学号: 1210121083
毕业论文（设计）
课题550连轧机热轧带钢温度控系统
的优化设计
学生姓名段生火
院别机械工程学院
专业班级2012级材料成型及控制工程2班
指导教师郭蓓蓓
二○一六年六月
目录
摘要........................................................................................................................................I Abstract........................................................................................................................................II 第1章绪论. (1)
1.1 550连轧机热轧带钢生产线简介 (1)
1.2 热轧带钢需要控制的温度及意义 (1)
1.3本课题研究内容 (2)
第2章热轧带钢生产工艺 (3)
2.1热轧带钢近几年的发展 (3)
2.2热轧带钢轧机工艺 (3)
第3章具体的温度优化的方法 (5)
3.1加热炉的温度优化控制 (5)
3.1.1加热炉的温度优化的意义 (5)
3.1.2加热炉的温度优化设计 (5)
3.2终轧温度的控制 (5)
3.2.1终轧温度优化的意义及传统的方法 (6)
3.2.2终轧温度的控制优化 (6)
3.3冷却均匀性的控制 (6)
3.3.1带钢纵向温度均匀性 (7)
3.3.2微加、减速度来减少带钢温度梯度 (7)
3.3.3宽度方向均匀性分析 (8)
3.4卷取温度的控制 (9)
3.4.1控制卷曲温度的意义 (9)
3.4.2卷曲温度的优化设计 (9)
3.5 前馈—反馈控制方法 (10)
3.6轧件的具体跟踪 (10)
3.7温度返红 (11)
3.8控制的精度分析 (13)
总结 (14)
参考文献 (15)
致谢 (16)
插图清单
图1-1 550mm热连轧机组生产流程图 (1)
图2-1 热轧带钢轧机工艺流程图 (3)
图2-2 热轧工艺流程图 (4)
图3-1带钢的物理分段控制示意图 (10)
图3-2 层流冷却前馈控制系统结构图 (13)
图3-3 与PY302测温仪器距离 (14)
图3-4 沿带钢长度方向测量 (15)
图3-5 实测卷曲温度与目标卷曲温度偏差 (16)
550连轧机热轧带钢温度控制系统的优化设计
摘要
自从中国改革开放以来，钢铁轧制技术一直在不停的进步。通过不断的学习，引进外国先进技术，再加上一些自主创新，中国在不知不觉中也位列于轧制技术发达之列了。尽管如此，一些核心技术还是掌握在一些欧美发达国家手里，因此开发热带过程控制技术显得尤为重要，尤其是温度这一块的控制。这对于热轧带钢的发展显得特别的有意义。同时对于国家而言竞争力的提高就是产品质量的提高，那么产品性能的优越更是质量范畴的重中之重。所以，对于我们而言，如何才能对产品的各方面性能进行优化设计控制，是我们值得重点去探索的话题，产品性能的控制方法有很多，在这里的话我们从温度这一块去探讨该如何通过控制温度来控制金属的性能，温度的控制对于钢的性能各方面有着至关重要的作用，要想能够控制产品的组织与性能，所以我们必须严格控制生产过程中的温度，对于传统的热轧带钢生产过程主要包括扎前的准备，加热，粗轧，精轧，冷却以及卷曲等工序。本文我们就以550连轧机热轧带钢为例，对带钢的生产过程中温度控制进行优化。
关键词：热轧；终轧温度；冷却；优化
Abstract
Since China's reform and opening up,Iron and steel rolling technology has been constantly progress。Through continuous learning, the introduction of foreign advanced technology, coupled with some independent innovation, Chinese imperceptibly also position in advanced country,in spite of this,some core technology is still in the hands of some developed countries in Europe and America,So it is very important to develop the control technology of the tropical process,especially the control of the temperature.This is particularly meaningful for the development of hot rolled strip.At the same time,the improvement of the competitiveness of the country is the improvement of the quality of products,Then the superior product performance is the most important quality category.So,for us,how to optimize the performance of all aspects of the product design and control,it is worthy of our focus to explore the topic,the product performance of the control method has a lot of,Here we go from the temperature to discuss how to control the properties of the metal by controlling the temperature,The control of temperature has an important effect on the properties of steel.To be able to control the organization and performance of the product,so we must strictly control the production process of the temperature.The traditional hot strip rolling production process including rolling preparation,heating,rolling and cooling and rough rolling.In this paper, we take 550 hot strip mill just as an example, the production process of the strip temperature control optimization。
Keywords:：Hot rolling；finishing temperature；burial；optimization
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第1章绪论
1.1 550连轧机热轧带钢生产线简介
550热轧带钢连轧机在2011年年初的时候就已经开始投产的，对于机组采用的是半连续式的布置，针对于粗轧机而言，我们采用的是三辊可逆轧机。为了能够对来料进行一个连续的轧制，在精轧区间有二立辊和八平辊相结合。对来料进行一个持续的轧制，先是带钢经过精轧机组末机架，接着带钢会经过三岔区、然后是平板链，最后一步才会进入到立式卷取机进行相应的卷取操作。在现代精轧的过程中，前面的四机架为短应力轧机，后面四机架为相应的四辊轧机，同时配置了相应的液压AGC技术，目的是为了获取高厚度高精度的优质窄带钢。
在热轧厂钢坯原料的主要规格有两种：150*150*6000; 165*280*6000。产品的系列可分为145，183，232三种。首先板坯经过称重以后进入到加热炉进行加热，根据生产品种以及工艺的差别，使得板坯加热温度在1100~1270℃之间，板坯加热完了以后，接下来会通过出炉辊道被送到三辊粗轧机从而进行相应的轧制。对于板坯，先在三辊粗轧机上被轧制成相应的5-7道，把板坯轧制成为25 m m 左右的厚度的中间坯，紧接着我们将会使用相应的升降台把轧件从下的轧制线运到相应的上轧制线上面。只有能够通过三辊粗轧机轧制后出来的合格中间坯，才会由中间辊道然后进入到相应的精轧区。同时为了控制宽带，在精轧区我们设置两架立辊（其中包含强力立辊1台）。这当中精轧机组设置包含了7个活套，统一都是电动自动化的。如此反复，中间坯变成成品要经过8道次的连续的轧制。
就目前的生产线而言，我们对精轧机配有功能齐全的液压厚度自动控制系统（AG C）。这对于控制代钢的精度要求起着非常重要的作用。当带钢从精轧机轧出后会先经过送料辊、然后是夹送辊、接着是扭转导槽，接着会通过相应的平板运输链等一项项生产设备来一步步的进入到立式卷取机进行相应最后的卷取。如下图图1-1，显示的是整个生产的流水线。
图1-1 550mm热连轧机组生产工艺流程图
段生火：550连轧机热轧带钢温度控制系统的优化设计
1.2热轧带钢需要控制的温度及意义
