普碳板的轧制工艺设计及平面形状控制 - 图文(3)

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品对压缩比的要求，如需展宽轧制，连铸坯的长度比辊身长度约短150~200mm。 2.2 原料的加热

（1）加热的目的：a.提高钢的塑性，降低变形抗力； b.使坯料内外温度均匀；

c.原料的长度应尽可能接近加热炉的最大允许长度。

(2)加热的要求：板坯加热时宜采用步进式连续加热炉，加热温度应控制在1250℃左右；以保证开轧温度达到1200℃的要求。另外，为了消除氧化铁皮和麻点以提高加热质量，可采用“快速、高温、小风量、小炉压”的加热方法，该法除能减少氧化铁皮的生成外，还提高了氧化铁皮的易除性。 2.3 除鳞

(1)目的：除去表面的氧化铁皮以获得优良的表面质量。

(2)要求：除鳞是将坯料表面的炉生和次生氧化铁皮消除干净以免轧制时压入钢板表面产生缺陷，它是保证钢板表面质量的关键工序。炉生氧化铁皮采用大立辊侧压并配合高压水的方法清除，没有大立辊时采用高压水除鳞箱除鳞也能满足除鳞要求。次生氧化铁皮则采用轧机前后的高压水喷头喷高压水的方法来消除。 2.4 轧制

板坯的轧制有粗轧和精轧之分，但粗轧与精轧之间无明显的划分界限。在单机架轧机上一般前期道次为粗轧，后期道次为精轧；对双机架轧机通常将第一架称为粗轧机，第二架称为精轧机。粗轧阶段主要是控制宽度和延伸轧件。精轧阶段主要使轧件继续延伸同时进行板形、厚度、性能、表面质量等控制，精轧时温度低，轧制压力大，因此压下量不宜过大。

粗轧任务：将板坯或扁锭展宽到所需要的宽度并进行大压缩延伸。展宽的方法有角轧—纵轧法、综合轧制法、全纵轧法、全横轧制法。

精轧主要任务：控制钢板厚度、板形控制、表面质量和性能。

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2.5 矫直

(1)热矫：700℃左右开始热矫直，150~200℃开始表面检查。

热矫设备：热矫直机：根据矫直的钢种、规格、性能、及钢板的外形质量要求（辊式）来确定矫直的工艺参数（T.oh矫.n）n=3~5，max=7。温度过高会重新产生瓢曲，T=600~750℃，设定测温仪。矫直主要是使板型平直，矫直温度依钢板厚度及终轧温度的不同在650~1000℃之间。

(2)矫直机:随着对于优质宽厚板矫直的要求，二辊矫直机逐步被回辊矫直机所取代。因为回辊矫直机可提高矫直质量，又减少矫直机数量，若回辊矫直机满足不了要求时，还可采用拉力或压力矫直机。而压力机比辊式矫直机更适合于特厚钢板的矫直。冷矫直机除用作热矫后的补矫外，主要用于矫直合金钢板，因为合金钢板往往轧后须立即进行缓冷等处理，冷矫一般是离线进行。[8] 2.6 轧后冷却

轧后冷却是指对不同钢号的钢板，根据其不同的厚度和化学成分，选用不同的冷却方式，冷却速度，开冷和终轧温度，以控制其组织结构和综合性能，并满足其质量要求。

(1)分类：自然冷却：矫直后钢板的冷却，介质：空气，设备：冷床。 控制冷却：高压喷水冷却、层流冷却、风冷、缓冷或堆冷等。 金属流动过程：在线冷却：边运送、边冷却。 离线冷却：固定在一个地方，冷后＜150℃、特厚板。。

(2)完成轧制工序的钢板，进入控冷装置用水幕直接淬火，快速冷却至600℃左右，以提高板材的屈服强度。然后50mm以下钢板用辊式热矫直机消除板材弯曲等缺陷，进入宽冷床冷却至150℃左右，做超声波探伤，然后便可检查，划线，除表面检查外，现在还采用在线超声波探伤以检查钢板的内部缺陷。划线操作逐渐由人工向机械化自动化方向发展，国外采用自行式自动量尺划线机和利用测量辊的固定式量尺划线机，和计算式控制系统相结合，使精整操作更加合理。[7]

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2.7 精整 2.7.1 剪切

钢板经检查、划线后进行剪切，由于生产规模的扩大，人们特别重视剪切设备性能与布置方式。圆盘剪的最大剪切厚度已由20mm扩大到26mm，剪切速度由50~80m/min提高到100~120m/min，横切剪型式由侧刀剪和摇摆剪改进为滚切剪，以及双边剪和横切剪的联合剪切机组。50mm厚度以上的钢板可采用在线的连续气割方法和刨床切断的方法。 2.7.2 热处理

