫的形狀呈凸形，也就是要使實際輥面形狀呈凹形。 圖2-28? 軋輥撓度 輥縫凸度即

58、板凸度及沿鋼板寬度的最大厚度差，與輥身長度及鋼板寬度之間的相應(yīng)關(guān)系為：設(shè)沿鋼板寬度厚度偏差值的變化視為二次曲線，相應(yīng)輥縫的凸度應(yīng)為 式中? 鋼板沿寬度上的厚度偏差即橫向厚差，其控制即保持軋制時軋件有足夠的穩(wěn)定性，又不致使鋼板厚度偏差過大，控制范圍為 故輥縫凸度 ? 式中? 、鋼板厚度的允許正、負偏差的絕對值。 D、軋輥磨損? 在軋制中工作輥與支持輥均將逐漸磨損，由于工作輥除與支承輥接觸摩擦，還與軋件間摩擦，因此磨損較大。軋輥磨損那么使輥縫形狀變得不規(guī)那么。磨損量沿輥身長度方向的分布是不均勻的，通常中部大于邊部。由于影響軋輥磨損的因素很多諸如軋件與軋輥材質(zhì)、軋制溫度、軋制速度、前滑與后滑、軋制壓

59、力、軋輥冷卻條件等，且是時間的函數(shù)，故很難用計算方法求得。一般軋輥的磨損量以軋輥凸度的磨損率軋制每張或每噸鋼板軋輥凸度的磨損量表示。 2輥型設(shè)計 A、確定總原始磨削凸度? 一套軋輥的總原始凸度或原始輥型系指一套軋輥在首次使用時所有軋輥的總撓度，總的有效溫度及輥縫凸度的代數(shù)和。 為正值時為凸輥形，為負值時是凹輥形。 原始總凸度沒考慮軋輥磨損，是因為可以通過合理選擇原始總凸度來予以補償它的影響。對于四輥軋機由于工作輥與支承輥的換輥周期不同，以用每換一次工作輥時使其輥型凸度增加一定值，以彌補支承輥磨損帶來的影響。對三輥勞特軋機在每個中輥的使用周期內(nèi)，可以用減少精軋或精軋前道次的壓下量或調(diào)節(jié)輥溫的措施

60、以補償軋輥磨損所造成的輥縫凸度的增加。當(dāng)所軋鋼板厚度偏差超過，各種措施均不湊效時，那么可更換進級凸度的新中輥。這樣，新中輥不僅恢復(fù)了前一個中輥原有凸度，又補償了前一中輥使用周期內(nèi)上、下輥凸度的磨損量。 原始輥型的合理選擇或設(shè)計，是以正常生產(chǎn)條件下，相對穩(wěn)定的軋制力、輥溫及輥身磨損等特點為依據(jù)而進行的。在不正常情況下如何調(diào)整輥型，要靠操作、控制完成，因此，為得到良好板形的鋼板，要進行合理的輥型設(shè)計，并配合輥型控制才有可能。在生產(chǎn)中原始輥型的選定，不完全是計算，主要靠經(jīng)驗積累數(shù)據(jù)與必要的理論計算，通過不斷的修改才能確定。檢驗輥型是否合理，從以下條件衡量：1產(chǎn)品厚度公差的穩(wěn)定性。2軋輥使用壽命，換輥