对于热轧带钢而言，其中最主要的就是如何控制扎后冷却的速度和卷曲的温度，能够准确的估算出各个环节的温度的变化对带钢各方面性能来说非常的重要，首先对于热轧带钢而言，带钢的终扎温度可以直接决定轧机的负荷大小，还会对产品尺寸的精确度产生很大的影响，因此我们要想提高钢铁的最终质量，就必须能够准确的控制热轧带钢的过程中在不同位置上的温度.为了能够控制板坯的出炉温度，我们得学会控制这个过程中加热炉的温度，还有终轧温度和卷取温度。很多时候对于终轧温度能否很好的控制，主要还是会受到板坯温度的高低以及均匀程度的直接影响。在另外一方面，终轧温度还会直接影响到轧制过程的顺利进行。对于钢板组织和性能，对它影响最大的因素之一便是温度，要想能够控制带钢的组织和性能，我们就必须首先在生产中学会如何去控制温度。尤其是对于窄带钢，由于本身尺寸较小，在轧制的过程中温降肯定会更快，并且相对而言头尾的温差也会更大一些。在这两年社会发展的过程中，带钢性能以及厚度各方面的要求都不合格的问题越来越突出。这其中很大的程度上是由于轧制温度的不合理以及头尾温度不均匀所造成的。综上所述，在轧制过程中的学会控制温度就真的是非常非常的重要。
对连轧机热轧带钢的温度控制其实最主要是对精轧机组温度的控制，在这过程中我们不仅仅要求带钢头部满足相应所需要的温度。我们要保证的是整条带钢的温度是均匀的，所以至少要保证整条带钢全长终轧温度的均匀性。首先对于带钢头部而言，我们会通过设定精轧出后的速度来保证终轧温度，而对于整条带钢而言，要想控制温度的均匀性，必须依靠准确的控制机组的加速度和机架间的喷水量。就现在的水准而言，我们大致上可以保持整带温度的均匀，终轧温度也相应的能够控制在上下10 --15℃左右。在终轧的温度确定的时候，我们就相当于是去控制整个的冷却速度。很多的时候伴随着带钢轧制速度的提高，对于轧后冷却的能力我们也必须相应的去加强，特别是当带钢厚度较厚时，在这个时候冷却速度经常会达不到我们实际的生产要求，如果在这个时候我们不去采取任何强化冷却的措施，冷却能力将会在很大程度上限制轧制速度的提高，除此之外，我们不仅很严格的去要求带钢的冷却速度，在实际生产中很多时候也要根据实际情况来变化，因为不仅仅是依板的厚度、钢种以及板宽的不同会相应的影响到冷却速度，甚至是同一卷带钢，只要在轧制速度发生相应的变化，它所需要的冷却速度也肯定不同。因此对于冷却系统设计而言，首先我们应该具备能够去适应多种冷却速度的，灵活的层流冷却方法，另外再加上相应的计算机控制技术，这样的话我们将尽量去达到这个目的。
1.3本课题研究内容
本课题以550连轧机为例，研究热轧带钢温度的优化设计，从加热炉到精扎，到层流冷却，到最后的卷曲，我们采用各种方法来优化温度的控制，一方面能够节约相应的能源，更重要的是能够更好的达到目标钢铁的相应属性，能符合当代社会的需要。
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第2章热轧带钢生产工艺
2.1热轧带钢近几年的发展
其实在中国，热轧带钢这一块技术的起步相对比较晚，尽管近几年我国钢铁产业发展非常迅速，但是在很多重点的技术上，热轧带钢工艺这一块仍然与国外发达国家有很大差距，目前，国外的窄带钢发展暂时呈现出了一个停滞的局面，因为不管是在产量还有质量均偏低，关于窄带钢这一块的需求更多的时候我们是采用的是将宽带纵切，但是这样成本会大大偏高. 就我国目前情况而言，大部分的带钢都是从国外进口而来，在供给量这一块仍旧存在着很大的缺口。另外的话带钢带来的利润每年都有在增加，这其中的话就具有着很大的市场潜力，对于将来带钢的生产发展前景将是一片光明，但是我国目前在资源的配置和实际的生产过程中依然存在着很多不合理的地方。正因为如此我们要充分去发挥窄带钢的优势，为了去提高产品的质量，我们会去对产品结构进行相应的调整以及技术的改造。以能够在这个基础上开拓出新的符合生产的应用领域。
2.2热轧带钢轧机工艺
在实际的生产中，对于热轧带钢的生产线，很多时候热轧带钢的生产工艺和工艺布置是紧密相联的，下面我们将以550连轧机热轧带钢的生产线为例给大家介绍一下整个热轧带钢的大致生产工艺流程，如下面图2.1所示。
图2-1热轧带钢轧机工艺流程图
对于整个生产工艺流程，我们是先将连铸坯存放于板坯库里面，然后把板坯原料通过装料辊道推送到相对应的推钢式加热炉跟前，紧接着会通过推钢机进入到加热炉，等到加热至实际指定的温度以后再出炉，然后的话板坯会经过高压水除鳞，接着将由相对应的辊道送往轧机工作辊道会进行第一步的粗轧，等到粗轧结束了以后，紧接着的话会进入到相对应的传输辊道，然后带钢会经过飞剪切头，接着为了能够除磷，带钢会通过相应的除鳞箱，最后转入到精轧阶段。生产过程中精轧机组的前两架为相应的除磷喷嘴装置，目的是为了可以去除二次氧化铁皮。带钢经过精轧后，然后会通过机后的对应的层流冷却系统来进行控制冷却，紧接其后轧件将会进入到卷取机进行最后的卷取，接着再经过一些简单的工序后运到最后的成品库。在这个过程中最典型的生产工艺流程如下图图2-2所示。
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图2-2 热轧工艺流程图
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第3章具体的温度优化的方法
3.1加热炉的温度优化控制
3.1.1加热炉的温度优化的意义
对于加热炉而言，它是整个热轧带钢走的第一步，同时的话它整个生产流程中消耗能源最多的一步。加热炉的目的是能够获得想要的符合要求的钢胚。在这个过程中，对于我们而言要尽量去减少加热炉的不必要的能量损耗、还有减少钢坯的相应烧损，在实际的生产过程中，工作人员经常会为了能够减小加热炉的控制精度较低对钢坯加热产生的影响，经常的话会人为去相应的提高钢坯的出炉温度以此来保证钢坯表面的温度分布情况，但是这样就会忽略了加热炉的各项能耗指标以及钢坯本身的相应损耗。所以，对我们而言，为了使能源的消耗最少，不仅仅要通过改造加热炉的相关设备以此来提高整个设备的控制水平，更重要的是不断去优化钢坯炉内的相应升温曲线。这对于在达到轧钢生产的总体产量的基础上，既能够提高产品的总体质量、同时的话又能够降低能源的消耗和金属烧损率等有着非常重要的现实意义，这将是我们应该共同努力的目标。
3.1.2加热炉的温度优化设计
在我们无法改变加热炉、轧机和其它固定设备的情况下。对于钢坯的种类、规格尺寸、轧制节奏参数都已经确定时，对于炉内的钢坯加热而言，这时肯定是存在且唯一的一条最佳的加热曲线。为了控制变量，我们假设炉内钢坯通过每个炉段的速度是不变的，在这个时候的话被加热的钢坯的温度与时间肯定会满足一个相应的函数关系，此时加热炉的燃料消耗量便决定了相应的温度水平。随着钢坯的重量以及运行速度的变化，炉温也会发生相应的变化。我们可以得到相应的预热段和加热段炉温的分布如式(2.1)和式(2.2).对于其中的预热段，有:
针对加热段，有:
G1,G2 一一预热段和各加热段的燃料消耗量;
一一预热段和各加热段的空间位置函数;
式(2.1)中的意义如下:T
(2.3)
上式中的表征了预热段和各加热段的相互影响程度，其中ml
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量对名义值的正常偏差;m2为各加热段内钢坯质量对名义值的正常偏差;
数。为预热段内钢坯质
b, } bz是相关程度系数，
(2.4)
参数在很大程度上面考虑到了钢坯炉内运动速度的相应变化对炉温相应的要求，在式中v表示为钢坯的名义推进速度;b表示的是按照钢坯质量计算的推进速度系数。
我们以某一速度、(t)通过加热炉的N块钢坯序列。假设第i块钢坯的厚度S=，初始位置为
x, }r.}，则其在时刻t的位置x, O由式(2.5)确定:
式中，为钢坯在加热炉内的停留时间。
当控制函数给定时，利用(2.1}一(2.5)式，就可求得第i块钢坯经过加热炉内各段的温度值
加热段内的钢坯温度:
预热段内的钢坯温度:
由上述可知，求解钢坯在加热炉内的最优加热温度的问题归结为求解下述泛
函的极小值: 式中，f (G(t))是反映加热炉燃料消耗量}的函数。
对于(2. 8)式的极值问题，我们可以采用变分法来求出。在泛函的极小值已
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经确定时，相应的计入到钢坯平均温
度以及的初始值和最终值。除此此外的话我们还应该引入轧制工艺对钢坯出炉温度和断面温差的相应要求:
按照上述各式，对于给定工况条件下的钢坯加热(入炉钢坯参数一定)，
就可以确定钢坯经过炉内各段时的最佳温度。
3.2终轧温度的控制
3.2.1终轧温度优化的意义及传统的方法
我们在控制带钢温度的整个流程中，最重要的一步就是如何控制终轧温度。对于终轧温度而言，在很多的时候它不仅仅会影响带钢厚度以及轧制力。其实针对于我们传统的恒速轧制带钢而言，热带终轧温度控制技术确实是非常的落后。这个时候如果说仅仅依靠最基础自动化的计算去控制整个复杂的通条终轧温度确实是不现实的。在这个时候我们为了去缩小带钢的头尾温差，另一方面为了提高生产效率，当带钢的头部穿带过后我们可以适当去对带钢轧制的速度相应的提高。在目前精轧机基本采用加速轧制的情况下，很多时候我们为了能够控制终轧温度，我们会去把设定和反馈相结合。
实际生产过程中的很多时候中间胚温度会降低，我们为了减少带钢在整个精轧区域的温度的降低，将会适当的去提高相应的轧制速度。有的时候我们甚至会去停止加速，比如在中间胚温度下降时，遇到这种情况其实要想保持精轧出口温度的均匀，我们仅仅需要依靠带钢自身的温降。针对于如何控制带钢终轧温度，我们目前的话有两种方法，一是去控制带钢轧制的速度大小，二是和带钢通过调节机架间喷嘴状态，很多时候当方法一无法满足目标轧制温度的精度方面要求，这个时候将会自动转为两种方法相结合。