根据需要对某些中厚板要想得到特殊或较高的组织性能必须进行轧后热处理。热轧钢板的主要热处理方式有常化、常化加回火、调质、退火、缓冷等。常化处理能得到较细而均匀的铁素体晶柱及碳化物分部，保证较高的综合机械性能，调质（淬火加回火）是厚板常用的热处理方式之一，常用于厚度大于15~20mm以上的有特殊要求的碳素及合金结构钢板。矫直后的钢板一般在600~900℃进入冷床，钢板在冷床上逐块排放，当温度≤140℃时自动下冷床，在冷床出口的辊道上人工检查钢板的上表面质量，在此辊道的下面设置地下检查室，通过反射镜对钢板下表面进行检查，对有缺陷的钢板发出信号或跟踪标志，在剪切线的尾部设有翻板检查修磨台架，下冷床后，钢板自动运送到双边剪进行对中并剪切或设定的宽度，再经定尺剪剪切或设定长度。剪切后，钢板进入自动标志机，进行钢板边部侧喷、喷印、打钢印标志，然后进行钢板的收集、打包、入库处理。主体设备滚切或双边剪和滚切或双边剪和滚切定尺剪，可以剪切最大厚度50mm。

[8]

2.8 质量检测

进厂坯料的质量检验（熔炼检查）主要应检查配料、冶炼、脱氧、出钢及铸坯的情况，以便按熔炼情况及实际化学成分确定钢的用途.

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3 压下规程设计

3.1 坯料的选择

所轧成品规格为35mm×3000mm×9000mm，根据连续铸钢机的尺寸规格，可以选择的坯料规格为（130、170、230、300）mm*（1280、1650、1950）mm*（2500—4000）mm。综合成材率取90%。

由于中厚板压缩比可取的范围比较大，为了满足性能要求，尽量取得较大压缩比。取坯料厚度为130mm。而宽展量为1.4倍为最佳，故取坯料宽度为1950mm。原料长度可以按照成材率和体积不变原则来计算：

原料质量=成品质量/计划成材率

综上可得：坯料尺寸=210mm×1950mm*2570mm 3.2 压下制度

轧制方式包括：全横轧﹑全纵轧﹑横-纵轧和纵-横-纵轧。本设计采用综合轧方式。 压下量的分配：由经验，热轧中厚板中咬入角取15°～22°，低速咬入时取??20?，则最大压下量为?Hmax?D(1?cos?)?1020?(1?cos20?)?61.51mm。展宽道次中，为了满足控制轧制的要求，同时利用高温塑性实现大压下，其压下量的主要限制条件是设备的负荷和产品的质量要求。再在轧制过程中，前几道次采用大一些压下，最后几道为了保证质量和板形，逐渐减小压下量。

本产品采用11道次轧制，平均每个道次压下量： （H-h）/n=(210-35)/14=14.58mm

完全可以满足压下量需求，根据道次压下量分配原则，可得下表

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表3.1 轧制规程表

道次 0 1 2 轧制方向 毛坯料 轧边 纵轧 H (mm) 210 210 182 B (mm) 1950 1903.2 1925.97 转钢90° 3 4 5 6 7 8 9 10 11 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 横轧 140 115 95 79 66 55 46 40 35 3015.5 3042.58 3058.82 3073.23 3085.89 3097.18 3107.86 3117.43 3123.56 2493.8 3008.91 3623.03 4336.38 5169.22 6180.45 7364.27 8442.91 9630.1 42 25 20 16 13 11 9 6 5 30.00% 21.74% 21.05% 20.25% 19.70% 20.00% 19.57% 15.00% 14.29% L (mm) 2570 2633.2 3003.5 △h (mm) 50 28 △h/H % 23.81% 15.38%

3.3 速度制度

轧制速度制度是指轧辊转速随时间的变化规律。由于二辊或四辊可逆式中厚板轧机可以随时改变轧辊的转速和转向，所以从尽量缩短轧制周期、提高轧机产量的角度出发，有必要采用调速，可以逆转的速度制度。

在轧制中，由于在横轧道次轧件较短可适当采用匀速稳定轧制，而对于纵轧道次视情况采用梯形速度制度。但当其最高转速超过所规定的电机转速时，都应采用梯形速度制度(如图3.3)。

平均加速度a=40rpm/s，平均减速度b=60rpm/s，采用稳定高速咬入。对3、4、5道次，咬入速度ny=20rpm；对于6、7、8道次取ny=40rpm；对于9、10、11道次取ny=60rpm。为减少反转时间，一般采用较低的抛出速度np，np=20rpm。

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