3.2.2终轧温度的控制优化
很多时候在我们实际生产的过程当中，要想能够控制精轧机组温度的稳定，其实要求的不仅仅是带钢头部能够达到实际要求的温度。更重要的是去保持整个带钢的全长终轧温度保持相应的一致，当然也只有这样我们才能保证整条带钢的机械性能以及相应厚度的均匀性，只有这样才能真正符合社会生活中的需要。对于如何保证头部的终轧温度，一般来说我们都会通过正确设定精轧出口的速度，另外一方面我们去依靠正确的控制机组加速度以及机架间的喷水量，以此达到能够保证整带的温度均匀。对于目前轧制技术而言，已经基本能够控制终轧温度精度在10--15℃上下，在整带温度均匀性上也基本达到。带坯从粗轧末架出口的
温度到精轧出口的温度。这中间包括了两个部分的温降，第一部分
是带钢在中间辊道上温度的降低，第二部分是从精轧入-口到精轧出口的温度降低，我们可以通过下式来求出精轧入口的温度，对于精轧的开轧温度
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<3-1) 式中
6—斯抵芬波茨常数，对于绝对黑体
:—材料的等价热辐射率，可由实测的及
(即T FO之绝对温度）统计反算求得，表面不光洁时取大值;
τ :—在该段运输过程中所需的时间;
一钢的比热，
钢的比重，
—粗轧出口带坯的厚度(mm)及实测
粗轧出口绝对温度要求终轧温度。在很多的情况下我们为了确定终轧温度与各相关因素的一个定量关系，当然也可采用一些相关的理论公式来计算出假定轧制时金属变形所产生的热量和热传导所损失的热量。结果发现其实两者互相近似的可以去抵消。对于机架间喷水冷却和辐射冷却其实我们可以把它们合并看成一个当量冷却系统，设相应的等价传热系数为凡则由传热的基本公式
版带辐射面积为系数包括到
中)
得
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积分后，代入，则得
<3-2) 式中—金属温度及冷却水温度;
—带坯头部的精轧入口温度及出口温度推算值;
—带坯宽度、单位时间内移送长度及精车L区间带坯头部移送时间;
L-一一精轧区间入口测温仪到出口测温仪的总距离，其中入口测温仪至第一架的距离，考虑高压水应乘以系数;
一出末架的带钢厚度及速度由上式即可求反算出为保证终轧
温度所需的精轧出口速度
(3-3 ) 由此可见，为了能够去调整带钢的终轧温度，我们可以去控制轧机的速度，在轧制的过程中因为带坯头部和尾部肯定是不可能同时进入轧机，而且在生产中粗轧末机架的精轧入口速度一般都会相应的小于出口速度，因此会导致尾部轧制温度会比头部低一些，所以为了减少尾部在轧制前的停留时间，我们经常会采用“加速轧制”的方法。主要是来减少热量方面的损失，从而可以相应的补偿其温降，保持其头部和尾部温度保持的一致性，另一方面速度的升高不仅仅会减少相应的热损失，而且塑性变形热会相应的得到增加。因此升速如果过快的时候也不符合生产的要求，这样会造成带钢的温度过高。所以说对于加速度的大小，我们是根据实验来最终确定的。在正常的情况下我们为了保持终轧温度的恒定，加速度基本保持在0.05～0.2 m / s2就可以了。在最近几年发展过程中，人们开始渐渐去采用一些新的控制方案，采用一些新的控制方法，比如之前是速度主要控制终轧的温度，现在变成了相应的机架间喷水量。同时的话在另外一方面我们为了提高带钢的一个总体产量，会相应的采用大的加速度。另一方面为了控制整个带钢全长终轧温度的均匀性这一块的话，我们会去改变机架间的喷水量。
3.3冷却均匀性的控制
3.3.1带钢纵向温度均匀性
在正常的情况下，板带的头部和尾部终轧温度会相应的偏低，而中部温度相应偏高.在很多的时候由于时间这一块肯定会有所延迟，而板带的头部又不能进行相应的反馈控制，而且尾部的反馈能力也确实是非常的弱，这样的话将会导致卷取温度曲线呈现一个两头低中间高的状态.对于同一块板带而言此时的温差确实是太大，如果这样的话将直接对带钢的力学性能和板带的形状造成很大的影响，降低成材率。我们为了能够保证带刚纵向温度的一个整体均匀性，针对这整条带钢的控制，我们采用的是沿着长度的方向按照既定的样本对长度实施一个分段控
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制的方法，如下图3.1所示.
图3-1带钢的物理分段控制示意图
我们首先对板带从头部到尾部进行相应的物理分段。与此同时的话为了能够用于模型的相关计算和实现冷却的控制，我们将会分别去检测每一段的信号，然后我们会根据目标温度的偏差进行分别的模型计算，这样我们就可以求出喷水模式以及集管的组成方式。
3.3.2微加、减速度来减少带钢温度梯度
实际生产过程中，在板带纵向方向上除了头尾两端以外，正常情况下温度的递减变化如图（a)所示。为了能够保证纵向上温度的均匀性，我们需要逆向来变化控制相应的目标终冷温度，这就是所谓的渐进冷却，同时为了能够去实现纵向温度的均匀一致。很多时候会去相应的调整辊道速度，我们采用如图(b)所示的辊道速度形式.
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3.3.3宽度方向均匀性分析
在生产过程中，就针对板带宽度方向这一块而言，在冷却之前的相关温度分布一般是呈略中凸形，对于边部而言的话温度会相对偏低。与此同时冷却水又会从边部流出来，紧接着回落到钢板的两边，这样的话就会增加了板带宽度方向温度的不均匀性。在相应热轧的过程中，由于边部减薄的存在，会相应的导致带钢边部和相应中部的冷却条件有差别。造成带钢两边的强度明显高于中间，而温度却明显低于中间温度。这样的话将会对我们展开后续工序带来非常不良的影响。另外在实际生产中由于边部冷却不均将极易造成板形的缺陷.我们为了保持宽度方向的均匀性，可以去采用边部遮蔽的方法。然后依靠上部集管采用横向不均匀的水量分布来调节相应的横向温度均匀性，比如我们可以利用集管直径变化或者是间距的变化.这个时候会形成一个中凸形的水量分布，用这种方法也可以控制温度的均匀性。
3. 4卷取温度的控制
3.4.1控制卷曲温度的意义
在精轧温度无法改变的时候，如果把卷取温度相应地去提高，就会导致再结
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晶晶粒变大,抗拉强度和屈服极限相应降低.。我们在实际的热轧带钢的生产过程中，控制好卷取温度确实也是非常的重要。它不仅会影响到材料的相应的延伸性能，还会直接影响到轧件的强度和硬度。在实际的操作过程中我们很多的时候主要是通过控制精轧机后的层流冷却从而来控制热轧带钢的卷取温度。所以说要想控制整条带钢卷取温度的精准度，我们必须控制好相应的冷却系统。在很多的时候针对带钢头部而言，尤其是对于薄规格带钢将会很大程度上影响在输出辊道上运行的整个的一个稳定性。
3.4.2卷曲温度的优化设计
实际生产中，带钢在正式进入到卷取机之前，因组织等方面有所要求，所以一定要让它能够迅速的冷却到实际所需温度。一般情况下从精轧机到卷取机这之间运输辊道的长度为一百米左右，而就目前的热连轧机出口速度一般为20~30 m / s，为了让带钢能够在5~15 S内可以由850℃快速冷却至600℃左右，一定要对带钢进行强制性冷却，所以在运输辊道的70~80 m附近我们会设有相应的喷水装置。在实际生产过程中我们经常采用空冷的方式，这个方法在很多时候确实是不符合生产的要求，特别是在一些快节奏的生产过程中将会造成很多的质量问题，比如产品的性能达不到实际的要求，轧后还会再生氧化铁皮等。对此我们相应的去改进了卷曲温度控制硬件和系统。首先我们为了提高控制精度，把粗调区改为精调，对层流冷却装置进行相应的改进，同时为了能够将控制周期进一步缩短(1s)，我们会在原来的控制系统上，会增加1台计算机专门来用于层流冷却的相应控制。为了能够控制产品的性能，满足实际生产的需要，这就需要一个班组所有人的共同去努力。
3.5 前馈—反馈控制方法
我们对于前馈的计算，是通过空冷和水冷预测的模型为基础来进行的相应运算，然后我们再根据卷曲温度的差别，在第一步的时候我们可以算出从精轧的出口到带钢的空冷降温阶段，能得到水冷的冷却量。接着我们以集管组为单位，而且在很大程度上可以令带钢在前一集管组出口的温度就等于其后进入后一集管组的入口的温度，可以通过反复的利用水冷预测的模型进行相对应的计算。具体的结构图如图3-2所示，当发生过冷却的时候，可以从后往前逐个的从集管组中。为了控制单个的集管，我们去减少集管数其最小控制单位，在这个时候最优前馈控制量目标的对应函数为m in( T- Tn)。对于这个函数表示的是相应的卷曲温度的计算值T与目标值Tn的最小差值。同时我们会去为了弥补前馈控制的一些不足，去提高控制的精度，控统的设计中也有反馈的控制。在带钢的某一段出了精轧机组之后，我们根据实际测量的一些速度，厚度，还有温度以此来计算该段的阀门的开启状况。在该段穿过热输出轨道的过程中，为了可以得到其在前馈控制中计算的所需要的冷却，我们需要动态控制阀门的开关，以此来得到其在前馈控制中计算的所需要的冷却。最后在快抵达卷曲高温计的时候，我们可以根据实际落到带钢上面的水来计算出温度的变化，最终模型的确定是通过测量到的卷曲的温度与预报的卷曲的温度的差异来决定的。这就是所谓的模型反馈系统。综上所述，其实控制系统就是一个前馈加反馈，主要以前期的控制为主，因为带钢终轧出口温度、速度以及厚度是对带钢温度影响最大。反馈控制主要是用应用实际测量的卷取温度和目标卷取温度的差异来相应的调整精调区集管的开或关，以此来保证同板的温差处于要求的目标范围内。
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图3-2层流冷却前馈控制系统结构图
3.6轧件的具体跟踪
在热轧的过程中，我们通过跟踪检测器发出的信号，根据信号的改变，用计算机来判断轧件所在的位置：其次我们可以完成相对应的设定或是设备的控制，以此来提高产品相对应的控制精确度，特别是启动层流冷却相对应的进程和一些相关数据的管理程序，目的是为了能够及时的去下发集管喷水的组态。其实归根到底，在带钢的整个冷却系统中，位置跟踪其实才是最重要的。我们只有真正达到对带钢进行精确的微跟踪，才可以去按照带钢段所设定的组态进行相应的喷水冷却。只有这样才可以控制精确度，中间关键就是要记住轧件的组态和相应的位置.第一我们可以采用延时下发的方法。同时我们为了确保每一次下发到基础自动化的集管的组态确实是样本的实际组态，我们需要每时每刻去控制样本集管组态的相应计算出来的结果。这中间不要存在误差。另外当在精轧出口带钢的速度发生较大变化的时候，为使下发到基础自动化的组态符合几个样本组态的组合，而不是单纯的一个，此时我们可以采用集管编辑法。以此来达到软件的微跟踪的目的，从而可以消除掉速度这一块的变化带来的影响。
3.7温度返红
很多的时候，我们在热轧带钢冷却过程中，会出现所谓的表面返红现象,这是因为在骤冷后表面与中心存在温差导致轧件内部的热量向表面传递。首先我们会对不同规格的轧件在经历不同冷却条件下的返红情况进行各种模拟，然后可以通过分析钢板表面返红的各种情况。最后确定发生返红的边界条件，从而我们可以得到在不同条件下返红引起的温升量和相应的返红时间的相应关系.图3-3表示的是带钢温降的相应模拟曲线.在图中上面为带钢中心温度曲线。下面是相应的带钢表面温度曲线.从图中我们可以看出，当带钢进入到冷却区间时，它的表面温度会下降的非常快，紧接着心部温度也会相应的降低，这样的话就会慢慢加大表面温度和中心温度的温度差。在空冷这一段区间的话，温度将会迅速的回复.在这个过程中表面与心部温差先是由小慢慢变大，紧接着又会由大逐渐变小。在后期的空冷阶段，这时内部热流相对较大，而表面的热流却很小。这个时候带钢会发生快速返温的现象，相应的会造成带钢内外温度基本上趋于一致.从实验还可以看出，当我们在增大厚度和冷却速度时，水冷后的心表温差会相应的得到增加，同时返红温升量也会相应增大，造成返红时间的增长，我们对温度返红的研究在实际生产过程中也有着非常重要的意义。
段生火：550连轧机热轧带钢温度控制系统的优化设计
图3-3 与PY302测温仪器距离
200706040210 大学冶金与能源学院课程设计题目：热轧窄带钢压下规程设计专班业：材料成型与控制工程成型（）级：07 成型（2）学生姓名：学生姓名：XX 指导老师：指导老师：XXX 日期：2011 年3 月10 日热轧窄带钢压下规程设计一、设计任务1、任务要求（1）、产品宽度300mm,厚度3.5mm （2）、简述压下规程设计原则（3）、选择轧机型式和粗精轧道次，分配压下量（4）、校核咬入能力（5）、计算轧制时间（6）、计算轧制力（7）、校核轧辊强度2、坯料及产品规格依据任务要求典型产品所用原料：坯料：板坯厚度：120mm 钢种：Q235 最大宽度：300mm 长产品规格：厚度：3.5mm 度：7m 板凸度：6 坯料单重：2t 二、压下规程设计1、产品宽度300mm,厚度 3.5mm 2、设计原则压下规程设计的主要任务就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板、带产品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置（即辊缝的开度）和转速。因而，还要涉及到各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度及道次压下量的合理选择，因而广义地来说，压下规程的制定也应当包括这些内容。通常在板、带生产中制定压下规程的方法和步骤为：（a）在咬入条件允许的条件下，按经验配合道次压下量，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（△h/∑△h）及确定各道次能耗负荷分配比等各种方法； 2
热轧窄带钢压下规程设计（b）制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度；（c）计算轧制压力、轧制力矩；（d）校验轧辊等部件的强度和电机功率；（e）按前述制定轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。板带轧制规程设计的原则要求是：充分发挥设备能力，提高产量和质量，并使操作方便，设备安全。3、粗精轧道次，分配压下量粗精轧道次，3.1、轧制道次的确定有设计要求可知板坯厚度为120mm；成品厚度为 3.5mm，则轧制的总延伸率为：?∑ = 式中H 120 = = 34.28 h 3.5 ? ∑ 总延伸率H 坯料原始厚度h 产品厚度平均延伸系数取 1.36 则轧制道次的确定如下N= log ? ∑ log 34.28 = = 12(取整) log ? p log1.36 ? ps由此得实际的平均延伸系数为：= 12 ? ∑ =1 .3 4 ? ∑ 7 34.28 = =1.3 1.45 ?cp 5 由上面计算分配轧制道次，和粗精轧平均延伸洗漱如下：I ：取粗轧 5 道次，平均道次延伸系数为 1.40。II ：精轧为7 道次连轧，各道次平均延伸系数为按? 分配原则我们将粗、精轧的延伸系数如下：道次延伸系数粗轧? jp = 7 精轧 1.4 1.42 1.45 1.38 1.35 1.32 1.35 1.32 1.30 1.28 1.27 1.26 3.2、粗轧机组压下量分配根据板坯尺寸、轧机架数、轧制速度以及产品厚度等合理确定粗轧机组总变形量及各道次压下量。其基本原则是： 3 热轧窄带钢压下规程设计 (1)、由于在粗轧机组上轧制时，轧件温度高、塑性好，厚度大，故应尽量应用此有利条件采用大压下量轧制。考虑到粗轧机组与精扎机组之间的轧制节奏和负荷上的平衡，粗轧机组变形量一般要占总变形量的60%--80% (2)、提高粗轧机组轧出的带坯温度。一方面可以提高开轧温度，另一方面增大压下可能减少粗轧道次，同时提高粗轧速度，以缩短延续时间，减少轧件的温降。(3)、考虑板型尽量按照比例分配凸度，在粗轧阶段，轧制力逐渐较小使凸度绝对值渐少。但是，第一道考虑厚度波动，压下量略小，第二道绝对值压下最大，但压下率不会太高。本设计粗轧采用四分之三式，轧机配置为四架，粗轧制度为：第一架轧机为二辊不可逆，轧制一道次；第二架轧机为四辊可逆，轧制三道次；第三架轧机为四辊不可逆，轧制一道次（预留一架）。由此计算粗轧压下量分配数据如下表：道次延伸系数分配出口厚度（mm）压下量（mm）34.3 25.3 18.7 11.5 7.8 压下率（%）28.6 29.5 31.0 27.6 25.8 轧件长度（mm）9800 13900 20144 27815 37500 R1 R2 R3 R4 R5 1.40 1.42 1.45 1.38 1.35 85.7 60.4 41.7 30.2 22.4 3.3、精轧机组的压下量分配精轧连轧机组分配各架压下量的原则；一般也是利用高温的有利条件，把压下量尽量集中在前几架，在后几架轧机上为了保证板型、厚度精度及表面质量，压下量逐渐减小。为保证带钢机械性能防止晶粒过度长大，终轧即最后一架压下率不低于10%，此外，压下量分配应尽可能简化精轧机组的调整和使轧制力及轧制功率不超过允许值。依据以上原则精轧逐架压下量的分配规律是：第一架可以留有余量，即考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，使压下量略小于设备允许的最大压下量，中间几架为了充分利用设备能力，尽可能给以大的压下量轧制；以后各架，随着轧件温度降低、变形抗力增大，应逐渐减小压下量；为控制带钢的板形，厚度精度及性能质量，最后一架的压下量一般在10-15%左右。精轧机组的总压下量一般占板坯全部压下量的10-25%。4
热轧带钢轧制规程设计 摘要 钢铁行业是国民经济的支柱产业，而热轧带钢生产是钢铁生产中的主要环节。热轧带钢工艺的成熟，为冷轧生产提供了优质的原料，大大地满足了国民生产和生活的需要。本车间参考鞍钢1700ASP生产线，本设计中主要包括六部分，第一部分从热轧带钢机的发展、国外带钢生产先进技术以及我国带钢发展等几个方面阐述了热轧带钢发展情况；第二部分参考了鞍钢ASP1700生产线以及实际设计情况确定了车间的轧钢机械设备及参数；第三部分以典型产品Q235，3.8×1200mm为例从压下规程、轧制速度、轧制温度等方面确定了生产工艺制度；第四部分以典型产品为例进行了轧制力和力矩计算；第五部分根据设备参数和实际制定的生产工艺进行了咬入、轧辊强度的校核；第六部分本次设计总结。 关键词：热轧带钢，轧制工艺制度，轧辊强度
目录 1综述 (1) 1.1引言 (1) 1.2 热轧带钢机的发展现状 (1) 1.3热轧板带钢生产的工艺流程 (2) 1.4 热轧板带钢生产的生产设备 (3) 1.5ASP1700热轧板带钢生产的新技术 (3) 2 主要设备参数 (4) 3 典型产品轧制工艺确定 (6) 3.1 生产工艺流程图 (6) 3.2 坏料规格尺寸的选定 (7) 3.3 轧制工艺制定 (7) 3.3.1 加热制度 (7) 3.3.2 初轧和精轧各自压下制度 (7) 3.3.3 精轧轧制速度 (9) 3.3.4 精轧温度制度 (10) 4力能参数计算 (10) 4.1 精轧各机架轧制力计算 (10) 4.2 精轧各机架轧制力矩的计算 (13) 5设备强度及能力校核 (13) 5.1 精轧机咬入角校核 (13) 5.2 轧辊强度校核 (14) 5.2.1 辊身弯曲强度校核 (17) 5.2.2 辊颈弯曲和扭转强度校核 (19) 5.2.3 辊头扭转强度校核 (20) 5.2.4接触应力的校核 (20) 6结语 (22) 参考文献 (23)
太原科技大学 课程设计 题目：100万吨热连轧工艺设计 院系：材料科学与工程学院 专业：机械设计及其自动化 班级：机自0911班 学生姓名：张骁康 学号：200812030534 指导老师：杨霞 日期：2013年1月4日
目录 一.题目及要求 二.工艺流程图 三.主要设备的选择 3.1立辊选择 3.2轧机布置 3.3粗轧机的选择 3.4精轧机的选择 3.5工作辊窜辊系统 四．压下规程设计与辊型设计 4.1压下归程设计 4.2道次选择确定 4.3粗轧机组压下量分配 4.4精轧机组压下量分配 4.5校核咬入能力 4.6确定速度制度 4.7轧制温度的确定 4.8轧制压力的计算 4.9传动力矩 五．轧辊强度校核 5.1支撑辊弯曲强度校核 5.2工作辊的扭转强度校核 2
六．参考文献 3
一题目及要求 1.1计题目 已知原料规格为1.5~19.6×1250~1850mm，钢种为Q345A，产品规格为19.6×1250mm。 1.2的产品技术要求 （1）碳素结构钢热轧板带产品标准（GB912-89)，尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB-709-88标准 钢板长度允许偏差 切边钢板宽度允许误差 2)表面质量：表面要缺陷少，需要平整，光洁度要好。 1
二工艺流程图 坯料→加热→除鳞→定宽→粗轧→(热卷取→开卷)→精轧→冷却→剪切→卷取 三主要设备的选择 轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，因此，轧钢机能力选取的是否合理对车间生产产量、品种和规格具有非常重要的影响。 选择轧钢设备原则： （1）有良好的综合技术经济指标； （2）轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便； （3）有利于实现机械化，自动化，有利于工人劳动条件的改善； （4）备品备件要换容易，并有利于实现备品备件的标准化； （5）在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑； （6）保证获得质量良好的产品，并考虑到生产新品种的可能； 热带轧机选择的主要依据是：车间生产的钢材品种和规格。轧钢机选择的主要内容是：选取轧机的架数、能力、结构以及布置方式。最终确定轧钢机的结构形式及其主要技术参数。 3.1立辊选择 立压可以齐边（生产无切边带材）、调节板坯宽度并提高除磷效果。立压轧机包括：大立辊、小立辊及摆式压力机三种，各自特点如下： 大立辊：占地较多，设备安装在地下，造价高，维护不方便。而其能力较强，用来调节坯料宽度。 小立辊：能力较小，多用于边部齐边。 摆式侧压：操作过程接近于锻造，用于控制头尾形状，局部变形，提高成材率效果较好。缺点是设备地面设备占用场地较多，造价较高。 本设计采用连铸坯调宽，生产不同宽度带卷，选择小立辊齐边。 3.2 轧机布置 现代热带车间分粗轧和精轧两部分，精轧机组大都是6~7架连轧，但其粗轧机数量和布置却不相同。热带连轧机主要区分为全连续式，3/4连续式和1/2连续式，以及双可逆粗轧等。（1）全连续式： 全连续式轧机的粗轧机由5~6个机架组成，每架轧制一道，全部为不可逆式。这种轧制机产量可达500~600万吨/年，产品种类多，表面质量好。粗轧全连轧布置见图1a。但设备多，投资大，轧制流程线或厂房长度增大。而且由于粗轧时坯料短，轧机效率低，连轧操作难度大，效果并不很好，所以一般不采用粗轧连轧设计。 2
2030五机架冷连轧机压下规程及机 架设计项目报告 学院：机械工程学院 班级： 组员： 指导教师：谢红飙张立刚
燕山大学专业综合训练（论文）任务书 院（系）：机械工程学院基层教学单位：冶金系
目录 一、前言 (4) 二、原料及成品尺寸 (4) 三、轧辊尺寸的预设定 (4) 四、压下规程制定 (5) 4.1、压下规程制定的原则及要求 (5) 4.2、压下规程预设定 (5) 五、轧制力能参数计算 (7) 5.1确定变形抗力 (7) 5.2确定前后张力 (8) 5.3单位平均压力及轧制力的计算 (9) 5.4轧制力矩的计算 (11) 六、机架参数的设计 (13) 6.1窗口宽度的计算 (13) 6.2机架窗口高度H (13) 6.3机架立柱的断面尺寸 (13) 七、机架强度和刚度的校核 (15) 八、心得体会 (17) 参考文献 (19)
一、 前言 冷轧方法生产带钢相对于热轧方法有许多优点，例如：带钢的板厚和板形精度高，表面质量好，力学性能好等，冷轧带钢比热轧带钢的用途更为广泛。冷轧带钢生产的带钢的厚度范围为0.01～3.5mm ，最薄可达到0.001mm 。带钢生产的轧机机型主要有两种：连续式带钢冷轧机和可逆式带钢冷轧机。本设计题目为2030五机架冷连轧机，主要针对不同的材质及不同的原料厚度和不同的成品厚度制定相应的压下规程及进行机架的参数的设计计算及校核。 二、 原料及成品尺寸 Q235 来料尺寸1.5mm ×1850mm 成品尺寸0.5mm ×1850mm Q195 来料尺寸1.0mm ×1850mm 成品尺寸0.3mm ×1850mm 20Cr 来料尺寸1.2mm ×1850mm 成品尺寸0.4mm ×1850mm 三、轧辊尺寸的设定 设计课题为“2030五机架冷连轧机组压下规程设计及F1机座机架设计与分析”，则工作辊的辊身长度 L=2030mm ，辊身长度确定后即可根据经验比例值法确定轧辊直径，精轧机座设计时 1L / 2.1~4.0, D = 2L /1.0~1.8, D = 12/1.8~2.2, D D = 其中L 为辊身长度， 1 D 为工作辊直径， 2 D 为支承辊直径。
四机架带钢冷连轧车间设计方案简介 摘要简要介绍了Φ400mm/Φ170mm×400mm四机架带钢冷连轧机车间设计的工艺方案、主要设备性能参数及设计特点。 关键词冷轧窄带钢车间设计方案 1前言 冷轧带钢作为多种产品的原料，用途十分广泛，主要用于钢窗、冷弯型钢、焊管、包装、建材等方面。新疆的冷轧带钢生产为空白，疆内市场上使用的冷轧带钢及冷轧带钢制品均从内地购进，由于运距长、运费高、供货周期长等缺点给用户带来诸多不便。 八钢博业公司是集团公司确立的线、棒、带材制品生产基地。2000年10月，经充分的市场调研和技术论证，博业公司决定新建一条年产4万吨冷轧窄带钢生产线。本项目以八钢中型厂生产的热轧带钢为原料，不仅填补了新疆空白，且符合我国钢铁工业调整产品结构、增加板管比的产业政策，具有较为广阔的市场前景和发展空间。 2工艺设计方案 2.1原料及成品 原料为2.0～3.5mm×30～310mm热轧窄带钢，生产规模为年产4万t；规格为0.35～1.50mm×30～310mm；钢种为碳素结构钢，盘重约1t；预留优质碳素结构钢、合金钢冷轧带钢及镀层带钢的发展空间。 成品冷轧带钢以退火状态交货；钢卷内径为Φ500mm；钢卷最大卷取重量为1.9t。产品标准为GB716-91。 2．2生产工艺 2．2．1 产品大纲
产品大纲见表-1 表-1 产品大纲 序号产品规格/mm钢种年产量/t 10.35~0.75×30~310碳素钢12000 20.80 0.80~1.00×30~310碳结钢合结钢14000 3 1.00~1.50×30~310碳结钢合结钢14000 合计40000 2.2.2生产工艺流程 流程为：热带卷→酸洗→钝化→冷轧→纵剪→退火→精整→包装入库该车间平面布置图见图1。 18 17 16 15 14 13 12 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 预留发展空间
辽宁科技大学 课程设计说明书 设计题目：热轧板带钢轧制规程设计 Q235,2.0×1200mm 学院、系：材冶学院材料科学与工程（材料加工工程）专业班级：材加 学生姓名： 指导教师： 成绩： 2015年 1 月 6 日
目录 摘要 (1) 1、文献综述 (2) 1.1热轧板带钢产品概述 (2) 1.1.1热轧板带钢的种类及用途 (2) 1.1.2板带材的工艺特点及质量要求 (3) 1.2热轧板带钢工艺及设备发展 (3) 1.2.1国外热轧带钢发展 (3) 1.2.2国内热轧带钢生产 (4) 1.3热轧带钢生产设备与新技术 (5) 1.3.1热轧带钢新一代TMCP技术 (5) 1.3.2无酸除鳞技术 (5) 1.3.3热轧带钢无头轧制技术 (6) 1.4热轧板带钢发展趋势 (6) 2、主要设备 (7) 3、轧制工艺及轧制制度的确定 (8) 3.1生产工艺流程 (8) 图3.1 工艺流程图 (8) 3.2压下规程设计 (8) 3.2.1根据产品选择原料 (8) 3.2.2精轧机组压下制度的确定 (9) 3.3速度制度 (10) 3.3.1精轧机轧制速度 (10) 3.3.2、精轧机工作图表 (13) 3.4、温度制度 (13) 3.4.1、精轧温度制度 (14) 3.4.2、卷取温度制度 (15) 3.5、辊型制度 (15) 4、生产设备校核 (17) 4.1、轧制力与轧制力矩 (17) 4.1.1、轧制力的计算 (17) 4.1.2 轧制力矩的计算 (19) 4.1.3、精轧轧制力和轧制力矩的计算 (19) 4.2、轧机设备校核 (20) 4.2.1、精轧机的轧辊强度校核 (20) 4.2.2、电机能力校核 (24) 参考文献 (27)
201224050120 河北联合大学轻工学院 课程设计 题目：12mm热轧窄带钢压下规程设计 专业：金属材料工程 班级：12轧钢 学生姓名：赵凯 指导老师：李硕 日期：2015年12月3日
目录 1 任务要求 (3) 1.1 任务要求 (3) 1.2 原料及产品规格 (3) 2 压下规程设计 (3) 2.1 产品规格 (3) 2.2 设计原则 (3) 2.3 粗精轧道次，分配压下量 (4) 2.3.1轧制道次的确定 (4) 2.3.2 粗轧机组压下量分配 (4) 2.3.3 精轧机组的压下量分配 (5) 2.4 咬入能力的校核 (6) 2.5 计算轧制时间 (6) 2.5.1 粗轧速度制度 (6) 2.5.2 精轧速度制度 (7) 2.5.3 各道轧件速度的计算 (8) 2.6 轧制压力的计算 (9) 2.6.1 粗轧温度的确定 (9) 2.6.2 精轧机组温度确定 (10) 2.6.3 粗轧段轧制力计算 (10) 2.6.4 精轧段轧制力计算 (13) 2.7 轧辊强度校核 (14) 2.7.1 支撑辊弯曲强度校核 (15) 2.7.2 工作辊的扭转强度校核 (16) 3 设计总结 (19)
一、设计任务 1、任务要求 （1）、产品宽度1650mm,厚度12mm （2）、简述压下规程设计原则 （3）、选择轧机型式和粗精轧道次，分配压下量 （4）、校核咬入能力 （5）、计算轧制时间 （6）、计算轧制力 （7）、校核轧辊强度 2、坯料及产品规格 依据任务要求典型产品所用原料： 坯料：板坯厚度：120mm 钢种：Q235 最大宽度：300mm 长度：7m 产品规格： 厚度：12mm 板凸度：6错误!未找到引用源。 坯料单重：2t 二、压下规程设计 1、产品宽度300mm,厚度12mm 2、设计原则 压下规程设计的主要任务就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板、带产品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置（即辊缝的开度）和转速。因而，还要涉及到各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度及道次压下量的合理选择，因而广义地来说，压下规程的制定也应当包括这些内容。 通常在板、带生产中制定压下规程的方法和步骤为：
热轧带钢生产车间布置设计分析 热轧带钢简介 以板坯或钢锭为原料用热轧方式生产各种中厚钢板、薄钢板和带钢的轧钢车间设计。热轧板带钢车间设计范围包括中厚板车间设计、连续热轧宽带钢车间设计、施特克尔(炉卷)带钢轧钢车间设计和热轧窄带钢车间设计。除了以上四类板带轧钢车间外，尚有叠轧薄板车间和行星轧板车间。 工艺流程 热轧宽带钢主要生产工艺流程是板坯经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却到设定温度，由卷取机卷成钢带卷，冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品的过程。 设备构成 主体、加热炉、推钢机、出钢机、粗轧机组（四机架）、飞剪、精轧机组（七机架连轧）、卷取机、吊车、精整机组（开卷机、矫直机、剪切机、张力卷取机等）。在进行车间设计时主要是轧机型式和轧机组成的选择，同时从设备的可靠性、产品质量、维修方便、设备结构、外形和机组重量等因素进行比较和选择。主要轧钢机有中厚钢板轧机、热轧宽带钢轧机、施特克尔(炉卷)带钢轧机和热轧窄带钢轧机。(1)中厚钢板轧机。有二辊式、三辊劳特式、四辊式。轧机布置型式主要有单机架、双机架型式。现代的中厚板车间设计均采用四辊式轧机，按产品和产量的不同选用单机架或双机架组成，最佳型式是粗轧机和精轧机，均为四辊轧机并顺列布置。(2)热轧宽带钢轧机。指辊身长度不小于1000mm的热轧带钢轧机，世界上建设最多的为1500～1800mm和2000～2300mm热轧带钢轧机，最大的达2690mm。按粗轧机的型式和组成有半连续式、3／4连续式和连续式三种热轧宽带钢轧机。 (3)施特克尔带钢轧机。主要用于轧制不锈钢、硅钢等难变形金属。该轧机的特点是在轧机入口和出口设有带卷筒的加热保温炉，用以保持带钢轧制温度，因此在中国称炉卷轧机。现代的施特克尔带钢车间，一般由一架四辊式可逆式万能粗轧机和一架四辊可逆式精轧机组成。轧机后设有带钢冷却设备、卷取机和钢板剪切设备。 (4)热轧窄带钢轧机。这类轧机有布棋式、顺列式、半连续式和连续式等型式，前两种生产的带钢为条带，后两种生产的为成卷带钢。这类轧机生产的碳素窄带钢主要供焊管、自行车用材、冷轧带钢和冷弯型钢作原料。热轧窄带钢也采用行星式轧机生产，主要轧制合金钢和特殊钢带钢。 车间组成和平面布置 热轧板带钢车间主要由板坯库、加热炉跨间、轧机跨间、轧辊跨间、主电室、高压水泵站、中间库、精整跨间、成品库组成。中厚板车间尚有热处理跨间。热轧板带钢车间的工艺设备布置为连续生产线，轧辊间、主电室、高压水泵站毗邻轧机跨间布置，热轧钢卷库和精整线依厂区条件而布置，也可以单独设置。中厚板热处理设备有在线和离线两种布置。热轧板带钢车间在总图上的布置还应考虑到与连铸板坯车间的衔接。便于连铸坯直接热装炉或直接轧制，还应考虑热轧钢卷直接送往冷轧车间的方便。 车间平面布置的原则车间工艺平面布置主要是按照所确定的生产工艺和依此所确定的设备，合理地确定金属流程线、设备位置及其相对关系、必要的仓库和操
前言 板钢轧制制度的确定要求充分发挥设备潜力、提高产量、保证制度，并且操作方便、设备安全。合理的轧制规程设计必须满足下列原则和要求：在设备允许的条件下尽量提高产量，充分发挥设备潜力提高产量的途径不外是提高压下量、减少轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、提高作业率、合理选择原料增加坯重等。在保证操作稳定的条件下提高质量，为保证钢板操作的稳定，要求工作辊缝成凸型，而且凸型值愈大操作愈稳定。 压下规程是钢板轧制制度中最基本的核心内容，它直接关系着轧机的产量和产品的质量。轧制制度中得其他内容如温度制度、速度制度都是以压下制度为核心展开的。反过来，温度制度、速度制度也影响到压下速度。
目录 1·制定生产工艺和工艺制度………………………………………………………… 1·1制定生产工艺流程…………………………………………………………… 1·2制定生产工艺制度……………………………………………………………2·压下规程制定…………………………………………………………………… 2·1坯料的选择……………………………………………………………………… 2·2确定轧制方法…………………………………………………………………… 2·3轧制道次的确定，分配各道次压下量………………………………………… 2·4咬入能力的校核…………………………………………………………………3·速度制度确定…………………………………………………………………………4·温度制度确定…………………………………………………………………………5·压下规程表的制定……………………………………………………………………6·各道次变形程度和变形速率的制定………………………………………………… 6.1 变形程度的确定………………………………………………………………… 6.2 变形速率的确定…………………………………………………………………7·轧制压力的制定………………………………………………………………………… 7.1 变形抗力的确定………………………………………………………………… 7.2 平面变形抗力的确定…………………………………………………………… 7.3 计算平均压力p………………………………………………………………… 7.4 轧制压力的确定…………………………………………………………………8·电机输出力矩的制定………………………………………………………… 8.1 传动力矩的计算……………………………………………………… 8.2 附加摩擦力矩的确定………………………………………………… 8.3 空转力矩的计算……………………………………………………… 8.4 动力矩的计算………………………………………………………… 8.5 电机输出力矩的计算………………………………………………… 8.6 电机额定力矩的计算…………………………………………………9·电机的校核………………………………………………………………… 9.1 主电机能力的限制…………………………………………………
《塑性成型工艺（轧制）》课程设计说明书 课题名称15×2100×9000mm轧制规程设计指导教师 专业小组 小组成员 2013年06月15日
《塑性成型工艺（轧制）》课程设计任务书 10级材料成型与控制工程专业 设计小组：第12小组成员： 设计课题：中厚板轧制规程设计指导教师：张金标 设计小组学生学号产品牌号产品规格/mm 1Q23510×2000×9000 24510×1900×10000 312CrNi3A12×1800×10000 44Cr1313×1700×9000 5Q23512×2100×12000 6458×1800×13000 712CrNi3A14×2000×9000 84Cr1312×2000×8000 9Q2359×2050×12000 104510×2300×12000 1112CrNi3A13×1900×12000 124Cr1315×2100×9000 二、设计条件 机组：双机架串列式可逆机组(二辊可逆轧机粗轧，四辊可逆轧机精轧)。 主电机：二辊轧机主电机型号ZD250/120，额定功率25002kw，转速0~40~80rpm，过载系数2.25，最大允许传递扭矩1.22MN.m；四辊轧机主电机型号ZD250/83，额定功率20502kw，转速0~60~120rpm，过载系数2.5，最大允许传递扭矩0.832MN.m。 三、设计内容 制定生产工艺及工艺制度；确定轧制方法；确定轧制道次，分配道次压下量；设计变形工具；计算力能参数；校核轧辊强度及主电机负荷；绘制轧辊零件图、轧制表。 四、设计时间 设计时间从2013年06月03日至2013年06月14日，为期两周。 五、设计要求 每个设计小组提供6个以上设计方案，1成员完成1个设计方案的全部设计工作；组内分析、评价各个方案的设计结果，以最佳方案作为本组设计方案；小组提交最佳方案的设计说明书1份，组员提交个人的设计小结（简述方案、设计思路、计算过程和结果评价）。 材料成型教研室
学号：200906040106 HEBEI UNITED UNIVERSITY 毕业设计摘要译文 T RANSLATION O F G RANDUATE T HESIS’S A BSTRACT 设计题目：年产280万吨1780热轧带钢车间设计 学生姓名：张志芳 专业班级：09成型1班 学院：冶金与能源学院 指导教师：杨海丽教授 2013年05月28日
摘要 板带材生产技术水平不仅是冶金工业生产发展水平的重要标志，也反映了一个国家工业与科学技术发展的水平。建设现代化的热轧宽带钢轧机要满足现代工业对热轧板品种质量的要求。最终产品的质量取决于连铸坯的质量，传统厚度的板坯连铸工艺明显优于薄板坯连铸工艺。薄板坯连铸连轧更适于生产中低档板材品种，在薄规格产品生产方面具有明显优势。为了满足高质量和高性能板材要求，采用厚板坯常规连轧生产方式更合理。 本设计为年产280万吨1780热轧带钢车间设计，典型产品厚度为3.0mm。为了满足高质量和高性能板材要求，本次设计结合唐钢1700mm、宁钢1780mm、鞍钢1780mm热轧车间设计了年产280万吨的1780mm常规热轧车间。设计采用两架四辊可逆粗轧机，轧制六道次，精轧机选用六架非可逆轧机轧制六道次，通过采用CVC轧机、PC轧机和厚度自动控制(AGC)等技术相结合来控制板型和厚度，在精轧前采用无芯轴隔热屏热卷箱。 本设计粗轧机组选用两架独立的可逆轧机，两架带立棍的强力四辊可逆轧机，共完成6个道次粗轧，不但解决了粗轧轧制时间过长、与精轧机不匹配的问题，还能保证中间坯厚度及凸度的稳定性。精轧选用6机架连轧，前四架采用板型控制良好的CVC技术。全线采用许多新技术来保证稳定生产。产品在质量、精度等各方面居于先进水平。 热轧板带机轧制连铸坯，生产厚度为1.5～12.0mm的带钢。板坯在加热炉中加热到1200℃左右，由两架粗轧机将板坯轧到30mm左右。粗轧后，由飞剪切头，进入精轧。带钢经过由六架组成的精轧机组轧制。然后，再经过层流冷却进行冷却，最后由地下卷取机卷取。最终产品可经过冷轧进行再加工。 轧制前先除鳞，除鳞的方法有多种，而现代工厂只采用投资很少的高压水除鳞箱及轧机前后的高压水喷头即可满足除鳞要求，其水压过去为12MPa左右，嫌低，现已采用15～25MPa以上，合金钢则需更高的水压值。 考虑到缩短车间长度和粗轧时奥氏体回复再结晶程度以适应给冷轧薄板供坯的工艺需求，本次设计采用了两架独立的粗轧机，板坯在粗轧机上共轧制六道次，如果板坯厚度小，粗轧还可以分配空轧道次，同样可达到节能效果。 根据产品大纲要求，生产薄规格为6.0～15.0mm带钢要占40%以上，为提高精轧入口温度，减少中间坯头尾温差，提高终轧温度(绝大部分要在850℃以上)，保证带钢应有的质量、内部组织性能，粗、精轧间采用保温设施是必要的。热卷取箱保温效果较好，一次性设备投资虽高一些，但技术成熟，设备运转可靠，生
热轧板带钢生产工艺分析 学生姓名：舒锐 学号：20122329 年级专业：2012级6班
所谓生产工艺流程就是把产品的生产工序按次序排列起来。正确制定工艺过程是轧钢车间工艺设计的重要内容。制定轧钢生产工艺过程的首要目的是为了获得质量符合要求的产品，其次要在保证质量的基础上追求轧机的高产量，并能做到降低各种原料、材料消耗，降低产品成本。因此，正确制定产品工艺过程，对于工艺过程合理化，对于充分发挥轧机作用具有重要意义。 根据已制定的生产方案，在充分完成产品产量质量要求的前提条件下，用最大可能的低消耗、最少的设备、最小的车间面积、最低的劳动成本，并有利于产品的质量的提高和发展，有较好的劳动条件，最好的经济效益，具体的原则包括：产品的技术条件，生产规模大小，产品成本和工人的劳动条件。 热轧板带生产的一般工艺流程是：原料的清理准备，坯料的加热，轧制，轧后冷却，精整和质量检查等工序，对于特殊要求的钢种，在加热后不需经过热处理等工序。本车间的生产工艺流程如下图所示。
生产工艺过程简述： 1.板坯的选择和轧前准备 板坯的选择主要是板坯的几何尺寸和重量的确定。板坯的厚度选择要根据产品厚度，考虑板坯连铸机和热轧带钢轧机的生产能力。一般板坯的厚度为150-250mm，最厚为 300-350mm。板坯的宽度选择决定于成品宽度，一般板坯宽度比成品宽度大50mm左右。目前板坯宽度可达到2300mm。 通常热连轧带钢的板卷重量为20-30t，最重为45t。板卷的单位宽度的重量不断提高，一般可达到15-25kg/mm,最终可达36kg/mm。 板坯的轧前准备包括板坯的清理和板坯加热工序。板坯加热的送坯方式有板坯冷装炉、板坯热装炉、直接热装炉、和直接轧制四种。板坯入炉前要进行检查，对板坯有表面缺陷的要进行处理，采用冷装炉。对无缺陷的板坯用后三种方
年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计 本科毕业设计 题目：年产400万吨热连轧带钢车间工艺设计
摘要 本说明书描述的是年产量400万吨的高精度热连轧轧板带车间设计。指定产品为深冲用热轧板带钢，规格是5.0*1250*L。 本设计首先介绍了热连轧带钢生产技术的现状和深冲用热轧卷的工艺标准、用途等。设计以提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、提高产品质量及综合经济效益为设计原则。利用现有技术资料，确定了车间工艺设计的产品方案、工艺流程和计算机控制系统，并对主要设备进行选型。利用相关数学模型对指定产品进行工艺设计，设计内容包括原料选择、变形制度、速度制度、温度制度及辊型制度的确定。根据设计结果，编制轧制图表，计算生产能力，并对轧辊强度进行验算以及电机能力校核。计算结果表明，整个车间生产流畅、指定产品工艺计算结果及所有设备强度性能符合要求，实际产量的核算满足设计产量的要求。 关键词：热连轧带钢；车间工艺设计；工艺计算；强度校核
Abstract This is a graduation design specification about hot continual rolling of the sheet and strip steels whose production is 4 million tonsper year . The designated products is deep drawing hot rolling plate and strip steel，it's specification is 5.0*1250*L. This design first introduced the hot strip production technology status and the hot rolled deep drawing process standards, Designed to improve productivity and reduce production costs, reduce labor intensity and improve product quality and overall economic efficiency of the design https://www.doczj.com/doc/9810976738.html,e of existing technical information, the workshop process to determine the product design program, process and computer control systems, and major equipment https://www.doczj.com/doc/9810976738.html,e of mathematical models related to the specified product process design, design elements including material selection, deformation system, speed system, temperature system and roller-type system to determine.According to the design results, the preparation of rolling charts, computing capacity, and roll intensity of motor ability of checking and checking.The results show that the workshop production of smooth, calculated and specified product technology strength properties of all equipment to meet the requirements, the actual output of the accounting output to meet the design requirements。 Key words: hot continual rolling strip，workshop process design，process calculation，strength check
第一章选择坯料 1.1制定生产工艺 产品牌号：45钢 产品规格：l ?=10?1900?10000mm b h? 本次所设计的产品为中厚板，连铸坯节能，组织和性能好，成材率高，主要用于生产厚度小于80mm中厚板，所以坯料选用连铸坯。 根据车间设备条件及原料和成品的尺寸，确定生产工艺过程如下：原料的加热→除鳞→轧制（粗轧、精轧）→矫直→冷却→划线→剪切→检查→清理→打印→包装。 板坯加热时宜采用步进式连续加热炉，加热温度应控制在1200℃左右，以保证开轧温度达到1150℃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。 板坯的轧制有粗轧和精轧之分，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。 1.2 确定坯料尺寸 所设计的产品的尺寸为l ?=10?1900?10000mm，加上切边余量，将宽度设计为 b h? 1950mm，长度暂时不定，设计坯料的尺寸。 产品的厚度h为10mm，首先选取压缩比，压缩比由经验值选取，选取的最低标准为6-8，因此压缩比选取9，则坯料厚度H为90mm，由b=1950mm，坯料L=b-600, 取坯料长度L=1350mm，由于体积不变，坯料在轧制过程中会产生废料，选择烧损为98%，切损设计为98%，所以成材率K=98%×98%=96%，则 h? ?=K b l H? ? ? H B 计算得到B=1680mm,最终确定坯料尺寸为：L ?=90?1680?1350mm 。 H? B
内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题目：设计年产量500万吨热连轧 带钢车间，计算产品SPHD， 规格2.0×1800mm，占年产量 15% 学生姓名： 学号： 专业：材料成型及控制工程 班级：11级成型3班 指导教师：李慧琴教授
年产500万吨热连轧带钢车间 摘要 本文以包钢稀土钢板材公司2250热连轧带钢车间为依据，在包头地区建立一个热连轧带钢车间，根据设计任务书要求，本车间设计年产量热轧钢卷500万t；钢种有普碳钢，优质钢和低合金钢；产品规格为1.2～25.4×830～2130mm。 设计内容主要包括：产品方案，工艺流程，设备选择及生产能力计算，车间平面布置，环境保护等。 本车间采用常规半连轧工艺。板坯全部采用连铸坯。为减少坯料规格，简化轧制程序，采用定宽压力机。为提高产品质量，精轧机各架全采用CVC轧机。 采用CAD绘制车间平面布置图。 关键词：热轧带钢；半连续；轧制温度；轧制压力；轧制速度。
Annual output of 5 million tons of strip steel workshop Abstract In Baotou rare earth steel company on the basis of 2250 continuous strip steel workshop in the Baotou region to establish a continuous strip steel workshop, according to the design specification requirements, this workshop design annual production of 5 million t hot rolled steel coils; Steel grade of carbon-steel, high-quality steel and low alloy steel; Product specification is 1.2 ~ 25.4 x 830 ~ 2130 mm. Design content mainly includes: product scheme, process flow, equipment selection, calculation of production capacity, the workshop layout, environmental protection, etc. This workshop USES conventional half and rolling process. The slab are all made of casting billet. To reduce billet specifications, simplify the process of rolling, adopt fixed width press. In order to improve the quality of our products and finishing mill adopts the frame of CVC mill. Using CAD drawing workshop layout. Key words:Hot rolled strip steel workshop design; Semi-continuous; Rolling temperature; The rolling pressure; The speed of rolling
热轧钢带、薄板及钢卷 材料处理 机械切割 本数据单汇集了本公司对热轧钢产品进行下述机械切割的相关信息： ?旋转切削 ? 闸床切削 无论您需要采购特种钢材、结构件、系统设备、或是全方位的解决方案，Ruukki罗奇公司是您值得信赖的合作伙伴。公司不断开发新的产品，改进运营模式，以满足客户的需求。
对于高强钢的切割，建议使用机械切割法中的剪板机。尤其是Optim 700 MC、Optim 700 ML、Optim 900 QC、Optim 960 QC、Raex 400、Raex 450及 Raex 500等，需悉心选择切割机械及切割值。最重要的因素为公隙及切割角。切割刀片的硬度对切割结果也有较大影响，尤其对Raex耐磨钢而言这种影响尤为明显。Raex 400 耐磨钢可用刀片公隙准确的坚固型强力剪进行切割。刀片硬度必须大于53洛氏硬度(HRC)。对于Raex 500 钢，建议仅在其厚度小于10毫米时才选用机械切割。 公隙会对切割刀片的使用寿命产生影响，从而影响使用成本。合理的公隙可降低施加于刀架上的应力，进而延长剪板机的使用寿命且可对较厚的钢板进行切割。所幸公隙设置的操作速度较快，并且可测可控。切割高强钢时，需要调大公隙。对于韧性特别强的金属，公隙则须大幅减小以避免钢板因折叠而堵塞在刀片之间。此外，还需注意的一点是：要实现对钢板或钢带成功的切割，在很大程度上将有赖于每个不同车间对切割作业的实践总结。 ? 机械切割中钢板的温度 无论钢材的强度及硬度如何，切割前将钢板整体预热至+20°C室温是热切割工艺取得成功的必备条件。图1显示了所需时间，该图中数据采集自200X300毫米规格的钢板。若钢板堆积存放，那么将会大幅增加所需时长。? 切屑几何分析 影响钢板切割的主要因素将在主切割平面图及与其相垂直的平面图中加以说明。见图2。公隙（u）、切割角（<）、斜交角（）及倾斜角（ ）均会对切割产生影响。若切割角（<）为0，则该切割工艺称之为冲切，即刀片上下部分平行，整个钢板全长会被同时切割。若切割角度不为0，则该工艺称为闸切。这是直刀切割机中最常用且最为重要的工艺。就有关几何分析而言，选择旋转切削和闸床切削极其类似，通常被视作对等的工艺。公隙（u）指上下刀片间的距离。 通常切割机械的公隙可在一定范围内进行调节。剪板机只可进行刀片间的水平公隙调节，而旋转式剪床的水平及垂直公隙均可以调节。垂直调节对切割板条的分离影响尤其明显。 也可以通过对倾斜角（ ）、斜交角（ ）各值的调节对切割结果进行调节。切割窄板条时，正确的倾斜角可降低切割故障率且减少刀片的磨损。将斜交角设置在1度和度之间，可得到平直的矩形切割结果。此设置下，公隙非恒定值，而是随切割的推进逐渐增大。 ? 切割阶段 切割初始阶段，钢材会出现塑性屈服。当超过材料的屈服强度时，则开始出现塑性变形。随着切割的深入，钢材的变形能力超出了特定点后便开始断裂。切割的最后阶段，断裂便从上下刀片挤压材料的接触点开始。 图3所示的切割边缘可看到切割的各阶段。开始时，切割钢板边缘形成圆形边角，称为毛边，这是上刀片在切割钢板的上平面以及下刀片在下平面形成的。随着切割的推进，刀片穿入钢板一定深度，在剪切面形成一个抛光区，紧接着便形成了前一章所述的断裂带。 最后阶段在由上刀片向下刀片切割刃施加的最大压力作用下形成了毛刺，这种作用对切割区域的材料屈服施加了横向应力，改进了材料的变形性能。因此钢板不会在预定的切割线断裂，而是在其旁边处断裂，此处材料的硬度稍差。钢板只有在划过切割刀片后才会断裂，沿切割线的切割边缘会形成锐利的突出物，即毛刺。 ? 切割评估及常见缺陷 切割结果基于以下各点进行评估： - 切割件的外形和尺寸精度 - 切割边缘的外观 - 毛刺的高度 最终结果取决于切割机械及钢材。钢材的主要因素为其抗拉强度；此外，钢材的韧性，尤其是变形性能也会对切割结果产生影响。 导致切割缺陷的主要因素有： - 切割角度过大 - 刀片过钝 - 公隙调节不当 - 切割机械的支架及轴过度弯曲 可在切割后钢板条上找到三种不同的缺陷，这些缺陷和切割边缘的直角度及平滑度决定了切割的结果。 缺陷的类型为(见图4)： - 扭曲 - 外倾 - 弧弯 ? 公隙对切割的影响 金属切割中，实际切割的仅一部分，剩余部分主要是由于断裂而分离，这点之前已作讨论。切割同一钢种时，断裂角保持一致，这也是公隙需要按照钢板抗拉强度和厚度设定的原因。 图5的5a中，刀片的公隙(u)过大则断裂无法与刀片的切割刃完全贴合，从而出现不连续区域。这也会导致切割边缘的毛刺以及刀片的过度磨损。此外，钢板在脱离前便会弯曲，其结果便是切割边缘有锐利的凸起。